Industrie : Industrie 4.0: Wo Deutschland jetzt die Weichen stellen muss

Die Vernetzung von Unternehmen entlang ihrer Wertschöpfungsketten und der Austausch von Daten führen nicht nur zu Effizienzgewinnen bei den Unternehmen, sondern reduzieren CO2-Emissionen und verbessern die Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland. In Europa entwickelt sich ein vielfältiges digitales Ökosystem für die Industrie. Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist ein Netzwerk von Maschinen und Produkten, die mit Sensoren ausgestattet sind, Daten sammeln und austauschen, und dadurch die Produktion schneller, flexibler, effizienter und damit klimafreundlicher machen können.

Die Effizienzgewinne sind beträchtlich: Im Siemens-Werk im bayerischen Amberg wurde etwa durch konsequente Umsetzung von IIoT mit derselben Zahl von Mitarbeitenden auf derselben Fabrikfläche der Output versiebenfacht. Weil digitale Produktion Massenproduktion wie auch Customization mit „Losgröße 1“ beherrscht, laufen dort statt einem Produkt heute 800 Produktvarianten vom selben Band. Ähnliche Produktivitätssprünge gibt es auch in anderen Fabriken.

Intelligente Stromnetze sind ein weiteres Beispiel für das IIoT in Aktion: Daten aus intelligenten Netzen können zur besseren Abstimmung von Energieangebot und -nachfrage und zur Netzstabilisierung genutzt werden. Umgesetzt wird das derzeit in Hawaii, wo durch den Einsatz eines Digitalen Zwillings ein Stromnetz konstruiert werden konnte, das selbst Spitzenlasten mit 100 Prozent erneuerbaren Energien bewältigt. IIoT wirkt sich schon heute massiv auf viele Bereiche unseres Lebens aus, ohne dass wir es bemerken würden: von Produkten der Elektrotechnik über Covid-Impfstoffe bis hin zu Lebensmitteln und vielen Gegenständen des täglichen Bedarfs ist die Produktion häufig vollständig digitalisiert und automatisiert.

Deutschland kann Vorreiterrolle einnehmen

Seit gestern lädt die Bundesregierung zum Digitalgipfel nach Berlin ein. Einen besseren Zeitpunkt könnte es dafür nicht geben. Denn obwohl Deutschland und die EU die erste Welle der Digitalisierung im Bereich E-Commerce und Sozialen Netzwerken verloren haben, ist das Rennen um die zweite Welle der Digitalisierung – die Digitalisierung der Industrie – noch völlig offen. Deutschland und die EU haben die Chance, eine Vorreiterrolle im Bereich IIoT und bei darauf basierenden Themen wie dem Industrial Metaverse einzunehmen – und damit die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.

„Daten – Gemeinsam digitale Werte schöpfen“, so heißt der Titel des diesjährigen Digitalgipfels. Was bedauerlicherweise nicht auf der Tagesordnung steht: die anstehende Regulierung der industriellen Datenökonomie durch die EU. Und dass, obwohl wir als Industrieland darauf angewiesen sind, dass sich die industrielle Datenökonomie weiter dynamisch entwickelt. Doch statt punktuell vorhandene Probleme in einzelnen Sektoren auch sektorspezifisch zu adressieren, will die EU den gesamten industriellen Datenmarkt sektorübergreifend mit der gleichen Regulierung überziehen.

Eine digitale Fabrik produziert im Monat über 2.000 Terabyte Maschinendaten – so viel wie eine halbe Million Kinofilme. Viele dieser Daten werden tatsächlich heute schon genutzt – aber noch nicht genug. Unser Ziel sollte sein, in Deutschland und der EU aus diesen Daten so viele Innovationen wie möglich zu generieren. Die Kunst wird sein, den Datenzugang und die Datennutzung für viele zu ermöglichen, ohne den Schutz des geistigen Eigentums an den zugrunde liegenden Innovationen zu gefährden. Das geht am besten über freiwillige und maßgeschneiderte Datenteilungsmodelle.

Neben freiwilligen Datentreuhändersystemen, wie sie beispielsweise von der Bundesdruckerei für Unternehmen angeboten werden, gibt es auch Marktplätze für Daten, auf denen Automobilzulieferdaten gehandelt werden (zum Beispiel Catena-X, Caruso Dataplace). Die zahlreichen Datenteilungsmodelle in der Industrie zeigen, dass die Unternehmen heute schon auch ohne Regulierung kreative Wege finden, aus (Roh-)Daten Werte zu schaffen. Das freiwillige Datenteilen wird in Zukunft weiter erleichtert durch Datenräume wie Manufacturing-X. Die Industrie hat das Potential, sich noch erfolgreicher zu digitalisieren – solange die regulatorischen Rahmenbedingungen weiterhin Vertragsfreiheit und geistiges Eigentum schützen.

Industrielle Datenökonomie mit Sichtbarkeitsproblem

Die europäische Datenökonomie (B2C, B2G und B2B) wird laut EU-Kommission von 2,6 Prozent des BIP in 2019 auf 4 Prozent des europäischen BIPs in 2025 wachsen. Damit ist die Datenökonomie einer der dynamischsten Sektoren auf dem Kontinent. Das Wachstumspotenzial ist also da.

Doch während die B2C-Datenökonomie und ihre Datenschutzthemen in aller Munde sind, hat die industrielle Datenökonomie ein Sichtbarkeitsproblem. Maschinen, die mit Maschinen reden und dabei Terabytes Daten produzieren, sind abstrakt. Dabei steckt die industrielle Nutzung von Daten schon lange hinter vielen prominenten Entwicklungen. So werden viele vom Mars-Rover Curiosity der Nasa gehört haben. Doch die wenigsten wissen, dass ein Digitaler Zwilling des Rovers vor der echten Landung tausende Male virtuell auf dem Mars landete, um sein Design zu optimieren und die Mission zu testen – mit IIoT-Software eines großen deutschen Unternehmens.

Und dennoch ist IIoT keine Geschichte nur für Nasa und Großunternehmen. Anders als in früheren Wellen der Industrialisierung (Schwerindustrie, Automobilbau) gilt jetzt: Die Unternehmensgröße ist in der digitalisierten Industrie weniger wichtig. Jetzt zählt: Flexibilität, Digitalisierung und das Handeln im Öko-System. Kleine, agile Unternehmen können in einem starken Öko-System Skaleneffekte erreichen, die früher nur Großunternehmen vorbehalten waren. Dadurch bieten sich hier für den deutschen Mittelstand und für Start-ups besonders große Chancen.

Zur Wirklichkeit gehört allerdings auch, dass es oft an der Umsetzung hängt. Laut aktueller Bitkom-Umfrage sind derzeit fast zwei Drittel der deutschen Unternehmen noch kein Teil der Data-Sharing-Economy. Das heißt sie teilen noch nicht Daten mit anderen Firmen. Das liegt auch daran, dass in Deutschland derzeit über 130.000 IT-Stellen unbesetzt sind.

Die Voraussetzungen sind da

Um die deutsche Wirtschaft zu digitalisieren, brauchen wir deshalb auch eine Offensive im Bereich Bildung – an den Schulen durch frühzeitige Kompetenzvermittlung in den MINT-Fächern, durch eine Investitionsoffensive an den Hochschulen in den Bereichen IT, Künstliche Intelligenz, Digitalisierung und Ingenieurswissenschaften, und durch nachhaltige und gründliche Weiterbildung in den Betrieben. Auch werden wir verstärkt um hochqualifizierte Fachkräfte aus dem Ausland werben müssen, um die Lücke bei Expertinnen und Experten für die Digitalisierung der Industrie zu schließen.

Deutschland hat gute Voraussetzungen: Eine industrielle Basis, um die uns viele Länder beneiden, eine leistungsstarke Forschungslandschaft, und gut ausgebildete, wenn auch knappe Anzahl an Fachkräften sind vorhanden. Es liegt also an uns – den europäischen Partnern aus Wirtschaft, Regierungen und Zivilgesellschaft – die zweite Welle der Digitalisierung in Europa zu gestalten. Sollten wir diese Chance verpassen, werden die Standards und Normen anderswo entwickelt.

Die Dringlichkeit des Themas wurde jedoch politisch noch nicht von allen erkannt. Es braucht daher ein klares Bekenntnis der Bundesregierung und der EU zu einer leistungsfähigen industriellen Datenökonomie, um die digitalen Wertschöpfungspotenziale in der Industrie zu heben und Wettbewerbsfähigkeit und Arbeitsplätze zu sichern. Konkret bedeutet das: Strategische Förderung von industriellen Plattformen und Ökosystemen. Konnektivität und Interoperabilität sind dabei unerlässlich für das IloT. Beides muss hergestellt werden durch eine belastbare, digitale Infrastruktur sowie sichere Schnittstellen. Ohne Datenübermittlung in Echtzeit und starke Cybersecurity kann eine digitale Fabrik nicht funktionieren.

Das IIoT muss jetzt in die Breite der deutschen Industrie getragen werden. Pilotprojekte reichen nicht aus. Zudem müssen wir innovative Geschäftsmodelle für industrielle Daten ermöglichen und fördern. Das Ziel dabei: Der Auf- und Ausbau von industriellen Plattformen und Ökosystemen. Die gute Nachricht ist, dass dabei auf bereits laufende Vorhaben aufgebaut werden kann, wie z. B. die erwähnten konkreten Beispiele aus der Elektro- und Digitalindustrie zeigen. Hier können die nun entstehenden Datenräume sicher unterstützen. Erst wenn es skalierbare Lösungen gibt, erst wenn genug Kompetenzen und Fachkräfte vorhanden sind, ist die deutsche und europäische Industrie gewappnet, um in der industriellen Datenökonomie zum globalen Vorreiter zu werden.

Axel Brugger ist Leiter der Government Affairs Deutschland von Siemens.