Zahlen und Prognosen zu IoT und Industrie 4.0 in Deutschland

Deutschland ist besser auf die nächste industrielle Revolution vorbereitet, als so mancher Pessimist glauben möchte. Das jedenfalls geht aus einer aktuellen Studie zur Industrie 4.0 hervor. Außerdem schaut sich dieser Beitrag an, wie derzeit über das Thema IoT allgemein hier zu Lande diskutiert wird.

Deutschland hat eine der höchsten Roboterdichten und enormes Potenzial für die Industrie 4.0. (Foto: © RainerPlendl, depositphotos)

Jens Hansen hat in seinem Beitrag fürs UPLOAD Magazin bereits die Potenziale des Internet der Dinge aufgezeigt. Es ist eben mehr als Smart Home. Es ist auch Smart Cities und Industrie 4.0. Alles gemeinsam kann unsere Lebenswirklichkeit in den nächsten Jahren nachhaltig verändern. Mehr dazu in seinem Artikel.

Außerdem habe ich ein Video zum Thema Internet der Dinge erstellt, das einmal den Gesamtzusammenhang erklärt.

In diesem Beitrag nun wollen wir uns einmal einige grundlegenden Zahlen zum IoT und besonders zur Industrie 4.0 anschauen, die bisweilen auch als Industrial Internet of Things bezeichnet wird.

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Diskussion in Deutschland

Die Social Media Monitoring Plattform Talkwalker hat uns zu diesem Beitrag einige interessante Zahlen aus ihrem Tool geliefert. Sie decken den Zeitraum von Januar 2016 bis Anfang November 2017 ab und beziehen sich auf Deutschland. Dafür haben sie Foren, Blogs, Social Media und Online-Medien ausgewertet.

Aus dieser Grafik erkennt man beispielsweise, wie sich die Zahl der Erwähnungen entwickelt hat. Grob gesagt waren es zuletzt doppelt so viele wie noch im ersten Halbjahr 2016:

Abbildung 1 (Grafik: Talkwalker)

Interessant ist auch, welche Unterthemen besonders diskutiert werden (siehe Abbildung 2). Hier liegt Industrie 4.0 mit 44,5 Prozent vorn. Das für Konsumenten spannende Smart Home landet mit 24,5 Prozent auf Platz 2. Smart Cities waren nur in 7,7 Prozent der Fälle ein Diskussionsthema. Beachtenswert ist, dass das Thema Künstliche Intelligenz mit 23,3 Prozent ebenfalls eine wichtige Rolle spielt. Zu Recht übrigens, denn KI bringt schließlich erst so richtig das „Smart“ in Smart Home und Smart City.

Abbildung 2 (Grafik: Talkwalker)

In der folgenden Grafik sieht man, wie sich die Diskussion seit Anfang 2016 entwickelt hat. KI (blau) ist demnach in diesem Jahr verstärkt in den Mittelpunkt gerückt:

Abbildung 3 (Grafik: Talkwalker)

Und wer zum Thema IoT auf dem Laufenden bleiben möchte, sollte sich offenbar vor allem auf Twitter umschauen. Denn nach Talkwalkers Erkenntnissen ist das der Ort, wo die Diskussion hauptsächlich stattfindet:

Abbildung 4 (Grafik: Talkwalker)

Und in dieser Grafik ist abschließend festgehalten, welche Begriffe vor allem rund ums Thema Internet der Dinge auftauchen:

Abbildung 5 (Grafik: Talkwalker)

Definition Industrie 4.0

Schauen wir uns jetzt einmal den Bereich Industrie 4.0 genauer an. Markus Schaffrin hat in einem eigenen UPLOAD-Artikel schließlich bereits viele Zahlen und Fakten zum Marktpotenzial von Smart Home und Smart Cities zusammengestellt.

Der Begriff „Industrie 4.0“ soll bei alldem andeuten, dass wir vor einem neuen Umbruch stehen. Eine Studie der Deutschen Telekom und der Universität St. Gallen ordnete das wie folgt:

  • Erste Industrielle Revolution: Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft
  • Zweite Industrielle Revolution: Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie
  • Dritte Industrielle Revolution: Einsatz von Robotik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion
  • Vierte Industrielle Revolution: Einsatz von cyber-physischen Systemen

Einen wesentlichen Unterschied sieht die Studie darin, dass Maschinen bislang die Menschen bei der Arbeit unterstützt haben, während sie sie nun zunehmend ersetzen werden. In einem eigenen Artikel habe ich mich bereits mit dem Gegenstück „Arbeiten 4.0“ beschäftigt. Auch mein Beitrag zur Kombination aus Automatisierung und Künstlicher Intelligenz dürfte in diesem Zusammenhang interessant sein.

Die Industrie 4.0 deshalb aber mit dem Verlust von Arbeitsplätzen gleichzusetzen, würde zu kurz greifen. Jens Hansen hat dazu in seinem UPLOAD-Artikel erklärt:

Es geht darum, die Produktion noch stärker mit IT-Technik zu verknüpfen und Datenströme für eine intelligente Steuerung des Gesamtprozesses zu nutzen. Dadurch soll mehr Flexibilität in der Produktion erreicht werden und die Effizienz noch einmal erheblich steigen.

Nicht zu unterschätzen sind übrigens die Auswirkungen dieser Verknüpfungen auf die Customer Experience und das Marketing. Mehr dazu finden Sie in Meike Leopolds Beitrag. Das ist ein Aspekt, der gerade in der Diskussion in Deutschland weniger häufig vorkommt, als beispielsweise in den USA.

Was sich deutsche Unternehmen davon versprechen

Der eco – Verband der Internetwirtschaft e. V. und Arthur D. Little haben nun gerade die Studie „Der deutsche Industrial-IoT-Markt 2017-2022. Zahlen und Fakten“ vorgestellt. Darin findet man u.a., was deutsche Unternehmen an diesem Thema vor allem spannend finden. Ganz passend zum Bild, das man international von Deutschen hat, steht die Effizienzsteigerung ganz oben auf der Liste.

Im Anlagen- und Maschinenbau lassen sich durch Lösungen wie Remote Monitoring beispielsweise laut der Studie Stillstandzeiten um bis zu 50 Prozent reduzieren. Das ist natürlich interessant und zugleich bares Geld wert. Durch Digitalisierung, wie z.B. im Bereich Feldsteuerung und Überwachung der Viehbestände, wird in der Landwirtschaft wiederum ein Kosteneinsparpotenzial von 20 bis 30 Prozent erwartet. Und automatisierte Assistenzsysteme können Arbeitsabläufe im verarbeitenden Gewerbe deutlich effektiver gestalten – immerhin liegen die Lohnstückkosten in Deutschland rund 11 Prozent über dem EU-Durchschnitt. 78 Prozent der deutschen Industrieunternehmen versprechen sich laut der Studie von Industrial-IoT eine große bis sehr große Steigerung der Flexibilität ihrer Produktion.

Wachstumspotenziale in der Industrie 4.0

Laut der Studie soll sich der Industrial-IoT-Markt jedenfalls in den nächsten fünf Jahren verdoppeln. Rund 16,8 Milliarden Euro Umsatz werden hier fürs Jahr 2022 erwartet. „Industrial-IoT ist wesentlich für den Erhalt und den Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen auf den Weltmärkten“, erklärt eco Geschäftsführer Harald A. Summa in einer Pressemitteilung. „Die sieben in der Studie betrachteten Industrien entfalten enorme Potenziale, wenn sie ihre Stärken mit denen der Internetwirtschaft verbinden.“ Vor allem die Automobilwirtschaft sowie der Maschinen- und Anlagenbau werden demnach das Wachstum antreiben.

Interessant ist, wie positiv die Entwicklung in Deutschland gesehen wird. Oftmals sieht man sich in der Bundesrepublik schließlich sehr selbstkritisch und hält sich zum Beispiel im Vergleich zum Silicon Valley für nicht besonders fortschrittlich. In der Pressemitteilung aber heißt es: „Im internationalen Vergleich ist der deutsche Markt für Industrial-IoT hoch entwickelt.“ Deutschland zähle mit seiner „breiten und innovativen Industriestruktur“ und der hohen Roboterdichte zu den größten Industrie-4.0-Märkten der Welt. Während die Roboterdichte pro Industriebeschäftigten weltweit bei knapp 70 pro 10.000 Beschäftigten liegt, ist Deutschland mit rund 300 Robotern pro 10.000 Beschäftigten unter den Top 5 Nationen weltweit.

Marktsegmente der Industrial IoT in Deutschland

Die Studie sieht sieben Marktsegmente:

Automobilindustrie: Hier kommen vor allem Automatisierungslösungen zum Einsatz. Dazu gehören unter anderem automatisierte Robotersysteme sowie die Vollüberwachung von Fertigungsanlagen.

Maschinenbau: IoT-Lösungen werden im Maschinen- und Anlagenbau vor allem in Form von Remote-Monitoring-Systemen in der Produktion verwendet. Dabei treten Maschinenbauer als Anwender und Anbieter zugleich auf, wenn sie ihre Produkte mit integrierten IoT-Systemen ausstatten. Remote Monitoring meint hier, dass man einen kompakten Überblick dazu hat, was gerade wo passiert, wo es Probleme gibt oder wo sich welche anbahnen. Zum Teil kann darauf auch automatisiert reagiert werden.

Elektro- und Elektronik-Industrie: Die große Modellvielfalt und immer kleinere Losgrößen verlangen hier flexiblere Produktionsanlagen in der Elektronikherstellung. Dies lasse sich beispielsweise „durch eine IoT-gesteuerte und vollautomatische Umrüstung der Anlagen“ erleichtern, heißt es in der Studie.

Metallindustrie: Im metallverarbeitenden Gewerbe geht es oftmals um Nanometer. Industrial-IoT könne hier helfen, die Produktion noch genauer zu gestalten und Fehler zu vermeiden. Hierzu gehört zum Beispiel der Einsatz von visuellen Überprüfungssystemen.

Anderes verarbeitendes Gewerbe: Vor allem die Logistik stellt sowohl in der Chemie-, als auch in der Nahrungsmittelindustrie einen großen Kostenfaktor dar. Durch adaptive Logistik, wie etwa dem digitalen Tracken von Produktionsfaktoren, könne die Effizienz „signifikant gesteigert“ werden.

Versorger (Strom, Wasser, Gas): Energieversorger nutzen Digitalisierung bei der Erzeugung von Energie, wie zum Beispiel durch Remote Monitoring von Windrädern. Der IoT-Einsatz führe bei Versorgernetzen (von der Produktion bis zum Endverbraucher) zu erheblichen Effizienzsteigerungen.

Baugewerbe, Land- und Forstwirtschaft: Im Agrarsektor wird Sensorik verwendet, um Echtzeitdaten über Viehbestand und Bodenbeschaffung zu gewinnen. Das Baugewerbe wiederum arbeitet verstärkt mit IoT-aufgerüsteten Baufahrzeugen und der digitalen Überwachung von Prozessen auf Großbaustellen.

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Wertschöpfungskette am Beispiel erklärt

Wie auch schon bei ihren Studien zu Smart Home und Smart Cities erklären eco und Arthur D. Little, dass Unternehmen beim Industrial Internet of Things zu einem Ökosystem gehören und mit anderen Unternehmen zusammen arbeiten müssen. Sie erklären die Wertschöpfungskette im Bereich Industrie 4.0 anhand eines Produkts für „Predictive Maintenance“. Gemeint ist damit, dass z.B. der Hersteller einer Maschinen aus der Ferne überwachen kann, wie sie genutzt wird und ob es Probleme gibt. Im Idealfall wird eine Panne auf diese Weise verhindert oder zumindest schnell behoben. Siehe dazu auch das Beispiel des Unternehmens Schindler im Artikel von Meike Leopold in dieser Ausgabe.

Die Wertschöpfungskette beschreibt die Studie wie folgt:

Beispiel Wertschöpfungskette
Abbildung 6 (Quellen: Arthur D. Little, eco)

An Position (1) in Abbildung 6 findet sich der smarte Endpunkt. Gemeint sind damit Sensoren und Sendeeinheiten. Sie sind die Grundlage einer IIoT-Lösung und ermitteln die eigentlichen Daten. Dazu gehören Messwerte wie bspw. Vibration, Drehzahlen und Temperatur.

Position (2) ist das smarte Objekt. Das kann beispielsweise eine handelsübliche, nicht-smarte Fertigungsmaschine sein. Sie wird durch die Sensoren („Endpunkte“) erst zum Teil des Internet of Things.

Position (3) symbolisiert Konnektivität und Infrastruktur, also ein Netzwerk, über das die erfassten Daten von (1) übertragen werden. Erst dadurch können „smarte Objekte“ miteinander oder mit einem übergreifenden System kommunizieren. Diese Infrastruktur muss besonders zuverlässig und ausfallsicher sein.

Position (4) ist der Service Enabler. Unter dem Begriff werden Plattformen und Anwendungen für Services zusammengefasst. Hier laufen die Daten zusammen, werden ausgewertet und Handlungen daraus abgeleitet. Man könnte es auch als Steuerzentrale bezeichnen. In der Studie heißt es dazu: „Mittels Algorithmen werden dort Big-Data-Analysen durchgeführt, um Muster zu erkennen und mögliche Störungen der Maschine vorauszusagen. Die empfangenen Daten in Bezug auf den Verschleiß kritischer Bauteile einer Maschine werden in der Industrial-IoT-Plattform in Echtzeit analysiert und dienen somit u. a. der Wartungsplan-Optimierung für das Servicetechniker-Team.“

Die Person an Position (5) symbolisiert den Systemintegrator. Sie ist sowohl für Konzept und Design als auch für die letztendliche Implementation des Systems zuständig. Hierbei werden bisweilen auch ganz unterschiedliche Systeme miteinander vernetzt – sowohl intern (z.B. das Vorratslager) als auch extern (Lieferanten, externe Wartungsfirmen).

Und zu guter letzt haben wir an Position (6) den Dienstleister. Er kümmert sich um den Vertrieb, die Abrechnung und die Kundenbetreuung. Er vertreibt also die Gesamtlösung an die Kunden und kümmert sich um deren Anliegen sowie um die Instandhaltung.

Die Autoren der Studie betonen:

„Um im Industrial-IoT-Markt erfolgreich zu sein, sollten Unternehmen für eine Integration und Kooperation mit Lösungen aus anderen Branchen und Technologien offen sein. (…) Erfolgreiche Strategien in Bezug auf Kompetenzerweiterung durch Partnerschaften ermöglichen es Unternehmen, ihre Wettbewerbsfähigkeit im Industrial-IoT-Umfeld zu erhöhen und die Relevanz gegenüber Anwendern (Kunden) durch ein verbessertes Leistungsportfolio sicherzustellen. Solche Kooperationen betreffen Unternehmen aus unterschiedlichen Technologie-Domänen, von Elektronik über Maschinenbau bis hin zur IT.“

Fazit

Im privaten Bereich kann das Internet der Dinge in Form des Smart Home sicherlich für mehr Bequemlichkeit und Sicherheit sowie Einsparungen sorgen. Richtig interessant und weitreichend wird sein Potenzial aber in der Industrie, wie aus diesem Beitrag hoffentlich deutlich wird. Es ist gut zu wissen, dass Deutschlands Wirtschaft die Zeichen der Zeit hier erkannt hat.

Neben Einsparungen sollte es aus meiner Sicht aber auch um neue, innovative Produkte und Kundenbeziehungen gehen. IoT-Anwendungen für Geräte und Maschinen können wie beschrieben mit Predictive Maintenance Geld und Ärger sparen. Unternehmen können aus den Daten aber auch erkennen, wie ihre Produkte genutzt werden und darauf reagieren. Oder es lassen sich auch Verbesserungen auf Softwareebene denken. Teslas Autos bspw. bekommen immer mal wieder über Nacht ein Update eingespielt und haben dann neue und verbesserte Funktionen – ohne, dass der Kunde etwas dazu tun oder dafür bezahlen müsste. Ein solches Kunden-Erlebnis wird sich mit der Zeit durchsetzen und zur Erwartung werden.

Video: Das Internet der Dinge erklärt


Dieser Artikel gehört zu: UPLOAD Magazin 53

In dieser Ausgabe gehen wir in vier Beiträgen darauf ein, welche Auswirkungen die Vernetzung von Gegenständen und Maschinen für Industrie und Marketing haben. Welche Potenzial bietet das Internet der Dinge, wenn Unternehmen oder auch Städte richtig damit umgehen, und wie gut ist Deutschland auf diesen Wandel vorbereitet?

Jan Tißler ist auch bekannt als jati. Er arbeitet seit über 20 Jahren als Journalist, die meiste Zeit davon digital. 2006 hat er das UPLOAD Magazin aus der Taufe gehoben. Er ist fasziniert von den Freiheiten des digitalen Publizierens und erklärt gern, wie Unternehmen, Organisationen oder auch Selbstständige mit ihren Botschaften im Netz gehört werden. Immer mit einem Bein fest in der Zukunft. Der gebürtige Hamburger lebt inzwischen in Santa Fe, New Mexico.

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