PUBLIKATIONEN: PROZESSE & STRUKTUREN

Wer wünscht ihn nicht: den intelligenten, effizienten und wirtschaftlichen Herstellungsprozess? Viele Firmen setzten aktuell auf die Digitalisierung und verbessern so die eigene sowie die mit externen Stellen vernetzte Produktion. Die Digitalisierung bringt einerseits Fortschritt, zeigt aber auch die zunehmende Komplexität der heutigen Produktionsnetzwerke auf. Zahlreiche Entscheidungen sind zu fällen, um einen effizienten und sicheren Austausch mit verschiedenen Betrieben zu gewährleisten.

Ein Blick auf vorhandene Modelle kann da weiterhelfen: Im Projekt i4Production des IBH-Labs KMUdigital haben Teams an drei Standorten in den drei Nachbarländern Deutschland (HTWG Konstanz), Österreich (FH Vorarlberg) und der Schweiz (NTB Buchs, RhySearch) an einer vernetzten Prozesslandschaft gearbeitet. In einem gemeinsamen, standardisierten Automatisierungskonzept wird in der international vernetzten Modellfabrik ein cyberphysisches System (CPS) in Form eines kundenindividualisierten Modellfahrzeuges produziert, das durch den Kunden in diversen Varianten zusammengestellt oder individuell konstruiert werden kann. Die dezentrale Produktion erlaubt eine Datenweitergabe über die Landesgrenzen in Echtzeit und bildet die Simulation eines länderübergreifenden Business-Eco-Systems ab.

Die Erkenntnisse des Projekts i4Production zeigen wie in kleineren und mittleren Unternehmen (KMU) eine verteilte Produktion, inklusive der Einbindung von Mitarbeitenden und Kunden in eine digitalisierte, hochautomatisierte und kundenindividuelle Produktion, organisiert werden kann.

Im nun vorliegenden Projektbericht stellen die beteiligten Partner das Konzept der internationalen Musterfabrik i4Production, die diversen Arbeitsschritte an den beteiligten Hochschulen sowie die wichtigsten Erkenntnisse für KMU der Bodenseeregion vor.

Industrie 4.0 braucht Mut. Darüber sowie über weitere Herausforderungen in der Welt der Industrie 4.0 sprechen die Projektverantwortlichen aus dem länderübergreifenden Forschungsprojekt KMUdigital der Internationalen Bodensee-Hochschule IBH.

Digital technologies have dramatically transformed our lives. Yet even with physical access to these tools, it is not a given that all can take full advantage of the opportunities created to receive, apply, share, and create information.

Just as basic literacy – the ability to read and assimilate information – is essential for individuals to participate and flourish in society, realising the potential of ICTs for personal and community development requires everyone to have the necessary knowledge, skills, attitudes and behaviours. Media and information literacy is a central part of this.

Given libraries’ mission to help all their users access and apply the information they need for personal and community development, this is an important part of the practice of librarianship. This statement sets out the case for action, defines ‘digital literacy,’ offers examples of how libraries are contributing, and makes recommendations to governments and other stakeholders.

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Platform competition is currently increasing in the B2B sphere – with even higher stakes for the German economy which heavily relies on the international market presence of its advanced industrial sector. Whether the German economy will be able to maintain and expand the strength and international influence of its industrial base will partially depend on the success of its leading B2B firms in harnessing the power of platforms. How well though are German companies prepared to respond to the opportunities and threats in the platform economy? Will they continue to follow suit as companies from the United States and China assume leadership positions, or will they be able to proactively shape markets based on advanced platform-based and data-driven business models? And finally, is there an indication that the B2B platform landscape will mirror the platform business models we see in the B2C space?

Wirkmechanismen und Architekturen digitaler Geschäftsmodelle rücken zunehmend in das Zentrum der Debatte um den Wertschöpfungsbeitrag von Industrie 4.0. Die Frage des Mehrwerts für die deutsche Industrie sowie Wettbewerbsfähigkeit und Lebensqualität in Deutschland beschäftigt Politik, Wissenschaft, Verbände und Sozialpartner gleichermaßen. Die neue Arbeitsgruppe "Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0“ unter dem Dach der Plattform Industrie 4.0 nimmt sich dieser Frage an, um über einen strukturierten Multi-Stakeholder-Austausch handlungsrelevante Impulse zu geben. Das vorliegende Impulspapier soll zu weiteren Diskussionen auch außerhalb der Plattform Industrie 4.0 anregen und stellt noch kein abschließendes Ergebnis dar.

Wirkmechanismen und Architekturen digitaler Geschäftsmodelle rücken zunehmend in das Zentrum der Debatte um den Wertschöpfungsbeitrag von Industrie 4.0. Die Frage des Mehrwerts für die deutsche Industrie sowie Wettbewerbsfähigkeit und Lebensqualität in Deutschland beschäftigt Politik, Wissenschaft, Verbände und Sozialpartner gleichermaßen. Die neue Arbeitsgruppe "Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0“ unter dem Dach der Plattform Industrie 4.0 nimmt sich dieser Frage an, um über einen strukturierten Multi-Stakeholder-Austausch handlungsrelevante Impulse zu geben.

Das BZI 4.0 begleitet Unternehmen bei der digitalen Transformation und bringt sie mit passenden Partnern zusammen. Zur Erkennung von Problematiken und der Ausarbeitung einer digitalen Strategie, ist zunächst eine unternehmensspezifische Status-Quo-Ermittlung des Industrie 4.0-Grades häufig der erste Schritt.

Hierzu dient die Checkliste."Industrie 4.0 - Check für das produzierende Gewerbe" des BZI.

Diskussionen im Bitkom Arbeitskreis »Industrie 4.0 Markt & Strategie« führten zu grundlegenden Zweifeln am Realitätsgehalt gängiger Einschätzungen über bereits erreichte Reifegrade typischer Ausprägungen der erwarteten wirtschaftlichen Prozessinnovation. Es erschien keineswegs offenkundig, welche neuen Paradigmen und Anwendungsfelder sich tatsächlich schon etabliert hatten und in welchen Bereichen der Produktionswirtschaft solche Veränderungen stattfinden. Es entstand die Projektgruppe »Marktsegmentierung«, die sich das Ziel setzte, eine empirische Grundlage für die Beurteilung des Status quo und Perspektiven der Umsetzung von Industrie 4.0 zu entwickeln. Mittels dieser Marktsegmentierung sollten Mitglieder des Verbands eine Orientierung erhalten, in welchen Bereichen des produzierenden Gewerbes Geschäftspotentiale bestehen und neue Geschäftspotentiale für ITK-Unternehmen entstehen.
Bereits seit dem Sommer 2015 war bekannt, dass die Plattform Industrie 4.0 an der Dokumentation von mindestens 100 realen Anwendungsfällen arbeitete. Um grundlegende Aussagen über den Status des Marktes abzuleiten, erschien diese Fallzahl ausreichend. Es gab jedoch die Befürchtung, dass in dieser Gesamtheit systematische Einflüsse im Auswahlprozess oder eine sonstige Verzerrung im Sinne eines Produktionsbias vorliegen könnten, die zu nicht-reproduzierbaren Ergebnissen führen würden. Umso erfreulicher war es, das sich später herausstellte, dass die Zahl der auf dem IT-Gipfel 2015 dokumentierten Fälle mehr als doppelt so hoch wie ursprünglich erwartet war. Gleichzeitig wurde eine zweite Zusammenstellung fast ebenso vieler Fälle bekannt, die auf völlig andere Weise entstanden war und sich nur unwesentlich überdeckte.
So entwickelte sich der Plan, Thesen gegen eine signifikante Gesamtheit zu prüfen und die Ergebnisse mit einer statistisch geeigneten Kontrollmenge zu verifizieren und damit eine solide und valide Basis für eine Marktsegmentierung zu erarbeiten. Hierzu sollten die obengenannten Anwendungsfälle zunächst klassifiziert werden.
Für die Klassifizierung der Anwendungsfälle sollten möglichst allgemein akzeptierte Strukturen angewandt werden. Dabei wurde ein Klassifikationsschema entwickelt, das sowohl die Gesamtheit der industriellen Wertschöpfung als auch das potentielle Spektrum der industriellen Innovation möglichst komplett und vorurteilsfrei abbildet. Also entschied sich die Projektgruppe Marktsegmentierung für eine Klassifizierung einerseits nach Anwendungskategorie und andererseits nach Branchensektor. Auf diese Weise wird deutlich erkennbar, in welchen Branchensektoren sich Industrie 4.0 heute in welcher Form tatsächlich ereignet. Über die Darstellung der empirischen Tatbestände hinausgehend werden für diese Ergebnisse erklärende Thesen aufgestellt.

Mit der vorliegenden Studie greift der BITKOM einer Entwicklung voraus, die das Potenzial hat, unsere Wirtschaft tiefgreifend zu verändern.
Von der Anwendung von Industrie 4.0-Technologien für eine intelligente Vernetzung zwischen Produktentwicklung, Produktion, Logistik und Kunden wird erwartet, dass sie einen wesentlichen Beitrag zur Sicherung des Wohlstands am Standort Deutschland leistet. Hiermit legt der BITKOM mit der Unterstützung des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) erstmals Einschätzungen für die volkswirtschaftlichen Potenziale von Industrie 4.0 für die Branchen vor, die voraussichtlich als erste wirtschaftlichen Nutzen ziehen werden.
Die Erwartungen an die Industrie 4.0 sind hoch gesteckt. Die prägenden Merkmale deutscher Produktionssysteme – Flexibilität, Qualität und Stabilität – können durch Industrie 4.0 auf ein neues Niveau gehoben werden. Das Potenzial wird allein für die sechs Branchen Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Industrie, Landwirtschaft und Informations- und Kommunikationstechnologie auf einen zusätzlichen jährlichen Effekt von 1,7 Prozent geschätzt. Dies entspricht allein für diese ausgewählten Branchen bis 2025 mindestens 78 Mrd. Euro mehr Bruttowertschöpfung am Standort Deutschland.
Die vorliegenden Ergebnisse gehen über die bisherigen Pauschalaussagen hinaus und zeichnen deutlich die zu erwarteten Effekte ab. Einschätzungen zu Produktivitätssteigerungen betrieblicher Prozesse sowie dem Marktpotenzial durch innovative Produkte und Dienstleistungen stehen im Mittelpunkt der Studie.
Die Entwicklung von Methoden, Instrumenten und Technologien von Industrie 4.0 hat gerade erst begonnen. Es existieren zwar einige wenige Anwendungsbeispiele für Industrie 4.0, aber die Auswirkungen einer breiten branchenübergreifenden Anwendung dieser Technologien sind derzeit nur ungefähr abschätzbar. Die dafür notwendigen Anwendungskonzepte und Standards müssen aber bereits heute erarbeitet werden, damit sich Deutschland als Exportnation zukünftigen globalen Veränderungen erfolgreich stellen kann. Die deutsche Industrie ist mit ihren erfolgreichen Produkten im Feld der industriellen Informations- und Kommunikationssysteme sowie dem Maschinen- und Anlagenbau gut aufgestellt, um die Herausforderungen der erfolgreichen Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen auf Basis von Industrie 4.0-Technologien zu meistern. Die Entwicklung, Einführung und Anwendung von Industrie 4.0-Technologien kann ein wesentlicher Treiber werden, der unsere heute schon sehr wettbewerbsfähige Produktion noch stärker macht, uns in die Zukunft führt und als Blaupause für andere Länder dient.

Unsere wettbewerbsfähige Industrie mit ihren hochinnovativen Leitbranchen Maschinen-, Fahrzeugbau, Elektroindustrie und IT-Wirtschaft hat Baden-Württemberg zu einem der international führenden Wirtschaftsstandorte und zur High-Tech-Region Nummer Eins in Europa gemacht. Nicht zuletzt liegt dies in der Fähigkeit unserer Industrie begründet, komplexe industrielle Prozesse zu steuern und gezielt technologische Innovationen in der Produktion umzusetzen. Für den zukünftigen Erfolg des Standorts Baden-Württemberg ist es notwendig, diesen Prozess weiter aktiv mit zu gestalten und bei den Entwicklungen ganz vorne mit dabei zu sein.

Einer der Megatrends in der Produktion ist das Thema Industrie 4.0 – die Bezeichnung steht für das vertiefte Zusammenwachsen von Maschinenbau und Elektrotechnikmit der Informationstechnologie zu einer intelligent vernetzten Produktionsweise in den Fabriken der Zukunft. Dabei geht es auch um die intelligente Zusammenarbeit verschiedener Branchen, die optimierte Wertschöpfungsketten und eine größere Ressourceneffizienz ermöglicht. Zentrale Themen sind hierfür neue Arbeitswelten, Sicherheit, Standardisierung und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle. Die Produktionswelt in den Fabriken der Zukunft wird flexibler, effizienter und individueller. Fertigungsprozesse werden zunehmend autonom gesteuert und optimiert. Material, Maschinen und logistische Systeme werden direkt miteinander kommunizieren, Informationen austauschen und Entscheidungen für den Menschen vorbereiten oder sogar selbst treffen. Dabei wird das Internet die Akteure direkt miteinander verbinden. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bleiben die zentralen Faktoren in der Produktion, denn Industrie 4.0 wird nur im Zusammenspiel von Technik, Organisation und Menschen gelingen.

Baden-Württemberg ist für diesen Wandel gut aufgestellt. Bereits heute gibt es zahlreiche Aktivitäten im Land, die gemeinsam zur Entwicklung branchenübergreifender Lösungsansätze beitragen. Die vorliegende Studie soll einen technisch orientierten Einstieg in das komplexe Themenfeld ermöglichen und eine landesweite Auswahl von Akteuren und Aktivitäten vorstellen. Ich wünsche mir, dass sie ebenfalls den intensiven Austausch und Wissenstransfer zwischen Forschung, Industrie und Netzwerken zum Thema Industrie 4.0 weiter anregt und fördert.

Die Frage, wie wir in Deutschland künftig wirtschaften, leben und arbeiten werden, wird ganz maßgeblich vom Prozess der Digitalisierung geprägt. Die digitale Transformation unserer Volkswirtschaft ist eine der zentralen Gestaltungsaufgaben der nächsten Jahre. Bereits heute werden wichtige Grundlagen für den Wettlauf um die Produkte und die Märkte von morgen gelegt. So gilt es beim Thema Industrie 4.0 an unsere vorhandenen Stärken anzuknüpfen. Die Industrie bildet das Herz der deutschen Wirtschaft. Sie trägt entscheidend zu Wachstum und Wohlstand bei. Viele deutsche Unternehmen sind in ihren Geschäftsfeldern Marktführer und internationale Champions. Es muss unser gemeinsames Ziel sein, die herausgehobene Stellung unserer Industrie auch in der Phase der digitalen Transformation zu bewahren und weiter auszubauen. Aber auch unsere Dienstleistungswirtschaft muss sich in der digitalen Transformation günstig positionieren. Es gibt zwar heute bereits eine Reihe sehr erfolgreicher Internetplattformen in Deutschland. Insgesamt müssen die in diesem Bereich vorhandenen Chancen aber künftig noch besser und konsequenter genutzt werden. Eine Schlüsselbranche für den digitalen Wandel ist die deutsche IKT-Wirtschaft. Eine bedeutsame Rolle für den weiteren digitalen Innovationsund Erneuerungsprozess kommt der jungen Digitalen Wirtschaft zu. Sie ist ein wichtiger Treiber der Digitalisierung der Wirtschaft und leistet zum Fortschritt und Nutzen der Gesellschaft beachtliche Beiträge. Wir wollen Deutschland als digitales Wachstumsland Nr. 1 in Europa etablieren. Dazu gehört es, den EU-Binnenmarkt weiterzuentwickeln und die technologische Souveränität in Europa zu stärken.
Die Politik muss den Prozess der digitalen Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft aktiv begleiten und gestalten. Mit der digitalen Agenda sowie den Plattformen des Nationalen IT-Gipfels hat die Bundesregierung einen Dialog- und Handlungsrahmen geschaffen, in dem alle beteiligten Akteure gemeinsam zukunftsfähige Lösungen entwickeln und umsetzen können.
Mir ist wichtig, dass wir für einen fairen Interessenausgleich der Beteiligten in der globalen Datenökonomie sorgen und die Digitalisierung nicht unreflektiert ohne Wenn und Aber vorantreiben. Wir brauchen vielmehr eine Digitalisierung der Wirtschafts- und Arbeitswelt mit Augenmaß.
Nur mit einer intelligenten Digitalisierung können wir die Weichen so stellen, dass Deutschland eine Führungsrolle bei einer konsequenten, vertrauenswürdigen und sicheren Digitalisierung von Wirtschaften, Leben und Arbeiten einnehmen kann. An diesem Leitbild werden sich die Maßnahmen
und Projekte meines Hauses zur Unterstützung der digitalen Transformation ausrichten.
In dem vorliegenden Papier „Digitale Wirtschaft und digitales Arbeiten: Chancen für Wachstum, Beschäftigung, Wettbewerbsfähigkeit und Innovation“ sind alle vorrangigen Maßnahmen und Initiativen des Bundesministerium für Wirtschaft zusammengefasst, mit denen wir zusätzliche Impulse geben wollen, die digitale Transformation gemeinsam für den Erfolg der deutschen Wirtschaft sowie zum Wohle der Beschäftigten und der verschiedenen gesellschaftlichen Gruppen zu nutzen.

Im Zeitalter der Digitalisierung hat die Informationstechnologie einen erheblichen Einfluss auf den Unternehmenserfolg. Umso wichtiger ist es für Unternehmen, ein geeignetes IT-Führungssystem zu nutzen und die zahlreichen IT-Systeme im Unternehmen auf angemessene Weise zu managen, denn ein ungeeignetes Managementsystem führt in der Regel zu schlechteren Entscheidungen.

Der Autor Prof. Dr. Christopher Rentrop, der eine Professur für Wirtschaftsinformatik an der HTWG Hochschule Konstanz innehat, zeigt im Buch, wie ein geeignetes Führungssystem der IT im eigenen Unternehmen zielorientiert ausgestaltet werden kann.

Das Buch ist hier erhältlich.

Die Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) besteht aus bis zu sechs Wissenschaftlern. Sie legen der Bundesregierung einmal im Jahr ein Gutachten zu Forschung, Innovation und technologischer Leistungsfähigkeit Deutschlands vor. Am 27. Februar 2019 hat die Expertenkommission Forschung und Innovation ihr 12. Jahresgutachten an Bundeskanzlerin Angela Merkel überreicht.

Kernthemen des EFI-Jahresgutachtens 2019 sind:

– Die Rolle von Start-ups im Innovationssystem
– Innovationen für die Energiewende
– Blockchain
– Digitalisierung der Hochschulen

Kleine und mittelständische Unternehmen bilden das Rückgrat der europäischen Wirtschaft und stehen aktuell mit Themen wie Industrie 4.0 oder der digitalen Transformation vor neuen und großen Herausforderungen. Wie kann sichergestellt werden, dass diese digitale Transformation kein Sprung ins Ungewisse, sondern der Auftakt für eine erfolgreiche und nachhaltige Weiterentwicklung des Unternehmens wird? Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Arbeits- und Betriebsorganisation (WGAB) möchte mit diesem Buch die These untermauern, dass eine systematische Einführung und Umsetzung der Digitalisierung in KMU nicht nur enorme Chancen bietet, sondern vielmehr eine Notwendigkeit darstellt, um auch in Zukunft wettberwerbsfähig agieren zu können.

Dominic Lindner zeigt in diesem essential die Ergebnisse von wissenschaftlichen Studien zur Digitalisierung von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) mit wissensintensiven Dienstleistungen unter Berücksichtigung der spezifischen Rahmenbedingungen dieser Unternehmen, wie u.a. geringere Budgets, hohe Nischenexpertise und geringere Prozesslandschaften als in Großunternehmen. Im Zuge von vier Studien hat der Autor die Digitalisierung von Arbeit, Führung und Organisation in KMU untersucht und daraus praktische Tipps für Entscheider und neue Erkenntnisse für Wissenschaftler abgeleitet. Die Studien fokussieren sich dabei auf die Themenbereiche Arbeitsplatz-IT, Arbeitsmodelle, Führung und Agilität.

Das Buch ist als eBook für 4,99€ oder als Softcover Version für 14,99€ erhältlich.

Herausgeber
Fraunhofer-Allianz Big Data
www.bigdata.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyseund
www.iais.fraunhofer.de

Dieses Papier bezieht sich auf den Bereich IT-Sicherheit in Industrie 4.0, nicht auf IT-Sicherheit allgemein. Es spiegelt den aktuellen Stand von Anwendungen Künstlicher Intelligenz wider. Es werden keine inzwischen überholten und daher nicht mehr relevanten KI-Konzepte besprochen und ebenso wenig über futuristische Szenarien spekuliert, die heute in der KI noch nicht existieren. Es soll keine Science Fiction beschrieben, sondern auf das eingegangen werden, was heute existiert, und damit auch dessen Entwicklungsdynamik berücksichtigen. Dabei wird das Papier technisch tief genug gehen, um zumindest die prinzipiellen Wirkmechanismen von modernen KI-Konzepten und deren Einfluss auf Sicherheitskonzepte zu erklären. Wir werden durchaus beschreiben, wie ein Generative Adversarial Networks (GAN) funktioniert und welche Rolle dabei im Sicherheitsbereich dem Intrusion Detetection/Prevention System zukommt, das mit dieser Technologie gezielt getäuscht wird.

Die Publikation richtet sich an Fachleute und Entscheidungsträger aus Industrie und Politik, die ein Grundverständnis über Technologien und Anwendungen der KI für die Sicherheit vernetzter Systeme entwickeln möchten. Es verdeutlicht dabei, dass die sehr dynamische Entwicklung der KI in diesem Segment vielfältigen wirtschaftlichen Nutzen erzeugen kann, aber gleichzeitig auch als Quelle neuer Sicherheitsrisiken gesehen werden muss und somit neue Verteidigungsstrategien erfordert. Die prinzipiellen technischen Wirkmechanismen von modernen KI-Konzepten und deren Einfluss auf Sicherheitskonzepte werden erklärt und die zentralen Sicherheitsanforderungen der Industrie 4.0 rekapituliert.