Die Digitalisierung und Vernetzung der Produktionsabläufe stellt die Mitarbeiter vor neue Herausforderungen. Fach- und firmenübergreifende Zusammenarbeit und mehr Verantwortung des Einzelnen werden die Arbeitswelt bestimmen.
Industrie 4.0 und das Internet halten mit großen Schritten Einzug in die Fabrikhallen. Vergingen von der ersten bis zur zweiten industriellen Revolution noch über hundert Jahre, sind die Innovationszyklen heute deutlich kürzer. Fertigungsunternehmen, die sich am Markt halten wollen, können sich dieser Entwicklung kaum entziehen - ganz im Gegenteil: Innovations- und Kostendruck, Umsatz- und Effizienzsteigerung sowie der Fachkräftemangel zwingen zum Aufrüsten in Sachen Industrie 4.0. Die Veränderungen spielen sich jedoch nicht nur in den Produktionsstätten ab. Das Konzept wird auch die Arbeitsweise vieler Menschen grundlegend verändern.
Das wirtschaftliche Potenzial für Industrie 4.0 wird enorm hoch eingeschätzt: Eine Studie des Fraunhofer Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) und des Bundesverbands Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (Bitkom) sieht bis 2025 allein im Maschinen- und Anlagenbau ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 23 Milliarden Euro in Deutschland. Diese Entwicklung wird auch die Arbeitswelt beeinflussen.
Industrie 4.0: Ein Leitfaden für CIOs
Industrie 4.0 - Leitfaden für CIOs Stephen Prentice (Gartner) legt den IT-Verantwortlichen zwölf Dinge ans Herz, die sie für den IT-Beitrag zu Industrie 4.0 beachten beziehungsweise tun sollten:
1. Nur keine Panik! Industrie 4.0 ist kein Sprint, sondern ein Marathon. Die gute Nachricht: Wenn man nicht so genau sieht, wo es hingeht, kann man bislang auch nicht wirklich eine Gelegenheit verpasst haben.
2. Integrieren Sie Informationstechnik und operationale Technik! Unter operationaler Technik (OT) versteht Gartner Ingenieurtechnik mit einer Langzeitperspektive. Sie liefert Information über das, was im Inneren der Produktionssysteme vor sich geht. Dabei ist sie digital, aber nicht integriert.
3. Steigern Sie den Reifegrad Ihres Fertigungsprozesses! Lernen Sie Ihre Mitspieler auf der Produktionsseite kennen. Verstehen Sie deren Sorgen und Hoffnungen und planen Sie den gemeinsamen Fortschritt auf einem fünfstufigen Weg.
4. Integrieren Sie Ihre Informations-Assets! Reißen Sie Ihre Silos nieder und öffnen Sie Ihre Unternehmenssysteme auch für externe Informationsquellen: Wetterdaten, Social Media etc. "Ihre wertvollsten Daten könnten von außerhalb Ihres Unternehmens stammen", konstatierte Gartner-Analyst Prentice.
5. Verinnerlichen Sie das Internet der Dinge! Das Internet of Things (IoT) ist der international gebräuchliche Begriff für das, was die Grundlage der Industrie 4.0 - und des digitalen Business - bildet.
6. Experimentieren Sie mit Smart Machines! Virtuelle Assistenten für die Entscheidungsunterstützung, neuronale Netze, cyber-physikalische Systeme, Roboter und 3D-Druck mögen aus der heutigen Perspektive noch als Spielerei erscheinen. Aber es lohnt sich, ihre Möglichkeiten auszuloten.
8. Scheuen Sie sich nicht, den Maschinen ein paar Entscheidungen anzuvertrauen! Der Fachbegriff dafür ist Advance Automated Decision Making. Es gibt schon einige Bereiche, wo Maschinen statt des Menschen entscheiden, beispielsweise bei der Einparkhilfe für Kraftfahrzeuge.
9. Denken Sie wirklich alles neu! Jedes Produkt, jeder Service, jeder Prozess und jedes Device wird früher oder später digital sein. Denken Sie sich einfach mal Sensoren und Connectivity zu allem hinzu.
10. Führen Sie bimodale IT ein! Die Koexistenz zweier kohärenter IT-Modi (einer auf Zuverlässigkeit, einer auf Agilität getrimmt) gehört zu den Lieblingsideen der Gartner-Analysten. Stabilität und Schnelligkeit lassen sich so in der jeweils angemessenen "Geschwindigkeit" vorantreiben.
11. Kollaborieren Sie! Werden Sie ein Anwalt für Industrie 4.0. Schließen Sie sich Peer Groups, Konsortien und Standardisierungsgremien an. Denn die besten Ideen müssen nicht zwangsläufig aus dem eigenen Unternehmen kommen.
12. Halten Sie die Augen offen! Die Dinge verändern sich - ständig. Erfolgreiche Unternehmen wie Google und Amazon wissen das. Sie sind immer auf der Suche nach neuen Entwicklungen und Möglichkeiten.
7. Werden Sie ein Digital Business Leader! Der CIO sollte sich für das digitale Business engagieren. Dazu muss er aber seinen Elfenbeinturm verlassen. Denken Sie von innen nach außen, rief Prentice die IT-Chefs auf, und verbringen Sie etwa 30 Prozent Ihrer Arbeitszeit mit Menschen von außerhalb Ihrer Organisation.
Die Experton Group kommt in ihrer Studie "Industrie 4.0" zu dem Schluss: "Es werden neue, geänderte Aufgaben auf die Mitarbeiter zukommen, bewährte Arbeitsmuster werden sich verändern. Die Nutzung von Mobile Devices und digitalen Informationen wird omnipräsent, situations- und kontextadaptiv sowie augmented und pervasive sein."
Was heißt das nun genau? Enge Kooperation ist innerhalb der einzelnen Unternehmen und auch fabrikübergreifend stärker gefragt als je zuvor. Denn entscheidend bei der Anpassung, Vernetzung und Digitalisierung der Produktionsprozesse ist die übergreifende Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Abteilungen - gerade wenn diese vorher unabhängig voneinander und mit individuellen IT-Systemen gearbeitet haben - um zum Beispiel auf kurzfristige Änderungen schnell und flexibel reagieren zu können.
Durch den zunehmenden Vernetzungsgrad entstehen Berührungspunkte zwischen CIOs und IT-Fachkräften, Fachabteilungen sowie Geschäftsentscheidern, die es zuvor in dieser Form nicht gab. Von der Entwicklungs- bis zur Marketing-Abteilung ist in Zukunft eine enge Abstimmung durch das ganze Unternehmen notwendig.
Von der Entwicklungs- bis zur Marketingabteilung ist in der Industrie 4.0 in Zukunft eine enge Abstimmung durch das ganze Unternehmen notwendig. Foto: Bugphai FOTO - Fotolia.com
Qualifizierungsniveau auf höherer Ebene
Die veränderte Kommunikation eröffnet neue Chancen: Um schnelle Lernkurven auszubilden, müssen Mitarbeiter abteilungs- und hierarchieübergreifend ihre Erfahrungen mit neuen Produkten, Materialien und Technologien austauschen und ihr Feedback zur Montage geben können, etwa über Social-Collaboration-Plattformen. So können schnell neue Ideen generiert und umgesetzt werden. Dadurch wird die Produktion auch für den Nachwuchs attraktiv, die sogenannte Generation Y. Denn sie ist gewohnt, mit allen zu kommunizieren - nicht nur innerhalb der Abteilungen oder entlang von Workflows und Geschäftsprozessen.
Digitalisierung im BMW-Produktionsnetzwerk
CFK Verwendung von Data Matrix Codes im Produktionsprozess von CFK-Bauteilen
Smartwatch Eine Smartwatch unterstützt die Montagearbeit und warnt den Mitarbeiter bei Arbeitsschritten mit anderen Anforderungen.
Smartwatch Die Smartwatch macht sich mit einem leuchtenden Display sowie Vibrationsalarm bemerkbar.
Simulation Fabrik-Digitalisierung des britischen Rolls-Royce-Werks in Goodwood.
Simulation Simulation des britischen Rolls-Royce-Werks in Goodwood.
Auch das Qualifizierungsniveau der Mitarbeiter ändert sich, denn die Anforderungen aufgrund der Komplexität der Systeme steigen. Unternehmen benötigen einerseits kompetentes Personal, das dieser Herausforderung gewachsen ist. Andererseits vereinfacht die Technologie industrielle Prozesse und Handgriffe. Ein Beispiel dafür sind "assistierte" Mitarbeiter: Sie können ohne vorheriges Training, aber ausgestattet mit technischen Hilfsmitteln wie Smart Glasses auf Expertenwissen zugreifen - etwa vor Ort Informationen abrufen, wie sie ein Werkstück bearbeiten oder eine Maschine reparieren sollen.
Teamarbeit in Zeiten von Industrie 4.0
Eine weitere neue Form der Zusammenarbeit sind so genannte Communities of Practice, also praxisbezogene Arbeitsgruppen, die den funktionsübergreifenden Austausch im Unternehmen pflegen. Auf diese Weise können beispielsweise die Erfahrungswerte von Gruppenteilnehmern aus der Produktion zu verbesserten Abläufen führen. Oft kommen auch Verbesserungsvorschläge für Produkte oder für die Fertigung von Kunden oder vom Vertrieb.
Communities of Practice bieten eine Möglichkeit, diese unterschiedlichen Informationen schnell als Feedback an die Entwicklungs- oder Arbeitsvorbereitungsabteilung zurückzuspielen. Ähnlich wie bei Linkedin oder Xing kann damit ohne Rücksicht auf Hierarchien und Abteilungsgrenzen jeder mit jedem kommunizieren. In solchen Communities finden sich Kollegen ein, die sich nicht zwangsläufig kennen müssen. Sie geben Kommentare ab, stellen Fragen, tauschen sich aus und generieren so wertvolle Ideen.
Vier Tipps zur Digitalisierung von Unternehmen
Vier Tipps zur erfolgreichen Digitalisierung Drucken Sie noch oder digitalisieren Sie schon? In unserem Quiz wollen wir von Ihnen wissen, welchen Grad der Digitalisierung Sie und Ihr Unternehmen erreichen. Doch Raum für Verbesserungen gibt es immer, deswegen haben wir für Sie vier nützliche Tipps zur erfolgreichen Digitalisierung Ihres Unternehmens.
1. Mehr Akzeptanz durch modulare Lösungen Um die Akzeptanz neuer Technologien bei den Mitarbeitern zu gewährleisten, sollten diese frühzeitig eingebunden und die Veränderungen langsam, aber stetig vorgenommen werden. Am besten eignen sich dafür modular aufgebaute Lösungen, die sich nach dem Baukastenprinzip erweitern lassen.
2. Anforderungen definieren Definieren Sie zunächst die Anforderungen an digitale Lösungen zur Prozessoptimierung – und zwar zusammen mit den betroffenen Mitarbeitern und Managern. Nur intuitiv zu bedienende und sichere Lösungen, die sich einfach und bereichsübergreifend implementieren lassen, tragen wirklich dazu bei Prozesse zu vereinfachen und Zeit zu sparen. Deshalb sollte die eingesetzte Technologie nicht nur zu den aktuellen Anforderungen des Unternehmens passen, sondern auch zukünftige Entwicklungen berücksichtigen.
3. Alle Unternehmensbereiche einbeziehen Holen Sie alle Beteiligten mit ins Boot. Die Erfahrung zeigt, dass Einführungsprozesse deutlich effizienter ablaufen, wenn jeder Unternehmensbereich mit einbezogen wird. So lassen sich kritische Punkte und mögliche Risiken bereits im Vorfeld abschätzen und minimieren. Entscheidend ist, die Vorteile, die dem Unternehmen durch neue Lösungen entstehen, frühzeitig zu definieren und an alle Anspruchsgruppen zu kommunizieren. So sparen Sie Kräfte, um die entscheidenden letzten Schritte zu gehen.
4. Ganzheitlicher Ansatz und Agilität Sie sollten Ihre Strategie, Struktur, Kultur und Prozesse permanent hinterfragen und gegebenenfalls neu ausrichten und nachjustieren. Dabei immer an die Anwender denken und alle Mitarbeiter und Führungskräfte motivieren, sich in einen kontinuierlichen Dialog und Verbesserungsprozess einzubringen.
Industrie 4.0: Auswirkung auf Konsumenten und Produkte
Nicht zuletzt wird sich Industrie 4.0 auch beim Konsumenten bemerkbar machen: Endverbraucher werden die Möglichkeit haben, Produkte nach ihren individuellen Wünschen anstatt von der Stange zu kaufen. Ähnlich wie es heute beim Autokauf schon der Fall ist, können die Käufer ihre Wünsche vor der Herstellung äußern - und erhalten dann ein maßgeschneidertes Produkt, das dennoch bezahlbar ist.
Der nächste Schritt ist das Smart Product: Intelligente Produkte weisen über ihren gesamten Produktlebenszyklus einen hohen Grad an Konnektivität auf. Sie interagieren mit dem Nutzer: So kann ein Auto den Fahrer auf die nächste Tankstelle hinweisen, wenn es anhand des Fahrstils kalkuliert, mit der vorhandenen Füllung die Strecke nicht zu schaffen.
Oder es stellt fest, dass es früher oder später als geplant zum nächsten Werkstatttermin muss. Schon heute unverzichtbar: das Smartphone. Aufgrund offener Architekturen lassen sich Anwendungen von Drittanbietern integrieren, die den ursprünglichen Nutzen des Telefonierens anreichern. So kommt es als Navigationsgerät ebenso zum Einsatz wie als kleine Spielkonsole, Fitness-Tracker oder Taschenlampe.
Industrie 4.0 durchdringt alle Fertigungsbereiche. Es entstehen Produkte, die sich selbst überwachen, steuern und konfigurieren können. Foto: Experton Group
Mehr Informationsaustausch, mehr Flexibilität
Bisher konzentriert sich Industrie 4.0 auf die Zusammenarbeit innerhalb der Grenzen einer Fabrik. Doch für Unternehmen wird der globale Kontext immer wichtiger. Sie wollen ihre Fabriken vergleichbar und flexibel machen, etwa indem sie Produkte je nach Bedarf an mehreren Stellen produzieren können. Die Vorgabe lautet: Entwickle ein Produkt und befähige die Anlagen, Prozesse und Organisation, es überall in der Welt herzustellen. Dabei werden Produkte immer stärker variieren und auf individuelle Kundenwünsche zugeschnitten, gleichzeitig verkürzen sich die Produktionszyklen.
Konsequenz dieser Entwicklung: Unternehmen und ihre Mitarbeiter müssen um einiges flexibler werden, als das bisher der Fall war. Denn mit den heutigen Strukturen lassen sich die zunehmende Komplexität und Geschwindigkeit in der Produktion, wie sie der globale Wettbewerb vorgibt, nicht meistern. Das wird nur gelingen, wenn die reale Fabrik zeitnah mit der virtuellen Welt der IT-Systeme verbunden ist, so dass von der Produktionshalle bis zum oberen Management aufgrund konsistenter Informationen bessere Entscheidungen getroffen werden können.
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Stärkere Lokalisierung Fertigungsunternehmen werden künftig noch wesentlich stärker ausdifferenziert und verteilter sein. Kleinere, aber dafür mehr Standorte sorgen dann dafür, dass sie einen besseren Zugang zu lokalen Ressourcen haben und auf neue Marktanforderungen direkt vor Ort reagieren können. Das ermöglicht ihnen, ihre Supply Chains zu optimieren, agiler zu sein und die Lieferzeiten deutlich zu verkürzen. Daneben wird es aber auch weiterhin sehr große Fertigungsstandorte geben, an denen die Unternehmen ihre größten und wichtigsten Teile herstellen oder montieren.
Fortschreitende Digitalisierung Durch die stärkere Lokalisierung der Supply Chain spielt die Informationstechnologie in Zukunft eine noch größere Rolle, als das in der Branche ohnehin schon der Fall ist. Ein Beispiel dafür ist der 3D-Druck. Er wird es etwa ermöglichen, dass ein lokaler Vertriebsstandort zumindest bei kleineren Ersatzteilen einfach die Blaupause herunterlädt und sie direkt vor Ort druckt. Darüber hinaus wird die zunehmende Verbreitung von Cloud Computing und des Internets der Dinge eine neue Generation intelligenter Objekte hervorbringen, die Fertiger mit Echtzeitdaten versorgen können. Sensoren von Anlagen und Maschinen, die bei Kunden installiert sind, liefern den Herstellern dann beispielsweise selbstständig wertvolle Informationen für die Wartung und Instandhaltung, mit deren Hilfe sich bessere After-Sales-Services erbringen lassen.
Ausweitung von Kooperationen Produktionsunternehmen gehen künftig deutlich mehr Partnerschaften ein und arbeiten wesentlich enger zusammen, als sie das heute tun. Zum einen werden sie Partnerschaften mit Universitäten schließen, um sich frühzeitig die besten Talente zu sichern. Aber auch untereinander werden sie stärker kollaborieren. In ersten Ansätzen hat dies beispielsweise der britische Hersteller von Transportverpackungen Loadhog bereits realisiert. Er hat mit einem seiner wichtigsten Zulieferer ein Austauschprogramm für Auszubildende ins Leben gerufen, von dem beide Unternehmen profitieren.
Flexiblere Konfigurierbarkeit Die Fertigungsstandorte werden immer häufiger so konzipiert sein, dass sich ihre Strukturen schneller und flexibler an neue Marktanforderungen anpassen lassen. Die Elemente von Werkstätten und Produktionshallen – vom einzelnen Arbeitsplatz bis hin zu den Maschinen – sind heute meist noch sehr starr organisiert. In Zukunft werden sie aber zahlreiche unterschiedliche "Konfigurationen" ermöglichen, die jeweils ideal zu den konkreten Anforderungen passen.
Kultureller Wandel Mit den genannten Änderungen einher geht auch ein Wandel der Unternehmenskultur. Die Außenwelt wird Fabriken nicht länger als staubige und ölverschmierte, sondern vielmehr als offene und stark vernetzte Orte wahrnehmen. Diese Entwicklung hat bereits begonnen und so erinnern viele Fabriken den Betrachter heute schon stärker an einen Bürokomplex als an eine klassische Fertigungsstätte.
Diese immer größer werdende Komplexität müssen die Mitarbeiter von morgen managen. Da die einfacheren Handgriffe immer mehr von Maschinen übernommen werden und der Mensch vermehrt administrative Aufgaben übernehmen muss, steigt auch seine Verantwortung signifikant. Wenn auch die Automatisierung eine wichtige Rolle spielt, bleibt der Mitarbeiter das zentrale Element. Denn nur er ist letztlich in der Lage, Zusammenhänge in den Kontext zu bringen und jederzeit situativ zu entscheiden.