Wie sich der Mittelstand selbst digitalisiert

Die digitale Welt braucht eine gemeinsame Sprache. Der Wettlauf um Standards und Normierungen ist voll entbrannt.

Bereits die unterschiedlichen Schlagworte verweisen auf den Kern des Problems: Während in Deutschland vor allem von Industrie 4.0 die Rede ist, sprechen die Amerikaner lieber vom Internet der Dinge und die Japaner von cyber-physikalischen Systemen. Doch im Prinzip meinen alle dasselbe. Und zwar die Digitalisierung der Produktion und nicht zuletzt der gesamten Wertschöpfungskette. Aber wenn diese Vision branchen- und länderübergreifend Wirklichkeit werden soll, bedarf es auf allen Ebenen gemeinsamer Standards und Normierungen. Schließlich funktioniert die Vernetzung von Maschinen, Computern und zu verarbeitenden Komponenten nur dann, wenn sie sich auch alle „verstehen“ und miteinander kommunizieren können. Was im Bereich Consumer Electronics also längst Alltag ist, nämlich die Tatsachen, dass beispielsweise Mobiltelefone aller Hersteller dank Bluetooth mit drahtlosen Kopfhörern verbunden werden können, oder ein USB-Stick in jeden Rechner passt, ist bei Industrie 4.0 bei Weitem noch nicht Realität. Genau das aber scheint für viele Unternehmen bei der Umsetzung entsprechender Strategien das Hindernis schlechthin zu sein. Laut dem aktuellen Deutschen Industrie 4.0-Index, einer Umfrage unter 179 Industriefirmen, gibt mehr als die Hälfte der Unternehmen an, dass das Fehlen von allgemeingültigen und internationalen Standards für sie ein großes Problem darstellt.

Unterschiedliche Standards hemmen die Entwicklung

Weltweit existieren bereits drei Standardisierungsorganisationen: Die von ZVEI, VDMA und BITKOM vor über einem Jahr ins Leben gerufene deutsche Plattform Industrie 4.0, das amerikanische Industrial Internet Consortium (IIC) sowie die japanische Industrial Value Chain Initiative (IVI). Und es könnten vielleicht noch mehr werden. Als aufstrebende Industrienation ist auch China an dem Thema stark interessiert und holt mit atemberaubender Geschwindigkeit auf, will sich aber weitgehend an den deutschen Konzepten orientieren, wie es immer wieder aus Peking heißt. Um die bestehenden Branchengrenzen zwischen Elektrotechnik, Maschinenbau und IT ein wenig obsolet zu machen und Standards der digitalen Produktion sowohl national als auch international besser zu koordinieren, wurde im März auf der Hannover Messe der Standardization Council Industrie 4.0 gegründet. „Man hat natürlich erkannt, dass Industrie 4.0 als Vision der massiv vernetzten Komponenten in der Fertigungsindustrie am besten funktioniert, wenn es breit eingesetzte, standardisierte Kommunikationsprotokolle und Implementierungsparadigmen gibt“, lautet dazu die Einschätzung von Prof. Dr. Christoph Meinel. „Im Gegensatz zur Plattform Industrie 4.0, die ja den Zusammenhalt aller Beteiligten unter dem Dach der oben genannten Vision verfolgt, war ein Gremium erforderlich, das sich auf die Arbeit in den Standardisierungsgremien und als Schnittstelle zu denselben fokussiert“, so der Direktor des Hasso-Plattner-Instituts an der Universität Potsdam.

Deutsche Hersteller mischen das Beste aus zwei Welten

Letztendlich ist ein einzelner Staat, geschweige denn ein einzelnes Unternehmen, nicht in der Lage, die vielfältigen Veränderungen, die die Digitalisierung von industriellen Fertigungsprozessen, Vertriebssystemen und Verbrauchsgütern mit sich bringen, im Alleingang zu stemmen. Zugleich wissen alle Beteiligten aber auch: Wer die Standards für die Kommunikation von Maschinen, Materialien und Werkstücken miteinander bestimmt, hat ganz klare Wettbewerbsvorteile auf dem Markt der Hard- und Software für die digitale Fabrik. Schließlich muss er seine Produkte nicht erst aufwendig anpassen. Die Wettbewerber in diesem Kontext lauten nicht Deutschland, die Vereinigten Staaten und Japan, dafür aber Siemens, Hitachi oder General Electric und Huawei. Einige von ihnen haben sich nicht nur einer einzigen nationalen Plattform angeschlossen, sondern gleich mehreren. Beispielsweise betreibt Bosch die Produktionsanlage in seinem Werk im saarländischen Homburg nach deutschen Standards, das Energiemanagement aber nach amerikanischen. Auf diese Weise will man das Beste aus zwei Welten vereinen und die positiven Effekte, die Industrie 4.0 mit sich bringen kann, voll ausschöpfen.

Amerikanische Dominanz im Software-Sektor

Viele sogenannte Referenzarchitekturen, die Mindestanforderungen an Software und Maschinen definieren, sind inzwischen zwar halbwegs kompatibel. Doch zwischen dem deutschen und dem amerikanischen Modell gibt es immer noch sehr verschiedene Herangehensweisen. Jenseits des Atlantiks setzt man stärker auf praktische Anwendungen, in Deutschland dagegen eher auf Produktion und technische Tiefe. Zudem herrscht gerade beim Mittelstand hierzulande eine gewisse Verunsicherung. Nicht wenige befürchten, dass es vor allem die großen IT-Konzerne in den Vereinigten Staaten sein werden, die aufgrund ihrer Software-Kompetenzen frei nach dem Motto „The winner takes it all“ bei den Diskussionen um Standards und Normierungen letztendlich das Sagen haben werden. Die deutschen ingenieur- und inhabergeführten Maschinenbauer sind aber weniger softwareaffin und wären dann zu reinen Hardware-Lieferanten degradiert, so die oftmals artikulierte Befürchtung. „Wir glauben nicht, dass diese Sorge berechtigt ist, wenn sich Deutschland dieser Herausforderung stellt, seine Anstrengungen bündelt und zügig agiert“, zeigt sich Meinel überzeugt. „Deutschland verfügt über eine lange Tradition im Ingenieurswesen und bildet auch sehr gute Programmierer aus.“ Er rät zu mehr Gelassenheit bei diesem Thema. „Insbesondere bei der industriellen Anwendung werden Themen wie Zuverlässigkeit, Sicherheit und Datenschutz in den Vordergrund rücken, Tugenden, die bei den Softwareherstellern nicht immer an erster Stelle stehen. Hier braucht es rigoros durchdachte Methoden und große Genauigkeit, die hierzulande noch immer als Tugenden gelten.“

„Deutschland muss sich der Herausforderung stellen“

Ein Interview mit Prof. Dr. Christoph Meinel, Direktor für Internet-Technologien und Systeme am Hasso-Plattner-Institut an der Universität Potsdam, über die Bemühungen der Standardisierung im Bereich Industrie 4.0.

Für private Nutzer von IT oder Consumer Electronics ist die Kompatibilität verschiedener Geräte und Systeme dank Standards wie USB oder Bluetooth längst Alltag. Warum steckt diese Interoperabilität ausgerechnet bei dem wichtigen Zukunftsthema Industrie 4.0 noch in den Kinderschuhen?

MeinelIm Vergleich zu den funktionalen Anforderungen der privaten Nutzer ist die Zahl der verschiedenen Komponenten in der Fertigungsindustrie ungleich höher, und traditionell sind diese Systeme sehr viel spezieller auf ihre Aufgaben zugeschnitten. Historisch gesehen hat dies zu einer reich gestalteten Landschaft mit vielen spezialisierten Bauteilen geführt. Während die Gewinnspanne im Consumer-Bereich über die Masse der verkauften Einheiten geht, rechnet sich die Herstellung von speziellen Komponenten im Bereich der industriellen Fertigung schon bei kleinen Stückzahlen, daher war eine Standardisierung in diesem Bereich keine vom Markt getriebene Notwendigkeit. Diese unterschiedlichen Systeme auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, ist schwierig, weil man natürlich keine der gewohnten Funktionalitäten einbüßen will, wenn man auf standardisierte Komponenten und Techniken umsteigt. Letztlich werden wohl die Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle dieser Aufgabe erst gerecht, wenn die Datendurchsatzraten so hoch sind, dass alle Fälle gut abgedeckt werden.

Verschiedene Branchen wie Logistik, Maschinenbau und IT gilt es bei der Diskussion um Standards und Normen unter einen Hut zu bringen. Wie kann das klappen?

MeinelDazu müssen sich die Verbände natürlich branchenübergreifend organisieren oder sich den übergeordneten Organisationen anschließen. Da wäre zum Einen die Initiative „Plattform Industrie 4.0“ zu nennen, die ja sehr breit aufgestellt ist und deren Arbeitsgruppen aus Vertretern von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft bestehen. Oder, wenn es um internationale Standards geht, haben sich zum Beispiel das Industrial Internet Consortium (IIC) und die Plattform Industrie 4.0 im März diesen Jahres auf eine enge Verzahnung verständigt, in deren Zuge die beiden Referenzmodelle des jeweiligen Gremiums angeglichen werden sollen. Außerdem entstehen zielgerichtete Initiativen wie das IUNO-Referenzprojekt zur IT-Sicherheit in Industrie 4.0, wo konzentrierter an Fragestellungen gearbeitet wird – wieder in Kooperation von Industrie und Wissenschaften, um die Anwendbarkeit der Lösungen zu gewährleisten.

Auf der Hannover-Messe im Frühjahr wurde die Normierungsinitiative Standardization Council Industrie 4.0 ins Leben gerufen. Was verspricht man sich davon?

MeinelMan hat natürlich erkannt, dass Industrie 4.0 als Vision der massiv vernetzten Komponenten in der Fertigungsindustrie am besten funktioniert, wenn es breit eingesetzte, standardisierte Kommunikationsprotokolle und Implementierungsparadigmen gibt. Im Gegensatz zur Plattform Industrie 4.0, die ja den Zusammenhalt aller Beteiligten unter dem Dach der oben genannten Vision verfolgt, war ein Gremium erforderlich, das sich auf die Arbeit in den Standardisierungsgremien und als Schnittstelle zu denselben fokussiert.

Ist die Debatte um Standards und Normierungen eine nationale oder wird sie nicht eher von verschiedenen Unternehmen länderübergreifend geführt?

MeinelDie Diskussionen werden sicherlich vorwiegend von Experten aus den Industrien geführt, denn schließlich sollen Standards und Normen auch die Problemstellungen aus dem Anwendungsbereich aufgreifen und nicht als theoretische Konstrukte losgelöst von der Wirklichkeit existieren. Zwar sind einige Normierungsgremien (zum Beispiel DIN und NIST) in nationaler Hand, aber da die tatsächliche Ausgestaltung oft durch globale Unternehmen vorangetragen wird, und das Thema Netzwerke und Kommunikation inhärent länderübergreifend wirkt, sind hier eher die multinationalen Organisationen wie IEC und ITU gefragt.

Werden eher die Global Player bei der Diskussion um Standards und Normierungen das Sagen haben oder sind kleine und mittlere Unternehmen in die Prozesse mit eingebunden?

MeinelNatürlich haben die großen Unternehmen hier die bessere Ausgangsposition; sie sind multinational, können eventuell als Marktführer Entscheidungen mittragen und Standards zur Anwendung bringen und schließlich besitzen sie mehr Ressourcen, um Mitarbeiter für diese Gremienarbeit abzustellen. Dennoch finden sich auch kleine und mittlere Unternehmen in den Konsortien wieder, wenn es um spezialisierte Themengebiete geht. Man denke da zum Beispiel an die Bemühungen, die Internetprotokolle, die ja keine Garantien bezüglich der Dauer und Zuverlässigkeit der Nachrichtenübertragung geben, auf die strikten Anforderungen im Industriebereich anzupassen, wo unter anderem eine österreichische Firma aus dem Mittelstand erfolgreich agiert.

Viele deutsche Mittelständler befürchten, dass eines nicht mehr fernen Tages die amerikanischen Softwarekonzerne die Standards in der Maschinensoftware rigoros diktieren werden und sie nur noch reine Hardware-Lieferanten sind. Ist diese Sorge berechtigt?

MeinelWir glauben nicht, dass diese Sorge berechtigt ist, wenn sich Deutschland dieser Herausforderung stellt, seine Anstrengungen bündelt und zügig agiert. Deutschland verfügt über eine lange Tradition im Ingenieurswesen und bildet auch sehr gute Programmierer aus. Spezialisierte Hardware wird auch weiterhin auf sie zugeschnittene Software erfordern, die dann natürlich mit den international standardisierten Schnittstellen harmonieren muss. Insbesondere bei der industriellen Anwendung werden Themen wie Zuverlässigkeit, Sicherheit und Datenschutz in den Vordergrund rücken, Tugenden, die bei den Softwareherstellern nicht immer im Vordergrundstehen. Hier braucht es rigoros durchdachte Methoden und große Genauigkeit, die hierzulande noch immer als Tugenden gelten.

...ist wissenschaftlicher Direktor und Geschäftsführer des Hasso-Plattner-Instituts für Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) und ordentlicher Professor (C4) für Informatik an der Universität Potsdam. Am HPI leitet er das Fachgebiet für Internet-Technologie und Systeme. Meinel ist u.a. Mitglied der acatech, der Nationalen Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, Initiator und Leiter der MOOC-Plattform openHPI, einer sozialen Online-Lernplattform des HPI, und Programm-Direktor des HPI-Stanford Design Thinking Research Program.

Gemischte Signale: IT-Investitionen im Mittelstand

Die Unternehmen in Deutschland haben sich der Digitalisierung angenommen – in allen Branchen. Doch es gibt noch viele Baustellen, wie eine aktuelle Studie von Capgemini zeigt.

Abenteuer Industrie 4.0: Die vierte industrielle Revolution ist gerade voll im Gange und verändert ganz fundamental Geschäftsmodelle sowie Vertriebs- und Organisationsstrukturen. Dreh- und Angelpunkt dieser Entwicklung ist die Digitalisierung und Vernetzung ganzer Wertschöpfungsketten auf Grundlage des Internets der Dinge – dazu gehören unter anderem Produktion, Logistik, Services und Wartung. Ziel von Industrie 4.0 ist die Steigerung der Produktivität und Flexibilität – vor allem will man der zunehmenden Individualisierung von Kundenwünschen besser gerecht werden. Doch der Weg dahin scheint nicht immer ganz einfach zu sein. Woran es vielerorts noch hapert, zeigt die aktuelle Studie IT-Trends der Unternehmensberatung Capgemini, die auf den Ergebnissen einer Befragung von 153 Entscheidungsträgern in Unternehmen aus Deutschland, der Schweiz und Österreich beruht, darunter auch elf Firmen aus dem Dax-30. Das Fazit: Oftmals verläuft die Koordination von Projekten innerhalb der Organisation alles andere wirklich reibungslos. Zudem gibt es Defizite in Sachen Know-how und fachlich ausreichend qualifizierten Mitarbeitern. Vor allem aber mangelt es an den richtigen Ideen. „Die meisten Unternehmen sind im Moment noch damit beschäftigt, Informationen und Prozesse digital abzubilden und zu vernetzen, haben aber keine Vorstellung davon, wie sie auf dieser Basis neue Produkte und Services entwickeln können.“ Kurzum, das Potenzial für Innovationen wird viel zu selten ausreichend und systematisch ausgeschöpft.

Investitionsbereitschaft sinkt

Die Zahlen zeigen deshalb ein sehr uneinheitliches Bild: Zwar erhöhen 37 Prozent der Befragten ihr IT-Budget in diesen Jahr, 15 Prozent von ihnen sogar um mehr als 10 Prozent. 21,3 Prozent aber fahren ihre Investitionen dafür aber wieder runter. Bei 36 Prozent ändert sich kaum etwas. Was in diesem Kontext auffällt ist die Tatsache, dass nicht nur das Budget für den Umbau oder Ersatz der IT anteilig von 20,9 Prozent im Jahr 2015 auf nunmehr 16,6 Prozent im laufenden Jahr sinkt, sondern auch die Bereitschaft, für die Evaluierung von Innovationen ausreichend finanzielle Mittel zur Verfügung zu stellen. Statt 9,1 Prozent vom entsprechenden IT-Etat wie im Vorjahr sind aktuell dafür nur noch 7,8 Prozent vorgesehen.

Firmen suchen neue Geschäftsmodelle

Der Rückgang verursacht ein wenig Stirnrunzeln – schließlich erklären doch gleichzeitig 52,3 Prozent der Chief Information Officers (CIO), dass bei ihnen im Haus der Ausbau der Digitalisierung ganz oben auf der Agenda steht. Ganz offensichtlich befinden sich die meisten Unternehmen in der Anfangsphase dieser Prozesse und suchen nach Orientierung. Sie haben noch keinen konkreten Plan und analysieren erst einmal ihre Datenbestände, um dann die für sie passenden Optionen für neue Geschäftsmodelle zu identifizieren. Ein Indiz dafür ist laut Capgemini der deutlich gestiegene Einsatz von Big Data. Mittlerweile betreiben 15,9 Prozent der Befragten mehrere und 8 Prozent eine entsprechende Anwendung – allen voran die Finanzdienstleister. Das produzierende Gewerbe, vor allem die Automobilindustrie, holt jedoch massiv auf. Dabei wird in den meisten Fällen auf externe Expertise zurückgegriffen. 85,2 Prozent gehen so vor. Aber nicht nur, weil sie deren Know-how für die Erarbeitung tragfähiger Konzepte zu schätzen wissen, sondern vor allem, weil der Markt für entsprechende Fachkräfte nahezu leer gefegt zu sein scheint.

Fachkräftemangel schlägt durch

Damit ist auch der eigentliche Grund genannt, warum der Anteil der Unternehmen, die Probleme mit der Digitalisierung melden, sprunghaft angestiegen ist: von zuletzt 41 auf aktuell 60 Prozent. Der Fachkräftemangel erweist sich also als der größte Bremser der Entwicklung. Alle reden und fordern Industrie 4.0. Doch bei den Mitarbeitern 4.0, die sich mit der Technologie auskennen sollen, Datenauswertung betreiben können oder IT-Sicherheitsexperten sind, herrscht derzeit großer Mangel. Zahlreiche andere Studien zu dem Zukunftsthema bestätigen diese Beobachtung. Darüber hinaus gibt es oft nur den guten Willen, aber keine die Gesamtheit der Organisation erfassende Planung, so dass manche Digitalisierungsstrategie nicht zünden will oder sogar scheitert. Schließlich nennen die Experten von Capgemini unflexible Geschäftsprozesse und festgefahrene Organisationsstrukturen als Ursachen dafür, weshalb es mit der Digitalisierung vielerorts noch nicht richtig klappen will.

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