Die Mitarbeiter und die Digitalisierung

»Es ist Zeit für die fünfte Industrie«

27. Mai 2022, 18:35 Uhr | Dr. Jan-Marc Lischka
Dr. Jan-Marc Lischka, Co-Founder der 5thIndustry GmbH
Dr. Jan-Marc Lischka, 5thIndustry GmbH: »In der fünften Industrie wird die Fabrik zu einem Ort zeitgemäßen digitalen Arbeitens.«
© 5thIndustry GmbH

Folgt jetzt nach Industrie 4.0 schon Industrie 5.0? Nicht ganz - aber das von 5thIndustry propagierte Konzept einer am Menschen ausgerichteten digitalen Transformation geht in die Richtung. Konsequenterweise nennt das Unternehmen seinen Ansatz auch „die fünfte Industrie“. Doch was steckt dahinter?

Digitalisierung in der Produktion ist schon seit Jahren ein heiß diskutiertes Thema. Seit langem investiert die Branche massiv in den Ausbau der digitalen Infrastruktur in Werken und Fabriken - Stichwort: Industrie 4.0. Nichtsdestotrotz ist der Arbeitsalltag in vielen Fabriken noch überraschend wenig digital: Instandhaltungsarbeiten werden per Telefon koordiniert, Sicherheitsrundgänge auf Papier dokumentiert und produktionskritische Daten händisch an Shopfloor-Tafeln notiert. Dies verdeutlicht: Die Digitalisierung ist trotz der sogenannten vierten industriellen Revolution vielerorts noch nicht existent. Und dies, obwohl wir privat inzwischen ganz anders - überwiegend digital - arbeiten.

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Die zentralen Versprechen der Industrie 4.0 – zu oft in der Praxis nicht eingelöst

Das vor zehn Jahren vorgestellte Konzept der Industrie 4.0 - die vierte industrielle Revolution - richtet sich mit zentralen Versprechen besonders an die produzierende Industrie. Im Kern steht laut der Plattform Industrie 4.0 die »intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien.« Sie soll neue Möglichkeiten schaffen: Eine flexible und besser geplante Produktion, die wandelbare Fabrik mit modularen Produktionssystemen, das nähere Zusammenrücken von Konsumenten und Produzenten, 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 - und nicht vom Menschen her 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 sowie 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 waren: Lange Anforderungsanalysen und Lastenheftphasen – oft nur mit externer Beraterunterstützung zu bewältigen. Langatmige Lenkungskreise und Steering Committees mit vielen Folien, gefolgt von langwierigen Entwicklungs- und aufwändigen 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 sie unvermeidlich sind, müssen 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.

Die fünfte Industrie - die Menschen in den Fokus rücken

Manche Unternehmen zeigen sehr eindrucksvoll, dass dies auch anders geht: Mitarbeiter, die sich aktiv für die 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 Machine Learning und künstliche Intelligenz aus Mitarbeiterinitiativen heraus Einsatz finden - und die Digitalisierung die nächsten Quantensprünge in Effizienz und Produktivität ermöglicht. Solche Werke werden zu Recht von Mitarbeitern und Kunden als „Digital Leaders“ angesehen. Wir nennen es die „fünfte industrielle Revolution“.

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 Ecosystem gedacht werden. Adaptionsfähigkeit ist ein zentrales Gestaltungskriterium. Der Mensch steht im Mittelpunkt.

Die folgenden technischen, organisatorischen und kulturellen Aspekte zeichnen das Arbeiten in der fünften Industrie aus.

Datendemokratie - die Cloud als Rückgrat des digitalen Ecosystems: Die Cloud bildet das Rückgrat des humanzentrierten digitalen Ecosystems. 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 in vielen Werken allmählich gewachsenen lokalen oder zentralen Datenbanken sein, die Funktionalitäten von Einzelprozessen abbilden - von den Standzeitinformationen der Werkzeuge bis zu den Messdaten aus Koordinatenmessmaschinen. Die Cloud verdichtet sämtliche Daten und macht sie zentral verfügbar, sodass jederzeit und von überallher ein effizienter und zugleich sicherer Zugriff möglich ist, und zwar für jeden Anwender, der die Daten benötigt. Die konsequente Abkehr von Datensilos, auf deren Daten nur mit großen Anstrengungen durch Drittsysteme zugegriffen werden kann. Wir nennen es Datendemokratie.

Vertrauen in die Digitalkompetenz der Mitarbeiter: Die Mitarbeiter sind das größte Potenzial jedes Unternehmens, jeder Produktion. Denn sie haben Ideen, treiben Veränderung voran und begeistern sich für Innovationen. Mitarbeiter haben die entscheidenden Ressourcen und Fähigkeiten für den digitalen Wandel. Es geht dabei weniger um das technische Detail oder Spezialwissen, sondern darum, Vorstellungskraft zu entwickeln, wie digitale Lösungen zur Vereinfachung der alltäglichen Arbeitsabläufe beitragen. Es geht um Veränderungskompetenz – genau das, was Mitarbeiter haben, unabhängig von Hierarchiestufe und Funktion. Konkret bedeutet das: Die Shopfloor-Mitarbeiterin ist genauso wichtig für die digitale Transformation wie der IT-Leiter.

Modulare Herangehensweise und Fehlertoleranz: »Dinge ausprobieren, schnell ins Tun kommen.« Wir alle wissen, wie wichtig dies für erfolgreiche Veränderungsprozesse ist. Denn durch Veränderungsdynamik entsteht Spaß an der Entwicklung, wird Wandel greifbar, entsteht Lust auf mehr. Dies umfasst auch die Nutzung 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 werden und interaktiv optimiert werden. Das Arbeiten in der fünften Industrie bedeutet auch eine neue Dimension von Fehlertoleranz. Denn es besteht die Möglichkeit, die Lösung von gestern durch etwas Besseres zu ersetzen. 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: SaaS ist ein wichtiges Element der fünften Industrie. Denn 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 meist 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 der fünften Industrie bildet die Grundlage für Anpassbarkeit und Kosteneffizienz.

Der Start in die fünfte Industrie – wie geht es konkret?

Intuitive Anwendungen auf digitalen Endgeräten bilden den zentralen Interaktionspunkt der Mitarbeiter mit ihrer technologischen Umgebung.
Intuitive Anwendungen auf digitalen Endgeräten bilden den zentralen Interaktionspunkt der Mitarbeiter mit ihrer technologischen Umgebung.
© 5thIndustry GmbH

Der Start in das wandlungsfähige digitale Ecosystem der fünften Industrie muss weder schwierig noch aufwändig sein. Denn auch Veränderungsprozesse sind neu zu denken. Konkret startet man mit einem Orientierungsgespräch. Was ist die Vision für die Digitalisierung eines Werks? Welche Erfolge wurden bereits erzielt? Wo sind die größten Schmerzen der operativen Einheiten? Gibt es eine Digitalisierungs-Roadmap? Viele Werke haben hier schon konkrete Planungen.

Falls nicht, entwickelt man in einem ersten Schritt gemeinsam eine Vision und Priorisierung der Handlungsfelder. 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 (Produktion, Qualitätssicherung, Logistik etc. sowie die IT). Gemeinsam mit Experten wird anhand typischer Handlungsfelder der Ist-Zustand und ein angestrebter Soll-Zustand ermittelt. Auf dieser Basis erfolgt eine Priorisierung und die Formulierung konkreter Projektbeschreibungen als One-Pager. Nach zwei halben Tagen wissen die Beteiligten klar, wo sie stehen und welche Ziele sie als nächstes angehen werden.

5thIndustry im Praxiseinsatz

Meist lassen sich erste Benefits direkt mit der Implementierung einer verfügbaren App aus der 5i.Manufacturing Excellence Cloud heben. 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 andererseits mitbringen. Sind sie als Pilotnutzer gewonnen, erfolgen ein Roll-out und eine Adoption durch andere Bereiche ohne große Kraftanstrengung.

Ist die benötigte Applikation nicht verfügbar bzw. 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, der das vollständige Nutzererlebnis abbildet, jedoch noch ohne technische Funktionalitäten zu haben. Die Implementierung bis zum Minimum Viable Product (MVP) erfolgt im nächsten Schritt. Auch bei der App-Entwicklung gehen wir aus Überzeugung modular vor. Dies ermöglicht, ein Feature in der Praxis zu testen und auf Basis realer Nutzungserfahrung weiterzuentwickeln, und so evolutionär zu optimieren.

Ergebnisse an Fallbeispielen

Bei Apps, die direkt für Mobilgeräte in der Produktion gedacht sind, kommt es auf einfache Bedienbarkeit an.
Bei Apps, die direkt für Mobilgeräte in der Produktion gedacht sind, kommt es auf einfache Bedienbarkeit an.
© 5thIndustry GmbH

Eine App für effiziente Qualitätsdokumentation: Auf diese Weise ist ein Projekt beim Siemens-Dynamowerk in Berlin entstanden. Im Fokus der Produktion stehen dort elektrische Großmaschinen als Antriebe für Industrie und Schifffahrt. Die Qualitätsanforderungen sind hoch, viele Arbeitsschritte sind präzise zu dokumentieren – in der Vergangenheit größtenteils auf Papier. Allerdings erwies sich dieses Vorgehen als sehr zeitintensiv: Lange Wartezeiten, fehlende Unterschriften, beschädigte Dokumente – Unklarheiten, Mehraufwand und letztlich auch frustrierte Mitarbeiter waren die Folge.

Dieser Vorgang sollte auf Wunsch der Mitarbeiter mit Unterstützung des Werksleiters optimiert und modernisiert werden. Die Wahl fiel auf das Team von 5thIndustry. Es implementierte für das Siemens-Dynamowerk die App 5i.Protocol, die zentrale Herausforderungen im Bereich Protokollierung und Qualitätsmanagement löste: Die digitale Qualitätsdokumentation läuft aktuell auf den Smartphones und Tablets der 150 Produktionsmitarbeiter sowie auf großen Touchscreens an den Maschinen; die App ist intuitiv bedienbar, in Aufbau und Struktur ähnelt sie den bisherigen Papierprotokollen. Die Mitarbeiter bekommen über die App sämtliche Informationen, die sie für ihre Arbeit brauchen, und die Daten aus ihren Arbeitsschritten können sie direkt in die mobile Software einspeisen. Das Ergebnis: Große Zeit- und Ressourceneinsparung gepaart mit modernen digitalen Prozessen.

Digitale Steuerung der Instandhaltung für einen Automobilhersteller: In einer Workshopreihe mit dem Teilbereich eines großen Automobilwerks wurde die Steuerung der Werkzeuginstandhaltung als priorisiertes Themenfeld identifiziert, um eine bestehende und nicht durchgängige Instandhaltungsanwendung abzulösen. Als Lösung konnte die Anwendung 5i.Maintenance mit wenigen kundenspezifischen Anpassungen direkt zum Einsatz kommen. Der Nutzen zeigt sich bereits in der Pilotphase: Alle instandhaltungsrelevanten Daten in einer App. Von der Meldung der Störung bis zur Abarbeitung können alle beteiligten Mitarbeiter per Mobilgerät oder an ihrem Desktop auf Vorgänge zugreifen und gezielt via Chatfunktion kommunizieren. Dazu erhalten sie über die App kontextbezogen Zugriff auf relevante Dokumente wie Reparaturanleitungen und technische Zeichnungen. Durch ein ebenfalls angebundenes, kommerzielles BI-Tool (Business Intelligence) sind instandhaltungsrelevante Historiendaten einfach abrufbar und nach Bedarf analysierbar. Das Ergebnis: Transparenzgewinn, die Instandhaltung wird schneller, und die Mitarbeiter sind zufriedener.

Best-Practices in einer App: Kontinuierliche Verbesserung lebt mit dem Lernen von anderen - Stichwort Best-Practices. Gemeinsam mit der macils. management-centrum gmbh, einem Anbieter von „Best-Practice-Reisen“ im Bereich Produktion und Industrie 4.0, wurde das digitale Workbook implementiert. Die Herausforderung: Wie sieht eine leicht handhabbare digitale Arbeitsumgebung aus, mit der Teilnehmer von Werksbesuchen ihre Learnings und Best-Practices erfassen, Aufgaben und Actions davon ableiten, effizient managen und interaktiv im Team implementieren? Die Lösung: Auf Basis der App 5i.Safety wurde das Digital Workbook implementiert - auf Cloud-Basis, jederzeit verfügbar und im Team nutzbar. So gewinnt Best-Practice-Sharing eine zeitgemäße digitale Dimension.

Ausblick in die Zukunft

Die Vision der fünften Industrie: Die Fabrik wird zu einem Ort zeitgemäßen digitalen Arbeitens. Fabriken, das sind vor allem die Menschen, die in ihnen arbeiten. Intuitive Anwendungen auf digitalen Endgeräten bilden den zentralen Interaktionspunkt der Mitarbeiter mit ihrer technologischen Umgebung. Darüber bekommen sie alle Informationen, die sie für ihre tägliche Arbeit benötigen, kommunizieren reibungslos mit Kollegen – gleich, ob in derselben Werkshalle oder mit einem Partner der Wertschöpfungskette. Die letzte Meile der Digitalisierung ist effizient geschlossen.

Gleichzeitig verändert sich die Haltung von Mitarbeitern und Führungskräften zur Digitalisierung – und damit zu Innovationen im Ganzen. Unternehmen profitieren von der Lust am Neuen und der Neugierde auf moderne Technologien. Im Privatleben haben wir alle erlebt, wie schnell Technologien wie das Smartphone unser Leben in vielen Bereichen verändert haben und wie schnell sich neue Anwendungen inzwischen durchsetzen. Die Industrie braucht diese Innovationsgeschwindigkeit und wird sie entwickeln. Dies wird das Arbeiten revolutionieren.

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


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