Omdia Industrial Megatrends Series: Digitalisierung

Digitalisierung ist eine Grundvoraussetzung für Wachstum. In den letzten Jahren haben Unternehmen digitale Lösungen eingeführt, um Nachhaltigkeit voranzutreiben und neue Geschäftsmodelle zu unterstützen, wodurch neue Geschäftsmöglichkeiten erschlossen werden. Tauchen Sie tief in diesen Megatrend ein, um mehr zu erfahren.

Von Omdia in Auftrag gegebene Studie | Dieser Forschungsbeitrag wurde von Siemens in Auftrag gegeben

Angetrieben durch die exponentielle Dynamik des Moore’schen Gesetzes wird die Digitalisierung eine entscheidende Rolle dabei spielen, die sich beschleunigenden Herausforderungen und Megatrends unserer Zeit zu bewältigen. Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge können wir beispielsweise den Klimawandel, die Urbanisierung und das Bevölkerungswachstum schnell und wirksam angehen. Der Schlüssel zu dieser Transformation ist ein sicheres, vernetztes digitales ecosystem, das die Integrität von Daten gewährleistet und die Zusammenarbeit fördert.

Digitalisierung ist eine Grundvoraussetzung für Wachstum

In den vergangenen Jahren haben Unternehmen zunehmend digitale Lösungen eingeführt, um Nachhaltigkeit voranzutreiben und neue Geschäftsmodelle zu unterstützen, wodurch neue kommerzielle Chancen erschlossen werden. Infolgedessen erzeugt das Marktwachstum bei Sensorik- und Messtechnik (IoT) um Größenordnungen mehr digitale Daten. In Branchen wie Fertigung, Infrastruktur, Energie und Gesundheitswesen lassen sich die realen Auswirkungen dieser Transformation bereits erkennen. So können beispielsweise Abläufe vor der Einführung in einer digitalen Umgebung getestet und optimiert werden. In Smart Cities kann eine solche digitale Lernfähigkeit die Ergebnisse für Bürgerinnen und Bürger verbessern, die in urbanen Räumen leben und arbeiten. Organisationen, Städte und Volkswirtschaften, die diesen Trend nicht nutzen, werden feststellen, dass sie sich in einem Wettbewerbsnachteil befinden.

Die Digitalisierung stellt den Markt vor Herausforderungen

Die stärkere Vernetzung von Geräten bedeutet auch eine höhere Anfälligkeit für Cyberangriffe. Laut Omdias IT Enterprise Insights Survey (veröffentlicht 2024) wurde dies von Herstellern als die größte Herausforderung der Digitalisierung wahrgenommen. Wenn Organisationen Digitalisierungsprojekte und -technologien einführen, ist eine cybersichere Umgebung unerlässlich, um dieser Herausforderung zu begegnen.

Herausforderungen und Treiber der Digitalisierung

Neben der Datensicherheit galten für Hersteller auch die Gewinnung aussagekräftiger Erkenntnisse aus den gesammelten Daten sowie die mangelnde Zusammenarbeit zwischen IT- und OT-Teams als weitere Herausforderungen. Ein offenes ecosystem wie Siemens Xcelerator, bei dem Zusammenarbeit ein leitendes Prinzip ist, wird Herstellern dabei helfen, aus ihren Daten Erkenntnisse und verwertbare Informationen zu gewinnen. Auch das Personalmanagement ist ein wichtiger Aspekt, und neue Rollen wie Data Scientists werden erforderlich sein, um das Potenzial dieser Entwicklung voll auszuschöpfen. Darüber hinaus wird die Zusammenarbeit über verschiedene Rollen hinweg sowie mit Anbietern im ecosystem notwendig sein, um IT- und OT-Teams zusammenzubringen. Digitale Plattformen, die zugleich interoperabel, führend in ihrer Klasse und cybersicher sind, werden entscheidend sein, um die mit der Digitalisierung verbundenen Herausforderungen zu bewältigen.

Trotz dieser Herausforderungen gibt es Chancen. Hersteller nannten die durch Digitalisierung mögliche Produktivitätssteigerung als Markttreiber. Außerdem verwiesen sie auf Vorteile im Energiemanagement und bei der Kundeninteraktion als wichtige Faktoren. In der Industrie besteht eine klare Nachfrage nach Digitalisierung.

Digitalisierung hat das Potenzial, Branchen zu transformieren

Chancen und Herausforderungen werden je nach Sektor unterschiedlich ausfallen. In Smart Buildings werden Betreiber Analysen auf die digitalen Datensätze anwenden, die von vernetzten Geräten in Gebäuden erzeugt werden. Property-Technology-(Proptech-)Lösungen werden Gebäudeauslastung, Energieverbrauch und Gebäudebetrieb in Echtzeit steuern. Anbieter von Energiemanagement werden Energy as a Service (EaaS) für gewerbliche und industrielle Gebäude in der Privatwirtschaft bereitstellen. Digitalisierungsinitiativen werden Gebäudebetreibern helfen, ihren Weg zu mehr Nachhaltigkeit zu beschleunigen.

Über Gebäude hinaus werden auch Smart Cities von der Digitalisierung profitieren. Laut Weltbank leben derzeit 56 % der Weltbevölkerung in einer Stadt, und bis 2050 wird diese Zahl auf fast sieben von zehn Menschen ansteigen. Mit dem Wachstum der Städte werden neue Lösungen erforderlich. Dazu gehören die Überwachung des Verkehrs zur Maximierung der Effizienz von Straßen und öffentlicher Infrastruktur, die Messung von Emissionen zur Sicherstellung sauberer Luft sowie Mobilität und die Sharing Society, in der Dienstleistungen leichter unter den Bürgerinnen und Bürgern geteilt werden. Auch das Gesundheitswesen wird von präziseren Diagnosen profitieren, die Bürgerinnen und Bürger dabei unterstützen, länger und gesünder zu leben.

Schließlich wird die Digitalisierung auch eine Rolle bei der Bewältigung breiterer gesellschaftlicher Herausforderungen spielen. Eine alternde Erwerbsbevölkerung bedeutet, dass Unternehmen Wege finden müssen, effizienter zu werden. In der Fertigung werden sich operative Rollen zu verändern beginnen. Gefährliche, risikoreiche, monotone und abgelegene Tätigkeiten werden stärker durch Automatisierung und KI unterstützt, wodurch für Beschäftigte die Möglichkeit zum Upskilling entsteht. Dies wird Management und Schulung erfordern. Digitalisierung kann außerdem das Remote Working unterstützen und damit ein weiteres Instrument bieten, um dem Fachkräftemangel zu begegnen und Menschen ein flexibleres Leben zu ermöglichen.

Fallstudie: Siemensstadt Square

Ein Diagramm, das industrielle Megatrends zeigt, wobei die Digitalisierung als zentraler Schwerpunkt hervorgehoben wird.

Während die Digitalisierung enormes Potenzial bietet, schöpfen viele Projekte ihre Möglichkeiten nicht vollständig aus. Siemensstadt Square in Berlin will diese Potenziale umfassend nutzen. Das ehrgeizige Stadtquartier, dessen Fertigstellung bis 2035 geplant ist, wird 35.000 Bewohnern und Beschäftigten ein Zuhause bzw. einen Arbeitsort bieten, wobei die Digitalisierung das eigentliche Fundament seiner Transformation bildet.

Im Zentrum dieser Entwicklung steht die digitale Business-Plattform Siemens Xcelerator, die ein Portfolio aus IoT-fähiger Hardware, Software und Services sowie ein ecosystem von Partnern unterstützt. Insbesondere wird das Quartier die physische und digitale Welt durch ein umfassendes Digitales Zwilling ecosystem miteinander verbinden, das drei dynamische Ebenen umfasst:

Building Twin: Diese Ebene bietet detaillierte 3D-Visualisierungen der Gebäude innerhalb des Quartiers. Sie hilft dabei, Design und Instandhaltung zu optimieren und sicherzustellen, dass sowohl neue als auch bestehende Strukturen modernen Standards in Bezug auf Effizienz und Nachhaltigkeit entsprechen.
Energy Twin: Diese Ebene simuliert und optimiert die Energieflüsse innerhalb der bis 2035 geplanten, nahezu 11 Millionen Quadratfuß großen gemischt genutzten Fläche des Quartiers. Sie prognostiziert den Energiebedarf, identifiziert potenzielle Einsparungen und integriert erneuerbare Energiequellen.
Campus Twin: Diese Ebene dient als zentrale Plattform, die ein umfassendes urbanes Management ermöglicht, und kombiniert Daten aus dem Building Twin und dem Energy Twin mit zusätzlichen Daten zu Infrastruktur und vorhandenem Bestand im Gebiet.

Ermöglicht durch strategische Digitalisierung zielt das Projekt darauf ab, Klimaneutralität bei Heizung und Kühlung zu erreichen. Die Gebäude sollen LEED-(Leadership in Energy and Environmental Design-)Zertifizierungsstandards erfüllen, einschließlich Wassermanagement, Qualität der Innenraumumgebung und innovativem Design. Das Projekt Siemensstadt Square zeigt beispielhaft, wie Städte Digitalisierung nutzen können, um intelligentere, nachhaltigere und resilientere urbane Umgebungen zu schaffen.

Technologie als Grundlage des Übergangs zur Digitalisierung

Die zunehmende Verbreitung vernetzter Geräte und Sensoren in der Industrie bedeutet, dass digitalisierte Daten in immer größerem Umfang verfügbar sind. Laut Omdia wird bis 2030 ein installierter Bestand von 15,5 Milliarden vernetzten Geräten in den Bereichen industrielle Automatisierung, physische Sicherheit und Gebäudeautomation prognostiziert.

Software wird eine wichtige Rolle dabei spielen, die Konvergenz dieser vernetzten Geräte, Technologien und Daten zu steuern. Sie verwandelt Daten in Erkenntnisse und Erkenntnisse in Handlungen. Sie wird die Integration von Datensätzen aus unterschiedlichen Technologien wie Robotern, Maschinen und SPS, Sicherheitskameras, Umweltsensoren, Drohnen und Wearables verwalten.
Künftig werden Fortschritte bei generativer AI das Training von Daten erleichtern, und Large Language Models werden die Art und Weise verändern, wie Nutzer mit Lösungen interagieren. Chatbots und virtuelle Assistenten werden dabei helfen, diese unterschiedlichen Datensätze zu integrieren.

Die nächste Phase dieser technologischen Entwicklung ist das Verschmelzen beziehungsweise die Kombination der physischen und virtuellen Welt. Digitale Zwillinge ermöglichen die Simulation und Erprobung unterschiedlicher Leistungsbedingungen und bieten zugleich eine Echtzeitansicht des Betriebs. In der Fertigung wird die Digitaler Zwilling-Technologie der zentrale Baustein der industriellen Digitalisierung sein. Sie wird eingesetzt, um Produktionslinien zu steuern und anzupassen, den Systemzustand zu überwachen sowie das Lieferketten- und Lifecycle-Management zu unterstützen. Digitale Zwillinge können außerdem für die Sicherheit von Menschenmengen in einer Safe City und zur Bereitstellung von Energiemanagementlösungen in einem Smart Building genutzt werden. Schließlich besteht das Potenzial, dass Robotik Prozesse automatisiert und Lösungen, die bereits in der virtuellen Umgebung getestet wurden, erfolgreicher umsetzt.

Über all diese Technologielösungen hinweg wird ein Bedarf an Cybersicherheitslösungen bestehen. Gesetzgebung, ein wachsendes Bewusstsein für Cyberbedrohungen und eine größere Angriffsfläche werden Investitionen in Cybersicherheit vorantreiben. Dazu gehören auch Cybersicherheitsschulungen für Nutzer sowie neue Rollen zur Steuerung dieser Lösungen.

Ein Cloud-Computing-Diagramm, das verschiedene Services und deren Verfügbarkeitsprozentsätze zeigt.

Ein Blick in die Zukunft

Die rasante Weiterentwicklung der Technologie wird tiefgreifende Veränderungen in unterschiedlichen Branchen vorantreiben. KI wird autonomere und flexiblere Systeme ermöglichen, insbesondere in der Robotik, und diese von einfacher Aufgabenautomatisierung hin zu anspruchsvollen, adaptiven Abläufen weiterentwickeln. Digitale Zwillinge werden sich zum Industrial Metaverse weiterentwickeln und immersive sowie umfassende Simulationen bieten, die jeden Aspekt industrieller Prozesse für ganzheitliche Entscheidungsfindung integrieren.

Software-defined Automation wird Steuerungssysteme revolutionieren, indem sie diese virtualisiert und zentralisiert und so Innovationen im Tempo von Software-Updates ermöglicht. Dieser Wandel wird eine schnelle Anpassung und Optimierung betrieblicher Prozesse erlauben und Effizienz sowie Reaktionsfähigkeit deutlich steigern.

Digitale Business-Plattformen werden die Grundlage für diese Fortschritte bilden. Sie werden Hardware, Software und Services integrieren und so ein nahtloses ecosystem schaffen, das die Fabriken, Gebäude und Städte der Zukunft unterstützt. Die Einführung dieser Plattformen ist entscheidend, um wettbewerbsfähig zu bleiben und die Vorteile der digitalen Transformation voll auszuschöpfen.