Die Bodenseeregion umfasst das Gebiet der Internationalen Bodensee-Konferenz (IBK), zu dem die deutschen Landkreise Konstanz, Sigmaringen, Bodenseekreis, Ravensburg, Lindau, Oberallgäu und die kreisfreie Stadt Kempten, das österreichische Land Vorarlberg, das Fürstentum Liechtenstein sowie die Schweizer Kantone Schaffhausen, Zürich, Thurgau, St.Gallen, Appenzell Ausserrhoden und Appenzell Innerrhoden zählen.

In der Broschüre ist ein erheblicher Bevölkerungswachstum verzeichnet: In den Jahren zwischen 2000 und 2019 ist die Zahl um 600.000 Personen gestiegen - die Bodenseeregion umfasst somit 4,1 Millionen Menschen. Im Verhältnis dazu die Zahl der Erwerbstätigen: Im Zeitraum von 2010 bis 2019 hat sich die Zahl durchschnittlich um 1,2 Prozent jährlich (!) erhöht. Auf die Bevölkerungszahl von 4,1 Millionen kommen damit aktuell 2,3 Millionen Erwerbstätige. Daraus ergibt sich ein starkes Bruttoinlandsprodukt (BIP) von 272 Milliarden Euro, das mit dem nationalen BIP von Finnland vergleichbar ist. Durch die Corona-Pandemie hat sich die Arbeitslosenzahl allerdings stark erhöht, sie liegt nun knapp auf demselben Niveau wie Anfang der 2010er-Jahre in der Bodenseeregion.

Erarbeitet wurde die Broschüre von der Arbeitsgruppe Statistikplattform Bodensee der Internationalen Bodensee-Konferenz (IBK) unter Federführung der Fachstelle für Statistik des Kantons St.Gallen. Hierbei wurde überwiegend auf bestehendes Datenmaterial der öffentlichen Statistik in Deutschland, Liechtenstein, Österreich und der Schweiz zurückgegriffen, das für die Broschüregrenzübergreifend harmonisiert wurde. Unter www.statistik-bodensee.org finden Sie weiteres Zahlenmaterial zur internationalen Bodenseeregion. Gedruckte Exemplare können kostenlos bei der IBK-Geschäftsstelle(info@bodenseekonferenz.org) oder bei der Fachstelle für Statistik des Kantons St.Gallen (statistik@sg.ch) bezogen werden.

Am 18. Mai 2021 hatte Digitalisierungsminister Thomas Strobl den Dritten Digitalisierungsbericht (PDF) in der ersten Ministerratssitzung der neuen Landesregierung vorgestellt und damit den hohen Stellenwert der Digitalisierung bekräftigt.

Vier Jahre haben sich die Projektpartner des Projekts BodenseeMittelstand 4.0 damit beschäftigt, wie für KMU der Einstieg in die Digitalisierung erleichtert werden kann. Mit Abschluss des Projekts haben die Projektpartner ihre Erkenntnisse in einem E-Book festgehalten.

• Das Online-Dokument kann unter dem Link bomi40.eu/ebook direkt im Browser gelesen werden.
• Für E-Reader steht das E-Book als epub zum Download zur Verfügung (Schaltfläche oben).
• Um das Dokument drucken zu können, können Sie sich das PDF (ohne Animationen und Videos) hier herunterladen.

In ihren drei Handlungsfeldern „Gesellschaftliche Herausforderungen“, „Deutschlands Zukunftskompetenzen“ und „Offene Innovations- und Wagniskultur“ legt die HightechStrategie 2025 einen Schwerpunkt auf offene Innovations und Transferprozesse, um eine Vielzahl von Akteuren zu ermutigen, den Fortschritt aktiv mitzugestalten. 

Inhalte der Broschüre sind unter anderem Industrie 4.0 in der Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen oder die IT-Forschung zu Industrie 4.0. Des Weiteren wird auf die Elektroniksysteme für Industrie 4.0 eingegangen sowie auf die Forschung zur IT-Sicherheit für Industrie 4.0.

Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Zukunft von Arbeit und Wertschöpfung; Industrie 4.0

Stand: April 2020

Werden die aus der Plattformnutzung resultierenden Umsatzeffekte der Betriebe auf das deutsche Verarbeitende Gewerbe hochgerechnet, ergibt sich ein Anteil von 1,5 Prozent, den das Plattformgeschäft 2018 an der gesamten Bruttowertschöpfung des Verarbeitenden Gewerbes ausmacht. Eine aktuell sehr hohe Diffusionsgeschwindigkeit deutet zudem darauf hin, dass die Bedeutung von digitalen Plattformen im Verarbeitenden Gewerbe künftig weiter zunehmen wird. Denn weitere 15 Prozent aller Industriebetriebe planen, bis ins Jahr 2021 ins Plattformgeschäft einzusteigen. Innerhalb von drei Jahren ist folglich eine Zuwachsrate von 50 Prozent zu erwarten (von 30 Prozent auf 45 Prozent Nutzeranteil), was dann bereits zu einer fast hälftigen Verteilung zwischen Plattformnutzern und Nicht-Nutzern führt. Der Anteil der Industriebetriebe, der beide Plattformtypen gleichzeitig nutzt, würde sich sogar von 9 Prozent auf 18 Prozent verdoppeln.

Die ganze Broschüre steht zum Download bereit.

Gerade im Transformationsprozess erhalten daher die Qualifizierung und Weiterbildung von Führungskräften und Mitarbeitern einen zentralen Stellenwert. 

Das Bodenseezentrum Innovation 4.0 (BZI 4.0) stärkt mit seinen Partnern durch Weiterbildungsangebote die Beschäftigungsfähigkeit der derzeitigen und zukünftigen Mitarbeiter und wirkt dem Fachkräftemangel entgegen, mit dem übergeordneten Ziel, die Wirtschaftsregion Bodensee mit Deutschland, Österreich, der Schweiz und dem Fürstentum Liechtenstein auch weiterhin als eine der wirtschaftlich erfolgreichsten Regionen Europas zu sichern.

Veranstalter:

• Institut für Strategische Innovation und Technologiemanagement - IST
• Konstanzer Institut für Prozesssteuerung - KIPS
• Modellfabrik Bodensee Academy
• Technische Akademie Konstanz gGmbH - TAK
• Dr. Klaus Reichert - Unternehmensberater & Coach
• Veränderungsintelligenz GmbH

Herausgeber: Bodenseezentrum Innovation 4.0 (BZI 4.0)

Chancen nutzen. Vertrauen stärken. Gemeinsam handeln – darum geht es. Jetzt.

Unverzichtbare Grundvoraussetzung, Industrie 4.0 erfolg- reich umzusetzen, ist der sichere und vertrauensvolle Umgang mit Daten sowie der verlässliche Schutz der unter- nehmensübergreifenden Kommunikation vor Angriffen von außen. Übergreifende Wertschöpfungsnetzwerke werden erst dann etabliert und gewinnbringend genutzt, wenn die notwendigen Datenströme eindeutigen und sicheren Identi- täten zugeordnet sind.

Diese Publikation extrapoliert die rechtlichen Fragestellungen entlang den Wertschöpfungsketten der Industrie 4.0 und versucht, Antworten und Praxishinweise zu geben. Sie wendet sich an Entscheidungsträger in der Industrie und in IT-Unternehmen. Die Darstellung soll sowohl die Fertigungsseite (Produktionsprozess) als auch die Kundenseite (Services) umfassen.

Dabei wird von der Prämisse ausgegangen, dass sich die rechtlichen Fragen der Industrie 4.0 in verschiedenen Zusammenhängen unterschiedlich stellen und auch nicht immer gleich zu beantworten sind. Entsprechend werden die rechtlichen Fragestellungen anhand einzelner Anwendungsbeispiele bzw. Anwendungsszenarien untersucht.

Zu beachten ist, dass diese Publikation lediglich eine Vorabfassung eines geplanten umfangreicheren Bitkom-Leitfadens zu Rechtsfragen der Industrie 4.0 darstellt. In der für Herbst 2016 zur Veröffentlichung vorgesehenen Endfassung des Leitfadens wird die Betrachtung auf weitere Rechtsgebiete ausgeweitet und die Darstellung der juristischen Zusammenhänge vertieft. Bei möglichen Abweichungen sind die Aussagen in der Endfassung des Leitfadens zugrunde zu legen. Diese Vorabfassung soll Denkanstöße setzen, kann aber keine endgültigen und umfassenden Lösungen präsentieren.

Unternehmen wie Siemens untermauern mit einer der modernsten Produktionsanlagen der Welt in Amberg bayerische Kompetenz in Industrie 4.0. KUKA automatisiert mit seinen Robotern die Welt. Audi und BMW vernetzen das Automobil mit der Datenwelt.

Die bayerische Staatsregierung hat mit ihrer gezielten und innovativen Wirtschafts- und Technologiepolitik die Grundlagen dafür geschaffen. Forschung und Entwicklung sowie Förderung von Schlüsseltechnologien und Innovationen sind die Garanten dieser erfolgreichen Standortpolitik Bayerns.

Industrie 4.0 verbindet diese Herausforderungen und wird damit zur strategischen Aufgabe und Chance für Unternehmen bei der Entwicklung eines übergreifenden Supply Chain Management.

In seiner Regierungserklärung vom 12. November 2013 formuliert Ministerpräsident Horst Seehofer als zentrale Aufgabe der Zukunft, den Freistaat beim digitalen Aufbruch an die Spitze der Welt zu führen. Unser Ziel lautet: Bayern wird Pilotregion für das digitale Zeitalter. Neue Chancen nutzen, mit neuen Möglichkeiten verantwortungsvoll umgehen und gleichzeitig die Sicherheit vor neuen Risiken gewährleisten – dafür steht die Zukunftsstrategie BAYERN DIGITAL.

Bayern ist bereits heute Treiber des digitalen Fortschritts in Deutschland. Siemens untermauert in Amberg mit einer der modernsten Produktionsanlagen der Welt bayerische Kompetenz in Industrie 4.0. High-Tech-Startups entwickeln Lösungen für die Industrieproduktion, zum Beispiel Magazino mit seinen an das Internet der Dinge angebundenen Lagersystemen. MTU fertigt Turbinenteile im 3D-Druck. KUKA automatisiert mit seinen Robotern die Welt. Audi und BMW vernetzen das Automobil mit der Datenwelt. München ist Top-Standort der Informations- und Kommunikationstechnologie – noch vor London und Paris. Mit dem „mebis – Landesmedienzentrum Bayern“ gehen wir neue Wege in der Bildung. Unsere Spitzen-Universitäten sind Schrittmacher der Produktionsforschung. Das Netzwerk der Telemedizin Epilepsie in Franken ist ein Leuchtturm der Medizin von morgen. Mit dem Kulturportal „bavarikon“ schaffen wir neue Zugänge für Kunst und Kultur.

Die hohe Innovationskraft bayerischer Unternehmen und Forschungseinrichtungen, gut ausgebildete Beschäftigte, eine starke industrielle Basis und eine hervorragende 2 Vernetzung von Wirtschaft und Wissenschaft bilden das Fundament für den digitalen Aufbruch in unserem Land. Vernetzung ist das Paradigma der Zukunft. Wir stehen vor historischen Chancen für die Verbindung von lokalem Mittelstand und globalen Märkten, Staat und Bürger, Stadt und Land, Forschung und Anwendung, Beruf und Familie, Patient oder Pflegebedürftigem mit dem Arzt oder Betreuer. Mit mehr Heimarbeitsplätzen müssen die Menschen weniger pendeln. Flexibles Arbeiten von daheim, Familie und Beruf vereinbaren – das sind Erfolgsgeschichten des digitalen Aufbruchs. Die digitale Infrastruktur ist dabei genauso zukunftsentscheidend wie das offensive Gestalten einer humanen Arbeitswelt, der Lebensqualität und des menschlichen Miteinanders – rechtlich, sozial, ökonomisch. Deshalb ist mit BAYERN DIGITAL ein umfassender politischer Ansatz verbunden.

Im Mittelpunkt unseres Zeitalters der Innovation und der Kreativität stehen die Menschen, ihre Ideen, ihr Pioniergeist, ihr Mut zu neuen Wegen. Sie sind Motor der Entwicklung unseres Landes.

Die Strategie wurde unter Begleitung des hochrangig besetzten Beirats BAYERN DIGITAL erstellt, der seit dem Auftakt-Gipfel vier Mal getagt hat. Neben Vertretern der Wirtschaft und Wissenschaft haben sich alle Fraktionen des Bayerischen Landtags und alle Ressorts eingebracht. Eine Arbeitsgruppe des Beirats bestehend aus Prof. Dr. Broy (TUM), Prof. Dr. Heuberger (Fraunhofer IIS) und Dr. Schlögel (KUKA) hat die Endversion mit substanziellen Beiträgen ergänzt. Gleichzeitig fand ein Begleitprozess mit Experten statt, den die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften acatech in Kooperation mit dem Münchner Kreis moderiert hat. acatech legte am 9. März 2015 ein Ergebnispapier des Begleitprozesses mit Vorschlägen vor, die in diese Strategie eingeflossen sind.

Das Konzept wird in nächster Zeit bereichsbezogen ergänzt und fortgeschrieben, um so der Dynamik der Digitalisierung gerecht zu werden. Die Konkretisierung der Ziele und die Erarbeitung eines Ansatzes für deren Messbarkeit sind zudem für ein Projekt dieser Größenordnung vordringlich.

Industrieunternehmen aus Deutschland erwächst in Asien und zunehmend auch in Südamerika starke Konkurrenz, die mittelfristig ihre internationale Wettbewerbspositionen gefährden kann. Unternehmen, etwa aus China, steigern ihre Produktivität und Innovationskraft, zugleich beschleunigen sich die Innovationskreisläufe in vielen Technologiefeldern, und die Märkte werden volatiler. Die Unternehmen müssen in Deutschland zusätzlich auf weitere Herausforderungen Antworten finden: knappere Rohstoffe, steigende Energiepreise oder das zunehmende Durchschnittsalter der Beschäftigten.

Das produzierende Gewerbe benötigt Lösungen, um auf diese Herausforderungen wirksam zu reagieren. Die Technologie der cyber-physischen Systeme – oder kurz CPS – bietet das Potenzial für solche Lösungen. CPS sind Netzwerke kleiner mit Sensoren und Aktoren ausgestatteter Computer, die als sogenannte Eingebettete Systeme in Materialien, Gegenstände, Geräte und Maschinenteile eingebaut und über das Internet miteinander verbunden werden. In einem derartigen Internet der Dinge verbinden sich die physische und die digitale Welt. Anlagen, Maschinen und einzelne Werkstücke tauschen kontinuierlich Informationen aus. Sämtliche Produktions- und Logistikprozesse werden integriert. Aus dieser Schlüsseltechnologie leiten sich zahlreiche industrielle Anwendungen ab: In Zukunft werden viele Prozesse in Echtzeit über große Entfernungen gesteuert und koordiniert. Voraussetzung dafür ist die Standardisierung und Modularisierung vieler einzelner Prozessschritte und die Programmierung von virtuell bearbeitbaren Modellen dieser Module. Mit ihrer Hilfe werden künftig betriebliche Prozesse geplant, gesteuert und kontrolliert. Die Vernetzung schafft die Voraussetzung für den kontinuierlichen Austausch von Daten, aus denen automatisch situationsgerechte Prozessanpassungen abgeleitet werden. Der Einsatz von CPS erlaubt zudem die Dezentralisierung der Prozesssteuerung, die dann beispielsweise von den Werkstücken selbst übernommen wird, indem sie mittels eingebetteter Systeme Umgebungsdaten verarbeiten und daraus Steuerungsbefehle ableiten. Auf diese Weise wird Produktion erheblich flexibler werden. Flexibilität wird zusätzlich durch anwendungsoffen konstruierte Maschinen erreicht, die in direkter zeitlicher Abfolge unterschiedliche Funktionen ausführen oder Werkzeuge einsetzen. Ihre Umrüstung und Rekonfiguration erfolgen künftig kostenneutral, da der vielseitige Einsatz der Maschinen weitgehend automatisch organisiert wird. Der hohen Flexibilität in der Produktion liegen komplexe Rechenleistungen zugrunde, die auf den verschiedenen Steuerungsebenen im Unternehmen ablaufen und untereinander verbunden sind. Diese vertikale Integration aller Prozesse – von der Bearbeitung der Auftragseingänge, über das Ressourcenmanagement und die Fertigung bis hin zur Auslieferung – revolutioniert die industrielle Produktion: Die Prozessebenen des Unternehmens werden durchgängig miteinander verknüpft und können auf Grundlage der jeweils aktuellsten Prozessdaten immer wieder neu aufeinander abgestimmt werden.

Das Internet ermöglicht diese ständige Koordinierung auch zwischen weltweit verteilten Standorten und über Unternehmensgrenzen hinweg. Die horizontale Integration, also die Vernetzung zwischen mehreren Unternehmen, ist Ausgangspunkt der flexiblen Gestaltung ihrer gemeinsamen Wertschöpfungsprozesse. Unternehmen bilden künftig dynamische Netzwerke, aus denen heraus sie auftrags- und produktspezifisch ihre Kapazitäten zu virtuellen Produktionsgemeinschaften zusammenschließen. Eine zentrale Funktion solcher Wertschöpfungsnetzwerke ist die kontinuierliche Optimierung aller Prozesse auf Basis aktueller Daten aus den Märkten und aus der Produktion selbst. Die Optimierung erfolgt unter Berücksichtigung mehrerer Kennziffern gleichzeitig: Zeit, Qualität, Kosten, Ressourceneinsatz oder Energiekosten sind nur die wichtigsten. Das Ziel der Optimierung wird über den gesamten Produktlebenszyklus hin verfolgt. Digitale Produktgedächtnisse zeichnen in Zukunft Daten aus Fertigung, Logistik, Nutzung und Entsorgung auf und stellen sie für die Produkt- und Prozessoptimierung zur Verfügung.

Für die Mitarbeiter bedeutet der Einsatz der neuen Technologien einen Wandel ihrer Arbeitswelt und ihrer Aufgaben. In vielen Prozessen gewinnt die Automatisierung weiter an Bedeutung. In anderen Tätigkeiten werden Menschen künftig durch mobile Leichtbauroboter und intelligente Assistenzsysteme unterstützt. So haben die Beschäftigten überall und jederzeit Zugriff auf die für ihre Arbeit relevanten Informationen. Bei Bedarf können anwendungsspezifische Trainingsangebote aufgerufen werden, um jeden Mitarbeiter bei der Erfüllung seiner Aufgaben optimal zu fördern. Diese vielfältigen Entlastungen gehen mit einer hohen Reaktionsfähigkeit in der Planung des Personaleinsatzes einher. Die Produktionssteuerung wird viel adäquater auf die individuelle Situation eines Mitarbeiters eingehen, seinen Rhythmus berücksichtigen und auf seine kurzfristigen Anliegen zügig reagieren. Die Vereinbarkeit von Familie und Beruf wird durch die flexible Prozessvernetzung einfacher und verursacht keine zusätzlichen Kosten mehr. Letztere verstärkt und verbessert auch den Austausch zwischen den Mitarbeitern aus verschiedenen Unternehmensabteilungen, wodurch ein Klima des offenen Miteinanders und der Hilfsbereitschaft entsteht.

Aus Sicht der Unternehmer bietet die Umstellung auf vernetzte und flexible Produktionstechnologien viele Vorteile. Die Individualisierung der Produktion ermöglicht es den Betrieben in vielen Branchen, zu geringen Kosten eine hohe Zahl an Produktvarianten herzustellen und auf diese Weise individuelle Kundenwünsche zu bedienen. Flexibel können sie auf Marktentwicklungen, auf kurzfristig geänderte Produktanforderungen oder auf schwankende Rohstoff- und Energiepreise reagieren. Selbst bei unvorhergesehenen Ereignissen oder Störungen, wie Stromausfällen oder Lieferungsverzögerungen, erfolgt die Anpassung schnell und präzise. Wartung und Reparatur von Anlagen sind erheblich vereinfacht: Eingebettete Systeme stellen vollständige Transparenz über den Zustand aller Maschinen her; diese bestellen ihre Ersatzteile selbstgesteuert, sobald Verschleißerscheinungen auftreten. Die hohe Anpassungsfähigkeit erhöht die Auslastung der Produktionskapazitäten; das flexible Ressourcenmanagement verbessert die Effizienz des Gesamtbetriebs. Die Kosten für Lagerhaltung und Fertigung sinken durch die wirksame Nutzung der vorhandenen Optimierungs-potenziale. Fehler werden häufiger vermieden oder können schneller behoben werden. Und nicht zu vergessen: Aus den neuartigen Anwendungen entwickeln sich innovative Geschäftsmodelle. Dabei werden die Unternehmen aus Deutschland auf ihren vorhandenen Stärken aufbauen und weiterhin Maschinen, Anlagen und Fabriken auf dem neuesten Stand der Technik in alle Welt verkaufen. Vor allem aber können sie ausgehend von diesen Technologien integrierte Systemlösungen und komplexe Anwendungen anbieten, die Maschinen und Dienste zu einem Leistungspaket verbinden und ihren langfristigen Erfolg auf den Weltmärkten in entscheidender Weise sichern.

Security wirkt wie ein Gerüst, das alle Strukturelemente des RAMI4.0 und damit auch das Design der Industrie 4.0-Komponente trägt und zusammenhält. Im Folgenden wird daher auf die Security-Aspekte des RAMI eingegangen, um diese dem Leser deutlich zu machen. Konkrete Security-Maßnahmen werden anhand einiger Beispiele für alle drei Achsen des RAMI4.0 beschrieben.

Das Paper steht Ihnen hier frei zum Download zur Verfügung.