Ausgangssituation

Die zunehmende Verbreitung von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT), vernetzten Produktionseinheiten sowie neuer Internettechnologien ermöglicht die Umsetzung Cyber-Physischer Produktionssysteme (CPPS), welche die Grundlage für die Industrie 4.0 bilden. Die Bedeutung dieser CPPS für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie ist unter Informatikern[1], Ingenieurwissenschaftlern sowie Verbänden und politischen Akteuren unumstritten (acatech 2013; Spath et al. 2013). Das generelle Ziel von CPPS besteht darin, wachsende Flexibilitätsanforderungen, zunehmende Produktindividualisierung, kürzer werdende Produktlebenszyklen, steigende Komplexität der Prozessabläufe, Produkte und Anforderungen sowie Herausforderungen des demografischen Wandels automatisierungstechnisch, informatorisch und dezentral selbstregelnd zu bewältigen (Spath et al. 2013; Bauernhansl 2014). Derzeit ist die Umsetzung von Industrie 4.0 auf den Hallenböden noch nicht weit fortgeschritten, sodass der Markt der CPPS-Technologien noch sehr unübersichtlich ist. Erste Implementierungen werden derzeit weitestgehend in der Wissenschaftslandschaft und innerhalb von technologieintensiven Groß- und Mittelunternehmen umgesetzt. Aktuelle Umfrageergebnisse zeigen, dass sich dagegen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen zwar intensiv mit Industrie 4.0 beschäftigten, bislang aber kaum mit der Umsetzung begonnen haben (acatech 2013). Die Ursachen liegen u. a. in der Komplexität der einzuführenden Technologie, der Notwendigkeit der betriebsspezifischen Anpassungen der CPPS-Technologien und den dafür fehlenden Ressourcen und Erfahrungen von nicht F&E-intensiven Unternehmen, die in der Folge nicht mit der derzeitigen Entwicklung Schritt halten können.

Industrie 4.0-basierte Produktionssysteme werden durch den Einsatz von IKT, wie vernetzten, eingebetteten Systemen, sowie der Einführung von Überwachungs- und Entscheidungsprozessen selbststeuernd ausgelegt. Durch ihre schrittweise Implementierung auf dem Weg zu Cyber-Physischen Produktionssystemen können in der industriellen Praxis weitere funktionale sowie wirtschaftliche Potenziale bestehender Produktionssysteme genutzt werden Geisberger und Broy 2012; Kagermann et al. 2011). Unbestritten ist jedoch zugleich, dass damit größere Veränderungen hinsichtlich der Gestaltung von sozio-technischer Arbeit in der Produktion zu erwarten sind, die insbesondere nicht F&E-intensive Unternehmen vor große Herausforderungen stellen. Begrenzte Managementkapazitäten sowie fehlendes Personal und fehlende Ressourcen für Forschung und Entwicklung sind für nicht F&E-intensive Unternehmen nicht zu unterschätzende Engpässe bei der Einführung und Umsetzung von Prozessinnovationen im Allgemeinen und von CPPS-Lösungen im Besonderen (Schulz 2007). Diese kaum in der öffentlichen Diskussion wahrgenommenen, nicht F&E-intensiven Unternehmen haben für die deutsche Wirtschaft eine erhebliche Bedeutung: Über 40 % der Wertschöpfung und rund 50 % der Gesamtbeschäftigung in der deutschen Industrie entfallen auf diese Unternehmen (Rammer et al. 2011). Die herausragende Bedeutung von organisatorischen und technischen Prozessinnovationen für nicht F&E-intensive Unternehmen zur Sicherung der eigenen Wettbewerbsfähigkeit ist in der Wissenschaft weitgehend unumstritten (Hirsch-Kreinsen 2005; Som und Zanker 2011).

Vor diesem Hintergrund ist es entscheidend, diesen Unternehmen den Zugang zu CPPS-Lösungen zu ermöglichen und sie zu befähigen, die neuen Technologien wirtschaftlich und beschäftigtenorientiert einzusetzen. Von besonderer Relevanz ist hierbei, die sozio-technischen Herausforderungen bei der Einführung von Industrie 4.0 zu bewältigen und CPPS-Lösungen den betrieblichen Anforderungen entsprechend einzuführen, zu gestalten und zu betreiben.