Die Kanzlerin gibt die Marschrichtung vor. Deutschland als klassisches Industrieland werde derzeit damit konfrontiert, dass die digitale Welt in die reale Produktion Einzug halte, sagte Angela Merkel kürzlich im Rahmen einer CDU-Veranstaltung zum Thema Netzpolitik. Jetzt gehe es darum, wie schnell sich dieses Zusammenwachsen vollziehe. Diese Frage sei "entscheidend für unsere Zukunft". Allerdings wissen in der Öffentlichkeit derzeit nur wenige Menschen etwas mit dem Thema anzufangen. Laut einer Umfrage des Branchenverbands Bitkom im Vorfeld seines Trendkongresses im November hat nur jeder fünfte Bundesbürger (21 Prozent) schon einmal etwas von Industrie 4.0 gehört. "Das sollte uns aufrütteln", warnte Bitkom-Präsident Dieter Kempf, "stellt doch die Digitalisierung der Industrie eine der größten Herausforderungen der kommenden Jahre dar."

Doch auch die Studie "Industrie 4.0 - eine Standortbestimmung der deutschen Automobil- und Fertigungsindustrie" der Porsche-Tochter Mieschke Hofmann und Partner (MHP), für die im Sommer dieses Jahres knapp 230 Manager aus der deutschen Industrie befragt wurden, hat gezeigt, dass das Thema selbst in Industriekreisen noch nicht vollständig angekommen ist. Insgesamt kannte jeder vierte Befragte den Begriff gar nicht. Die Autoren der Studie gehen zudem davon aus, dass dieser Anteil real noch deutlich höher liegt. Ihrer Einschätzung nach dürfte ein häufiger Grund für die Nicht-Teilnahme an der Studie gewesen sein, dass die angefragten Manager den Themenkomplex Industrie 4.0 schlichtweg nicht kannten.

Was den Bekanntheitsgrad von Industrie 4.0 betrifft, kam die Studie zu dem Ergebnis, dass das Thema in mittelgroßen Unternehmen mit 1000 bis 10.000 Mitarbeitern signifikant bekannter ist als in großen beziehungsweise kleinen Unternehmen. Außerdem wissen mehr Verantwortliche in den Führungsetagen etwas mit dem Begriff anzufangen, auf operativer Ebene schwindet dagegen das Wissen um das Digitalisierungsthema. Doch darin sehen die MHP-Experten kein Problem. Vielmehr sei dies eine "begrüßenswerte Tendenz, da der Wandel zu Industrie 4.0 auf jeden Fall eine Topmanagement-Aufgabe ist".

Mit diesem Wandel ist es jedoch in der Realität noch nicht weit her. Vier von fünf befragten Managern bescheinigen Industrie 4.0 und den damit verbundenen Konzepten zwar eine hohe beziehungsweise sehr hohe Relevanz. In der Praxis spiegelt sich diese Einschätzung indes noch nicht wider. Weniger als die Hälfte der Unternehmen beschäftigt sich derzeit konkret mit der Umsetzung von Industrie 4.0.

Als größtes Hemmnis für die Digitalisierung industrieller Produktions- und Fertigungsprozesse identifiziert die Studie die fehlende Transparenz des wirtschaftlichen Nutzens sowie die Notwendigkeit, Prozesse und Arbeitsorganisation anzupassen, wofür es den Firmen offenbar noch oft an einem Plan fehlt. Weitere Probleme sehen die Verantwortlichen in der fehlenden Standardisierung sowie in neuen, unbekannten Geschäftsfeldern, mit denen man sich in der Digitalisierungs-Ära auseinandersetzen müsse.

Es sind noch viele Hausaufgaben zu erledigen, lautet das Fazit der Studienautoren. Dabei ständen auch Verbände, Forschungsinstitute und die Politik in der Pflicht. Es gehe darum, konkrete, branchenspezifische Referenzbeispiele zu bieten, um das Thema Industrie 4.0 für die Unternehmen greifbarer zu machen. Zudem gelte es zu definieren, welche Schritte notwendig sind, um Industrie-4.0-Szenarien umzusetzen. "Der Bedarf an mit Industrie 4.0 verbundenen Konzepten, Paradigmenwechseln, Technologien und Lösungen ist groß, wenngleich sich der Begriff Industrie 4.0 erst noch stärker etablieren und das dahinterliegende Verständnis wachsen muss", heißt es in der Studie.

Neue Geschätsmodelle dank Industrie 4.0

Dabei gibt es durchaus schon etliche Beispiele, in denen Unternehmen Produkte, Services und Industrie-4.0-Techniken kombinieren und so neue Geschäftsmodelle auf den Weg gebracht haben. So stattet Nutzmaschinenhersteller Claas seine landwirtschaftlichen Maschinen wie Mähdrescher und Traktoren mit Sensoren aus, die beispielsweise Position und Füllstände der Erntemaschinen registrieren und automatisch an einen Leitstand übermitteln. Auf diese Weise lässt sich der Einsatz der Maschinen wesentlich effizienter planen. Der schwäbische Werkzeugbauer Komet Group hat ein System entwickelt, das meldet, wann beispielsweise ein Bohrer zu brechen droht. Damit könne man heute viel präziser bestimmen, wann ein Werkzeugwechsel nötig sei, so das Unternehmen.

Um den Bruchzeitpunkt zu berechnen, misst die Komet-Technik die Belastung des Motors. Dabei habe das System allerdings erst lernen müssen, welche Zustände am Werkzeug mit welchen Belastungen des Motors einhergehen. Die dafür eingesetzten Rechner müssen riesige Datenmengen in Echtzeit auswerten. Vorteile des neuen Systems: Der Austausch eines verschlissenen Werkzeugteils lässt sich bis kurz vor den Verschleißzeitpunkt hinausschieben. Darüber hinaus können Drehgeschwindigkeit oder Bohrervortrieb präzise angepasst und die Belastungsgrenze des Werkzeugs besser ausgereizt werden.

General Electric baut zusammen mit dem Beratungsunternehmen Accenture im Rahmen des Joint Ventures Taleris an einem System, das den Zustand von Flugzeugturbinen mit Hilfe zahlreicher Sensoren ständig überwacht und die gesammelten Daten in Echtzeit an eine Zentrale durchgibt. Damit lassen sich der Wartungsbedarf noch während eines Fluges identifizieren und so die Stillstandszeiten der Flugzeuge verringern, sagen die Entwickler. Zudem verkürzen die Triebwerksdaten die Entwicklung neuer Antriebe.

Diese Beispiele belegen, dass sich Industrie 4.0-Szenarien bereits umsetzen lassen, zeigen aber auch, dass der Weg dorthin nicht trivial ist. Vieles dreht sich darum, Geschäftsmodelle und die damit verbundenen Prozesse hinsichtlich neuer Möglichkeiten abzuklopfen sowie dann die notwendigen IT-Hilfsmittel auszuwählen und richtig zum Einsatz zu bringen - beispielsweise Big Data, um große Datenmengen schnell auswerten zu können. Das muss - zumindest derzeit - jedes Unternehmen für sich individuell prüfen und gegebenenfalls auch umsetzen. Die von Experten geforderten Referenzbeispiele können punktuell helfen, lassen sich aber nur in den seltensten Fällen übertragen. Blaupausen, die Unternehmen für ihre Industrie-4.0-Transformation anlegen können, gibt es nicht.

Die Aufgaben, die Firmen im Zuge der Digitalisierung ihrer Fertigung und Produktion zu lösen haben, sind vielfältig, was ein Grund dafür sein mag, dass viele Manager noch zögern. Die verschiedenen Facetten spiegeln sich auch in den zahlreichen Workshops wider, die der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) ins Leben gerufen hat. Neben Forschung, Produktionsorganisation und Geschäftsmodellen geht es auch um Standards, Arbeitsmodelle und vor allem Sicherheit.

Insbesondere Security sehen Unternehmen für die Umsetzung von Industrie-4.0-Techniken als essenziell an. "Hoch vernetzte Anlagen müssen natürlich vor Missbrauch und unbefugtem Zugriff von außen geschützt sein, damit das enthaltene Know-how innerhalb des Betriebs bleibt", sagt KPMG-Partner Michael Bremicker. Ein stark vernetztes System mit diversen Schnittstellen und eine komplett integrierte Wertschöpfungskette mit vielen Akteuren böten eben massenhaft Angriffspunkte. Deshalb müsse sich Security-by-Design als grundsätzliches Entwurfsprinzip etablieren.