Schleppende Digitalisierung im Mittelstand (KMU)

Mittelständische Unternehmen sind das Herz der deutschen Wirtschaft und von größter Bedeutung für die Beschäftigung und den Wohlstand in Deutschland. Es ist unbestritten, dass die Digitalisierung das Potenzial hat, Geschäftsprozesse und Geschäftsmodelle zu verbessern und weiterzuentwickeln. Aber wo stehen die Unternehmen dann in der Digitalisierung? Dieser Frage geht eine Studie der Technischen Hochschule Mittelhessen nach. 

Im Rahmen der Studie wurden deutsche KMU befragt. 155 produzierende Unternehmen aus verschiedenen Branchen beteiligen sich. In 48 detaillierten Fragen zu vier Kategorien wird der Stand erhoben und analysiert. Der Beitrag zeigt wichtige Ergebnisse aus drei der vier Kategorien auf, interpretiert sie, und weist auf den Handlungsbedarf für KMU hin.

Im Jahr 2011 wurde der Begriff Industrie 4.0 in Deutschland aus der Wiege gehoben und seitdem weltweit beachtet. Der Kern der Überlegungen und Handlungen war der Beginn einer vierten industriellen Revolution. Leider zeigt sich inzwischen eine deutliche Diskrepanz zwischen der Realität und der medialen Berichterstattung zum Fortschritt der Digitalisierung. Während gerne Vorzeigeunternehmen wie Siemens und Bosch von Politik und Medien zur Digitalisierung aufgegriffen werden, ist der deutsche Mittelstand bisher nicht weit gekommen.

Dabei wird übersehen, dass für Deutschland die kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) entscheidend sind, die 99,4 % (Destatis, 2023) aller Unternehmen ausmachen. Täglich vernehmen wir Klagen über den Fachkräftemangel. Die Digitalisierung hat die Chance, viele Prozesse deutlich zu vereinfachen und weniger arbeitsintensiv zu machen.

Damit ist Digitalisierung insbesondere für Deutschland ein wichtiger Aspekt. Mittels einer Studie wird der Stand der Digitalisierung bei produzierenden Unternehmen, hauptsächlich bei KMU, in Deutschland nach Branchen erhoben.

Design und Methodik der Studie

Zunächst wird für die möglichen Fragestellungen ein Ordnungsrahmen erläutert, der eine Gliederung nach inhaltlichen Aspekten ermöglicht. Zollenkop/Lässig [1] gliedern die Digitale Transformation im Industriegütergeschäft in vier Bereiche: digitale Daten, Automatisierung, digitaler Kundenzugang und Vernetzung. Kuhlenkötter u. a. [2] entwickeln einen Index Industrie 4.0 mit sieben Bereichen. In Anlehnung an die Ideen von Zollenkop/Lässig und Kuhlenkötter et al. wird für die Entwicklung eines Digitalisierungsindex eine analoge Darstellungsform mit vier Kategorien gewählt: Geschäftsmodell, Planung und Steuerung durch intelligente Produktionssysteme, strategische und organisatorische Verankerung von Industrie 4.0 sowie intelligente Anlagen und Produkte (Bild 1). 

Zu diesen Kategorien werden Unterkategorien und Detailfragen entwickelt. Die Herkunft der Fragen sowie die gesamte Auswertung können unter [3] kostenfrei heruntergeladen werden.

Insgesamt können so 48 Fragen zu 24 Subkategorien in den vier Kategorien herausgearbeitet werden. Erfahrungen aus früheren Onlineumfragen haben gezeigt, dass ein Bearbeitungsumfang nicht signifikant über zehn Minuten liegen sollte, um einen guten Rücklauf zu erhalten.

Das begrenzt die Anzahl der möglichen Fragen, aber auch die Art und Weise der Fragestellung. Um eine Beantwortung zu vereinfachen, werden die Fragen in Aussagen überführt, die nach dem in Tabelle 1 aufgeführten Bewertungsmaßstab vorgeschlagen werden. Die Bewertung folgt der Logik der Likert-Skalierung mit fünf Stufen. Damit wird eine Einordnung vorgenommen. Zum Großteil ist das Antwortmuster gemäß Tabelle 1 angegeben.

Die Onlineumfrage nutzt die Plattform Unipark. Der Adressverteiler basiert auf Daten von zwei Industrie- und Handelskammern mit Erweiterung um bundesweite eigene Kontakte mit Eingrenzung auf Produktionsunternehmen. Von 789 angeschriebenen Unternehmen beteiligen sich 115 Unternehmen an der Studie. Mit 63 % der Teilnehmer sind KMU, also Unternehmen mit bis zu 249 Mitarbeitern und bis zu 50 Mio. € Umsatz im Jahr, die stärkste Gruppe.

Die Teilnahme nach Branchen wird aus dem Maschinen- und Anlagenbau (30 Teilnehmer) angeführt, gefolgt von Ausrüstern für elektrische/elektronische Baugruppen und Produkte (18 Teilnehmer), der Metallerzeugung und -bearbeitung (14 Teilnehmer) und der Herstellung von Kunststoff- und Gummiprodukten (elf Teilnehmer). Der Rest verteilt sich auf verschiedene Branchen.

In den vier Kategorien wird das arithmetische Mittel über die Antworten der zugehörigen Fragen gebildet. Dieses wird als Digitalisierungsgrad bezeichnet. Mittelwerte zwischen 2 und 3 zeigen deutlichen Handlungsbedarf bei der Digitalisierung an, Werte größer 3 stehen hingegen für einen guten Stand der Digitalisierung. Der Maximalwert liegt bei 4 und entspricht einer durchgängigen Digitalisierung. 

Ergebnisse nach Branchen

Die Digitalisierungsgrade der hier betrachteten vier Branchen liegen zwischen 1,94 (Kunststoff- und Gummiprodukte) und 2,11 (elektr./ elektronische Baugruppen und Produkte) sehr dicht beieinander. Ein Digitalisierungsgrad von 2,0 bedeutet, dass eine Digitalisierung nur in geringem Umfang vorliegt. Das Ergebnis kann also für keine der betrachteten Branchen zufriedenstellen.

Geschäftsmodell – Entwicklung von Remote Services und Plattformen gut

Insgesamt zeigt das Ergebnis (Bild 2), dass nur der Maschinen- und Anlagenbau in der Kategorie Geschäftsmodell überhaupt einen Digitalisierungsgrad von 2,0 erreicht, dicht gefolgt von Ausrüstern für elektrische/elektronische Baugruppen und Produkte (Mittelwert: 1,96). Die weiteren Industriesektoren fallen unter den Wert 2,0. Daraus kann abgeleitet werden, dass selbst im Maschinen- und Anlagenbau der Fokus des Geschäftsmodells im Verkauf der physischen Produkte liegt. Die vielfachen Möglichkeiten digitaler Services werden selten genutzt. Umgekehrt ausgedrückt: Es liegt noch ein großes Potenzial im Angebot von digitalen Services mit der entsprechenden Monetarisierung.

Beispielhaft zeigt Bild 3 einige Aspekte dazu im Detail. Hier wird zwischen KMU (bis 249 Mitarbeitern) und Nicht-KMU (ab 250 Mitarbeitern aufwärts) differenziert. 

Für die Interpretation der Ergebnisse zum Umsatzanteil mit digitalen Services ist der Bewertungsmaßstab nach Tabelle 2 heranzuziehen.

Die Umsätze mit digitalen Services liegen mit einem Digitalisierungsgrad von 1,8 nicht einmal in der Größenordnung von 1 bis 19 % des Unternehmensumsatzes. KMU und Nicht-KMU zeigen hier keinen Unterschied.

Bei den Fragen nach innovativen digitalen Diensten und Geschäftsmodellen, wie Pay-per-X, Condition Monitoring als Dienstleistung für die Kunden, Remote Services und IT-Services, zeigt sich ein heterogenes Bild. Immerhin sind Remote Services zumindest bei Nicht-KMU mit einem Digitalisierungsgrad von 2,3 etwas weiter. Spannend ist der Plattformbetrieb bzw. die Nutzung einer Plattform für das Geschäftsmodell. Hier sind Nicht-KMU mit einem Digitalisierungsgrad von 3,08 bereits im Bereich guter Digitalisierung angekommen.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Ausschöpfung der Möglichkeiten der Digitalisierung insbesondere bei KMU noch deutliche Potenziale hat.

Strategische und organisatorische Einbindung von Industrie 4.0

Mit einem Digitalisierungsgrad von 2,29 führt die Branche elektrische/elektronische Baugruppen und Produkte. Mit nur 2,03 ist der Maschinen- und Anlagenbau in dieser Kategorie das Schlusslicht im Vergleich der vier Branchen (Bild 4). Nach 13 Jahren medialem Fokus auf Industrie 4.0 ist das ein ernüchterndes Ergebnis, speziell vor dem Hintergrund der Bedeutung des Maschinen- und Anlagenbaus. In seiner zugesprochenen Rolle als Ausrüster der Welt mit Maschinen und Anlagen ist es daher unverständlich, dass die Bedeutung von Industrie 4.0 sich in Strategie und Organisation bei den Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus bislang nicht widerspiegelt.

Bild 5 zeigt einige Details der Kategorie im Vergleich zwischen KMU und Nicht-KMU. Die Fragen basieren im Wesentlichen auf dem Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) [4]. 

Lediglich bei der Frage zu Übertragungsprotokollen für Daten erreichen KMU einen Digitalisierungsgrad größer als 2,0. Während Nicht-KMU Unternehmen bei den in Bild 5 gezeigten Ergebnisse auf dem Weg zu einer guten Digitalisierung sind, sind die KMU hier deutlich abgeschlagen in einem Zustand, den man bestenfalls als Anfängerstadium bezeichnen könnte.

Intelligente Anlagen und Produkte – KMU mit großem Nachholbedarf

Alle der vier betrachteten Branchen zeigen in dieser Kategorie einen Digitalisierungsgrad unter dem Wert 2,0 (Bild 6). Es ist die Kategorie mit dem niedrigsten Digitalisierungsgrad in der ganzen Studie und muss im Ergebnis als wenig befriedigend gewertet werden. Intelligente Anlagen und Produkte sind ein Kernelement von Industrie 4.0; intelligent subsumiert die Möglichkeit des internen oder externen Aufbaus einer Kommunikationsstruktur mit den Maschinen und Anlagen. Die Nutzung intelligenter Maschinen und Anlagen in der eigenen Fertigung ist eine Grundvoraussetzung für jegliche Datenanalytik (Condition Monitoring, Predictive und Prescriptive Maintenance).

Die Herstellung intelligenter Produkte ist die andere Dimension. Sicherlich gibt es Produkte aus Branchen, die nicht kommunikationsfähig sein müssen. Beispiele sind Kunststoff- und Gummiprodukte oder Produkte in der Metallbearbeitung. Wenn die Produkte aber Maschinen oder Anlagenkomponenten sind, dann ist die Kommunikationsfähigkeit eine Schlüsselvoraussetzung für Datenanalytik, erweiterte digitale Services und darauf aufbauende Geschäftsmodelle.

Intelligente Maschinen, Anlagen und Produkte sowie Sensorik an den Maschinen und Anlagen erlauben zwei Sichtweisen (Bild 7). Eine Sichtweise ist die Nutzung intelligenter Maschinen und Anlagen sowie die Erfassung von Betriebszuständen durch Sensorik in der eigenen Produktion (Bild 11, oberer Teil). Nicht-KMU sind hierbei auf dem Weg zu einer guten Digitalisierung. Der Digitalisierungsgrad 2 steht für einen Anteil von 1 bis 19 % intelligenter Maschinen am gesamten Maschinenpark (Tabelle 2). Mit 2,45 weisen Nicht-KMU bereits einen Anteil von über 20 % auf. KMU liegen hier noch unter 2,0; sie produzieren also noch mit klassischen Maschinen und Anlagen.  

Die Erfassung von Betriebszuständen über Sensorik liegt bei KMU bei 2,33 und bei Nicht-KMU bei 2,63. Dies kann dahingehend interpretiert werden, dass Betriebszustände über Sensorik erfasst, aber vermutlich nur lokal ausgewertet werden. 

Die andere Sichtweise ist der Verkauf von intelligenten Produkten (Maschinen und Anlagen) und die Ausstattung dieser Produkte mit Sensorik (Bild 7, unterer Teil). Der Verkauf von intelligenten Produkten spielt für KMU noch keine Rolle; der Mittelwert der Digitalisierung von 1,56 zeigt auf einen Umsatz-Mengenanteil von weniger als einem Prozent. Etwas besser ist die Ausrüstung der Produkte mit Sensorik, die bei KMU und Nicht-KMU in etwa vergleichbar ist. 

Vorschau auf Teil 2

Die Digitalisierung ist in allen vier betrachteten Branchen noch in sehr rudimentärem Stadium. In der Kategorie Geschäftsmodell liegen alle Branchen auf oder unter dem Digitalisierungsgrad 2,0 – führend ist der Maschinen- und Anlagenbau. Hier offenbaren sich noch deutliche Potenziale für die Einführung digitaler Dienste. Zu beachten ist, dass erst ab einem Digitalisierungsgrad von 3,0 oder höher von einer guten Digitalisierung gesprochen werden kann.

Die Kategorie „Strategische und organisatorische Einbettung von Industrie 4.0“ zeigt, dass Industrie 4.0 auch nach 13 Jahren nicht wirklich strategisch verankert ist. Der geringste Digitalisierungsgrad der Studie zeigt sich in der Kategorie „Intelligente Anlagen und Produkte“. Ein Kernanliegen von Industrie 4.0, mit intelligenten Produkten und Anlagen die Zukunft der deutschen Wirtschaft zu sichern, steckt offenbar noch immer in den Anfängen.

In Teil 2 der Veröffentlichung wird die vierte Kategorie „Planung und Steuerung durch intelligente Produktionssysteme“ betrachtet. An Beispielen aus realisierten Projekten des Smart Electronic Factory e. V. wird aufgezeigt, dass sich Digitalisierung kurzfristig amortisieren kann und somit einen interessanten Beitrag zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu leisten vermag. Die von den Studienteilnehmern genannten Haupt-Hinderungsgründe werden benannt und diskutiert. Zum Abschluss werden Tipps gegeben, wie KMU auf dem Weg der Digitalisierung vorgehen sollten.

DOI: https://doi.org/10.30844/FID.24.6.GS

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