Smart Industry

Smart Industry

Die Digitalisierung

industrieller Wertschpfungsketten

Market Foresights Nr. 2 / 2015

2Inhalt

Einfhrung

Seite 3-5

01Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Neues Wachstum

Condition Monitoring und Predictive Maintenance

Smart Factory und Prosuming

Konvergenz und Wertschpfungskosysteme

Seite 6-14

02Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Entwicklung von Geschftsmodellen

Neue Wettbewerber

Etablierung von Standards

Daten- und Systemsicherheit

Kompetenzen 4.0 und Mitarbeiterqualifizierung

Seite 15-20

03Zukunftsmrkte, Chancen und neue Geschftsmodelle

Flexibilisierung und Agilitt

Branchenbergreifende Kooperationen

Datenbasierte Geschftsmodelle

Industrielles Internet der Dienste

Seite 21-29

Quellen

Seite 30

Einfhrung

3

2025: Europa als attraktiverer Produktionsstand-

ort ein gigantischer Industriepark smarter, ko-

logisch nachhaltiger Fabriken? Die Digitalisierung

der Industrie gilt als Hoffnungstrger der west-

lichen Industrienationen. Welche Chancen in

Zukunftsmrkten und welche neuen Geschfts-

modelle erffnet die vierte industrielle Revolution

(Industrie 4.0)?

Die fortschreitende Digitalisierung ist eine zen-

trale Voraussetzung dafr, dass die europische,

aber auch trotz deutlich besserer Ausgangslage

deutsche Industrie im internationalen Vergleich

mittel- bis langfristig wettbewerbsfhig bleibt. In

den vergangenen 20 Jahren hat die europische

Industrie weltweit mehr als zehn Prozent Markt-

anteil eingebt, whrend aufstrebende Lnder

ihren Anteil auf 40 Prozent verdoppeln konnten.1

Die Digitalisierung industrieller Wertschpfungs-

ketten knnte diese Entwicklung zumindest auf-

halten oder ihr sogar entgegenwirken. Industrie

4.0-Befrworter sprechen zum Teil bereits von

einer Chance zur Re-Industrialisierung. Die Euro-

pische Kommission will den Anteil der Wert-

schpfung der Industrie in Europa von heute 15

auf mittelfristig wieder 20 Prozent steigern. Ohne

Investitionen wird dies nicht gelingen. Und auch

nicht ohne die umfassende Integration digitaler

Technologien. Deutsche Industrieunternehmen

planen zum Beispiel, bis 2020 jhrlich rund 40

Milliarden Euro in Industrie 4.0-Anwendungen zu

investieren. Vier von fnf Unternehmen wollen

ihre komplette Wertschpfungskette bis 2020

digitalisieren.2 Deutsche IT-Entscheider werden

dementsprechend in Zukunft ber deutlich

hhere Budgets verfgen. Bis zu elf Milliarden

Euro sollen bis 2020 allein in Produkte und

Services aus dem Bereich Informations- und

Kommunikationstechnologie investiert werden.3

Doch was verspricht die Digitalisierung der

Produktion sowie ihrer vor- und nachgelagerten

Prozesse eigentlich? Das industrielle Internet der

Dinge ermglicht die Kommunikation zwischen

Maschine und Maschine. Ziel ist es, in einem

ersten Schritt die Produktivitt, Effizienz und

Sicherheit von Arbeitsablufen und Prozessen zu

erhhen. Sogenannte cyber-physische Systeme

ermglichen die selbstorganisierende Produktion,

indem sie mit Hilfe von Sensordaten Informa-

tions-, Material- und Gterflsse regeln. Alles ist

jederzeit berall lokalisierbar. Die Kommunikation

Digitalisierung

Big Data

Industrie 4.0

Condition Monitoring

Predictive Analytics

Konvergenz

4zwischen Produkt und Maschine wird in Zukunft

zudem eine hhere Flexibilitt der Produktions-

prozesse ermglichen. ndern sich beispielsweise

die Design-Daten der Produkte, passen sich die

Parameter der Anlagen automatisch an. Auf

diesen intelligent vernetzten Umgebungen auf-

bauend knnen Unternehmen mit Hilfe von Big

Data Analytics, also der Auswertung groer,

selbst unstrukturierter Datenmengen in Echtzeit,

neue, datenbasierte Geschftsmodelle entwickeln

und ihren Kunden Zusatzdienstleistungen bieten

und einen echten Mehrwert liefern. Beispiele sind

Tourenoptimierungen oder Ferndiagnosesysteme

(Condition und Performance Monitoring) mit indi-

viduell festgelegten Wartungsintervallen. Vielver-

sprechende Einsatzgebiete liegen in der Produk-

tion, dem Transportwesen, der Luftfahrt, der

Meereswirtschaft sowie der Energieerzeugung

und dem Gesundheitswesen.

Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber

zunehmender Konvergenz, das meint sowohl die

Vernetzung unterschiedlicher Akteure und

Prozesse (Netzwerkwirtschaft) als auch die IKT-

Konvergenz zwischen Industrie und beispiels-

weise Logistik- und Energienetzwerken. Neue

Innovationsfelder entstehen. Eine wichtige

Voraussetzung, um die rasant wachsende Menge

an Daten bertragen, analysieren und nutzbar

machen zu knnen, ist der Auf- und Ausbau der

IT-Infrastrukturen.

Die Digitalisierung wird die industrielle Landschaft

in den nchsten Jahren nachhaltig verndern.

Diese Entwicklung birgt fr Unternehmen

Chancen und Risiken gleichermaen. Doch: 71

Prozent der deutschen Fhrungskrfte sehen sich

ber die Chancen und Risiken im Bereich

Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert. Die

Implementierung entsprechender Technologien

und Konzepte drfte unter dieser Voraussetzung

nicht zu einer Erschlieung des tatschlichen

Erfolgspotenzials fhren.

Unternehmen werden ihre Produktionsstrategien

anpassen mssen, um in einer hochdigitalisier-

ten Industrielandschaft wettbewerbsfhig bleiben

zu knnen. Ohne die Transformation traditio-

neller Produktions- und Geschftsmodelle droht

deren Disruption.

Einfhrung

71 Prozent der deutschen Fhrungskrfte sehen sich ber die Chancen und Risiken im Bereich Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert.4

520

514

23

1.279

0

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1000

1500

2012 2020

in Milliarden US-Dollar weltweit

Ausgaben fr Technologien des industriellen Internets

Der vom industriellen Internet erzeugte Wert

Das industrielle Internet der Dinge entwickelt sich zu einer Wertschpfungsmaschine.

5

Einfhrung

601Die Zukunft der digitalisierten Industrie

7Welche Trends bestimmendie Zukunft der digitalisierten Industrie?

Robotisierung FlexibilisierungAutomatisierung

Informatisierung Internet der Dinge Knstliche Intelligenz Big Data Analytics

Virtualisierung

Netzwerkwirtschaft Zunehmende Wettbewerbsintensitt

Zunehmende Komplexitt Tertiarisierung

Die Informatisierung wird die Art und Weise, wie

wir in Zukunft leben und arbeiten werden, ent-

scheidend verndern. Fortschritte im Bereich der

Informations- und Kommunikationstechnologie,

der Sensorik, der Mensch-Maschine-Interaktion

und der Virtualisierung lassen die Grenzen zwi-

schen der digitalen und der physischen Welt

immer mehr verschwimmen. Eine steigende Zahl

von Objekten und Gerten wird in Zukunft ber

eine eigene IP-Adresse verfgen. Dies hat

weitreichende Folgen fr nahezu alle Branchen.

Zunehmend investieren Unternehmen in Zu-

kunftstechnologien, um Prozesse und Wert-

schpfungsketten mit dem Ziel der Effizienz-

steigerung und Kostenreduzierung zu digitalisie-

ren und zu automatisieren sowie innovative Ge-

schftsmodelle zu entwickeln, die es ermgli-

chen, in einem immer intensiveren Wettbewerbs-

umfeld die Attraktivitt des eigenen Unterneh-

mens zu steigern und Kunden zu binden oder zu

gewinnen.

Die Welt wird intelligent, also 'smart'. Ob 'Smart

Home', Smart Health', 'Smart Buildings', 'Smart

Energy', 'Smart Mobility' oder 'Smart Logistics'

die digitale Revolution ist in vollem Gange, Mrk-

Die Zukunft der digitalisierten Industrie

8

9Die Zukunft der digitalisierten Industrie

te tiefgreifend zu verndern. Dies betrifft auch

die Industrie im engeren Sinne, also jenen Teil

der Wirtschaft, der fr die Produktion und Wei-

terverarbeitung von materiellen Gtern oder

Waren in Fabriken und Anlagen verantwortlich

ist. Auch die Industrie wird smart: 'Smart

Industry'.

Das industrielle Internet der Dinge knnte bis

2030 mit 14,2 Billionen US-Dollar zur globalen

Wirtschaftsleistung beitragen, entsprechende

Investitionsanstrengungen von Seiten der Politik

und der Industrie vorausgesetzt. In Deutschland

liegt das Potenzial der kumulativen BIP-Steige-

rung bis 2030 bei immerhin 700 Milliarden US-

Dollar. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt wrde

demnach im Jahr 2030 rund 1,7 Prozent grer

sein, als gngige Trendprojektionen voraussa-

gen.6 Das industrielle Internet der Dinge ver-

spricht also vor allem eines: neues Wachstum.

Dabei geht das Potenzial der Digitalisierung

industrieller Wertschpfungsketten weit ber

bloe Effizienzsteigerungen und Kosteneinspa-

rungen hinaus. Profitieren werden nicht nur die-

jenigen Unternehmen, denen es gelingt mithilfe

innovativer Geschftsmodelle neue Ertragsstrme

zu generieren, sondern auch Anbieter von Pro-

dukten und Dienstleistungen rund um das indu-

strielle Internet der Dinge (Industrial Internet of

Things: IIoT). So wird beispielsweise fr die

autonome Steueru