Industrie 4.0: Die Digitalisierung der realen Wertschöpfung

zuletzt aktualisiert am 4. November 2015

Es ist eine Kernherausforderung unserer Zeit: Digitale Technologien durchdringen klar erkennbar alle Bereiche des Wirtschaftslebens. Dieser Wandel symbolisiert notwendige Weiterentwicklungen und Modernisierungen und steht für Chancen im globalen Markt.

Wer die Digitalisierung aktiv gestalten will, muss Grenzen innerhalb des eigenen Unternehmens und über Unternehmensgrenzen hinweg aufbrechen – bis hin zu branchenübergreifenden Kooperationen. Auch künftig konzentrieren sich erfolgreiche Unternehmen auf Kundennutzen, Unternehmer-Mentalität und Qualität. Doch digitale Innovation, Informationstransparenz, Big & Smart Data sowie intelligente Systemlösungen werden immer wichtiger.

Unternehmen entwickeln und digitalisieren eigene Produkte und Dienstleistungen für den Kunden – darüber hinaus gilt es, die Lieferkette zu digitalisieren. Dazu gehören verschiedene Abläufe und Aufgaben, die im organisierten Netzwerk-Verbund das Produkt oder die Dienstleistung an den Endkunden bringen. Wenn Unternehmen Lieferketten strukturieren, binden sie idealerweise auch die eigenen Lieferanten und Zulieferer der Zulieferer ein und betrachten den Endkunden als letztes Glied dieser übergreifenden Kette.

Internationale Lieferanten, internationale Kooperationen sowie Unternehmen, die sich auf die eigene Kernkompetenz als Teil übergreifender Wertschöpfungsketten konzentrieren, zeigen deutlich: Der Wettbewerb im Markt bewegt sich weg von der einzelnen Geschäftseinheit und hin zu funktionierenden und effizienten Lieferketten. Das verdeutlicht, wie wichtig Supply Chain Management und digitale Strukturen entlang der Lieferkette für den strategischen Erfolg sind. Kompetentes vernetztes Denken und Arbeiten werden immer wichtiger.

Industrie 4.0: Evolution in der Produktion

Das Stichwort „Industrie 4.0” ist allgegenwärtig und die Öffentlichkeit diskutiert es kontrovers. Industrie 4.0 zielt auf intelligente Produkte, die mit ebenso intelligenten Verfahren und Prozessen erstellt und an den Endkunden geliefert werden. Ein Erfolgsfaktor ist dabei eine intelligente Fabrik, die die steigende Komplexität stemmen kann – und zwar äußerst flexibel, effizient und zunehmend produktiv.

Der Begriff „Industrie 4.0” entspringt der industriellen Entwicklungshistorie:

Die 1. industrielle Revolution Ende des 18. Jahrhunderts brachte angetriebene, mechanische Produktionsanlagen hervor.
Die 2. industrielle Revolution zu Beginn des 20. Jahrhunderts ermöglichte die fließbandgestützte, arbeitsteilige Massenproduktion.
Die 3. industrielle Revolution zu Beginn der 1970er Jahre ebnete den Weg für den Einsatz von Elektronik und programmierbaren Steuerungen in der automatisierten Fertigung.
Der Beginn der 4. industriellen Revolution ist gleichzusetzen mit dem Vernetzen von intelligenten Produkten, intelligenten Produktionsanlagen und Teilnehmern – und zwar entlang der gesamten Wertschöpfung.

Umfragen zeigen: Unternehmer erwarten vom Zeitalter Industrie 4.0, dass es sie schneller und flexibler macht und ihnen hilft, ihre Kunden zu begeistern und diesen mehr Nutzen zu bieten. Weiterhin hoffen sie darauf, die Automatisierung in den Fabriken voranzutreiben sowie die gesamte Supply Chain transparenter zu machen. Insgesamt erachten Unternehmer das Thema „Industrie 4.0” als sehr wichtig, aber auch herausfordernd.

Wie können Unternehmen Industrie 4.0 nutzen?

Um Industrie 4.0 im eigenen Unternehmen umzusetzen, müssen bekannte Referenzmodelle funktionieren. Referenzarchitekturmodelle erleichtern und beschleunigen die organisationsübergreifende Implementierung durch ihre verschiedenen Dimensionen:

Übergreifend genutzte Referenz für Architektur
Anwendbare Normen und Standards
Verortung von Use-Cases und Beziehungen
Definition von Regeln

Daneben müssen Unternehmen innerbetriebliche Voraussetzungen schaffen. Dies betrifft sowohl internationale Konzerne als auch Mittelständler, die international aktiv sind und ein Element multi-nationaler Supply-Chains darstellen.

Scheinbar einfach und dennoch sehr bedeutsam ist es, das eigene Geschäftsmodell und das sich daraus ergebende Prozessmodell zu verstehen. Hierbei ist es wichtig, die Wertschöpfungsschritte formal zu beschreiben sowie Funktionen abzugrenzen und effiziente Schnittstellen zu fokussieren. Gute innerbetriebliche Abläufe ermöglichen es, Industrie 4.0-Referenzarchitekturmodelle erfolgreich zu implementieren. Außerdem lassen sie insgesamt das Unternehmen profitabel wachsen.

Aus Sicht der Prozesse und der Lean Manufacturing Philosophie finden sich viele wichtige Elemente, die auch bei Industrie 4.0 Referenzarchitekturmodellen erfolgskritisch sind:

Akkurate Produktionsplanung und -steuerung
Datenintegrität und -aktualität
Effiziente Flüsse von Produkt und Information
Getaktete Abläufe im Zusammenspiel mit Lieferant und Kunde
Hohe Zuverlässigkeit in den Abläufen und eine damit verbundene Fehlerkultur

Dies verdeutlicht: Industrie 4.0 basiert sehr stark auf den klassischen Elementen der schlanken Produktion. Eine funktionierende und zuverlässige Produktionsplanung ist nicht die Folge von Industrie 4.0, sondern die guter Stammdaten von Produkten und Prozessen in der Wertschöpfung. Eine hohe Flexibilität ist wichtig, jedoch müssen Unternehmen beachten: Um die Fertigung zu stabilisieren, ist eine gewisse „Frozen Zone” als Teil der Horizontplanung wertvoll – ein Zeitraum, in dem nichts geändert wird. Es kann nicht das Ziel sein, jedwede kurzfristige Änderung durch die gesamte Kette durchlaufen zu lassen und den bekannten „Bull-Whip Effekt” (Peitscheneffekt) zuzulassen: Dieser tritt z.B. auf, wenn Bestellungen beim Lieferanten stärker schwanken als Verkäufe an den Kunden und sich so die Schwankung zum Ursprung der Lieferkette hin vergrößert.

Eine effiziente Produktionsplanung arbeitet in der gesamten Kette mit aktuellen Daten und transparenten Aufträgen, die als Basis für Entscheidungen des Kunden zuverlässig sind. Bereits innerhalb eines einzelnen Betriebes braucht die getaktete, fließende Fertigung gemäß einer schlanken Produktion viele Regeln, Signale und Informationen. Angesichts von Industrie 4.0 und übergreifend gesteuerten Wertschöpfungsketten ist es besonders herausfordernd, solch ein System zu etablieren.

Hier braucht es exakte Schnittstellendefinitionen entlang der Lieferkette sowie Regeln für den Informationsaustausch zwischen intelligenten Komponenten, Produkten, Anlagen und Maschinen. Erfolgreiche Unternehmen praktizieren solche aktiv kommunizierenden Ketten bereits und sind bereit für Industrie 4.0.

Fazit: So gelingt Unternehmen die Umsetzung von Industrie 4.0

Erfolgreich umgesetztes Lean Manufacturing macht Industrie 4.0 möglich. Der Schritt von schlanken Abläufen im eigenen Unternehmen hin zu effizienten Wertschöpfungsketten wird leichter.

Effiziente Abläufe, unterstützt von flexiblen ERP-Systemen, ermöglichen somit neben profitablem Wachstum auch den Erfolg mit Industrie 4.0.