Maschinen, die miteinander kommunizieren. Massenprodukte, die sich individuell konfigurieren lassen. Roboter, die Arbeitern zur Hand gehen oder Menschen ganz ersetzen ...

 

„Industrie 4.0“ hat viele Facetten – und hat enorme Auswirkungen auf Unternehmen und Mitarbeiter. Der Wissenschaftler Prof. Michael Schenk, TÜV SÜD-Vorstandsvorsitzender Prof. Axel Stepken und die Zukunftsforscherin Hazel Henderson beleuchten im Interview verschiedene Aspekte der „vierten industriellen Revolution“ und loten Chancen und Heraus­forderungen der digitalen Veränderungen aus.



»DER MENSCH STEHT AUCH BEI DER INDUSTRIE 4.0 IM MITTELPUNKT«

UNIV.-PROF. DR.-ING. MICHAEL SCHENK

16. April 1953 / Roßlau


Seit 1994 leitet Michael Schenk das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF. Er ist zugleich geschäftsführender Leiter des Instituts für Logistik und Materialflusstechnik an der Universität Magdeburg.
Der Experte für Fabrikplanung und Logistik gilt als Treiber der Digitalisierung von Produktions- und Logistikprozessen. Seit 2013 ist er Vorsitzender des Verbunds Produktion und Mitglied im Präsidium der Fraunhofer-Gesellschaft.
Das Interview erschien erstmals im Themenspezial „Trends für Industrie 4.0“ der Fraunhofer-Gesellschaft.

»DIE SICHERHEIT IM UMGANG MIT INDIVIDUELLEN DATEN VON KUNDEN UND MITARBEITERN, ALSO CYBER-SECURITY, WIRD EINE GROSSE ROLLE SPIELEN UND MUSS KÜNFTIG SORGFÄLTIG BETRACHTET UND BEGLEITET WERDEN.«

Herr Professor Schenk, wie sehr wird Industrie 4.0 die Art und Weise, wie Industrieunternehmen bisher gearbeitet und gedacht haben, verändern?

a / Zum einen werden Konsumenten und Produzenten sich in Zukunft noch enger digital vernetzen und dadurch eine hohe Produkt­individualisierung erreichen. Andererseits werden Produkte nur noch kombiniert mit produktionsnahen, digitalisierten Dienstleistungen nachgefragt. Der digitale Mehrwert übertrifft den reinen Produktwert, und es verschmelzen die Kreativ- und Arbeitsprozesse in Produktentwurf, Entwicklung und Produktion. Diese Entwicklung wird rasch und umfassend stattfinden sowie zunehmend von Werkzeugen der künstlichen Intelligenz begleitet. Wenn man alle Daten in der Wertschöpfungskette, also Big Data, zeitnah und zielgerecht erfasst und auswertet, lässt sich eine hohe Arbeits- und Energieproduktivität erreichen.

q / Mithilfe cyberphysischer Systeme wollen Unternehmen die Individualisierung der Produkte vorantreiben. Maßgeschneiderte kundenspezifische Produkte lassen sich dann günstiger als bisher fertigen. Wo liegen die wesentlichen technologischen Hürden, wo ist Forschungsbedarf?

a / Die Sicherheit im Umgang mit individuellen Daten von Kunden und Mitarbeitern, also Cyber-Security, wird eine große Rolle spielen und muss künftig sorgfältig betrachtet und begleitet werden. In diesem Zusammenhang möchte ich auf die Initiative Industrial Data Space hinweisen, die wir von Fraunhofer ins Leben gerufen haben. Hier arbeiten Forscher an einer Referenzarchitektur für den sicheren Datenraum und deren Umsetzung. Denn Voraussetzung für Industrie 4.0 ist, dass Unternehmen die Hoheit über ihre Daten behalten.

Eine Hürde ganz anderer Art: Sollen Produkte individualisiert auf Anlagen gefertigt werden, die von verschiedenen Herstellern kommen, müssen die Maschinen untereinander kommunizieren können. Selbst für diese unterste Schicht einer „intelligenten Vernetzung“ fehlen derzeit noch allgemein akzeptierte Standards. Zumindest hat Industrie 4.0 den Diskussionsprozess darüber in Gang gesetzt. Noch komplexer wird es, wenn neben der reinen Datenübertragung ein semantisches „Verstehen“ und die selbstständige Ableitung von Folgerungen, zum Beispiel für den weiteren Fertigungsprozess, gefordert werden. Hier stehen wir erst ganz am Anfang einer Entwicklung, die noch viel Forschungsbedarf erfordert.

q / Gerade kleine und mittelständische Unternehmen haben häufig noch Probleme, das Potenzial von Industrie 4.0 zu identifizieren. Wie kann es gelingen, die Chancen aufzuzeigen und den Anschluss an die weltweite Entwicklung nicht zu verpassen?

a / Kleine und mittelständische Unternehmen haben oft nicht die personelle Ausstattung, insbesondere im Blick auf Fachkräfte, um nötige Paradigmenwechsel intensiv und nachhaltig zu begleiten. Der Auf- und Ausbau von staatlich kofinanzierten Modellfabriken und Lernplattformen kann hier wertvolle Unterstützung leisten. Ein besonderes Augenmerk ist aber auf das Handwerk zu legen. Der Begriff „Handwerk 4.0“ ist nicht eingeführt, spielt aber in der Umsetzung im System- und Zulieferverbund eine wichtige Rolle. Nur wenn alle an der Gesamt-Wertschöpfung beteiligten Institutionen an „4.0“ teilhaben und teilnehmen können, entsteht der angestrebte Paradigmenwechsel.

q / Der Wandel bringt zahlreiche Herausforderungen für den Menschen mit sich. Welche Aspekte stehen dabei im Zentrum?

a / Der Mensch steht auch bei der Industrie 4.0 im Mittelpunkt. Indem man systematisch digitale Lern- und Assistenzsysteme einführt und individuelle Trainings- und Coaching-Programme erschließt, kann man die Kompetenzen der Mitarbeitenden steigern. Wir benötigen zunehmend digitale Hilfsmittel. Physische Belastungen können beispielsweise durch Mensch-Roboter-Kollaboration abgebaut werden. Psychische Belastungen hingegen lassen sich etwa durch die adaptive und visualisierbare Handhabung von Datenströmen mindern.

q / Welche Maßnahmen ergreift Fraunhofer, um die Arbeitsplätze der Zukunft zu gestalten?


a / Die Aktivitäten hierzu sind vielfältig und richten sich auf Produktionssysteme mit spezifischen Arbeitsplätzen. Im Mittelpunkt stehen dabei kollaborative Mensch-Roboter-Systeme, Bedienerschnittstellen zu unterschiedlichen Betriebsmitteln sowie vielfältige Formen von Assistenzsystemen.

q / Wie unterstützt Fraunhofer Unternehmen beim Umstieg auf Industrie 4.0?

a / Wir unterstützen Unternehmen auf mannigfaltige Weise. Das geht von „Industrie-4.0-Check-ups“ in Firmen über die Gestaltung von Industrieforen gemeinsam mit Verbänden und Kammern bis hin zum Aufbau von Demonstratoren wie Modellfabriken und Lernplattformen. Natürlich werden bereits gemeinsam mit vielen Partnern Projekte bearbeitet.

q / „Made in Germany“ steht für Qualität deutscher Ingenieurleistungen. Wo stehen deutsche Industriebetriebe im Hinblick auf Industrie 4.0 im internationalen Wettbewerb?

a / Durch die Einführung von Industrie 4.0 können Industriebetriebe die vergleichsweise hohen Lohnstückkosten und Energiekosten im anlagenintensiven Geschäft kompensieren. Ein Begriff dafür könnte die „Digitalproduktivität“ sein. Das beschreibt, wie effizient ein Unternehmen mit eigenen und fremden Daten in seinen Kreativ- und Wertschöpfungsprozessen umgeht. Mit Industrie 4.0 werden wir unsere Positionen im Maschinen- und Anlagenbau im internationalen Wettbewerb stärken und ausbauen. 



»SICHERHEIT WIRD ZUR SCHLÜSSELANFORDERUNG«

PROF. AXEL STEPKEN

Prof. Dr.-Ing. Axel Stepken
23. August 1958 / Essen


Als Vorstandsvorsitzender von TÜV SÜD und Präsident des Verbands der Technischen Überwachungsvereine (VdTÜV) ist Axel Stepken einer der wichtigsten Repräsentanten der technischen Sicherheit in Deutschland.
 
Der Elektrotechnik-Ingenieur war zunächst in verschiedenen Managementpositionen bei ABB beschäftigt. 2002 wechselte er in den Vorstand von TÜV SÜD, dessen Vorsitz er seit 2007 innehat.

Seine Expertise bringt Axel Stepken auch im Präsidium des Verbands der Ingenieure (VDI) sowie als ASEAN-Verantwortlicher im Asien-Pazifik-Ausschuss der Deutschen Wirtschaft ein.

Für viele Unternehmen ist Industrie 4.0 bislang nicht mehr als ein Schlagwort. Das wird sich in den kommenden Jahren rasant verändern. Wo sehen Sie die größten Herausforderungen der Digitalisierung?

a / Die Digitalisierung eröffnet Unternehmen nicht nur neue Geschäftsmodelle, sie revolutioniert die bisherigen Herstellungsprozesse radikal. In der Smart Factory vernetzen sich Maschinen, Ressourcen und Menschen; das gestaltet die Produktion flexibler und effizienter. Einhergehend mit der zunehmenden Automatisierung werden die Innovationszyklen immer kürzer. Um zukunftsfähig zu bleiben und am Markt zu bestehen, sollten Unternehmen den digitalen Wandel möglichst schnell und aktiv vorantreiben. Wer dynamisch und innovativ ist, kann sich als Vorreiter positionieren. Gleichzeitig müssen wir uns mit den ebenso vielfältigen Herausforderungen auseinandersetzen, denn die Digitalisierung führt in Unternehmen eine neue Klasse von Risiken ein.

q / Welche Risiken meinen Sie?

a / Sicherheit wird zur Schlüsselanforderung. Mit der zunehmenden Vernetzung steigen die Risiken von Cyberattacken und Spionage. Davon betroffen sind nicht nur internationale Konzerne, sondern alle Unternehmen. Unsere gesamte Wirtschaft, aber auch weite Teile unserer Infrastruktur, werden durch die Digitalisierung angreifbarer. Vor zwei Jahren hat TÜV SÜD in einem sogenannten Honeynet-Projekt ein virtuelles Wasserwerk einer deutschen Kleinstadt simuliert. Auf dieses relativ unbedeutende Wasserwerk hat es innerhalb von acht Monaten über 60.000 Zugriffe von Servern aus 150 Ländern mit teilweise verschleierten IP-Adressen gegeben. Mindestens drei Angriffe kamen so weit, dass sie in einem echten Wasserwerk Betriebszustände hätten verändern können.

q / Für unsere bisherige analoge Welt existieren umfassende und erfolgreich etablierte Sicherheitskonzepte, an denen TÜV SÜD maßgeblich mitgewirkt hat. Muss Sicherheit in der Industrie 4.0 grundsätzlich neu definiert werden?

a / Ja, denn die Herausforderungen an die Sicherheit haben sich grundlegend verändert. Die Digitalisierung hat wesentliche Systemgrenzen eingerissen. Enterprise IT und Operational Technology wachsen zusammen, bislang geschlossene Produktionssysteme öffnen sich. Je komplexer Netzwerke werden, desto anfälliger sind sie für digitale Bedrohungen. Es gibt jedoch keine Alternative zum Weg der Digitalisierung. Um die neuen Sicherheitsrisiken zu minimieren, muss das Bewusstsein für IT-Sicherheit in den Unternehmen wachsen.

»Wir wollen die Digitalisierung aktiv mitgestalten, indem wir für die Herausforderungen unserer Kunden die richtigen Produkte und Lösungen entwickeln.«

q / Damit erhält die Prävention einen ganz neuen Stellenwert. Wie können Unternehmen wie TÜV SÜD ihre Kunden dabei unterstützen?

a / Wir wollen die Digitalisierung aktiv mitgestalten, indem wir für die Herausforderungen unserer Kunden die richtigen Produkte und Lösungen entwickeln. Virtuelle Prüfverfahren für hochautomatisiertes Fahren oder Zertifizierungen im Datenschutz sind nur zwei konkrete Beispiele. Unser Anspruch ist es, immer stärker digitalisierte, automatisierte und vernetzte Prozesse prüfen und bewerten zu können. Die wachsende Innovationsgeschwindigkeit fordert uns heraus, künftig sehr schnell und proaktiv zu reagieren. Die Digitalisierung hat für TÜV SÜD obendrein einen hohen wirtschaftlichen Stellenwert. In den vergangenen Jahren haben wir dafür die richtigen Weichen gestellt.

q / Was heißt das konkret?

a / Um unser digitales Profil zu stärken, haben wir im Jahr 2016 massiv in den Aufbau von IT-Kompetenz investiert – unter anderem mit zwei Centern of Excellence in München und Singapur. Hier werden unsere Lösungen für System- und Datenanalyse, industrielle Cybersicherheit, Funktionale Sicherheit und weitere Themen vorangetrieben. Mit sogenannten Cyber-Security-Checks können wir beispielsweise die Sicherheitsarchitektur eines Unternehmens prüfen, Schwachstellen aufdecken und gleichzeitig beraten, wie sich diese schließen lassen. Zudem sind wir einer der ersten Anbieter weltweit, die Zertifizierungen nach dem internationalen Standard IEC 62443 durchführen. Im vergangenen Jahr haben wir die erste auf IEC 62443-4-1 basierende Zertifizierung für eine komplette smarte Produktionsanlage von Siemens vergeben. Indem wir unsere langjährige Erfahrung in der technischen Sicherheit mit unserer Expertise in puncto IT-Sicherheit kombinieren, schaffen wir Vertrauen in neue Technologien. Safety, Security und Reliability ergänzen sich mit diesem Ansatz zu einem erfolgreichen Dreiklang für unsere Kunden.

q / Die Digitalisierung lebt von der Automatisierung. Lässt sich Sicherheit ebenfalls automatisieren?

a / Uneingeschränkt ist dies leider nicht möglich. Vielmehr wird das systematische Risikomanagement in Zukunft immer wichtiger, um sich zu schützen. Dabei gilt es, den Gesamtprozess und das Unternehmen als Ganzes im Blick zu haben. Nur ein umfassender integrierter Sicherheitsansatz wird dieser Anforderung gerecht. Die Grenzen zwischen IT und der sogenannten Operational Technology sind aufgehoben. Um den Erfolg ihrer digitalen Produktion zu sichern, müssen Unternehmen Safety, also die technische Betriebssicherheit, und Security, die IT-Sicherheit, verbinden. Der Weg geht hin zu sogenannten konvergenten Cyber-Security-Modellen, die Systeme ganzheitlich betrachten und auch Zulieferer von Hard- und Software und ebenso die Systemintegratoren berücksichtigen.

q / Was erwarten Sie vom Gesetz­geber in Sachen neue Sicherheits­standards für die Industrie 4.0?

a / Wir brauchen verbindliche Standards, am besten länderübergreifend, die dann auch kontrolliert und zertifiziert werden müssen. Nehmen wir als Beispiel das 2015 in Kraft getretene IT-Sicherheits-Gesetz. Bislang gilt es nur für Betreiber kritischer Infrastrukturen wie Energie und Telekommunikation. Da Indus­trie 4.0 jedoch alle Branchen betrifft, sind umfassende Richtlinien für IT-Sicherheit und Datenschutz gefragt. Uns ist es wichtig, dass Industrie 4.0 sicher funktioniert. Deshalb werden wir diese regulatorischen Prozesse aktiv mitgestalten.

q / Von den Standards zu den Menschen: Welche Rolle spielt digitales Know-how?

a / Eine sehr wichtige. Schließlich müssen die digitalen Technologien von den Menschen beherrscht werden. Dafür bietet TÜV SÜD vielfältige Trainings- und Schulungsmaßnahmen an. Gleichzeitig setzen wir uns im Dialog mit Hochschulen dafür ein, dass Digitalisierungsthemen zur Grundausbildung relevanter akademischer Berufe, etwa bei Inge­nieuren,  erden. Beim Thema Sicherheit unterstützen wir Unternehmen, Bewusstsein zu schaffen und für Risiken zu sensibilisieren. Ein Großteil der Gefahren droht von innen. Das kann gezielte Manipulation von Mitarbeitern sein, aber auch schlichtes Fehlverhalten wie der unbedachte Umgang mit USB-Sticks oder anderen Devices. Nur wer die Gefahren kennt, kann ihnen begegnen.

q / Wagen wir einen Blick in die Zukunft: Haben Sie eine Vision von der nächsten Generation der Smart Factory?

a / Ich bin sicher, dass sich die intelligente Fabrik der Zukunft deutlich stärker selbst steuern wird, alsdies heute der Fall ist. Je nach ­aktuellen Umständen und individuellen Anforderungen organisiert sich der Fertigungsprozess neu, werden Arbeitsschritte angepasst oder umgestellt. Eine entscheidende Zukunftsfrage ist, welche Rolle der Mensch in diesen intelligenten Produktionsnetzwerken spielt. Meine Überzeugung ist, dass der Mensch als Erfahrungsträger weiter zentraler Bestandteil bleiben wird. Die Chancen der Digitalisierung überwiegen die Risiken – auch für den Einzelnen. Deshalb bin ich guter Dinge, dass die sichere Smart Factory der Zukunft den Menschen neue Freiräume gibt, um die Welt noch nachhaltiger und lebenswerter zu gestalten. 


»WIR BRAUCHEN INTERNATIONALE STANDARDS UND VEREINBARUNGEN«

HAZEL HENDERSON

Dr. h. c. Hazel Henderson
27. März 1933 in Bristol / GB


Die Unternehmerin und Journalistin Hazel Henderson beschäftigt sich seit über fünf Jahrzehnten mit der Zukunft der Weltwirtschaft und der Umwelt.

Die gebürtige Britin emigrierte in den 1950er-Jahren in die USA und studierte Nachhaltigkeitsökonomie. In den darauffolgenden Jahrzenten hatte Henderson leitende Funktionen in einer Reihe von NGOs inne.

Im Jahr 2004 gründete Henderson in Florida ihr eigenes Medienunternehmen Ethical Markets Media, das sie bis heute führt.

Industrie 4.0, die digitale Fabrik der Zukunft, bietet viele Chancen, birgt aber auch Risiken. Wie sehen Sie das, Frau Henderson?

a / Die aktuelle öffentliche Diskussion weist zahlreiche Parallelen zur Automatisierung der US-Wirtschaft auf, ein Thema, mit dem ich mich seit den 1960ern beschäftige. Viele Zukunftsforscher wie ich waren damals und sind heute der Ansicht, dass diese Entwicklungen eine Chance zur Verbesserung der Bedingungen für Arbeiter und für die Gesellschaft bieten. Wir hatten eine Welt vor Augen, in der Menschen mehr Zeit für Sport, Reisen, Kunst und Weiterbildung haben. Mit der fortschreitenden Automatisierung gingen zahlreiche Arbeitsplätze in der Industrie verloren. Gleichzeitig musste jedoch die Kaufkraft gewahrt bleiben, um den Absatz der vielfältigen, von effizienten Maschinen in modernen Fabriken produzierten Güter am Laufen zu halten. Viele, darunter auch der Wirtschaftswissenschaftler Milton Friedman, forderten ein garantiertes Mindesteinkommen in Form einer negativen Einkommensteuer. Bei diesen Vorschlägen stand nicht der reine Wohltätigkeitsgedanke im Vordergrund, vielmehr zielten sie darauf ab, bürokratische Hemmnisse zu beseitigen und gleichzeitig die Kaufkraft in der Volkswirtschaft insgesamt aufrechtzuerhalten.

q / Milton Friedmans Ideen erleben gerade ein Comeback, zum Beispiel im Oman und in Finnland.

a / Ja, ich verfolge die Entwicklung in diesen Ländern. Es gab schon in den 1970er-Jahren Experimente, die zeigten, dass das Mindesteinkommen nicht dazu führte, dass die Versuchsteilnehmer träge wurden. Stattdessen schulten sie ihre Fähigkeiten, investierten in ihre kleinen Unternehmen und zeigten bürgerschaftliches Engagement. Diese Themen begegnen uns heute wieder. Ein Beispiel hierfür sind Unternehmen aus dem Silicon Valley, die das Internet der Dinge, zum Beispiel automatisierte Fahrzeuge, vorantreiben. Diese Unternehmen sehen sich aufgefordert, den aus ihren Technologien resultierenden Arbeitsplatzverlusten etwas entgegenzusetzen und soziale Verantwortung zu übernehmen. Die traditionelle Wirtschaftslehre geht davon aus, dass immer eine ausreichende Zahl neuer Arbeitsplätze entstehen wird. Die neuesten Entwicklungen sprechen jedoch gegen diese Annahme.

»Sicherheitsfragen gewinnen immer stärker an Bedeutung und bekommen eine neue Qualität. Man denke an Schlagwörter wie Terrorismus, Cyberkriminalität, Überwachung, Verlust der Privatsphäre und Einkommenssicherheit.«

q / Frau Henderson, welche Bedeutung messen Sie der Sicherheit bei?

a / Sicherheitsfragen gewinnen immer stärker an Bedeutung und bekommen eine neue Qualität. Man denke an Schlagwörter wie Terrorismus, Cyberkriminalität, Überwachung, Verlust der Privatsphäre und Einkommenssicherheit. Vor diesem Hintergrund sehen wir eine Gegenbewegung zu dem Hype, der um das Internet der Dinge gemacht wird, auf die ich in meinem Artikel „Die Idiotie der Dinge“ („The Idiocy of Things“) näher eingehe.

q / Was bedeutet „Idiotie der Dinge“ für Sie?

a / Einige der neuen Technologien sind nicht gut durchdacht. Ein Beispiel: Viele der Gadgets, die im Zuge des Trends „Smart Home“ gewinnbringend vermarktet wurden, haben ihren Besitzern Unannehmlichkeiten beschert. Smarte Schließanlagen konnten von Einbrechern gehackt werden. Social-Media-Unternehmen machten die digitale Datenflut zu ihrem Geschäft und veräußern diese an Broker, Versicherungsgesellschaften und Werbetreibende.

Das ist der Grund, warum ich für eine Ausweitung von Habeas Corpus plädiere, einem englischen Gesetz aus dem Jahr 1215, das das Prinzip auf Selbstbestimmung über den eigenen Körper begründet. Heute brauchen wir dieses Gesetz in Bezug auf Informationen, um sicherzustellen, dass auch unsere Gedanken und all unsere personenbezogen Daten uns gehören.

q / Wie lange wird es noch dauern, bis Fabriken großflächig gehackt werden und Industrieroboter Amok laufen?

a / Ich glaube nicht, dass künftig Hacker oder wütende Arbeiter, die ihre Jobs verloren haben, die Kontrolle über Fabriken und Roboter übernehmen werden. Stattdessen sehe ich politische Bewegungen, die sich gegen Dislokation und Enteignung wenden, ähnlich dem Populismus von heute. Cyberkriminalität wird weiter ein Thema sein, und Cyberkriminelle werden über Hackerangriffe auf Unternehmen und Regierungsbehörden hinaus auch versuchen, Einfluss auf den Ausgang von Wahlen zu nehmen. Der Stuxnet-Virus hat uns gezeigt, wie solche Schadsoftware auf technische Infrastruktur Einfluss nehmen kann. Wir brauchen internationale Standards und Vereinbarungen, um lebenswichtige Infrastruktur vor Cyberangriffen zu schützen.

q / Frau Henderson, Sie haben deutlich gemacht, dass Sie dem Internet der Dinge und der zunehmenden Interkonnektivität in Fabriken kritisch gegenüberstehen. Werfen wir einen Blick in die weitere Zukunft: Was erwarten Sie von der nächsten Generation smarter Fabriken und Industrie 4.0?

a / Geschäftsmodelle müssen sich über den früheren Kapitalismus hinaus entwickeln und den Kernpunkten soziale Verantwortung, Transparenz und Rechenschaftspflicht Rechnung tragen. Ein wahrscheinliches Zukunfts­szenario ist, dass genossenschaftliche Unternehmen, die laut UN weltweit bereits heute mehr Mitarbeiter beschäftigen als alle gewinnorientierten Unternehmen zusammen, an Bedeutung gewinnen werden. Gleichzeitig werden wir einen Trend hin zu Arbeitnehmerverbänden sowie zu Arbeitnehmervertretern im Management beobachten, wie das in Deutschland heute bereits der Fall ist. Gewinn­orientierte Unternehmen wird es weiterhin geben, möglicherweise werden sie aber in vielen Volkswirtschaften weniger stark vertreten sein als bisher.