Die Digitalisierung hält Einzug in Produkte und Fabriken. Ein Blick in eine Zukunft, die längst begonnen hat.

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Die Dig­i­tal­isierung hält Einzug in Pro­duk­te und Fab­riken. Ein Blick in eine Zukun­ft, die längst begonnen hat.

Meter für Meter arbeit­en sie sich von zwei Seit­en vor, bis sie die Enden der Stahlkon­struk­tion in der Mitte zu ein­er Ein­heit verbinden. Am Ende soll eine Brücke entste­hen, die Fußgänger über eine der vie­len Ams­ter­damer Gracht­en führt. Das Beson­dere: Die Bauar­beit­er sind nicht aus Fleisch und Blut, und sie mon­tieren keine angeliefer­ten Teile. Es sind vielmehr Robot­er, die die Bau­teile vor Ort per 3-D-Druck pass­ge­nau selb­st pro­duzieren. Dafür speien sie 1.500 Grad heißen Stahl, den sie zu Ele­menten for­men und zusam­men­führen. Für das Pres­ti­geob­jekt haben sich der Soft­ware-Anbi­eter Autodesk, die Kon­struk­tions­fir­ma Heimans und Mx3D als Spezial­ist für 3-D-Druck zusam­mengeschlossen.

Ob das Brück­en­bau­ex­per­i­ment gelingt, bleibt abzuwarten. Aber es zeigt, wohin die Reise geht. Robot­er übernehmen autonom zunehmend kom­plexere Auf­gaben. Möglich macht es die Dig­i­tal­isierung, die Einzug in die Welt der Pro­duk­tion und Pro­duk­te hält. Bauteile bekom­men eigene IP-Adressen, sie senden und emp­fan­gen Infor­ma­tio­nen und kön­nen so mit Men­sch, ­Mas­chine und Mate­r­i­al kom­mu­nizieren. In Kom­bi­na­tion mit Robotik, Big Data, Automa­tions- oder Sen­sortech­nik und 3-D-Druck entste­hen neue Möglichkeit­en, die die Arbeitswelt kom­plett auf den Kopf stellen wer­den. Fach­leute sprechen von Indus­trie 4.0, der vierten indus­triellen Rev­o­lu­tion nach Dampf­mas­chine, Elek­tri­fizierung und Com­put­er­isierung. Über­trieben? Wohl nicht. com­pass hat bei Wis­senschaftlern und Ökonomen nachge­fragt und erk­lärt, warum sich auch Anleger inten­siv mit dem The­ma beschäfti­gen soll­ten.

Geschäftsmodelle überprüfen

Verän­derun­gen kom­men nicht von heute auf mor­gen, aber die Dimen­sion der Verän­derung ist gewaltig und kaum vorstell­bar“, sagt Frank Piller, Pro­fes­sor für Betrieb­swirtschaft­slehre an der RWTH Aachen. Sein Schw­er­punkt: Tech­nolo­gie- und Inno­va­tion­s­man­age­ment. „Wir haben die Tra­di­tion, tech­nis­che Entwick­lun­gen in den Mit­telpunkt zu stellen und sie über Patente abzu­sich­ern“, erk­lärt Piller. In der dig­i­tal­en Welt von mor­gen aber wür­den Open-Source-Plat­tfor­men dominieren, so der Wis­senschaftler. Plat­tfor­men also, auf denen Wis­sen unent­geltlich geteilt wird. „Unternehmen tun gut daran, sich zu über­legen, ob ihr Geschäftsmod­ell stand­hält und mit welchen smarten Ser­vices sie ein physis­ches Pro­dukt intel­li­gent dig­i­tal ergänzen kön­nen, um mor­gen noch Geld zu ver­di­enen.“ Beispiel Alpha­bet (früher Google) und Face­book: Die Leis­tung bieten die Konz­erne gratis, an der Nutzung der gewonnenen Dat­en dage­gen ver­di­enen sie Mil­liar­den.

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Die Cloud-Fab­rik eröffnet Chan­cen auch für den Mit­tel­stand” — Thomas Rap­pold, Finanzber­ater und Buchau­tor

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Die Zukun­ft ist datengetrieben, wir müssen Pro­duk­te, Prozesse und Geschäftsmod­elle ganz neu denken“, sagt auch ­Thomas Rap­pold, Finanzber­ater, Unternehmer und Autor des Buch­es „­Sil­i­con Val­ley Invest­ing – Investieren in die Super­stars von heute, mor­gen und über­mor­gen“. Als Beispiel nen­nt er den Entwick­ler von CAD-Soft­ware Autodesk. „Dort wird nicht in der Werk­statt oder im Wind­kanal entwick­elt, son­dern anhand von Date­n­analy­sen am Rech­n­er“, erk­lärt Rap­pold. Auch der US-Auto­bauer Tes­la starte Entwick­lun­gen auf Basis von Dat­en. 60 % der Beschäftigten des E-Mobil-Pio­niers seien in Soft­ware-Engi­neer­ing-Prozesse ­involviert, im klas­sis­chen Auto­bau ger­ade ein­mal 4 %. „Die Autos müssen nicht in die Werk­statt, weil tech­nis­che Updates über das Inter­net herun­terge­laden wer­den kön­nen“, erläutert Rap­pold. „­Dadurch lassen sich die Kosten drama­tisch reduzieren.“

Internet der Dinge

In den USA ist der Begriff Indus­trie 4.0 weit­ge­hend unbekan­nt, dort spricht man vom Inter­net der Dinge. Der Begriff ist deut­lich weit­er gefasst, weil er alle Lebens­bere­iche umfasst, vom Fit­nes­sarm­band über smarte Haustech­nik und intel­li­gente Stromver­sorgung bis zum autonomen Fahren. Das Prinzip ist über­all gle­ich. Gespickt mit Datenchips und Sen­soren versenden „Dinge“ wie Arm­bän­der, Leucht­en, Ther­mostate oder Scheiben­wis­ch­er Infor­ma­tio­nen und emp­fan­gen Steuerungs­be­fehle. In der ver­net­zten Indus­trie wer­den Anla­gen wie Werkzeug­maschi­nen in die Kom­mu­nika­tion ein­be­zo­gen. Die Anla­gen sind zwar längst com­put­erges­teuert, aber zukün­ftig kön­nen sie untere­inan­der kom­mu­nizieren. Dann meldet etwa Anlage eins, dass sie noch drei Stun­den mit der Pro­duk­tion von Ware x beschäftigt ist und anschließend Ware y bear­beit­en kann. Für den Aus­tausch von Infor­ma­tio­nen sind nicht ein­mal neue Maschi­nen erforder­lich, weil die Soft­ware die Auf­gabe des Über­set­zers übern­immt und damit alte Maschi­nen in die Kom­mu­nika­tion ein­binden kann.

Deutschland AG rüstet sich

Ges­teuert wer­den die gesamte Kom­mu­nika­tion und die Arbeit über die Cloud. Die „Wolke“ ist nichts anderes als ein gigan­tis­ch­er virtueller Raum, in dem alle Zugangs­berechtigten auf alle benötigten Anwen­dun­gen und Ser­vices zugreifen kön­nen. Ohne die Cloud läuft heute gar nichts mehr – ein Riesen­markt. IBM, Microsoft und auch SAP sind wichtige Play­er. Die Wall­dor­fer haben sich durch mehrere Zukäufe in dem Wach­s­tumsseg­ment fit gemacht und ­damit ihre Ambi­tio­nen unter­strichen. Bere­its 2020 soll das Geschäft mit Cloud-Soft­ware nach Unternehmen­sangaben wichtiger sein als das tra­di­tionelle Geschäft. Die Cloud eröffnet auch für Mit­tel­ständler neue Per­spek­tiv­en. „Unternehmen müssen Maschi­nen nicht mehr besitzen, son­dern kön­nen Aufträge über eine Cloud-Fab­rik an regionale Her­steller vergeben“, so Rap­pold. Dank flex­i­bler ­Pro­duk­tion wird neben der Massen­pro­duk­tion auch die Pro­duk­tion von Kle­in­st­se­rien möglich. „Im Prinzip kann dann jed­er Pro­duk­te am PC entwick­eln und über die Cloud-Fab­rik pro­duzieren.“

Risiken unterschätzt?

Unternehmen, die davon aus­ge­hen, dass branchen­fremde Konkur­renz – zum Beispiel aus dem IT-Sek­tor – ihr Kerngeschäft angreifen wird

Risiken unterschätzt?: Unternehmen, die davon ausgehen, dass branchenfremde Konkurrenz – zum Beispiel aus dem IT-Sektor – ihr Kerngeschäft angreifen wird | Quelle: McKinsey. 2015
Quelle: McK­in­sey. 2015

Die Deutsch­land AG rüstet sich, Indus­trie 4.0 ste­ht weit oben auf der poli­tis­chen Agen­da. Um den Indus­tri­e­s­tandort Deutsch­land zu sich­ern, hat die Bun­desregierung das „­Zukun­ft­spro­jekt Indus­trie 4.0“ aus der Taufe gehoben. 40 Mil­liar­den Euro pro Jahr will die Wirtschaft bis 2020 in Zukunftstech­nologien investieren, Ver­bände und Bun­desregierung hal­ten eine zusät­zliche Wertschöp­fung von über 250 Mil­liar­den Euro bis 2025 für möglich.

Roboter kommen aus dem Käfig

Ein Wach­s­tums­feld ist Robotik. Aus den Pro­duk­tion­shallen sind sie schon längst nicht mehr wegzu­denken. Zwis­chen 2010 und 2014 wuchs die Zahl der weltweit verkauften Ein­heit­en nach Angaben des inter­na­tionalen Robot­er­ver­ban­des IFR um 17 % pro Jahr. Bis 2019 soll die Zahl der weltweit instal­lierten Indus­trier­o­bot­er laut IFR auf nahezu 2,6 Mil­lio­nen steigen. Im Ver­gle­ich zu 2015 wäre das ein Zuwachs um 60 %. Auf dem Vor­marsch ist nun eine neue Gen­er­a­tion von „ler­nen­den“ Robot­ern, die miteinan­der ver­net­zt sind und Dat­en aus­tauschen, sodass Störun­gen frühzeit­ig gemeldet und Aus­fal­lzeit­en reduziert wer­den kön­nen. Auch die Zusam­me­nar­beit von Men­sch und Mas­chine wird opti­miert. „Die Robot­er kom­men aus ihren Käfi­gen her­aus und wer­den dank kün­stlich­er Intel­li­genz und aus­ge­feil­ter Sen­sortech­nik in der Pro­duk­tion immer stärk­er zum flex­i­blen Assis­ten­ten“, sagt Rap­pold. Mark­t­führer in diesem Seg­ment: Kuka und die japanis­che Fanuc.

Demografie im Blick: Yoshiyuki Sankai, Professor an der Universität Tsukuba sowie Gründer und Vorstand von Cyberdyne, entwickelt Roboter, die alten und kranken Menschen die Beweglichkeit erhalten.
© Splash / Cyber­dyne Inc

Demografie im Blick: Yoshiyu­ki Sankai, Pro­fes­sor an der Uni­ver­sität Tsuku­ba sowie Grün­der und Vor­stand von Cyber­dyne, entwick­elt Robot­er, die alten und kranken Men­schen die Beweglichkeit erhal­ten.

Aber auch außer­halb der Pro­duk­tion­shallen sind Robot­er zunehmend gefragt. Sie mähen Rasen und saugen Staub; sie räu­men Minen und steuern Oper­a­tio­nen im Kranken­haus. Kün­ftig kön­nen intel­li­gente Robot­er wie der IBM Wat­son genauere Diag­nosen stellen als ein Arzt, glaubt Wis­senschaftler Piller. ­Humanoide ­Robot­er dürften bald in der Lage sein, ihren Eigen­tümern kom­plett den Haushalt zu führen, statt wie bish­er nur kleine Assis­ten­z­di­en­ste zu ver­richt­en. Auch sollen sie in den altern­den Gesellschaften zunehmend Alte und Kranke pfle­gen und ihnen die Beweglichkeit erhal­ten. Zu den wichti­gen Anbi­etern zählen auch Hon­da und Toy­ota. „Für uns sind das vor allem Auto­bauer, doch die Robotik kön­nte bald zu einem weit­eren Kerngeschäft wer­den“, sagt Gerd Häck­er, Geschäfts­führer der Stein­beis & Häck­er Ver­mö­gensver­wal­tung GmbH.

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