/ Handlungsempfehlungen /

Wenn es um die Digitalisierung ihrer Produkte geht, verhalten sich viele KMU noch immer eher abwartend. Einige wenige KMU gehen jedoch beim Thema Industrie 4.0 voraus. Was macht diese Unternehmen besonders?

Im Folgenden werden die ersten Ergebnisse der wissenschaftlichen Projektbegleitung vorgestellt. Diese soll als Handlungsempfehlung für KMU dienen, um dem Thema Industrie 4.0 souverän entgegentreten zu können.

/ Handlungsbereiche /

Die Begleitforschung der Fördermaßnahme durch I4KMU hat Hindernisse für KMU und deren Lösungsansätze analysiert. Auf dieser Basis wurden
Handlungsempfehlungen abgeleitet, die im Folgenden dargestellt sind. Zur besseren Unterscheidung werden die Bereiche Strategie, Organisation, Mitarbeiter und Technik unterschieden. In jedem Abschnitt werden zunächst typische Hürden der Projekte aufgezeigt. Danach werden
jeweils die Lösungsansätze der Projekte im Rahmen der Fördermaßnahme vorgestellt. Jeder Abschnitt schließt mit den daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen ab.

/ 01 Strategie /

Durch die unzureichende finanzielle Ausstattung und die eingeschränkte Verfügbarkeit von qualifizierten Mitarbeitern ist die strategische Ausrichtung für KMU von besonderer Bedeutung. Doch gerade an dieser Stelle stehen vor allem traditionsreiche Unternehmen vor großen Herausforderungen. Um die Vorteile der Digitalisierung nutzen zu können, fehlt den Unternehmen häufig das Verständnis, wie die Digitalisierung ihre Branche verändern wird und wie das eigene Unternehmen zukünftig aufgestellt sein sollte. Für die Unternehmen ist unklar, ob das bestehende Geschäftsmodell angepasst werden muss und ob zukünftig mit dem Vertrieb von Produkten, Dienstleistungen oder einer Kombination daraus Erlöse generiert werden. Zudem sind sie sich unsicher welche neuen Herausforderungen durch bestehende oder neu eintretende Mitbewerber entstehen und wie ein schlagkräftiges Netzwerk von Partnern aufgestellt werden kann. In den begleiteten Unternehmen wird die Digitalisierung von der Unternehmensspitze aus geführt. Hierzu entwickelt die Unternehmensleitung, teilweise auch mit externer Unterstützung, eine klare Vision für die Anpassung ihrer Produkte und Prozesse im Kontext von Industrie 4.0. Später wird die Vision anhand von konkreten Problemstellungen der Kunden heruntergebrochen. Besonders innovative Unternehmen modellieren den angestrebten Zustand mithilfe eines Geschäftsmodellansatzes. Hierdurch können sie die Konsistenz der Strategie prüfen und die Transparenz für die Mitarbeiter steigern. Die KMU verlassen dabei das klassische Denken in Produkten und versuchen, ganzheitliche Dienstleistungen für den Kunden zu erzeugen.  Im Rahmen dieser Überlegungen spielt auch die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen und Forschungseinrichtungen eine immer größere Rolle. Da es nicht immer möglich ist alle erforderlichen Fähigkeiten selbst aufzubauen, sind strategische Partnerschaften und das Denken in Ökosystemen entscheidend. Auch wenn das Bewusstsein für diese Themen steigt, gibt es gerade im eher traditionell geprägten Maschinen und Anlagenbau weiterhin Defizite. Die mit der Digitalisierung des Unternehmens betrauten Mitarbeiter nennen eine fehlende Digitalisierungsstrategie als großes Hindernis. Es fehlt meist an der systematischen Planung des Wandels durch eine Roadmap, die den Weg hin zu Industrie 4.0 für alle Beteiligten verständlich definiert.

/ UNTERNEHMEN SOLLTEN … /

… die Digitalisierung Top-Down einleiten. Dazu sollte sich die Unternehmensleitung mit den Themen der Digitalisierung vertraut machen.

… eine klare Zukunftsvision für die Branche und das eigene Unternehmen formulieren. Dabei hilft es, nicht in Produkten, sondern in Dienstleistungen sowie nicht nur als Unternehmen, sondern als Teil eines größeren Ökosystems zu denken.

… für sich die richtige Mischung aus eigenen Entwicklungen und der Unterstützung durch geeignete Partner finden.

… abschätzen, welcher Zeitraum für den Wandel verbleibt und darauf basierend eine Roadmap für den Unternehmenswandel und seine Geschwindigkeit entwickeln.

/ 02 Organisation /

Die zuvor definierte Strategie gilt es, in die Organisation zu überführen. Wichtigste Hürde ist hierbei die Bereitstellung der erforderlichen Mitarbeiterkapazitäten. Oftmals werden die Mitarbeiter neben ihrer Linientätigkeit zusätzlich mit Innovationsprojekten betraut. Verstärkend kommt meist hinzu, dass die Projekte nicht die ausreichende Priorität innerhalb der Organisation haben. Den Mitarbeitern ist unklar, warum die Innovation notwendig ist. Wenn sich zusätzlich keine kurzfristigen Erfolge einstellen, geraten Projekte schnell ins Stocken und werden später als gescheitert eingestuft. Die betreuten Projekte zeigen, dass die Unterstützung und das Technologieverständnis der Unternehmensleitung für den digitalen Wandel eines Unternehmens entscheidend sind. Erst durch diese Unterstützung erlangen Projekte die notwendige Geschwindigkeit. In der operativen Umsetzung arbeiten die meisten Unternehmen mit kleinen, interdisziplinären Projektteams, die auf agile Projektmanagementansätze bauen. Hierbei werden innerhalb von kurzen Zyklen immer wieder neue Ausbaustufen des Produkts entwickelt. Da mit jedem Zyklus ein Produkt mit neuen, in sich abgeschlossenen Funktionen entsteht, können diese sofort getestet und weiterentwickelt werden. Dies kann entweder mit dem Kunden oder in einer I 4.0-Testumgebung erfolgen. Erfolge werden dadurch schnell sichtbar und fördern die weitere Entwicklung. Zudem entsteht eine Kultur, in der Fehler Teil des Lernprozesses sind und schnell korrigiert werden können. Bisher noch unzureichend ist die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus der entwickelten Software. So werden die Integration in die bestehenden Prozesse, der Betrieb der Lösung sowie ihre kontinuierliche Weiterentwicklung bisher zu selten in die Planung einbezogen.

 / UNTERNEHMEN SOLLTEN … /

… die Digitalisierung aktiv durch die Unternehmensführung begleiten und neue Ideen unterstützen.

… Innovationen in kleinen, interdisziplinären Projektteams entwickeln.

… in agilen Projektorganisationen entwickeln und Fehlschläge als Teil der Entwicklung verstehen.

… ihre Prozesse vor oder während der Digitalisierung optimieren sowie von Beginn an den operativen Betrieb der Lösungen in die Überlegungen einbeziehen.

 

/ 03 Mensch /

Auch wenn auf organisatorischer Ebene die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Digitalisierung des Unternehmens geschaffen sind, wird der Wandel des Unternehmens letztlich durch die einzelnen Mitarbeiter und ihre Unterstützung getragen. Hierbei gilt es einerseits, die Bedürfnisse und Ängste der gesamten Belegschaft im Auge zu behalten. Mögliche Hindernisse resultieren beispielsweise aus Unwissenheit über anstehende Veränderungen, aus Ängsten vor dem Verlust des Arbeitsplatzes oder der eigenen Stellung im Unternehmen. Eine wichtige Hürde ist zudem das Fehlen der notwendigen Mitarbeiterkompetenzen zur Umsetzung der Unternehmensvision. Für KMU stellt dies insbesondere in ländlichen Regionen eine große Herausforderung dar. In den im Rahmen der Maßnahme aktiven Unternehmen wird die Umsetzung der Digitalisierung durch das Schaffen eines Bewusstseins für die Notwendigkeit kontinuierlicher Innovation gefördert. Zudem wird auf Basis der Vision eine positive Zukunftsperspektive für das Unternehmen geschaffen. Digitalisierung wird von den Mitarbeitern der Unternehmen nicht negativ, sondern als notwendiger Treiber zukünftigen Wachstums gesehen. Zum Ausgleich fehlender Kompetenzen gehen die Unternehmen gezielt Kooperationen mit Partnerunternehmen und Forschungseinrichtungen, wie den I 4.0-Testumgebungen, ein. Hierdurch erhalten sie Zugang zu hochqualifizierten Fachkräften und zukünftigen Mitarbeitern, weil in den Testumgebungen auch interessierte Studierende mitarbeiten. Daneben spielt die gezielte Weiterentwicklung der eigenen Mitarbeiter eine wichtige Rolle. Die KMU der Maßnahme nutzen beispielsweise gezielt geförderte Forschungsprojekte, um bei den Mitarbeitern neue Fähigkeiten und Kompetenzen mit Unterstützung der Forschungseinrichtung und bei reduziertem finanziellem Risiko aufzubauen. Bisher noch sehr selten umgesetzt ist eine systematische Analyse des zukünftigen Kompetenzbedarfs auf Basis der gesetzten Vision. Damit wäre es Unternehmen möglich, frühzeitig geeignete Maßnahmen einzuleiten.

 / UNTERNEHMEN SOLLTEN … /

… die Entwicklung einer innovativen Atmosphäre, in der neue Ideen gewünscht sind und positiv aufgenommen werden fördern.

… die Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Partnerunternehmen für einen Know-how-Transfer in das eigene Unternehmen anstreben.

… die Weiterentwicklung der eigenen Mitarbeiter in der Unternehmenskultur fest verankern.

… den Aufbau der notwendigen Kompetenzen zur Umsetzung der Strategie systematisch planen.

/ 04 Technologie /

Durch die immer kürzeren Lebenszyklen von Technologien werden insbesondere KMU vor steigende Herausforderungen gestellt. Oftmals fehlen ihnen die Ressourcen und die Marktmacht, um selbst technologische Trends zu setzen. Die Begleitung der Projekte zeigt, dass KMU üblicherweise in ihrem angestammten Themenfeld tiefgreifendes Knowhow besitzen, ihnen jedoch oftmals der Transfer darüber hinaus schwerfällt. So unterschätzen ITFirmen anfangs häufig die Komplexität des Maschinen- und Anlagenbaus, während auf Seiten der Ingenieure die Möglichkeiten der Digitalisierung teils verkannt werden. Neue Herausforderungen wie beispielsweise das Thema IT Sicherheit erzeugen eine große Verunsicherung bei den Unternehmen und verhindern dadurch ihren Wandel. Aufgrund der geänderten Bedingungen gilt es letztlich für KMU, verschiedene technische Herausforderungen zu bewältigen. Zwei wichtige Schlüssel dazu sind Modularisierung und Standards. Dadurch, dass die geförderten Unternehmen die Software ihrer Produkte modular gestalten, werden sie in die Lage versetzt, einzelne Bausteine immer wieder an technologische Neuerungen anpassen zu können. Parallel dazu setzen die Unternehmen stark auf Standards wie OPC UA. In der Folge können Entwicklungskosten durch den Einsatz bewährter Ansätze reduziert und die Kompatibilität zu anderen Marktlösung gesteigert werden. Durch beide Ansätze wird zudem die Zusammenarbeit mit Partnern stark vereinfacht. Insgesamt nimmt die Bedeutung von strategischen Kooperationen mit anderen Unternehmen oder Forschungseinrichtungen stark zu. Dies gilt insbesondere für das Thema Sicherheit. Obwohl es auch den reifen KMU oftmals am notwendigen Know-how im Bereich IT-Sicherheit fehlt, lassen sie sich davon nicht abschrecken, sondern planen ihre Sicherheitskonzepte frühzeitig mit geeigneten Partnern. Neben dem Einsatz von Standards ist die Erzeugung der notwendigen Datenqualität im eigenen Unternehmen auf der Seite der Kunden notwendig. Der Schlüssel dazu ist eine hinreichende Planung der zukünftigen Prozesse mit ihren Datenangeboten und –bedarfen. Im Zuge der Digitalisierung haben die Entwicklung von am Kundenprozess ausgerichteten Geschäftsmodellen und ihre Implementierung in die eigenen Prozesse und Strukturen stark an Bedeutung gewonnen. In den Projekten wird jedoch deutlich, dass sich viele der Unternehmen noch immer zu stark auf die Technologie und zu wenig auf das übergeordnete Geschäftsmodell konzentrieren. Durch die immer kürzeren Lebenszyklen lassen sich durch Technologien aber oftmals keine dauerhaften Wettbewerbsvorteile mehr erzielen. Daher ist es notwendig die eigene Vision zunächst Technologieunabhängig zu planen.

 / UNTERNEHMEN SOLLTEN … /

… die Datenhaltung und -qualität als kritische Basisanforderung für langfristigen Erfolg beachten. Grundlage dafür ist eine Betrachtung der Prozesse.

… sich nicht rein auf den Einsatz neuer Technologien, sondern auf die Erfüllung von Kundenanforderungen und Umsetzung neuer Geschäftsmodelle konzentrieren.

… einheitliche standardisierte Datenschnittstellen oder Datenformate einsetzen.

… die Produktentwicklung modular gestalten, um flexibel auf neue Technologien und Standards reagieren zu können.

… sich von Sicherheitsbedenken nicht abhalten lassen, Innovationen zu entwickeln und einzusetzen, sondern frühzeitig mithilfe eines erfahrenen Partners mit der Arbeit an einem Sicherheitskonzept beginnen.

/ Fazit /

Die Maßnahme »Industrie 4.0 -Testumgebungen – Mobilisierung von KMU für Industrie 4.0« liefert einen wichtigen Baustein für die Umsetzung von Industrie 4.0 in kleinen und mittleren Unternehmen in Deutschland.

Sie verknüpft gezielt KMU und Forschung zur Überwindung der letzten großen Hürden und hilft den Unternehmen dabei bestehende Defizite auszugleichen. Zu diesem Zweck finden Unternehmen in dem vorliegenden Katalog mehr als 50 deutschlandweit verteilte Testumgebungen, die eine breite Auswahl an branchenspezifischem Know-how und Infrastruktur anbieten. Die bisher entstandenen Projekte zeigen insgesamt sehr große Innovationssprünge in Bezug auf Technologie und Markt. Insgesamt konzentrieren sich die Unternehmen aktuell stark auf den Aspekt der Vernetzung. Parallel zu den laufenden Forschungsprojekten besteht in der breiten Masse der KMU jedoch noch immer großer Nachholbedarf bei der Umsetzung von Industrie 4.0. Für diese Unternehmen gilt es, sich an den bestehenden Beispielen zu orientieren und die aufgezeigten Best Practices in ihre eigene Organisation zu überführen. Nur so kann es diesen Unternehmen gelingen, die Lücke zu den technologisch voranschreitenden KMU zu schließen.