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MIA Expertisen Volume 1
Gestaltungsparameter urbaner Produktion
HerausgeberFrank Hees, Dieter M. Begaß, Martina
Fromhold-Eisebith,Gisela Schmitt, Peter Burggräf
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32
Herausgeber:Dr. rer. nat. Frank HeesLehrstuhl für
Informationsmanagement im Maschinenbau / Zentrum für Lern- und
Wissensma-nagement der RWTH Aachen UniversityDieter M. BegaßStadt
Aachen – Fachbereich Wirtschaft, Wissenschaft und EuropaUniv.-Prof.
Dr. phil. Martina Fromhold-EisebithLehrstuhl für
Wirtschaftsgeographie der RWTH Aachen UniversityGisela
SchmittLehrstuhl für Planungstheorie und Stadtentwicklung der RWTH
Aachen UniversityUniv.-Prof. Dr.-Ing. Peter
BurggräfWerkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen University,
Abteilung Fabrikplanung
1. Auflage, November 2017Alle Rechte vorbehalten© Technische
Hochschule Aachen Zentrum für Lern- und Wissensmanagement, Aachen
2017Dennewartstr. 27, 52068 AachenTitelfoto: © Sebastian
StiehmPrinted in GermanyISBN 978-3-935989-28-2
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InhaltsverzeichnisVorwort 3
Einleitung 5Industrie 4.0 als Enabler urbaner Produktion 5In
Kürze durch die industriellen Revolutionen 5Industrie 4.0 als
Strategie der Bundesregierung 7Die Smart Factory als flexible
Produktionsstätte 7
(Re-)Integration von Produktion in urbane Räume 9Baurechtliche
Regulierungen 9Nutzungskonflikte verhindern funktionale
Durchmischung 9Definition urbaner Produktion 10
Gestaltungsparameter urbaner Produktion 11Leitfadengestützte
Experteninterviews 12Text Mining 12Mikroebene 15Mesoebene
16Makroebene 17Metaebene 19
Quick Wins: Ableitungen für Akteure 21Steuerungsgrößen urbaner
Produktion 21Handlungsempfehlungen 23Ausblick 25
Literaturverzeichnis 26
VorwortDie MIA Expertisen erscheinen als Reihe im Rahmen des
BMBF-geförderten Projekts MIA (Made in Aachen) und dienen als
Leitfaden für eine nachhaltige Entwicklung urbaner Produktion.
Dabei sollen diese informieren und zum Handeln anregen. Zielgruppe
sind primär Unternehmen und Kommunen. Ihnen dienen die Expertisen
als Hilfestellung für Standortentscheidungen sowie zur
Standortentwicklung. Darüber hinaus fungieren die Expertisen als
Verstetigungsinstrument, das den fachlichen Transfer der
Projektergebnisse in andere urbane Räume sicherstellen soll.
AutorenDr. rer. nat. Sebastian StiehmDipl.-Wirt.-Ing. Leonard
SimonsProf. Dr. phil. Anja RichertUniv.-Prof. Dr. rer. nat. Sabina
Jeschke
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76
EinleitungWährend zu Zeiten der ersten industriellen Revolution
noch größtenteils innerstädtisch produ-ziert wurde, sorgten im
Verlauf der Zeit vor allem störende Emissionen dafür, dass
Produktion aktuell vorzugsweise in der Peripherie wiederzufinden
ist. Zunehmend rückt jedoch die Stadt als Produktionsraum zurück in
den Fokus. Ermöglicht wird diese Entwicklung durch neue, innovative
und emissionsfreie Produktionsverfahren wie z.B. dem 3D-Druck.
Zusätzlich unterstützen aktuelle Trends (z.B. Nachhaltigkeit,
Digitalisierung) und veränderte Anforderungen der Bevölkerung (z.B.
Individualität, Regionalität, Flexibilität) den Paradigmenwechsel
(Stiehm 2017).
Urbane Produktion umfasst die Herstellung von materiellen
Produkten sowie produkt-begleitenden Dienstleistungen in Räumen mit
einer funktionalen Dichte und einer Mi-schung unterschiedlicher
Nutzungen. Durch urbane Produktion können wohnortnahe Arbeitsplätze
geschaffen, die Nutzungsdurchmischung verbessert und
innerstädtische Brachflächen revitalisiert werden.
Industrie 4.0 als Enabler urbaner ProduktionIn dem Diskurs um
Industrie 4.0 wird diese oftmals mit dem Begriff der vierten
industriellen Re-volution in Deutschland gleichgesetzt. Unter
industriellen Revolutionen werden generell radikale
wirtschaftliche, gesellschaftliche, ökologische und energetische
Umbruchphasen verstanden, die geprägt sind von neuen Technologien,
Energiequellen und Basisinnovationen. Auch gesellschaft-liche
Veränderungen und Wirkungen auf die Arbeitswelt wurden in den
vergangenen industriellen Revolutionen hervorgerufen (BMU
2008).Industrie 4.0 bietet die technologischen Voraussetzungen, um
Produktion zurück in die Städte zu bringen. Die neuen
emissionsfreien Technologien wirken als Enabler und ermöglichen
stadtver-trägliche Produktion.
In Kürze durch die industriellen RevolutionenIn der ersten
industriellen Revolution, die um 1750 in England startete, wurden
die klassischen Handwerksbetriebe von großen Fabriken verdrängt.
Ermöglicht wurde diese Entwicklung durch die Erschließung von Kohle
als fossiler Energieträger und damit der Entwicklung der
Dampfma-schine. Die erste industrielle Massenproduktion wurde
ermöglicht. Fortan konnten mehr Waren mit geringerem Aufwand und
geringerer menschlicher Arbeitskraft produziert werden. Auch das
Transportsystem wurde durch die Entwicklung der Dampfschifffahrt
und einer Ausweitung des Eisenbahnnetzes deutlich verbessert. Die
Arbeiter suchten die räumliche Nähe zu den industriel-len
Standorten in der Stadt, was eine zunehmende Urbanisierung und
expandierende industrielle Zentren zur Folge hatte (Bauernhansl et
al. 2014; BMU 2008; bpb 2012; Schnitzer 2014).Unter der zweiten
industriellen Revolution wird die Entdeckung der Energieträger Öl
und Gas zum Antrieb von Motoren sowie der Entwicklung der
Elektrotechnik für Licht- und Antriebstech-niken Ende des 19.
Jahrhunderts verstanden. Auf diese Weise konnten deutliche
Fortschritte in der Automatisierung der Produktion gemacht werden,
die nicht zuletzt auf die Entwicklung der Fließbandarbeit
zurückzuführen sind. Somit entstand eine arbeitsteilige,
großindustrielle Massen-produktion, die unter dem Begriff des
Fordismus bekannt ist. Die Bevölkerung verließ durch eine Zunahme
der Mobilitätsmöglichkeiten die Städte und die Pendlerbewegungen
nahmen deutlich zu. Wohn- und Arbeitsbereiche wurden nun bewusst
voneinander getrennt (Bauernhansl et al. 2014; BMU 2008; Kagermann
et al. 2013).
Die Automatisierung der Prozesse in der Industrie konnte mit
Fortschritten in den Bereichen Elekt-ronik und dem Ausbau der
Informations- und Kommunikationstechnologien weiter vorangetrieben
werden. Innovationen in den Bereichen der Mikroelektronik und
Computertechnik, wie der Ent-wicklung von Halbleitern und des
Internets, führten schließlich zur dritten, digitalen Revolution
Anfang der 1960er Jahre. Produktion wurde zunehmend aufgrund
sinkender Transaktionskosten global organisiert. Ein Großteil der
deutschen Industrie wurde zwecks Einsparungen in Billiglohn-ländern
ausgelagert. Auch die Märkte und Ansprüche der Kunden wandelten
sich mit dem Fort-schritt der Technologien. Qualität und
Individualität wurden immer wichtiger. Gleichzeitig gab es einen
starken Fokus auf ökologische Nachhaltigkeit der Produktion
(Bauernhansl et al. 2014; BMU 2008; Kagermann et al. 2013; Jänicke
und Jacob 2008; Riffkin 2011).
Industrielle Revolutionen
Urbane Entwicklungen
Ende 18. Jhdt. Beginn 20. Jhdt. Beginn 1970er Heute
Erste industrielle Revolutiondurch Einführung mechanischer
Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft
Zweite industrielle Revolutiondurch Einführung arbeitsteiliger
Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie
Dritte industrielle Revolutiondurch Einsatz von Elektronik und
IT zur weiteren Automatisierung der Produktion
Vierte industrielle Revolutiondurch Einsatz von Cyber
PhysicalSystems
Überwindung von Distanzen, Anbindung ländlicher Räume und
Globalisierung
Urbanisierung Urbanisierung und zunehmende Funktionstrennung
Funktionsmischung undReintegration von Produktion in die
Stadt
Abbildung 1: Die vier Stufen der Industriellen Revolution
(Stiehm 2017)
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98
Nachdem in den vergangenen Jahren aufgrund von technologischen
Weiterentwicklungen die in-dustrielle Produktion stetig gestiegen
war, begann in den 1970er Jahren eine deutliche
De-Indus-trialisierung. Der industrielle Sektor verlor gegenüber
dem tertiären Sektor stark an Bedeutung. Ein großer Teil der
industriellen Produktion wurde in ausländische Niedriglohnländer
ausgelagert, während gleichzeitig der tertiäre
Dienstleistungssektor in den heimischen Märkten stark an Be-deutung
gewonnen hatte. Gleichwohl die Folgen der Deindustrialisierung in
Deutschland deut-lich zu spüren waren, insbesondere durch die hohe
Arbeitslosigkeit im industriellen Sektor, kann Deutschland im
internationalen Vergleich weiterhin eine starke industrielle Basis
vorweisen. 2015 lag der Anteil des industriellen Sektors an der
Bruttowertschöpfung in Deutschland bei 25,9%, während der Anteil
der Industrie in der EU insgesamt bei nur 15,5% lag (Grömling 2006;
Statisti-sches Bundesamt 2009; Westkämper und Löffler 2016).
Die Deindustrialisierung wird heute als Initiator der vierten
industriellen Revolution betrachtet. Auch diese ist wie die
vorangegangen Revolutionen auf wesentliche technologische
Weiterent-wicklungen zurückzuführen. Der Begriff Industrie 4.0
umfasst in diesem Zusammenhang die zu-nehmende Digitalisierung,
intelligente Vernetzung und Ausstattung mit Informations- und
Kom-munikationstechniken in allen Teilen der
Wertschöpfungskette.
Industrie 4.0 als Strategie der BundesregierungDie
Bundesregierung hat den Begriff Industrie 4.0 mit dem Ziel
aufgefasst, den Industriestand-ort Deutschland als Leitmarkt bzw.
Leitanbieter für innovative Technologien zu stärken und zum
Bestandteil der Hightech-Strategie 2020 gemacht (BMBF 2014). Für
vielzählige Branchen, insbe-sondere für den Maschinen- und
Anlagenbau, die Elektrotechnik, die Automobilbranche und die
Chemieindustrie aber auch für die Landwirtschaft und die
IKT-Branche, wird ein hohes Wertschöp-fungspotenzial durch die
technologischen Weiterentwicklungen der Industrie 4.0
prognostiziert. Dabei handelt es sich um eine Vielzahl
verschiedener und teilweise aufeinander aufbauender technologischer
Innovationen. Neben additiven Fertigungsverfahren (z.B. 3D-Druck)
und dem zu-nehmenden Einsatz von intelligenten Robotik-Systemen in
der Produktion, spielen das Internet der Dinge und
Cyber-physische-Systeme eine entscheidende Rolle in der Industrie
4.0 (Bauer et al. 2014).
Das Internet der Dinge beschreibt die Weiterentwicklung des
herkömmlichen Internets, in dem nun sämtliche „Dinge“ wie Geräte,
Maschinen, Sensoren und Aktoren über das Internet miteinan-der
vernetzt werden. Mit Hilfe von cyber-physischen-Systemen werden
diese in einem Netzwerk intelligent verknüpft und können
miteinander kommunizieren und kooperieren. Maschinen und
Betriebsmittel kennen sowohl ihren Ist- als auch Sollzustand und
können diese kommunizieren und gegebenenfalls selbstständig regeln.
Mit Hilfe von sogenannten Mensch-Maschine-Schnitt-stellen kann
zudem eine Kommunikation mit dem Menschen als Bediener hergestellt
werden. Diese neuen vernetzten Geräte und Objekte ermöglichen die
Umsetzung intelligenter Fabriken (engl. Smart Factory) (Basic
2016).
Die Smart Factory als flexible ProduktionsstätteDie
konventionelle lineare Fertigung kann in der Smart Factory
zunehmend flexibel gestaltet wer-den. Dies bietet neue
Möglichkeiten, um sich auf den immer schneller wandelnden Markt
einzu-stellen und auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren. Ziel
ist die individualisierte Produktion, bei der maßgeschneiderte
Produkte entstehen, die auch bei Losgröße 1 noch konkurrenzfähig
sind. Der Kunde soll zunehmend in den Produktionsprozess
eingebunden werden und hinsichtlich Design, Konfiguration,
Bestellung und Planungen mitbestimmen können. Aber auch der
Mitarbei-ter wird in der Fabrik der Zukunft weiterhin fester
Bestandteil im Wertschöpfungsprozess bleiben. Neben den steuernden
Tätigkeiten ist vor allem seine Entscheidungskompetenz gefragt.
Außer-dem übernimmt er die Installation, Einstellung und Wartung
der komplexen cyber-physischen Produktionssysteme (BMBF 2015;
Jeschke 2014). Es wird erwartet, dass durch die technologischen
Weiterentwicklungen die konventionellen Pro-duktionsstrukturen
völlig aufgebrochen werden. Es ist vor allem der hohe
Flexibilitätsgrad, der die Besonderheit der zukünftigen Fabriken
ausmachen wird. Im Zuge dieser Entwicklungen zu einer
digitalisierten Industrie wird in Deutschland inzwischen von einem
Prozess der Reindustri-alisierung gesprochen. Dies ist jedoch auch
auf weitere Erfolgsfaktoren der deutschen Industrie wie
hochspezialisierte Cluster-Strukturen, die Verfügbarkeit
hochqualifizierter Arbeitskräfte, die hohe Qualität und
Wissensintensivität der Produkte, die hohe Produktivität sowie das
dynamische Innovationssystem zurückzuführen (BMWi 2016).
Abbildung 2: Inselfertigung in der Smart Factory (Basic
2016)
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1110
(Re-)Integration von Produktion in urbane RäumeIm Zuge der
Industrie 4.0 wird eine Rückkehr der innerstädtischen Produktion
denkbar, da die modernen Produktionsstrukturen und
Fertigungsverfahren wesentlich stadtverträglicher sind. Da-durch
könnte die Funktionstrennung zwischen Wohnen und Arbeiten in den
Städten zunehmend aufgeweicht werden. Eine moderne innerstädtische
Produktion sollte dabei dem Vorbild einer ökologisch, ökonomisch
und sozial nachhaltigen Stadt, wie sie in dem Leitbild einer
europäischen Stadt der Leipzig Charta von 2007 beschrieben wird,
gerecht werden. Die Umsetzung urbaner Pro-duktion steht jedoch vor
rechtlichen Herausforderungen, die sich beispielsweise durch
Reglemen-tierungen im Immissionsschutz oder vorgeschriebene
Gebietskategorien bemerkbar machen. Eine Novelle dieser Gesetze
wird in Hinblick auf aktuelle Trends und Entwicklungen daher
unabdingbar sein (Bauer und Lentes 2014; Dombrowski und Riechel
2014).
Baurechtliche RegulierungenDie letzte Novelle der
Baunutzungsverordnung (BAUNVO) brachte die Einführung einer neuen
Gebietskategorie in die Diskussion ein. Seit 2016 gibt es nun die
neue Kategorie ‚Urbanes Gebiet‘, welche die bisherigen Kategorien
im städtischen Gebiet ergänzt. Mit diesem neuen Baurechtty-pus wird
lärmrobuster Städtebau mit erhöhter Bebauungsdichte ermöglicht. Mit
der Novellierung wird das Ziel verfolgt, ein funktionsgemischtes
Gebiet der kurzen Wege zu ermöglichen. Urbane Gebiete sollen durch
eine Nutzungsmischung aus Gewerbebetrieben, Wohnungen sowie
sozia-len und kulturellen Einrichtungen geprägt sein. Durch die
Nutzungsmischung werden zum einen kurze Wege ermöglicht und zum
anderen ein Zusammenleben unterschiedlicher sozialer Gruppen
gefördert, was soziale Kohäsion und Synergien ermöglicht.
Nutzungsgemischte Quartiere gelten als robust und anpassungsfähig
an sich verändernde soziale und wirtschaftliche Anforderungen
(Bundesregierung 2017; difu 2015; MBWSV 2015; Roskamm 2013).
Nutzungskonflikte verhindern funktionale DurchmischungZudem kann
urbane Produktion dazu beitragen, mindergenutzte Flächen,
Industriebrachen und leerstehende Gebäudekomplexe in der Stadt
wiederzubeleben und einer höherwertigen Nutzung zuzuführen. Die
Wirkungen dieser Inwertsetzung sind vielseitig. Ökologisch
betrachtet ist die Wiedernutzung von ungenutzten Flächen und
Gebäuden sinnvoll, da somit die Inanspruchnahme neuer Flächen
vermieden werden kann und der Naturhaushalt nicht zusätzlich
belastet wird. Aus ökonomischer Sicht bieten sich neue
Möglichkeiten für Projektentwickler, hohe Renditen durch den Erwerb
günstiger Flächen zu erwirtschaften. Zudem können durch die neue
Nutzung positive Imageeffekte auf die Umgebung ausstrahlen und
einen positiven Imagewandel herbeiführen. Dies wiederum kann
weitere Nutzungen anziehen. Auch die Anwohner können von diesem
Imagewan-del profitieren, der im besten Falle zusätzliche
Versorgungs- und Arbeitsplatzangebote induziert. Bei der
Inwertsetzung von Flächen muss jedoch besonderes Augenmerk auf
eventuelle Altlasten gelegt werden. Auch Nutzungskonflikte können
entstehen, insbesondere, wenn mit der Inwert-setzung steigende
Mieten, Immissionen oder Verkehrszuwachs einhergehen (Bauer und
Lentes 2014; difu 2001; Tomerius 2005).
Dennoch werden der Inwertsetzung von alten, ungenutzten Flächen
durch urbane Produktion überwiegend positive Effekte zugesprochen.
Realisierung kurzer Wege, hohe Flächeneffi-zienz, Schaffung
zusätzlicher lokaler Arbeits-
plätze und Imageaufwertung des Standortes sind nur einige dieser
Vorteile. Kommunen stehen
unter Handlungsdruck Nutzungskonzepte zu entwi-ckeln, die den
unterschiedlichen Ansprüchen an den
urbanen Raum von drei zentralen Akteursgruppen gerecht werden
(Abbildung 2).
Definition urbaner ProduktionDa das Forschungsfeld noch relativ
jung ist und durch eine hohe Interdisziplinarität geprägt ist, gibt
es aktuell keine allgemeingültige Definition urbaner Produktion.
Verschiedene Akteure bieten jedoch erste definitorische Ansätze. So
beschreibt das Fraunhofer IAO urbane Produktion als das harmonische
Einfügen leiser und sauberer Produktionsstätten in unmittelbarer
Nähe zu Wohn-gebieten. Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI)
erweitert die Definition um Industrie 4.0 und definiert urbane
Produktion als die Fertigung und Montage in innerstädtischen
Bereichen. Beide Definitionen sind sich einig über die Wichtigkeit
der Wechselwirkungen zwischen Mensch, Umfeld und Technologie. Das
Prinzip der Regionalität – lokal produzieren und lokal konsumieren
– wird in der Definition von Acatech stärker hervorgehoben.
Schössler et al. bringen einen stärkeren Produktbezug in die
Definition ein, da Konsumenten vermehrt ethisch einwandfreie und
qualitativ hochwertige Produkte nachfragen. Einen ersten Ansatz
einer ausformulierten Definition bietet das Ministerium für Bauen,
Wohnen, Stadtentwicklung und Verkehr (MBWSV) und beschreibt ur-bane
Produktion als:
„Herstellung von verschiedenen Gütern und Dienstleistungen, die
in lokal eingebetteten Wert-schöpfungsketten oder in unmittelbarer
Nähe zum Wohnort entstehen. Innovative Technologien und Werkstoffe
schaffen dabei neue Möglichkeiten zur Herstellung individueller und
lokaler Pro-dukte in kleinen Serien.“
(MBWSV 2016)
Die vielzähligen Definitionsansätze machen deutlich, dass die
Thematik in den vergangenen Jah-ren erheblich an Beachtung gewonnen
hat, es jedoch noch genaueren Untersuchungen und ein-heitlichen
Beschreibungen bedarf (Stiehm 2017).
Abbildung 3: Ansprüche verschiedener Akteursgruppen des
Paradigmas urbaner Produktion (Quelle: Stiehm 2017)
Unternehmenhochqualifizierte
Fachkräftehocheffiziente
Produktion
KommuneSicherung hochqualifizierter
FachkräfteInwertsetzung von mindergenutzen
FlächenHohe Flächeneffizienz
Urbane Gesellschaftkurze Wege
attraktive Arbeitsplätzeindividuelle, lokale
Produkte
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1312
Gestaltungsparameter urbaner ProduktionZu diesem Zwecke soll
nachfolgend erörtert werden, welche Gestaltungsparameter für urbane
Pro-duktion von besonderer Bedeutung sind. Ermittelt wurden diese
mittels eines Mixed-Method-An-satzes aus quantitativen und
qualitativen Forschungsmethoden (Abbildung 4). Im Forschungsstil
der Grounded Theory, also der systematischen Anwendungen einer
Reihe von datenbasierten Me-thoden, wurde im ersten Schritt eine
Analyse wissenschaftlicher Studien durchgeführt, um einen ersten
hypothetischen Katalog an Gestaltungsparametern urbaner Produktion
zu identifizieren (Stiehm 2017).
Leitfadengestützte ExperteninterviewsIn einem nächsten Schritt
wurde der Katalog mittels halbstrukturierter Leitfadeninterviews
mit Experten validiert. Hierzu wurden insgesamt 23 Gespräche mit
Experten aus Wirtschaft, Wissen-schaft und Politik geführt und in
normales Schriftdeutsch transkribiert. Die Auswertung erfolgte nach
dem Kodierparadigma nach Strauss und Corbin. Insgesamt konnten 1124
Passagen der In-terviews über Kodierungen dem hypothetischen
Katalog zugeordnet werden. Hierbei zeigten sich große
Überschneidungen zwischen bisher Identifizierten Parametern. Die
Anzahl der Gestaltungs-parameter konnte in diesem Schritt von 51
auf 20 verdichtet werden (Tabelle 1).
Text MiningIm dritten Schritt wurde Text Mining angewendet, um
subjektiven Prägungen innerhalb der qua-litativen Verfahren
entgegenzuwirken und gleichzeitig die bisherigen Erkenntnisse zu
ergänzen. Beim Text Mining wurde ein Datenkorpus bestehend aus
68139 wissenschaftlichen Abstracts überprüft. Diese wurden aus
verschiedenen Datenbanken (u.a. IEEE Explore, Web of Science)
zu-sammengetragen. Im Ergebnis lassen sich Informationen über
Häufigkeiten bezüglich dem Auftre-ten in Dokumenten und zeitliche
Verortung (von 2000 bis 2015) zusammentragen (Stiehm 2017).Das Text
Mining zeigte deutlich, dass urbane Produktion in internationalen
wissenschaftlichen Pu-
Mik
roeb
ene
Gru
ndst
ück
1 Produktion kleiner Losgrößen durch innovative
Fertigungsverfahren
2 Individuelle Produktion unter hohem Kundeneinbezug
3 Schadstoffarme und emissionsfreie Produktion
4 Neue Arbeitsplatz- und Prozessgestaltung
5 Flächenbedarf der Produktion
Mes
oebe
ne
Qua
rtie
r
6 Flächenverfügbarkeit und -kosten
7 Integration im Bestand
8 Betroffenheit der Anwohner und Flächennutzungskonflikte
9 Strukturwandel und Revitalisierung von Flächen
10 Logistik und Verkehr
Mak
roeb
ene
Stad
t
11 Arbeitskräfteangebot
12Nähe zu Bildungs- und F&E-Einrichtungen,
Technologiezentren und Fablabs
13 Neue Wertschöpfungsmodelle und Produktionsnetzwerke
14 Ver- und Entsorgung sowie Stoffströme
15 Aktive Gewerbeflächen- und Planungspolitik
Met
aebe
ne
16 Kurze Wege zwischen Wohnen und Arbeiten
17 Neue (serviceorientierte) Geschäftsmodelle
18 PIanungs- und baurechtliche Regulierungen
19 UmweItbewusstsein hinsichtlich Ressourcen und
Energieeffizienz
20 Globaler Markt als Wettbewerbsumfeld
Tabelle 1: Katalog an Gestaltungsparametern urbaner Produktion
(Stiehm 2017)
Abbildung 4: Methodischer Aufbau zur Identifikation von
Gestaltungsparametern urbaner Produktion (Stiehm 2017)
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1514
blikationen seit 2000 überwiegend hinsichtlich ökologischer
Aspekte diskutiert wurde (Abbildung 5). Das energie- und
ressourcenschonende Produzieren aber auch der schonende Umgang mit
der Ressource Wasser steht im Fokus. Neu ist zudem die Erkenntnis,
dass urbanes Produzieren vielfach auch im Standortkontext China
untersucht wurde, was u. a. auf die starken
Urbanisie-rungstendenzen in China zurückzuführen ist. Auffallend
ist weiterhin, dass es eine deutliche Zu-nahme der Diskussion um
Aspekte der Technologie im Rahmen der urbanen Produktion gab. Auch
Potenziale und Nachhaltigkeit wurden als Begriffe in den
Publikationen oft erwähnt. Im Ergebnis zeigt sich überwiegend eine
Übereinstimmung der Ergebnisse mit dem zuvor erstellten Katalog der
Gestaltungsparameter urbaner Produktion.
Zum Schluss wurde der Katalog erneut mit dem Datenkorpus der
Abstracts abgeglichen. Durch die Bildung einer Schnittmenge können
nun Rückschlüsse über die Aussagekraft des Katalogs getroffen
werden (Tabelle 2, S.14).
Insgesamt zeigt sich eine zunehmende Nennung der Parameter in
wissenschaftlichen Publi-kationen zwischen 2000 und 2015,
gleichwohl die Zunahme sehr unterschiedlich stark ist. Die
Parameter „Schadstoffarme und emissionsfreie Produktion“,
„Betroffenheit der Anwohner und Flächennutzungskonflikte“,
„Logistik und Verkehr“, „Ver- und Entsorgung sowie Stoffströme“ und
„Planungs- und baurechtliche Regulierungen“ werden relativ
betrachtet in der Literatur am stärksten diskutiert. Die
dynamischste Entwicklung weisen die Parameter „Neue Wertschöp-
Gestaltungsparameter 2000 2005 2010 2015 Veränderung Trend
1Produktion kleiner Losgrößen durch innovative
Fertigungs-verfahren
0.00227 0.00409 0.00346 0.00614 171%
2Individuelle Produktion unter hohem Kundeneinbezug
0.00048 0.00041 0.00055 0.00109 128%
3Schadstoffarme und emissi-onsfreie Produktion
0.04926 0.07327
0.08641 0.09995 103%
4Neue Arbeitsplatz- und Prozessgestaltung
0.00038 0.00041 0.00127 0.00041 8%
5 Flächenbedarf der Produktion 0.00057 0.00041 0.00000 0.00164
189%
6Flächenverfügbarkeit und -kosten
0.00510 0.01105 0.00873 0.00778 53%
7 Integration im Bestand 0.00227 0.00409 0.00855 0.00819
262%
8Betroffenheit der Anwohner und Flächennutzungskonflikte
0.20272 0.20426 0.20757 0.22119 9%
9Strukturwandel und Revitali-sierung von Flächen
0.04473 0.05608 0.05476 0.06294 41%
10 Logistik und Verkehr 0.19989 0.17519 0.19629 0.22689 14%
11 Arbeitskräfte angebot 0.00736 0.00860 0.00964 0.00874 19%
12
Nähe zu Bildungs- und F&E-Einrichtungen, Technologiezentren
und Fablabs
0.05606 0.06672 0.08132 0.08342 49%
13Neue Wertschöpfungsmodelle und Produktionsnetzwerke
0.00170 0.00409 0.01001 0.01106 551%
14Ver- und Entsorgung sowie Stoffströme
0.10136 0.12444 0.12243 0.11264 11%
15Aktive Gewerbeflächen- und Planungspolitik
0.00849 0.00778 0.00655 0.00874 3%
16Kurze Wege zwischen Wohnen und Arbeiten
0.00680 0.02006 0.01546 0.01406 107%
17Neue (serviceorientierte) Geschäftsmodelle
0.04700 0.05321 0.09587 0.06363 35%
18PIanungs- und baurechtliche Regulierungen
0.05549 0.06345 0.07240 0.09721 75%
19UmweItbewusstsein hinsicht-lich Ressourcen und
Energie-effizienz
0.00340 0.00737 0.01637 0.02581 660%
20Globaler Markt als Wettbe-werbsumfeld
0.00227 0.00287 0.00346 0.00246 9%
Tabelle 2: Relative Nennung der Gestaltungsparameter im
Datenkorpus (Stiehm 2017)
Abbildung 5: Wordlist (Auszug, absolut) Publikationskorpus
(Stiehm 2017)
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1716
fungsmodelle und Produktionsnetzwerke“ sowie „Umweltbewusstsein
hinsichtlich Ressourcen und Energieeffizienz“ auf. Diese
verzeichnen einen enormen Zuwachs zwischen 551% und 660%. Darüber
hinaus zeigt sich, dass auch die Faktoren „Flächenverfügbarkeit und
-kosten“, „Flächen-bedarf der Produktion“, „Produktion kleiner
Losgrößen durch innovative Fertigungsverfahren“ sowie „Individuelle
Produktion unter hohem Kundeneinbezug“ zunehmend in
wissenschaftlichen Publikationen diskutiert werden.
Schließlich ergab sich ein auf 20 Parameter verdichteter
Merkmalskatalog. Die Einordnung der Parameter erfolgte anhand der
multiskalaren räumlichen Betrachtungsebenen Micro-, Meso-, Ma-kro-
und Metaebene. Nachfolgend sollen nun die einzelnen
Gestaltungsparameter urbaner Pro-duktion kurz erläutert werden.
Grundlage der Definitionen sind Literaturrecherchen und Aussagen
aus den Experteninterviews (Stiehm 2017).
MikroebeneBei der Betrachtung der Mikroebene (Abbildung 7)
bezieht sich die Analyse auf Einzelobjekte wie z.B. ein Grundstück
oder eine einzelne Fabrik, die eindeutig im Raum verortet sind. Die
Mik-roebene zeichnet sich demnach durch einen hohen Detailgrad aus.
So kann auf der Mikroebene beispielsweise eine Fabrik hinsichtlich
der verwendeten Produktionsverfahren analysiert werden.
1 Produktion kleiner Losgrößen durch innovative
FertigungsverfahrenInnovative Fertigungsverfahren ermöglichen eine
stadtverträgliche Produktion. Additive Fer-tigung und
Multifunktionsmaschinen beispielsweise finden Lösungen für
Herausforderungen die das städtische Umfeld produzierenden
Unternehmen stellt. Zum einen sind sie wesent-lich emissions- und
geräuschärmer als herkömmliche Produktionsverfahren, zum anderen
benötigen sie weniger Platz, was sich positiv auf den Flächenbedarf
auswirkt. Zudem ist eine Produktion von kleinen Losgrößen möglich,
was im Zuge der Individualisierungs-Tendenzen die Nähe zum Kunden
gewährleistet. Denkbar sind solche Verfahren beispielsweise in der
Produktion von Kleinteilen und Prototypen in Manufakturen oder auch
in der Medizin- und Zahntechnik.
„Neue Möglichkeiten, gerade Produktionstechnik […] machen
Produktionsansätze in der Innen-stadt auch irgendwo möglich und
sinnvoll, aber da geht es um kleinere Stückzahlen, auch um Bauteile
kleinerer Größenordnung […], sehr stark um Individualität oder
Sonderlösungen.“
(Innovationsberater, Aachen)
2 Individuelle Produktion unter hohem KundeneinbezugDas
Einkaufsverhalten der Bevölkerung in den Industrieländern hat sich
in den letzten Jahren stark verändert. Die Kunden fragen zunehmend
individuelle Produkte nach. Um diesem Wunsch gerecht zu werden,
muss der Kunde zukünftig stärker in den Produktionsprozess
eingebunden werden. Zu diesem Zweck ist die räumliche Nähe, wie sie
im Modell der urbanen Produktion beschrieben wird, hilfreich.
Zusätzlich können Transportwege verkürzt werden, was dem Trend der
Nachhaltigkeit und Regionalisierung entspricht. Unternehmen können
das lokale Produ-zieren zudem in ihrer Marketingstrategie als
Alleinstellungs- und Qualitätsmerkmal nutzen.
3 Schadstoffarme und emissionsfreie ProduktionProduktion kann
nur stadtverträglich sein, wenn der Schadstoff- und Emissionsgehalt
so gering wie möglich gehalten wird. Dies schließt sämtliche
Emissionen wie Licht, Lärm, Geruch und Gase mit ein, die sich
negativ auf das Umfeld der Produktion auswirken. Um urbane
Produktion zu ermöglichen, können die Produktionsgebäude
beispielsweise mit entsprechenden Schall-schutz-Maßnahmen
ausgestattet werden. Zudem sollten erneuerbare Energien und
recycelbare Materialien zum Einsatz kommen. Additive
Produktionsverfahren und die Herstellung von klei-nen Losgrößen
können zusätzlich den Rohstoffeinsatz minimieren (Dombrowski und
Riechel 2014; Bauer und Lentes 2014; Weinert et al. 2014).
„Es muss emissionsarme Fertigung sein und eine, die vielleicht
auch mit nicht allzu vielen unter-schiedlichen Materialien- und
Ablieferungen verbunden ist.“
(Professorin, RWTH Aachen University)
4 Neue Arbeitsplatz- und ProzessgestaltungDie technische und
digitale Ausstattung der Arbeitsplätze wird in Zukunft zunehmen. In
der Smart Factory spielt die enge Zusammenarbeit zwischen Mensch
und Maschine eine zentrale Rolle. Cyber-Physische-Systeme lösen die
herkömmlichen Produktionsprozesse ab. Standardi-sierte
Produktionssysteme werden mit einem flexiblen Kern ausgestattet, so
dass individuelle Anpassungen ermöglicht werden. Neue
Prozessgestaltungen werden zudem eine sowohl räum-lich als auch
zeitlich flexiblere Arbeitsgestaltung ermöglichen. Kurze Wege
zwischen Wohnen und Arbeiten können die Flexibilität der
Mitarbeiter zusätzlich erhöhen (Dombrowski und Rie-chel 2014).
5 Flächenbedarf der ProduktionDer Flächenbedarf einer Produktion
spielt im urbanen Raum eine besondere Rolle. Da Flächen in der
Stadt knapp sind und zudem nicht beliebig ausgeweitet werden
können, muss die Pro-duktion auf begrenzten Flächen stattfinden.
Die Produktion kleiner Losgrößen bietet sich daher im urbanen Raum
besonders an. Zudem ist die Produktion auf mehreren Etagen, die
sogenann-te vertikale Integration, denkbar (Schössler et al.
2012).
„Die Stadt braucht Industrie mit geringerem Flächenbedarf, in
mehreren Etagen produzierend, nicht emittierend, vielleicht mit
Image-und Kundenbindung für hochwertige Produkte im städti-schen
Kontext.“
(Schössler et al. 2012)
Abbildung 7: Mikrobene am Beispiel von Flurstücken in
Aachen-Nord (Quelle: Lehrstuhl für Planungstheorie der RWTH Aachen
2017)
-
1918
MesoebeneAuf der Mesoebene werden Prozesse beschrieben, die sich
auf Quartiere in der Stadt beziehen. So können Aussagen über
beispielsweise das Image eines Standortes getätigt werden. Sowohl
die Mesoebene als auch die Mikroebene eignen sich gut, um
innerstädtische Differenzierungen und stadtteilspezifische
Lebensbedingungen abzubilden.
6 Flächenverfügbarkeit und -kostenDie Verfügbarkeit von Flächen
ist eine Grundvoraussetzung für die Ansiedlung von urbaner
Produktion. Viele Unternehmen wünschen sich zudem die Möglichkeit
Erweiterungsflächen bei Bedarf relativ zeitnah nutzen zu können. Da
die Expansionsmöglichkeiten in der Stadt stark eingeschränkt sind,
sind Unternehmen mit großem Flächen- bzw. Erweiterungsbedarf meist
an den Stadtrand gebunden. Zudem sind die Flächenpreise in den
Städten in der Regel höher (Schössler et al. 2012).
„Wenn wir im städtischen Umfeld produzieren, dann sollten wir
das möglichst offen und transpa-rent tun, also keine BlackBox, so
nach dem Motto: Material geht rein, Produkt, Lärm und Dreck kommt
raus. Das kann es nicht sein. Es muss stadtverträglich und sollte
möglichst offen und transparent sein.“
(Wissenschaftler, Fraunhofer IAO)
7 Integration im BestandUrbane Produktion muss sozial wie auch
städtebaulich in das Konzept des Standortes pas-sen. Um die
Integration in den städtischen Bestand zu gewährleisten, muss die
Gebäudege-staltung nachhaltig und funktional sein. Historische
Gebäude müssen mit Immissionsschutz versehen werden, ohne die
ursprüngliche Gestalt des Standortes zu beeinträchtigen. Die äußere
Gestalt der Gebäude ist auch ein entscheidender Faktor, um die
Akzeptanz urbaner Produktion bei der Bevölkerung zu steigern
(Dombrowski und Riechel 2014; Gauselmeier und Klocke 2015).
8 Betroffenheit der Anwohner und FlächennutzungskonflikteIn der
Stadt kommt es regelmäßig zu Nutzungskonflikten zwischen Wohnraum
und Gewerbe. Während historisch gewachsene Produktion im urbanen
Raum meist akzeptiert ist, wird die Neuintegration von
Produktionsstätten sehr skeptisch betrachtet, da Produktion von
vielen Menschen weiterhin mit Emissionen verbunden ist. Das Image
einer nachhaltigen und öko-
logischen Produktion kann das Verständnis der Anwohner steigern.
Zu diesem Zweck ist ein enger Dialog zwischen Unternehmen und
Anwohnern notwendig (Schössler et al. 2012).
9 Strukturwandel und Revitalisierung von FlächenInnerstädtischen
Brachflächen können durch urbane Produktion neue Nutzungen
zugewiesen werden. Auf diese Weise werden die Flächen
wirtschaftlich sinnvoll genutzt. Für Start-Ups beispielsweise
bieten die Flächen eine kostengünstige Möglichkeit
Produktionsfläche anzu-mieten. Zudem können Umnutzungen dazu
beitragen, eine sinnvolle Funktionsmischung am Standort zu
erzielen. Oftmals verhindern jedoch Nutzungskonflikte und
Bodenpreisstruktu-ren, dass eine Brachfläche umgenutzt werden kann
(Dombrowski und Riechel 2014).
10 Logistik und VerkehrDie Belastungen durch Verkehr sind in den
Städten sehr hoch. Urbane Produktion sollte daher das
Verkehrsaufkommen nicht zusätzlich strapazieren. Logistische
Prozesse können durch eine gemeinsame Anlieferung mehrerer
Unternehmen und durch die Bündelung von Materialströmen durch die
Nutzung von Logistik-Hubs organisiert werden. Außerdem kann der
Transport der Waren über Bahngleise den Autoverkehr entlasten. Das
Pendleraufkom-men kann zukünftig durch flexiblere
Arbeitszeitenmodelle entzerrt werden. Durch kurze Wege zwischen
Wohnen und Arbeiten kann das Pendleraufkommen zusätzlich verringert
werden (Weinert et al. 2014).
„Der Konsument erwartet eigentlich mindestens Over-Night
Delivery, mittlerweile vielleicht sogar Same-Day Delivery und die
schafft man nicht, wenn man durch ganz Deutschland fahren muss,
d.h. man muss mehr in Richtung Ballungszentren gehen […].“
(Wissenschaftler, RWTH Aachen University)
MakroebeneDie Makroebene (Abbildung 9) dient zur Beschreibung
urbaner Produktion im Kontext von Regio-nen. Auf der Makroebene
werden insbesondere vergleichende Analysen zwischen Städten,
Sub-urbanisierungsprozesse oder auch innerstädtisches Mobilitäts-,
Freizeit-, und Einkaufsverhalten fokussiert.
11 ArbeitskräfteangebotIm Vergleich zu ländlichen Gebieten ist
in den Städten meist ein hohes Fachkräfteangebot
Abbildung 8: Mesoebene am Beispiel eines Untersuchungsgebiets in
Aachen West (Quelle: Lehrstuhl für Planungstheorie der RWTH Aachen
2017)
Abbildung 9: Makroebene am Beispiel der Aachener Stadtbezirke
(Quelle: Lehrstuhl für Planungstheorie der RWTH Aachen 2017)
-
2120
vorhanden. Insbesondere in Städten mit räumlicher Nähe zu
Universitäten und Fachhoch-schulen ist der Anteil an
Hochqualifizierten hoch. Da im Zuge der Industrie 4.0 neue
Kom-petenzen benötigt werden, gibt es eine starke Nachfrage nach
Fachpersonal. Die räumliche Nähe zu den Hochschuleinrichtungen kann
den Zugang zu diesem Personal vereinfachen.
„Tendenziell sieht man […], dass ich in den Städten leichter an
qualifizierte Arbeitskräfte komme, Städte haben meistens
Hochschulen, haben meistens Forschungseinrichtungen, die sehr
attraktiv auch sind für junge Menschen, die sich qualifizieren, die
ihr Studium durchführen, promovieren und später dann auch in einem
Produktionsbetrieb arbeiten.“
(Professor, Bozen)
12 Nähe zu Bildungs- und F&E-Einrichtungen,
Technologiezentren und FablabsDie Nähe zu Bildungs- und
F&E-Einrichtungen sowie Technologiezentren stellt einen
wichti-gen Standortfaktor bei der Ansiedlung von urbaner Produktion
dar. Durch die räumliche Nähe kann zum einen der Zugang zu
Absolventen und Weiterbildungsmöglichkeiten für Mitarbei-ter
sichergestellt werden, zum anderen wird der Technologie- und
Wissenstransfer in das Unternehmen erleichtert. Zudem ist eine
Zunahme von Open Creative Labs und FabLabs im städtischen Raum zu
verzeichnen. Dabei handelt es sich um offene Werkstätten, die
Kreative zum Ausprobieren und Produzieren gemeinsam nutzen. Solche
Orte bieten Unternehmen die Möglichkeit, Nutzer und Kunden als
Quelle von Innovationen frühzeitig in den Entwicklungs-prozess
einzubinden (Bauer und Lentes 2014; Matt und Rauch 2015; Schössler
et al. 2012; Schmitt et al. 2016).
13 Neue Wertschöpfungsmodelle und
ProduktionsnetzwerkeWertschöpfungsmodelle, die die Struktur und Art
der Zusammenarbeit entlang der Produkti-onsprozesse beschreiben,
sind durch eine zunehmende Komplexität geprägt. Zahlreiche Ak-teure
sind in ein Produktionsnetzwerk eingebunden. Zunehmend wird auch
der Kunde stär-ker integriert. Es herrscht ein intensiver
Austausch, der durch räumliche Nähe der Akteure vereinfacht werden
kann. Sogenannte Verbundeffekte, die sich durch die Zusammenarbeit
in Produktionsnetzwerken ergeben, können fehlende Skaleneffekte
ausgleichen. Die Produkti-on kleiner Losgrößen kann somit rentabel
werden. Zunehmende Beliebtheit erfährt zudem die gemeinsame Nutzung
von Büroflächen, Infrastruktur und Betriebsmitteln. Im Zuge der
Industrie 4.0 wird die Produktion digitaler, flexibler und
dezentraler. Produktionseinheiten können modularisiert werden, sind
dadurch kleiner und somit stadtverträglich (Bauer und Lentes 2014;
Dombrowski und Riechel 2014)
„[…] bspw. die Start-Up Ökonomie in Berlin ist total abhängig
vom urbanen Kontext, weil es eben auch so ein
progressiv-produktives Miteinander ist im besten Sinne. Da ergeben
sich ganz neue Wertschöpfungsketten, die auch immer weiter
ausdifferenziert werden.“
(Senior Consultant, Frankfurt am Main)
14 Ver- und Entsorgung sowie StoffströmeBei der Beschaffung und
Distribution von Waren sowie bei der Abfallentsorgung entstehen
zahlreiche Material-, Waren-, Personen- und Datenströme. Zur
Reduktion der Stoffströme sollten geschlossene Kreisläufe
angestrebt werden, bei denen die Stoffe nach der Nutzung in den
Wertschöpfungsprozess zurückgeführt werden. Die Konzentration der
Materialströ-me durch gemeinsame Anlieferung kann zudem das
Verkehrsaufkommen mindern. Additive Verfahren können zukünftig das
Verkehrsaufkommen zusätzlich mindern, da der Rohstoff-verbrauch bei
diesen Verfahren wesentlich geringer ist, als bei subtraktiven
Verfahren. Auch Konzepte wie Urban Farming und
Öko-industrielle-Netzwerke können Stoffströme und somit das
Verkehrsaufkommen in den Städten zukünftig senken (Gauselmeier und
Klocke 2015).
„Und man darf nicht vergessen, nicht die Stadt entscheidet, was
in ihr produziert wird, sondern Unternehmen, die global den Blick
haben, entscheiden, ob es für die sinnvoll ist, in der Stadt
be-stimmte Bereiche der Produktion zu halten oder auszubauen. Die
Stadt ist nicht Akteur, sondern sie ist Arena, die Möglichkeiten
bietet.“
(Professorin, RWTH Aachen University)
15 Aktive Gewerbeflächen- und PlanungspolitikDie Flächennutzung
in den Städten wird durch die Gewerbeflächen- und Planungspolitik
vorgegeben. Eine aktive Gewerbeflächenpolitik integriert bei der
Erstellung von Flächen-nutzungs- und Bebauungsplänen alle Akteure
(Bürger, Unternehmen, öffentliche Hand), um Nutzungskonflikten
frühzeitig entgegenzuwirken und eine reine Top-Down Steuerung zu
verhindern. Auch aktuelle Trends und veränderte Anforderungen zum
Beispiel an die Infra-strukturausstattung müssen dabei Beachtung
finden. Konzepte die eine funktionale Durch-mischung vorsehen,
verlangen nach neuen Gebietstypologien, die Mischgebiete
berücksich-tigen (Schössler et al. 2012).
MetaebeneDie Metaebene ist eine Ergänzung zu den drei
geographischen Maßstabsebenen, die abstrakte Aspekte adressiert.
Hier werden Prozesse betrachtet, die sich nicht mehr auf einen klar
abgrenz-baren Raum zuordnen lassen. Daher handelt es sich um eine
übergeordnete Sichtweise die bei-spielsweise Beziehungen zwischen
den Akteuren eines Raumes beschreibt.
Abbildung 10: Metaebene (Stiehm 2017)
-
2322
16 Kurze Wege zwischen Wohnen und Arbeiten Die Vereinbarkeit von
Arbeiten mit Leben und Wohnen wird für den Menschen immer
wichti-ger. Der Wunsch nach Selbstbestimmung, Work-Life-Balance und
flexiblen Arbeitszeiten ist deutlich angestiegen. Um diese Wünsche
zu realisieren, werden kurze Wege benötigt. Zudem kann somit das
allgemeine Pendleraufkommen verringert werden.
„Ich sehe die Nähe zwischen Leben, Wohnen und Arbeiten in diesem
Dreiklang als extreme Chance und auch für die Rückholung von
Produktion ist ein interessanter Aspekt, dies zu
verwirklichen.“
(Stadtentwickler, Berlin)
17 Neue (serviceorientierte) GeschäftsmodelleDurch den Trend der
Individualisierung entstehen neue Geschäftsmodelle, die durch eine
zunehmende Integration von Serviceangeboten entlang der gesamten
Wertschöpfungsket-te geprägt sind. Neue Serviceangebote beinhalten
auch die nachträgliche Ausstattung der Produkte mit
Individualisierungskomponenten wie z.B. das Hinzufügen einer neuen
Funktion durch ein Software-Update. Durch ergänzende
Serviceleistungen können sich Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil
verschaffen (Weinert et al. 2014).
18 Planungs- und baurechtliche RegulierungenPlanungs- und
baurechtliche Gesetze regeln die Bebauung und Nutzungen innerhalb
der Städte. Die Regulierungsdichte in diesem Bereich ist im
Allgemeinen sehr hoch, was bau-
Abbildung 11: Aktiv-Reaktiver Einflussindex (Stiehm 2017)
Aktiv-Reaktiv
Q-Werte
Mikro 2 Individuelle Produktion unter hohem Kundeneinbezug 1,4
Leicht aktiv
Makro 13 Neue Wertschöpfungsmodelle und Produktionsnetzwerke 1,4
Leicht aktiv
Mikro 1 Produktion kleiner Losgrößen durch innovative
Fertigungsverfahren 1,3 Neutral
Meta 18 Planungs- und baurechtliche Regulierungen 1,2
Neutral
Meta 20 Globaler Markt als Wettbewerbsumfeld 1,1 Neutral
Meta 19 Umweltbewusstsein hinsichtlich Ressourcen und
Energieeffizienz 1,1 Neutral
Makro 14 Ver- und Entsorgung sowie Stoffströme 1,1 Neutral
Meso 9 Strukturwandel und Inwertsetzung von Flächen 1
Neutral
Mikro 3 Schadstoffarme und emissionsfreie Produktion 1
Neutral
Meta 16 Kurze Wege zwischen Wohnen und Arbeiten 1 Neutral
Mikro 5 Flächenbedarf der Produktion 1 Neutral
Makro 15 Aktive Gewerbeflächen- und Planungspolitik 1
Neutral
Makro 12Nähe zu Bildungs- und F&E-Einrichtungen,
Technologiezentren und Fablabs
1 Neutral
Meta 17 Neue (serviceorientierte) Geschäftsmodelle 1 Neutral
Meso 6 Integration im Bestand 0,9 Neutral
Mikro 4 Neue Arbeitsplatz- und Prozessgestaltung 0,9 Neutral
Meso 10 Logistik und Verkehr 0,9 Neutral
Meso 7 Flächenverfügbarkeit und -kosten 0,8 Neutral
Meso 8 Betroffenheit der Anwohner und Flächennutzungskonflikte
0,8 Neutral
Makro 11 Arbeitskräfteangebot 0,7 Leicht reaktiv
Abbildung 12: Kritisch-Puffernder Einflussindex (Stiehm
2017)
Kritisch-Puffernd
P-Werte
Mikro 5 Flächenbedarf der Produktion 828 Kritisch
Mikro 4 Neue Arbeitsplatz- und Prozessgestaltung 815
Kritisch
Mikro 1 Produktion kleiner Losgrößen durch innovative
Fertigungsverfahren 793 Kritisch
Makro 14 Ver- und Entsorgung sowie Stoffströme 716 Kritisch
Mikro 3 Schadstoffarme und emissionsfreie Produktion 685
Kritisch
Meta 19 Umweltbewusstsein hinsichtlich Ressourcen und
Energieeffizienz 665 Kritisch
Meta 16 Kurze Wege zwischen Wohnen und Arbeiten 654 Kritisch
Makro 11 Arbeitskräfteangebot 642 Kritisch
Meso 8 Betroffenheit der Anwohner und Flächennutzungskonflikte
641 Kritisch
Meso 10 Logistik und Verkehr 596 Leicht kritisch
Meta 17 Neue (serviceorientierte) Geschäftsmodelle 569 Leicht
kritisch
Makro 15 fiktive Gewerbeflächen- und Planungspolitik 564 Leicht
kritisch
Meso 7 Flächenverfügbarkeit und -kosten 564 Leicht kritisch
Meta 18 Planungs- und baurechtliche Regulierungen 563 Leicht
kritisch
Meso 9 Strukturwandel und Inwertsetzung von Flächen 540 Leicht
kritisch
Mikro 2 Individuelle Produktion unter hohem Kundeneinbezug 444
Leicht kritisch
Meta 20 GIobaler Markt als Wettbewerbsumfeld 403 Neutral
Meso 6 Integration im Bestand 400 Neutral
Makro 12Nähe zu Bildungs- und F&E-Einnchtungen,
Technologiezentren und Fablabs
279 Leicht puffernd
Makro 13 Neue Wertschöpfungsmodelle und Produktionsnetzwerke 271
Leicht puffernd
-
2524
rechtliche Prozesse sehr komplex und langwierig macht.
Insbesondere bei der Umsetzung von Gewerbe und Industrie in den
Städten gibt es zahlreiche Regulierungen und Vorschriften, die die
Umsetzung stark einschränken. Aktuell wird eine Novelle der
Baunutzungsverordnung diskutiert, die in der neuen Kategorie
„Urbanes Gebiet“ die Integration von urbaner Produk-tion
erleichtern könnte (Gauselmeier und Klocke 2015).
„Erstmal halte ich es für sehr wichtig, dass der Diskurs belebt
wird und dass diese starke Trennung zwischen Gewerbegebieten und
Wohngebieten aufgehoben wird. […] nur mittlerweile hat das eine
starke planungsrechtliche Komponente durch die Typologie der
Abstandflächen zwischen Indus-triegebiet, Gewerbegebiet,
Mischgebiet, Wohngebiet usw.“
(Projektimmobilienentwickler, Aachen)
19 Umweltbewusstsein hinsichtlich Ressourcen und
EnergieeffizienzAktuell herrscht ein gestiegenes Umweltbewusstsein
in der Gesellschaft. Viele Konsumenten verlangen zunehmend ethisch
und ökologisch unbedenkliche Produkte. Auch regionale Pro-dukte
haben im Zuge dessen wieder einen höheren Stellenwert erlangt.
Zudem wird gefor-dert, dass Hersteller auch für die ausländische
Produktion mehr Verantwortung übernehmen (Gauselmeier und Klocke
2015; Weinert et al. 2014; Erbstößer 2016).
20 Globaler Markt als WettbewerbsumfeldDie globalen
Wirtschaftsgefüge setzen die Unternehmen stark unter Wettbewerbs-
und Preis-druck. Selbst kleine, lokal produzierende Unternehmen
sind diesem ausgesetzt und durch internationale Vorproduktbezüge in
den globalen Markt integriert. Gleichzeitig spielt sich der Kampf
um die Fachkräfte (War for Talents) nicht nur regional und
national, sondern auch glo-bal ab. Insbesondere kleine und
mittelgroße Städte müssen für junge Menschen attraktiver werden und
entsprechende (hochqualifizierte) Arbeitsangebote bereitstellen, um
Fachkräfte zu sichern (Dombrowski und Riechel 2014).
„Jegliche urbane Produktion ist in weiträumige,
Wertschöpfungskontexte eingebunden. Und das fängt an damit, dass
die Rohstoffe so gut wie nie aus der Region kommen.“
(Professorin, RWTH Aachen University)
Quick Wins: Ableitungen für AkteureDurch die Untersuchungen
konnten 20 zentrale Gestaltungsparameter identifiziert werden, die
das Paradigma urbaner Produktion ganzheitlich beschreiben. Anhand
der Vielzahl und Interdiszi-plinarität der Parameter wird deutlich
wie komplex das Thema urbane Produktion ist. Es werden Themen der
Industrie 4.0 mit räumlichen und baulichen Aspekten sowie mit
Leitbildern der Ge-sellschaft und Politik verknüpft.
Steuerungsgrößen urbaner ProduktionUm Wirkungszusammenhänge
zwischen den Gestaltungsparametern identifizieren zu können, wurde
eine Sensitivitätsanalyse nach Vester (1980) durchgeführt. Hier
werden die Gestaltungs-parameter auf Ihre Steuerungsfähigkeit bzw.
Sensibilität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die
Gestaltungsparameter „Individuelle Produktion unter hohem
Kundeneinbezug“ sowie „Neue Wertschöpfungsmodelle und
Produktionsnetzwerke“ aktiv auf andere Variablen wirken (Abbil-dung
11, S.21). Änderungen an diesen Gestaltungsparametern lösen
Wechselwirkungen im Ge-samtsystem aus und sind daher als mögliche
Steuerungsgrößen bevorzugt zu betrachten. Darüber hinaus zeigt der
Blick auf Abbildung 12, dass eine hohe Anzahl an Variablen
vielfältig im System vernetzt ist (kritische Variablen). Kritische
Variablen wirken selbst stark auf andere Variablen und sind
gleichzeitig auch von diesen beeinflussbar. Die Vielzahl an
kritischen Variablen zeigt, dass es sich beim Themengebiet urbane
Produktion um ein hoch sensitives System handelt.
HandlungsempfehlungenDie Gestaltungsparameter zeigen auf, welche
Stellgrößen zur Förderung urbaner Produktion es aus kommunaler
sowie aus unternehmerischer Perspektive zukünftig geben wird. Durch
Indust-rie 4.0 und die damit verbundenen technologischen
Fortschritte kann sich die Produktionsstätte zunehmend zu einer
Smart Factory entwickeln. Diese bietet neue Möglichkeiten
Produktion stadt-verträglich zu gestalten. Zudem werden potenzielle
Bedürfnisse der Bevölkerung, insbesondere der Anwohner im direkten
Umfeld der urbanen Produktion, deutlich. Daraus ergeben sich
folgen-de Handlungsempfehlungen für Unternehmen sowie Kommunen:
Ţ Individuelle Produktion unter hohem Kundeneinbezug stärkenEine
erhöhte Nachfrage nach regionalen und individuellen Produkten lässt
Unternehmen bei der Standortwahl umdenken. Kundennähe bietet die
Möglichkeit zur Mitgestaltung am Pro-dukt selbst und ist schon
heute ein wichtiger Faktor um wettbewerbsfähig zu sein.
Produk-tionsstätten werden aus diesem Grund in der Nähe der Kunden
errichtet, um vor Ort lokale Märkte bedienen zu können. Dies gibt
den Unternehmen nicht nur die Möglichkeit kurzfristig auf
veränderte Wettbewerbskonstellationen und Kundenanforderungen
reagieren zu können, auch Lieferzeiten und -kosten können so
reduziert werden.
Ţ Auswirkungen der Dematerialisierung von Produktion räumlich
verortenDas Fortschreiten der Digitalisierung hat Auswirkungen auf
ursprüngliche Raumgefüge. Wa-renströme können zunehmend durch
Datenströme ersetzt werden. Experten gehen davon aus, dass Kunden
zukünftig nur noch den Datensatz eines Produkts kaufen. Die
Fertigung
-
2726
des Produkts könnte in dezentralen Produktionseinheiten lokal
erfolgen. Auch aus ökolo-gischen Aspekten werden der
Dematerialisierung von Produkten Potenziale zugesprochen.
Stoffströme können auf diese Weise reduziert und Material- sowie
Energieverbrauch mini-miert werden.
Digitalisierung und Robotik als Chance der Regionalisierung
nutzenDie Digitalisierung der Produktionsprozesse ist ein erster
wichtiger Schritt um Unternehmen auf zukünftige Herausforderungen
vorzubereiten. Auch die Förderung innovativer Fertigungs-verfahren
(bspw. 3D-Druck) ist ein wichtiger Faktor um den zukünftigen
Herausforderungen gewachsen zu sein. In diesem Zusammenhang spielt
die Robotik eine wichtige Rolle, um zukünftig die Fertigung
individualisierter Produkte in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich
mög-lich zu machen. Auch der hohe Anspruch an die Flexibilität der
Produktion spricht für einen erhöhten Einsatz von robotischen
Systemen.
Ţ Flächenmangel mit vertikaler Integration begegnenDie
Digitalisierung und Industrie 4.0 ermöglichen Fabriken zukünftig
flexibler zu produzieren und zu planen. Die Kombination aus hohen
Flächenkosten und Flächenmangel sind Faktoren die eine Produktion
in der Stadt stark limitieren. Die vertikale Integration bietet
Möglichkei-ten dem zu entgegnen. Bestehende Fabriken können als
vertikale Fabriken nachverdichtet werden. Zusätzlich müssen zur
Erhöhung der Flächeneffizienz Maßnahmen wie z.B. die Ent-kopplung
von Produktion und flächenintensiver Lagerhaltung ergriffen
werden.
Ţ City-Logistik Konzepte weiter fördernDie innerstädtische
Vernetzung von Produktionsstandorten stellt hohe Anforderungen an
Logistikkonzepte. Lösungen hierfür bieten Konzepte wie
beispielsweise die CityCargoTram in Dresden, wo vorhandene
Straßenbahngleise für den Gütertransport zwischen
Güterver-kehrszentrum und Fabrik antizyklisch genutzt werden. Auch
autonome Logistiksysteme (wie bspw. Drohnen) bieten Potenziale
zukünftig den innerstädtischen Logistikverkehr entschei-dend zu
entlasten. Durch die Etablierung von innerstädtischen
Mikro-Logistik-Zentren kann zukünftig der Lieferverkehr auf der
letzten Meile effizienter gebündelt und so unnötig hohes
Verkehrsaufkommen vermieden werden.
Ţ Untergenutzte Flächen in Wert setzenDurch eine gezielte
Revitalisierung brachliegender Flächen können belastete
Industrieflächen wieder in einen nutzbaren Zustand überführt
werden. Dieser strukturelle Wandel muss von Kommunen durch die
Förderung zukunftsfähiger Brachen aktiv gestaltet und begleitet
wer-den.
Ţ Synergien durch neue Wertschöpfungsmodelle ausschöpfen Neben
der Möglichkeit den Fokus auf einzelne Bereiche mit hohem
Wertschöpfungspotenzial zu setzen und einfache Produktionsarbeiten
auf international verteilte Wertschöpfungsnetze zu verteilen,
bieten ganzheitliche Wertschöpfungsansätze neue Potenziale.
Vernetzte, intelli-gente Fertigungssysteme machen die Produktion
von Produkten hoher Qualität zu gleichzei-tig global
wettbewerbsfähigen Fertigungskosten möglich. Um dies zu
gewährleisten müssen
Synergien zwischen Unternehmen nutzbar gemacht werden. Ein
wichtiger Faktor hierfür ist die Errichtung von
Wertschöpfungsketten über Firmengrenzen hinweg. Hervorzuheben ist
auch die Verbindung von Produkten mit Produkt-bezogenen
Dienstleistungen. Produktions-unternehmen, die auch zukünftig
erfolgreich sein wollen, müssen die Industrielle Wertschöp-fung eng
mit der Dienstleistung verzahnen (hybride Wertschöpfung). Auf
diesem Weg kann dem Kunden nicht nur ein Produkt, sondern vor allem
ein Nutzen verkauft werden.
Ţ Lokale Produktionsnetzwerke und Maker-Spaces schaffenSharing
Konzepte in Maker Spaces, Fablabs oder Open Creative Labs bieten
gerade kleineren Unternehmen wie Startups die Möglichkeit
Betriebsmittel oder Produktionsflächen gemein-schaftlich zu nutzen.
Dies stärkt zum einen die Gründer-Szene, zum anderen wird der
Aus-tausch zwischen den Akteuren angeregt. Die räumliche Nähe zu
Kunden und Zulieferern lässt zudem neue lokale Versorgungs- und
Wertschöpfungsketten entstehen.
Ţ Attraktive Arbeitsplätze schaffen und Fachkräfte bindenUm im
Kampf um Talente zukünftig nicht abgehängt zu werden, müssen
Unternehmen attrak-tive Arbeitsplätze schaffen. Gute technische
Aus- und Weiterbildung ist ebenso eine wichtige Voraussetzung wie
die Vereinbarkeit von Beruf und Familie. Flexible
Arbeitszeitmodelle und Zugang zu sozialen Einrichtungen (bspw.
Kitas) werden in diesem Kontext zunehmend be-deutsam. Die
Digitalisierung relativiert den Trend zu direkter Nähe und
begünstigt Flexibilität bei der Arbeitszeitgestaltung.
Ţ Standortmarketing und Markenbildung gezielt nutzenLokales
Branding ist ein Mittel um sich vom breiten Angebot des Markts
abzugrenzen. Nicht nur Entrepreneure nehmen die Möglichkeit wahr,
den lokalen Charakter der Produktion für Marketingzwecke aktiv zu
nutzen. Über beispielsweise Werksbesichtigungen wird die
Pro-duktion erlebbar gemacht. Dies stärkt den Bezug zum Produkt und
schafft Transparenz, was sich positiv auf die öffentliche
Aufmerksamkeit und die Akzeptanz der angrenzenden Bewoh-ner
auswirkt.
Ţ Offenen Dialog zwischen Akteuren fördernUrbane Produktion kann
aktiv gefördert werden, indem in den Städten offene Dialoge geführt
werden. Gemeinsamer Dialog zwischen Akteuren aus Wirtschaft,
Politik sowie Bevölkerung ist eine Maßnahme, um potenzielle
Nutzungskonflikte und weitere Hindernisse frühzeitig zu
identifizieren. Darüber hinaus scheint eine Sensibilisierung der
Öffentlichkeit für die Wei-terentwicklung emissionsfreier
Fertigungsverfahren ratsam. Auch gemeinsame Lösungen für
logistische Prozesse sind diskussionswürdig, um Ängste vor einem
weiteren Anstieg von Ver-kehrsbelastungen zu nehmen.
Durch den Austausch zwischen den Akteuren besteht zudem die
Möglichkeit, dass Flächen im städtischen Gebiet, die sich
potenziell für urbane Produktion eignen, einfacher identifiziert
werden können. Aufgrund der Urbanisierungstendenzen wurden in
jüngster Vergangenheit viele Flächen in Städten zu Wohnraum
umfunktioniert. Akteuren der öffentlichen Hand wird empfohlen sich
dem Thema städtischer Produktion mehr zu öffnen und neuen
Nutzungskon-
-
2928
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zepten in Altbeständen eine Chance zu bieten. Auf diese Weise
können positive Effekte auf den Standort, wie Neuansiedlung von
Unternehmen oder Imageverbesserungen, entstehen.
Ausblick Die Potenziale urbaner Produktion sind vielfältig und
bieten Vorzüge für Akteure auf allen Maßst-absebenen. So bietet das
Themenfeld urbaner Produktion nicht nur viele
Anwendungsmöglichkei-ten für innovative technologische
Fertigungsverfahren, sondern hält zudem auch Chancen bereit,
gesellschaftlich getriebene Trends wie zum Beispiel Urbanisierung,
Individualisierung oder dem Streben nach Regionalität und
Nachhaltigkeit zu nutzen. Die Tatsache, dass es sich um ein sehr
junges Forschungsgebiet handelt und die Treiber der Entwicklung aus
unterschiedlichsten Rich-tungen entstammen, macht das Themengebiet
hoch sensitiv. Zukünftige Entwicklungen sind so-mit mit hoher
Aufmerksamkeit zu beobachten und für weitere Herangehensweisen an
das Thema urbane Produktion zu berücksichtigen.
Weiterführende Informationen zur Thematik finden Sie
hier:Stiehm, S. – Gestaltungsparameter für die (Re-) Integration
von Produktion in den urbanen Raum im Kontext von Industrie
4.0.
!
-
3130
Kagermann, H.; Wahlster, W.; Helbig, J. (2013): Deutschlands
Zukunft als Produktionsstandort sichern-Umsetzungsempfehlungen für
das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Abschlussbericht des
Arbeitskreises Industrie 4.0.Matt, D. T.; Rauch, E. (2015):
Industrie 4.0-Arbeitsorganisation in der urbanen Fabrik von
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Heidelberg.
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Kontakt:Cybernetics LabIMA/ZLW & IfU der RWTH
AachenDennewartstraße 2752068 Aachen
Tel.: +49 241 809 11 [email protected]
www.mia-projekt.de
Stadt AachenFachbereich Wirtschaft, Wissenschaft und
EuropaJohannes-Paul-II.-Str. 152062 Aachen
Tel.: +49 241 432 [email protected]
www.urbaneproduktion.de
VorwortEinleitungIndustrie 4.0 als Enabler urbaner ProduktionIn
Kürze durch die industriellen RevolutionenIndustrie 4.0 als
Strategie der BundesregierungDie Smart Factory als flexible
Produktionsstätte
(Re-)Integration von Produktion in urbane RäumeBaurechtliche
RegulierungenNutzungskonflikte verhindern funktionale
DurchmischungDefinition urbaner Produktion
Gestaltungsparameter urbaner ProduktionLeitfadengestützte
ExperteninterviewsText
MiningMikroebeneMesoebeneMakroebeneMetaebene
Quick Wins: Ableitungen für AkteureSteuerungsgrößen urbaner
ProduktionHandlungsempfehlungenAusblick
Literaturverzeichnis
