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Digitalisierung darf kein Selbstzweck sein

Digitalisierung sollte zu allererst eine Methode zur Verbesserung sein — kein Aktionismus ohne Ziel

Seit dem erstmaligen Auftauchen des Begriffes Industrie 4.0 widmet sich die Wissenschaft dem Erstellen von Modellen, Analysen und Zukunftsvisionen, wie die Produktion von Morgen wohl aussehen wird. Kaum ein Begriff wird so vielseitig geprägt und vielschichtig verwendet.

Im Kern geht es darum, eine echtzeitfähige Vernetzung von Menschen, Maschinen, Produkten und weiteren Objekten zu schaffen, um die Wertschöpfungskette ganzheitlich und zur Losgröße 1 zu optimieren. So viel zur Zukunftsvision.

In der Praxis kann man den Eindruck gewinnen, dass dadurch nun für viele Unternehmen Digitalisierung auf der To-Do-Liste dazu gekommen ist und zügig abgehakt werden sollte. Zum Beispiel mit dem Einstellen eines Chief Digital Officers (CDO). Dieser ist zwar auf Vorstandsebene angesiedelt, es fehlen ihm aber häufig die weitreichenden Kompetenzen, die für eine erfolgreiche Digitalisierung nötig sind. Denn die kann im Zweifel das ganze Unternehmen betreffen.

Gleichzeitig fehlt es kleinen und mittelständischen Unternehmen meist an den Ressourcen, mal eben neue Vorstandsposten oder ganzheitliche Transformationsprojekte umzusetzen. Sie sollten daher in Bezug auf die Digitalisierung und Industrie 4.0 konkreten Fragen folgen: Welcher Kundennutzen kann sich ergeben? Was kann ich wo mit einer Digitalisierung erreichen? Wie kann ich mein oder das Leben meiner Kunden einfacher machen? Wie kann ich Prozesse verbessern oder die Produktivität steigern? Was ist der kritische Mehrwert für das Unternehmen oder meine Kunden?

Um Antworten auf diese Fragen zu finden, eignet sich der Six Sigma Prozess. Hier standen Qualitätssicherung und -steigerung bei der Entwicklung in den 80ern bei Motorola im Fokus. General Electric hat das Konzept erfolgreich auf Dienstleistungsprozesse übertragen und letztlich wurde es zu einem Mindset der Verbesserung weiterentwickelt. So helfen der DMAIC (Define — Measure — Analyze — Improve — Control)-Zyklus und sein Werkzeugkasten bereits seit über 30 Jahren, Kundenanforderungen vollständig und gewinnbringend zu erfüllen.

Es bietet sich daher an, der bewährten Systematik des Modells zu folgen und an der Stelle, an der es sinnvoll ist, mögliche Digitalisierungsprojekte anzustoßen.

Der DMAIC-Zyklus + Digitalisierung an der richtigen Stelle mit dem größten Hebel

Das DMAIC-Modell

Der DMAIC-Zyklus ist systematisierter “gesunder Menschenverstand”. Als fragen-orientierter und strukturierter Ansatz dient er der Optimierung von Geschäftsprozessen. Er baut sich folgendermaßen in fünf Phasen auf:

Define — Problem und Ziel definieren
Measure — Aktuelle Prozessleistung messen
Analye — Ursachen analysieren und verifizieren
Improve — Verbesserungsmaßnahmen identifizieren und umsetzen
Control — Nachhaltigkeit der Ergebnisse sicherstellen.


In der ersten Phase Define wird definiert, was das Ergebnis des Projekts sein soll. Es wird festgehalten, welche Bestandteile es umfasst, welche Arbeitspakete wann abgeschlossen werden müssen und wer beteiligt ist. Zentrales Element der Phase ist es, die Bedürfnisse der Kunden und des Unternehmens an die Prozesse zu ermitteln. Gleichzeitig werden Kennzahlen erhoben, die den Erfüllungsgrad dieser Bedürfnisse und Anforderungen wiedergeben. Es findet explizit keine Auseinandersetzung mit möglichen Lösungen oder Ursachen des Problems statt.


In der zweiten Phase Measure wird untersucht wie groß das Problem bzw. die Abweichung von den Kunden- und Unternehmensanforderungen ist. Dafür wird der Output des Prozesses betrachtet und gemessen.

Hier ist der erste Hebel der Digitalisierung.
Denn diese Messung kann, je nachdem wie weit die Produktion bereits digitalisiert ist, automatisch erfolgen. So ist es möglich mit Industrial Internet of Things-Lösungen oder einem modernen Maschinenpark Produktionsdaten zentral zu erfassen und zu verarbeiten. Daraus lässt sich dann der Status im Zeitverlauf verfolgen und gleichzeitig in Echtzeit betrachten. In der nächsten Phase wird dann auf Basis dieser Daten der Prozess analysiert.

Regelkarte: Darstellung von Fähigkeit und Stabilität des Prozesses. (OEG=Obere Eingriffsgrenze, OWG=Obere Warngrenze; UWG, UEG entsprechend untere Grenzen)— The original uploader was DanielPenfield at English Wikipedia.

Die Phase ist abgeschlossen, wenn Fähigkeit und Stabilität des Prozesses erhoben und bewertet worden sind.


Die dritte Phase Analyze hat die Identifizierung der Ursachen des Problems bzw. der Abweichung zu den Anforderungen zum Ziel. Zunächst werden Hypothesen für mögliche Ursachen aufgestellt. Diese möglichen Ursachen werden auf Ihre Wirkung auf den Prozess analysiert und entsprechend bewertet. Daraus ergeben sich die Kernursachen und eine Priorisierung für die Bearbeitung.

Auf die Analyze-Phase hat die vollständige Umsetzung von Industrie 4.0 den größten Einfluss. Denn wenn alle Produktionselemente verknüpft sind, alle Kennzahlen im Prozess automatisch erhoben werden und somit die gesamte Produktion virtuell abgebildet werden kann, ist die Analyse der Daten in Echtzeit möglich und Ursachen können unmittelbar erkannt werden.

Das ist heute schon Realität in der Prozessindustrie, in der alle Variablen vollständig bekannt sind und innerhalb abgeschlossener Systeme gesteuert werden können. 
Als finaler Schritt in der Industrie 4.0 wird daher diese Autonomie gesehen. Das heißt, die Produktion ist mit Kunden und Lieferanten integriert, reagiert selbstständig auf neue Aufträge und Veränderungen und regelt den Ablauf autonom. Der Mensch muss dann nur noch eine Kontrollfunktion erfüllen.


In der vierten Phase Improve werden die effektivsten Lösungen für die Ursachen identifiziert. Die Leitfrage ist daher, wie die Ursachen eliminiert werden können, so dass Projektziele und somit die Unternehmens- und Kundenbedürfnisse erfüllt werden können. Es werden Lösungsideen entworfen, bewertet und ausgewählt. Auch die Implementierung wird erarbeitet.

An diesem Punkt entscheidet sich, ob eine Digitalisierung des Prozesses überhaupt Lösung für das Problem sein kann.

Man stelle sich ein Unternehmen vor, für dessen Kunden es Mehrwerte darstellt, stets genaue Informationen über den aktuellen Auftragsstatus abfragen zu können und tages-genaue Fertigstellungstermine erfahren zu können. Ursache für die bisherige Situation ist die papiergebundene Auftragsabwicklung, bei der der Auftrag mit einem Warenbegleitschein durch die Fertigung läuft, so dass jedes Mal jemand in der Produktion nachfragen oder die Stationen ablaufen muss, um Informationen über den Auftrag zu erhalten.

Hier würde eine papierlose Fertigung mit digitaler Auftragsverwaltung eine bessere Transparenz und Nachvollziehbarkeit schaffen. So kann dann im ERP-System stets der aktuelle Status des Auftrages und der exakte Fertigstellungstermin eingesehen und dem Kunden kommuniziert werden. Da dies ein kritisches Bedürfnis und Anforderung der Kunden ist, schafft die Digitalisierung hier einen konkreten, absehbaren Mehrwert und wäre somit ein sinnvolles Projekt, das sich zu verfolgen lohnt.

Wenn dem Unternehmen aber die Liefertreue schwerfällt, da es immer wieder ungeplante Standzeiten im Maschinenpark gibt, ist die papierlose Fertigung als Digitalisierungslösung wahrscheinlich nur bedingt nutzbringend. Hier wäre es sinnvoller zu überprüfen, ob die 5S-Methode aus dem Lean-Management oder der Total Productive Maintenance (TPM)-Ansatz Erfolg versprechen. Natürlich kann man sich auch fragen, ob hier Industrie 4.0-Methode wie Predictive Maintenance möglicherweise eine Lösung sind. Aber gerade im Vergleich des Aufwands, des benötigten Know-Hows und nicht zuletzt der Kosten, kann es hier andere Lösungen geben, die wirtschaftlich sinnvoller sind.

Der Phasenabschluss ist dann erreicht, wenn eine Lösung erfolgreich implementiert wurde und sie messbare Erfolge verzeichnet.


Die fünfte Phase Control hat zum Ziel die Nachhaltigkeit der Lösung zu sichern. Dazu werden die Dokumentation des Prozesses erstellt, Systeme zur Überwachung und Messung der Prozesskennzahlen geschaffen und die Verbesserung und die Zielerreichung gemessen. Sie bildet somit einen dauerhaften Prozess, der bis zur nächsten Iteration des DMAIC-Zyklus aufrecht erhalten wird.


Mögliche Zukunft? Die vollständig digitale Anwendung des DMAIC.

Zusammenfassung

Die virtuelle Fertigung, also ein vollständiges Abbild der realen Produktion in der digitalen Welt, mag ein erstrebenswerter Zustand sein. Man kann sich gut vorstellen, welche Vorteile dadurch entstehen können.

Doch die umfassende Digitalisierung ergibt erst dann Sinn, wenn konkrete Mehrwerte geschaffen werden können. Digitalisierung als solches ist kein Mehrwert.

Daher sollten sich Unternehmen zunächst darauf fokussieren, Digitalisierung an den Punkten vorzunehmen, an denen sie den größten Hebel hat. Diese Punkte kann man zum Beispiel systematisch und objektiv mit dem DMAIC identifizieren. Das vermeidet “Bauchgefühl”-Entscheidungen oder Aktionismus mit nur bedingtem wirtschaftlichen Nutzen.

Also erst wenn die Anforderungen der Kunden klar sind, die Ursachen und Wirkungen verstanden sind, die digitalen Lösungen auch Abhilfe versprechen, lohnt es sich, die Digitalisierung und Industrie 4.0 voranzutreiben. Dann kann man aus dem breiten und vielfältigen Angebot von Lösungen die für sich passende auswählen und gezielt von der Digitalisierung profitieren.