SIEMENS

Vor über 200 Jahren begann mit der ersten industriellen Revolution der Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft. Heute trägt die industrielle Fertigung laut der Studie „Manufacturing the future: the next era of global growth and innovation“ des McKinsey Global Institute vom November 2012 mit 7,5 Billionen US-Dollar 16 Prozent zum globalen Bruttoinlandsprodukt (BIP) bei – und beschäftigt in den industriell geprägten Nationen etwa 45 Millionen Facharbeiter.

Nach der Finanzkrise erlebt die Industrie in westlichen Ländern eine Renaissance. In Deutschland ist der Anteil des produzierenden Gewerbes am BIP (ohne Baugewerbe) auf den höchsten Stand seit fünf Jahren gestiegen – für den Teilbereich der Fertigungsindustrie gibt McKinsey für 2010 einen Anteil von 19 Prozent an. Der Weltdurchschnitt liegt bei 17 Prozent, die Einzelwerte reichen von 10 Prozent für Großbritannien, 12 für die USA, 20 für Japan bis 33 Prozent für China. Die EU-Kommission hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil der Industriefertigung in der EU von heute 15,5 bis 2020 auf 20 Prozent zu steigern. Die Industriepolitik soll sich auf Investitionen in Innovationen, verbesserte Marktbedingungen, Kapitalzugang und bessere Qualifizierung der Arbeitskräfte konzentrieren. Produzierende Unternehmen tragen einen wesentlichen Beitrag zur Forschung und Entwicklung eines Landes bei. So entfallen über zwei Drittel der privaten FuE-Aktivitäten und mehr als 90 Prozent der neuen Patente in den USA nach Angaben des Congressional Research Service auf den Industriesektor.

Gemäß einer Studie der Boston Consulting Group von 2011 lohnt sich auch „Made in America“ wieder. Chinas Industrie bekommt zunehmend Konkurrenz aus den USA. „Die USA entwickeln sich zu einem der Industrieländer mit den geringsten Kosten“, prognostiziert Harold Sirkin, einer der Studienautoren. Steigende chinesische Löhne, die höhere US-Produktivität sowie der schwache Dollar könnten bald die Lücke zwischen China und den USA schließen. Waren im Jahr 2010 die Kosten, um einen Dollar Umsatz zu erzielen, in einer Fabrik in China noch etwa zwölf Prozent niedriger als in den USA, so wird sich dieser Kostenunterschied bis 2015 auf sieben Prozent reduzieren.

Intelligente Fabriken gelten als Kernelement einer neuen Form industrieller Fertigung, die in Deutschland Industrie 4.0 genannt wird. Cyberphysical Systems (CPS) und das Internet der Dinge – das sind die Begriffe für die Kombination aus Software, Sensor-, Prozessor- und Kommunikationstechnik, die hinter Industrie 4.0 stehen – fangen an, die Fertigung zu verändern. Künftig wird es CPS mit intelligenten Maschinen, Lagersystemen und Betriebsmitteln geben, die selbstständig Informationen austauschen. „Die Fabrik der Zukunft integriert dank CPS Produktion, Zulieferketten und individuelle Kundenwünsche in Echtzeit“ erläutert Prof. Dr. Henning Kagermann, Präsident von acatech, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften. Aber für eine erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 müssen in den nächsten 20 Jahren noch etliche Schritte getan werden, insbesondere hinsichtlich Standards, Schnittstellen und Prozessen.

Intelligente Fabriken bieten für produktionsnahe Technologien enormes Potenzial. So wird der weltweite Markt für industrielle Automatisierung weiter wachsen und gemäß IMS Research nach knapp 160 Milliarden US-Dollar (2012) bis 2015 etwa 200 Milliarden Dollar erreichen. Nach einer aktuellen Analyse von Frost & Sullivan wird sich der Markt für industrielle Netzwerke und Kommunikation wie Ethernet oder drahtlose Technologien in Europa von 854 Millionen Euro in 2010 auf knapp 1,6 Milliarden Euro in 2015 erhöhen. Gründe hierfür sind das Streben nach höherer Produktivität sowie Kostenreduzierungen auf Basis von Echtzeit-Daten. Gleichzeitig steigt der Bedarf an schnellen und zuverlässigen Industriecomputern. Frost & Sullivan sieht deren globalen Markt von 2,1 Milliarden US-Dollar (2011) bis 2015 auf 3,2 Milliarden Dollar wachsen. Der Weltmarkt für digitale Produktions-Software wird nach einer Prognose von TechNavio zwischen 2011 und 2014 jährlich um 7,5 Prozent zunehmen, in der Asien-Pazifik-Region sogar um 9,5 Prozent.

Der globale Markt für 3D-Drucktechnik, auch Additive Manufacturing genannt, soll nach Berechnungen des US-Marktforschungsinstituts Global Industry Analysts bis 2020 etwa 5,2 Milliarden Dollar erreichen. Mit dieser Technik werden Produkte computergesteuert direkt aus den Konstruktionsdaten Schicht für Schicht aus flüssigen oder pulverförmigen Werkstoffen hergestellt. So können dann künftig Ersatzteile direkt und schnell sozusagen „aus dem Drucker kommen“.

Bei Datenbanken, Web- und Mail-Browsern sowie Entwicklungs- und Content Management Systemen steigt die Verwendung von Open-Source-Software, also Software, die öffentlich zugänglich ist und je nach Lizenz frei kopiert, modifiziert und weitergegeben werden kann. Viele Firmen haben ihre Server auf das Open-Source-Betriebssystem Linux umgestellt. Mit Open-Source-Software und vorhandenen Web-Plattformen lassen sich auch Teilnehmer orts- und zeitunabhängig in den Produktentwicklungsprozess integrieren. Dieser Trend wird als Crowdsourcing bezeichnet. Grundsätzlich ist es damit denkbar, dass etwa ein Designer aus Europa Konstruktionsdaten nur noch per E-Mail schickt – und der Kunde in Australien dann das gewünschte Produkt, etwa eine Lampe, selbst ausdrucken kann oder auch vorher seine Ideen bereits in den Designprozess der Lampe einbringt.

Durch sinkende Kosten für die 3D-Drucker sowie verbesserte Software und vereinfachte Scan-Verfahren zur Gewinnung von 3D-Daten für Modelle wird die Technik immer häufiger eingesetzt werden. Anwendungsbeispiele reichen von Implantaten bis Kunststoffteilen von Flugzeugen oder Industrierobotern. Neil Gershenfeld, der das Center for Bits and Atoms am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston leitet, ist sich sicher: „Der 3D-Druck wird Industrie und Handel umkrempeln“.