Industrie 4.0 und Digitalisierung kritisch hinterfragt

gepostet am 14. März 2017
aktualisiert am 19. Juni 2024

Wie der Change Management Hype Cycle wunderschön zeigt, gibt es neben Digitalisierung und Industrie 4.0 kaum ein anderes Thema, das ähnlich stark gehypt wird. Um das Thema durch das Tal der Ernüchterung zu treiben, möchte ich euch meine Erkenntnisse in diesem Fritz Tipp zu Digitalisierung und Industrie 4.0 in Form von vier provokanten Thesen weitergeben.

Change Management Hype Cycle 2017. Quelle: www.zoe-online.org
Change Management Hype Cycle 2017. Quelle: www.zoe-online.org

Inhalt

1. Industrie 4.0 ist ein Marketing Gag

In zahlreichen Schaubildern wird die Entwicklung von Industrie 1.0 (mechanischer Webstuhl 1784) über Industrie 2.0 (Fließband 1870) und Industrie 3.0 (speicherprogrammierbare Steuerung 1969) bis hin zu Industrie 4.0 (Cyber-Physische-Systeme) dargestellt.

In Bezug auf den Industrie 4.0 Maturity Index glaube ich nicht, dass wir es gegenwärtig mit der vierten industriellen Revolution zu tun haben. Wenn überhaupt, sind wir in einem seit Jahrzehnten fortlaufenden Digitalisierungsprozess. Durch Einsatz von Elektronik und IT sollen (Produktions-)Prozesse digitalisiert werden.

Industrie 4.0 Maturity Index. Quelle: acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2017.
Industrie 4.0 Maturity Index. Quelle: acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2017.

Nach meiner Erfahrung sind wir gegenwärtig in sehr vielen Bereichen auf Stufe 1 oder 2 des oben dargestellten Industrie 4.0 Maturity Index, d.h. wir beginnen analoge Prozesse zu digitalisieren und diese Insellösungen miteinander zu verbinden. Die ganze Industrie 4.0 Diskussion dreht sich aber vorwiegend um Stufe 5 und 6, also Systeme, die vollständig autonom reagieren können.

Der Witz an der Sache ist aber folgender, Stufe 1-2-3-4-5 des Industrie 4.0 Maturity Index lassen sich gerade im industriellen Umfeld nicht einfach überspringen. Was willst du prognostizieren, wenn die zugrunde liegenden Daten nicht brauchbar sind, so Philipp Schmid im folgenden Video.

Kein Wunder das viele Firmen nach gescheiterten versuchen wieder bei den Basics beginnen müsse und Betriebsdatenerfassungs-Projekte starten. Warum spricht dennoch alles von Industrie 4.0? Vermutlich verhält es sich so, wie Karl-Heinz Weidmann von der FH Vorarlberg in seinem untenstehenden Kommentar geschrieben hat: „Zunächst darf man aus meiner Sicht nicht übersehen, dass es sich beim Schlagwort I4.0 um eine Vision handelt.“ Ich nenne es Marketing Gag.

„Der Führungskreis IT ist ein tolles Format, der Umgang äußerst offen und kollegial – etwas Besonderes. Die regelmäßigen Treffen mit sehr guten Impulsvorträgen zu den Fallbeispielen sind ein willkommener Blick über den Tellerrand. Dabei kommt der persönliche Austausch untereinander nie zu kurz und es bietet sich die Möglichkeit für eine branchenfremde Sichtweise des Themas. “

Sebastian Häckl
Leiter IT
Rhomberg Bau GmbH

2. Digitalisierung dient der Effizienzsteigerung

Was Leibniz (1646-1716) mit dem digitalen Zeichensystem vorgeschlagen hat und heute als Digitalisierung, digitale Transformation oder Industrie 4.0 bezeichnet wird, ist primär ein Effizienzthema um Kosten einzusparen.

Wir digitalisieren analoge Prozesse und verknüpfen Insellösungen miteinander (Stufe 1 und 2). Innovation im Sinne neuer Produkte und Services steht, wenn überhaupt, an zweiter Stelle (Stufe 3 bis 6). Die Digitalisierung von einfachen Abläufen schafft dann wiederum eine neue Komplexität auf höherer Ebene, so Bainbridge. Diesen Effekt bezeichnet Bainbridge als Ironie der Automation.

Ironie der Automation nach Bainbridge. Quelle: Fritz Führungskreise.
Ironie der Automation nach Bainbridge. Quelle: Fritz Führungskreise.

Vor diesem Hintergrund überraschen die Ergebnisse aus dem MuleSoft Connectivity Benchmark Report 2018 nicht weiter. Dabei wurden weltweit 650 IT Decision Makers aus Unternehmen größer 1000 Mitarbeiter befragt, was den die Ziele ihrer laufenden digitalen Transformationsprojekte sind:

MuleSoft Connectivity Benchmark Report 2018.
MuleSoft Connectivity Benchmark Report 2018.

Die Effizienzsteigerung innerhalb der IT (Increase IT’s operational efficency), als auch im gesamten Unternehmen, stehe dabei eindeutig im Mittelpunkt der Anstrengungen. Aus diesem Grund fühlen sich Diskussionen über Digitalisierung und Industrie 4.0 häufig nach altem Wein in neuen Schläuchen an.

3. Weil es ein Technologie-Push ist, fehlen die Anwendungsfelder für Industrie 4.0

Viele Industrie 4.0 Prediger müssen sich die Frage gefallen lassen, was denn der Unterschied zu BDE/MIS/MES sein soll. An dieser Stelle kommen wenige Argumente:

Aber was ist der wirkliche Nutzen? Ich behaupte, dass es heute keinen wirklichen Nutzen gegenüber einem gut funktionierendem BDE/MIS/MES gibt bzw. alles darüber hinaus nicht wirtschaftlich darstellbar ist.

Der Trend- und Zukunftsforscher Matthias Horx formuliert es am 2020 wie folgt (42:23-44:02): „Ich glaube das (..) diese Vorstellung der Digitalisierung der Welt eine Art Ersatzreligion war, die auch ziemlich aufgeflogen ist. Wenn sie nicht Loblied der Digitalisierung gesungen haben (..) dann gelten sie irgendwie als vor gestrig. Aber jetzt haben wir eben auch in dieser Krise erfahren dass es nicht (..) das Digitale an sich ist was uns rettet vor Krankheiten sondern menschliche Verhaltensänderung.“

Senad Hodzic

„Im Führungskreis Softwareentwicklung werden immer wieder spannende Themen aus dem Alltag behandelt, als auch neue Impulse für zukünftige Ideen und Entwicklungen gesetzt. An dem Format gefällt mir besonders der freundschaftliche und ungezwungene Umgang mitaneinander und das man immer etwas mit nimmt was man so vorher nicht erwartet hat. In den letzten Jahren konnte ich so schon viel in unsere Prozesse und Entwicklungen ein fliesen lassen und die gewonnen Erfahrungen an mein Team weitergeben. “

Senad Hodzic
Abteilungsleiter Steuerungsentwicklung
Otto Bihler Maschinenfabrik GmbH & Co. KG

4. In den nächsten Jahren wird sich einiges tun

Wie der Gartner Hype Cycle aufzeigt, sind diverse Technologien am reifen, die Fantasie in die Sache bringen könnten: Machine Learning, Cognitive Expert Advisors und Smart Robots.

Wenn  alle Produktionsanlagen vernetzt sind, wäre folgender Schritt gut denkbar:  Produktionsanlagen planen, steuern, warten und reparieren sich auf Basis der eingelasteten Kundenaufträge selbst.

FRITZ - Industrie 4.0 und Digitalisierung im Gartner Hype Cycle 2017
Industrie 4.0 und Digitalisierung im Gartner Hype Cycle. Quelle: Gartner Hype Cycle 2017.

Im neuesten Update des Gartner Hype Cycle von August 2021 sind die oben genannten Technologien bereits nicht mehr enthalten. Entweder sind sie bereits über das Plateau der Produktivität hinweg oder es waren Eintagsfliegen. Ich vermute stark Letzteres.

Industrie 4.0 und Digitalisierung im Gartner Hype Cycle. Quelle: Gartner Hype Cycle 2017.
Industrie 4.0 und Digitalisierung im Gartner Hype Cycle. Quelle: Gartner Hype Cycle 2021.

Fazit – Industrie 4.0 und Digitalisierung

Keine Panik – es ist noch nicht allzu viel passiert. Die Kosten der Digitalisierung über Stufe 2 hinaus (Industrie 4.0) sind nach wie vor hoch. Nur über große Stückzahlen bzw. hohe Varianz lassen sich diese Kosten amortisieren.

Wenn überhaupt, sind wir in einem seit Jahrzehnten fortlaufenden Digitalisierungsprozess. Durch Einsatz von Elektronik und IT sollen (Produktions-)Prozesse digitalisiert werden. Nur der Name dieses Prozess ändert sich fortlaufend: Automation, Datenverarbeitungssystem, Informations- und Kommunikationstechnologien und Digitalisierung.

Nach wie vor kann der Produktionsmitarbeiter Schwankungen in der Nachfrage besser ausgleichen: Leiharbeiter, flexible Arbeitszeitkonten usw. Dennoch sollte man die Augen offenlassen. In den nächsten Jahren könnte sich einiges bewegen. Ich bin gespannt auf eure Kritik!

Dr. Patrick Fritz

Dr. Patrick Fritz

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2 Antworten zu “Industrie 4.0 und Digitalisierung kritisch hinterfragt”

  1. Thomas Schwarz sagt:

    1. Es gibt keine 4. industrielle Revolution.
    Generell halte ich nichts vom Begriff Revolution. Auch das 4.0 ist wohl nur ein Marketing-Gag. Deiner Interpretation der Thematik als „Nachwirkung“ der SPS Einführung kann ich mich aber auch nicht anschließen. Meine Bedenken lassen sich wohl am Besten mit einem Vergleich zur Softwarewelt erläutern. Diese zwei Bereiche sind wohl ziemlich parallel verlaufen. Auch dort wurde in den 1960ern noch auf zentrale, monolitische Systeme gesetzt. Gleiches gilt für die Nutzung von SPSen. Diese werden nur höchst selten vernetzt eingesetzt und falls das getan wird, dann sogut wie immer in einer Singlemaster/Multislave Konstellation auf Anlagenebene. Anlagenvernetzung als solche war damals einfach technisch (Speicher, Bandbreite, Taktrate) nicht möglich. Die Neuerung für mich ist, dass jetzt nicht nur Anlagenweit vernetzt wird, sondern Fabriks-/Unternehmensweit. Gleiches findet sich in der Softwareentwicklung aktuell unter dem Schlagwort Microservice (früher mal SOA usw.). Auch dort wird der Monolith durch ein Netzwerk an kleinen Spezialisten ersetzt.

    2. Die Technologie für Industrie 3.0 ist reif.
    Ist sie schon lange, aber keinen hat es interessiert. Auch hier ist es wieder der gedankliche Wechsel vom Monolith/der Kathedrale zum Basar. Viele Lösungen der Automatisierungspyramide sind am Vendor Lock-in und an der Unwissenheit der Nutzer/Entscheider gescheitert. Kaum ein Produktionsleiter hatte bisher Know How in der IT. Auch viele der Mitarbeiter kamen/kommen aus der Elektrotechnik/dem Maschinenbau und für die Informatiker war es nie ein Thema, in die Produktion zu gehen. Das disziplinenübergreifende Denken/Arbeiten setzt sich erst langsam durch. Als Anekdote kann gesagt werden, dass der Begriff Automatisierungstechnik von vielen Firmen in der Region noch immer in Elektrotechnik und Maschinenbau geteilt wird und es dafür eine jeweils unabhängige Fachabteilung gibt.

    3. Weil es ein Technologie-Push ist, fehlen die Anwendungsfelder.
    Anwendungsfelder gibt es genug. Es ist wohl wie beim Laser, wahnsinns Potential aber das in fachfremden Bereichen. Industrie 4.0 ist was für die Operations, aber das Know-How ist klassische Software- und Systemarchitektur. Diese Bereiche treffen sich nur ganz selten.
    Für mich sind die Vorteile gegenüber BDE/MIS/MES erhöhte Robustheit und Flexibilität. Auch kann ich sehr viel bessere Planung auf einer dezentralen Ebene durchführen. Dann kommen noch das Deployment und die verteilte Architektur dazu, aber das ist was für die Informatiker.

    4. In den nächsten 5 Jahren könnte sich einiges tun.
    Den Satz mit den selbstplanenden Produkten kann ich so unterschreiben. Dazu wird aber eine gewisse Varianz in den Produkten benötigt, ansonsten ergeben sich daraus keine Vorteile.

    Fazit – Industrie 4.0
    Die Kosten für die Automatisierung würde ich nicht dieser Bewegung zurechnen, da geht es um die Flexibilisierung der Maschinen. Die kostet dann etwas, aber überschaubar. Den Nutzen/Vorteil sehe ich auch nicht in den hohen Stückzahlen, sondern in der besseren Auslastung der Maschinen und Anlagen. Jede Anlage die ich nicht bauen/Kaufen muss, ist bares Geld wert. Auch hinkt der Vergleich mit den Mitarbeitern, da fischen Anlagen und Personen nicht im selben Teich.

  2. Karl-Heinz Weidmann sagt:

    Zunächst darf man aus meiner Sicht nicht übersehen, dass es sich beim Schlagwort I4.0 um eine Vision handelt. Das ist auch gut so. Es ist gerade in unserer Zeit besonders notwendig wieder Vision und Ziele zu entwickeln und zu entwerfen.
    Von einer Vision dann aber Praxistauglichkeit und direkte Operationalisierbarkeit zu verlangen ist wohl über das Ziel geschossen.
    Vielmehr gilt es die Treiber zu analysieren und in den Dienst der Vision zu stellen.
    Da ist sicherlich zunächst die Technik, aber auch der Markt – denn wer
    fordert denn individuelle Produkte, wer bietet sie an? Nicht die Technik! – also demand-side und die Betriebswirtschaft weil es um Differenzierung geht.
    Es ist schon richtig, dass hier die Technik zu Hilfe kommt. Ganz besonders die Informatik und das ganz einfach weil sie die Methoden und Konzepte parat hat.
    Es ist natürlich völlig richtig anzumerken, dass alles schon einmal da war und es nichts Neues gibt. Aber dieses Argument ist leider vollumfassend.
    Was ist denn beispielsweise der Unterschied zwischen einem alten Schachcomputer der 80er (Mephisto I) und dem Schachapp auf dem modernen Mobiltelefon? Keiner!
    Dennoch: Wieviele Schachcomputer werden wohl in 2017 verkauft werden?
    Ob Revolution oder Evolution ist nicht so wichtig. Die Entwicklungen sind so oder so unstetig. Es ist allerdings grundsätzlich so, dass wir im Voraus – im Nachhinein ist alles klar und offensichtlich – schwer erkennen können was bei der Kombination von verschiedensten Konzepten/Systemen herauskommen wird. Meist müssen wir uns mit Versuchen und/oder Modellierung, und damit einer Annäherung, helfen.
    Zusätzlich versuchen wir meist den Analogieschluss. Aber wie heißt es so schön: nicht alles was hinkt ist ein Vergleich.
    Dies gilt besonders in der Hochtechnologie. Moor’s Law ist in den direkt betroffenen Wissenschaften noch nicht begriffen. Wie soll das denn in verwandten Anwendungsgebieten besser sein?
    Mit der Elektronik und damit der Informatik zieht aber genau diese Potenzfunktion in die Produktion und damit in die Betriebe generell ein. Ob wir etwas dazu beitragen oder nicht. Die Einstellung „auch dieser Hype wird vorübergehen“ hilft nicht.
    Besser wir setzen uns heute damit auseinander!

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