PUBLIKATIONEN: WISSEN & KOMPETENZ

Innovationsfähigkeit und Schnelligkeit in der Umsetzung sind Kernkompetenzen, die unserer Gesellschaft zukünftig den Wohlstand sichern, weil sie reale und nachhaltige Werte schaffen. Das Thema Industrie 4.0 und dessen Potenziale beschäftigen in diesem Zusammenhang die Industrie, die Forschung und die Beratung gleichermaßen. Auf der einen Seite ermöglicht die intelligente Vernetzung und Interaktion von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informationstechnologie ganz neue Optimierungsmöglichkeiten wie etwa die Produktivitätssteigerungen ganzer Wertschöpfungsketten. Hier gibt es bereits zahlreiche Umsetzungen in einzelnen Unternehmen, große laufende Forschungsinitiativen über alle beteiligten Branchen hinweg sowie viele Veranstaltungen, die Anwendungspotenziale der Industrie 4.0-Philosophie in die Breite tragen.
Auf der anderen Seite eröffnen sich aber auch Möglichkeiten für radikale Neuerungen in den Geschäftsmodellen. Unternehmen können unter den Rahmenbedingungen von Industrie 4.0 ihre Produkte auf ganz neue Weise anbieten oder zusätzlichen Kundennutzen durch Mehrwertservices über den Produktlebenszyklus hinweg erzeugen. Sogar das Aushebeln ganzer Branchenstrukturen wird über die Digitalisierung von Produkten und der eigenen Geschäftstätigkeit möglich, wie beispielweise im Buchhandel, in der Musikindustrie und in der Telekommunikation geschehen. Die vorliegende Studie beleuchtet die Auswirkungen, Chancen und Risiken genau dieser, noch wenig beachteter Entwicklung auf den Maschinen- und Anlagenbau.

Die Digitalisierung wirkt sich sowohl auf organisatorische Bereiche, wie Investitionsvolumina, Personalqualifizierung, Gewinnung von Fachkräften und Organisationsstrukturen aus, als auch auf die Unternehmensumwelt, wie politische, rechtliche, infrastrukturelle und kompetenzfördernde Rahmenbedingungen. In dem Einzelprojekt Digitale Agenda Bodensee sollen genau diese Herausforderungen mit den relevanten Stakeholdern umfassend bearbeitet werden.

Digitale Agenda Bodensee: Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Gestaltung der rechtlichen, politischen und organisationalen Rahmenbedingungen.

Um Forschung voranzutreiben und innovative Ideen in die Praxis zu überführen, gibt es in Deutschland ein abgestimmtes Vorgehen: Die Hightech-Strategie der Bundesregierung. Welche Ziele diese verfolgt und wie sie in dei Gesellschaft hineinwirkt, können Sie in der Hightech-Strategie nachlesen.

Die HTS 2025 zeigt Perspektiven auf, wie Deutschland seine Zukunft mit Forschung und Innovation erfolgreich gestalten kann. Dabei soll sie allen Akteuren im Innovationsgeschehen eine Orientierung bieten.

Die HTS 2025 richtet die Förderung von Forschung und Innovation an den Bedarfen der Menschen aus – etwa im Bereich  „Gesundheit und Pflege“, „Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Energie“, „Mobilität“, „Stadt und Land“, „Sicherheit“ und „Wirtschaft und Arbeit 4.0“ (Handlungsfeld I).

Sie soll dazu beitragen, Deutschland an die Spitze der nächsten technologischen Revolutionen zu stellen, um Arbeitsplätze in Deutschland zu halten und unseren Wohlstand zu sichern. Die Förderung neuer Technologien geht dabei Hand in Hand mit Investitionen in Aus- und Weiterbildung und der Einbindung der Gesellschaft, um die Menschen auf anstehende Veränderungen vorzubereiten. (Handlungsfeld II).

Die HTS 2025 schafft Freiräume für Neues und organisiert die Zusammenarbeit im Innovationsgeschehen. Sie soll eine Vielzahl von Akteuren ermutigen, den Fortschritt aktiv mitzugestalten. Dafür zeigt die HTS 2025 Möglichkeiten auf und bietet Unterstützung (Handlungsfeld III). Das gilt auch über Deutschland hinaus: Die HTS 2025 ist ein Angebot zur Kooperation und kann als Orientierung für die Zusammenarbeit der Innovationskräfte in Europa dienen.

Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Weitere Informatuonen zu der HTS 2025 finden Sie auf der Webiste des BMBF.

Die digitale Vernetzung und drahtlose Kommunikation von Maschinen und Anlagen in der Produktion wird eine der großen Herausforderungen in den kommenden Jahren sein. Die sogenannte Industrie 4.0 birgt für Industriebetriebe große Innovations- und Wettbewerbspotenziale. Insbesondere für Baden-Württemberg als führenden Industriestandort gehen mit der Industrie 4.0 große Chancen, aber auch Risiken einher. Für die baden-württembergische Wirtschaft und Politik stellt sich die Frage, inwieweit Ansätze der Industrie 4.0 bereits umgesetzt werden, welche Stärken die Industrie diesbezüglich am Standort Baden-Württemberg aufweist und wo Potenziale existieren, die noch zu heben sind.
Aus diesem Grund wurde das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg beauftragt, die "Readiness" der Produktionsbetriebe in Baden-Württemberg hinsichtlich einer aufkommenden Industrie 4.0 im nationalen Vergleich zu erfassen und zu bewerten. Die "Readiness" wird in dieser Studie definiert, als die aktuelle Bereitschaft und Fähigkeit von Betrieben zur konkreten Umsetzung der Industrie 4.0 und prüft, welche I4.0-Befähigertechnologien in der Produktion derzeit bereits eingesetzt werden.

Lesen Sie die ganze Studie, sie steht zum Download bereit.

Industrie 4.0 verspricht eine neue Stufe der Organisation und der Steuerung von Wertschöpfungsketten. Durch die Vernetzung zu einem Internet der Dinge mit Hilfe von Daten und Diensten sowie einer umfassenden Kooperation von Komponenten eines Industrie 4.0-Systems entstehen dynamische, selbstorganisierende, selbstoptimierende und unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke.
Die gewünschten Anwendungsszenarien in Industrie 4.0 werden dann verwirklicht, wenn alle Daten und Informationen maschinell lesbar sind und Maschinen sich untereinander mittels einer genauen und eindeutigen Sprache verstehen.
Die Arbeitsgruppe „Semantik und Interaktion von I4.0-Komponenten“ der GMA, auch bekannt als UAG der AG 1 der Plattform I4.0, erarbeitet ein Konzept für die Sprache zwischen den I4.0-Komponenten. Dieses Diskussionspapier verwendet die Beiträge aller Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Arbeitskreises.

Das IBH-Lab KMUdigital unterstützt klein- und mittelständische Unternehmen (KMU) der Bodenseeregion bei der Bewältigung, Umsetzung und Implementierung der rasant fortschreitenden industriellen Digitalisierung.

Sieben Partner aus drei Ländern erarbeiten dafür interdisziplinär anwendungsorientierte Antworten auf die Fragen:

Wieviel Digitalisierung muss in den Mittelstand?
Wieviel Digitalisierung passt in den Mittelstand?

Langfristig wird durch den Technologie- und Know-how-Transfer die internationale Bodenseeregion als einer der wettbewerbsfähigsten und dynamischsten Wirtschaftsräume Europas gesichert.

Nutzenbasierter Digitalisierungsnavigator (DigiNav) Die Digitalisierung wirkt sich sowohl auf organisatorische Bereiche, wie Investitionsvolumina, Personalqualifizierung, Gewinnung von Fachkräften und Organisationsstrukturen aus, als auch auf die Unternehmensumwelt, wie politische, rechtliche, infrastrukturelle und kompetenzfördernde Rahmenbedingungen. Innerhalb des Projektes DigiNav wird ein Vorgehen für die systematische Erhebung, Analyse, Priorisierung und Umsetzung der Digitalisierungspotenziale in KMU entwickelt. Im Fokus stehen der betriebswirtschaftliche Nutzen sowie der ganzheitliche Beitrag zum Geschäftserfolg.

Ergebnis des Projektes wird ein Navigator mit einer Situationsanalyse, Potenzialanalyse sowie Bewertung unter den Gesichtspunkten Kosten, Nutzen, Risiken, technologischer Machbarkeit, Wettbewerb und soziale Auswirkungen sein, anhand derer Unternehmen praktische Handlungsempfehlungen ableiten können.

Erfahren Sie mehr im Interview mit Prof. Dr. Christian Thiel der FHS St. Gallen über DigiNav.

Weitere Informationen zu dem Projekt erhalten Sie hier.

Die Digitalisierung wirkt sich sowohl auf organisatorische Bereiche, wie Investitionsvolumina, Personalqualifizierung, Gewinnung von Fachkräften und Organisationsstrukturen aus, als auch auf die Unternehmensumwelt, wie politische, rechtliche, infrastrukturelle und kompetenzfördernde Rahmenbedingungen. In dem Einzelprojekt Digitale Agenda Bodensee sollen genau diese Herausforderungen mit den relevanten Stakeholdern umfassend bearbeitet werden.

Darauf aufbauend sollen Rahmenbedingungen entwickelt werden, um den KMU eine bestmögliche Infrastruktur für Innovationen, intelligente Weiterbildungsmaßnahmen und eine erfolgreiche digitale Transformation bieten zu können. Die aktive Gestaltung dieser Rahmenbedingungen gelingt über einen interdisziplinären und länderübergreifenden Wissensaustausch der beteiligten Hochschulen und insbesondere im engen Dialog mit den KMU.

DAB zur Gestaltung von rechtlichen, politischen und organisationalen Rahmenbedingungen. Projektpartner sind die Zeppelin Universität, die HTWG Konstanz und die FHS St. Gallen Erfahren Sie mehr über das Projekt im Interview mit Christopher Köhler der Zeppelin Universität.

Weitere Informationen zu dem Projekt finden Sie hier.

Digital Transformation Guide (DigiTraG)

Der Digital Transformation Guide soll KMU ermöglichen, Chancen und Gefahren, die im Zuge der Digitalisierung auf sie zukommen, zu erkennen und selbst proaktiv anzugehen. Im Fokus steht dabei eine organisationale Ambidextrie, d.h. die Fähigkeit von Unternehmen, ihr Kerngeschäft effizient zu optimieren (Exploitation) und gleichzeitig zukunftsfähige Innovationen umzusetzen (Exploration).

Hierzu werden interne Startup-ähnliche Innovationsteams mit digitaler Kompetenz aufgebaut. Die Digital Innovation Teams tragen dazu bei, nach und nach die gesamte Organisation über digitale Innovationen zu transformieren. Entsprechende Tools sowie Case Studies werden innerhalb des Projektes aufbereitet und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Im Interview mit Prof. Dr. Christoph Müller der Universität St. Gallen erfahren Sie mehr über DigiTraG.

Weitere Informationen zu dem Projekt erhalten Sie hier.

Data Science (Data4KMU) - Spezielle für KMU konzipierte Data Science Instrumente zur Generierung von Mehrwert aus Daten.

Die Generierung von Mehrwert aus Daten stellt eine Schlüsseltechnologie für das Design, die Entwicklung und den Betrieb von Produkten und Dienstleistungen dar. Produkte werden intelligent und deren Anwender bleiben nach der Auslieferung in einer kontinuierlichen Verbindung mit dem Hersteller. Damit verschiebt sich der Fokus vom Einmalverkauf eines Produktes hin zur Erbringung eines fortlaufenden Services.

Die Auswertung von Daten stellt KMU aufgrund organisatorischer und finanzieller Voraussetzungen vor eine grosse Herausforderung. Data4KMU entwickelt für KMU einfach anwendbare Data Science Instrumente für den direkten Einsatz in Produkten, Services und den damit verbundenen Geschäftsprozessen.

Im Interview mit Dr. Jürg Meierhofer der ZHAW erfahren Sie mehr über Data Science (Data4KMU).

Weitere Informationen zu den Projekten erhalten Sie hier.

Digitale Landwirtschaft Bodensee (DigiLand) - Referenzmodelle für Betriebe entlang der ernährungswissenschaftlichen Wertschöpfungskette

Ziel ist die Schaffung eines Wettbewerbsvorsprungs der Landwirtschaft in der Bodenseeregion. Dabei sollen entlang der ernährungswissenschaftlichen Wertschöpfungskette landwirtschaftlichen und verarbeitenden Betrieben, lokalen Händlern und kleinen regionalen Technologie- sowie Beratungsfirmen die effektive Gestaltung und Durchführung der Digitalisierung ermöglicht werden.

Hierfür werden Referenzprozesse (Blueprints), Organisationsmodelle sowie ein Technologieradar anhand der Anwendungsdomäne Obst- und Gemüsebau in der Bodenseeregion entwickelt. Die Modelle können von Betrieben unterschiedlichster technologischer Grundausstattung und Vorkenntnisse adaptiert und schnell umgesetzt werden.

Erfahren Sie mehr über das Projekt im Interview mit Prof. Dr. Lukas Scherer der FHS St. Gallen und Prof. Dr. Jürgen Prenzler der NTB Buchs.

Weitere Informationen zu diesem Projekt erhalten Sie hier.

Internationale Musterfabrik Industrie 4.0 (i4Production) - Wie können KMU ihre Produktion zukunftssicher, effizient und produktiv gestalten?

Ziel ist die Entwicklung und Simulation einer international vernetzen Prozesslandkarte 4.0 auf Basis dreier Modellfabriken in drei Ländern. In einem gemeinsamen, standardisierten Automatisierungskonzept wird in der international vernetzten Modellfabrik ein cyber-physisches System (CPS) in Form eines kundenindividualisierten Modellfahrzeuges produziert, das durch den Kunden in diversen Varianten zusammengestellt oder individuell konstruiert werden kann.

Elektronische Komponenten werden an der NTB in Buchs produziert, die Produktion mechanischer Komponenten sowie die kundenindividuelle Konstruktion erfolgen an der FH Vorarlberg und ebenfalls an der NTB. Die Zulieferteile werden in der Produktionsstraße der HTWG Konstanz endmontiert. RhySearch berät Unternehmen bei der Implementierung von Lösung.

Die digitale Prozesskette soll bei Vertretern regionaler KMU ein Verständnis für die sich ergebenden Chancen und Risiken wecken. Auf Wunsch werden die KMU bei der Umsetzung wissenschaftlich begleitet und gefördert.

Erfahren Sie mehr im Interview mit Prof. Dr. Andreas Ettemeyer der NTB Buchs über I4Produktion.

Weitere Informationen zu dem Projekt erhalten Sie hier.

Auf Initiative der Internationalen Bodensee-Hochschule IBH und der Internationalen Bodenseekonferenz (IBK) wurden IBH-Labs ins Leben gerufen. Hierbei handelt es sich um Forschungs- und Innovationsnetzwerke von Hochschulen und Praxispartnern aus Wirtschaft und Gesellschaft. Sie leisten einen nachhaltigen Beitrag zur Förderung des Wissens-, Innovations- und Technologietransfers und damit zur Standortattraktivität der Bodenseeregion. Die Förderung der IBH-Labs erfolgt aus Mitteln des Interreg V-Programms «Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein». Für die Internationale Bodensee-Hochschule bilden die IBH-Labs einen strategischen Schwerpunkt. Die thematische Ausrichtung der IBH-Labs orientiert sich an regional relevanten Themen und den Entwicklungspotenzialen der Bodenseeregion. Die HTWG Konstanz hat das Lead-Mangement für die sechs Einzelprojekte.

Erfahren Sie von Alexandra Boger mehr im Interview.

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.

Industrie 4.0 ist in Politik, Medien, Wissenschaft und Wirtschaft derzeit omnipräsent. Intelligenter, individueller, effizienter, schneller, vernetzter – so lauten nur einige Versprechen dieses neuen industriellen Zeitalters. Tatsächlich sind die Potenziale gerade für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau gewaltig: Sowohl für Anbieter als auch für Anwender von Technologien rund um das Thema Industrie 4.0.
Aber noch existieren viele ungelöste Fragen, Unsicherheiten und Aufgaben. Hier wollen wir mit unserer Readiness-Studie ansetzen und Hilfestellung leisten. Denn ein Selbstläufer wird Industrie 4.0 nicht. Mit der vorliegenden Studie soll die große Vision näher an die betriebliche Realität gebracht werden. Auch zeigen wir die anspruchsvollen Wegmarken auf, die für viele Unternehmen hinsichtlich ihrer Industrie 4.0-Fähigkeit noch zu passieren sind.
Die Studie untersucht, an welcher Stelle der Maschinen- und Anlagenbau aktuell bei der Umsetzung steht. Motivation und Hemmnisse der Unternehmen werden ebenso in den Blick genommen wie die Unterschiede, die sich zwischen Mittelstand und großen Unternehmen ergeben. Im Ergebnis ist es erstmals möglich, die „Industrie 4.0-Readiness“ der Maschinenbau-Industrie detailliert und systematisch abzubilden.
Handlungsfelder für die unternehmerische Praxis runden die Studie ab. Damit unterstützt die Studie die vielfältigen Aktivitäten und Angebote des VDMA-Forums Industrie 4.0 in hervorragender Weise.

Die Studie steht Ihnen hier frei zum Download zur Verfügung.

Die Wirtschaft digitalisiert sich – müssen sich auch die rechtlichen Rahmenbedingungen „digitalisieren“? Beeinträchtigen die Gesetze in Deutschland die Entwicklung
und Nutzung digitaler Innovationen, Anwendungen und Geschäftsmodelle? Fragen wie diese rücken bei den Rechtsexperten in den Mittelpunkt der öffentlichen Diskussion. In der „Plattform Industrie 4.0“ entwickelt eine Arbeitsgruppe konkrete Lösungsansätze für die rechtlichen Herausforderungen der Digitalisierung.

Der Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (BDI) und Noerr LLP (Noerr) haben im Rahmen einer Umfrage unter Rechtsabteilungen zahlreicher deutscher Unternehmen zentrale Rechtsprobleme der digitalisierten Wirtschaft beleuchtet. Zusätzlich hat Noerr im Auftrag des BDI ein ausführliches Rechtsgutachten angefertigt. Die vorliegende Publikation fasst die Aussagen aus Umfrage- und Rechtsgutachten zusammen.

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.

Die seit den neunziger Jahren laufende Umsetzung des Lean-Gedankens hat uns gelehrt: Eine simple Adaption ohne tiefgreifendes Verständnis und umfassende Bereitschaft zur Veränderung führt nicht zum Erfolg. Ebenso wie Lean Production weit mehr als das Vermeiden von Verschwendung ist, entsteht Industrie 4.0 nicht aus der bloßen Vernetzung von Maschinen und Produkten über das Internet. Die vorliegende Studie unterstreicht die Notwendigkeit dieses Paradigmenwechsels. Aus dem Einsatz neuer Technologien und der Gewinnung von Wissen aus einer zielgerichteten Informationsverarbeitung ergeben sich zweifelsohne neue Aufgaben und Arbeitsweisen. Es bedarf daher neuer Strukturen innerhalb von Unternehmen sowie veränderten Beziehungen zwischen Unternehmen. Bestehende Denkmuster und die vorherrschende Unternehmenskultur zu hinterfragen, sind dabei kritische Erfolgsfaktoren. Die eigene Interpretation des Begriffs Industrie 4.0 und die systematische Entwicklung einer geeigneten Umsetzungsstrategie gelten damit als zentrale Herausforderungen für Unternehmen. In der vorliegenden Studie findet dies ebenso Beachtung wie die Anforderungen an Informations.