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Bernd Müller

Geschäftsmodell gesucht

Geschäftsmodell gesucht

Industrie 4.0 ist keine Frage der Technik. Ihr Erfolg hängt vielmehr von pfiffigen Geschäftsmodellen ab, von denen sowohl Industrieunternehmen als auch ihre Kunden profitieren. Internetbasierte Services um die Produkte herum sollen künftig Wachstum und Gewinn bringen.

Wer Visionen habe, solle zum Arzt gehen, hat Altbundeskanzler Helmut Schmidt einmal gesagt. Frank Riemensperger ist gesund, Visionen hat er trotzdem. Riemensperger ist Vorsitzender der Geschäftsführung der Unternehmensberatung Accenture und sitzt in diversen Gremien, unter anderem leitet er gemeinsam mit Henning Kagermann das Projekt „Internetbasierte Dienstleistungen für die Wirtschaft“. Kagermann wiederum hat als Präsident der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften Acatech den Arbeitskreis Industrie 4.0 der Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft angestoßen. Während Ingenieure und Informatiker in diversen Fachkreisen über das Kleinklein von Datenstandards und Produktionsprozessen tüfteln, fordert der Accenture-Chef den großen Wurf: „Die deutsche Industrie braucht eine digitale Vision.“

In der Tat: Derzeit wird unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ vor allem die Digitalisierung in der industriellen Fertigung verstanden. Bei ihrer Technikdiskussion verlieren die Befürworter den Kunden schon mal aus dem Blickfeld. Doch auch Leitbranchen wie Maschinenbau, Automobil oder Elektrotechnik müssen zunehmend über Alleinstellungsmerkmale und Mehrwert ihrer Produkte über die technischen Eigenschaften hinaus nachdenken. Wenn die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer ihre Marktführerschaft behalten wollen, brauchen sie die digitalen Visionen, von denen Frank Riemensperger spricht. Mobile Endgeräte, schnelle mobile Netze, Cloud-Computing, Big Data und Echtzeit-Analytik sind Trends, die auch den Maschinenbau erfassen werden. „Das wird massive Veränderungen bringen und die Unternehmen müssen darauf reagieren“, sagt der Accenture-Chef.

Diese Veränderungen sind Bedrohung und Chance zugleich. In der Produktion fallen künftig Unmengen von Daten an, jeder Sensor, jede Maschine, jedes Bauteil liefert im Sekundentakt Informationen über seinen aktuellen Zustand. Diese Daten kann der Hersteller einer Maschine für neue Geschäftsmodelle nutzen. Wenn nicht, tun es irgendwann andere, denn Daten sind frei und bei zunehmender Vernetzung nicht mehr an die Hardware gebunden. Indien ist weltweit der führende Standort für kommerzielle IT-Dienstleistungen und etwas Ähnliches könne im Maschinenbau in China für Industrial IT entstehen, gibt Frank Riemensperger zu bedenken. Statt nur Produkte herzustellen, könnte das Reich der Mitte auch bald als Anbieter von IT-Dienstleistungen für die Industrie reüssieren.

Die vierte Revolution

Industrie 4.0 bezeichnet die vierte industrielle Revolution nach der Einführung von Dampf- und Wasserkraft (1. Revolution), der Massenfertigung mithilfe elektrischer Energie (2. Revolution) und der Automatisierung mit Informationstechnik (3. Revolution). Das Ziel der vierten industriellen Revolution ist die intelligente Fabrik, die wandlungsfähig, effizient und ergonomisch Kunden wie Geschäftspartner in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse integriert. Eine wichtige Rolle spielen cyber-physische Systeme – „mitdenkende“ und vernetzte Produktionsanlagen, die mit ihren Produkten kommunizieren. Eine erste Demonstrationsanlage ist die „SmartFactory“ des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz in Kaiserslautern.
Der Begriff Industrie 4.0 tauchte erstmals 2011 auf der Hannover Messe auf. Im Folgejahr erarbeitete der Arbeitskreis Industrie 4.0 der Forschungsunion Umsetzungsempfehlungen für die Bundesregierung, die auf der Hannover Messe 2013 der Bundeskanzlerin übergeben wurden. Gleichzeitig nahm die Plattform Industrie 4.0, gemeinsam gegründet von den Branchenverbänden Bitkom, VDMA und ZVEI, ihre Arbeit auf. Sie soll die deutschen Aktivitäten koordinieren.

Die deutsche Redaktion des Innovationsmagazins Technology Review hat anlässlich ihres 10-jährigen Bestehens am 5. und 6. November einen Innovationskongress veranstaltet: Zum Thema „Industrie 4.0 – die Fabrik der Zukunft“ trafen sich in Berlin Experten aus Unternehmen, Verbänden und der industriellen Forschung, um Chancen und Risiken der nächsten industriellen Revolution auszuloten. Das Vortragsprogramm des Kongresses finden Sie hier.

Doch die deutschen Unternehmen haben die Zeichen der Zeit erkannt. Sie sind sehr aktiv beim Thema Industrie 4.0 und denken auch gleich neue Geschäftsmodelle mit. Die Skepsis bei Industrie 4.0 sei geringer als gedacht, hat Stefan Ferber festgestellt. Er ist Leiter Business Development im Internet der Dienste & Dinge von Bosch Software Innovations. Viele Unternehmen der fertigenden Industrie überlegen gerade, wie sie sich der asiatischen Konkurrenz, die günstig und gut ist, erwehren könnten.

Eine Möglichkeit sind produktbegleitende Dienstleistungen, also Services, die eine Maschine aufwerten und die man nur erbringen kann, wenn man die Maschine auch gebaut hat. Die Daten, die beim Betrieb der Maschinen beim Kunden erhoben werden, lassen zum Beispiel Rückschlüsse zu auf Verschleiß und drohende Ausfälle. Thyssen-Krupp baut Mikrofone in die Türen seiner Aufzüge ein. Die lauschen auf verdächtiges Knarren, das blockierte Türen ankündigt – der häufigste Grund für Ausfälle bei Aufzügen. Auch so genannte Betreibermodelle setzen sich mehr und mehr durch. Ein Unternehmen, das zum Beispiel Zulieferteile für Autos produziert, kauft nicht mehr Maschinen, sondern bucht Stückzahlen oder Betriebsstunden. Die Maschine bleibt Eigentum des Maschinenbauers, der damit auch für die Wartung zuständig ist.

Viele Maschinenbauer haben solche Betreibermodelle im Programm, etwa der Lasermaschinen-Hersteller Trumpf oder der Landmaschinen-Produzent John Deere. Wer einen Mähdrescher braucht, muss ihn nicht kaufen, er kann auch nur für die Einsatzstunden bezahlen. Dieses „Performance based Pricing“ hat für den Landwirt Vorteile, weil er hohe Investitionskosten vermeidet und sich nicht um die Wartung des Mähdreschers kümmern muss. Bei Flugzeugtriebwerken sind solche Geschäftsmodelle schon lange üblich. Hersteller wie Rolls Royce oder General Electric werden nach Betriebsstunden bezahlt, Boeing und Airbus als ihre Kunden kaufen die Triebwerke nicht mehr.

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Voraussetzung ist das Internet der Dinge, das eng mit Industrie 4.0 verknüpft ist. Im Jahr 2020 werden 50 Milliarden Geräte miteinander vernetzt sein – sogar Lichtschalter und Kleidungsstücke und eben auch Sensoren in Maschinen oder Bauteilen. Das sei erst der Anfang, sagt Bernd Heinrichs, Direktor für das Internet der Dinge bei Cisco: „Heute sind 99,4 Prozent der Dinge auf unserem Planeten unvernetzt – das wird sich ändern.“ Dinge, Daten, Prozesse und Menschen verknüpfen sich zu einem Netzwerk, das die gesamte Gesellschaft umfasst. Für die Hersteller von Mähdreschern oder Triebwerken wird es dann ein Leichtes sein, Betriebsdaten auszulesen, etwa um auf drohende Defekte reagieren zu können. Bosch Software Innovations hat ein Computerprogramm entwickelt, das diese vorausschauende Instandhaltung organisiert. Es läuft auf einem PC, könnte aber auch eingebettet in die Steuerung der Maschine arbeiten oder als Service in einer Cloud. Statt nach „Design for Cost“ – Hauptsache billig – werden Produkte künftig mehr nach dem Prinzip „Design for Service“ entwickelt. Ein Produkt darf auch teurer sein, wenn es dem Kunden über die Lebenszeit Vorteile beim Service bietet. Das geht aber nur, wenn dieses Geschäftsmodell von Anfang an in das Produkt eingebaut ist, etwa über Datenschnittstellen, die eine vorausschauende Wartung ermöglichen. „Ingenieure sind das nicht gewohnt“, sagt Philippe Bartissol. Der Vice President Industrial Equipment beim Software-Konzern Dassault Systèmes sieht eine Fülle von Mikro-Geschäftsmodellen, die sich rund um die Daten etablieren könnten – wenn die Ingenieure sie aufgreifen.

Damit sind ganz neue Geschäftsmodelle möglich: Einige stehen in den „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ des Arbeitskreises Industrie 4.0. Eine Idee: Ein Maschinenbauer könnte die Betriebsdaten aller Maschinen eines Typs sammeln und kalkulieren, mit welchen Materialien und Betriebsmitteln dieser Maschinentyp die besten Ergebnisse erzielt. Das könnte der Hersteller als Verkaufsargument nutzen und sogar unterschiedliche Preise je nach Einsatzzweck verlangen. Oder er bietet eine Versicherung an, die finanzielle Verluste beim Ausfall seiner Maschinen ausgleicht.

Wichtig dafür sind jedoch Offenheit, Transparenz und Vertrauen. Schließlich läuft der Datenaustausch über Unternehmensgrenzen hinweg, Maschinenbauer und Kunde sind künftig Partner auf Augenhöhe. Glückt diese Partnerschaft, entstehen neue Wertschöpfungsnetzwerke. „An diesen Schnittstellen spielt die Musik“, sagt Ferber. Dort lassen sich Kosten sparen und neue Dienstleistungen aufsetzen.

Deutliche Bestandssenkungen und Produktivitätsgewinne hat zum Beispiel das Bosch Werk Homburg für das Gemeinschaftsprojekt RAN erzielt, in dem mehrere Industrie- und Forschungspartner eine Anwendung mit einem deutschen Automobilhersteller umgesetzt haben. Dank Datenaustausch weiß der Zulieferer – in diesem Fall Bosch in Homburg – in jedem Augenblick, wie viele Autos sein Kunde gerade produziert. Bosch liefert zeitgenau die Einspritzdüsen für die Motoren ans Fließband. Das optimiert die Lagerhaltung. Die hohe Einsparung lässt sich aber nur erzielen, weil auch die Zulieferer des Zulieferers Bosch eingebunden sind. Diese Offenheit war beim Automobilbauer erst mal unüblich, denn die Branche lässt sich ungern in die Karten schauen. Für sie ist der Werkszaun auch die Grenze beim Datenaustausch. Doch der Erfolg des Projekts hat sie umgestimmt: Mittlerweile sind weitere deutsche Autobauer im Verband der Automobilindustrie an Folgeaktivitäten beteiligt.

Viele Branchen ziehen nach: So hat Fresenius Medical Care mittels seiner Dialyse-Apparate die Medikamentengabe der Patienten in Abhängigkeit von ihrem Zustand vor, während und nach der Behandlung analysiert. In Hunderttausenden Behandlungen hat das Unternehmen gelernt, in welchem Zustand welche Medikamentierung in Verbindung mit der Blutwäsche so förderlich für den Patienten ist, dass der Verlust an Lebensqualität hinausgezögert wird. Statt wie früher nur die Apparate zu verkaufen, betreibt das Unternehmen diese heute in den Kliniken in Eigenregie in direktem Kontakt mit den Patienten – mit positivem Effekt für den Krankheitsverlauf vieler Patienten.

Auch wenn ein intelligentes Produkt nicht zwingend eine selbststeuernde, intelligente Produktion braucht: Accenture-Chef Frank Riemensperger rechnet damit, dass beide Welten – die intelligente Produktion und intelligente Produkte – konvergieren. Das werde aber nicht schnell geschehen. So gebe es etwa aus der Automobilindustrie unmissverständliche Signale, dass in den nächsten fünf Jahren keine intelligente Produktion eingeführt wird, die sich selbst steuert. Der hierarchische Ansatz nach der klassischen Automatisierungspyramide hat dort noch lange nicht ausgedient. Andererseits denken aber alle Hersteller über Connected Cars nach – intelligente und vernetzte Autos. Riemen­sperger: „Solche intelligenten Produkte werden irgendwann auch noch intelligenter produziert.“

Und intelligent entwickelt: Eckard Eberle ist CEO der Geschäftseinheit Industrial Automation Systems bei Siemens. Dort macht er sich Gedanken, wie man die Produktentwicklung flexibilisieren und beschleunigen kann. Denn wenn von einem Produkttyp immer weniger Stückzahlen hergestellt werden, muss sich auch der Entwicklungsprozess ändern. Noch einmal das Beispiel Flugzeugtriebwerke: Früher dauerte es von der Änderung eines Konstruktionsdetails am Computer bis zur Arbeitsanweisung für den Werker eine Woche, heute nur noch zwei Stunden.

Die Erhöhung von Geschwindigkeit und Qualität gilt natürlich auch bei der Neuentwicklung, insbesondere durch hohe Informationskonsistenz über verteilte Projektteams hinweg. Wie sich der digitale Planungsprozess eines Produkts von der Wiege bis zur Bahre spannen lässt, zeigt Siemens in seinem Elektronikwerk in Amberg. Dort werden Komponenten der Automatisierungsprodukte Simatic hergestellt – gesteuert von Simatic. Die Fabrik repliziert sich gewissermaßen selbst. Das Manufacturing Execution System weiß in jedem Moment, welches Bauteil wo in der Produktion ist oder welche Fehler aufgetreten sind – sogar noch nach Jahren, wenn ein Defekt beim Kunden auftritt. So ist die Ausschussquote auf rekordverdächtige 0,0001 Prozent gesunken. Noch Zukunftsmusik – aber durchaus denkbar – ist die Rückmeldung vom Fabrikarbeitsplatz in die CAD-Software. Dann könnte ein Werker, der Schwierigkeiten beim Zusammenbau eines Produkts hat, direkt eine automatische Neukonstruktion des Bauteils anstoßen.

Voraussetzung ist, dass die Datenwelten der Konstrukteure, der Produktionsplaner und der Vertriebsleute zusammenwachsen. „Bisher sprechen die IT-Systeme jedes Unternehmens eine eigene Sprache. Doch mit der neuen Vernetzung muss sich die Industrie auf eine gemeinsame ‚Weltsprache der Produktion‘ einigen“, fordert Dr. Jochen Köckler, Mitglied des Vorstandes der Deutschen Messe AG. Das Thema Integrated Industry – NEXT STEPS ist Leitthema der Hannover Messe 2014, die sich mit der intelligenten und selbstorganisierenden Fabrik befasst. Heute gibt es schon bei den Konstruktionsprogrammen Brüche. Mit CAD-Software lässt sich nur die Mechanik designen, für die Elektronik gibt es bisher ein separates Programm. Mit der neuen Version seiner 3D-Experience-Plattform, die Dassault Systèmes Anfang 2014 auf den Markt bringen will, vereint der französische Konzern diese Datensilos.

Mehr noch: Auch die Fabrikplanung, die Arbeitsplatzgestaltung, die Benutzerfreundlichkeit des Produkts, die Präsentation im Shop und das Zerlegen beim Recycling lassen sich mit der Product-­Lifecycle-Management-Software der Franzosen in einem integrierten System planen und „wie im richtigen Leben“ simulieren, noch bevor die erste Maschine anläuft.

Eines ist allerdings noch nicht in Sicht: Die komplette Selbstorganisation von der Konstruktion bis zum fertigen Produkt. „Vorne stellen wir einen Aluminiumklotz in die Werkshalle und hinten kommt ein Auto raus – das dauert noch“, sagt Eberle. „Wichtig ist jedoch, dass wir jetzt damit beginnen, die Datendurchgängigkeit zwischen Produktenwicklung und Produktion zu schaffen.“ Auch der Siemens-Experte glaubt, dass die hierarchische Organisation mit einer übergeordneten Steuerung und Menschen an den Schalthebeln noch lange existieren.

Aber wie lange noch? Dassault Systèmes selbst will künftig ein Software-Cockpit anbieten, das unter anderem die Gesamtanlageneffektivität von Maschinen in einer Fabrik zeigt. Die Kennzahl errechnet sich aus Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Bei einer neuen Maschine liegt sie nahe bei 1, dem Optimum, sinkt aber im Lauf der Zeit aufgrund von Verschleiß und Fehlbedienung. Der Hinweis, dass die Kennzahl sinkt, kann für Firmen Geld wert sein und deshalb möchte das französische Unternehmen seinen Kunden ermöglichen, diese Benachrichtigung als Service anzubieten.

Mit so einem Cockpit kann ein Konzern alle seine Fabriken weltweit steuern und ungeahnte Flexibilität erzielen. Fabriken, die in einem Land ein bestimmtes Produkt in großer Stückzahl produzieren, gibt es dann immer weniger. Die Zukunft gehört Fabriken, die modular aufgebaut sind und die sich in Stunden für ein ganz anderes Produkt umrüsten lassen. Morgens Autoteile, nachmittags Handyschalen – für Philippe Bartissol ist das keine Zukunftsmusik mehr: „Modularität und globale Vernetzung der Produktion ist Trumpf.“

(Bernd Müller)

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