Was ist "Digitalisierung"?

Digitalisierung bezeichnet im Kontext von Operational Excellence den Einsatz digitaler Technologien zur Optimierung von Geschäftsprozessen, Wertschöpfungsketten und Organisationsstrukturen. Während der Begriff ursprünglich die Umwandlung analoger Informationen in digitale Formate beschrieb, umfasst er heute ein breites Spektrum von Technologien und Konzepten, von Industrie 4.0 über das Internet der Dinge (IoT) und künstliche Intelligenz bis hin zur umfassenden digitalen Transformation ganzer Unternehmen. Für Organisationen, die bereits Lean Management praktizieren, stellt sich die zentrale Frage, wie Digitalisierung und schlanke Prozesse in einer Symbiose zusammenwirken können (vgl. YOKOTEN 03/2021, S. 24–26).

Grundsatz: Digitalisierung ist kein Selbstzweck. Die Erfahrung erfolgreicher Unternehmen zeigt, dass eine wirksame Digitalisierung nur funktioniert, wenn die Prozesse zuvor schlank und effizient gestaltet werden. Der Grundsatz lautet: Erst optimieren, dann digitalisieren (vgl. Leikep 2019, S. 30–33). Auch schlechte Prozesse lassen sich digitalisieren, aber das macht wenig Sinn (vgl. Leikep 2017, S. 9).

Begriff und Abgrenzung

Der Begriff Digitalisierung wird auf mehreren Ebenen verwendet. Im engeren Sinne beschreibt er die Umwandlung analoger Daten in digitale Formate, etwa das Scannen von Dokumenten oder die elektronische Erfassung von Maschinendaten. Im weiteren Sinne umfasst Digitalisierung die grundlegende Veränderung von Geschäftsmodellen, Prozessen und Arbeitsweisen durch den Einsatz digitaler Technologien. Diese umfassendere Bedeutung wird häufig als digitale Transformation bezeichnet.

Industrie 4.0 ist ein Teilaspekt der Digitalisierung, der sich speziell auf die Vernetzung und Automatisierung in der industriellen Produktion bezieht. Der Begriff wurde 2011 auf der Hannover Messe erstmals öffentlich vorgestellt und beschreibt die Vision einer vierten industriellen Revolution nach Mechanisierung (1. Revolution), Elektrifizierung und Massenproduktion (2. Revolution) sowie Computerisierung (3. Revolution). Industrie 4.0 verspricht, dass die Vernetzung aller Produktionselemente zu höherer Effizienz und neuen Geschäftsmodellen führt (vgl. Roser 2022, S. 2).

Es ist allerdings wichtig, Industrie 4.0 kritisch einzuordnen. Ähnliche Konzepte wurden bereits in der Vergangenheit unter verschiedenen Namen propagiert, Digital Manufacturing in den 1970er-Jahren, Computer Integrated Manufacturing (CIM) in den 1990er-Jahren, Digital Factory um 2000 und Smart Factory ab 2007. Alle diese Konzepte brachten große Versprechen, aber oft wenig messbare Ergebnisse auf der Produktivitätsebene mit sich (vgl. Roser 2019, S. 12–15).

Digitalisierung und Lean Management: Gemeinsamkeiten und Spannungsfelder

Lean Management und Digitalisierung verfolgen ähnliche Ziele, insbesondere die Steigerung von Effizienz, Qualität und Kundenzufriedenheit. Dennoch unterscheiden sich die Philosophien grundlegend, was zu Spannungsfeldern, aber auch zu wertvollen Ergänzungen führt (vgl. YOKOTEN 03/2021, S. 24–26):

• Ansatz: Lean Management verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, der Mensch, Technik und Organisation integriert. Digitalisierung setzt primär auf Technologie als Treiber der Veränderung.
• Philosophie: Lean basiert auf Respekt vor dem Menschen, Problemlösung und Mitarbeiterentwicklung. Digitalisierung fokussiert auf Machbarkeit und Selbstoptimierung von Systemen.
• Fundament: Lean baut auf Stabilität und Standardisierung auf. Digitalisierung strebt nach Vernetzung und adaptiven Systemen.
• Steuerungsprinzip: Lean setzt auf Flow und Pull. Digitale Systeme ermöglichen dynamische, situationsabhängige Steuerung.

Mithilfe der Digitalisierung könnte das Streben nach einfachen, stabilen und standardisierten Prozessen zugunsten komplexer, sich selbst steuernder Systeme aufgegeben werden. Damit würde aber eine wichtige Grundlage des Lean Managements wegfallen: Die Stabilisierung und anschließende Standardisierung der Prozesse hat im Lean Management die Grundlage für Verbesserungsprozesse gebildet (vgl. YOKOTEN 03/2021, S. 24–26). Die Herausforderung besteht darin, beide Ansätze so zu kombinieren, dass die Stärken des einen die Schwächen des anderen ausgleichen.

Erkenntnis aus der Praxis: Besonders kleine und mittelständische Unternehmen stehen vor der Herausforderung, die schlanke Produktion mit den Ansätzen der Digitalisierung zu vereinen. Lean Management und Digitalisierung haben ähnliche Ziele, doch die Ansätze sowie die Philosophie unterscheiden sich. Die Frage ist, ob das Zusammenspiel gelingen wird (vgl. YOKOTEN 03/2021, S. 24–26).

Industrie 4.0: Eine kritische Bestandsaufnahme

Mehr als zehn Jahre nach der Einführung des Begriffs Industrie 4.0 fällt die Bilanz ernüchternd aus. Das Produktivitätswachstum des verarbeitenden Gewerbes war in den vergangenen zehn Jahren deutlich geringer als in den Jahrzehnten zuvor und teilweise sogar negativ. Es gibt weiterhin weit mehr Ideen und Visionen als Dinge, die tatsächlich funktionieren (vgl. Roser 2019, S. 12–15).

Diese kritische Bestandsaufnahme bedeutet nicht, dass Digitalisierung sinnlos ist. Sie zeigt aber, dass die bloße Einführung digitaler Technologien ohne eine solide Grundlage schlanker Prozesse selten zum Erfolg führt. Die Erfahrung lehrt, dass eine gute Implementierung von Industrie-4.0-Technologien, ebenso wie von Lean, volle Aufmerksamkeit, Unterstützung und viel Zeit von Führungskräften und Mitarbeitern erfordert. Wenn zu viele Projekte gleichzeitig angestoßen werden, bleibt keines richtig fertig (vgl. Roser 2019, S. 12–15).

Roser betont, dass die Produktivitätsstatistiken nach der Einführung von Industrie 4.0 keinen Aufwärtstrend zeigen. Die Analyse der Arbeitsproduktivität in Deutschland und den USA zwischen 2011 und 2020 legt nahe, dass die erwartete Revolution bisher nicht stattgefunden hat. Dies sollte Unternehmen dazu veranlassen, ihre Digitalisierungsstrategie kritisch zu hinterfragen und den Fokus auf nachweislich wirksame Maßnahmen zu legen (vgl. Roser 2022, S. 2).

Digitales Shopfloor Management

Ein konkretes Anwendungsfeld der Digitalisierung im Lean-Umfeld ist das digitale Shopfloor Management. Die Digitalisierung des Shopfloor Managements wird oft mit Schnittstellen und hoher Komplexität assoziiert, obwohl Shopfloor Management in erster Linie eine Kommunikations- und Problemlösungsplattform braucht (vgl. Müller-Seegers, 2020, S. 20–23).

Eine Umfrage unter 50 Führungskräften und Lean-Verantwortlichen im Jahr 2020 ergab, dass 67 Prozent der Befragten mit der Digitalisierung eine deutliche Vereinfachung der Kommunikation verbinden und 61 Prozent die leichtere und schnellere Vernetzung der beteiligten Mitarbeiter als vorteilhaft bewerten. 54 Prozent der Teilnehmer planen die Digitalisierung des Shopfloor Managements oder führen gerade ein digitales System ein (vgl. Müller-Seegers, 2020, S. 20–23).

Die fünf Phasen der Digitalisierung

Für eine erfolgreiche Digitalisierung des Shopfloor Managements hat sich ein phasenbasiertes Vorgehen bewährt. Der Schritt in die Digitalisierung muss gut vorbereitet und der Veränderungsprozess in kleinen Schritten geplant werden. Wer dabei das Prinzip der kleinen Schritte verfolgt und vorab eine klare Zielstellung formuliert, wird schnell die richtige digitale Lösung finden und von den Vorteilen profitieren (vgl. Müller-Seegers, 2020, S. 20–23):

• Phase 1, Zielbild definieren: Klare Anforderungen an das digitale Shopfloor Management formulieren und den erwarteten Nutzen beschreiben.
• Phase 2, Ist-Zustand analysieren: Bestehende analoge Prozesse und Routinen dokumentieren und Verbesserungspotenziale identifizieren.
• Phase 3, Digitale Lösung auswählen: Passende Werkzeuge und Plattformen evaluieren, die den definierten Anforderungen entsprechen.
• Phase 4, Pilotierung: Die digitale Lösung in einem begrenzten Bereich testen, Erfahrungen sammeln und Anpassungen vornehmen.
• Phase 5, Ausrollen und Verstetigen: Die erfolgreiche Lösung auf weitere Bereiche übertragen und in den Arbeitsalltag integrieren.

Digitalisierung und TPM

Auch im Bereich TPM (im Sinne von Total Productive Maintenance) eröffnet die Digitalisierung neue Möglichkeiten. In einem Workshop des Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM) und des Industry Forum London wurde Ende 2016 diskutiert, wie sich die Rolle des Maschinenbedieners durch die Digitalisierung verändert. Die japanischen Experten machten deutlich, dass einfache Tätigkeiten zunehmend durch Roboter und Karakuri-Kaizen-Lösungen übernommen werden, während anspruchsvollere Tätigkeiten durch IT-Systeme unterstützt werden (vgl. Leikep 2017, S. 9).

Durch den höheren Technisierungsgrad bekommen die Werker zunehmend anspruchsvollere Aufgaben: Erkennung von Abnormalitäten, Behebung von Störungen und Sicherstellen optimaler Bedingungen an den Anlagen. Eine intensive Schulung der Mitarbeiter ist dafür zwingend erforderlich. Auch die Rolle der Instandhalter wird deutlich anspruchsvoller durch neue Technologien und den Ausbau digitaler Infrastruktur in der Fertigung (vgl. Leikep 2017, S. 9).

Die Verbindung von TPM und Digitalisierung zeigt sich besonders im Bereich der vorausschauenden Instandhaltung (Predictive Maintenance). Sensordaten und maschinelles Lernen ermöglichen es, den Zustand von Anlagen in Echtzeit zu überwachen und Wartungsbedarf vorherzusagen, bevor Ausfälle auftreten. Dies ergänzt die autonome Instandhaltung durch die Mitarbeiter und hebt die OEE auf ein höheres Niveau.

Der Grundsatz: Erst optimieren, dann digitalisieren

Die BMW Group hat vorgemacht, wie Prozessoptimierung und Digitalisierung Hand in Hand entwickelt werden können. Das Management dort ist sich bewusst, dass eine wirksame Digitalisierung nur funktioniert, wenn die Prozesse zuvor schlank und effizient gestaltet werden, und dass der Schlüsselfaktor dafür die Mitarbeiter sind. Seit 2012 verändert sich die Rolle der Führungskräfte, die mit Coaching-KATA ihre Teams ermutigen und befähigen, kreativ und experimentell Probleme zu lösen und Prozesse zu verbessern (vgl. Leikep 2019, S. 30–33).

Schnell war klar, dass es nicht sinnvoll ist, Prozesse, die nicht rund laufen, zu digitalisieren. Die Veränderung gelingt nur, wenn die Mitarbeiter von Beginn an eingebunden werden: Prozessoptimierung und Digitalisierung müssen Hand in Hand entwickelt werden (vgl. Leikep 2019, S. 30–33).

Praxisprinzip: Zuerst die Prozesse mit Lean-Methoden stabilisieren und optimieren, dann die optimierten Prozesse gezielt mit digitalen Werkzeugen unterstützen. Digitalisierung verstärkt die Wirkung guter Prozesse, aber auch die Probleme schlechter Prozesse.

Technologien der Digitalisierung im Überblick

Die Digitalisierung umfasst ein breites Spektrum an Technologien, die im Kontext von Operational Excellence unterschiedliche Rollen spielen:

• Internet der Dinge (IoT): Vernetzung von Maschinen, Sensoren und Werkstücken ermöglicht die Erfassung und Auswertung von Echtzeitdaten. Im Lean-Kontext unterstützt IoT die Transparenz und die datenbasierte Entscheidungsfindung am Gemba.
• Künstliche Intelligenz (KI): Algorithmen des maschinellen Lernens können Muster in großen Datenmengen erkennen, Prognosen erstellen und Entscheidungen unterstützen. Anwendungen reichen von Predictive Maintenance über Qualitätskontrolle bis zur Planung.
• Big Data und Analytics: Die systematische Auswertung großer Datenmengen ermöglicht fundierte Entscheidungen und die Identifikation von Verbesserungspotenzialen.
• Cloud Computing: Flexible IT-Infrastruktur ermöglicht den standortübergreifenden Zugriff auf Daten und Anwendungen.
• Digitale Zwillinge: Virtuelle Abbilder von Maschinen oder Produktionslinien ermöglichen die Simulation und Optimierung von Prozessen vor der realen Umsetzung.
• Einfachautomatisierung (LCIA): Karakuri-Kaizen und Low-Cost-Automation nutzen physikalische Prinzipien für Automatisierung, ein Ansatz, der die Philosophie der kleinen Schritte aus dem Kaizen mit technologischen Mitteln verbindet.

Auswirkungen auf die Arbeitswelt

Die Digitalisierung verändert die Anforderungen an Mitarbeiter und Führungskräfte grundlegend. Im Produktionsumfeld verschiebt sich das Tätigkeitsprofil von einfachen, repetitiven Aufgaben hin zu analytischen und steuernden Tätigkeiten. Für Führungskräfte bedeutet dies eine doppelte Herausforderung: Sie müssen sowohl die technologische Transformation managen als auch die Mitarbeiter durch den Veränderungsprozess begleiten. Die Kompetenzentwicklung gewinnt damit weiter an Bedeutung.

Die Akzeptanz digitaler Lösungen in der Belegschaft ist ein kritischer Erfolgsfaktor. Nach Einschätzung von Führungskräften sind etwa 40 Prozent der Mitarbeiter offen und neugierig gegenüber digitalen Lösungen auf dem Shopfloor, weitere 38 Prozent stehen einer Digitalisierung indifferent gegenüber (vgl. Müller-Seegers, 2020, S. 20–23).

Digitalisierungsstrategie für produzierende Unternehmen

Eine wirksame Digitalisierungsstrategie für produzierende Unternehmen, die bereits Lean Management praktizieren, sollte folgende Prinzipien berücksichtigen:

• Prozesse zuerst: Vor der Digitalisierung müssen die Prozesse mit Lean-Methoden stabilisiert und optimiert werden. Wertstromanalyse/Wertstromdesign und 5S schaffen die notwendige Grundlage.
• Kleine Schritte: Die Digitalisierung sollte schrittweise erfolgen, nicht als Big-Bang-Projekt. Jeder Schritt muss einen messbaren Nutzen bringen und von den Mitarbeitern verstanden werden.
• Mensch im Mittelpunkt: Digitale Werkzeuge unterstützen die Mitarbeiter, ersetzen sie aber nicht. Die Entwicklung digitaler Kompetenzen muss parallel zur technologischen Einführung erfolgen.
• Daten für Entscheidungen: Digitalisierung sollte primär dazu dienen, bessere und schnellere Entscheidungen zu ermöglichen, nicht dazu, mehr Daten zu sammeln als genutzt werden können.
• Integration statt Insellösung: Digitale Werkzeuge müssen in bestehende Managementsysteme wie Shopfloor Management und KVP integriert werden, statt als parallele Systeme zu existieren.

Problemlösung im digitalen Zeitalter

Auch im digitalen Zeitalter bleibt die systematische Problemlösung ein Kernbestandteil von Operational Excellence. Die Beherrschung der Problemlösung macht das Wesen der ultimativen Handwerkskunst aus, unabhängig davon, ob Prozesse analog oder digital gesteuert werden. Digitale Werkzeuge können den Problemlösungsprozess unterstützen, indem sie Daten schneller verfügbar machen und Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge sichtbar machen. Sie ersetzen aber nicht das strukturierte Denken und die methodische Vorgehensweise, wie sie etwa im PDCA-Zyklus oder in der Verbesserungs-KATA praktiziert werden.

Chancen bieten sich etwa bei der automatischen Datenerfassung, der Mustererkennung durch KI-Algorithmen und der digitalen Maßnahmenverfolgung. Entscheidend bleibt jedoch, dass die Grundprinzipien, vor Ort sehen, Fakten sammeln, Ursachen verstehen, Maßnahmen ergreifen, Ergebnisse prüfen, unverändert gelten.

Quellenangaben

Leikep, S. (2017): Digitalisierung und TPM: Zukunft der Arbeit, in: YOKOTEN 01/2017, S. 9.

Roser, C. (2019): Lean und Industrie 4.0: Betrachtung von Unterschieden, Gemeinsamkeiten, Konflikten und Ergänzungen, in: YOKOTEN 03/2019, S. 12–15.

Leikep, S. (2019): Erst optimieren, dann digitalisieren: BMW Group geht neue Wege im Veränderungsprozess, in: YOKOTEN 04/2019, S. 30–33.

Roser, C. (2022): Industrie 4.0, Vierte Industrielle Revolution: Quo Vadis?, in: YOKOTEN 01/2022, S. 2.

Weiterführende Literatur

May, C.; Schimek, P. (2015): Total Productive Management. 3. korr. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden.

Teeuwen, B.; Schaller, C. (2017): 5S, Die Erfolgsmethode zur Arbeitsplatzorganisation. 4. unveränd. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden.

OJT Solutions Inc. (2019): Toyotas Geheimrezepte für die Problemlösung. Übers. v. M. Furukawa-Caspary, Deutscher Management Verlag, Herrieden, S. 62–66 (Acht Schritte der Problemlösung als Kernkompetenz)

Verwandte Konzepte

Industrie 4.0 · Lean Management · Operational Excellence · Shopfloor Management · TPM (im Sinne von Total Productive Maintenance) · OEE · Standardisierung · Kaizen · KVP · PDCA · Verbesserungs-KATA · Kompetenzentwicklung · Mitarbeiterentwicklung · Wertstromanalyse/Wertstromdesign