Die Debatte um Industrie 4.0-Lösungen fokussiert in Deutschland vor allem große Unternehmen. Dabei werden bisher nicht F&E-intensive KMU vielfach ausgeblendet. Es sind aber gerade diese Betriebe, die eine Vielzahl der in Deutschland zu findenden Unternehmen ausmachen. Um die oft unübersichtliche Menge von möglichen CPPS-Lösungen besser überblicken und daraus die jeweils unternehmensspezifisch passende Lösung für das eigene Unternehmen auswählen zu können, ist es unerlässlich, den Status Quo aufzunehmen und darauf aufbauend eine Digitalisierungsstrategie anzustoßen. Die im Weiteren vorgestellte Typologie soll nicht F&E-intensive KMU dabei unterstützen und zeigt zudem mögliche Wege zur Umsetzung auf. Die Besonderheiten von KMU im Allgemeinen und von nicht F&E-intensiven KMU im Speziellen werden dabei aufgegriffen. Damit ist ein erster Schritt bei der Einführung von Industrie 4.0-Lösungen ermöglicht. Gleichzeitig gelingt über die Einordnung des eigenen Unternehmens die Aufnahme des Ausgangszustandes.
Die Besonderheit von nicht F&E-intensiven Unternehmen, die kaum eigene Forschung betreiben, ergibt sich aus ihren strukturellen Eigenschaften. Nicht F&E-intensive Unternehmen sind vielfach KMU und zeichnen sich mit den damit verbunden begrenzten Kapazitäten, technologischen Investitionsmöglichkeiten und Kompetenzen zur Gestaltung ihres Produktionssystems aus. Dabei ist zunächst festzuhalten, dass ihr Anteil am KMU-Gesamtbestand mit 60 % (Som 2012) vergleichsweise hoch ist. Innovationen zur Wettbewerbssicherung haben jedoch auch für diese Unternehmen eine große Bedeutung.
Aktuelle Umfrageergebnisse zeigen, dass diese Unternehmen sich zwar intensiv mit der 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 Anpassung 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. An dieser Stelle setzt die vorgelegte Typologie an und ermöglicht eine erste Selbsteinordnung für diese Unternehmen, aus der dann weitere Maßnahmen abgeleitet werden können.
Die Erstellung einer Unternehmenstypologie soll es nicht F&E-intensiven Unternehmen ermöglichen geeignete Lösungen schneller zu finden bzw. unpassende auszuschließen. Damit können typische Erfolgsfaktoren aber auch Hemmnisse bei der Einführung von CPPS aufgezeigt werden, die es nicht F&E-intensiven Unternehmen ermöglicht, sich selbst zu bewerten. Die konzeptionelle Basis bietet dabei das Stufenmodell empirisch begründeter Typenbildung (Kluge 1999). Grundannahme der an dieser Stelle vorgelegten Typologie ist eine Sichtweise mit dem Fokus auf den Menschen in der Einführungssystematik. Rein technische Lösungen werden hier nur insoweit in Betracht gezogen, als dass sie einen unmittelbaren Einfluss auf menschliches Arbeitshandeln bzw. Arbeit im hier untersuchten Zusammenhang haben. Gleiches gilt für eine rein organisatorische Betrachtung. Dabei wird die soziotechnische Gesamtbewertung (vgl. Abbildung 4) des jeweiligen Systems in Betracht gezogen, die eine rein isolierte Sichtweise qua Definition bereits ausschließt.
Abbildung 4: Das sozio-technische System (Ittermann et al. 2016)
Es sind vor allem die Schnittstellen näher zu betrachten, da hier mögliche Gestaltungsräume und Handlungsfelder verortet sind (Ittermann et al. 2016). Diese Schnittstellen werden als erste Grundlage für die Merkmale herangezogen und durch das übergreifende Merkmal des Einführungsprozesses ergänzt.
Im Folgenden werden zunächst die Merkmale und die jeweiligen Ausprägungen der Typologie näher beschrieben. Um die Auswahl der Kategorien besser begründen zu können, werden diese im Folgenden anhand einer „These“ kurz begründet. Diese Begründung liefert gleichzeitig einen Hinweis auf weitere Interpretationsmöglichkeiten. Die so dargestellten Merkmale, deren Ausprägungen aufgrund bisheriger Erkenntnisse (Voruntersuchungen, Literaturrecherche) formuliert wurden, werden dann zu spezifischen Typen verdichtet.
Merkmalsauswahl
Basis für die Entwicklung einer Typologie ist die Unterscheidung möglicher Typen anhand denkbarer Merkmale. Die Auswahl erfolgte in zwei Schritten und wird im Folgenden näher erläutert. Der erste Schritt benennt zunächst die bestimmenden Merkmale. Auf Basis einer eingehenden Analyse und von Expertengesprächen sind die folgenden vier Merkmale heranzuziehen:
1. Arbeitsorganisation (Mensch-Organisation)
2. Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen (Technologie-Mensch)
Im zweiten Schritt sind dann, neben den oben genannten Merkmalen (Kelle und Kluge 1999) zusätzlich die Ausprägungen innerhalb der jeweiligen Merkmale (ebd.) zu benennen. Damit lassen sich die Kategorien und die dazu erhobenen empirischen Daten zu einer Typologie verdichten. Die Auswahl der Ausprägungen erfolgt anhand des empirischen Datenmaterials (Kluge 1999). Hierbei ist grundsätzlichen eine Zweiteilung zwischen den jeweiligen Extrempunkten annehmbar. Darüber hinaus sind jedoch mögliche Zwischenschritte zwischen diesen Extremwerten denkbar. Vor dem Hintergrund der Fokussierung auf den Faktor Mensch, sind diese Kategorien einerseits in Anlehnung an eine umfangreiche Literaturrecherche entstanden, andererseits aber auch aus der Auswertung der geführten Interviews. So konnten vor allem die empirisch evidenten Kategorien herausgearbeitet werden, die sich in den Anwendungsfällen finden ließen. Ein Gesamtbild der möglichen Kategorien liefert die Morphologie zur soziotechnischen Fähigkeitsbewertung, siehe Kapitel 3.3 - Modul 2.
Kategorien - Merkmale
Eine Grundannahme der Analyse richtet sich auf die jeweilige organisatorische Umsetzung möglicher Lösungen von Industrie 4.0 im Unternehmen. Dabei ist die aktuelle Arbeitsorganisation in den Blick zu nehmen. Im Zuge einer zunehmenden Digitalisierung sind vor allem sich verändernde Zuschnitte von Arbeit, Kontrolle und Mitbestimmung zu betrachten. Insbesondere wird durch eine zunehmende Erfassung von Daten auch eine sich erhöhende Transparenz der einzelnen Beschäftigten ermöglicht, die zu neuen Formen der Kontrolle genutzt werden kann. Dabei werden sich zukünftig andere Formen der Arbeitsorganisation etablieren, die den neuen Formen und Zuschnitten von Arbeit Rechnung tragen werden. Vor allem für die zukünftige Entwicklung von Arbeit sind unterschiedliche Szenarien denkbar (Hirsch-Kreinsen 2016), die jeweils eine darauf angepasste bzw. veränderte Arbeitsorganisation erfordern.
Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen – Schnittstelle Technologie-Mensch:
Wichtiges Kriterium im Umsetzungsprozess sind die direkt betroffenen Beschäftigten. Korrespondierend zur Kategorie Technologieadaptionsfähigkeit sind die tatsächlichen und zukünftig notwendigen Qualifikationen der Beschäftigten zu betrachten. Hier ist davon auszugehen, dass in engem Zusammenhang zu den betrieblichen Umsetzungsprozessen gegenwärtige und zukünftige Qualifikationen eine große Bedeutung für die erfolgreiche Umsetzung und weitere Ausrichtung von nicht F&E-intensiven Unternehmen spielen. Gleiches gilt für den eventuellen Aufbau von Schnittstellen zu Kunden und Lieferanten von nicht F&E-intensiven Unternehmen. Neben der rein technischen Umsetzung ist dabei auch die menschliche Komponente zu betrachten. So hat die Ausgestaltung einer Schnittstelle wesentlichen Einfluss auf die kooperativen Beziehungen zu Kunden und Lieferanten (Som und Zanker 2011, Wienzek 2014). Darüber hinaus ist der organisatorische Aspekt von Schnittstellen (Brockhoff 1994) zu betrachten. Die Qualifikationsanforderungen an die Beschäftigten werden sich unter den sich verändernden Rahmenbedingungen von Industrie 4.0 verändern. Offen ist dabei bisher der eigentliche Entwicklungspfad. Denkbar sind an dieser Stelle unterschiedliche Szenarien, die unter dem Punkt Ausprägungen der Typologie näher erläutert werden.
Die Fähigkeit neue Technologien zu integrieren ist im Kontext von Industrie 4.0 eine zentrale Größe. Gleichzeitig gilt es jedoch auch schon vor der Integration bei der Entwicklung bzw. spezifischen Adaption mitzuarbeiten. Hier muss von einem großen Überblick und fundierten Kenntnissen über die Technik ausgegangen werden, was wiederum spezifische Fähigkeiten für nicht F&E-intensive Unternehmens voraussetzt. Eine enge Verbindung zur Kategorie Personal/ Qualifikation ist zunächst festzuhalten, wobei insbesondere der Umgang mit sogenanntem Erfahrungswissen von großer Bedeutung ist, da sich diese Wissensbestandteile nur schwer übertragen lassen. Auch die Auswahl der „richtigen“ Technologie für nicht F&E-intensive Unternehmen kann vielfach ein Hemmnis darstellen, da die Zahl der möglichen Lösung zunächst erfasst und verifiziert werden muss, siehe Kapitel 3.2 - Modul 1. Dies stellt vor allem kleinere Unternehmen vor große Herausforderungen.
Akzeptanz der Lösung:
Die Bedeutung des Einführungsprozesses für die Akzeptanz einer Digitalisierungslösung darf in keinem Fall unterschätzt werden. Daher ist ein deutliche und für alle Parteien nachvollziehbare Planung und Gliederung für alle Seiten von großer Bedeutung. So wird die notwendige Transparenz über den Verlauf und das weitere Vorgehen geschaffen. Dies führt zudem dazu, dass man das Maß an Verbindlichkeit zwischen den Partnern sowohl innerbetrieblich als auch darüber hinaus erhöhen kann. Gleichzeitig können auf diese Weise Beschäftigte enger eingebunden werden, was mögliche Hemmnisse in diesem Bereich abbauen bzw. vermeiden kann (Kreimeier und Hermann 2013). Nur über eine frühe und offene Einbindung der Beschäftigten bei der Umsetzung möglicher Digitalisierungslösungen kann vermieden werden, dass es an dieser Stelle zu Komplikationen kommt. Dies wird vor allem an den bisher nur allgemein formulierten Größen (möglicher Personalabbau, Wegfall von Arbeitsplätzen etc.) deutlich. Bisher diskutierte quantitative Veränderungen von Arbeit (IG Metall 2016; Arntz und Zierahn 2016) machen die hohe Bedeutung einer transparenten Vorgehensweise deutlich, wenn man die Potenziale der Beschäftigten weiter nutzen will. Nur durch diese Maßnahmen lässt sich eine hohe Akzeptanz von angestrebten Lösungen auf der Beschäftigtenebene erreichen. Dies ist für die erfolgreiche Umsetzung eine wesentliche Voraussetzung.
Ausprägungen der Typologie
Nach der Vorstellung der Kategorien bzw. Merkmale müssen in einem weiteren Schritt die jeweiligen Ausprägungen des jeweiligen Merkmals genauer beschreiben. Die Ausprägungen basieren dabei auf der Auswertung des empirischen Datenmaterials. Grundsätzlich kann zunächst eine Zweiteilung zwischen den jeweiligen Extrempolen angenommen werden. Dies wird jedoch nur als Grundlage für eine genauere Einordnung genutzt, da sich im empirischen Datenmaterial keine derartigen Extreme finden ließen. Nach der Darstellung der möglichen Ausprägungen wird dann eine Einordnung der empirischen Fälle in den so aufgestellten Rahmen der Typologie vorgenommen.
Arbeitsorganisation - Ausprägung:
Ausgehend von den bisher vorgefundenen Formen der Arbeitsorganisation können vor allem mit Hinblick auf die Veränderung von Arbeit unterschiedliche Szenarien (Hirsch-Kreinsen 2016) angenommen werden. Diese stehen in unmittelbarem Zusammenhang zur jeweiligen Arbeitsorganisation. Dabei stellen sich die Extremwerte wie folgt dar. Auf der einen Seite kann sich eine vollständig automatisierte Form ergeben, die den Einsatz menschlicher Arbeitskraft vollständig ausblendet. In diesem Fall ist ein Eingreifen des Menschen in den Produktionsprozess nicht mehr ausgestaltet. Auf der anderen Seite kann sich wiederum eine stark an den Beschäftigten orientierte Einführung neuer Technologien ergeben, die eher auf ein unterstützendes Moment maschineller Arbeit abzielt und dabei große Entscheidungsspielräume und Partizipationsmöglichkeiten auf Seiten der Beschäftigten bestehen lässt.
Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen - Ausprägung:
Mit dem sich verändernden Zuschnitt von Industriearbeit im Kontext der Digitalisierung werden sich vor allem zukünftige Tätigkeiten und die damit verbundenen Qualifikationsanforderungen an die Beschäftigten verändern. Denkbar ist hier auf der einen Seite ein Szenario des Upgradings von Industriearbeit bis hin zu einer Polarisierung von Qualifikationen (Ittermann et al. 2015). Zwischen diesen Extrempunkten lässt sich eine Vielzahl von Abstufungen finden, die je nach Unternehmen unterschiedlich ausfallen. Dabei ist ein Erreichen der Extremwerte empirisch von geringer Relevanz. Vielmehr werden sich unterschiedlich stark ausgeprägte Abstufungen zwischen diesen Extremwerten finden lassen, die sich jeweils stark in den vorzufindenden Tätigkeiten widerspiegeln.
Technologieadaptionsfähigkeit - Ausprägung:
Eine Notwendigkeit zur Integration neuer Technologien ist eine wesentliche Voraussetzung für alle Unternehmen. Dies gilt sowohl im speziellen Fall der Integration einer CPPS-Lösung wie auch allgemein. Bei nicht F&E-intensiven Unternehmen kann man innerhalb dieser Kategorie eine Dreiteilung vornehmen. Eine geringe Technologieadaptionsfähigkeit würde den Zukauf „fertiger“ Technologien bedeuten. Darüber hinaus kann es neben der Fähigkeit zur grundsätzlichen Erstellung und Festlegung von Spezifikationen für eine Technologie auch zu einem Umbau bzw. einer eigenen Weiterentwicklung von Technologie kommen.
Akzeptanz der Lösung – Ausprägung:
Die große Bedeutung des Einführungsprozesses ist bereits oben betont worden. Für den Ablauf können die folgenden Ausprägungen angenommen werden. Der Ablauf kann von einer kurzfristigen Projektplanung (ad hoc) über eine grob strukturierte Planung bis zu einer langfristigen, fein strukturierten Projektplanung reichen. Dabei ist zu betonen, dass sich Einführungsprozesse im Laufe der Zeit verändern können, wenn die beteiligten Partner dies für nötig erachten. Wichtiges Element dabei ist vor allem eine möglichst transparente Strategie der Einführung, da nur so mögliche Hemmnisse vermieden werden. Über diese Maßnahmen lässt sich dann auch die Akzeptanz für die angestrebte Lösung erhöhen. Gleichzeit ist es wichtig diese Größe fortlaufend zu betrachten und unternehmensspezifisch zu messen.
Unternehmenstypen
Im Folgenden werden auf Basis der beschriebenen Merkmale vier Unternehmenstypen dargestellt, die sich aus den empirischen Ergebnissen des Forschungsprojektes ableiten lassen, siehe Abbildung 5. Wesentliches Moment dabei waren die Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0-Lösungen in den Unternehmen. Dabei wird vor allem die schnittstellenübergreifende Betrachtung in den Blick genommen, um so die Besonderheiten der Einführung und ihre Auswirkung auf die unterschiedlichen Merkmale deutlich herausarbeiten zu können. Im Anschluss an die Beschreibung findet sich zudem eine grafische Darstellung der Typen, die zur Selbsteinordnung des eigenen Unternehmens genutzt werden kann. Dies ermöglicht einen ersten Überblick über den eigenen Einführungsprozess bzw. das eigene Unternehmen. Dabei ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Einordnung immer nur unternehmensspezifisch erfolgen kann. Die Typologie bietet dazu einen ersten Ansatzpunkt.
