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Dieser Beitrag ist im Rahmen des Themenspecials "Industrie 4.0" erschienen.

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Studie Digitale Reifeprüfung: Sind Sie bereit für Industrie 4.0? - Update

| Redakteur: Sebastian Human

Industrie 4.0 ist mehr als die Vernetzung von Maschinen und Erzeugnissen. Schließlich geht es um nicht weniger als die Zukunft des produzierenden Gewerbes. Ob ein Unternehmen bereit für die vierte industrielle Revolution ist, lässt sich leicht herausfinden – und mit Praxiserfahrungen abgleichen.

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Industrie 4.0 ist mehr als Vernetzung – der Begriff suggeriert sowohl neue Geschäftsmodelle als auch einen nachhaltigen Ressourcengebrauch sowie die wirtschaftliche Fertigung hochindividualisierbarer Produkte.
Industrie 4.0 ist mehr als Vernetzung – der Begriff suggeriert sowohl neue Geschäftsmodelle als auch einen nachhaltigen Ressourcengebrauch sowie die wirtschaftliche Fertigung hochindividualisierbarer Produkte.
(Bild: ©ipopba - stock.adobe.com)

Es ist kein Gedanke der jüngsten Vergangenheit: bereits seit den 1990er Jahren sind Industrie und Fertigung vom Bild der Lean Production fasziniert. Kein Wunder, schließlich verspricht die sogenannte schlanke Produktion eine Ende der Verschwendung und minimierte Kapazitätsschwankungen.

Ganz ähnlich verhält es sich mit dem 2011 geprägten Begriff der Industrie 4.0. Und ganz gleich, ob man der Meinung ist, dass sich die beiden Konzepte ausschließen oder ergänzen, eines haben sie auf jeden Fall gemein: blinder Aktionismus führt hier nicht zum Erfolg. Es bedarf eines substanziellen Verständnisses sowie einer nachhaltigen Bereitschaft zur Transformation, um die Vorzüge beider Ideen auskosten zu können.

Hier will der Industrie 4.0 Maturity Index von Acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften) ansetzen und es produzierenden Unternehmen ermöglichen, den eigenen Industrie-4.0-Reifegrad zu ermitteln.

Entwicklungsstufen auf dem Weg zur Industrie 4.0

Da die Etablierung des Konzepts sowohl mit einem entscheidenden Ausbau der digitalen Kompetenzen als auch mit disruptiven Veränderungen in der jeweiligen Unternehmensorganisation einhergeht, handelt es sich bei diesem Transformationsprozess um ein Projekt, das durchaus mehrere Jahre in Anspruch nehmen kann. Hierbei ist es essentiell, dass entsprechende Fähigkeiten im Unternehmen schrittweise aufgebaut werden.

  • 1. Stufe: Computerisierung
  • 2. Stufe: Konnektivität
  • 3. Stufe: Sichtbarkeit
  • 4. Stufe: Transparenz
  • 5. Stufe: Prognosefähigkeit
  • 6. Stufe: Adaptierbarkeit

Der sechsstufige Entwicklungsprozess kann als abgeschlossen betrachtet werden, wenn nicht nur ein digitales Abbild des Unternehmens erzeugt ist, sondern dessen Daten darüber hinaus dazu eingesetzt werden können, anstehende Entscheidungen mit den bestmöglichen Ergebnissen autonom und in kürzester Zeit zu treffen und die daraus abgeleiteten Maßnahmen zu realisieren.

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Darauf kommt es im Unternehmen an

Eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Transformation ist zunächst eine generelle Bereitschaft, sich zu einer lernenden und agil arbeitenden Organisation zu entwickeln. Ein solches Umfeld konstituiert sich aus den vier Gestaltungsfeldern Ressourcen, Informationssysteme, Kultur und Organisationsstruktur.

Diese Felder werden über die sechs oben genannten Stufen miteinander verbunden. Jedes der Gestaltungsfelder wird durch zwei Prinzipien aufgespannt, die die weitere Entwicklung bestimmen. Jedes der Prinzipien bündelt wiederum Fähigkeiten, die, je nach nutzenorientierten Entwicklungsstufen, nach und nach (weiter)entwickelt werden müssen. Bündelt man die Reifegrade beider Prinzipien, erhält man eine an den Entwicklungsstufen orientierte Bewertung des Gestaltungsfelds. Eine Visualisierung am Beispiel des Felds Ressourcen findet sich in Abbildung 3.

Die verschiedenen Funktionsbereiche

Die sich hieraus ergebenden Fähigkeiten gilt es in den einzelnen Funktionsbereichen eines Unternehmens gesondert zu betrachten. Je nach Funktionsbereich und den darin inkludierten Geschäftsprozessen kann die spezifische Ausprägung der einzelnen Fähigkeit variieren. Insgesamt unterscheidet man fünf Bereiche, deren jeweils zugrundeliegenden Fähigkeiten wiederum anhand der vier Gestaltungsfelder definiert werden können.

  • 1. Funktionsbereich: Entwicklung
  • 2. Funktionsbereich: Produktion
  • 3. Funktionsbereich: Logistik
  • 4. Funktionsbereich: Service
  • 5. Funktionsbereich: Marketing & Vertrieb

Mit Plan zur Reife

Konsequent angewendet kann der Industrie 4.0 Maturity Index Unternehmen verschiedenster Größe und Entwicklung wertvolle Unterstützung auf dem Weg in die Industrie 4.0 sein. Dabei erfolgt die Umsetzung in drei aufeinander aufbauenden Etappen, wie in Abbildung 4 dargestellt.

Die erste Phase beginnt mit einer Erhebung der aktuellen Entwicklungsstufe des Unternehmens. Dies erfolgt, indem die vorhandenen Fähigkeiten für Industrie 4.0 nach Funktionsbereichen und Gestaltungsfeldern analysiert werden. Anschließend wird in der darauffolgenden zweiten Phase, in enger Abstimmung mit der Unternehmensstrategie, die gewünschte Entwicklungsstufe als Ziel des späteren Transformationsprozesses bestimmt. Eine GAP-Analyse unterstützt bei der Identifikation der zu entwickelnden Fähigkeiten, was unter Bezugnahme auf die in Phase eins bestimmte Entwicklungsstufe und dem anvisierten Zielzustand erfolgt. In der dritten Phase lassen sich schlussendlich Maßnahmen ableiten und beispielweise in einer Roadmap dokumentieren, was den Weg frei macht für den Aufbau entsprechender Fähigkeiten.

Wie weit sind die Unternehmen inzwischen?

Auf Basis von über siebzig durchgeführten Reifegradstudien (vgl. Abbildung 5) ermittelte das Industrie 4.0 Maturity Center in Aachen den aktuellen Zustand von Unternehmen, die den Maturity Index bereits anwenden.
Heraus kam, dass die analysierten Unternehmen in den Gestaltungsfeldern Kultur und Organisationsstruktur im Durchschnitt bereits heute die Voraussetzungen geschaffen haben, um echtzeitnah verfügbare Daten zu nutzen. Konkret bedeutet das, dass im (täglichen) Organisationsablauf bereits eine regelmäßige Prüfung der Daten sowie die Ableitung entsprechender Maßnahmen geplant ist. In der Praxis erfolgt das beispielsweise zu Schichtbeginn, wenn sogenannte Shop-Floor-Meetings durchgeführt und die Kennzahlen der letzten Schicht betrachtet werden.

Etwas schlechter fallen die Ergebnisse in den Bereichen Ressourcen und Informationssysteme aus. Auch wenn die Arbeit mit digitalen Daten und Dokumenten bereits weitestgehend Standard und deren Verfügbarkeit grundsätzlich sichergestellt ist (vgl. Abb. 6: Reifegrad 2, „Konnektivität“), fehlt der Schritt in die echtzeitnahe Aggregation und Visualisierung von Daten aus verschiedenen Quellsystemen (vgl. Abb. 6: Reifegrad 3, „Sichtbarkeit“).

Fokussiert man sich auf den Gesamtreifegrad der Unternehmen – also den Durchschnitt aller acht Prinzipien – wird deutlich, dass sich die meisten im Reifegrad 2, „Konnektivität“, befinden (vgl. Abb. 7). Auch wenn 80 Prozent bereits über erste Ansätze zur Vernetzung von Maschinen, Systemen und Menschen verfügen, ist diese Entwicklung hier noch nicht abgeschlossen. Von den untersuchten Firmen befindet sich aktuell keines in Reifegradstufe 4, „Transparenz“, und darüber.

Zusammengefasst fällt also auf, dass die Unternehmen in den Gestaltungsfeldern Kultur und Organisationsstruktur bereits sehr stark sind und somit eine solide Grundlage für weitere Schritte geschaffen haben. Wo es noch hapert, ist der technologische Bereich. 49 Prozent derjenigen Organisationen, die den Industrie 4.0 Maturity Index einsetzen, weisen bei ihren Ressourcen den Reifegrad „Computerisierung“ auf. Die anvisierte „Konnektivität“ ihrer Maschinen und Anlagen ist demnach noch nicht gegeben. Ähnlich sieht es auch im Gestaltungsfeld Informationssysteme aus.

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Der Industry 4.0 Maturity Index in der betrieblichen Anwendung

Da der Index in den letzten drei Jahren branchenübergreifend bei verschiedenen Unternehmen angewendet wurde, bezieht sich der Einsatz nicht nur auf die diskrete Fertigung. In der zugehörigen Praxisbroschüre werden vier ausgewählte Unternehmensbeispiele vorgestellt.
Eine der ersten praktischen Anwendungen des Industrie 4.0 Maturity Index erfolgte bei der Harting Technologiegruppe. Auf Grundlage des damals erhobenen Status quo und der Ableitung einer entsprechenden Roadmap gründete das Unternehmen eine interdisziplinäre Industrie-4.0-Taskforce, der bereits erste erfolgreiche Projekte gelangen (vgl. Kapitel 3.3). Die ZF Friedrichshafen AG mit mehr als 230 Werken weltweit sah sich mit der Herausforderung einer standardisierten Anwendung konfrontiert (vgl. Kapitel 3.2). Bei Kuraray Europe GmbH ging es um eine dreigliedrige Produktionskette (vgl. Kapitel 3.4), die Analyse dieses Praxisfalls verdeutlicht insbesondere das Thema Synergieeffekte. In einem Schokoladenwerk wurde der Index zur Steigerung von Effizienz und Produktionsoutput herangezogen (vgl. Kapitel 3.5).

Den Industrie 4.0 Maturity Index können Sie kostenfrei auf ptc.com abrufen.

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