Entwicklung eines Orientierungsmodells zur Implementierung von Industrie 4.0 in KMUs

Abstract

Der Großteil der bisherigen Konzepte und wissenschaftlichen Ausarbeitungen rund um das Thema Industrie 4.0 sind überwiegend auf die ganzheitliche Implementierung von Industrie 4.0 ausgelegt und zielen dadurch vor allem auf sehr große Unternehmen. Die Unternehmenslandschaft in Europa ist hingegen geprägt von vielen kleinen und mittleren Unternehmen, für die eine umfassende Implementierung von Industrie 4.0 wegen einer Vielzahl an Gründen noch nicht realisierbar erscheint. Um den Anschluss an die großen Unternehmen nicht zu verlieren, sollten daher neue Produktionsansätze zumindest in einem beschränkten Umfang eingesetzt werden, wofür allerdings bis jetzt nur sehr wenig wissenschaftliche Literatur für eine entsprechende Hilfestellung zur Verfügung steht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, dieser wissenschaftlichen Lücke zu begegnen und ein kompaktes Set an Erfolgsfaktoren auszuarbeiten, welches für die Einführung von Industrie 4.0 bei KMUs in einem beschränkten Umfang von entscheidender Bedeutung ist und die relevantesten Themenbereiche hervorhebt. Für eine fundierte Ausarbeitung werden hierzu theoretische Einstiegskapitel sowohl über die gängigen Konzepte und Technologien von Industrie 4.0, als auch über Begriffsdefinitionen zu Unternehmensgrößen ausgearbeitet. Anschließend werden systematisch Unterschiede zwischen Großunternehmen/Konzernen und KMUs eruiert, die im Zusammenhang mit Industrie 4.0 als wichtig erscheinen. Diese werden basierend auf dem Reifegradmodell nach Schumacher 9 Dimensionen zugeteilt und sowohl textuell, als auch in einer abstrahierten Form tabellarisch beschrieben. Auf Grundlage dieser gefundenen Unterscheidungsmerkmale werden die Original-Attribute des Reifegradmodells hinsichtlich einer hohen Priorität für die Einführung von Industrie 4.0 bei KMUs bewertetet, reduziert und genau beschrieben. Durch diese systematische Vorgehensweise ergibt sich ein reduziertes Set an Attributen, welches in einem empirischen Teil durch eine Expertenbefragung bestätigt, bzw. weiter präzisiert wird. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein Set aus 26 Erfolgsfaktoren, welches an Entscheidungsträger von mittelständischen Unternehmen gerichtet und für die Einführung von Industrie 4.0 in einem kleineren Rahmen von ausschlaggebender Bedeutung ist. Dabei sind die angeführten Erfolgsfaktoren als Orientierungshilfe zu verstehen, die bei der Priorisierung und Auswahl von entsprechenden Projektthemen unterstützend wirken sollen.

Up to now the majority of publications regarding Cyber-Physical Systems (CPS) are designed for a holistic implementation of CPS technology and are therefore meant for large scale enterprises. However, the corporate landscape in Europe is characterized by lots of small and medium sized enterprises which cannot implement new CPS technology in a widespread scope due to a lot of different reasons. In order not to lose their position towards large scale enterprises, those SMEs should implement new approaches in production technology at least in a reduced scope. Nevertheless, the problem is that for an appropriate assistance hardly any scientific papers exist. The goal of this thesis therefore is to encounter this scientific gap and to elaborate a solid set out of key success factors, which is essential to implement new CPS technology in a reduced scope in SMEs and which emphasizes the most important topic areas when dealing with such introduction projects. For this purpose, theoretical introductory chapters about the concepts and technologies regarding CPS and about definitions in the context of enterprise sizes will be elaborated. Afterwards important differences with a connection to CPS between large and small to medium-sized enterprises will be systematically developed and organized in 9 dimensions based on the maturity model of Schumacher. To make these distinguishing characteristics accessible, they will first be described textual and afterwards summarized in a table in an abstracted form. Based on these differences, the original attributes of the Reifegradmodell will be evaluated whether they have high priority to implement new CPS technologies in SMEs or they have not. This systematic procedure results in a reduced set of attributes, which will be described precisely and then evaluated or specified even more through an expert survey. The result of this thesis is a set out of 26 key success factors which are crucial for implementing CPS in a small scale and should be considered by decisions makers of small and medium-sized enterprises. The mentioned attributes should therefore be meant as a support for orientation to prioritize and respectively select the right project themes.