Automatisierung

Interview mit Dr. Alexander Markowetz, Junior Professor für Informatik

Ohne Standardisierung keine Industrie 4.0

18.11.2015 -

Dr. Alexander Markowetz, Junior Professor für Informatik an der Uni Bonn und Autor des Buchs „Der digitale Burnout“ steht uns in Interview Rede und Antwort, wie es wirklich um die Digitalisierung in Deutschland und in diesem Kontext um Industrie 4.0 steht.

Was verbirgt sich aus Ihrer Sicht hinter Industrie 4.0, und insbesondere hinter den Schlagworten IoT und Digitalisierung?

Prof. Markowetz: Wenn sich Menschen, Maschinen und sämtliche Prozesse digital vernetzen, dann sprechen wir von dem Internet der Dinge, oder dem Internet of Everything. Dort hat jedes Gerät eine IP-Adresse, alle Prozesse laufen digital ab. In der Industrie 4.0 hat jede produzierende Maschine eine IP Adresse und die entsprechenden Prozesse sind digitalisiert. Insofern ist Industrie 4.0 eine Teilmenge des IoT. Der Weg hin zu einem IoT ist die Digitalisierung, oder die digitale Transformation.
Was aber wissen wir über große IT-Projekte? Sie scheitern prinzipiell, im allerbesten Fall kommen sie um Jahre zu spät. Verstehen wir die Digitalisierung der Welt nun als gigantisches IT Projekt. Wir wissen sofort:sie kann nur scheitern. Die Digitalisierung steckt fest.

Woran scheitert die Digitalisierung, und wie lässt sie sich retten?

Prof. Markowetz: Das ist wie bei IT Projekten auch: aufgrund der Komplexität. Habe ich in meinem System 600 Geräte, die bereits miteinander kommunizieren, und füge Gerät 601 hinzu, muss ich an den bestehenden 600 Geräten Anpassungen durchführen. Das ist zu teuer und zu komplex. Jede kleine Änderung zieht weitere nach sich und kann im Zweifelsfall das Gesamtsystem lahmlegen. Der Prozess erstickt an Komplexität. Das gilt für IT-Systeme in Unternehmen genau wie für die Digitalisierung; daher steckt sie fest.
Zudem erschweren wir uns das Projekt Digitalisierung, weil wir - im Gegensatz zum typischen Großprojekt - kein zentrales Management haben und im Gegenteil sogar denken, der einzige Mechanismus, mit dem das Projekt funktionieren kann, sei der freie Markt: jeder gegen jeden. Das kann nicht klappen.
Die Komplexität lässt sich nur durch Standardisierung reduzieren. Wenn die Kommunikation zwischen den Geräten standardisiert ist, dann muss System 601 nur genau den gleichen Standard implementieren -  ich starte das Gerät, und es kann automatisch mit allen anderen 600 Geräten im System kommunizieren.

Warum tun wir uns in Deutschland bisher so schwer mit der Digitalisierung?

Prof. Markowetz: Vom Internet sehen wir bisher primär den B2C-Markt, also Google, Facebook, Amazon, Ebay – große proprietäre Plattformen, die nach dem Winner-takes-all-Prinzip funktionieren. Da wird schnell klar, warum wir Deutschen nicht mithalten können: wir sind nicht das Land, das sich auf Konsumenten-Güter spezialisiert hat. Wir haben stattdessen einen sehr gesunden Mittelstand, dessen Wertschöpfungskette vorwiegend aus technischen Produkten und Automatisierung herrührt. Im B2C Markt gilt das Winner-takes-all Prinzip. Es gewinnt genau ein Player, und der benötigt massive Summen. Die Vermögensverteilung in den USA ist dafür wesentlich besser strukturiert – die soziale Ungerechtigkeit erzeugt Leute, die bei Bedarf schnell noch eine Milliarde hinterher schieben können. Das gibt es in Deutschland nicht.
Der B2C Markt war jedoch Peanuts, quasi Fingerübungen zum Aufwärmen. Die wahre Herausforderung liegt im B2B-Markt. Wir reden über das Internet of Things, das Internet of Everything, jedes Geräte hat eine IP Adresse und alle Prozesse die darauf laufen, sind digitalisiert.
Die Methoden des Konsumentenmarkts funktionieren im Geschäftskundenmarkt nicht. Es ist also total irrsinnig wenn sich deutsche Manager mit dem Bus durch das Silicone Valley chauffieren lassen, in der Hoffnung man würde ihnen dort das Digitalisieren beibringen. Es geht darum, das Chaos aus Inseln durch Standardisierung beherrschbar zu machen. Was man in den USA lernen kann, ist wie man schöne Inseln baut. Tatsächlich ist also der deutsche Mittelstand mit seiner Wertekultur besser gerüstet, als das Silicon Valley, um die Digitalisierung zu entscheiden.

Warum benötigen wir die Standardisierung so dringend?

Prof. Markowetz: Betrachten wir als Beispiel das Thema ERP-Software. Davon gibt es bereits reichlich. Aber die ERP-Systeme kommunizieren nicht untereinander. Im Produktionsprozess könnte ein ERP des Komponentenlieferanten doch direkt mit dem des Herstellers reden – diese Inter-Company-Kommunikation funktioniert allerdings nicht. Meine Sekretärin druckt die Buchung in unserem ERP aus, und sendet sie an Ihre Sekretärin. Dann gibt es wahrscheinlich 600 verschiedene ERP Systeme, und wir verstehen auf einmal, wieso es zu schwierig ist, alle miteinander zu verbinden. Da kommen wir dann zu der Standardisierung.
Nur ist nicht klar, dass die derzeitigen Platzhirsche dabei mitspielen. Schauen Sie sich den aktuellen B2B-Markt an: Man kauft heute eine beliebige Software, die im Hintergrund läuft. Das funktioniert immer über einen Lock-in. Tatsächlich heißt das, die Firma XY verkauft Ihnen eine Software. Aus dieser wieder heraus zu kommen ist aufgrund extrem hoher Migrationskosten extrem schwierig. Die Firma XY hat also ein de-facto-Monopol und erhöht dann munter jedes Jahr den Preis. Das ist dann kein effizienter Markt, man kann nicht mehr weiter wechseln, daher die unglaublich hohe Prämie. Die meisten Firmen in diesem Umfeld kommen aus den USA. Man kann das als eine Form des digitalen Kolonialismus bezeichnen: der deutscher Mittelstand darf weiter arbeiten wie bisher, nur die Erlöse führen wir in Form von Software-Lizenzen in die USA ab.
Eins ist aber auch klar: sobald eine Standardisierung einsetzt müssen die Hersteller mitmachen. Zwar schrumpfen ihre Margen radikal, ansonsten werden sie aber gar keine Lizenzen mehr verkaufen. Niemand wird sich auf ihre proprietären Standards einlassen. Man beobachtet diese Entwicklung bereits im IT Markt. So bietet Microsoft bereits direkten Support für Hadoop, ein Open Source Datenbanksystem. Nur so können sie hoffen, hin und wieder noch einmal eine Lizenz ihrer proprietären Software zu verkaufen.
Das derzeitige System ist getrieben von immenser Gier. Jeder IT Hersteller denkt, er würde die ultimative Plattform bauen, und könne dann seine Kunden beliebig melken. Das wird aber nicht passieren. Denn, wie viele Internets der Dinge wird es denn geben? Natürlich: eines.  Es wird nicht ein Apple-IoT und ein Google-IoT geben, und diese können nicht miteinander kommunizieren. Konkret heißt das, es wird in diesem Fall kein Winner-takes-all-Prinzip geben, es wird nicht eine Firma die ganze Welt dominieren. Daher geht es jetzt um Standardisierung.
Die Idee einer alles dominierenden Plattform gab übrigens es schon immer. Und sie ist jedes Mal gescheitert. Erinnern wir uns an AOL und Compuserve, die dachten das Internet gehöre ihnen. Auf allen Ebenen haben sich offene Standards durchgesetzt. Immer. Denken wir an IP, TCP, HTTP, Email, etc. Und das wird sich auf der obersten Ebene fortsetzen, in der Anwendungslogik.

Stellt sich die Frage, wie es der deutsche Mittelstand schafft, an der digitalen Ökonomie zu partizipieren und sich ins IoT einzuklinken.

Prof. Markowetz: Das kann er zurzeit nicht, weil die Idee vorherrscht, dieses IoT würde fünf Firmen gehören. In diesem Zusammenhang ist der deutsche Mittelstand leider ein noch unzureichend informierter Kunde, dem man mit überhöhten Lock-in-Kosten das Geld aus der Tasche ziehen kann. Die Lösung: sie müssen sich selbst engagieren und in der Community standardisieren. Sie müssen also selber tätig werden, und offene Standards vorstellen und ausarbeiten.
Es ist mir dabei nicht klar, ob unsere Standardisierungs-Gremien wie DIN/ ISO, usw. dafür als Organisationen bereits fit sind. Das müssen wir kritisch hinterfragen – ob diese Organisationen die Standardisierung durchführen sollen oder ob man besser eine neue Initiative startet und sie dort integriert.
Wenn durch die Standardisierung von Software das ganze Thema Lock-in hinfällig wird, weil jeder die günstigste Software für seine Zwecke einsetzen kann, geht es plötzlich nicht mehr um die Margen einzelner Unternehmen, sondern um Operational Excellence. Und darin sind wir Deutschen richtig gut.
Die Digitalisierung nennt sich ja auch die zweite Industrialisierung. Und die erste Industrialisierung haben wir auch erst einmal verloren. Die Engländer waren uns fünfzig Jahre voraus. Wir mussten unsere minderwertigen Produkte mit „Made in Germany“ kennzeichnen. Heute sind wir Export-Weltmeister Nummer drei, und England hat nur einen Immobilienmarkt, und etwas Finance. Wir sind manchmal ein bisschen langsam, aber wir haben einen langen Atem und machen das ganz gründlich. Die zentrale Komponente war auch damals Standardisierung – weil wir in Deutschland zusammen arbeiten, unserer Mentalität entspricht, dass wir letzten Endes schon gemeinsam schauen, dass etwas voran kommt. Die Schrauben sind standardisiert, die Anschlüsse sind es, die Materialien auch. Und wenn man alles zusammensetzt kann Daimler ein Auto verkaufen. Das werden wir bei der Digitalisierung genauso machen.
Ganz wichtig ist, sich nicht auf das kleine Thema Industrie 4.0 zu beschränken. Der deutsche Mittelstand muss sich im IoT einbringen. Er darf sich also nicht nur um smarte Fertigung kümmern. Vielmehr muss sich der Mittelstand fragen, wie seine Produkte sich in ein IoT integrieren.

Wie wird das konkret aussehen?

Prof. Markowetz: In der Umsetzung muss man darauf achten, was die Standards sind und wer sie macht. Ein richtiger Standard existiert definitiv nicht lediglich auf dem Papier. Und, er ist offen, also von den verschiedenen Unternehmen gemeinschaftlich getrieben.
Als Blaupause für den gesamten deutschen Mittelstand müssen wir uns erstaunlicherweise den Gesundheitsbereich ansehen. Er ist noch komplexer als Industrie 4.0, und im Gesundheitswesen gab es auch immer schon die Idee von der großen Plattform. Das Wort „Plattform“ ist aber nur ein anderes Wort für „Insel“. Du kommst nie wieder raus, und das Ding kann nicht wachsen, weil die Kommunikation zu den anderen Inseln zu komplex wird. Auf der Hannover Messe habe ich mir die vermeintlichen Plattformen angesehen. Jeder hat eine kleine Fertigungsstraße mit sieben Geräten aufgebaut. Da sieht man direkt, dass sieben Praktikanten nach Feierabend die Schnittstellen zwischen diesen Geräten programmieren mussten. Von einem Stand zum nächsten zeigte jeder eine solche eigene „Plattform“. Toll, noch eine Plattform. Ersetzen sie das Wort Plattform im Geiste durch Insel und sie erkennen das Problem.
Zum Gesundheitsbereich. Das Projekt IHE (Integration Theo Healthcare Enterprise) ist eine Initiative von Anwendern und Herstellern mit dem Ziel, den Datenaustausch zwischen IT-Systemen im Gesundheitswesen zu standardisieren und zu harmonisieren. Unser bisheriger deutscher Ansatz wäre es gewesen einen Großkonzern damit zu beauftragen eine gigantische Gesundheitsplattform für uns Deutschen zu bauen, darin würden alle Daten landen, sie würde eine Trilliarde kosten, und der Steuerzahler müsste für diese große Dateninsel bezahlen. In einem vereinigten Europa des einundzwanzigsten Jahrhunderts ist das absurd.  Tatsächlich aber sieht der deutsche Ansatz zur Gesundheitskarte genau so aus. Leider.
IHE macht es stattdessen offen und standardisiert. Das funktioniert hervorragend und setzt sich bereits schrittweise in nationalen Gesundheitssystemen durch. Albanien nutzt IHE. Slowenien nutzt es auch, genauso, wie einige kanadische Provinzen und amerikanische Staaten. Die Schweitzer Post hat eine Gesundheits-Infrastruktur auf Basis von IHE gebaut. Das NHS in Großbritannien und Japan stehen kurz davor. In Deutschland werden wir das sicher auch bekommen, wir brauchen bis dahin nur erst noch etwa sieben Jahre und einige weitere verschwendete Milliarden.
IHE funktioniert, im Gegensatz zu vielen Papierstandards sehr gut. Warum? Weil der Standard zunächst von den Teilnehmern selber erarbeitet wird, also praxisgerecht ist. Und dann, weil alle Teilnehmer nachprüfbar beweisen müssen, dass die Kommunikation untereinander wirklich funktioniert. In sogenannten Connectathons müssen sie darlegen, dass ihre Software wirklich mit der der Konkurrenten kommunizieren kann. Diesen Prozess gilt es zu analysieren und auf andere Anwendungsfelder zu übertragen. Zum Beispiel in die Industrie 4.0.
Es gilt also für den deutschen Mittelstand, seine Produkt-/Geräte-/ Maschinen-Schnittstellen zu standardisieren. Denken Sie nur an Energieprofile oder warum bisher beispielsweise kein beliebiges Thermostat mit jedem beliebigen Heizkessel kommunizieren kann. Wenn diese Standards erst einmal da sind, werden  sie nicht aufzuhalten sein – weil der Kunde sie dann auch realisiert.
Nehmen Sie einen deutschen Mittelständler. Er hat vielleicht 20 Millionen zu investieren. Auf dem Markt sieht er aber dreißig verschiedene Plattformen, die alle rufen „Hier, setze auf mich!“ Auf alle kann er nicht setzen, dafür hat er nicht die Mittel. Setzt er auf den falschen, ist seine Investition kaputt, und seine Firma auch. Solch eine Investition gleicht einem Roulette-Spiel. So unverantwortlich würde er nie handeln. Jetzt wissen wir aber, dass sich ein Community-getriebener Standard aber in jedem Fall durchsetzen wird. Der Mittelständler kann beruhigt investieren.

Welche Rolle spielt Ihrer Meinung nach die Politik beim Thema Standardisierung?

Prof. Markowetz: Zunächst geht es nicht darum, einen Standard einmalig zu finden oder zu erfinden. Stattdessen geht um einen Standardisierungsprozess. Dieser muss dann die konkreten Standards aussuchen oder entwickeln. Und er muss diese an den technischen Fortschritt anpassen.
Dieser Prozess muss inkrementell und iterativ arbeiten. Wir müssen uns von der Vorstellung verabschieden, man könne einmalig eine umfassende Planung vornehmen, und könne dann einmalig ein Gesamtsystem erarbeiten. Stattdessen müssen wir loslaufen, klein anfangen, mit wenigen Profilen, die wir standardisieren. Wir werden von diesen lernen, sie verbessern, und sie um weitere ergänzen. Diese Dynamik muss durch den Prozess gemanaged werden. Am wichtigsten ist aber immer: erst einmal anfangen.
Innerhalb dieses Prozesses hat die Politik dann eine ganz zentrale Rolle. Wenn mehrere Teilnehmer gemeinsam etwas unternehmen ist das immer ein politischer Prozess, daher muss sich die Politik beteiligen. Das Mantra lautet „Code ist Law“. Diese Standards legen fest, wie wir miteinander in Geschäftsbeziehungen treten. Sie wirken also wie Gesetzte. Und Gesetze, so wurde mir in der Schule immer beigebracht, werden politisch beschlossen.
Das heißt nicht, dass die Politik versuchen sollte, Software zu standardisieren. Dies müssen die Marktteilnehmer machen. Die Politik muss jedoch die Rahmenbedingungen setzen, und den Prozess zu managen. Dabei handelt es sich quasi um eine neue Art politischer Willensfindung, auf einer konkreten technischen Ebene.
Das Thema ist auch für einzelne Branchenverbände zu komplex. Nehmen wir wieder Gesundheit. Alleine in einem Krankenhaus gibt es ein Dutzend Verticals, also Billing, Insurance, Logistics, etc. und die müssen auch miteinander kommunizieren. Es geht also um Cross-Vertical-Communication. Das ist zu umfangreich für einen Branchenverband. Es handelt sich in der Tat um ein politisches Thema.
Die große Erfolgsgeschichte kommt übrigens auch aus Europa. Und sie war ebenfalls politisch motiviert. Im Jahre 1979 beschloss die graue Post, die langweiligste Firma der Welt, den digitalen Mobilfunk zu entwickeln. Statt einer weiteren deutschen Insellösung wie BTX entschied man sich für einen offenen Standard, gemeinsam mit anderen europäischen Partnern. Im Jahre 1990 kam dann das erste GSM-Telefon auf den Markt. Und wenige Jahre später schwammen die Firmen so dermaßen im Geld, dass wir es über „Frequenzauktionen“ abschöpfen mussten. Der Standard hatte einen unfassbar großen Markt geschaffen. Dieser stecke nicht in der standardisierten Software selbst, sondern in den neu geschaffenen Produkten und Dienstleistungen, also in Handys und Verträgen.
Schaffen wir Europäer eine zweite GSM-Erfolgsgeschichte? Ja, nach genau dieser Blaupause. Wir standardisieren nun nur nicht mehr Telefone, sondern auf einer semantischen Ebene wie Geräte und Dinge miteinander kommunizieren und Prozesse darüber abbilden. Das machen wir dann genauso wie damals mit GSM.
Was der deutsche Mittelstand von der Politik fordern muss, ist, einen solchen Standardisierungsprozess einzuleiten und finanziell zu unterstützen. Im Moment ist der Wirtschaft nicht klar, warum sie das selbst tun sollte. Hinterher wird mehr als klar sein, warum der Standard genutzt werden muss.
Es ist wichtig, einfach mal anzufangen.  Wir müssen uns in Politik wie Wirtschaft mit der Erkenntnis anfreunden, dass wir nie endgültige Klarheit erreichen werden. Die Welt entwickelt sich schließlich immer weiter, wir schießen also auf bewegliche Ziele. Das heißt, wir müssen anfangen, einen Standardisierungsprozess zu betreiben - bei allen Unsicherheiten - und unterwegs lernen.
Die Politik muss sich also vor allem zu dem Standard bekennen. Und, sie muss als Hauptkunde hinter ihm stehen. Zunächst handelt es sich ja nur um einen weiteren Standard, neben vielen proprietären. Jetzt warten die Kunden darauf, dass es Angebote mit diesem Standard gibt. Und Hersteller warten darauf, dass Kunden den Standard nutzen. Wenn aber der Staat sagt, er wünscht ausschließlich über den Standard einzukaufen, dann ist die Sache klar. Jeder Hersteller muss diesen Standard implementieren, schließlich will er an den größten Kunden liefern. Jetzt werden aber auch alle anderen privaten Kunden dem offenen Standard den Vorzug geben, schließlich gibt es eine Vielzahl von Produkten dafür.
Im Gegenzug für dieses Engagement darf die Politik dann sämtliche Start-Up-Förderung streichen. Diese funktioniert ja heute schon nicht. Stattdessen wird der Standard die notwendige Investitionssicherheit liefern, damit private Investoren sich engagieren. Das hat bei GSM auch funktioniert. Der Markt entwickelte sich ultra-rasant, und ganz ohne Start-Up-Förderung.
Kurz gesagt: wir stehen vor einer historischen Chance. Wir müssen uns jetzt darum kümmern, dass die Digitalisierung aus Europa und aus Deutschland heraus passiert. Nur so können wir die entstehende Welt beeinflussen, und lebenswert gestalten. Und nur so erhalten wir unseren Wohlstand. Dafür müssen wir den nackten Kapitalismus kurzzeitig außer Kraft setzen. In diesem historischen Fenster müssen wir kooperieren, und einen digitalen Standardisierungsprozess einleiten. Danach können wir durch Operational Excellence wieder miteinander konkurrieren.

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