Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft - Impulse für Wachstum, Beschäftigung und Innovation - BMWi
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft Impulse für Wachstum, Beschäftigung und Innovation
Impressum
Herausgeber Das Bundesministerium für Wirtschaft und
Bundesministerium für Wirtschaft Energie ist mit dem audit berufundfamilie® für
und Energie seine familienfreundliche Personalpolitik
Öffentlichkeitsarbeit ausgezeichnet worden. Das Zertifikat wird von
11019 Berlin der berufundfamilie gGmbH, einer Initiative der
www.bmwi.de Gemeinnützigen Hertie-Stiftung, verliehen.
Gestaltung und Produktion
PRpetuum GmbH, München
Stand
April 2015
Druck
Silber Druck oHG, Niestetal
Bildnachweis
FeelPic – iStockphoto; Bundesregierung/Bergmann (S. 2)
Diese und weitere Broschüren erhalten Sie bei:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Diese Broschüre ist Teil der Öffentlichkeitsarbeit des
Referat Öffentlichkeitsarbeit
Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
E-Mail: publikationen@bundesregierung.de
Sie wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum
www.bmwi.de
Verkauf bestimmt. Nicht zulässig ist die Verteilung
auf Wahlveranstaltungen und an Informationsständen Zentraler Bestellservice:
der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Telefon: 030 182722721
Aufkleben von Informationen oder Werbemitteln. Bestellfax: 030 18102722721
Inhalt
I. Vorwort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
II. Digitale Souveränität: Schlüssel für Wachstum und Beschäftigung in der digitalen Welt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
III. Digitale Transformation für den Erfolg der deutschen Wirtschaft nutzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
a. Industrie 4.0 – Wettlauf um Produkte und Märkte von morgen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Technologische Treiber von Industrie 4.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Effekte der Digitalisierung auf ausgewählte Branchen der Industrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Zur Lage der deutschen Industrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Handlungsfelder für Industrie & Politik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
b. IKT-Wirtschaft – Schlüsselbranche für den digitalen Wandel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
c. Start-ups und Mittelstand – Innovationstreiber für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
d. Dienstleistungswirtschaft und Smart Services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Anwendungsbeispiele für die Digitalisierung in der Dienstleistungswirtschaft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
IV. Den digitalen Wandel zum Fortschritt der Gesellschaft nutzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Anforderungen an Unternehmen und Politik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
V. Europäische Handlungsfelder bei der Digitalisierung – Politische Prioritäten für den Digitalen Binnenmarkt.. . . . . . . . . . . . . 24
a. Infrastruktur ausbauen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
b. Marktordnung schaffen.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
c. Vertrauen und Sicherheit in der digitalen Welt erhöhen.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
d. Verbraucher- und Datenschutz stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
e. Urheberrecht weiterentwickeln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
f. Forschung und Innovation für die digitale Wirtschaft stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
g. Technologische Souveränität sichern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
h. Internet Governance verbessern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
VI. BMWi-Digitalkompass – Übersicht zu unseren zentralen Projekten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
I. Vorwort
Die Frage, wie wir in Deutschland künftig wirtschaften,
leben und arbeiten werden, wird ganz maßgeblich vom
Prozess der Digitalisierung geprägt. Die digitale Transfor-
mation unserer Volkswirtschaft ist eine der zentralen Ge
staltungsaufgaben der nächsten Jahre. Bereits heute werden
wichtige Grundlagen für den Wettlauf um die Produkte
und die Märkte von morgen gelegt. So gilt es beim Thema
Industrie 4.0 an unsere vorhandenen Stärken anzuknüpfen.
Die Industrie bildet das Herz der deutschen Wirtschaft. Sie
trägt entscheidend zu Wachstum und Wohlstand bei. Viele
deutsche Unternehmen sind in ihren Geschäftsfeldern
Marktführer und internationale Champions. Es muss unser
gemeinsames Ziel sein, die herausgehobene Stellung unserer
Industrie auch in der Phase der digitalen Transformation
zu bewahren und weiter auszubauen. Aber auch unsere
Dienstleistungswirtschaft muss sich in der digitalen Trans-
formation günstig positionieren. Es gibt zwar heute bereits
eine Reihe sehr erfolgreicher Internetplattformen in
Deutschland. Insgesamt müssen die in diesem Bereich vor- Nur mit einer intelligenten Digitalisierung können wir die
handenen Chancen aber künftig noch besser und konse- Weichen so stellen, dass Deutschland eine Führungsrolle
quenter genutzt werden. Eine Schlüsselbranche für den bei einer konsequenten, vertrauenswürdigen und sicheren
digitalen Wandel ist die deutsche IKT-Wirtschaft. Eine Digitalisierung von Wirtschaften, Leben und Arbeiten ein-
bedeutsame Rolle für den weiteren digitalen Innovations- nehmen kann. An diesem Leitbild werden sich die Maß-
und Erneuerungsprozess kommt der jungen Digitalen Wirt- nahmen und Projekte meines Hauses zur Unterstützung
schaft zu. Sie ist ein wichtiger Treiber der Digitalisierung der der digitalen Transformation ausrichten.
Wirtschaft und leistet zum Fortschritt und Nutzen der
Gesellschaft beachtliche Beiträge. Wir wollen Deutschland In dem vorliegenden Papier „Digitale Wirtschaft und digita-
als digitales Wachstumsland Nr. 1 in Europa etablieren. les Arbeiten: Chancen für Wachstum, Beschäftigung, Wett-
Dazu gehört es, den EU-Binnenmarkt weiterzuentwickeln bewerbsfähigkeit und Innovation“ sind alle vorrangigen
und die technologische Souveränität in Europa zu stärken. Maßnahmen und Initiativen des Bundesministerium für
Wirtschaft zusammengefasst, mit denen wir zusätzliche
Die Politik muss den Prozess der digitalen Transformation Impulse geben wollen, die digitale Transformation gemein-
von Wirtschaft und Gesellschaft aktiv begleiten und gestal- sam für den Erfolg der deutschen Wirtschaft sowie zum
ten. Mit der digitalen Agenda sowie den Plattformen des Wohle der Beschäftigten und der verschiedenen gesellschaft
Nationalen IT-Gipfels hat die Bundesregierung einen Dia- lichen Gruppen zu nutzen.
log- und Handlungsrahmen geschaffen, in dem alle betei-
ligten Akteure gemeinsam zukunftsfähige Lösungen entwi-
ckeln und umsetzen können.
Mir ist wichtig, dass wir für einen fairen Interessenaus-
gleich der Beteiligten in der globalen Datenökonomie sor-
gen und die Digitalisierung nicht unreflektiert ohne Wenn
und Aber vorantreiben. Wir brauchen vielmehr eine Digita- Sigmar Gabriel
lisierung der Wirtschafts- und Arbeitswelt mit Augenmaß. Bundesminister für Wirtschaft und Energie3
II. D
igitale Souveränität: Schlüssel für Wachs-
tum und Beschäftigung in der digitalen Welt
Die Digitalisierung prägt bereits heute die Art, wie wir leben, Berührungsängste zwischen reifen, etablierten und jungen
kommunizieren, arbeiten und wirtschaften – und wird es Unternehmen gibt, und in der nicht nur weiterentwickelt
künftig noch stärker tun. Der Wandel, in dem wir uns und verfeinert, sondern auch ganz neu gedacht wird.
befinden, ist kein rein technologischer, sondern ein gesell-
schaftlicher Prozess, der auch Fragen von Freiheit und Deutschland bieten sich enorme Chancen, von der digita-
Demokratie berührt. len Transformation zu profitieren, wenn der Wandel von
allen Akteuren (Bürger, Arbeitnehmer, Unternehmer, Wis-
Die Digitalisierung steht für die umfassende Vernetzung senschaftler und Politiker) befördert und gelebt wird. Für
aller Bereiche von Wirtschaft und Gesellschaft sowie die die politischen Stakeholder in Deutschland geht es künftig
Fähigkeit, relevante Informationen zu sammeln, zu analy- unter anderem darum, die richtigen Rahmenbedingungen
sieren und in Handlungen umzusetzen. Die Veränderungen zu setzen und Akzeptanz, aber auch Bewusstsein für die
bringen Vorteile und Chancen, aber sie schaffen auch ganz Veränderungen zu schaffen.
neue Herausforderungen.
Diesen enormen Chancen steht das Risiko eines bedeuten-
Konsumenten bekommen einerseits durch E-Commerce, den Wertschöpfungsverlusts gegenüber, wenn deutsche
mobiles Internet und Social Media ein vielfältigeres Ange- Unternehmen den wachsenden Anteil der IKT-Wertschöp-
bot und mehr Marktmacht – aber wie und von wem wer- fung und die immer wichtigeren digitalen Zugänge zu den
den Datenschutz und Datensicherheit sichergestellt? Kunden an internationale Wettbewerber verlieren.
Für Beschäftigte entstehen durch die Digitalisierung neue Es muss gemeinsames Ziel von Unternehmen und Gewerk-
Chancen, räumlich und zeitlich flexibel wie nie zuvor zu schaften, Zivilgesellschaft und Politik sein, die Chancen
arbeiten – aber wie kann dann beispielsweise gewährleistet der digitalen Revolution zu realisieren und ihre Risiken be
werden, dass sich die Grenzen zwischen Arbeits- und herrschbar zu machen. Nur wenn Unternehmen die Heraus
Familien-/Privatwelt nicht völlig auflösen? forderungen der digitalen Transformation aktiv angehen,
die Politik notwendige unterstützende Reformen und Ini
Die Industrieunternehmen können Produktion und andere tiativen umsetzt und Arbeitnehmer ausreichend Verände-
Wertschöpfungsprozesse radikal umstellen und verbessern – rungsbereitschaft zeigen, kann die digitale Transformation
aber verlieren sie vielleicht doch ihre Spitzenposition, weil erfolgreich bewältigt werden. Dabei geht es darum, den
neue Wettbewerber mit der Hoheit über Kundenschnittstellen Prozess des Wandels so zu strukturieren, dass möglichst
und mit überlegenem Daten-Know-how nach vorne drängen? alle von den neuen Möglichkeiten profitieren und daran
teilhaben können.
Noch sind die Dynamik der Entwicklungen und daraus
resultierende Wechselwirkungen nicht vollständig vorher- Die Digitalisierung stellt für die Industrie durch die Ver-
zusehen. Doch bereits jetzt ist erkennbar: Die Durchdrin- bindung von physischer und virtueller Welt eine histori-
gung und Vernetzung von Wirtschaft und Gesellschaft mit sche Zäsur dar: Prozesse, Produktion, Produkte und Ser-
Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnolo- vices werden sich radikal verändern. Es wird einen
gien wird einen dramatischen Strukturwandel mit sich Systembruch mit heftigen und weitreichenden Implikatio-
bringen. Die digitalen Umwälzungen werden sicher gravie- nen geben. Einer Studie zufolge könnten die 17 wichtigsten
render und schneller ausfallen als die Veränderungen ver- Industrieländer Europas im „industriellen Herzen“1 bis
gangener Jahrzehnte. Ein Systembruch steht bevor, durch 2025 rund 1,25 Billionen Euro an Wertschöpfung dazuge-
den sich Strukturen und Ordnungen grundsätzlich verän- winnen, wenn die Unternehmen innovativ und agil aufge-
dern. Damit ist verbunden, dass wir unsere Wettbewerbsfä- stellt sind, auf angemessene Infrastrukturen zurückgreifen
higkeit neu sichern und neu ausrichten müssen! können und auch sonst ein digital-freundliches Umfeld
vorfinden.
Deswegen brauchen wir eine breit verankerte Digitalkultur,
die von Offenheit und Mut geprägt ist, in der über Branchen Aktuelle Studien schätzen in Positivszenarien allein für
grenzen hinweg zusammengearbeitet wird, in der es keine Deutschland ein zusätzliches Wachstumspotenzial durch
1 Automobil, Logistik, Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Energietechnik, Medizintechnik, Chemie, Luft- und Raumfahrt4 I I . D I G I TA L E S O U V E R Ä N I TÄT: S C H LÜ S S E L F Ü R WA C H S T U M U N D B E S C H Ä F T I G U N G I N D E R D I G I TA L E N W E LT
Zentrale Ergebnisse der Studie „Industrie 4.0 – Chancen und Herausforderungen“ der PWC AG
Investitionen bis 2020
Digitalisierungsgrad der
40 Mrd. Euro pro Jahr Wertschöpfungskette
80 Prozent
Effizienzsteigerung
Zusätzlicher Umsatz
18 Prozent
30 Mrd. Euro pro Jahr
Quelle: PWC AG
Industrie 4.0 zwischen 200 und 425 Milliarden Euro bis 2025. die ständige Erreichbarkeit ihrer Mitarbeiter einkalkulieren.
Aber der Sprung ist kein Selbstläufer. Sollte es Europa nicht Eine zunehmende Entgrenzung von Arbeit und Privatleben
gelingen, die Digitalisierung zu seinem Vorteil zu nutzen, droht.
stehen allein für die Industrie rund 600 Milliarden Euro an
Bruttowertschöpfung auf dem Spiel – dies entspräche einem Der bereits beginnende Umbau der Arbeitswelt macht es
Verlust von weit über 10 Prozent der industriellen Basis. notwendig, Ausbildung, Qualifikationen und Berufsfelder
Das Ziel der EU, den Industrieanteil in Europa bis 2020 auf neu zu bewerten. Experten rechnen damit, dass 200 etab-
20 Prozent zu steigern, wäre unerreichbar. lierte Berufsbilder – darunter auch etliche im qualifizierten
Bereich – in den nächsten zehn Jahren überflüssig werden
Doch nicht nur die Industrie, auch die Dienstleistungs- könnten. Neue Kombinationen von Qualifikationen werden
wirtschaft verändert sich tiefgreifend. Der Zugang zum benötigt, Flexibilität und kontinuierliche Weiterbildung
Kunden wird in etlichen Bereichen zur entscheidenden gewinnen an Bedeutung.
Größe. Erfolgsentscheidend wird immer häufiger die Fähig-
keit, sich dem neuen Umfeld anzupassen und aus neuen Der Gesellschaft – und damit den Menschen – werden durch
Möglichkeiten neue tragfähige Geschäftsmodelle zu entwi- die Digitalisierung neue Möglichkeiten der Kommunikation
ckeln. Sträuben sich die Unternehmen gegen den Wandel, und sozialen Interaktion eröffnet. Neue Technologien unter
geraten ihre traditionellen Dienstleistungen unter Druck stützen bei der Organisation des Lebens und machen indivi
oder drohen gar, von neuen Anbietern oder Geschäfts dualisierte Produkte bezahlbar. Menschen mit Behinderung
modellen verdrängt zu werden. und älteren Menschen fällt es dadurch wesentlich leichter,
ihren Alltag zu meistern. Und die neuen Kommunikations-
Die Digitalisierung verändert auch die Arbeitswelt. In dem und Informationstechnologien ermöglichen eine einfache
Maße, wie das mobile Arbeiten Einzug hält, Netzwerke, und direkte Bürgerbeteiligung. Kurz: Digitalisierung er
Kooperationen und Partnerschaften von Unternehmen an möglicht eine „smarte Partizipation“, die Bürger bei Ent-
Bedeutung gewinnen, verlieren die klassischen Arbeitsver- scheidungen mitbestimmen lässt und sie mitnimmt.
hältnisse mit Präsenzpflicht an Bedeutung. Die Zahl von
Projektmitarbeitern und Crowdsourcees – externe Fach- Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie wird
kräfte, die im Unternehmensauftrag an speziellen Aufgaben mit einer aktiven Wirtschafts- und Innovationspolitik die
zum Beispiel innerhalb der Innnovations- und Produktions Digitale Agenda der Bundesregierung umsetzen.
prozesse beteiligt sind – steigt. Das Mehr an individueller
Flexibilität schafft mehr Möglichkeiten und Freiräume, In der Vision des BMWi verwirklicht Deutschland die digi-
etwa für die Vereinbarkeit von Familie und Beruf. Es kann tale Transformation erfolgreich und selbstbestimmt, so
aber auch den Druck auf die Arbeiternehmerinnen und dass Nutzen und Bedürfnisse der Menschen in deren Zent-
Arbeitnehmer erhöhen – etwa dadurch, dass Unternehmen rum rücken: Die digitalisierte Welt bedeutet maßgeschnei-I I . D I G I TA L E S O U V E R Ä N I TÄT: S C H LÜ S S E L F Ü R WA C H S T U M U N D B E S C H Ä F T I G U N G I N D E R D I G I TA L E N W E LT 5
derte Lösungen für den Menschen und Losgröße 1 für Pro- Viele Auswirkungen der Digitalisierung auf Wirtschaft und
dukte und Dienstleistungen. Die Digitalisierung hilft uns Gesellschaft sind noch unklar. In manchen Bereichen müssen
dabei, gesellschaftliche Herausforderungen wie Umwelt- wir erst tiefer analysieren, bevor wir Lösungen ausarbeiten
schutz, Gesundheit und Energiewende zu meistern. Durch können. Auch gilt es zu verstehen, wie die anstehenden Um
die Digitalisierung wälzungen und Umbrüche auf andere, bereits existierende
Herausforderungen wirken:
●● profitiert die deutsche Wirtschaft, weil viele neue
Marktchancen und Exportmöglichkeiten geschaffen ●● Wie kann das Ziel einer nachhaltigen und ökologischen
und genutzt werden; Wirtschaft durch die Digitalisierung unterstützt und
gefördert werden?
●● wird die deutsche Wirtschaft nachhaltiger, da sie er
heblich zu Ressourcenschonung und Energieeffizienz ●● Muss der Investitionsbedarf in Deutschland künftig nach
beiträgt; neuen Regeln ermittelt werden? Welche Infrastruktur
voraussetzungen müssen für die digitale Transformation
●● entsteht gute Arbeit in Deutschland, weil neue qualitativ geschaffen werden?
hochwertige Arbeitsplätze geschaffen und Arbeitsfor-
men unter klaren Regeln und hohen Standards zum ●● Sind die zahlreichen mittelständischen Unternehmen,
Wohl der Beschäftigten flexibilisiert werden; die oftmals weltweit erfolgreich in Nischen agieren,
wirklich gerüstet für die Wucht der Veränderung und
●● entwickelt sich die Gesellschaft weiter, weil neue Frei- die „Winner takes all“-Logik digitaler Märkte? Welche
räume und Formen der sozialen Teilhabe entstehen; Rolle spielen sie in Märkten, die durch Plattformen
bestimmt werden?
●● steigt die Lebensqualität, weil die Digitalisierung zum
Nutzen der Menschen eingesetzt wird und sich bspw. die ●● Wie muss der wirtschaftliche Ordnungsrahmen über das
Gesundheitsversorgung durch stärker auf den einzelnen Wettbewerbs-, Ordnungs- und Kartellrecht so weiterent-
Menschen abgestimmte Methoden und Behandlungen wickelt werden, dass die Digitalisierung vernünftig, mit
verbessert. Maß und Mitte gesteuert werden kann?
Eine entscheidende Voraussetzung dafür ist, dass Deutsch- ●● Wie kann sich die Digitalisierung auf die Beschäftigung
land und Europa ihre Digitale Souveränität erhalten und in Deutschland auswirken und wie verschieben sich ge
erlangen. gebenenfalls die Prioritäten im Kampf gegen den Fach-
kräftemangel?
Dies bedeutet, dass wir Zugang zu verifizierbar vertrauens-
würdigen Technologien haben, mit der IT-Sicherheit ge ●● Wie wollen die Menschen in Deutschland künftig arbei-
währleistet werden kann – für unsere öffentliche Verwal- ten, welche Chancen der Digitalisierung wollen sie nutzen,
tung, für unsere Industrie und für Bürgerinnen und Bürger. um familiengerecht und selbstbestimmt zu arbeiten?
Es bedeutet aber auch, dass unsere Unternehmen in ent- Diese Grundsatzfragen müssen geklärt werden. Dafür ist
scheidenden Bereichen sowohl wirtschaftlich als auch unbedingt auch der Dialog mit allen gesellschaftlichen
technologisch eine Marktposition besitzen, die es ihnen Gruppen zu suchen, die wertvolle Expertise und Einschät-
erlaubt, ihre Geschäftsmodelle unabhängig weiterzuent zungen für ihre Bereiche mitbringen.
wickeln und neue Dienstleistungen sicher anzubieten.
Und es bedeutet, dass Deutschland und Europa einen mo
dernen Ordnungsrahmen haben, der den Entwicklungen
durch die Digitalisierung Rechnung trägt, Innovationen
und neue Ideen befördert und trotzdem unsere hohen
Standards für gute Arbeit, Datensouveränität und selbstbe-
stimmtes Leben schützt. Unsere Vision für Deutschland ist
keine bloße Kopie des Silicon-Valley-Modells, sondern eine
digitale Transformation in Wirtschaft und Gesellschaft, die
zur Lösung der gesellschaftlichen Herausforderungen des
21. Jahrhunderts beiträgt.6
III. D
igitale Transformation für den Erfolg der
deutschen Wirtschaft nutzen
Die Digitalisierung stellt unsere Wirtschaft vor enorme ihre Produktions- und anderen Wertschöpfungsprozesse
Herausforderungen. Unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ analysieren und nutzen. Oftmals müssen sogar Geschäfts-
werden die Möglichkeiten und Implikationen einer immer modelle neu definiert und ausgerichtet werden. Dies muss
stärkeren Verschmelzung von physischer und virtueller jedoch aktiv und entschlossen geschehen. Viele Unterneh-
Welt für industrielle Wertschöpfungsprozesse diskutiert. men sind schon dabei, diesen Wandel zu gestalten, andere
Technologische Trends wie Maschine-zu-Maschine-Kom- sind bislang noch zögerlich und unentschlossen.
munikation und das Internet der Dinge bedeuten eine
erhebliche Effizienzsteigerung in Produktion und Service. Die digitale Reife der Unternehmen zu erhöhen und sie auf
Sie ermöglichen eine stärkere Individualisierung in Rich- diesem Wege dabei zu unterstützen, ist eine zentrale Auf-
tung maßgeschneiderter Kundenlösungen. Gleichzeitig set- gabe von Wirtschaft und Politik. Dabei geht es weniger
zen diese Trends aber auch die Geschäftsmodelle, die heute darum, Unternehmen bei der Anwendung von effizienz-
Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand für Deutschland steigernden Technologien zu unterstützen, als darum,
garantieren, unter den Druck disruptiver Veränderungen. Zugänge zu den neuen digitalen Technologien und Infra-
Neue Player betreten das Feld und setzen mit ihrer Agilität strukturen zu schaffen, so dass die Unternehmen in der
und Innovationskraft etablierte Anbieter unter Zugzwang. Lage sind, die eigenen Geschäftsmodelle im Lichte der
Viele IT-Start-ups zum Beispiel gründen ihre Existenz auf digitalen Veränderungen zu bewerten und anzupassen.
der Digitalisierung und den Möglichkeiten des mobilen
Internets und definieren dabei etablierte Geschäftsmodelle Europa macht es allerdings mit seinen zahlreichen, aber
ganz neu. über die Regionen verstreuten digitalen Kompetenzzent-
ren, Instituten und Start-ups den Unternehmen besonders
Schon jetzt zeigt sich eine digitale Zweiklassengesellschaft schwer, einen Überblick über die relevanten digitalen
auch in Deutschland: Unternehmen mit hoher „digitaler Entwicklungen und deren Auswirkungen auf Geschäfts
Reife“ stehen solche gegenüber, die den Prozess der digita- modelle zu gewinnen.
len Transformation noch kaum erfasst oder durchdrungen
haben. Damit etablierte Anbieter hier nicht den Anschluss Ein „Digital-Atlas Europa“, der regelmäßig fortgeschrieben
verlieren, müssen sie die Potenziale der Digitalisierung für und aktualisiert wird, könnte einen wichtigen Beitrag zur
Transparenz leisten. Er könnte ein wesentliches Instrument
sein, um Erfinder, Entrepreneure, Geschäftspartner und
Die Digitalisierung des Produktportfolios wird in den Investoren zusammenzubringen und neue Geschäftsideen
kommenden fünf Jahren stark zunehmen zu ermöglichen. Auf diese Weise kann es gelingen, die Diver
sität Europas in einen Wettbewerbsvorteil zu verwandeln.
Ein weiteres Erfolgskriterium für Unternehmen ist ein gut
29 %
funktionierendes Innovationsmanagement. In der sich neu
entwickelnden „Aufmerksamkeitsökonomie“ gewinnt das
Unternehmen, das sich am besten an den Bedürfnissen sei-
79 % ner Endkunden ausrichtet. Dazu benötigt das Management
34 % eine Vision, wie es die Möglichkeiten des digitalen Wandels
+50 % für das eigene Geschäftsmodell nutzen und die Bedürfnisse
der Kunden von morgen bedienen kann. Auch hier zeigt
sich: Die Digitalisierung eröffnet neue Wege der unterneh-
37 % merischen Ausrichtung – über Social-Media-Analysen,
14 %
Big-Data-Auswertungen oder auch Open-Innovation-Platt-
7% formen und die Nutzung des kreativen Potenzials von
Start-ups. Allen diesen Möglichkeiten ist gemeinsam, dass
heute in 5 Jahren
Unternehmen und Entwickler ihre etablierten Pfade und
Denkkategorien verlassen müssen. Tun sie es nicht, kann es
schnell passieren, dass das eigene Geschäftsmodell nicht
hoch (4,5) mittel (3) gering (1,2)
mehr lange den Bedürfnissen von Markt und Kunden ent-
Quelle: PWC AG
spricht.I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N 7
Branchenindex DIGITAL: Stand 2011 und Entwicklung seit 2003
Branchen 2011 Differenz 2003–2011
(in Punkten) (in Punkten)
Telekommunikation 83,0 20,6
Verlagswesen, audiovisuelle Medien und Rundfunk 77,5 23,9
IT- und Informationsdienstleister 76,6 12,7
Finanz- und Versicherungsdienstleister 76,6 35,7
Datenverarbeitungsgeräte, elektronische und optische Produkte 76,5 28,5
Fahrzeugbau 72,2 26,7
Handel 66,4 34,8
Elektrotechnik und Maschinenbau 66,1 27,8
Freiberufliche, wissenschaftliche und technische Dienstleister 65,7 23,2
Chemie-/Pharmaindustrie sowie sonstige Grundstoffe 63,0 32,0
Textil-, Bekleidungs- und Lederindustrie 62,8 40,2
Metallindustrie 60,9 31,3
Energie- und Wasserversorgung 60,5 25,4
Holz- und Papierindustrie, Druckerzeugnisse 60,4 37,2
Sonstige Warenherstellung, Reparatur/Installation von Maschinen 58,6 34,0
Grundstücks- und Wohnungswesen 56,4 25,1
Gastgewerbe 56,2 38,3
Verkehr und Logistik 50,3 34,5
Sonstige Unternehmensdienstleister 49,6 32,8
Nahrungsmittel-, Getränke- und Tabakindustrie 45,4 34,8
Baugewerbe 36,6 27,1
Quelle: Monitoring Report Digitale Wirtschaft 2014
a. Industrie 4.0 – Wettlauf um Produkte und Heute steht die Wirtschaft weltweit vor der nächsten
Märkte von morgen industriellen Revolution. Waren es in früheren Phasen der
industriellen Entwicklung einzelne technologische Innova-
Die Industrie bildet das Herz der deutschen Wirtschaft. tionen wie Dampfmaschine und Elektrifizierung, die den
Sie trägt entscheidend zu Wachstum und Wohlstand in Wandel geprägt haben, ist es nun ein ganzes Bündel an
Deutschland bei. Die deutschen Unternehmen nehmen in Treibern und Schlüsseltechnologien. Zusammengenommen
vielen Bereichen die Spitzenposition im weltweiten Wett- führen sie zu einer Revolution von ganzen Geschäftsmo-
bewerb ein. Diese herausgehobene Stellung muss die hie- dellen und sämtlichen Stufen der industriellen Wertschöp-
sige Industrie auch in der Phase der digitalen Transforma- fungskette.
tion behaupten. Andernfalls fällt der Standort Deutschland
im internationalen Wettlauf spürbar zurück.8 I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N
Die vier Stufen der industriellen Revolution
4. Industrielle Revolution
Erste Speicherprogrammierbare
Steuerung (SPS), Modicon 084 auf Basis von Cyber-
1969 Physical Systems
3. Industrielle Revolution
durch Einsatz von Elektronik
Erstes Fließband, und IT zur weiteren
Automatisierung der Produktion
Grad der Komplexität
Schlachthöfe von Cincinnati
1870
2. Industrielle Revolution
durch Einführung arbeitsteiliger
Massenproduktion mit Hilfe von
elektrischer Energie
Erster mechanischer Webstuhl
1784
1. Industrielle Revolution
durch Einführung mechanischer
Produktionsanlagen mit Hilfe von
Wasser- und Dampfkraft
Ende Beginn Beginn 70er Jahre heute Zeit
18. Jhdt. 20. Jhdt. 20. Jhdt.
Quelle: acatech: Abschlussbericht Industrie 4.0
Technologische Treiber von Industrie 4.0 ●● Integrierte Daten, Datenströme und Big Data entstehen
durch die Vernetzung von Maschinen und Objekten zum
Die technologischen Treiber („Enablertechnologien“) von Beispiel während der Produktion oder während der Nut-
Industrie 4.0 lassen sich vier Kategorien zuordnen: zung eines Produkts und allgemein durch die große Anzahl
an Transaktionen, die permanent über das Internet laufen,
●● Cyber-Physische (Produktions-)Systeme, also Systeme in einem nie dagewesenen Ausmaß. Zum Erfolgsfaktor
aus miteinander vernetzten Geräten, Maschinen und wird künftig, dass im Sinne einer horizontalen und ver-
beweglichen Gegenständen, die mittels IT und kontinu- tikalen Integration alle verfügbaren Daten miteinander
ierlichem Datenaustausch – zum Beispiel über das Inter- verknüpft werden – über die verschiedenen Stufen der
net – gesteuert werden. Geräte und Objekte sind umfas- Wertschöpfungskette (horizontal) hinweg und zwischen
send mit Sensoren ausgestattet, die fortwährend Daten den Akteuren der Zulieferkette (vertikal). Die Kombina-
über Zustand, Standort, Prozessfortschritt, aber auch tion und die Auswertung dieser Daten durch innovative
Nutzungsverhalten produzieren. Durch die Vernetzung Analysetools sind die Basis für ein optimales und ganz-
können Planung und Steuerung von Fertigungs- und heitliches Management des Produktlebenszyklus von
Logistik-Prozessen automatisiert und autonomisiert der Entwicklung und Produktion über den Betrieb bis
werden. Robotik und Automatisierung wirken dabei hin zur Demontage und dem Recycling. Smarte Produk-
zusammen. In Cyber-Physischen Produktions-Syste- tion schließt dabei Logistik mit ein.
men, kurz CPPS, wird das Produkt als intelligentes
Werkstück zum aktiven Element des Produktionspro- ●● Cloud-Technologien erlauben es, über das Internet von
zesses. Smarte Produkte erwachsen aus smarten Pro- jedem Ort aus auf zentral gespeicherte Daten eines Pro-
duktionsprozessen. zesses zuzugreifen und diese Daten auch mittels bereit-
gestellter Verarbeitungs- und Analysesoftware zu bear-
beiten. Erst durch Cloud-Technologien ist es möglich,
die Menge an Daten, die von Cyber-Physischen Syste-I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N 9
men permanent produziert wird, optimal zu bewältigen Anwendungsmöglichkeiten entlang der Wertschöpfungskette
und produktiv zu nutzen. Hier illustriert am Beispiel des
Einsatzes von Sensoren und automatisch gesteuerten Zusammengenommen ermöglichen die beschriebenen
Aktoren für die digitale Wirtschaft in einer Cloud-Um- Schlüsseltechnologien und Treiber radikal veränderte Pro-
gebung (Technologieprojekt SensorCloud des BMWi): zesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette, angefan-
gen bei Forschung und Entwicklung über Produktion und
●● Additive Fertigungsverfahren wie 3D-Visualisierung Vertrieb bis hin zu Dienstleistungen rund um die Nutzung
und vor allem 3D-Druckverfahren spielen eine wichtige eines Produkts.
Rolle für den Wandel zur Industrie 4.0. Beim 3D-Druck
werden Bauteile Schicht für Schicht aus Materialien wie Bei Produktentwicklung und Produktionsengineering
Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen quasi führen immer stärker individualisierte Produkte zu steigen
gedruckt. Dadurch wird es in vielen Fällen möglich, aus den Wertschöpfungsanteilen. In einer Industrie 4.0-Umge-
druckbarem Material Bauteile mit variablen Formen zu bung werden Daten aus der Produktion und der Nutzung
fertigen. Additive Fertigung erlaubt somit die vollstän- von smarten Produkten laufend von den Entwicklern ge
dige Individualisierung von Produkten. Der Kunde mit nutzt. Moderne dreidimensionale Simulationstechniken
seinen individuellen Wünschen rückt in den Mittel- erlauben es, die Eigenschaften von Bauteilen und Produk-
punkt, Produkte werden für seine Bedürfnisse maßge- ten schon während der Entwicklungs- und Designphase zu
schneidert. Außerdem werden Formen möglich, die in testen. Zudem wird die Herstellung von maßgeschneider-
anderen Produktionsverfahren, wie beispielsweise dem ten Prototypen und Modellen durch 3D-Druckverfahren
Zerspanen, nur sehr aufwändig und mit hohem Materi- erheblich vereinfacht. Im Ergebnis werden dadurch eine
alverbrauch gefertigt werden können. wesentlich kürzere Entwicklungszeit und ein ganzheitlicher
Technologieprojekt SensorCloud
Quelle: RWTH Aachen10 I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N
Entwicklungsansatz möglich. Bei Letzterem werden neben In einem weiteren Schritt geht die Entwicklung auch
der reinen Nutzbarkeit eines Produkts auch Produktions- dahin, dass nicht mehr das Produkt als solches, sondern
prozess, Wartung und Recycling mitgedacht. nur noch seine Funktion im Rahmen eines nutzungsab-
hängigen Bezahlmodells gehandelt wird.
In der Fertigung werden Maschinen mehr und mehr
lernfähig. Durch die Kommunikation von Maschine zu Datenbasierte Analyse- und Auswertungsdienste werden
Maschine oder von Objekt zu Objekt wird eine eigenstän- zunehmend auch von Intermediären genutzt, die hersteller
dige, auftragsspezifische Bearbeitung von Produkten, die unabhängig Produkte oder Leistungen vermitteln und
automatische Initiierung von Folgeaufträgen, aber auch diese mit eigenen datenbasierten Services ergänzen, ohne
eine selbständige Anforderung von Wartungsdienstleistun- dabei in eigene Produktionsmittel zu investieren. So
gen möglich. Sobald Probleme auftreten, sucht ein CPPS könnte ein Intermediär – beispielsweise ein Suchmaschi-
selbständig nach zweitbesten Alternativen, ohne dass ein nenanbieter – mit Hilfe fortschrittlicher Algorithmen
Mensch in den Prozess eingreifen muss. Die Folgen: Maschinendaten auswerten und somit Effizienzsteige-
Betriebsmittel und Werkstoffe können effizienter geplant rungsprogramme für die Industrie anbieten. Die Kontroll-
und genutzt werden, zudem treten weniger Fehler auf. hoheit über Märkte und Kunden verschiebt sich dabei zum
Durch CPPS in Verbindung mit 3D-Druckverfahren ist eine Intermediär, während der Produzent immer stärker die
Kleinstserienfertigung bis hin zur „Losgröße 1“ ohne Kos- Rolle eines Zulieferers einnimmt.
tennachteile möglich. Die deutsche Akademie der Technik-
wissenschaften (acatech) schätzt, dass Unternehmen durch
den Einsatz von CPPS ihre Produktivität um 30 Prozent Effekte der Digitalisierung auf ausgewählte Branchen
steigern könnten. der Industrie
Auf dem Weg zur Industrie 4.0 ist die Logistik ein entschei- Der digitale Wandel wirkt sich auf verschiedene Branchen
dender Faktor im betrieblichen Wertschöpfungsprozess. bislang unterschiedlich aus. Eine Automatisierung der Fer-
Die Produktion wird mit der Materialversorgung vernetzt. tigungsprozesse hat sich in vielen Bereichen bereits über
In der innerbetrieblichen Logistik kommunizieren Lager- die vergangenen Jahre oder Jahrzehnte stetig entwickelt.
systeme mit autonomen Fahrzeugen, die untereinander Digitale Geschäftsmodelle hingegen sind in den meisten
kommunizieren, wer als Nächster bedient wird. In der Bereichen erst in Ansätzen erkennbar. Klar ist aber, dass die
überbetrieblichen Logistik wird der Produktionsprozess Digitalisierung in jeder Branche das Potenzial für einen
mit Zulieferern auf der einen Seite und dem Kunden auf tiefgreifenden Wandel aufweist:
der anderen Seite verknüpft. Das schafft eine optimale
Planbarkeit der Zulieferkette und eine erhöhte Transparenz ●● So ermöglichen und treiben innovative Produkte des
für den Kunden. Maschinenbaus und der Elektroindustrie den Wandel
zur Industrie 4.0. Intelligente Maschinen, hochflexible
In der Nutzungsphase verändert die Digitalisierung nicht Roboter, Positions- und Bewegungssensoren, Automati-
nur die Art der Kundendienste, sondern auch die Bezie- sierungstechnik und Leistungselektronik sind die wich-
hung zwischen Kunden und Anbieter – mit Auswirkungen tigsten Komponenten der oben beschriebenen Cyber-
auf dessen gesamtes Geschäftsmodell. Physischen Produktions-Systeme.
Die Grenzen zwischen Dienstleistern und Herstellern von Beide Branchen sind jedoch nicht nur Anbieter, sondern
Produkten verschwinden zunehmend. An die Stelle des Ver auch Nutzer von Industrie 4.0-Anwendungen. Datenba-
kaufs eines Produkts und daran anschließender „After-Sales“- sierte Ferndiagnose und -wartung von Maschinen ver-
Dienstleistungen tritt die auf den Kunden vorab abgestimmte breiten sich mehr und mehr. Hierfür sind allerdings ent-
Verknüpfung von Produkten und digitalen sowie physischen sprechende Netzwerk- und Schnittstellenstandards
Dienstleistungen zu „Smart Services“. Ein Maschinenbauer und ein angemessenes Sicherheitsniveau der Informa
hat beispielsweise die Möglichkeit, seine Produkte durch tionstechnik von entscheidender Bedeutung.
komplementäre Dienste wie intelligente Wartung oder die
Bereitstellung von laufend gewonnenen Technologiedaten ●● In der Automobilindustrie zeigt sich die Digitalisierung
zu ergänzen, und daraus ein um komplementäre Dienst- mehrdimensional. Eine Vielzahl an Modellvariationen
leistungen ergänztes Produkt anzubieten. Dies kann für das wird heute bedarfsgerecht produziert. Die Zulieferkette
Product Life Cycle Management in den verschiedenen Pha- muss dafür in der Lage sein, hochflexibel auf die Anfor-
sen des Produktlebens genutzt werden, zum Beispiel um derungen der Systemhersteller zu reagieren. Dies kann
Maschinenausfälle abhängig von der Nutzung präzise vor- durch selbststeuernde und hochflexible Prozesse in der
herzusagen und zu managen. Fertigung realisiert werden. Ein Beispiel hierfür ist das
„Robot Farming“, bei dem Leichtbauroboter ohne Zeit-
verzögerung oder Umbaumaßnahmen dort eingesetztI I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N 11
Die Digitalisierung betrifft alle Branchen – von diskreter Industrie bis Prozessindustrie
Industrie 4.0
Facility
Future Plant 2030 Future Factory 2030
Process Hybrid Discrete
Water & wastewater
Consumer products
Food & beverage
Metals & mining
Pharmaceutical
Industrie 4.0 Industrie 4.0
Pulp & paper
Glass & solar
Automotive
Electronics
Machinery
Aerospace
Chemicals
Plant Factory
Oil & gas
Marine
Energy
Quelle: Siemens AG
werden können, wo sie gerade gebraucht werden. Beson- ●● Wer wird die digitale Kommunikationsschnittstelle
ders die Automobilzulieferer und OEMs nehmen schon mit Fahrer und Fahrzeughalter besetzen?
heute eine Vorreiterrolle auf dem Weg zur Industrie 4.0
ein. Einer aktuellen Umfrage zufolge nutzen bereits 20 ●● Wem gehören die Daten, die im und am Auto
Prozent der Unternehmen in der Automobilindustrie entstehen?
selbststeuernde Anlagen.
●● Welche Software steuert die Kommunikation,
Die Digitalisierung verändert jedoch nicht nur Ferti- z. B. von Sensoren?
gungs- oder Wartungsprozesse. Entwicklungen in den
vergangenen Jahren zeigen bereits, dass in Zukunft nicht ●● Wie verändern hochautomatisiert fahrende Autos
mehr nur das Auto als Produkt verkauft, sondern es in unser Verständnis von Individualmobilität und
einem Paket mit umfassenden Mobilitätsleistungen unser Verhalten beim Fahrzeugkauf?
angeboten wird – gepaart mit der Nutzbarkeit des Autos
als Raum für Arbeit oder Unterhaltung. Durch autonom ●● Wie lässt sich das Fahrzeug effektiv vor Cyberangriffen
fahrende Autos werden breit angelegte Mobilitätsange- schützen?
bote noch an Bedeutung gewinnen. Hier stehen Auto-
und LKW-Hersteller in Konkurrenz zu Intermediären, ●● Innovative digitale Prozesstechnik, neue vernetzte und
sowohl bei der Personenbeförderung als auch bei ge datenbasierte Technologien der Qualitätsüberwachung
werblicher Logistik. Diese, zumeist neuen Wettbewerber und -sicherung machen in der pharmazeutischen
können internetbasiert ohne eigenen Fuhrpark den Industrie eine weitaus stärkere Automatisierung als
Mobilitätsbedarf ihrer Kunden koordinieren und gege- bislang möglich. Medizinprodukte werden zukünftig
benenfalls Anbieter vermitteln. vermehrt dezentral in kontinuierlichen Prozessen auf
kleineren Anlagen gefertigt. Eine der wesentlichen Vor-
Damit deutsche Unternehmen die Chancen nutzen kön- aussetzungen hierfür ist der konsequente Einsatz von
nen, die sich aus vernetztem und automatisiertem Fah- „Real Time Release“. Hier werden Qualität und kritische
ren ergeben, müssen wesentliche Rahmenbedingungen Materialeigenschaften eines Produktes ausschließlich
in Deutschland angepasst werden. Hier sind eine Reihe aus Prozessdaten und Kontrollen während des Herstel-
rechtlicher und strategischer Fragen zu klären: lungsprozesses abgeleitet.12 I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N
Die Elektroindustrie ist eine Schlüsselbranche für Industrie 4.0, aber auch für die Digitalisierung
anderer Wirtschaftsbereiche
Das Internet der Dienste
Business Kultur Consumer
Querschnittsthemen, die für alle Bedarfsfelder gelten
Semantische Technologien, Betreibermodelle, Cloud Computing, Betreiberplattform für Dienste
Industrie Energie Mobilität Gesundheit Wohnen
CPS-Szenario CPS-Szenario CPS-Szenario CPS-Szenario CPS-Szenario
Smart Factory Smart Grid Smart Mobility Smart Health Smart Home
Losgröße 1 Das Windrad Das E-Auto Der Patient Der Bewohner
Querschnittsthemen Cyber-Physical Systems, die für alle Bedarfsfelder gelten
Sicherheit, Standards & Normen, Engineering, Mikroelektronik & Embedded Software, Aus- und Weiterbildung
Das Internet der Dinge
Quelle: ZVEI
●● In einer Energiewirtschaft 4.0 werden intelligente Netze ermöglicht eine netzoptimierte Steuerung von Anlagen
oder „Smart Grids“ betrieben und einzelne Erzeugungs- der Energieerzeugung und Verbrauchseinrichtungen
anlagen bei immer stärker dezentralisierter Energieerzeu (netzdienliches Lastmanagement). Zugleich werden stark
gung („Erzeugungsmanagement“) gezielt ferngesteuert. variable Tarife Einzug halten. Eine zentrale Rolle als Mess-
Die (kommunikative) Vernetzung mit dem Verbraucher und Steuerungsinfrastruktur nimmt der „Smart Meter“
Smart Homes erlauben digitale Dienste für höheren Wohnkomfort, altersgerechtes Leben, Unterhaltung,
Sicherheit und Energieeffizienz
Steuergeräte Steuerdaten
i … 3D-
Weltmodell
Visualisierungsdaten
Sensoren Kontext-
informationen
°C … Sensordaten
Intelligente
Prozesse
Roboter Sensordaten
… Echtzeit-
Steuerdaten
geräte-
integration
Aktoren
… Steuerdaten
…
Quelle: TU Dresden, Nachwuchsforschergruppe VICCI, gefördert durch ESFI I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N 13
ein, der eine spartenübergreifende Optimierung des Entscheidend ist aber, dass Unternehmen, die in ihren
Eigenverbrauchs erlaubt. Ein weiteres Entwicklungsfeld Bereichen heute zu den (Welt-)Marktführern gehören, ihr
sind Softwareangebote zur Steuerung von Haushalten. Systemwissen und die durch ihre Produkte erzeugten
Deutsche Hersteller von Hausgeräten sind hier vor allem Daten nutzen, um die nächste Produktgeneration mit intel-
im oberen Preissegment gut positioniert. Die Verbreitung ligenten Dienstleistungen zu veredeln. Zum Sprung nach
von Anwendungen für „Smart Homes“ bietet einen guten vorn können neue digitale Geschäftsmodelle beitragen. So
Anknüpfungspunkt für die hiesige Energiewirtschaft. können die Unternehmen ihre Schnittstellen mit den Kun-
den nicht nur behalten, sondern weiter ausbauen.
Zur Lage der deutschen Industrie
Handlungsfelder für Industrie & Politik
Allgemein bestehen für die deutsche Industrie hervorra-
gende Voraussetzungen, um den digitalen Wandel für sich Eine wichtige Voraussetzung für den Wandel zur Industrie
zu nutzen. Aus einer weit überdurchschnittlichen Indust- 4.0 ist die Sicherheit von Daten- und IT-Infrastruktur.
riequote von rund 23 Prozent an der Wirtschaftsleistung Vielen Unternehmen fehlt das Vertrauen, sich auf neue
(gegenüber beispielsweise nur rund 16 Prozent in der EU), IT-Prozesse einzulassen. Dies ist beispielsweise dann gefragt,
einem hohen Exportanteil an wissensintensiven Produkten wenn Daten ausgelagert werden sollen. Die Skepsis vieler
sowie einer großen Anzahl von Weltmarktführern in etli- Unternehmen in diesem Bereich stellt ein bedeutendes
chen Industriezweigen kann Deutschland einen Vorsprung Hindernis für die Umsetzung von Cloud-Technologien dar.
im Transformationsprozess zur Industrie 4.0 erzielen. Ein Hier muss neben der Datensicherheit auch ein Bewusstseins
hohes Ausbildungsniveau im akademischen und nichtaka- wandel in Unternehmen und Gesellschaft herbeigeführt
demischen Bereich und die vielfach hervorragend funktio- werden. Auch digital gesteuerte und vernetzte Fertigungs-
nierenden Netzwerke zwischen Wirtschaft und Wissen- prozesse hängen fundamental von deren Zuverlässigkeit
schaft bilden eine gute Basis, um auch im digitalen und Sicherheit vor Cyberattacken von außen ab.
Wettbewerb weiter konkurrenzfähig zu sein.
Struktur der Plattform Industrie 4.0, eigene Darstellung
Leitung
BM Gabriel, BM‘in Wanka
Vertreter Wirtschaft, Gewerkschaft, Wissenschaft
Politische Flankierung
Technisch-praktische Kompetenz, Politische Steuerung, Gesellschaft, Aktivitäten am Markt
Entscheidung Multiplikatoren
Lenkungskreis Strategiekreis Industriekonsortien
(Unternehmen) (Politik, Verbände, Gewerkschaft, und Initiativen
• Leitung durch Unternehmer
Wissenschaft) Realisierung am Markt:
unter Beteiligung BMWi, BMBF • Leitung StS Machnig, StS Schütte Prüfstände, Anwendungsfälle
• AG-Leitungen und weitere Gäste/ • Vertreter Lenkungskreis
Promotoren • Vertreter Bundeskanzleramt, BMI
Industrielle Strategieentwicklung, technische • Vertreter Arbeitskreis Bundesländer
Koordinierung, Entscheidung und Umsetzung • Vertreter Verbände (VDMA, ZVEI,
BITKOM, BDI, VDA, BDEW)
Arbeitsgruppen • Vertreter Gewerkschaft (IG Metall) Internationale
• Vertreter Wissenschaft (FhG) Standardisierung
• Referenzarchitektur, Standardisierung
und Normung Agenda-Setting, politische Steuerung, Konsortien, Standardisierungs-
• Forschung und Innovation Multiplikatoren gremien, DKE u. Ä.
• Sicherheit vernetzter Systeme
• Rechtliche Rahmenbedingungen
• Arbeit, Aus-/Weiterbildung
• Weitere nach Bedarf
Arbeitseinheiten mit technisch-praktischer
Kompetenz; beteiligte Ressorts: BMWi, Wissenschaftlicher Beirat
BMBF, BMI, BMJ, BMAS
Geschäftsstelle als Dienstleister
Netzwerkkoordination, Organisation, Projektmanagement, interne und externe Kommunikation
Quelle: BMWi14 I I I . D I G I TA L E T R A N S F O R M AT I O N F Ü R D E N E R F O LG D E R D E U T S C H E N W I RT S C H A F T N U T Z E N
Zudem besitzen Standardisierung und Zertifizierung eine Wirtschaft sind Software, Hardware und IT-Dienstleistun-
wichtige Querschnittsfunktion. Standards zum Beispiel im gen ein entscheidender Impulsgeber. Digitale Netzwerke,
Bereich der Kommunikationstechnik müssen den Bedürf- Cloud- und Datendienste gehören zu den Basistechnolo-
nissen industrieller Anwendungen genügen. So benötigt gien für den Wandel des verarbeitenden Gewerbes hin zur
eine automatisierte Fabriksteuerung echtzeitfähige Kom- Industrie 4.0. Halbleiter stellen das Gehirn intelligenter
munikation. Gleichzeitig sollten Standardisierungsprozesse Systeme dar.
so ausgestaltet sein, dass Innovationen nicht verhindert
oder unnötig verzögert werden. Da Standardisierung heute
auf internationaler Ebene erfolgt und gerade die für Indus- Breitbandanschlüsse in der Bevölkerung, 2013 (2012)
trie 4.0 wichtigen IKT-Standards meistens für verschiedene Rang Indexwert
Anwendungsbereiche relevant sind, befinden sich die Inte- 1. (2.) Dänemark 100 (97)
ressen deutscher Unternehmen oft in Konkurrenz zu ande- 1. (1.) Niederlande 100 (100)
ren internationalen Herstellern oder zu Nutzern aus ande- 3. (3.) Frankreich 97 (94)
ren Wirtschaftsbranchen. Deutsche Unternehmen müssen 4. (3.) Südkorea 95 (94)
daher die Standardsetzung auch international mitgestalten, 5. (5.) Großbritannien 89 (86)
etwa durch eine Koordination der Aktivitäten gemeinsam 6. (6.) Deutschland 86 (85)
mit europäischen Partnern. 7. (7.) Finnland 77 (76)
8. (8.) Japan 72 (71)
9. (8.) USA 71 (71)
Gewinner des Wandels zur Industrie 4.0 werden vor allem
10. (10.) Spanien 64 (61)
jene Unternehmen sein, die gänzlich neue Geschäftsmög-
11. (11.) Italien 56 (56)
lichkeiten frühzeitig erkennen und diese konsequent
12. (12.) Polen 39 (39)
umsetzen. Das BMWi will mit einer aktiven Industriepoli-
13. (13.) China 34 (32)
tik maßgeblich dazu beitragen, dass Deutschland zum Vor- 14. (14.) Brasilien 25 (23)
reiter bei Industrie 4.0 wird. 15. (15.) Indien 3 (3)
b. IKT-Wirtschaft – Schlüsselbranche für den Quelle: Monitoring Report Digitale Wirtschaft 2014, Indexwerte
digitalen Wandel
Für die reibungslose Kommunikation zwischen Menschen,
Die IKT-Wirtschaft in Deutschland ist ein herausragender Produkten und Maschinen sind schnelle, leistungsfähige
Wirtschaftszweig mit über 91.000 Unternehmen und rund und robuste Datennetze nötig, die auch den Erfordernissen
einer Million Beschäftigten. Für die Digitalisierung der im industriellen Umfeld genügen. Die Bildung von zentra-
Dazu wird das Ministerium
●● gemeinsam mit Industrie, Gewerkschaften und Wissenschaft in der neu eingerichteten Plattform Industrie 4.0 an
den Schwerpunkten Standardisierung, Forschung und Entwicklung, Sicherheit, rechtliche Rahmenbedingungen und
Arbeitswelt arbeiten. Die Arbeit in der Plattform Industrie 4.0 erfolgt vor allem auf Unternehmensebene. Zur Mitar-
beit wird breit aufgerufen. Die neue Plattform wird konkrete Umsetzungsmaßnahmen beschließen und z. B. den Test
von Anwendungsfällen initiieren. Die Politik unterstützt, moderiert und passt gegebenenfalls den rechtlichen Rah-
men an.
●● Innovationsverfahren optimieren und Forschung und Entwicklung voranbringen – zum Beispiel mit den Technolo-
gieprogrammen „Smart Service Welt“ und „Autonomik für Industrie 4.0“ sowie den Förderschwerpunkten „IKT für
Elektromobilität“ und „Zukunftsmarkt 3D“. Diese Programme sollen die Technikentwicklung anwendungsorientiert
begleiten und fördern.
●● gemeinsam mit der Wirtschaft geeignete Strategien für die internationale Zertifizierung und Standardisierung auf
globaler Ebene entwickeln. Eine Datenschutzzertifizierung für Cloud-Angebote wurde bereits im Rahmen des Tech-
nologieprogrammes „Trusted Cloud“ erarbeitet und wird in Kürze der Öffentlichkeit vorgestellt.
●● die rechtlichen und technischen Rahmenbedingungen – zum Beispiel im Bereich des autonomen Fahrens –
schaffen, damit die Chancen durch Digitalisierung genutzt werden können.Sie können auch lesen
