3 Fragen an Julia Arlinghaus und Thomas Bauernhansl zur Publikation „Industrie 4.0 im Mittelstand: Erfolgsfaktoren in der Organisation“

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Julia Arlinghaus © Fraunhofer IFF_Viktoria Kühne; Thomas Bauernhansl © Rainer Benz
München, 01.09.2025

Julia Arlinghaus:

Während viele große Unternehmen bereits Industrie 4.0-Lösungen einsetzen, stehen KMU oft erst am Anfang ihrer digitalen Transformation. Ein Großteil der Mittelständler sieht erhebliche Schwierigkeiten bei der Implementierung digitaler Technologien, obwohl es starke Treiber, wie zum Beispiel Wettbewerbsdruck, gibt. Technologische Komplexität, Überregulierung und begrenzte Ressourcen sind Hemmnisse, welche die Umsetzung bremsen. Zentrale Enabler-Technologien wie KI, Big Data oder IoT werden bislang nur von einer Minderheit genutzt.

Thomas Bauernhansl:

Versteht man unter dem Begriff Industrie 4.0 die Vernetzung der Produktion mithilfe modernster Informations- und Kommunikationstechnologien und den Einsatz von digitalen und automatisierten Technologien, so fallen hierunter viele unterschiedliche Lösungen. Vom Einsatz vernetzter Maschinen, über das digitale Abbild von Produkten, Maschinen und Prozessen mithilfe des digitalen Zwillings bis hin zum Einsatz von künstlicher Intelligenz. Alle Lösungen haben unterschiedliche Hürden aber auch Potenziale. Grundsätzlich ist der Einsatz von digitalen Anwendungen für die Industrie 4.0 in Deutschland über die letzten Jahre spürbar gewachsen ist. So hat sich der Anteil an KMUs, die ein Grundniveau an Digitalisierung nachweisen können, laut einer Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt von 2017 zum Jahr 2023 auf 77 Prozentpunkte verdoppeln können. Dies ist zum Teil auch auf Fördermaßnahmen zurückzuführen, die in der Vergangenheit von der Politik gezielt für KMU ergriffen wurden. Andererseits zeigt sich aber auch, dass der Einsatz neuer Technologien wie die künstliche Intelligenz oder der digitale Zwilling noch nicht weit vorangeschritten sind. Obwohl der Einsatz von künstlicher Intelligenz erhebliche Potenziale der Wettbewerbsfähigkeit bietet, nutzen laut dem Institut der deutschen Wirtschaft nur sechs Prozent der KMU diese technologischen Vorteile. Auch beim Einsatz von Digitalen Zwillingen tut sich der Mittelstand schwer. Dies liegt auch daran, dass es kein einheitliches Verständnis darüber gibt, was genau digitale Zwillinge sind und wie sie eingesetzt werden können. Gerade hier kann und muss die Forschung wichtige Aufklärungsarbeit leisten und den Mittelstand befähigen, diese Technologie gewinnbringend einzusetzen. Zudem kann beobachtet werden, dass der Mittelstand im Vergleich zu größeren Unternehmen beim Einsatz von Industrie-4.0-Lösungen schlechter abschneidet. Dies lässt sich unter anderem anhand des sogenannten Digitalisierungsindexverdeutlichen, der die Entwicklung der Digitalisierung anhand unterschiedlicher Kriterien misst. Wie die aktuelle Studie für den DLR-Projektträger im Rahmen der Projektträgerschaft „Mittelstand-Digital“ für das Jahr 2023 zeigt, liegt der Index für KMUs bei 122, wobei größere Unternehmen mit einem Index von 191 deutlich besser abschneiden.

Julia Arlinghaus:

Die begrenzten Ressourcen kleiner und mittlerer Unternehmen stehen der Umsetzung von Industrie 4.0-Lösungen nicht grundsätzlich im Weg. Sie erfordern jedoch pragmatische Ansätze und ein gezieltes Vorgehen. Industrie 4.0 bietet gerade für KMU vielfältige Chancen, etwa durch Effizienzsteigerung, neue Geschäftsmodelle oder verbesserte Kundenkommunikation. Sinnvoll ist es, mit kleineren, klar abgegrenzten Projekten zu starten. Das kann in der Auftragsabwicklung sein oder mit dem Einsatz digitaler Tools im Kundenservice. Solche Projekte können zu Leuchttürmen im Unternehmen werden und die weitere Umsetzung von Industrie 4.0-Lösungen vorantreiben. Offene Test- und Experimentierräume ermöglichen es, Potenziale und Risiken niedrigschwellig und ohne große Investitionen zu erproben. Auch Technologien mit geringen Qualifikationsanforderungen, wie No-Code- oder Low-Code-Anwendungen, erleichtern den Einstieg.

Thomas Bauernhansl:

Fehlende Ressourcen sind zweifellos eine Herausforderung bei der Umsetzung von Industrie 4.0-Lösungen für Unternehmen. Nach einer repräsentativen Umfrage der Bitkom nach den größten Hemmnissen beim Einsatz von Industrie 4.0 gaben 77 Prozent der befragten Unternehmen „fehlende finanzielle Mittel“ und 55 Prozent „fehlende Fachkräfte“ als Gründe an, welche die Umsetzung von Industrie 4.0 hemmen.
Doch sind diese nicht die einzigen Hemmnisse für den Einsatz von Industrie 4.0-Lösungen in Unternehmen. So gibt es Faktoren, auf die die Unternehmen keinen Einfluss haben. Dazu zählen beispielweise fehlende bzw. unzureichend ausgebaute digitale Infrastrukturen wie zum Beispiel das Breitband- und Mobilfunknetz in ländlichen Regionen. Auch fehlende Standards und Interoperabilität zwischen unterschiedlichen Systemen, Plattformen und Maschinen stellt viele Unternehmen vor Probleme. Ein aktuelles Beispiel, das diese Problematik bekräftigt, ist der Green Deal der Europäischen Union, der auf die Klimaneutralität der EU abzielt und die derzeit größte ökologische und ökonomische Neuausrichtung innerhalb der EU darstellt. Teil dieses Green Deal ist der sogenannte Digitale Produktpass, der relevante Informationen über ein Produkt wie zum Beispiel Materialzusammensetzung oder auch die Produktionsbedingungen zur Verfügung stellt, und so für mehr Transparenz entlang der Wertschöpfungskette sorgt. Bei der Umsetzung dieses Produktpasses sehen sich viele Unternehmen mit fehlenden Standards und technischen Lösungen konfrontiert und fühlen sich teilweise allein gelassen.
Hier ist vor allem die Politik gefragt, solche Hemmnisse gezielt abzubauen und durch Förderung der Forschung und Wissenschaft der Industrie neue Technologien und Lösungen zugänglich zu machen.
Trotz den genannten Hemmnissen sollte berücksichtigt werden, dass der Einsatz von Industrie 4.0-Anwendungen Unternehmen große Chancen bieten. Grundsätzlich trägt der Einsatz zu einer besseren Wettbewerbsfähigkeit bei, führt zu einer nachhaltigeren und ressourcenschonenderen Produktion, verringert die Fehleranfälligkeit und ermöglicht neue digitale Geschäftsmodelle. Daher sind Investitionen in die Digitalisierung der Unternehmen für die Zukunftsfähigkeit unerlässlich.

Julia Arlinghaus:

Organisationale Faktoren entscheiden maßgeblich über Erfolg oder Scheitern von Industrie 4.0-Projekten im Mittelstand, da sie direkt vom Unternehmen beeinflusst werden können. Klare Führungsstrukturen, ein hohes Maß an Wandlungsbereitschaft, die Kompetenzen der Mitarbeitenden sowie eine gezielte strategische Ausrichtung der Projekte sind dabei die Stellschrauben. In der Bautischlerei beispielsweise führte die transparente, schrittweise Einführung eines digitalen Auftragsmanagementsystems zu einer erfolgreichen Digitalisierung interner Prozesse. Maßgeblich waren dabei ein flankierendes Peer-Learning und das starke Engagement der Führungsebene. Aber fehlende Zuständigkeiten, mangelnde Ressourcen oder unzureichende IT-Sicherheitsstandards wirken als Hemmnisse, wie ein Beispiel aus der Logistikbranche zeigt. Dort wurde ein innovatives, aber unzureichend integriertes Qualitätssicherungssystem aufgrund eines Cyberangriffs wieder eingestellt. Erfolgreiche Unternehmen zeichnen sich durch strukturierte Projektplanung, interdisziplinäre Teams, klare Kommunikation und systematische Kompetenzentwicklung aus. Entscheidend ist zudem, Risiken neuer Technologien frühzeitig zu erkennen und aktiv zu managen.

Thomas Bauernhansl:

Organisatorische Faktoren haben einen großen Einfluss auf die erfolgreiche Umsetzung und Anwendung von Industrie 4.0-Lösungen in Unternehmen.
Angefangen bei der Führungsebene, die einen entscheidenden Einfluss auf die Motivation und Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten hat. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, dass durch richtige Weichenstellungen der Führung die Veränderungsbereitschaft beim Management und Beschäftigten positiv beeinflusst werden kann. Dabei spielt vor allem eine offene Kommunikationskultur und die frühe Einbindung der Mitarbeiter eine wichtige Rolle. Die Koordination und Steuerung von Industrie 4.0-Projekten kann durch Roadmaps, die Aufteilung in handelbare Teilprojekte, das Einbeziehen eines Risikomanagements und den effizienten Einsatz von Ressourcen gezielt zum Erfolg beitragen. Aufgrund der Größe und den mangelnden Ressourcen können KMU nicht ohne weiteres eine Digitalisierungsabteilung aufbauen. Daher müssen die Kompetenzen und Qualifikationen der Mitarbeiter gezielt und strukturiert identifiziert, gebündelt und gefördert werden. KMU müssen darüber hinaus aber auch passende KMU-affine Partner suchen, von deren I4.0-Erfahrungen sie profitieren und so Synergien nutzen können.

Die Publikation des Forschungsbeirats Industrie 4.0 „Industrie 4.0 im Mittelstand: Erfolgsfaktoren in der Organisation“ vertieft diese Themen. Die Publikation finden Sie hier.