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Produktentwicklung im Zeitalter der Digitalisierung

Systemisch denken und handeln 

Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Professor am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn, über Innovationen im Zeitalter der Digitalisierung. 

Professor Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier

Professor Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier

Die unter dem Schlagwort Digitalisierung zu beobachtende Entwicklung gerät langsam zum Hype. Wir sind aber gut beraten, einen kühlen Kopf zu behalten und uns immer wieder zu fragen, welchen Nutzen wir aus dieser Entwicklung ziehen können und wie wir die offensichtlichen Erfolgspotentiale erschließen können. Lassen Sie mich zwei Hypothesen voranstellen, um die Gedanken zu ordnen: Erstens: Die Digitalisierung ist die vorhersehbare Fortsetzung der technologischen Entwicklung seit den Anfängen der elektronischen Datenverarbeitung und keine unvermittelte Heimsuchung.

Zweitens: Auf dem Weg in die Digitalisierung sind neue Denkweisen erforderlich, wie das Systemdenken. Aber viele alte Denkweisen gelten nach wie vor – beispielsweise die Fähigkeit, strategisch zu denken und zu handeln.

Bei der Digitalisierung geht es um komplexe soziotechnische Systeme, um intelligente Systeme. Kaum ein Begriff wird so inflationär verwendet wie „intelligent“. Das folgende Beispiel zeigt, was im Kontext Technische Systeme unter Intelligenz zu verstehen ist.

Den Ausgangspunkt bilden so genannte aktive Systeme: Das heißt, Sensoren erfassen den Zustand eines mechanischen Grundsystems, beispielsweise ein rutschendes Auto. Davon ausgehend, ermittelt ein Bordcomputer Stellsignale für die Aktoren, die wiederum auf das Grundsystem wirken und so ein sicheres Verhalten des Systems gewährleisten. Ein typisches Beispiel ist das ESP eines PKW. Hier handelt es sich um Mechatronik, was inzwischen eine Kernkompetenz des deutschen Maschinenbaus und verwandter Branchen ist. So gesehen beherrschen diese Unternehmen die Digitalisierung und sind fit für die nächsten Schritte auf dem evolutionären Weg der Digitalisierung.

In Richtung Intelligenz geht es, wenn das Auto beispielsweise weiß, wann es von einer Geschwindigkeitsregelung auf eine Abstandsregelung umschalten muss. Wir bezeichnen das als Konditionierung. Wirklich intelligent ist ein System, wenn es den Weg zu einer Lösung plant, zunächst vorgegebene und widersprüchliche Ziele, wie Reisezeit, Komfort und Energiebedarf aufgrund von äußeren Einflüssen autonom modifiziert und vor allem aus der Bewältigung von unvorhergesehenen Problemsituationen lernt.

Wenn nun intelligente physische Systeme über das Internet miteinander kommunizieren und kooperieren, sprechen wir von Cyber-Physischen Systemen. Angesichts der Gegebenheit, dass schon heute Milliarden von Objekten, Systeme u.ä. mit dem Internet verbunden sind, sind die Möglichkeiten dieser Entwicklung nur durch unsere Phantasie begrenzt.

Die Notwendigkeit, Phantasie zu entwickeln und kreativ zu sein, gilt ganz besonders für die Gestaltung der industriellen Produktion. Hier ist unter dem Begriff Industrie 4.0 eine Entwicklung zu verzeichnen, die in einigen Jahren in der Rückschau möglicherweise als die vierte industrielle Revolution eingestuft wird. Wir verstehen unter Industrie 4.0 die Fähigkeit der ad hoc-Vernetzung von intelligenten Maschinen, Betriebsmitteln, Produkten bzw. Werkstücken sowie Lager- und Transportsystemen via Internet zu leistungsfähigen Wertschöpfungsnetzwerken. Die Protagonisten von Industrie 4.0 versprechen sich daraus eine Fülle von Vorteilen – dass beispielsweise ein kundenindividuelles Erzeugnis zu den Herstellkosten eines Großserienerzeugnisses produziert werden kann, und das in kürzester Zeit und unter minimalem Ressourceneinsatz. Industrie 4.0 scheint ein mächtiger Hebel zu sein, an einem Hochlohnstandort wirtschaftlich zu produzieren. Bei allem, was wir heute wissen und zum Teil schon erproben, ist da was dran. Vor diesem Hintergrund gibt es gute Gründe, beharrlich, klug und evolutionär voranzuschreiten.

In Anbetracht dessen muss eine nachhaltig erfolgreiche Digitalisierungsstrategie zwei Herausforderungen genügen. Erstens benötigen wir die Technologieführerschaft; wir haben sie und müssen sie energisch ausbauen. Zweitens muss es uns gelingen, die Technologieführerschaft in Wertschöpfung, Unternehmenserfolg und Beschäftigung zu transformieren. Mit Blick auf Industrie 4.0 liegen die Haupthebel für das Gelingen dieser Transformation jenseits der klassischen technologiezentrierten industriellen Produktion, und zwar in den Bereichen datenbasierte Dienstleistungen, Geschäftsmodelle, Plattformökonomie, Unternehmensgründungen, Gestaltung der Arbeitswelt und Systems Engineering.

Datenbasierte Dienstleistungen: Die Produkte und Systeme von morgen liefern via Internet unzählige Daten. Diejenigen sind im Vorteil, die aus Daten für die Kunden attraktive Dienstleistungsangebote erstellen und so ihre Sachleistungen um Dienstleistungen ergänzen.

Geschäftsmodelle: Vereinfacht ausgedrückt beschreibt ein Geschäftsmodell, wie ein Unternehmen seinen Kunden Nutzen stiftet und diese dazu motiviert, dafür Geld zu zahlen. Gerade im Kontext der datenbasierten Dienstleistungen ist das sehr wichtig, weil die Kunden bislang gewohnt sind, nur für Sachleistungen zu zahlen.

Plattformökonomie: Kaum ein Gebiet weist im Zuge der Digitalisierung so viel Disruptionspotential auf, wie digitale Plattformen. Nachdem es im B2C-Bereich mit Plattformen wie Amazon und Airbnb schon zu gravierenden Veränderungen in der Wettbewerbsarena kommt, steht der B2B-Bereich an der Schwelle zur so genannten Plattformökonomie. Im Maschinenbau versuchen Vorreiter wie Claas, DMG MORI und Trumpf mit eigenen Plattformen das Heft des Handelns in die Hand zu bekommen. Das ist aber für kleine und mittlere Unternehmen kaum eine Erfolg versprechende Option, da es zu einem Shake Out unter den Plattformanbietern kommen wird und nur wenige Große überleben werden. Im Grunde fehlt insbesondere den mittelständisch geprägten Unternehmen eine Strategie zur vorteilhaften Positionierung in der künftigen Plattformökonomie.

Unternehmensgründungen: Ich bin mir ziemlich sicher, dass die heute etablierten Unternehmen den Wandel durch Digitalisierung bewältigen werden. Die Frage ist nur: Werden die etablierten Unternehmen das Potential an Wertschöpfung und neuen Arbeitsplätzen schnell genug voll ausschöpfen? Die Anpassung dieser Unternehmen an die Digitalisierung muss durch eine wirkungsvolle Unternehmensgründungsoffensive ergänzt werden.

Gestaltung der Arbeitswelt: Im Moment tappen wir bei der Frage, wie die Arbeitswelt von morgen aussehen wird, zugegebenermaßen noch etwas im Dunkeln. Aber wir wissen, dass es keine Lösung sein wird, den Heizer auf der Elektrolok mitfahren zu lassen, aber auch, dass es sehr viele Erfolg versprechende Perspektiven gibt. Beispielsweise zeichnet sich ab, dass vielfach Bediener von Maschinen mehr Arbeitsinhalte in Richtung Entscheider übernehmen werden. Natürlich erkennen wir, dass wir künftig nicht so viel Entscheider benötigen, wie wir heute Bediener haben. Aber das war im Prinzip im Zuge der dritten industriellen Revolution genauso: Wo vorher einhundert Schweißer eine Autokarosserie schweißten, betreuen heute einige Spezialisten eine hochautomatisierte Schweißstraße. Wenn wir die offensichtlichen Möglichkeiten für bessere Arbeit wahrnehmen wollen, dann muss das von Beginn an im engen Dialog mit den Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern erfolgen.

Systems Engineering: Die Entwicklung der soziotechnischen Systeme von morgen erfordert ein enges Zusammenarbeiten von vielen Fachdisziplinen und neue Herangehensweisen, die auf den Grundprinzipien der Systemtechnik beruhen. Heute finden wir unter den Hochschulabsolventen zum Beispiel kaum einen Maschinenbauingenieur, der sich mit einem Informatiker verständigen kann – und vice versa –, obwohl wir wissen, dass ein gemeinsames Systemverständnis der beteiligten Fachleute die Grundvoraussetzung für die zielführende Entwicklung eines Systems ist. Die Ursache erscheint auf den ersten Blick simpel: Die streng nach Fakultäten strukturierten Hochschulen vermitteln nur sehr begrenzt die Kompetenzen, die für den fachgebietsübergreifenden Entwurf der Systeme von morgen schon heute erforderlich wären. Und die Systeme halten sich nun mal nicht an die Fakultätsgrenzen. Wenn wir dieses Defizit nicht in den Griff bekommen, gefährden wir den Entwicklungsstandort Deutschland und damit auch den Produktionsstandort.

Wir sind im Grunde gut aufgestellt, die faszinierenden Chancen der Digitalisierung wahrzunehmen und die Bedrohungen zu überwinden. Wir werden Erfolg haben, wenn wir locker bleiben, den Unternehmenserfolg und gute Arbeit fest im Blick behalten sowie systemisch denken und handeln.