In der neuen Ära geht es darum, ganzheitliche Lösungspakete aus Maschine, digitalen Angeboten und damit verbundenen Dienstleistungen zu schaffen. © Adobe Stock/Olivier Le Moal

Digitalisierung und insbesondere künstliche Intelligenz versprechen ­verschiedenen Studien zufolge, geradezu ein „Produktivitätsfeuerwerk“ freizusetzen.

Doch in manchen Bereichen hapert es oft noch an den ­dafür notwendigen Voraussetzungen. Und die Zeit drängt.

In Zeiten von steigenden Kundenerwartungen und sich verändernden Märkten mit verschärftem Wettbewerb, ganz zu schweigen von komplexen Lieferkettenthematiken, stehen die Unternehmen unter Innovationsdruck, um den Anschluss nicht zu verpassen. Digitalisierung und heute insbesondere verschiedenste Anwendungen von künstlicher Intelligenz (KI) versprechen, in den kommenden Jahren zu einem „Produktivitätsbooster“ in der produzierenden Industrie zu werden.

So könnten etwa Maschinen- und Anlagenbauer weltweit ihre Produktivität um 30 bis 50 Prozent steigern, indem sie Innovationen in den Bereichen KI, Lean sowie Digitalisierung und Nachhaltigkeit konsequent nutzen, konstatiert beispielsweise die zweite Ausgabe des „Global Machinery & Equipment Report“ der internationalen Unternehmensberatung Bain & Company.

Erst die Hausaufgaben machen
Doch um diese Ziele auch zu erreichen, müssen erst einmal die Hausaufgaben gemacht werden. „Maschinen- und Anlagenbauer verlassen sich oft noch auf die herkömmlichen Ansätze der Lean-Production“, erklärt Michael Staebe, Co-Autor der Studie und Leiter der ­Praxisgruppe Industriegüter und -dienstleistungen von Bain & Company in der DACH-Region. „Viele Unternehmen prüfen zwar, welche digitalen Tools sowie Industrie-4.0-­Technologien sie nutzen und wie sie am besten von Nachhaltigkeitsmaßnahmen profitieren können – aber sie tun dies meist in organisatorisch voneinander getrennten Silo-Strukturen ohne Gesamtstrategie.“

Um tatsächlich eine erfolgreiche Fabrik der Zukunft zu werden und Produktivitätsgewinne zu erzielen, müssten sich Maschinenbauunternehmen demnach drei entscheidenden Herausforderungen stellen. Erstens sollten sie die neuesten Industrie-4.0-Technologien in ihre bestehenden Produktionsabläufe integrieren. Zweitens müssen sie Operative Technologie (OT) und Informationstechnologie (IT) aus betrieblicher und systemtechnischer Sicht integrieren. Und schließlich ist es von entscheidender Bedeutung, Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft mit den allgemeinen Unternehmenszielen in Einklang zu bringen und die Produktionsabläufe daraufhin zu optimieren.
 
KI wird zur Top-Priorität
Viele Maschinenbauunternehmen fokussieren sich inzwischen auf KI-Lösungen. So gaben im Rahmen weltweiter Bain-Befragungen von Führungskräften aus der Industrie 75 Prozent an, dass für sie die Einführung neuer Technologien wie KI im Bereich Forschung und Entwicklung (F&E) oberste Priorität hat.

Sind die Unternehmen Erstanwender in puncto KI, setzen sie diese vor allem in der Beschaffung, Montage, Wartung, Qualitätskontrolle und Lagerlogistik ein. Wer hingegen schon auf einige Jahre KI-Erfahrung zurückgreifen kann, nutzt diese Technologie vorzugsweise, um angesichts der anhaltenden makroökonomischen wie geopolitischen Turbulenzen seine Lieferketten resilienter und nachhaltiger zu gestalten.

Während sich die Einsatzmöglichkeiten von KI branchenübergreifend rasant entwickeln, unterstreicht die Bain-Studie das weitreichende Potenzial insbesondere der generativen KI für die Neuausrichtung des Fertigungssektors, seiner Produktivität und seiner Abläufe. So kann generative KI beispielsweise aus unstrukturierten Daten Erkenntnisse generieren, die zu drastischen Leistungsverbesserungen hinsichtlich Produktivität, Kundenservice und finanzieller Performance führen können.

Zu den spezifischen Bereichen, in denen Maschinenbauunternehmen KI derzeit besonders effektiv einsetzen, gehören unter anderem die Minimierung von Montagefehlern und eine verbesserte Qualitätskontrolle, die Steigerung der Produktivität und die Straffung des Lagermanagements. 

Fokus verschiebt sich zu digitalen Lösungen 
Das produzierende Gewerbe verbraucht inzwischen mehr Chips und Komponenten für das Internet der Dinge (IoT) als jede andere Branche – was nicht zuletzt darauf hindeutet, dass Maschinenbauer digitale Tools rasch adaptieren. Mehr noch: Diejenigen Unternehmen, die hier bei der Implementierung führend sind, können laut der Bain-Studie ihre Gesamtaktienrendite (Total Shareholder Return) im Vergleich zum Branchendurchschnitt sogar verdoppeln.

Angesichts dieser Entwicklung vollzieht sich bei vielen Maschinenbauunternehmen ein Wandel weg von der Herstellung von Standardprodukten für einen globalen Markt hin zu mehr kundenspezifischen Lösungen, die auf ausgewählte Branchen zugeschnitten sind. Im Rahmen dieser Neuausrichtung konzentrieren sie sich auf eine geringere Anzahl von Kunden in bestimmten Tätigkeitsfeldern, während die Angebotspalette für diese Kunden gleichzeitig erhöht und die Lieferkette dadurch weniger fragmentiert wird.

„Die Märkte der Zukunft definieren sich über die zielgerichtete Bedienung erfolgversprechender Kundensegmente und nicht mehr allein über Produkte“, fasst Maschinenbauexperte Staebe zusammen. „In dieser neuen Ära geht es darum, ganzheitliche Lösungspakete aus Maschine, digitalen Angeboten und damit verbundenen Dienstleistungen zu schaffen. Damit können Maschinenbauer letztendlich einen schwer aufholbaren Wettbewerbsvorteil realisieren.“
 
Kreislaufwirtschaft und Internet of Things kombinieren
Neben digitalen Tools hat das Thema Kreislaufwirtschaft an Bedeutung gewonnen. Eine kürzlich durchgeführte branchenübergreifende Bain-Befragung unter weltweit rund 400 Unternehmen hat ergeben, dass 47 Prozent der großen Maschinenbauer in dieser Hinsicht bereits Verpflichtungen eingegangen sind. Die meisten Initiativen bleiben jedoch eng gefasst und konzentrieren sich auf Recycling und Abfallreduzierung. „Viele Unternehmen stufen Kreislaufwirtschaft lediglich als eine Notwendigkeit im Rahmen der Regulierung ein“, so Staebe. „Einige haben sie hingegen bereits als Chance zur Wertschöpfung begriffen.“

Laut der Bain-Studie erzielen Unternehmen, die Kreislaufwirtschaft in ihre Betriebsabläufe inte­griert haben und mit IoT-Technologien kombinieren, besonders umfangreiche Effizienz- und Nachhaltigkeitsgewinne. Wer bereits über zirkuläre Lieferketten verfügt, profitiert beispielsweise von bis zu 28 Prozent weniger Materialverbrauch, was nicht zuletzt die Abhängigkeit von knappen Rohstoffen reduziert. Zudem sind diese Vorreiter resilienter: So litten zwei Drittel der Unternehmen mit zirkulären Lieferketten während der Corona-Pandemie nicht unter Einschränkungen – gegenüber nur zwei Prozent bei denjenigen mit herkömmlichem Supply-Chain-Ansatz. 

Die IoT-Daten, die in diesem Zusammenhang gesammelt werden, bieten darüber hinaus enorme Möglichkeiten, den Wert und die Lebensdauer unter anderem ihrer Maschinen und Produktionsanlagen so lange wie möglich zu erhalten, die Energieeffizienz zu verbessern und den Ressourcenverbrauch zu reduzieren. „Zirkuläre Geschäftsmodelle sind auf vernetzte Maschinen und die daraus generierten Daten angewiesen“, betont Bain-Partner Staebe. „Führende Unternehmen können mit der richtigen Strategie in den nächsten rund 20 Jahren neue Kundengruppen und Einnahmequellen erschließen sowie ihre Lieferketten widerstandsfähiger machen.“

Die Zeit ist reif
Mit ihren Einschätzungen sind die Unternehmensberater von Bain & Company nicht allein. So gehen auch laut der aktuellen Studie ­„Performance-Treiber 2024“ der Staufen AG acht von zehn der rund 200 befragten Industrieunternehmen im DACH-Raum davon aus, dass die Einführung neuer Technologien wie etwa der künstlichen Intelligenz bei ihnen für einen Produktivitätsschub sorgen wird. Auch hier stehen dabei Daten im Fokus. Denn vor allem in der Datenanalyse werden große Potenziale gesehen, um Schwachstellen schneller identifizieren und entsprechende Ergebnisverbesserungen erzielen zu können.

„Nach langen Jahren des Experimentierens und Investierens ist die Zeit reif für einen Produktivitätsschub. Die Digitalisierung kann jetzt ihre Versprechen von mehr Effizienz und Kostenvorteilen in der Industrie einlösen“, sagt Michael Feldmeth, Leiter der Practice Unit Digital & Industrie 4.0 bei Staufen. Die neuen digitalen Analysemöglichkeiten würden nun tiefe Einblicke in die Prozesse ermöglichen – inklusive deren Steuerbarkeit in Echtzeit. „Damit ist die Basis für weitreichende und kontinuierlich anpassbare Optimierungsmaßnahmen gegeben, die als Treiber für Operational Excellence im Unternehmen dienen“, so der Industrieexperte.

Mit dem Einsatz neuer Technologien wie KI verbinden 73 Prozent der befragten Unternehmen in der DACH-Region „ein enormes wirtschaftliches Potenzial für unsere Branche“. Für das eigene Unternehmen erwarten sogar 81 Prozent eine deutliche Produktivitätssteigerung. Staufen-Berater Feldmeth zufolge befindet sich die Industrie im Umbruch: „84 Prozent der Studienteilnehmer erwarten eine rasante Veränderung der industriellen Arbeitswelt aufgrund der technologischen Entwicklungen. Die enge Verzahnung der Beschäftigten mit intelligenten Systemen wird schon bald den Arbeitsalltag prägen.“

Datenanalysen haben noch viel Potenzial
Vernetzte Maschinen und automatisch gesteuerte Lieferketten führen zu einem wachsenden Datenberg in den Unternehmen. Dieser wird jedoch zunehmend produktiv genutzt. Immerhin 83 Prozent der Unternehmen gehen davon aus, dass mithilfe von Datenanalysen Schwachstellen schnell erkannt und Ergebnisse verbessert werden können. Allerdings räumen 86 Prozent auch ein: „Wir können das Potenzial von Datenanalysen zur Ergebnisverbesserung noch deutlich besser ausschöpfen.“

„Digitalisierungsprojekte finden nicht isoliert statt, sondern gehen in der Regel mit Prozessverbesserungen einher. Der Erfolg dieses Ansatzes: Zwei Drittel der Studienteilnehmer entscheiden mit zunehmender Digitalisierung bereits stärker datenbasiert und weniger aus dem Bauch heraus. Und sechs von zehn Unternehmen stellen fest, dass sich der Zugang zu Daten mittlerweile verbessert hat“, berichtet Industrie-4.0-Experte Feldmeth.

Er sieht bei den bisher erreichten Veränderungen trotzdem noch Luft nach oben: „Nur in 39 Prozent der Unternehmen sind die Entscheidungswege schneller geworden, und lediglich 18 Prozent haben Hierarchien abgebaut. Damit die Digitalisierung ihr volles Potenzial entfalten kann, müssen Unternehmen auch eine neue Art der Zusammenarbeit zulassen, um ihre Prozesse konsequent auf Wertschöpfung und Operational Excellence auszurichten. Ziel ist immer ein harmonisches und in sich perfekt abgestimmtes Gesamtsystem.“

Ohne Fachkräfte keine Analyse
Die Krux sind und bleiben aber die Daten. Sie sind der Treibstoff, der den Produktivitätsbooster antreibt. Ohne sinnvolle, valide, aussagekräftige Daten läuft der Innovationsmotor nicht rund. An diesem Punkt hapert es oft noch immer. Das liegt zum Teil auch an einem Fachkräftemangel, wie eine andere aktuelle Untersuchung von Staufen, diesmal in Zusammenarbeit mit AppliediT, Spezialist für die Echtzeitanalyse industrieller Daten, festgestellt hat.

Der Studie „Digitalisierung 2024“ zufolge klagen sechs von zehn der rund 400 befragten Industrieunternehmen in der DACH-Region über fehlende Fachleute, die das in ihren Daten schlummernde Potenzial komplett heben könnten. Durch die unterlassenen Datenanalysen wird viel Wertschöpfungspoten­zial verschenkt. Hinzu kommt, dass es mehr als der Hälfte der Unternehmen schwerfällt, die aus Daten gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen.

„Stell dir vor, es gibt Daten, und keiner macht was draus. In vielen Unternehmen ist das die traurige Realität“, sagt Michael Feldmeth. Dabei müsste die Industrie gerade jetzt dringend Effizienz- und Geschäftspotenziale heben. „Die Auswertung von Daten wird immer noch mit einer statischen Momentaufnahme verwechselt. Das heißt: Unternehmen wissen zwar, wie hoch die Auslastung einer Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Viel wichtiger wäre es aber, zu erfahren, welche Abhängigkeiten und Variablen entlang des Wertschöpfungsprozesses den spezifischen Output der Maschine beeinflussen. Diese Analyse­tätigkeiten werden jedoch häufig vernachlässigt“, so Digitalisierungsexperte Feldmeth. 

Dass die tiefer gehende Analyse der Daten in vielen Unternehmen nach wie vor unterbleibt, liegt nach Angabe der Befragten vor allem an den „fehlenden personellen Ressourcen“ (58 %). Aber auch „unstrukturierte Daten“ (53 %) und „fehlende analytische Kompetenzen bzw. Platt­formen“ (43 %) verhindern den so wichtigen Erkenntnisgewinn.

Erst die Zusammenhänge zünden den Datenturbo
Eine weitere Beobachtung von Feldmeth: „Wissen zu generieren, ist nur die eine Seite der Medaille. Die Anwendung ist genauso wichtig. Daran hapert es in vielen Werkhallen ebenfalls. Denn selbst wenn die Daten ausgewertet sind, bleibt der Transfer in die Praxis häufig schwierig.“ Die Studie zeigt, dass es 59 Prozent der Unternehmen schwerfällt, die Erkenntnisse aus einer Daten­analyse in operative Maßnahmen umzusetzen.

Gefragt nach notwendigen Maßnahmen, um bei der Datenanalyse besser zu werden, nennen 53 Prozent der Studienteilnehmer die „Etablierung einer datenorientierten Unternehmenskultur“. Danach folgen Themen wie „Aufstockung der Datenexperten“ (47 %) und „neue bzw. bessere Analysetools“ (42 %).

„Zwar ist das Bewusstsein für die wirtschaftliche Bedeutung und die unternehmerischen Potenziale, die in der Datenwelt stecken, gestiegen, aber das Thema wird immer noch zu oberflächlich behandelt. Hier muss auf allen Ebenen ein Umdenken stattfinden“, sagt Ignacio Quiñonero Ferrer, Geschäftsführer von AppliediT.

Von einer besseren Datenanalyse können Unternehmen seiner Ansicht nach in allen Bereichen profitieren, vom Einkauf über die Entwicklung und Produktion bis zur Rückverfolgung oder Wiederaufbereitung der Produkte: „Mit dem Wissen um die Zusammenhänge zwischen einzelnen Komponenten oder Prozessschritten lassen sich nicht nur einzelne Problemfelder punktgenau identifizieren, sondern auch die wichtigsten Stellschrauben bestimmen. Denn manchmal können schon kleine Anpassungen zu einem frühen Zeitpunkt der Wertschöpfung sehr große Auswirkungen am Ende der Kette haben. Diese Abhängigkeiten können jedoch nur durch eine professionelle Analyse erkannt werden.“

Nicht den Anschluss verlieren
Das Heben der angesprochenen digitalen Potenziale ist von enormer Wichtigkeit. Nicht nur für die einzelnen Unternehmen für sich genommen, sondern für den gesamten Wirtschaftsraum Europa – und hier insbesondere für die DACH-Region. Denn sie droht, bei nahezu allen Indus­trie-4.0-Aspekten den Anschluss zu verlieren. Zu dieser Erkenntnis kommt das „Industrie 4.0 Barometer 2024“, das die Management- und IT-Beratung MHP gemeinsam mit der Ludwig-Maxi­milians-Universität München (LMU) erstellt hat. Befragt wurden für die Studie 856 Personen von Industrieunternehmen aus China, den USA, Deutschland, Österreich und der Schweiz sowie dem Vereinigten Königreich.

Zwar schreitet die Digitalisierung der Industrie weltweit voran, aber eben nicht überall in gleichem Maße. Es zeigen sich erhebliche Unterschiede: Während in China 66 Prozent der Teilnehmenden angeben, partiell oder vollständig Ortungstechnologien zu nutzen, in den USA 64 Prozent, sind es in der DACH-Region lediglich 36 Prozent.

Noch gravierender sind die Unterschiede beim digitalen Zwilling: In China nutzen 72 Prozent der befragten Unternehmen partiell oder vollständig ein digitales Abbild der gesamten Logistik, das Prozess- und Zustands­daten erfasst. In den USA sind es 43 Prozent, im Vereinigten Königreich 29 Prozent und in der DACH-Region 25 Prozent. Und während in der DACH-Region 41 Prozent der Teilnehmenden sagten, keine autonomen Maschinen oder Roboter zu nutzen, bestätigten das in den USA 28 Prozent – und in China nur zwei Prozent.

China führt mit erheblichem Abstand
Christina Reich von der FOM Hochschule für Ökonomie & Management sowie Managerin bei MHP: „Im Grunde findet sich dieses Bild bei allen Industrie-4.0-Aspekten: China führt mit erheblichem Abstand – mittlerweile liegen auch die USA fast überall ein gutes Stück zurück. Das Vereinige Königreich folgt in der Regel auf dem dritten Rang. Die DACH-Region hat meist den größten Nachholbedarf.“

Das ist auch bei der Industrial AI so – der diesjährige Fokus der Studie: In China setzen 94 Prozent der befragten Unternehmen bereits heute KI-basierte Lösungen in den Fertigungsprozessen ein. Mehr als doppelt so viele Unternehmen wie in den USA, die mit 46 Prozent folgen. Im Vereinigten Königreich geben 29 Prozent der Teilnehmenden an, KI-basierte Lösungen im Einsatz zu haben. In der DACH-Region 20 Prozent. Besonders bemerkenswert ist diese Divergenz, da rund 60 Prozent der Befragten die Auswirkungen von KI in Fertigungsprozessen in den kommenden Jahren als grundlegend, sehr hoch oder hoch ansehen.

Als entscheidenden Grund für die deutlichen Unterschiede identifiziert auch diese Studie den Mangel an qualifizierten Mitarbeitenden. Und hier schließt sich der Kreis. Denn immer noch kann selbst die modernste Technologie keine Wunder vollbringen. Zumindest nicht, wenn die Menschen fehlen, die die Fähigkeit dazu haben, sie richtig einzusetzen. (RNF)