Hohe Löhne, fehlende Arbeitskräfte - wie wird sich der Industriestandort Deutschland behaupten können? Im Exzellenzcluster Internet of Production (IoP) der RWTH Aachen wird an Lösungen gearbeitet und damit der Weg in eine neue industrielle Ära vorbereitet: Die reale Produktion wird virtuell abgebildet, alles ist mit allem vernetzt und wird intelligenter. Aber der Mensch bleibt unverzichtbar. Wie die Entwicklung aussieht und warum der Mensch unverzichtbar ist und bleibt, erläutert Cluster-Geschäftsführer Christian Fimmers im Interview.
Wie digital ist die Produktion in Deutschland im Jahr 2025? Wie müssen wir uns das Innere der Produktionshallen in vielen Betrieben noch vorstellen?
Die Digitalisierung der Produktion hat in Deutschland in der Vergangenheit bereits große Fortschritte gemacht, aber die Unterschiede je nach Branche und Unternehmensgröße sind enorm. Während große Industrieunternehmen, insbesondere in der Automobiloder Elektronikbranche, mittlerweile hochautomatisierte und vernetzte Produktionsprozesse etabliert haben, hinken gerade viele kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) hinterher. In modernen Fabriken sieht man automatisierte Fertigungsstraßen mit Robotern, die repetitive Aufgaben übernehmen, Smart Factories nutzen Sensoren, um Maschinen in Echtzeit zu überwachen und Produktionsprozesse zu optimieren. Datenanalyse und KI helfen, Ausfälle vorherzusagen und Stillstände zu minimieren. Gleichzeitig bleibt nach wie vor der Mensch als Entscheider, aber auch als Werker in der Produktion zum Beispiel im Bereich der Mensch-Maschine-Kollaboration wichtig. Trotz der Fortschritte gibt es weiterhin große Herausforderungen, insbesondere im Bereich der IT-Sicherheit oder des Fachkräftemangels und entsprechender Fachkräftequalifikation.
Digitalisierung ist oft (auch) eine Glaubensfrage: Fehlt es an Überzeugung in der Industrie oder an Technologiereife?
Weder noch - das Problem liegt aktuell oft auch in der allgemeinen politischen und wirtschaftlichen Unsicherheit. Viele Unternehmen erkennen die Potenziale der Digitalisierung, zögern aber mit Investitionen, weil Rahmenbedingungen unsicher sind. Gerade KMU stehen vor der Herausforderung, digitale Technologien in bestehende Strukturen zu integrieren, ohne kurzfristig Effizienzverluste zu riskieren. Zudem sind viele Lösungen noch nicht standardisiert oder interoperabel, sodass eine nahtlose Integration sich häufig schwierig und kostspielig darstellt. Dennoch ist klar: Unternehmen, die frühzeitig in Digitalisierung investieren, können sich langfristig Wettbewerbsvorteile sichern.
Wie lässt sich Produktion - nach Verständnis der Forschenden im Exzellenzcluster Internet of Production - denn digitalisieren?
Unser Ansatz basiert auf der konsequenten Vernetzung von Produktionsdaten. Durch Digitale Schatten und Dank Methoden der künstlichen Intelligenz lassen sich Produktionsprozesse nicht nur transparenter gestalten, sondern auch automatisiert optimieren. Beispielsweise lassen sich Produkte durch datengestützte Ramp-Up-Prozesse schneller entwickeln und fertigen, oder durch Predictive Maintenance, also die vorausschauende Wartung, werden Ausfallzeiten erheblich reduziert sowie Ressourcen gespart. Die Nutzung von Daten in Echtzeit erlaubt eine dynamische Anpassung der Produktion an sich ändernde Anforderungen. KI-gestützte Systeme verbessern Qualitätskontrollen, während auch Wartungsund Schulungsprozesse effizienter gemacht werden können. Entscheidend ist ein modularer Aufbau digitaler Systeme, um auch kleinere Unternehmen schrittweise an die digitale Transformation heranzuführen.
Welchen Effekt hätte dies?
Die Vorteile sind vielfältig. Die Digitalisierung ermöglicht eine unmittelbare Steigerung der Effizienz und senkt Kosten, indem Prozesse transparenter und flexibler werden und auf Basis dieser Informationen optimiert, werden können. Langfristig ermöglicht sie eine nachhaltigere und ressourcenschonendere Produktion durch intelligente Steuerungssysteme. Unternehmen können schneller und individueller auf sich verändernde Märkte reagieren, Produkte flexibler anpassen und ihre Wertschöpfungsketten resilienter gestalten. Zudem reduziert die Digitalisierung fehleranfällige, manuelle Prozesse und verbessert die Produktqualität. Für die Beschäftigten bedeutet sie zudem eine Entlastung von monotonen oder körperlich belastenden Tätigkeiten.
Ließen sich Standortnachteile, die es in Deutschland als Hochlohnland ohne Zweifel gibt, dadurch ausgleichen?
Ja, Digitalisierung kann dabei helfen, die hohen Lohnund Produktionskosten in Deutschland zu kompensieren. Automatisierung steigert die Produktivität, während datengetriebene Prozesse Ineffizienzen reduzieren. Durch KI-gestützte Fertigung kann mit geringerem Ressourceneinsatz eine höhere Wertschöpfung erzielt werden. Die Additive Fertigung ermöglicht zudem eine dezentrale Produktion, wodurch Transportund Lagerkosten gesenkt werden. Gleichzeitig können digitale Geschäftsmodelle, etwa durch datengetriebene Dienstleistungen, zusätzliche Einnahmequellen schaffen.
Was haben die einzelnen Arbeitnehmenden von einer Digitalisierung?
Beschäftigte profitieren zunehmend von einer sichereren und ergonomischeren Arbeitsumgebung. Zum Beispiel können kollaborative Roboter in der Zusammenarbeit mit Werkenden körperlich belastende oder gefährliche Aufgaben übernehmen oder datenbasierte Assistenzsysteme die Entscheidungsfindung in komplexen Fragestellungen erleichtern. Neue Technologien wie Augmented Reality helfen bei Wartung und Schulung, indem sie Anleitungen oder Simulationen direkt ins Blickfeld projizieren. Allerdings erfordert die Digitalisierung auch neue Qualifikationen und neue Arbeitsprozesse. Unternehmen müssen daher gezielt in Weiterbildung investieren, um ihre Mitarbeitenden auf die sich verändernden Tätigkeiten vorzubereiten.
Digitalisierung ist also keine Bedrohung für den eigenen Job?
Es gibt kein Schwarz-Weiß-Bild. Repetitive, wenig anspruchsvolle Tätigkeiten werden zunehmend automatisiert - das betrifft vor allem einfache Fließbandarbeiten. Gleichzeitig entstehen neue Berufsbilder, die kreatives Denken, Problemlösungskompetenz und technisches Verständnis erfordern. Der Mensch bleibt dabei für den Produktionsprozess nach wie vor unerlässlich, insbesondere als Koordinatorin oder Koordinator und Entscheiderin oder Entscheider. Digitalisierung soll Arbeitskräfte nicht ersetzen, sondern ihre Fähigkeiten erweitern und ihre Arbeit erleichtern. Ein Beispiel zeigt sich zum Beispiel in Hinblick auf die Maschinen-Steuerung. Durch die Möglichkeit einer prozessparallelen Simulation, ist man in der Lage in Echtzeit Abweichungen vom Sollprozess zu ermitteln. Diese virtuellen Messprotokolle für die Werkstücke ermöglichen Messergebnisse, ohne dass ein Arbeiter manuell eingreifen muss. Der Mensch bleibt unverzichtbar für die Entscheidungen, erhält aber wichtige Unterstützung.
Welches sind kurz-, mittelund langfristige Ziele in der Forschung, die dem Produktionsstandort Deutschland am Ende helfen werden?
Kurzfristig liegt der Fokus auf Effizienzsteigerung und IT-Sicherheit. Predictive Maintenance, KI-gestützte Prozessoptimierung und eine flexiblere Produktion stehen im Vordergrund. Die Mensch-Maschine-Kollaboration wird weiterentwickelt, um Produktionsumgebungen sicherer und produktiver zu gestalten. Mittelfristig, also in einem Zeitraum von drei bis zehn Jahren, geht es um die vollständige Integration von KI und Big Data in die Wertschöpfungskette. Nachhaltigkeit wird eine zentrale Rolle spielen, beispielsweise durch wertsteigernde Kreislaufwirtschaftskonzepte und energieeffiziente Produktionsmethoden. Langfristig streben wir möglichst autonome, sich selbst optimierende Produktionssysteme und -netzwerke an. Durch digitale Schatten, intelligente Daten-Infrastrukturen und sichere Kommunikationsnetze könnte der Produktionsstandort Deutschland weltweit führend in der intelligenten Fertigung werden. Gleichzeitig arbeiten wir an personalisierten Produktionsprozessen und einer noch nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft, um den Ressourcenverbrauch in allen Bereichen der Produktion und über den gesamten Lebenszyklus der Produkte weiter zu minimieren.
Das heißt: Wie digital ist die Produktion in Deutschland im Jahr 2035? Wie dürfen wir uns dann die Produktionshallen vorstellen?
Die Produktion in Deutschland wird bis 2035 hochgradig vernetzt und automatisiert sein. Produktionssysteme werden weitgehend autonom arbeiten, unterstützt durch KI wir gehen davon aus, dass so datenbasierte Entscheidungen eine maximal flexible Anpassung an Marktveränderungen ermöglichen werden. Additive Fertigung wird eine noch größere Rolle spielen, sodass Produkte individuell und dezentral gefertigt werden können. Mensch-Maschine-Schnittstellen werden intuitiver: Augmented Reality und sogar Brain-Computer-Interfaces könnten eine neue Form der Steuerung ermöglichen. Nachhaltigkeit wird in jeder Hinsicht nicht nur notwendig, sondern selbstverständlich sein - Fabriken arbeiten CO2-neutral, setzen auf Kreislaufwirtschaft sowie upgradefähige Produkte und nutzen intelligente Energiemanagementsysteme. Arbeitsplätze werden sich verändern, mit Fokus auf überwachende, kreative und strategische Tätigkeiten. Deutschland könnte durch diese Transformation seine Wettbewerbsfähigkeit trotz hoher Lohnkosten sichern und international eine Vorreiterrolle in der digitalen, nachhaltigen Produktion übernehmen.
