Das vor zehn Jahren vorgestellte Konzept der Industrie 4.0 – die vierte industrielle Revolution - hat sich mit zentralen Versprechen insbesondere an die produzierende Industrie gerichtet. Im Kern steht sie für eine intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien. Diese sollte neue Möglichkeiten schaffen: Eine flexible und besser geplante Produktion, die wandelbare Fabrik mit modularen Produktionssystemen, das nähere Zusammenrücken von Konsument und Produzent, die optimierte Logistik, die Nutzung von Daten für neue Geschäftsmodelle und eine ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft.

Prozess oder Mensch im Fokus?

Im Kern der Umsetzung der Industrie 4.0 steht aber ein zentrales Problem: Die Produktion und ihre digitale Landschaft werden von der Technologie, vom Prozess her – und nicht vom Menschen aus gedacht. Damit entstehen nach wie vor starre technische Landschaften, die die Bedürfnisse der Menschen nicht oder nur unzureichend erfüllen. Die Folgen sind vielschichtig: Von fehlender Innovationsgeschwindigkeit und zunehmender Veränderungsmüdigkeit bis hin zur Frustration von Mitarbeitern und Führungskräften mit dem Status quo und der Entwicklung von Ängsten und Abneigungen gegen Zukunftstechnologien – vielfach spürbar am Beispiel KI.

Kein Wunder, wenn man sich vergegenwärtigt, wie IT-Projekte in der Produktion oft gestaltet sind: Lange Anforderungsanalysen und Lastenheftphasen – oft nur mit externer Beraterunterstützung zu bewältigen. Langatmige Lenkungskreise und Steering Committees mit vielen Folien. Gefolgt von langwierigen Entwicklungs- und aufwendigen Schulungsprozessen. Am Ende ist eine monolithische Software das Resultat, und die künftigen Nutzer schütteln den Kopf. Änderungen sind kostspielig und sehr zeitintensiv. Das Ergebnis: Operative Einheiten versuchen derartige Projekte zu vermeiden und wenn es unvermeidlich ist, müssen zumindest die Anforderungen sitzen – denn rund zehn Jahre ist eine neue Software durchschnittlich im Einsatz. Ein genauso verständlicher wie schädlicher Zyklus: Denn Stillstand ist Gift für die kontinuierliche Verbesserung, und speziell davon leben hocheffiziente Fabriken.

Den Menschen in den Fokus rücken

Einige Unternehmen zeigen sehr eindrucksvoll, dass dies auch anders geht: Mitarbeiter, die sich aktiv in der Weiterentwicklung ihrer digitalen Arbeitsumgebung engagieren, in einer anpassungsfähigen und modularen IT-Landschaft. In einer Kultur, die von Vertrauen und Eigenverantwortung geprägt ist. Genau dies sind die Unternehmen, in denen neue Technologien wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz aus Mitarbeiter-Initiativen heraus Einsatz finden - und die Digitalisierung die nächsten Quantensprünge in Effizienz und Produktivität ermöglicht. Solche Werke werden zurecht von Mitarbeitern und Kunden als “Digital Leaders” angesehen.

Entscheidend ist: Es braucht einen Paradigmenwechsel. Arbeitsweise, Technologie und Kultur müssen gemeinsam gedacht werden, damit die digitale Transformation tatsächlich gelingt. Fabriken und ihre Prozesse müssen als wandlungsfähiges soziotechnisches Ökosystem gedacht werden. Adaptionsfähigkeit ist ein zentrales Gestaltungskriterium. Der Mensch steht im Mittelpunkt.

Die folgenden technischen, organisatorischen und kulturellen Aspekte zeichnen das Arbeiten in der Mitarbeiter-gerechteren Industrie aus:

Die Cloud als Rückgrat

Die Cloud bildet das Rückgrat des humanzentrierten digitalen Ökosystems. In einer flexiblen und dynamischen Infrastruktur entstehen Schritt für Schritt Lösungen für die Herausforderungen des täglichen Tuns. Die Cloud führt als Backbone Daten der unterschiedlichen Systeme zusammen, sprich Daten aus ERP- und MES-Systemen. Dies können aber genauso die über die Zeit in vielen Werken gewachsenen lokalen oder zentralen Datenbanken sein, die Funktionalitäten von Einzelprozessen abbilden. Von den Standzeit-Informationen der Werkzeuge bis zu den Messdaten aus Koordinatenmessmaschinen. Die Cloud verdichtet sämtliche Daten, macht sie zentral verfügbar, sodass jederzeit und von überall aus ein effizienter und zugleich sicherer Zugriff möglich ist. Für jeden Anwender, der die Daten benötigt. Die konsequente Abkehr von Datensilos auf deren Daten sich nur mit großen Anstrengungen durch Drittsysteme zugreifen lässt. Dies ergibt eine gewisse  Datendemokratie.

Vertrauen in die Digitalkompetenz

„Dinge ausprobieren, schnell ins Tun kommen.” – Ein Aspekt der für erfolgreiche Veränderungsprozesse enorm wichtig ist. Denn durch Veränderungsdynamik entsteht Spaß an der Entwicklung, wird Wandel greifbar, entsteht Lust auf mehr. Dies beinhaltet auch das Nutzen von Rapid Prototyping-Technologien, wie dem kurzzyklischen Entwickeln von Mockups direkt gemeinsam mit den künftigen Anwendern einer Applikation. So können innerhalb weniger Tage klickbare Oberflächen von Anwendungen entstehen, iterativ weiterentwickelt und interaktiv optimiert werden. Ein solches Arbeiten bedeutet auch eine neue Dimension an Fehlertoleranz. Denn es besteht die Möglichkeit, die Lösung von gestern durch etwas Besseres ersetzen zu können. Anforderungen verändern sich, Prozesse verändern sich und Menschen lernen dazu. Das modulare Design der digitalen Landschaft, auch „composable IT-Architecture“ genannt, ermöglicht es neue Funktionen hinzuzunehmen, genauso einfach wie das bewusste Abschalten einer nicht mehr benötigten Funktion oder eines obsoleten Funktionsmoduls.

Software-as-a-Service nutzen

Werke sollten sich auf das konzentrieren was sie besonders gut können: Produzieren. Die Entwicklung, den Betrieb und die kontinuierliche Weiterentwicklung modularer IT-Anwendungen können spezialisierte Zulieferer besser und dank skalierbarer Geschäftsmodelle in der Regel auch signifikant kostengünstiger gestalten. Software als Dienstleistung einkaufen, nur für das bezahlen was auch tatsächlich genutzt wird, und ohne große Transformationsprojekte auch Anbieter wechseln zu können: Dieses Paradigma bildet die Grundlage für Anpassbarkeit und Kosteneffizienz.

Start in das wandlungsfähige digitale Ökosystem

Der Start in das wandlungsfähige digitale Ökosystem muss weder schwierig noch aufwendig sein. Denn auch Veränderungsprozesse sind neu zu denken. Konkret starten lässt sich mit einem Orientierungsgespräch. Was ist die Vision für die Digitalisierung eines Werkes? Welche Erfolge konnten bereits erzielt werden? Wo sind die größten Schmerzen der operativen Einheiten? Gibt es eine Digitalisierungs-Roadmap? Viele Werke haben hier bereits sehr konkrete Planungen.

Falls nicht, ist in einem ersten Schritt gemeinsam eine Vision und Priorisierung der Handlungsfelder zu entwickeln. Dazu hat sich ein strukturiertes Workshop-Format etabliert, das sowohl als Präsenzveranstaltung als auch rein virtuell erfolgreich ist: In einem interdisziplinären Setup kommen Führungskräfte und Experten der operativen Bereiche zusammen – aus Produktion, Qualitätssicherung, Logistik sowie der IT. Gemeinsam mit Experten lässt sich anhand von typischen Handlungsfeldern der Ist-Zustand und ein angestrebter Soll-Zustand ermitteln. Auf dieser Basis erfolgt eine Priorisierung und die Formulierung von konkreten Projektbeschreibungen als One-Pager. Nach zwei halben Tagen wissen die Beteiligten sehr klar wo sie stehen und welche Ziele sie als nächstes angehen werden.

Der Praxiseinsatz

In der Regel können erste Benefits direkt mit der Implementierung einer verfügbaren App aus der Manufacturing Excellence Cloud gehoben werden. Dabei setzen die Experten konsequent auf ein kleinschrittiges Vorgehen: Es sollte also bewusst nicht sofort der unternehmensweite Roll-out geplant werden. Deutlich bessere Erfahrungen sind in der Anwendung in Pilotbereichen zu erkennen. Am ehesten eignen sich Teams, die einen hohen Leidensdruck einerseits und eine Offenheit für digitale Lösungen anderseits mitbringen. Sind sie als Pilotnutzer gewonnen, erfolgt ein Roll-out und die Adoption durch andere Bereiche ohne große Kraftanstrengung.

Der Autor: Dr. Jan-Marc Lischka ist Co-Founder der 5thIndustry GmbH

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Ist die benötigte Applikation nicht verfügbar beziehungsweise konfigurierbar, ist der nächste Schritt ein Co-Creation-Prozess. Das Miteinbeziehen der Endnutzer ist dafür entscheidend. Gemeinsam mit den Anwendern wird in kurzzyklischen Sprints gemäß Design Thinking ein gemeinsames Verständnis über die Anforderung an eine Lösung erarbeitet. Und dies ohne umfangreiche Dokumentationen und langwierige Meetings. Gestartet wird direkt mit einem Rapid Prototyping-Prozess, in dem die einzelnen Module einer Anwendung als Mockups von den Experten gemeinsam mit Vertretern der Kunden entwickelt und iterativ optimiert werden. Im Endergebnis steht ein von allen Beteiligten akzeptierter Prototyp. Dieser bildet das vollständige Nutzererlebnis ab, jedoch noch ohne technische Funktionalitäten zu besitzen. Die Implementierung bis zum Minimum Viable Product (MVP) erfolgt im nächsten Schritt. Auch bei der App-Entwicklung ist eine modulare Vorgehensweise ratsam. Dies ermöglicht, ein Feature in der Praxis zu testen und auf Basis realer Nutzungserfahrung weiterzuentwickeln, und so evolutionär zu optimieren.