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Wie Industrie 4.0 die Integration von Nachhaltigkeit in Innovationsprozesse fördern kann

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Interview mit Dr.-Ing. Dagmar Dirzus, Geschäftsführerin der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA), VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V. und Univ.-Prof. Dr. Marion A. Weissenberger-Eibl, Inhaberin des Lehrstuhls Innovations- und TechnologieManagement iTM am Karlsruher Institut für Technologie KIT und Leiterin des Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe.


Welchen Beitrag kann Industrie 4.0 dazu leisten, die Integration von Nachhaltigkeitszielen und -standards in Innovationsprozessen zu fördern?

Dirzus: Es geht darum, neue Messgrößen für den nachhaltigen Unternehmenserfolg zu identifizieren und zu etablieren. Im Zuge der öffentlichen und medialen Diskussion, aber auch in vielen Unternehmen, hat die Frage nach einer nicht bloß technologischen, sondern auch organisationalen Umgestaltung der Unternehmen an Bedeutung gewonnen. Es geht dabei um neue Arten der Führung, einen Wandel vom etablierten Anbieter-Kunden-Verhältnis hin zu agilen, flexiblen, digital unterstützten Wertschöpfungs-Netzwerken. Und es geht zunehmend auch darum, wie sich Erfolge dieser ganzen Initiativen und Aktivitäten geeignet messen lassen. Hier scheinen die etablierten Performance-Kennzahlen („Key Performance Indicators", "KPI") nicht mehr ausreichend.

Wir müssen nach neuen Kennzahlen suchen, die mehr als rein monetäre Bewertungsfaktoren berücksichtigen.

Können Sie ein Beispiel geben?

Dirzus: Ein Beispiel ist das häufig zitierte „Learning KPI", also die Frage, was das Unternehmen und seine Mitarbeiter aus einer konkreten (Digitalisierungs-)Initiative gelernt haben - unabhängig davon, ob sie finanziell (kurzfristig) erfolgreich ist. Damit wird vordergründig vielleicht kein Geld verdient. Tatsächlich verfügen aber viele - wenn nicht die meisten - Unternehmen über keine oder nur sehr begrenzte Kompetenzen in Hinblick auf Industrie 4.0 im Sinne systematischer Geschäftsmodell-Innovation. Es fehlen Prozess- und Methoden-Kenntnisse, geeignete Strukturen - und häufig selbst das Bewusstsein für die Notwendigkeit des zeitnahen Handelns. Wichtig ist also, Innovationsprojekte nicht (ausschließlich) nach Ihrem finanziellen „Return on Investment" zu bewerten, sondern vielmehr zu fragen, wie sie dazu beitragen können, die Wettbewerbsposition des Unternehmens mittel- bis langfristig zu stärken.

Zieht man, davon unabhängig, eine vorwiegend wirtschaftliche Betrachtung heran, so ist eine konkrete Auswirkung von Industrie 4.0 eine potenzielle Reduktion von Fehlplanungen in der Produktion.

Warum?

Dirzus: Weil eine bessere Prognosefähigkeit hinsichtlich der zu erwartenden Auftragseingänge sowie eine adaptive Fertigung und flexiblere Supply Chains dazu führen werden, dass weniger „auf Verdacht" und mehr „on Demand" produziert wird. Entsprechend werden weniger Fehlproduktionen, unsinnige Materialtransporte und teure Lagerungen nötig sein. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, mit den begrenzten Ressourcen der Erde nachhaltiger zu wirtschaften. Denn wo nur das produziert wird, was auch benötigt wird, muss auch nur abgebaut und transportiert werden, was als Grundlage dafür notwendig ist. Damit einher geht die Notwendigkeit, schon im Zuge des Innovationsprozesses neue Produkte, Prozesse und Geschäftsmodelle so zu gestalten, dass sie (mindestens teilweise) zur Erfüllung dieser erklärten Ziele beitragen.

Weissenberger-Eibl: Nachhaltigkeitsziele in Innovationsprozessen zu integrieren wird zukünftig eine große Herausforderung sein. Im Zuge der Diskussion des Lenkungskreises der Wissenschaftsplattform Nachhaltigkeit 2030 habe ich vor allem einen Punkt besonders herausgestellt.

Aus meiner Sicht kann diese überschrieben werden mit: Priorisieren auf der Basis von Effektivitäts-Kennwerten. Um die Umsetzung der Sustainable Development Goals voranzubringen, erscheint es insbesondere wichtig, die verschiedenen Handlungsoptionen nach Effektivität zu priorisieren. Ein Nebeneinander von gleichrangigen Optionen birgt die Gefahr der vollständigen Handlungsunfähigkeit. Daher sollten die verschiedenen Maßnahmen nach Relevanz und Effektivität bewertet werden. Basis dafür sind zunächst differenziertere Indikatoren. Da es sich um hoch komplexe Zusammenhänge handelt sind zusätzlich Modelle wichtig, um Handlungswirkungen abschätzen zu können. Darüber hinaus gilt es aus meiner Sicht den Aspekt der sozialen Innovation im Kontext von Innovationsprozessen mehr Augenmerk zu schenken.

Welche Rolle spielt Innovation für den VDI?

Dirzus: Innovation - also die stetige Fähigkeit zur Erneuerung ist der Kern aller Technologien und Geschäftsmodelle und damit ist Innovationsfähigkeit die bedeutendste Kompetenz unserer Wirtschaft. Innovationsfähigkeit und strategische Flexibilität sind die Kernkompetenzen jedes Unternehmens. Die damit einhergehende, notwendige Agilität, Transparenz und dezentrale Entscheidungsfindung bedeuten in der Konsequenz grenz- und hierarchieübergreifende Zusammenarbeit.
Diese muss kulturell verankert werden.

Was bedeutet das konkret?

Dirzus: In den Unternehmen muss dabei die Balance zwischen Wandlungsfähigkeit und Robustheit gefunden werden, denn in einer Umgebung, in der sich alle Faktoren dynamisch ändern, kann eine Organisation nicht hierarchisch und bürokratisch geführt werden (Westkämper 2016). Das ist kein leichtes Unterfangen und geht auch nicht von heute auf morgen und bedeutet auch, denn Selbstorganisationsprozesse sind der einzige Weg (Obermaier 2016). Dazu muss die Führungskraft zum Beziehungsmanager werden, denn die Belegschaft fordert Transparenz, Verhältnis auf Augenhöhe, Anerkennung und Wertschätzung der Kompetenzen und des individuellen Stellenwerts. Wissenstransfer muss durch flexible, rotationsähnliche Zusammenarbeit in verschiedenen Teams erhöht werden und die bedarfsgerechte Ausrichtung auf Breite und Detailtiefe fordert einen Netzwerkcharakter. Dies gilt es, durchgängig begreifbar zu machen. Hier ist auch eine Frage der Reife von Unternehmen für diesen Wandel eine zentrale Fragestellung.

Was können Sie vom VDI aus tun?

Dirzus: Wir können für das Thema sensibilisieren, doch die Realisierung muss in den Unternehmen stattfinden. Diese müssen sich selbst transformieren und auf diese Weise sicherstellen, dass sie auch in der Digitalen Transformation konstante Innovationen leisten können. Angesichts einer Überlebensdauer von durchschnittlich gerade einmal 17 Jahren von Unternehmen in Deutschland, ist der Transformationsdruck enorm hoch, doch haben wir immer noch das Gefühl, dass die Realisierungsquote recht niedrig ausfällt.

Weissenberger-Eibl: Am Anfang der Innovation steht die Idee. Doch eine gute Idee wird nicht automatisch zu einer Innovation. Erst wenn sie auf dem Markt Erfolg hat - egal ob als neues Produkt, als neue Technologie oder als neuer Prozess - spricht man von einer Innovation. Innovationen setzen sich am ehesten durch, wenn sie für den Menschen spür- und messbare Vorteile bringen, beispielsweise eine kostengünstigere Produktion, weniger Nebenwirkungen bei Medikamenten, die Nutzung nachwachsender Rohstoffe oder eine einfachere Nutzung von bestehenden Produkten. Ob diese Vorteile vorhanden sind, wird bereits in einem sehr frühen Stadium des Innovationsprozesses in den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen von Unternehmen abgeklärt.


Was braucht Innovation?

Weissenberger-Eibl: Innovation braucht Offenheit, braucht widerstrebende Perspektiven, Ansichten und Denkweisen. Sie braucht den offenen Wettstreit der Ideen ohne vorschnelle Selektion. Und sie braucht Nachhaltigkeit: die Bereitschaft, die Folgen auch tragen zu wollen, wenn das Neue in der Welt ist. Innovation hat immer sehr viel damit zu tun, etwas ganz anderes, Neues zu entwickeln und auszuprobieren, das vielleicht wegführt von tradierten Pfaden. Wichtig sind dabei vor allem die Neugier und der Mut, es tatsächlich auszuprobieren, auch wenn es kritische Reflexionen oder Meinungen dazu gibt. Man ist dabei immer ein Stück weit Avantgarde, also Vorreiter, insofern spielt die Innovationskultur in all ihren Facetten eine entscheidende Rolle.

Dazu gehört neben Kreativitäts- und Lernkultur etwa eine konstruktive Fehlerkultur, welche erkannte Schwächen und Mankos nicht ignoriert oder sogar vertuscht, sondern vielmehr zur Weiterentwicklung und Optimierung nutzt. Ein solches Lernen basiert auf dem offenen Umgang mit Fehlern, deren Analyse und dem strukturierten Ableiten von Verbesserungspotenzialen. Für mich persönlich ist eine Kultur der Neugier besonders wichtig. Denn nur das Interesse an unserer Umwelt und stetiges (Hinter-)Fragen können Innovationen hervorbringen. Dabei sind die gesellschaftlichen Rahmenbedingungen von Bedeutung, wie etwa die Bereitschaft der Bürger, neue Technologien aufzunehmen - was ein gewisses Maß an Offenheit erfordert.

Wie und wo gelingt es aufgrund neuer technologischer und prozessualer Möglichkeiten im Bereich Industrie 4.0 Nachhaltigkeitsziele besser zu erreichen?

Dirzus: Erste Umsetzungserfolge zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen durch Industrie 4.0 sind inzwischen erreicht worden. Beispielhaft beschreibt die kürzlich erschienene VDI-Studie „Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 - Potenziale für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des verarbeitenden Gewerbes" neben allgemeinen Möglichkeiten zur Steigerung dieser Ressourceneffizienz auch konkrete Use-Cases, in denen teils beeindruckende, messbare Erfolge dokumentiert sind.

So können durch Industrie 4.0 beispielsweise Strom- und Materialverbrauch gesenkt und die Produktion von Abfällen vermindert werden. Auch können unnötige Transporte reduziert, weniger fehlerhafte Teile produziert und Lagerkapazitäten effektiver genutzt werden. Dabei wurden Einsparungen bis zu 25 Prozent und darüber realisiert.

Interessant ist dabei die ebenda getroffene Feststellung, dass „die Steigerung der Ressourceneffizienz [...] beim Einsatz digitaler Technologie in den meisten Fällen nur als ein Nebeneffekt angesehen [wird], der z.B. mit der Prozessautomatisierung einhergeht".

Entsprechend fehlt es vielen Unternehmen an einer systematischen, kontinuierlichen Kontrolle ihrer Ressourceneinsparungen durch Industrie 4.0 (weil diese einfach nicht erfasst werden) - und damit an der Grundlage für eine wesentliche Planungsgröße: Ressourceneffizienz als Grundlage einer höheren Wettbewerbsfähigkeit.

Was kann der VDI in diesem Zusammenhang tun?

Dirzus: Um Unternehmen entsprechend zu unterstützen, stellt der VDI im Rahmen seiner Studie ein Tool zur Potenzialanalyse der Ressourceneffizienz im Unternehmen sowie Handlungsempfehlungen zur Digitalen Transformation zur Verfügung.

Natürlich können diese Werkzeuge nur dann eine tatsächliche Steigerung der Ressourceneffizienz und damit mehr Nachhaltigkeit in der Produktion bewirken, wenn sie angenommen und angewendet werden. Hier sind die deutschen Unternehmen und Unternehmer in der Verantwortung, mit Hilfe dieser und ähnlicher Hilfsmittel die eigene Innovation voranzutreiben.

Weissenberger-Eibl:
Interessant dürfte in diesem Zusammenhang ein weiteres Forschungsprojekt des Fraunhofer ISI sein: Energiebenchmark-Modul für nicht-energieintensive Betriebe. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen stets innovationsfähig sein, rechtzeitig strategische Investitionen tätigen und ihre Ausgaben im Blick behalten. Dies gilt aber nicht allein für die Entwicklung von Produkten oder Dienstleistungen, sondern auch für den Energieverbrauch, der für produzierende Betriebe ein bedeutender Kostenfaktor ist. Vor dem Hintergrund schwankender Energiepreise, einer verschärften Energie- und Umweltpolitik sowie eines gesellschaftlichen Wandels hin zu mehr Nachhaltigkeit spielt das Thema Energieeffizienz für Unternehmen eine immer wichtigere Rolle. In diesem Kontext hat das Fraunhofer ISI ein Energiebenchmarking-Modul entwickelt, das Unternehmen seit Juni 2016 zur Verfügung steht.

Was ist Ziel des Benchmarkings?

Weissenberger-Eibl: Ziel ist es, das Wissen der Unternehmen beim Thema Energiesparen zu verbessern, ihr Bewusstsein hierfür zu schärfen und ihnen konkrete Einsparbereiche aufzuzeigen. Katharina Mattes, die das Projekt zur Entwicklung des Energiebenchmarking-Moduls leitete, beschreibt dessen Nutzen für Unternehmen: „Die Themen Energieeffizienz und Energieeinsparung gewinnen für Unternehmen an Bedeutung, weil sie zusätzliches Kapital freilegen, das die Betriebe anderweitig nutzen und so ihre eigene Wettbewerbsfähigkeit stärken können. Dies belegen auch Zahlen aus unseren Studien: So blickt jeder dritte größere Betrieb aus dem Verarbeitenden Gewerbe und fast jedes vierte KMU konsequent auf die Energieeffizienz, wenn es um zukünftige Investitionsentscheidungen zum Kauf neuer Maschinen und Anlagen geht."

Die Unternehmen erhalten über das Energiebenchmarking-Modul Auskunft zu technischen und organisatorischen Energieeffizienz-Maßnahmen. Zudem können sich die Betriebe anhand von unterschiedlichen Betriebsgrößen oder der Seriengröße in der Produktion selbst in Vergleichsgruppen einteilen und sich so gezielt mit Wettbewerbern messen. Das Energiebenchmarking ersetzt keinen Energie-Audit, liefert aber wichtige erste Hinweise bei der Suche nach Ansatzmöglichkeiten zur Energieeinsparung.

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