Industrie 4.0 – Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland

Die Wettbewerbssituation, in der deutsche Unternehmen heute agieren, ist durch eine wachsende Dynamik geprägt. Der Umgang mit steigender Produkt-, und Prozesskomplexität in Verbindung mit volatilen Märkten und die sich stetig verkürzenden Produkt-, Markt-, Technologie- und Innovationszyklen stellt für deutsche Unternehmen eine permanente Herausforderung dar. Dies schließt sowohl die Entwicklung von wettbewerbsfähigen Produkten und Dienstleistungen als auch das Management effizienter und wandlungsfähiger Logistik- und Produktionssysteme ein. Hohe Rohstoffpreise und die sich bereits abzeichnenden Auswirkungen des demografischen Wandels verschärfen die Wettbewerbssituation deutscher Unternehmen zusätzlich.

Im Zusammenhang mit den skizzierten schwierigen Wettbewerbsbedingungen wird "Industrie 4.0" als ein wesentlicher Treiber für den Erhalt und Ausbau der Konkurrenzfähigkeit Deutschlands angesehen. Unter "Industrie 4.0" wird eine intelligente Vernetzung von Produkten und Prozessen in der industriellen Wertschöpfung verstanden. Diese Intelligenz ermöglicht die Generierung von Mehrwerten durch effizientere oder neue Prozesse und die Erzielung besserer Absatzchancen für höherwertige Produkte, Dienstleistungen bzw. deren Kombinationen.

Im Auftrag des BITKOM untersucht das Fraunhofer IAO mit dieser Studie mögliche Produktivitätssteigerungen und Wachstumsimpulse, die durch den Einsatz von Industrie 4.0-Technologien für deutsche Unternehmen entstehen können. Weiterhin wird dargestellt, wie sich zukünftig Wertschöpfungsanteile in Wertschöpfungsketten verändern und welche Voraussetzungen für die erfolgreiche Nutzung von Industrie 4.0-Technologien geschaffen werden müssen.

Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO beschäftigt sich mit aktuellen Fragestellungen rund um den arbeitenden Menschen. Insbesondere untersucht es die Frage, wie sich die Produktionsarbeit der Zukunft gestaltet und welchen Einfluss darauf innovative Organisationsformen sowie Informations- und Kommunikationstechnologien ausüben. Die Studie führt Potenzialabschätzungen für den Einsatz von Industrie 4.0-Technologien bis in das Jahr 2025 durch. Grundlage für diese Abschätzungen sind Experteninterviews, in denen neben den Potenzialen auch Hemmnisse, Randbedingungen und Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz dieser Technologien abgefragt wurden.

Kernaussagen

• Die volkswirtschaftlichen Effekte durch Industrie 4.0 werden durch den Einsatz von Technologien aus den fünf Technologiefeldern Embedded Systems, Smart Factory, Robuste Netze, Cloud Computing und IT-Security erwartet.
• Allein für die sechs Branchen Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Industrie, Landwirtschaft und Informations- und Kommunikationstechnologie wird bis 2025 ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 78 Milliarden Euro ( jährlich 1,7 Prozent Wachstum) durch Industrie 4.0-Technologien erwartet.
• Das erwartete Potenzial setzt sich zusammen aus neuen innovativen Produkten, neuen Dienstleistungen und Geschäftsmodellen sowie effizienteren betrieblichen Prozessen. Anwendungen dafür erstrecken sich über die gesamte Wertschöpfungskette; vom Vertrieb über die Produktentwicklung, Produktion/Logistik und die unterstützenden Bereiche.
• Im Automobilbau wird ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 15 Milliarden Euro (1,5 Prozent pro Jahr bis 2025) erwartet. Die Effekte werden vor allem in der Integration von Echtzeitdaten an der Schnittstelle von Produktentstehung und Produktion sowie wandlungsfähigere Produktionssysteme durch die Nutzung von Echtzeitdaten, intuitive Mensch-Maschine-Schnittstellen und flexible Automatisierung gesehen.
• Im Maschinen- und Anlagenbau wird ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 23 Milliarden Euro (2,2 Prozent pro Jahr bis 2025) erwartet. Die Effekte werden vor allem in der netzwerkartigen Nutzung von Betriebs-, Zustands- und Umfelddaten zu Gestaltung innovativer Lösungen sowie in der Implementierung intuitiver Bedienkonzepte und einfacher Konfiguration gesehen.
• In der Branche der elektrischen Ausrüster sowie der chemischen Industrie wird ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von jeweils 12 Milliarden Euro (2,2 Prozent pro Jahr bis 2025) erwartet. Die Effekte werden vor allem in der Nutzung von Betriebs-, Zustands- und Umfelddaten zur echt zeitnahen Prozessüberwachung sowie einfacher Konfigurierbarkeit weltweit verteilter Produktionsprozesse gesehen.
• In der Informations- und Kommunikationstechnik wird ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 14 Milliarden Euro (1,2 Prozent pro Jahr bis 2025) erwartet. Die Effekte werden vor allem durch neue Produkte und Dienstleistungen für eine einfache, flexible und echtzeitnahe Produktionsplanung und -steuerung gesehen.
• In der Landwirtschaft wird ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 3 Milliarden Euro (1,2 Prozent pro Jahr bis 2025) erwartet. Die Effekte werden vor allem durch den Einsatz mobiler Geräte für eine einfache, flexible und echtzeitnahe Produktionsplanung und -steuerung sowie die adhoc-Vernetzung von Landmaschinen gesehen.
• Damit diese und zusätzliche Effekte in weiteren Branchen realisiert werden können, sind Standards und Unterstützung auf der Technologie- und Anwendungsseite notwendig. Insbesondere sind hier praktikable und abgestimmte Regeln für schnelle und schnittstellenfreie Kommunikation, Datenschutz und Datensicherheit notwendig.
• Industrie 4.0 sollte keineswegs auf den reinen Technologieeinsatz eingeschränkt werden. Der flächendeckende Einsatz von IT und intelligenten Objekten in Produktionsprozessen erfordert die Betrachtung des gesamten "Ökosystems"; bestehend aus Technik, Mensch und Organisation.

Einzelnachweise

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