Organisationstheoretische Ansätze im Kontext der Vierten Industriellen Revolution

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Abstract / Management Summary

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einstieg ins Thema
1.1 Ausgangslage
1.1 Problemstellung
1.2 Relevanz
1.3 Forschungsfrage
1.4 Zielsetzung
1.5 Aufbau der Masterarbeit

2 Revolution auf Ansage trifft auf Organisation
2.1 Vierte Industrielle Revolution
2.1.1 Geschichtlicher Kontext
2.1.2 Bezeichnungen und Begrifflichkeiten
2.1.3 Treibende Kräfte
2.1.3.1 Physische Megatrends
2.1.3.2 Digitale Megatrends
2.1.3.3 Biologische Megatrends
2.1.4 Industrie 4.0
2.1.4.1 Vision
2.1.4.2 Grundidee
2.1.4.3 Potenzial
2.1.4.3.1 Kunden
2.1.4.3.2 Markt
2.1.4.3.3 Flexibilität
2.1.4.3.4 Ressourcenproduktivität und -effizienz
2.1.4.3.5 Kosteneinsparungen
2.1.4.3.6 Arbeitswelt
2.1.4.3.7 Soziale Chance
2.1.4.4 Vernetzungsvolumen und Investitionen
2.1.4.5 Technologische Kernelemente Industrie 4.0
2.1.4.5.1 Cyber-physische Systeme
2.1.4.5.2 Smart Factory
2.1.4.5.3 Internet der Dinge und Dienste
2.1.4.5.4 Anwendungsbeispiele
2.1.4.6 Rolle des Menschen
2.1.4.7 Organisation
2.1.4.8 Gefahren und kritische Punkte
2.1.4.9 Offene Fragen
2.1.4.10 Herausforderungen
2.1.4.10.1 Technologie
2.1.4.10.2 Mensch und Arbeitswelt
2.1.4.10.3 Organisation
2.1.5 Ein erstes Fazit
2.2 Organisation
2.2.1 Entstehung von Organisation
2.2.2 Betrachtung von Organisation
2.2.3 Verständnis von Organisation
2.2.3.1 Instrumenteller Organisationsbegriff
2.2.3.2 Institutioneller Organisationsbegriff
2.2.3.3 Prozessorientierter Organisationsbegriff
2.2.3.4 Organisation als komplexes System
2.2.3.5 Organisation als soziotechnisches System
2.2.4 Organisationstheorie
2.2.5 Organisationsforschung
2.2.5.1 Hermeneutik
2.2.5.2 Analytisch-deduktive Methode
2.2.5.3 Induktion
2.2.5.4 Hypothetisch-deduktive Methode
2.2.6 Organisationstheoretische Ansätze
2.2.6.1 Bürokratie-Ansatz
2.2.6.1.1 Vertreter und wichtige Quellen
2.2.6.1.2 Organisation und Metapher
2.2.6.1.3 Kernaussagen
2.2.6.1.4 Menschenbild
2.2.6.1.5 Methoden
2.2.6.1.6 Kritische Würdigung
2.2.6.1.7 Aktuelle Bedeutung
2.2.6.2 Arbeitswissenschaftlicher Ansatz (Taylorismus)
2.2.6.2.1 Vertreter und wichtige Quellen
2.2.6.2.2 Organisation und Metapher
2.2.6.2.3 Kernaussagen
2.2.6.2.4 Menschenbild
2.2.6.2.5 Methoden
2.2.6.2.6 Kritische Würdigung
2.2.6.2.7 Aktuelle Bedeutung
2.2.6.3 Human-Relations-Ansatz
2.2.6.3.1 Vertreter und wichtige Quellen
2.2.6.3.2 Organisation und Metapher
2.2.6.3.3 Kernaussagen
2.2.6.3.4 Menschenbild
2.2.6.3.5 Methoden
2.2.6.3.6 Kritische Würdigung
2.2.6.3.7 Aktuelle Bedeutung
2.2.6.4 Selbstorganisationsansatz
2.2.6.4.1 Vertreter und wichtige Quellen
2.2.6.4.2 Organisation und Metapher
2.2.6.4.3 Kernaussagen
2.2.6.4.4 Menschenbild
2.2.6.4.5 Methoden
2.2.6.4.6 Kritische Würdigung
2.2.6.4.7 Aktuelle Bedeutung
2.2.7 Ein zweites Fazit

3 Ergebnisse und Beantwortung der Forschungsfrage

4 Empfehlung für die Praxis

5 Resümee und Ausblick
5.1 Resümee
5.2 Ausblick

Literaturverzeichnis

Vorwort

Die Masterarbeit ist die letzte zu erbringende schriftliche Arbeit am Ende eines Masterstudiums. In der Masterarbeit wird eine Problemstellung wissenschaftlich bearbeitet. "Wissenschaftlich arbeiten bedeutet, eine Problemstellung auf eine anerkannte systematische und methodische Art und Weise zu lösen, mit dem Ziel, einen theorie- und/oder praxisrelevanten Mehrwert zu erzeugen." (Kalaidos Fachhochschule Schweiz 2016, S. 9). Ausgehend von diesem Verständnis der Wissenschaftlichkeit wurde in dieser Masterarbeit die Fragestellung – welche Bedeutung organisationstheoretische Ansätze für die Organisationsgestaltung im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution haben – formuliert, bearbeitet und beantwortet.

Antworten – im wissenschaftlichen Sinne – haben den Anspruch, auf gesichertem Wissen zu basieren. Dadurch wird die Grundlage für die Nachvollziehbarkeit wie auch Überprüfbarkeit der formulierten Inhalte gelegt. Um diesem Anspruch sowie der Verfolgung und Bewertung der wissenschaftlichen Entwicklung gerecht zu werden, stellt es vielschichtige Anforderungen an die forschende Person (Frese 1992, S. 109), dies erst Recht auf dem Hintergrund, dass Organisationstheorie und Vierte Industrielle Revolution diverse Berührungspunkte zu unterschiedlichen Gebieten der Wissenschaft haben: Zu den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften (Soziologie, Psychologie, Betriebswirtschaftslehre), den Naturwissenschaften (Physik, Biologie), den Formalwissenschaften (Informatik) sowie den interdisziplinären Wissenschaften (Ingenieurwissenschaften). Allein die Breite dieser von der Fragestellung der Masterarbeit an sich tangierten Wissenschaftsgebieten macht deutlich, dass die in dieser Arbeit formulierten Inhalte im Sinne einer Annäherung an das Thema zu verstehen sind. Alles darüber Hinausgehende wäre inadäquat: Einerseits gegenüber Forscherinnen und Forschern, die sich dem Forschungsgebiet der Organisationstheorie seit Jahren widmen (und nach wie vor über keine definitorisch abgestimmten und allgemein geltenden Antworten darüber verfügen, falls es die überhaupt gibt); anderseits in Bezug auf die Vierte Industrielle Revolution, da diese "Revolution auf Ansage" eben erst begonnen hat und noch offen ist, was die konkreten Ausprägungen im Allgemeinen und im Speziellen auf organisationstheoretische wie auch praxisrelevante Aspekte sein werden.

Somit liegt eine Masterarbeit in Form einer Literaturarbeit vor, die auf breit abgestützter Literatur basiert. Diese Lektüre wurde studiert und kritisch durchdacht mit dem Resultat, weitere Inhalte und Aspekte für Forschung, Lehre, Beratung und Praxis bereit stellen zu können.

Wenn aus Wissen verstehen wird.

Chur, im Mai 2017 André Schibli

Abstract / Management Summary

Vierte Industrielle Revolution: Die Frage, ob es zu einer Vierten Industriellen Revolution kommen wird, ist – aus heutiger Sicht betrachtet – eine rein rhetorische, wir befinden uns mitten drin. Das Bestreben von Industrie 4.0, eine vernetzte, intelligente Welt in Echtzeit zu schaffen, in der die Trennung von physischer, dinglicher und virtueller Welt aufgehoben ist, wird zur treibenden Kraft. Wertschöpfungsketten werden aufgebrochen und der Mensch in eine Eins-zu-eins-Beziehung gesetzt in der Produktion seiner Ware oder für den Erhalt seiner Dienstleistungen. Er steuert über das Internet der Dinge und Dienste die intelligente Fabrik (Smart Factory) in der Cloud zum Bezug intelligenter Produkte (Smart Products) und intelligenter Dienstleistungen (Smart Services). Nicht die Digitalisierung an sich ist somit das Revolutionäre (diese war bereits Bestandteil der Dritten Industriellen Revolution), sondern die Möglichkeiten der Vernetzung technischer Systeme in Echtzeit mittels Internet-Technologien. Aus dieser Betrachtungsweise legitimiert es, von einem (anstehenden) Paradigmenwechsel zu sprechen und dies im Wissen, dass noch nicht konkret absehbar ist, was dieser technologische Wandel wirtschaftlich wie auch gesellschaftlich für Konsequenzen nach sich ziehen wird. Sie werden jedoch von gravierendem Ausmass sein erst recht, wenn die Digitalisierung im prognostizierten Sinne zu greifen beginnt und Folge dessen die ausgewiesenen Potenziale realisiert werden. Potenziale, die in direkter Abhängigkeit zur Arbeitswelt stehen, was die Frage aufwirft, was (künftig) Arbeit (noch) beinhaltet, wenn alles, was digitalisiert werden kann, digitalisiert ist. Was "dieses restliche Etwas an Arbeit" noch sein wird, das es organisational dann noch zu gestalten gibt.

Organisation: Mit der Entstehung der modernen Organisation gegen Ende des 18. Jahrhunderts wird Organisation zum prägenden Instrumentarium für Wirtschaft, Gesellschaft und Politik. Je nach Betrachtungsperspektive, die in Bezug auf Organisation eingenommen wird, beeinflusst sie das Handeln unterschiedlich. Steht der ökonomisch-rationale Aspekt im Fokus, liegt der Schwerpunkt auf einer effizienten Arbeitsteilung. Dabei wird der Mensch als Produktionsfaktor und Organisation als optimal funktionierende Maschine verstanden. Liegt der Fokus hingegen auf der verhaltenswissenschaftlichen Perspektive, rückt der Mensch mit seiner Beziehungsfähigkeit ins Zentrum, wodurch die sich daraus ergebenden zwischenmenschlichen Beziehungen positiv genutzt werden als motivierende Element für die Leistungserstellung. Oder aber die Organisationsbetrachtung liegt auf der systemtheoretischen Perspektive, in der Organisation als lebendes System verstanden wird, welches abhängig ist von seiner Umwelt und diese in dieser Abhängigkeit selber beeinflusst und somit mitprägt und verändert. Das heisst, die Organisation ist dabei durch seine Wechselbeziehung gleichzeitig sowohl Resultat als auch Wirkung, somit komplex und folglich, entgegen dem mechanistischen Organisationsverständnis, nicht mehr plan-, steuer- und kontrollierbar. Auf diesem Hintergrund wird nachvollziehbar, dass unterschiedlichste Verständnisse bestehen, wie Organisation definiert werden kann. Ein auf die Erreichung von Zielen und Zwecken ausgerichtetes System. Oder als Mittel zur Reduktion von Komplexität. Oder aber als Gebilde, das die Aspekte einer formalen Seite, einer informalen Seite und einer Schau-Seite beinhaltet. Genauso kann der instrumentelle (Organisation als Mittel zum Zweck der Unternehmensführung), der institutionelle (die Gesamtheit des Systems) oder der prozessuale (Vorgang der Ordnungsentstehung) Aspekt ins Blickfeld gerückt werden. Oder aber die Organisation wird als komplexes oder soziotechnisches System verstanden. Jeder der aufgezählten Aspekte und der unterschiedlichen Betrachtungsweisen kann für sich genommen, gegen die andern abgegrenzt und verabsolutiert werden in Form einer "So-ist-es-Definition". Den philosophischen Kinderschuhen des naiven Realismus entwachsen, würde eine solche "Definition" nichts bewirken ausser dem Gegenteil, etwas zu simplifizieren, was nicht simplifizierbar ist – Organisation.

Ergebnisse und Beantwortung der Forschungsfrage: Für die Beantwortung der Forschungsfrage – "Welche Bedeutung haben organisationstheoretische Ansätze für die Organisationsgestaltung im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution?" – werden die aus den bearbeiteten organisationstheoretischen Ansätzen (Bürokratie-Ansatz, Arbeitswissenschaftlicher-Ansatz (Taylorismus), Human-Relations-Ansatz, Selbstorganisationsansatz)) relevanten Aspekte (= Ergebnisse) für die Organisationsgestaltung den Hauptinhalten (= Ergebnisse) der Vierten Industriellen Revolution und somit Industrie 4.0 beschreibend gegenübergestellt, um so aufzuzeigen, welche dieser Aspekte für die Organisationsgestaltung im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution Bedeutung haben. Das Fazit daraus: Der Bürokratie-Ansatz, der Arbeitswissenschaftliche Ansatz (Taylorismus) und der Human-Relations-Ansatz verfügen über relevante Aspekte der Organisationsgestaltung, die für Industrie 4.0 von Bedeutung sind, beinhalten gleichzeitig aber Aspekte, die sich mit Industrie 4.0 grundsätzlich nicht decken. Aus dieser Sicht betrachtet kommen diesen drei organisationstheoretischen Ansätzen eine eher geringe bis durchschnittliche Bedeutung für die Organisationsgestaltung von Industrie 4.0 zu. Eine ausgeprägte Bedeutung hingegen kann dem Selbstorganisations-Ansatz zugesprochen werden, da all seine Aspekte für die Organisationsgestaltung von Industrie 4.0 von Bedeutung sind und auch keine der Grundausrichtung von Industrie 4.0 entgegenwirkenden Aspekte aufweist. Als zusätzliches Ergebnis steht der erarbeitete organisationstheoretische Ansatz Industrie 4.0 als Grobentwurf zur Verfügung, der ebenfalls für die Organisationsgestaltung im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution genutzt werden kann.

Empfehlungen für die Praxis: Empfehlungen können im einten organisationalen Kontext zielführend sein, in einem andern das Gegenteil bewirkten, da sie auf andere Rahmenbedingungen oder Voraussetzungen treffen. Somit gilt es, Empfehlungen zu überprüfen, ob sie in den jeweiligen organisationalen Kontext passen und verträglich mit vorherrschenden Denk- und Werthaltungen sind.

Resümee und Ausblick: Durch die Auseinandersetzung mit den Themenfeldern "Vierte Industriellen Revolution" und "Organisation" konnte ein entsprechendes Verständnis und somit die erforderliche Grundlage für die Beantwortung der Forschungsfrage sowie für die Erreichung der gesetzten Ziele erarbeitet werden. Darüber hinaus wurde der organisationstheoretischen Ansatz Industrie 4.0 im Grobentwurf erstellt. Mit der Erreichung dieses Resultats zeigt sich auch, dass sich der Aufbau der Arbeit und das gewählte methodische Vorgehen bewährt hat. Weiterführende Forschungsansätze, die im Kontext der Vierten Industriellen Revolution und Organisation von Relevanz sind zeigen sich in folgenden Themenkreisen: Die Digitalisierung der Industrie 4.0 schafft neue Voraussetzungen, die mit den Prinzipien traditioneller Führung nicht mehr vereinbar sind: Was ist somit ein in der Vierten Industriellen Revolution adäquates Führungsverständnis? Erkenntnisse der Hirnforschung zeigen auf, dass das menschliche Gehirn als ein dynamisches selbstorganisierendes System aufgefasst werden kann. Wenn die Selbstorganisation im Menschen angelegt ist – was hindert ihn daran, diese Selbstorganisation auch in der Welt der Arbeit zu leben? Das Bedingungslose Grundeinkommen wird als direkte Antwort auf die Digitalisierung gesehen, da immer weniger an Arbeit für die Menschen zur Verfügung steht. Wenn somit Arbeit künftig nicht mehr aus einem finanziellen Sachzwang heraus geleistet werden "muss", um das Grundeinkommen zu sichern, sondern aus "freiem Willen" heraus entschieden werden kann, ob die Arbeit geleistet werden will oder nicht – was ergeben sich daraus für Konsequenzen für die Organisation? Unter der Annahme, Ethik und damit moralisches Handeln bleibt auch im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution Gegenstand der Diskussion, die Frage: Wie muss im Kontext "Alles was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert", "Alles ist machbar" und "Selbstorganisation und Selbstverantwortung" eine Ethik ausgestaltet werden, um Antworten auf die Frage nach Grenzen des Machbaren zu erhalten?

Mit der Digitalisierung hat sich der Mensch ein Instrument an die Hand gegeben, "Welt" zu erschaffen bzw. diese so zu verändern, wie sie gemäss seinen Vorstellungen zu sein hat. Eine Entwicklung, die tiefgreifende Auswirkungen auch auf alles Lebende haben wird und somit ethische Fragestellungen aufwirft, die zu beantworten sind.

"Die Geschichte der Menschheit ist eine Geschichte der Technik. Und alles andere ist Kommentar" (Vilém Flusser). Ob dies auf die Vierte Industrielle Revolution zutrifft, liegt in den Händen der Menschen.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Inhaltlicher Aufbau der Masterarbeit

Abbildung 2: Die 4 Stufen der Industriellen Revolutionen

Abbildung 3: Industrie 4.0 und Smart Factory als Teil des Internets der Dinge und Dienste

Abbildung 4: Das Internet der Dinge und Dienste – Vernetzung von Menschen, Objekten und Systemen

Abbildung 5: Schnittstellen zwischen IT-Systemen

Abbildung 6: Durchgängiges System-Engineering

Abbildung 7: Getaktete Herstellung

Abbildung 8: Flexible, integrierte Herstellung

Abbildung 9: Dortmunder Management-Modell

Abbildung 10: Metapher für die Vierte Industrielle Revolution – Das Künstliche Mensch.

Abbildung 11: Zum Verständnis von Wissenschaftstheorie, Organisationstheorie und Organisationspraxis 58

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Wendepunkte bis zum Jahr 2015 23

Tabelle 2: Der Weg zur Smart Factory 31

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einstieg ins Thema

"Hat sich das Organisieren überlebt?". So haben Schreyögg / Noss (1994) bereits vor über zwei Jahrzenten gefragt. Diese Frage rückt im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution wieder ins Zentrum der Diskussionen, denn es ist aus heutiger Sicht (noch) nicht abschätzbar, welche konkreten Auswirkungen die fortschreitende Digitalisierung im Allgemeinen wie im Besonderen auf die Arbeitswelt haben wird. Und da ein Hauptcharakteristikum der Arbeitswelt es ist, dass sie in irgendeiner Form Resultat von Organisiertheit ist, ist auch (noch) nicht beantwortet, wie sich künftig Organisationen organisieren müssen, um die aus der Vierten Industriellen Revolution entstehenden Erfordernisse abdecken zu können.

Auf diesem Hintergrund wird in den nachfolgenden Kapiteln die Ausgangslage thematisch dargestellt und davon ausgehend die damit verbundene Problemstellung bzw. Relevanz beschrieben, um so den Bezug zur Forschungsfrage sowie der Zielsetzung dieser Literaturarbeit aufzuzeigen. Daran anschliessend folgt der Aufbau der Masterarbeit.

1.1 Ausgangslage

Menschen sind täglich konfrontiert mit Organisationen und deren Eigengesetzlichkeiten. Ab dem Zeitpunkt der Geburt, über die Schul- und Berufsbildung, im beruflichen Alltag, im Privaten, in der Freizeit bis hin zum Ableben bewegen wir uns in Zusammenhängen, die organisiert sind. Organisation beinhaltet Ordnung bildende Elemente und Artefakte, die ordnen oder ordnend wirken. Dieses Ordnung Gebende schafft Form und so eine Grundlage für Berechenbarkeit und Planbarkeit für die Umsetzung von gesetzten Zielen im Wirtschaftlichen, im Politischen, im Gesellschaftlichen.

Immer neue, als revolutionäre Theorien und Konzepte angekündigte Modelle für die Lösung von Problemen im organisationalen Kontext beschleunigen Trends und Modewellen in der Wirtschaftspraxis (Bea und Göbel 2010, S. 393). Weiter stehen bahnbrechende technologische Neuerungen an – angekündigt durch die Vierte Industrielle Revolution^[1] – welche wesentlichen Einfluss auf die bestehende Gesellschaft, im Besonderen auf die Arbeitswelt, haben werden (Schwab, 2016, S. 76).

Im Zuge dieser Gegebenheiten der sich ankündigenden Entwicklungen gilt es ununterbrochen Antworten auf die Frage zu finden, wie sich Organisationen heute und morgen organisieren, um die mit den technologischen Innovationen und den sich gesellschaftlich abzeichnenden Herausforderungen umzugehen und wirkungsvoll und zielführend bewältigen zu können.

1.1 Problemstellung

Durch die hohe von technischen Neuerungen getriebene Veränderungsdynamik, wie sie sich durch die Vierte Industrielle Revolution in noch ausgeprägterer Form ankündigt, wird das Organisieren eine noch grössere Herausforderung. Einerseits braucht es Stabilität in den formal strukturierten Abläufen, um die arbeitsteilige Herstellung von Produkten und Dienstleistungen effizient bereitstellen zu können. Anderseits ist organisational eine hohe Anpassungsfähigkeit erforderlich, um sich – zusätzlich zu sich ändernden Kunden und/oder Marktbedürfnissen adäquat reagieren zu können – auch auf die Auswirkungen der Digitalisierung in den Organisationen ausrichten zu können.

Dieses fortwährende Spannungsfeld zwischen einem Minimalmass an Beständigkeit und erforderlicher Veränderungsbereitschaft bedingt ein permanentes Überprüfen bzw. Anpassen bestehender Organisationen, um den organisationalen Erfordernissen gerecht zu werden. Erschwert wird diese Situation dahingehend, dass Anpassungen nicht einem allgemein gültigen, theoretisch und wissenschaftlich anerkanntem Organisationsmodell im Sinne einer Bewertung gegenübergestellt werden können, da es die hierfür erforderliche Organisationstheorie nicht gibt (Scherer und Marti, 2014, S. 15) es genauso wenig die richtige Organisation gibt (Kühl 2015c, S. 11). Folge daraus ist, dass eine an sich allgemeingültige, auf Dauer angelegte richtige Organisation nicht per se vorausgesetzt werden kann, was somit eine Vielzahl von möglichen Varianten ergibt, folglich auch eine hohe Anzahl an Entscheidungen, die zu fällen sind. Diese Situation wird zusätzlich dadurch verschärft, dass erst im Zuge der Anpassung in Form von umgesetzten Massnahmen sich herausstellt, ob diese zielführend sind. Und wenn nicht oder nur teilweise, weitere Überlegungen für weitere Anpassungen erforderlich sind. Die sich dabei abzeichnende Gefahr bei dauernd anhaltendem Suchen nach der sogenannt richtigen organisationalen Ausgestaltung ist, dass der Organisation keine Zeit gelassen wird, die initiierten Massnahmen umzusetzen und punktuell zu justieren. Folge solcher Daueranstrengung kann sein, dass sich eine Organisation in ein organisationales Burnout manövrieren kann, ähnlich einem Organismus, der dauernd im Stressmodus unterwegs ist und sich dadurch der Gefahr aussetzt, zusammenzubrechen (Bruch und Vogel, 2005, S. 79). Eine Gefahr, die sich durch die Vierte Industrielle Revolution noch deutlicher manifestieren könnte.

Ein weiterer Problempunkt zeigt sich darin, dass sich noch kein gangbarer Weg erschliesst, den es in der Vierten Industrielle Revolution einzuschlagen gilt, damit man sich organisatorisch auf die Konsequenzen der technologischen Neuerungen vorbereitet kann. Konzeptionell ist vieles angedacht, deren Konkretisierung in Bezug auf die Umsetzung aber noch fehlt oder sich noch in der Entwicklungsphase befindet.

1.2 Relevanz

Die Bedeutsamkeit der Auseinandersetzung mit dem Thema Organisationstheorie im Kontext zur Vierten Industriellen Revolution zeigt sich darin, dass grundlegende Antworten fehlen und folglich erarbeitet werden müssen: Experten und Forschende entwickeln Konzepte und Prototypen auf Basis einer Digitalisierung, deren Praxistauglichkeit noch auf dem Prüfstand stehen und die in der Praxis Tätigen suchen nach Wegen, um sich organisatorisch in der Arbeitswelt darauf vorzubereiten auf etwas, das noch nicht geklärt ist, ob es praxistauglich ist. Ein Zielkonflikt, den es schrittweise aufzulösen gilt. Um dies zu erreichen, stehen organisationstheoretische Ansätze zur Verfügung; Denkmodelle, die über die Jahrzehnte hinweg entwickelt und in der Praxis umgesetzt wurden. Organisationstheorien, die laufend weiter erforscht und weiterentwickelt werden und deren inhaltlichen Ausprägungen zu gestaltenden Elementen für Organisationen werden. Dies allein schon Grund genug, sich dieser Thematik forschend zu widmen.

1.3 Forschungsfrage

Auf der Basis der dargestellten Ausgangslage, der ausgeführten Punkte in der Problemstellung und der Relevanz in Form von Organisation versus Vierte Industrielle Revolution lautet die Forschungsfrage: Welche Bedeutung haben organisationstheoretische Ansätze für die Organisationsgestaltung im Zeitalter der Vierten Industriellen Revolution? Hintergrund dieser Fragestellung ist die Überlegung, dass in bestehenden Organisationstheorien fundierte Denkarbeit hinterlegt ist, auf der aufgebaut bzw. die weitergeführt werden kann, um so relevante Antworten für die Ausgestaltung von Organisationen im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung zu entwickeln

1.4 Zielsetzung

Ziel dieser Literaturarbeit ist es, die in dieser Arbeit adressierten Themen als erstes gedanklich zu durchdringen, um so schrittweise zu einem Verständnis zu kommen, was aus wissenschaftlicher Sicht unter jenen Themen inhaltlich subsumiert wird. Das heisst, sich ein Verständnis darüber zu erarbeiten, was unter Vierter Industrieller Revolution verstanden wird, was Organisation beinhaltet bzw. worauf organisationstheoretische Ansätze beruhen und was aus Sicht der Autoren damit erreicht werden soll. Ist dieses Ziel erreicht, steht ein Inhaltskontext zur Verfügung, aus dem heraus Antworten auf die Forschungsfrage entwickelt werden können und Folge dessen die Bedeutung der beschriebenen organisationstheoretischen Ansätze für die Organisationsgestaltung in der Vierten Industriellen Revolution aufgezeigt werden kann. Ist auch dies erreicht, bleibt die inhaltliche Formulierung der Empfehlungen für die Praxis, des Resümees und des Ausblicks. Darüber hinaus sollen die erarbeiteten Inhalte Forschenden, Lehrenden, Beratenden sowie Praktikerinnen und Praktiken Hilfestellungen und Anregungen für die eigene Arbeit bieten.

1.5 Aufbau der Masterarbeit

Zur methodischen Unterstützung im Erarbeiten der Inhalte sowie für das Legen des "roten Fadens" wurde ein Vorgehensmodell entwickelt, das die Masterarbeit in fünf Themenblöcke aufgliedert (siehe Abbildung 1). Dieses Vorgehensmodell zeigt den inhaltlichen Aufbau der Masterarbeit sowie die Abfolge dessen Bearbeitung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Inhaltlicher Aufbau der Masterarbeit (Eigene Darstellung)

Die einzelnen Themenblöcke im Kurzbeschrieb:

- Als Ausgangspunkt steht die "Vierte Industrielle Revolution" mit u. a. der Beschreibung, ihrer Merkmale und was die treibenden Kräfte und Gefahren sind, was unter Industrie 4.0 verstanden wird, was deren technologischen Kernelemente sind und wo die Herausforderungen liegen.
- Im Themenblock "Organisation" wird die Entstehung von Organisation beschrieben, die historische Entwicklung der Organisationsbetrachtung beleuchtet und ausgeführt, was das Verständnis von Organisation ist. Weiter was die Aufgabe der Organisationstheorie ist und welche Methoden in der Organisationsforschung angewendet werden, bevor der Schwerpunkt dieses Kapitels – die organisationstheoretischen Ansätze –, dargestellt werden.
- Im Themenblock 3 werden die für die Organisationsgestaltung relevanten "Ergebnisse" aus den bearbeiteten organisationstheoretischen Ansätze dargestellt und für die "Beantwortung der Forschungsfrage" Inhalten der Vierten Industriellen Revolution gegenübergestellt.
- Der Themenblock 4 beinhaltet die aus den erarbeiteten Inhalten sich ergebenden "Empfehlungen für die Praxis".
- Abgeschlossen wird die Literaturarbeit einerseits mit einem "Resümee" auf die in der Literatur behandelten Themen in Form einer kritischen Würdigung. Andererseits mit einem Ausblick auf relevante Themen im Kontext der bearbeiteten Forschungsfrage, die sich im Verlauf der Erstellung dieser Arbeit ergeben haben und zur weiteren wissenschaftlichen Bearbeitung anstehen

Mit diesem Aufbau der Masterarbeit ist zusätzlich zur methodischen Unterstützung der konzeptionelle Rahmen abgesteckt, womit ein weiteres wichtiges Element für die Erreichung der formulierten Zielsetzungen gegeben ist.

2 Revolution auf Ansage trifft auf Organisation

Für die Bearbeitung und Beantwortung der Forschungsfrage sowie für die Ausgestaltung der gesetzten Ziele (siehe Kapitel "Zielsetzung") werden in diesem Kapitel die dafür erforderlichen inhaltlichen Grundlagen erarbeitet, kritisch reflektiert und dargestellt. Dies erfolgt entlang relevanter Primär- und Sekundärliteratur.

2.1 Vierte Industrielle Revolution

Die Ausführungen in diesem Kapitel dienen dazu, die Hauptinhalte der Vierten Industriellen Revolution aufzuzeigen, sie zu durchdenken und folglich in ihren Grundzügen zu verstehen. Dieses Verstehen ist Voraussetzung, um die Bedeutung organisationstheoretischer Ansätze für eben diese Vierte Industrielle Revolution erfassen zu können. Um dies zu erreichen, wird die Vierte Industrielle Revolution in den Kontext zu den drei davorliegenden industriellen Revolutionen gestellt; aufgezeigt, was die treibenden Kräfte dahinter sind, um dann auf das Potenzial zu sprechen zu kommen, das mit den in den Kernelementen beschriebenen technologischen Neuerungen in Verbindung gebracht wird. Anschliessend geht es inhaltlich um die Rolle des Menschen und die Organisation, um am Schluss auf die Gefahren und Herausforderungen zu sprechen zu kommen, die mit der Vierten Industriellen Revolution in Verbindung gebracht werden. Ein erstes Fazit schliesst dieses Kapitel.

2.1.1 Geschichtlicher Kontext

Für die Darstellung des historischen Kontextes bzw. der Einbettung der 4. Industriellen Revolution in die Geschichte der industriellen Revolutionen (siehe Abbildung 2) macht es Sinn, deren Entwicklung sich vor Augen zu führen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Die 4 Stufen der Industriellen Revolutionen

(Quelle: Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013)

Historisch gesehen wird die 1. Industrielle Revolution auf das Ende des 18. Jahrhunderts festgelegt. Charakteristisch für diese industrielle Zeitepoche ist die Nutzbarmachung von Wasser- und Dampfkraft in Form von zum Beispiel mechanisierten Webstühlen, der Dampfschifffahrt oder der dampfbetriebenen Eisenbahn. Die damit beginnende Mechanisierung der Produktion durch Maschinenkraft stellt geschichtlich gesehen den Anfang der Industrialisierung dar (Schwab, 2016, S. 17; Bauernhansl et al., 2014, S. 6).

Die 2. Industrielle Revolution, beginnend um zirka 1870, war geprägt durch die Nutzung der Elektrizität und die Erfindung des Fliessbands. Auf diesen beiden Grundlagen entstand die arbeitsteilige Massenproduktion, welche zu Grossindustrien in der Elektro-, Chemie- und Automobilbranche führten. Stellvertretend für diese Epoche Henry Ford und dessen Nutzung des Fliessbandes zum Einsatz in der industriellen Produktion in der Automobilbranche (Womack et al., 1994, S. 30f) und Frederic W. Taylor mit seiner ins Leben gerufenen wissenschaftlichen Betriebsführung (vgl. dazu Taylor und Roesler, 2011).

Durch den Einsatz elektrischer Energie und der damit verbundenen technologischen Innovation der Automatisierung in der Produktionsherstellung, begann um 1960 die 3. Industrielle Revolution und somit die schrittweise Eroberung der Arbeitswelt durch die Digitalisierung in Form der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT).

Nach den Stufen der Mechanisierung (1. Industrielle Revolution), Automatisierung (2. Industrielle Revolution) und Digitalisierung (3. Industrielle Revolution) stellt der Kern der 4. Industriellen Revolution die Vernetzung von industrieller Infrastruktur (Maschinen, Werkstücke, Produkte und Menschen) im Bereich der industriellen Produktion mittels sogenannter Cyber-Physischer Systeme dar (Obermaier, 2016b, S. 3; Scheer, 2016, S. 38; Vogel-Heuser et al., 2017, S. 11f; Gorecky et al., 2017, S. 217; Syska und Lièvre, 2016, S. 57; Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 17).

In Bezug auf die verwendete Zählweise der industriellen Revolutionen gibt es mit unter den Standpunkt, dass von einer 4. Industriellen Revolution noch nicht gesprochen werden darf, da die 3. Revolution mit ihrer Ausbreitung der Digitalisierung und der Computertechnologie als noch nicht abgeschlossen betrachtet werden kann (Obermaier, 2016b, S. 3; Rifkin, 2014; zitiert nach Scheer, 2016, S. 35). Doch unabhängig davon, ob die Zählweise gerechtfertigt ist oder nicht, ist festzustellen, dass die Bezeichnung Vierte Industrielle Revolution als Terminus weite Verbreitung erlangt hat und wohl nicht mehr aufgehalten bzw. rückgängig gemacht werden kann.

2.1.2 Bezeichnungen und Begrifflichkeiten

Im Zuge der Nennung Vierte Industrielle Revolution wird meist auch Industrie 4.0 genannt, teils werden sie auch synonym verwendet (Wilhelm, 2015, S. 188). Dazu die folgenden Ausführungen zur Klärung: Wer die Autorin bzw. der Autor ist, welche/r erstmals die Terminologie Vierte Industrielle Revolution verwendet hat, ist nicht abschliessend feststellbar. In der Rückwärtsbetrachtung ergibt sich das folgende Bild in der Übersicht: Klaus Schwab, Vorsitzender des Weltwirtschaftsforums, Doktor der technischen Wissenschaften (Dr. sc. techn.) sowie Doktor der Wirtschaftswissenschaften (Dr. rer. Pol.) verwendet "Die Vierte Industrielle Revolution" als Titel für sein im 2016 erschienen gleichnamigen Buch, wobei er den Verweis auf die Vierte Industrielle Revolution in Ich-Form anführt:

Wir stehen am Anfang einer Revolution, die unsere Art zu leben, zu arbeiten und miteinander zu interagieren, grundlegend verändern wird. Aufgrund ihrer enormen Tiefen- und Breitenwirkung sowie ihrer Komplexität ist das, was ich als die Vierte Industrielle Revolution bezeichne, ein in der Geschichte der Menschheit beispielloser Vorgang. (Schwab, 2016, S. 9)

Dombrowski et al., (2015, S. 157) benennen ihren Fachartikel "Auf dem Weg in die Vierte Industrielle Revolution", ohne dass sie einen Ursprung dieser Bezeichnung angeben. Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl, wissenschaftlicher Beirat der nationalen Plattform Industrie 4.0, verfasste 2014 einen Artikel unter dem Titel "Die Vierte Industrielle Revolution – Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma", worin er aufführt "Wenn im Zusammenhang mit Industrie 4.0 immer wieder von der 4. Industriellen Revolution gesprochen wird…" (Bauernhansl et al., 2014, S. 5), womit er deutlich macht, dass diese beiden Bezeichnungen in unmittelbarem Zusammenhang stehen. In den VDI (Verband Deutscher Ingenieure) Nachrichten, dem "Nachrichtenportal für Ingenieure", erschien im Jahr 2011 der Artikel "Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution" (Kagermann et al., 2011, S. 2) der Herren Prof. Dr. Dr. E. h. Henning Kagermann, Prof. Dr. Wolf-Dieter Lukas und Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Wolfgang Wahlster, alle Personen führend involviert in den Arbeiten Industrie 4.0, dem Auftragsprojekt der deutschen Regierung. Fazit dieser Recherche ist, dass zum jetzigen Zeitpunkt nicht belegt werden kann, wem die Urheberschaft der Bezeichnung Vierte Industrielle Revolution zugesprochen werden kann. Was sich jedoch zeigt ist, dass die oben aufgeführten Autoren die beiden Bezeichnungen Vierte Industrielle Revolution und Industrie 4.0 nicht gegeneinander abgrenzen, sondern parallel verwenden. Diese Feststellung wird zusätzlich unterstützt durch folgende Aussage der Stuttgarter Produktionsakademie: "Die Zukunftsoffensive Industrie 4.0 – auch als vierte industrielle Revolution bekannt – eröffnet Produktionsunternehmen vielfältige Möglichkeiten für neue Produktionsabläufe, Geschäftsmodelle und Dienstleistungen." (Vogel-Heuser et al., 2017, "Stuttgarter Produktionsakademie", S. XIV)

Im Gegensatz zur Terminologie Vierte Industriellen Revolution ist Industrie 4.0 zeitlich klar zuzuordnen. Der Begriff Industrie 4.0 geht zurück auf die Hannover-Messe April 2011, wo er erstmals der breiten Öffentlichkeit vorgestellt wurde (Schwab, 2016, S. 18; Bauernhansl et al., 2014, Vorwort, S. V; Syska und Lièvre, 2016, S. 52). Inhaltlich wurde der Terminus Industrie 4.0 hingegen von der Arbeitsgruppe Forschungsunion Wirtschaft und Wissenschaft geprägt (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 5.) Diese Arbeitsgruppe, die sich aus Vertretern aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft zusammensetzte, hatte die Erarbeitung von Leitlinien für die High Tech-Strategie 2020 der Bundesregierung Deutschland zum Inhalt, basierend auf der Vision einer zukünftigen Industriegesellschaft unter Einfluss des Internets (Scheer, 2016, S. 35). Ziel dieses Zukunftsprojekts (lanciert im Januar 2011, verabschiedet im November 2011) (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 81) ist es, die digitale Vernetzung klassischer Fertigungsindustrien voranzutreiben, um dadurch die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland weiter auszubauen (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 5f; Obermaier, 2016b, S. 6). Nachdem dann die Nationale Plattform Industrie 4.0 im Jahr 2013 gegründet wurde (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, 2017a), erlebt der Begriff Industrie 4.0 einen kometenhaften Anstieg, der bis heute andauert (Bauernhansl et al., 2014, Vorwort). Was hingegen bis heute noch nicht gelungen ist, ist eine einheitliche bzw. akzeptierte Definition zu formulieren, was unter Industrie 4.0 zu verstehen ist (Wilhelm, 2015, S. 188; Müller, 2016, S. 7). Im Sinne einer Arbeitsdefinition formuliert Obermaier (2016b, S. 8) Industrie 4.0 dahingehend, dass Industrie 4.0 eine Form industrieller Wertschöpfung beschreibt, die durch Digitalisierung, Automatisierung sowie Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Akteure charakterisiert ist und auf Prozesse, Produkte oder Geschäftsmodelle von Industriebetrieben einwirkt. Darüber hinaus erwähnt das Gabler Wirtschaftslexikon, dass Industrie 4.0 auch ein Marketingbegriff ist, der mitunter in der Wissenschaftskommunikation verwendet wird (Springer Gabler Verlag (Herausgeber)). Und auf der Nationalen Plattform Industrie 4.0 kann die nicht sehr aussagekräftige Formulierung nachgelesen werden, dass – im Anschluss an die industriellen Revolutionen 1 bis 3 – nun in der Industrie die 4. Industrielle Revolution beginnt. (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, 2017b).

Fazit: Die obigen Ausführungen machen deutlich, dass "Vierte Industrielle Revolution" und "Industrie 4.0" begrifflich noch im Entstehen sind. Somit wird für die weiteren Ausführungen die Vierte Industrielle Revolution als Zeitabschnitt verstanden, analog den vorhergehenden drei industriellen Revolutionen, und unter Industrie 4.0 das auslösende Moment, analog der Dampfmaschine in der 1., dem Fliessband in der 2. und dem Computer in der 3. Industriellen Revolution; darüber hinaus unter industrieller Revolution einen tiefgreifenden, dauerhaften Umbruch der wirtschaftlichen und sozialen Verhältnisse (Schwab, 2016, S. 9; Obermaier, 2016b, S.3; Syska und Lièvre, 2016, S. 15; Anderson, 2017, S. 48ff).

2.1.3 Treibende Kräfte

Macht man einen Schritt zurück und stellt sich die Frage, was die treibenden Kräfte hinter der Vierten Industriellen Revolution sind zeigt sich, dass ein gewichtiger Faktor dafür die Marktkomplexität – getrieben von immer umfassenderen Anforderungen an die Funktionalität von System, immer kürzeren Lieferzeiten, einer immer umfassenderen Verfügbarkeit von Mensch und Maschine – darstellt. Bedingt durch diese stetig zunehmende Komplexität des Marktes sehen sich Unternehmen Herausforderungen gegenübergestellt, deren Bewältigung immer anspruchsvoller werden und dies parallel zu der Tatsache, dass der Preiskampf sich weiter verschärft (Bauernhansl, 2017a, S. 10). Folge dieses Spannungsfeldes ist, dass Firmen nach technologischen Innovationen suchen, um diese Herausforderungen optimaler, sprich mit weniger Aufwand und Risiken bewältigen zu können und die gleichzeitig dazu beitragen sollen, die Wettbewerbsfähigkeit aufrecht zu erhalten. Weiter wird von technologischen Megatrends gesprochen, denen ein beinahe grenzenloses Potenzial zugesprochen wird. Eine Auswahl dieser Megatrends und den damit verbundenen Schlüsseltechnologien sind nachfolgend beschrieben (Schwab, 2016, S. 28 – 42), basierend auf Forschungsberichten des Weltwirtschaftsforums und mehreren Global Agenda Councils des Forums (Schwab, 2016, S. 22).

2.1.3.1 Physische Megatrends

Selbstfahrende Fahrzeuge: Neben bereits zu Pilotzwecken im Einsatz stehende selbstfahrende Personenwagen, Lastkraftfahrzeuge, Bussen und Zügen, wird auch die Entwicklung von Drohnen in rasantem Tempo weiterentwickelt. So geht man davon aus, dass mit der Verbesserung der erforderlichen Sensorentechnik^[2] in Kombination mit Künstlicher Intelligenz (KI) in absehbarer Zeit selbständig Aufgaben erledigen können wie beispielsweise das Überprüfen von Stromleitungen, dem Transport von medizinischen Gütern in Notgebiete oder in der Landwirtschaft für die präziserer Nutzung von Düngemittel und der Bewässerung (Schwab, 2016, S. 29f).

3D-Druck: Mit dem 3D-Druck wird ein dreidimensionaler Körper nach einer digitalen Vorlage hergestellt. Dies können grosse Objekte wie Windturbinen sein, so auch kleinere wie medizinische Implantate. Mit diesem Herstellungsverfahren können Kundenbedürfnisse nach individuellen Wünschen in sehr kurzen Zeit hergestellt werden. Bereits ist das 4D-Verfahren in Erforschung, einem Verfahren, das sich selbst verändernde Produkte erzeugen soll, die auf Umwelteinflüsse wie Hitze und Feuchtigkeit reagieren. Dies könnten zum Beispiel zum Einsatz kommen in der Bekleidungsbranche oder auch der Medizin bei Implantaten, die so konstruiert sind, dass sie sich dem menschlichen Körper anpassen (Schwab, 2016, S. 30).

Fortgeschrittene Robotik: Bereits heute werden Roboter^[3] ausserhalb von Industrieproduktionshallen eingesetzt wie etwa in der Landwirtschaft oder auch der Krankenpflege. Die dabei entwickelte Sensor-Technologie befähigen die Roboter, ihre Umwelt immer wie besser wahrzunehmen und so die Mensch-Maschine-Schnittstelle weiter zu optimieren bis hin zu Robotern, die künftig Aufgaben im Haushalt übernehmen können (Schwab, 2016, S. 31f).

2.1.3.2 Digitale Megatrends

Als wichtige Brücke zwischen den physischen und den digitalen Anwendungen, welche die Vierte Industrielle Revolution überhaupt erst ermöglichen, ist das Internet der Dinge^[4] (Internet of Things, IoT) oder auch das Internet aller Dinge genannt (Dais und Bosch, 2017, S. 259; Obermaier, 2016b, S. 7; Kagermann, 2017, S. 236; Hompel und Henke, 2017, S. 247). "In seiner einfachsten Form lässt es sich als eine Beziehung zwischen Dingen (Produkten, Dienstleistungen, Orten und so weiter) und Menschen beschreiben, die durch vernetzte Technologien und verschiedenen Plattformen ermöglicht werden." (Schwab, 2016, S. 38). Kleinste Sensoren dienen dazu, die materielle Welt mit der digitalen zu verknüpfen. Produkte, Kleider, Häuser, Verkehrsmittel, Fertigungsprozesse, Transportgüter usw. werden mit Sensoren ausgerüstet. Dadurch wird zum Beispiel die Fernüberwachung ermöglicht die es erlaubt, in Echtzeit zu erfahren, wo beispielsweise eine Lieferbestellung sich befindet. Oder als weiteres Beispiel die Blockchain-Technologie, über die in Form einer verschlüsselten und folglich zuverlässigen Datenbank miteinander interagiert werden kann, ohne zuerst über eine neutrale Stelle oder Person, z. B. in Form eines Treuhändlers, Geschäfte abschliessen zu können. Als bekanntes Beispiel dafür steht das Geschäftsmodell von Uber, die mittels einer dieser Plattformen das grösste Taxiunternehmen der Welt geschaffen haben, ohne eine eigene Taxiflotte zu betrieben: Angebot und Nachfrage werden direkt und kostengünstig zusammengebracht, ohne Umwege über Dritte (Schwab, 2016, S. 34ff).

2.1.3.3 Biologische Megatrends

Neben den physischen und den digitalen werden auch biologische Megatrends beschrieben. Hier steht die synthetische Biologie im Zentrum der Aufmerksamkeit bzw. im Fokus der Forschung. Mit der synthetischen Biologie wird es möglich werden, mit den Erkenntnissen aus der Gensequenzierung Organismen masszuschneidern. Erkrankungen, die auf genetischen Ursachen zurückzuführen sind, können dadurch gezielt und damit effektiver behandelt werden. Pflanzen wie auch Tiere können genetisch dahingehend verändert werden, dass sie für die Medizin wie auch die Therapie wertvolle und nutzbare Produkte produzieren. Als Beispiel dafür genmanipulierte Kühe, die in ihrer Milch ein Blutgerinnungsfaktor produzieren, der Blutern fehlt. Ebenfalls können menschliche Embryonen verändert werden, dass Designer-Babys geboren werden können. Kurzum: Eine Entwicklung, die tiefgreifende Auswirkungen im Speziellen auf die Medizin, auf alles Lebende haben wird und somit ethische Fragestellungen aufwirft, die es zu beantworten gilt. (Schwab, 2016, S. 38ff)

Um sich ein Bild davon machen zu können, wie sich die Entwicklung dieser Trends bis ins Jahr 2025 abzeichnet, zeigt die nachfolgende Übersicht in Form der Tabelle 1:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Wendepunkte bis zum Jahr 2025 (Schwab, 2016, S. 45)

"Alle industrialisierten Volkswirtschaften und multinationalen Konzerne forschen und arbeiten an der Umsetzung der Vierten Industriellen Revolution. Der Wettlauf um das Produktionssystem der Zukunft hat begonnen." (Bauernhansl, 2017a, S. 29). Auf dem Hintergrund dieser technologischen Megatrends als Treiber wie auch als Ausprägungen der Vierten Industriellen Revolution, folgend die Ausführungen zu Industrie 4.0.

2.1.4 Industrie 4.0

Die nachfolgenden Kapitel geben einen Überblick darüber, was inhaltlich unter Industrie 4.0 verstanden wird und wie sich im Zuge dessen die Vierte Industriellen Revolution ausgestalten könnte.

2.1.4.1 Vision

Die Vision – Industrie 4.0 als Teil einer vernetzten, intelligenten Welt (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 23). Um dies zu erreichen, braucht es das Internet der Dinge und Dienste, das in allen für die Industrie 4.0 erforderlichen Bedarfsfeldern Einzug halten wird (siehe Abbildung 3): In der Energieversorgung für intelligente Energienetze (Smart Grids), für nachhaltige Mobilitätskonzepte (Smart Mobility, Smart Logistics) in der Gesundheit und Pflege (Smart Health), bei Gebäudeunterhalt und -verwaltung (Smart Buildings) sowie für die Herstellung und Nutzung von intelligenten Produkten (Smart Products); und all dies auf der Grundlage der intelligenten Fabrik (Smart Factory) zur Steuerung und Beherrschung dieser Komplexität und gleichzeitiger Effizienzsteigerung (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 23).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Industrie 4.0 und Smart Factory als Teil des Internets der Dinge und Dienste

(Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 23)

Eine Vision, die auf Grund der Vernetztheit der verschiedenen Bedarfsfeldern sich nur wird realisieren lassen, wenn der Paradigmenwechsel hin zur Industrie 4.0 als schrittweisen Prozess gesehen und interdisziplinär auf- und umgesetzt wird (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 23). Und die langfristige Vision von Industrie 4.0, die komplette Automatisierung der Produktionsprozesse (Fallenbeck und Eckert, 2017, S. 137).

2.1.4.2 Grundidee

Die Grundidee hinter Industrie 4.0 ist die Aufhebung der Trennung zwischen der physischen, dinglichen Welt und der virtuellen Welt. Physische Gegenstände werden mit Sensoren und Kleinstrechnern ausgestattet, so dass sie zu für sie relevanten Zeitpunkten ihre Informationen über sich selbst und ihre Umgebung an andere IT-Systeme weitergeben können (Schlick et al., 2014, S. 58). Dabei geht es um eine durchgängig digital vernetzte Produktionstechnik, die untereinander und mit dem Produkt kommuniziert mit dem Ziel, die Wertschöpfungskette^[5] auf Basis des Internets der Dinge und Dienste vollständig digital zu durchdringen (Bauernhansl, 2015, S. 1). Eine konsequente Dezentralisierung, die Selbstorganisation und Selbstoptimierung bis hin zu einer autonom gesteuerten Fabrik ermöglicht; die klassische Fabrikeinrichtung und die Software-Welt wachsen zusammen (Wilhelm, 2015, S. 188). Dabei soll die gesamte Kommunikation – als einschneidende Änderung gegenüber heute – über das Internet und mit diesem Schritt in die "Cloud"^[6] erfolgen. (Wilhelm, 2015, S. 188). Mit dieser durchgängigen Informationsverarbeiten wird die Ausschöpfung der Optimierungspotenziale angestrebt, basierend aus der Innovation durch die Verbindung von mehreren bislang getrennten Informationsquellen und dem Verbessern eines technischen oder organisatorischen Prozesses (Schlick et al., 2014, S. 59). Oder in den Worten des Arbeitskreises Industrie 4.0:

Industrie 4.0 meint im Kern die technische Integration von CPS in die Produktion und die Logistik sowie die Anwendung des Internets der Dinge und Dienste in industriellen Prozessen – einschliesslich der sich daraus ergebenden Konsequenzen für die Wertschöpfung, die Geschäftsmodelle sowie die nachgelagerten Dienstleistungen und die Arbeitsorganisation. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 18)

Damit diese Grundidee nicht bloss ideeller Art bleibt, stellt sich die Frage, welches "konkrete" Potenzial mit Industrie 4.0 in Verbindung gebracht wird.

2.1.4.3 Potenzial

Geht es generell um technologische Erneuerungen, stellt sich verständlicherweise auch immer die damit verbundene Frage, welches Potenzial vermutet bzw. ausgewiesen wird und künftig abgeschöpft werden kann. Diese Potenziale sind bei Industrie 4.0 immens. Kaum ein Gebiet, in Gesellschaft, Wirtschaft, Wissenschaft, das nicht – sei dies direkt oder indirekt – in irgendeiner Art betroffen sein wird.

2.1.4.3.1 Kunden

Industrie 4.0 ermöglicht die Individualisierung von Kundenwünschen, indem kundenspezifische Anforderungen an z. B. Design, Konfiguration oder Lieferung individuell ausgestaltet und bei Bedarf auch noch kurzfristig angepasst werden kann. Somit wird es auch möglich, Einzelstücke (Losgrösse 1) kostengünstig und somit rentabel zu produzieren (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 19; Scheer, 2015, 6). Oder – als Beispiel aus der Telemedizin – kann durch die Analyse von vorliegenden Krankheitsbildern, den vorliegenden Behandlungsmustern und Behandlungserfolgen von vielen Patienten eine auf einen einzelnen Patienten zugeschnittenes Behandlungsvorgehen entwickelt werden und so die Qualität der Behandlung deutlich gesteigert werden (Dais und Bosch, 2017, S. 260).

2.1.4.3.2 Markt

In Bezug auf den Markt wird individuell geschnürten Pakete aus Produkten und intelligenten Diensten, den sogenannten Smart Services, ein hohes distributives Potential zugesprochen, die völlig neue Geschäftsmodelle^[7] und somit Märkte entstehen lassen. Weiter wird davon ausgegangen, dass die Smart Services die heutigen Produkte von der Stange ablösen und durch die Auswertung von Betriebsdaten die entsprechenden individuellen Bedürfnisse passgenau den Kunden zur Verfügung stellen können – wer Smart Services am Markt anbietet, bestimmt künftig die Beziehung zu den Kunden und folglich die Präsenz am Marktvolumen. (Körber et al., 2015, S. 4)

2.1.4.3.3 Flexibilität

Durch die CPS-basierte Vernetzung können Geschäftsprozesse viel dynamisch gestaltet werden, als dies heute der Fall ist. Das heisst, ganze Produktions- und Lieferketten können zeitlich deutlich verkürzt werden unter gleichzeitiger Steigerung der Qualität. Das kurzfristige Reagieren auf z. B. sich verändernde Liefermengen oder Produktionsvorgängen wird möglich. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 20)

2.1.4.3.4 Ressourcenproduktivität und -effizienz

Eine möglichst hohe Ausbringung an Produkten bei einer bestehenden Menge an Ressourcen (Ressourcenproduktivität) unter gleichzeitig niedrigem Ressourceneinsatz bei gegebener Produktionsmenge (Ressourceneffizient), bleibt auch Ziel im Zeitalter von Industrie 4.0. Diese Parameter können durch CPS noch deutlicher ausgeschöpft werden, da die Prozessketten während der Produktion laufend überwacht und optimiert werden. (siehe Kapitel "Anwendungsbeispiele") (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 20)

2.1.4.3.5 Kosteneinsparungen

Es wird davon ausgegangen, dass in unterschiedlichen Bereichen Kosteneinsparungen möglich werden. So rechnet man damit, dass die Bestandeskosten (z. B. durch Reduzierung von Sicherheitsbeständen) um 30 – 40 Prozent gesenkt werden können, Fertigungs- und Logistikkosten (z. B. durch optimierte Prozessregelkreise und erhöhtem Automatisierungsgrad) um je 10 – 20 Prozent, bei den Komplexitätskosten gar Einsparungen in der Höhe von 60 – 70 Prozent resultieren (z. B. durch Erweiterung der Leitungsspannen, Reduktion Trouble Shooting), die Qualitätskosten durch z. B. echtzeitnahe Qualitätsregelkreise um 10 – 20 Prozent und die Instandhaltungskosten (Optimierung der Lagerbestände, dynamische Priorisierung) um 20 – 30 Prozent gesenkt werden können. (Bauernhansl, 2017a, S. 27)

2.1.4.3.6 Arbeitswelt

Durch die CPS-basierte Technologie und ihrer erhöhten Flexibilität in der Arbeitsorganisation, können den steigenden Bedürfnisse der Arbeitnehmenden optimaler entsprochen werden für ihre Gestaltung von Beruf und Privatleben. So ergeben sich beispielsweise durch intelligente Assistenzsysteme für Betrieb und Personal neue Handlungsspielräume, die beidseitig genutzt werden und so einen Beitrag an die Work-Life-Balance leisten (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 20). In Bezug auf Mitarbeitende werden unterschiedliche und auch weitreichende Potenziale dargestellt, die durch die technologischen Erweiterungen durch Industrie 4.0 formuliert werden. So soll ein optimiertes Informationsmanagement die Einsatzplanung dahin gehend verbessern, dass neben Verfügbarkeit und Kompetenzprofile zukünftig im Sinne einer ergonomischen Einsatzplanung auch die individuellen Belastungs-Beanspruchungssituationen individuell berücksichtig werden, was zusätzlich zu einer physischen Entlastung beitragen wird (Jeske, 2015, S. 154). Weiter können mit geeigneter Softwareunterstützung Arbeitsaufgaben durch Übungen aktuell gehalten wie auch Schulungsmassnahmen festgelegt werden und zwar dahingehend, dass die Gesamtbeanspruchung eines Teams oder einer ganzen Abteilung ergonomisch ausgelegt und so die Gesamtbeanspruch aller verringert wird (Jeske, 2015, S. 154).

Um Arbeitsausfalltage zu reduzieren können sogenannte Mensch-Maschine-Systeme Abhilfe schaffen, in denen Roboter als kollaborierende technische Assistenten fungieren (Davenport und Kirby, 2015, S. 24ff; Brynjolfsson und McAfee, 2016, S. 113). So können sie das Handling zum Beispiel einer schweren Last übernehmen. Die Aufgabe des Montagearbeiters wäre dann, dieses Bauteil entsprechend noch zu montieren. In dieser Zusammenarbeit noch kritisch wie auch noch nicht gelöst ist die Frage der Arbeitssicherheit. "Derzeit entwickeln Universitäten, Forschungsinstitute und Industrie gemeinsam Lösungen, um eine Gefährdung des Mitarbeiters durch den Roboter auszuschliessen. Dazu gehören z. B. hochempfindliche Sensoren, die bereits bei geringstem Widerstand stoppen oder eine Rückwärtsbewegung des Roboters auslösen (Wilhelm, 2015, S. 187). Generell wird der Einsatz von Robotern als wichtiger Beitrag zur Humanisierung der Industriearbeit gesehen wie auch als Teil eines proaktiven Gesundheitsmanagements (Wilhelm, 2015, S. 187).

2.1.4.3.7 Soziale Chance

In der Vierten Industriellen Revolution wird auch eine soziale Chance gesehen, da einerseits die Lebensqualität steigt (Brynjolfsson und McAfee, 2016, S. 115; Kagermann, 2017, S. 240), die Sicherung der Arbeitsplätze und insbesondere eine bessere Qualität an Arbeit erreicht wird, genauso eine optimalere Work-Life-Balance und Vereinbarkeit von Beruf und Familie (Kagermann, 2017, S. 240). Und weiter: "Der Mensch rückt wieder zurück in den Mittelpunkt der Arbeitswelt, indem jeder Einzelne über seine individuelle Verfügbarkeit bestimmt und diese in für die Arbeit in der intelligenten Fabrik angepassten sozialen Netzwerken und sozialen Medien zur Verfügung stellt". (Kagermann, 2017, S. 240)

2.1.4.4 Vernetzungsvolumen und Investitionen

Um die inhaltlichen Potenziale ausnutzen zu können, bedarf es den erforderlichen Mengen an Nutzern. So zeigt Kagermann (2017, S. 237) auf, dass alleine im dritten Quartal 2013 im mobilen Internet 113 Millionen neue Teilnehmer registriert wurden; davon 30 Millionen in China, 10 Millionen in Indien, 6 Millionen in Bangladesch, 4 Millionen in Ägypten (Kagermann, 2017, S. 237). Und er geht davon aus, dass bis 2020 gegen 6.5 Milliarden Menschen und 18 Milliarden Objekte miteinander vernetzt sein werden. Im Vergleich dazu schreiben Dais und Bosch (2017, S. 260), dass im Jahr 1995 0.7 Prozent der 5.7 Milliarden Menschen, also rund 40 Millionen vernetzt waren, 10 Jahre später bereits 15 Prozent der 6.5 Milliarden Menschen, sprich rund 975 Millionen und im 2015 ein Vernetzungsgrad von 75 Prozent der damals 7.3 Milliarden Menschen bestehen wird. "5.5 Milliarden Menschen werden dann online sein, ca. 4.5 Milliarden mehr als 2005." (Dais und Bosch, 2017, S. 260). Diesen Zahlen gegenüber stehen die Aussagen von Schwab (2016, S. 19), dass 17 Prozent der Weltbevölkerung (fast 1.3 Milliarden Menschen) bis heute keinen Zugang zu Elektrizität haben und dass mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung, d. h. rund 4. Milliarden Menschen, vor allem in den Entwicklungsländern, über keinen Internetzugang verfügen. Und weiter wird davon ausgegangen, dass bis im Jahr 2025 rund 1 Billion Sensoren mit dem Internet verbunden sein werden (Schwab, 2016, S. 190). "Bei der Spindel (das Symbol der Ersten Industriellen Revolution) hat es fast 120 Jahre gedauert, bis sie sich ausserhalb Europas verbreitete. Dagegen hat das Internet weniger als ein Jahrzehnt benötigt, um sich über den gesamten Globus zu spannen." (Schwab, 2016, S. 19)

Welchen Stellenwert die Technologie-Revolution inne hat, verdeutlichen auch die folgenden Zahlen nach Dais (2017, S. 268): Die Europäische Union fördert mehrere Initiativen zur Implementierung des Internets der Dinge in die Produktion im Umfang von 9 Milliarden Euro. Die USA haben für die Produktionsforschung 2.2 Milliarden im Haushalt von 2013 bereitgestellt. China strebt die Technologieführerschaft im Bereich High-End-Fertigungseinrichtungen an und hat dafür ein Budget von 1.2 Billionen Euro zur Verfügung gestellt.

Geht es um Hochrechnungen und Aussagen für die Zukunft, kommt es – wie in den obigen Zahlen – verständlicher Weise zu Abweichungen, da der künftige globale Vernetzungsgrad zum jetzigen Zeitpunkt noch schwer vorausgesagt werden kann. Selbstsprechend hingegen die Höhe der Investitionen, die für die Technologieentwicklung getätigt werden.

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^[1] Der Begriff "industrielle Revolution" wurde im Jahr 1799 von Louis-Guillaume Otto, einem französischen Diplomaten, geprägt. (Anderson, 2017, S. 50)

^[2] Sensor: Technisches Bauteil, das bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften qualitativ oder als Messgrösse quantitativ erfassen kann. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 86)

^[3] Das Wort "Roboter" fand 1921 Eintritt in den Sprachgebrauch durch das tschechische Bühnenstück R.U.R. (Rossums "Universal"-Roboter) von Karel Capek. (Brynjolfsson und McAfee, 2016, S. 39)

^[4] Der Begriff Internet der Dinge (Internet of Things) geht zurück auf Kevin Aston (2009).

^[5] Wertschöpfungskette: Modell der Wertschöpfung als sequenzielle, abgestufte Reihung von Tätigkeiten beziehungsweise Prozessen, von der Entwicklung über die Produktion bis hin zu Vermarktung und Dienstleistungen. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 87)

^[6] Cloud: Abstrahierte virtualisierte IT-Ressourcen (wie zum Beispiel Datenspeicher, Rechenkapazität, Anwendungen oder Dienste, wie etwa Freemail-Dienste), die von Dienstleistern verwaltet werden. Der Zugang erfolgt über ein Netzwerk, meist das Internet. Der Begriff „Wolke“ meint, dass der eigentliche physische Standort der Infrastruktur dieser Leistungen für den Nutzer oft nicht erkennbar rückverfolgt werden kann, sondern die Ressourcen „wie aus den Wolken“ abgerufen werden können. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 84)

^[7] Geschäftsmodell: Vereinfachte Darstellung eines Unternehmens und eine Abstraktion davon, wie sein Geschäft und seine Wertschöpfung funktionieren, um letztlich Geld zu verdienen. Es beschreibt auf kompakte Weise Organisation, Kostenstrukturen, Finanzströme, Wertschöpfungskette und Produkte eines Unternehmens. Der Prozess zur Definition eines Geschäftsmodells ist Teil der Geschäftsstrategie. (Arbeitskreis Industrie 4.0, 2013, S. 85)