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Industrie 4.0 - Standortvorteile für die
deutsche Wirtschaft?
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die
Kosten- und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen-
und Anlagenbaus
© IPRI – International Performance Research Institute gGmbH
Stuttgart, 2016
Mit freundlicher Unterstützung der:
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
1. Erläuterungen zur Studie
Bisherige Studien zu Industrie 4.0 suggerieren einen erheblichen Wettbewerbsvorteil für deutsche
Unternehmen, der sich durch Smarte Produkte und eine Smarte Produktion ergibt. Es fehlen jedoch
fundierte betriebswirtschaftliche Aussagen zu den tatsächlichen Auswirkungen von Industrie 4.0 auf
die Kosten- und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Ziel der
Studie ist es daher, die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Kosten- und Erlösstruktur von
Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zu untersuchen. Damit verknüpft soll auch die
Frage beantwortet werden, ob durch Industrie 4.0 für deutsche Unternehmen wieder
Standortvorteile in Deutschland entstehen können.
Im ersten Teil der Studie geht es um die Kosten, konkret um:
Materialkosten, beinhalten: Rohstoffe und sonstige fremdbezogene Vorprodukte, Hilfs- und
Betriebsstoffe einschließlich Fremdbauteile.
Personalkosten, beinhalten: Bruttolohn und Sozialkosten
Fremdleistungskosten, beinhalten: Energieverbrauch, Einsatz an Handelsware, Kosten für
Lohnarbeiten, Kosten für Leiharbeitnehmer
Kapitalkosten, beinhalten: Abschreibungen und Fremdkapitalzinsen
Wie ist Ihre Einschätzung der jeweiligen Kostenentwicklung von heute bis 2025.
Im zweiten Teil der Studie geht es um die Erlösstruktur, konkret aus den Umsätzen mit:
Produkten, beinhalten: Maschinenumsätze, Umsätze mit Ersatzteilen
Dienstleistungen, beinhalten Umsätze mit Ersatzteildienstleistungen, Instandhaltungs-
dienstleistungen, Finanzierung und Beratungsdienstleistungen,
digitalen Geschäftsmodellen, beinhalten Umsätze mit Smarten Produkten und Dienstleistungen.
Wie ist Ihre Einschätzung der jeweiligen Erlöswicklung von heute bis 2025.
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Kosten
Bitte schätzen Sie die Wirkung der Industrie 4.0 Hebel auf die jeweilige Kostenkategorie. Geben Sie
bitte wenn möglich einen Minimalwert, den wahrscheinlichsten Wert, sowie einen Maximalwert in %
an.
Industrie 4.0 Hebel: Digitalisierung der Produktentwicklung
Beispiel: Einsatz von 3D-Modellen/3D-Druckern/Aufbau von datenbasierten Produktmodellen für
nachgelagerte Wertschöpfungsstufen
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Software, Schulung von Mitarbeitern; Schaffung
von Schnittstellen, Umbau der Organisation (↓) Effizientere Produktion (geringerer Ausschuss),
Reduzierung der Rüstzeiten, kostengünstige Einzelteilanfertigung, insbesondere im Vergleich zur
manuellen Erstellung der Prototypen, geringere Entwicklungskosten
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Beispiel: Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
Keine
Veränderung
Materialkosten -10 -5 -3
Personalkosten X
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Digitalisierung der Fabrik-/Prozessplanung
Beispiel: Planungsmodelle/ Versuchsmodelle/ Simulationsmodelle/ Übergabe der Daten in
nachgelagerte Wertschöpfungsstufen
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Software, Schulung der Mitarbeiter (↓) optimierte
Auftragsplanung, bedarfsorientierte Steuerung (z.B. Reduzierung der Logistikkosten), Reduzierung
der Energiekosten durch gesteigerte Flexibilität, Reduzierung der Planungs- und
Inbetriebnahmezeiten, Reduzierung der Investitionskosten für Fabrikneuplanungen
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Industrie 4.0 Hebel: Digitalisierung der Kundenschnittstelle
Beispiel: Einsatz von webbasierten-Produktkonfiguratoren/Übergabe der Produktdaten in die
Fertigungssteuerung; Automatisierte, standardisierte Kommunikation bspw. zwischen
Auftragsannahme, Auftragsbearbeitung, Produktion und Vertrieb gewährleistet eine einfache,
flexible, selbststeuernde und schnelle Bearbeitung von Kundenbestellungen. Zudem versetzt sie
Unternehmen in die Lage, einfach und schnell auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren.
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Entwicklung der Konfiguratoren; (↓) Losgröße 1 wird konfigurierbar,
Reduzierung der Vertriebskosten, Automatisierung der Fertigungsplanung, Wissen über den
Kunden (Kundendaten, Bedarfe, Bindung) für zukünftige Kontakte
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Digitalisierung der Lieferantenschnittstelle
Beispiel: Einsatz von Cloudbasierten-Lieferantenplattformen
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Programmierung der Plattform, Schulung der Mitarbeiter, Update-
und Hostinggebühren; (↓) Automatisierung der Beschaffung, bessere Verhandlungsmacht bei
Preisverhandlungen, bessere Lagerbewirtschaftung, sinkende Lagerhaltungskosten
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Industrie 4.0 Hebel: Einführung von Hardware-Standards
Beispiel: Standardisierte Fertigungszellen, Standardisierte Schnittstellen, Modularisierung der
gesamten Produktion
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Hardware, Kosten für die Änderung des
Produktionsablaufs, Schulung der Mitarbeiter; (↓) effizientere Produktion
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Fertigungsoptimierung auf Basis von Eingangs- und Prozessdaten
Beispiel: Integration von Messtechnik in die Fertigung, Markierung der Werkstücke durch
RFID/Matrixcodes, Laufende Erfassung von Prozessdaten, Monitoring von Energie- und
Materialverbräuchen, automatische Maschinen-/ Prozessoptimierung
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Hardware, Schulung der Mitarbeiter, hohe
notwendige Speicherkapazität, Server (↓) stetige Optimierung (Reduzierung des
Materialverbrauchs), Dokumentation einzelner Chargen (Rückverfolgung bei Überschreitung der
Toleranzen vereinfacht)
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Industrie 4.0 Hebel: Prozessautomatisierung durch Einsatz von Robotern
Beispiel: Fahrerlose Transporte, kollaborative Mensch-Roboter Kooperationen, Automatisierung
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Hardware; Umstellung der Arbeitsplätze, Wartung,
Instandhaltung, neue Wege schaffen (↓) Reduzierung der Mitarbeiter, Reduzierung von Fehlern,
Minimierung krankheitsbedingter Ausfälle, Wegfall von Pausen, optimierte Prozesse, Qualität
steigt, Sicherheit steigt
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Unterstützung der Mitarbeiter durch Assistenzsysteme
Beispiel: Einsatz von Smart Glasses/ Pick-by-Technologien
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Hard-, u. Software, Schulung der Mitarbeiter;
Anpassung der Prozesse (↓) Qualifikationsniveau der Mitarbeiter sinkt, geringere Fehlerquote,
Dokumentation (z.B. fehlerhafte Chargen) wird gewährleistet, Einlernzeiten sinken, Prozesszeiten
sinken
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Industrie 4.0 Hebel: Integration von IT-Systemen
Beispiel: Integration von MES und ERP-Systemen
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung und Implementierung der Software;
Prozessanpassungen (↓) gesteigerte Flexibilität mit kurzen Reaktionszeiten, leistungsfähige
Infrastruktur (Verfügbarkeit von Informationen, z.B. freie Kapazitäten)
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Vereinheitlichung von IT-Systemen sowie dem Datenmanagement
Beispiel: Umstellung auf SAP S4/HANA
Mögliche Kostenwirkung: (↑) Anschaffung der Hard- u. Software, Schulung der Mitarbeiter,
Integration des alten Systems; (↓) keine doppelten Datenbestände, weltweiter Zugriff,
automatisiertes Datenmanagement, Kostenreduktion (Synergien bei Betrieb, Lizenzen, Wartung,
Weiterentwicklung)
Ihre Schätzung:
Wie verändern sich die …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Materialkosten
Personalkosten
Fremdkosten
Kapitalkosten
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Bitte gewichten Sie die jeweiligen Hebel anhand des Anteils an den Gesamtkosten Ihres
Unternehmens:
Kein Einfluss auf
die Gesamtkosten
Hoher Einfluss auf
die Gesamtkosten
1 2 3 4 5
Digitalisierung der Produktentwicklung
Digitalisierung der Fabrik-
/Prozessplanung
Digitalisierung der Kundenschnittstelle
Digitalisierung der
Lieferantenschnittstelle
Einführung von Hardware-Standards
Fertigungsoptimierung auf Basis von
Eingangs- und Prozessdaten
Prozessautomatisierung durch Einsatz
von Robotern
Unterstützung der Mitarbeiter durch
Assistenzsysteme
Integration von IT-Systemen
Vereinheitlichung von IT-Systemen
sowie dem Datenmanagement
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
2. Erlösstruktur
Bitte schätzen Sie die Wirkung der Industrie 4.0 Hebel auf den Erlös. Geben Sie bitte wenn möglich
einen Minimalwert, den wahrscheinlichsten Wert, sowie einen Maximalwert in % an.
Industrie 4.0 Hebel: Digitaler Zusatzservice
Beispiel: Es wird zusätzlich zum physischen Gut ein kostenfreier digitaler Service verkauft, wie
z.B. der Abruf des Produkthandbuchs mittels QR-Code auf der Maschine.
Mögliche Erlöswirkung: (↑) Abgrenzung vom Wettbewerb, Enabler für zukünftige Erlöse (↓)
hoher Personalaufwand, Entwicklungsaufwand für Service
Ihre Schätzung:
Wie verändert sich der Erlös mit …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Produkten
Dienstleistungen
digitalen Geschäfts-modellen
Industrie 4.0 Hebel: Auslastungsgradoptimierung/-steigerung
Beispiel: Anbieten von Leistungen mithilfe des Produkts, z.B. Basislösung = 80% Auslastung der
Maschine, Zusatzfunktion App steigert die Auslastung auf 90%.
Mögliche Erlöswirkung: (↑) Verkauf digitaler Produkte nimmt zu, Abgrenzung vom Wettbewerb;
(↓) Kunden werden verprellt
Ihre Schätzung:
Wie verändert sich der Erlös mit …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Produkten
Dienstleistungen
digitalen Geschäfts-modellen
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Sensordaten
Beispiel: Mithilfe von Sensoren werden Maschinen- und Bedienungsdaten gesammelt, welche
dann zur Auswertung verkauft werden.
Mögliche Erlöswirkung: (↑) Entwicklung verbesserter Produkte auf Basis der Sensordaten (↓)
steigende Datenschutzanforderungen (Kunden werden zum Eigentümer der Daten)
Ihre Schätzung:
Wie verändert sich der Erlös mit …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Produkten
Dienstleistungen
digitalen Geschäfts-modellen
Industrie 4.0 Hebel: Echtzeit-Zustandsüberwachung der Maschine (Condition Monitoring)
Beispiel: „Smarte“ Maschinen können Daten über ihren eigenen Zustand bzw. ihrer Umwelt in
Echtzeit übertragen, Möglichkeit predictive maintenance als Dienstleistung anzubieten.
Mögliche Erlöswirkung: (↑) neue zusätzliche Kunden, in Zukunft auch für gering wertige Güter
anwendbar (↓) Datenauswertung und Programmierung funktionsfähiger Algorithmen,
Kundenbereitschaft für Service zu zahlen ist generell gering
Ihre Schätzung:
Wie verändert sich der Erlös mit …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Produkten
Dienstleistungen
digitalen Geschäfts-modellen
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
Industrie 4.0 Hebel: Digitale Lock‐in Effekte
Beispiel: Produkte müssen vom Kunden erstmalig freigeschaltet werden, damit wird die
Kompatibilität zu Wettbewerbersystemen eingeschränkt, es können auch spezielle Anschlüsse zu
einem digitalen Lock-In führen (wie z.B. Apple Produkte funktionieren nur mit Apple zertifizierten
Ersatzteilen)
Mögliche Erlöswirkung: (↑) Höhere Umsätze im Ersatzteilgeschäft, Absicherung des
Geschäftsmodells; (↓) geringere Produktumsätze, Barriere für den Kunden, geringe
Wechselneigung
Ihre Schätzung:
Wie verändert sich der Erlös mit …?
Minimalwert (%)
Wahrscheinlichster Wert (%)
Maximalwert (%)
keine
Veränderung
Produkten
Dienstleistungen
digitalen Geschäfts-modellen
Bitte gewichten Sie die jeweiligen Hebel anhand des Anteils an den Gesamtunternehmens-
erlösen:
kein Einfluss auf die
Gesamterlöse
Hoher Einfluss auf die
Gesamterlöse
1 2 3 4 5
Digitale Funktionserweiterung
Auslastungsgradoptimierung/-steigerung
Sensordaten-Wert
Condition Monitoring
Digitale Lock‐in Effekte
Anbieten von Lösungen
Anbieten von Betreibermodellen
Auswirkungen von Smart Products und Smart Production auf die Kosten-
und Erlösstrukturen von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus
3. Industrie 4.0 und Ihr Unternehmen
Geringe Relevanz Hohe Relevanz
1 2 3 4 5
Das Thema Industrie 4.0 hat für uns
generell eine …
Die Umsetzung von Industrie 4.0
speziell in der Fertigung (Smart
Production) hat für uns eine …
Die Umsetzung von Industrie 4.0
speziell in unseren Produkten (Smart
Products) hat für uns eine …
keine
Agenda
(nicht
geplant).
keine
Agenda
(aber
geplant).
eine grobe
Agenda.
eine
detaillierte
Agenda.
Für unsere Industrie 4.0 haben wir …
Weniger weit
fortgeschritten
Weit
fortgeschritten
1 2 3 4 5
Gegenüber unseren Wettbewerb sind
unsere Industrie 4.0-Initativen …
In der Erreichung unserer Industrie 4.0-
Ziele sind wir …
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