Industrie 4.0 bei mittelständischen deutschen Automobilzulieferern

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung, Zielsetzung und Methodik

2 Theoretische Grundlagen
2.1 Definition und Verbreitung mittelständischer Automobilzulieferer in Deutschland
2.2 Industrie 4.0 in der mittelständischen Automobilindustrie
2.2.1 M2M-Kommunikation als Basis der Industrie
2.2.2 Bedeutung Digitaler Fabriken in der Automobilherstellung
2.2.3 3D-Drucker - heute Ergänzung, morgen wichtigste Produktionsmaschine?

3 Aktuelle Bedeutung der Industrie 4.0 bei mittelständischen, deutschen Automobilzulieferern

4 Chancen der Industrie 4.0 für mittelständische Automobilzulieferer
4.1 Produktivitätserhöhung durch Vernetzung
4.2 Erweiterung der Geschäftsmodelle

5 Herausforderungen der Industrie 4.0 für mittelständische Automobilzulieferer
5.1 Komplexitätssteigerung mit Folgen
5.2 Datensicherheit als unvermeidbare Hürde
5.3 Neue Kundenanforderungen durch Industrie

6 Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Internetquellen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beispiel einer digitalen Fabrik (Unternehmen Audi)

Abbildung 2: Eigene Einschätzung von Unternehmen in Bezug auf die Digitalisierung

Abbildung 3: Hemmnisse bei der Umsetzung der Industrie

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Anzahl der Betriebe, der Beschäftigten und Umsatz in der deutschen Automo­ bilindustrie

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung, Zielsetzung und Methodik

Mechanisierung, Massenproduktion durch Elektrifizierung, Automatisierung - diese Be­griffe prägten die ersten drei industriellen Revolutionen, die jeweils für Effizi enzgewin- nung in der Produktion standen.¹ Im 21. Jahrhundert ist nun vermehrt von einer vierten industriellen Revolution die Rede: In der sogenannten Industrie 4.0 stellen vernetzte und intelligent miteinander kommunizierende Maschinen, Produkte und Menschen in soge­nannten Cyber-Physikalischen Systemen (CPS) die Basis für eine weitere Effizienzstei­gerung der gesamten Wertschöpfung dar.²

Jedoch gibt es große Unterschiede in der bisherigen Anwendung der Innovationen, die mit der Industrie 4.0 einhergehen. Während beispielsweise große deutsche Automobil­hersteller es längst verstehen, klare Konzepte zur Umsetzung zu entwickeln³, sind deren mittelständische Zulieferer noch nicht so weit. Einer Studie der Beratungsgesellschaft Berylls zur Folge schätzen 80% der deutschen Automobilzulieferer ihr Know-how im Bereich Digitalisierung als höchstens limitiert ausgeprägt ein.⁴ Die Gründe sind verein­facht fehlendes Kapital und mangelndes Fachwissen. Daraus resultierend gelingt keine durchgängige IT-Integration von der Beschaffung bis zur Wartung. Das Zusammenspiel zwischen dem Wertschöpfungsprozess und der Digitalisierung scheitert.⁵

Diese Arbeit verfolgt das Ziel,die aktuelle Bedeutung sowiedie Chancen und Herausfor­derungen, die die Industrie 4.0 für mittelständische, deutsche Automobilzulieferer in be­triebswirtschaftlichem Kontext mit sich bringt, aufzuzeigen: Welche Herausforderungen gilt es für sie zu meistern, um Chancen der vierten industriellen Revolution zu nutzen?

Dazu werden in Kapitel 2 zunächst grundlegende, das Thema betreffende, theoretische Aspekte dargelegt. Anschließend werden die aktuelle Bedeutung der Industrie 4.0 für mittelständische Zulieferer in Kapitel 3 sowie die Chancen in Kapitel 4 und Herausfor­derungen in Kapitel 5 kumulativ dargelegt. Zuletzt soll in Kapitel 6 ein Fazit gezogen und Lösungsmöglichkeiten geschaffen werden.

2 Theoretische Grundlagen

Zunächst sollen kurz die theoretischen Grundlagen erläutert werden, die von Nöten sind, um den Ausführungen des Analyse-Teils zu folgen. Einerseits ist dies die Einordnung mittelständischer, deutscher Automobilzulieferer, andererseits sind es grundlegende Cha­rakteristika und Innovationen der Industrie 4.0, die einen Strukturwandel in der Automo­bilindustrie einleiten.

2.1 Definition und Verbreitung mittelständischer Automobilzulieferer in Deutsch­land

Die Europäische Kommission spricht in ihrer Empfehlung 2003/361 von einem soge­nannten mittleren Unternehmen, wenn die Mitarbeiterzahl zwischen 50 und 249 und der Umsatz zwischen 10 und 50 Millionen Euro liegt.⁶

Die folgende Tabelle 1 veranschaulicht Zahlen des Statistischen Bundesamtes und zeigt die Anzahl der Betriebe, der Beschäftigten sowie den Umsatz in der gesamten, deutschen Automobilbranche im Jahr 2017 - aufgeteilt nach Unternehmensgrößen. Die Zahlen in­kludieren die Automobilhersteller. Auffällig ist, dass 71% der 1.039 Betriebe kleine oder mittlere Unternehmen sind, diese jedoch nur einen kleinen Teil des gesamten Umsatzes sowie der Mitarbeiterzahl darstellen.

Außerdem sind 34% der Unternehmen mittelgroß. Diese 358 Unternehmen beschäftigen ca. 48.000 (6%) der in der Automobilherstellung arbeitenden Personen und sorgen mit 8.450 Mrd. € für 1,8% des Branchenumsatzes.

Tabelle 1: Anzahl der Betriebe, der Beschäftigten und Umsatz in der deutschen Automobil­industrie

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: In Anlehnung an Statistisches Bundesamt, Produzierendes Gewerbe, 2017, S. 42.

Ca. 300.000 Personen, somit etwa 35% der in der deutschen Automobilindustrie beschäf­tigten Menschen, sind davon aktuell in der deutschen Automobilzuliefererbranche be- schäftigt.⁷

2.2 Industrie 4.0 in der mittelständischen Automobilindustrie

Wie bereits in Kapitel 1 erwähnt, befinden wir uns gerade mitten in der vierten industri­ellen Revolution. Wo zuvor die Dampfmaschine, die Elektrifizierung sowie die Automa­tisierung für eine Produktivitätssteigerung sorgten, soll es diesmal die Digitalisierung sein, die die Unternehmen vor neue Herausforderungen, aber vor allem auch Chancen stellt. In den folgenden Unterkapiteln sollen entscheidende Innovationen dieser Industrie 4.0 kurz erläutert werden.

2.2.1 M2M-Kommunikation als Basis der Industrie 4.0

Cyber-Physical Systems (CPS) bilden die Grundlage für die sogenannte Machine-to-Ma- chine-Kommunikation, die in der Literatur oftmals als Hauptinnovation der Industrie 4.0 angesehen wird. Diese Technologie ermöglicht es, dass physikalische Objekte, wie z.B. Maschinen, global mit anderen physikalischen und virtuellen Objekten, wie z.B. ERP- Systemen, kommunizieren und so Prozesse ohne den Eingriff des Menschen zeitlich ef­fizienter abgehandelt werden können. Die einhergehende Vernetzung aller am Produkti­onsprozess beteiligten Maschinen ermöglicht es, steigende Komplexitätsanforderungen zu beherrschen und Produktionszeiten zu verkürzen.⁸

Zwar wurden bereits Anfang der 2000er-Jahre erste Technologien in diesem Bereich ent­wickelt, eine die gesamte Wertschöpfungskette umfassende Umsetzung und flächende­ckende Ausbreitung existiert jedoch bis heute nicht. Eines Tages, so sind sich Experten einig, können Cyber-Physical Systems wesentliche Beiträge zur Lösung zentraler Prob­leme der Menschheit, wie nachhaltiger Mobilität oder allgemein dem Energiewandel bei- tragen.⁹

2.2.2 Bedeutung Digitaler Fabriken in der Automobilherstellung

Digitale Fabriken ermöglichen eine detailgetreue Planung von Produkten mittels 3D-Vi- sualisierungen. Deren Ziel ist eine ganzheitliche Bewertung des Produktes mittels Zu­sammentragung aller relevanten Daten.¹⁰ So können Automobilhersteller Fahrzeuge bis ins Detail vorbereiten - unter Berücksichtigung relevanter physikalischer Gesetze. Die folgende Abbildung 1 zeigt das Beispiel einer solchen 3D-Visualierung des Unterneh­mens Audi.

Abbildung 1: Beispiel einer digitalen Fabrik (Unternehmen Audi)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Siemens, Zukunftssichere Produktion bei Audi, 2019, o.S

Das mittelfristige Ziel der Automobilhersteller ist es, auch die Automobilzulieferer in ihre digitalen Fabriken zu integrieren und somit selbst die Produkte derer in einer 3D-Visua- lisierung anpassen und ggf. unmittelbar - beispielsweise mittels 3D-Druck - produzieren zu können.¹¹

2.2.3 3D-Drucker - heute Ergänzung, morgen wichtigste Produktionsmaschine?

Auf die Möglichkeiten, die die Digitale Fabrik für Produktionsunternehmen bietet, bauen 3D-Drucker auf. Diese Maschinen sind aktuell in der Lage, Produkte aus diversen Mate­rialien, wie Metall oder Kunststoff, herzustellen. Dabei bauen die Drucker Objekte auf Basis von digitalen Modellen sukzessive auf und minimieren so den Materialeinsatz.¹²

Dies bietet aktuell vor allem Vorteile bei der Herstellung von Kleinstserien, deren Her­stellung ansonsten schnell unwirtschaftlich wird, sowie Ersatzteilen oder Produkten mit komplexen Geometrien. Momentan sind es vor allem kleine Produkte, die von 3D-Dru- ckern problemlos hergestellt werden können. In Zukunft wird es möglich sein, auch große Produktionsmengen sowie größere Produkte herzustellen und somit uneingeschränkt in Serie zu produzieren.¹³

[...]

¹ Vgl. Becker, W., Botzkowski, T., Ulrich, P., Industrie 4.0 im Mittelstand, 2017, S. 8-9.

² ebd., S.9.

³ Vgl. Huber, W., Industrie 4.0 in der Automobilproduktion, 2016, S. 118 ff.

⁴ Vgl. Berylls, Company Culture 4.0, 2017, S.3.

⁵ Vgl. Wächter, M., Mobile Strategy, 2016, S.65 ff.

⁶ Vgl. European Commission, What is an SME?, 2019, o.S.

⁷ Vgl. Statista, Beschäftigtenanzahl in der deutschen Automobilzuliefererindustrie bis 2017, 2018, o.S.

⁸ Vgl. Huber, W., Industrie 4.0 in der Automobilproduktion, 2016, S. 39.

⁹ Vgl. Acatech, Cyber-Physical Systems, 2011, S. 5.

¹⁰ Vgl. Huber, W., Industrie 4.0 in der Automobilproduktion, 2016, S. 14.

¹¹ Lurse, J., Einsatzfelder und strategische Ausrichtung der Digitalen Fabrik, 2002, S.63.

¹² Vgl. Huber, W., Industrie 4.0 in der Automobilproduktion, 2016, S. 35.

¹³ Vgl. Huber, W., Industrie 4.0 in der Automobilproduktion, 2016, S. 35.