Industrielle Internet: Der «Apple»-Traum des Fertigungsgiganten

Am 7. Juli hat die US-amerikanische General Electric (GE) eine Kooperation mit der China Telecom Group geschlossen, um ihre industrielle Internet-Plattform Predix (die dem Betriebssystem der industriellen Geräteversion entspricht) mit den umfassenden Informationsdiensten von China Telecom zu verbinden. Von diesem Zeitpunkt an wird das amerikanische Industrieinternet in Chinas Bereiche Cloud-Speicher, Telemedizin-Anwendungen, intelligente Fertigung, Cloud-Computing und andere Gebiete eintreten.

Wenige Tage später wurde in New York die Industrial Internet China Association gegründet. Dies ist ein bedeutender Durchbruch in der internationalen Zusammenarbeit zwischen der chinesischen und der amerikanischen Industrie sowie der Informations- und Kommunikationsbranche, der auf die Einrichtung des China-Deutschland-Dialogs Industrie 4.0 folgt.

Es wird berichtet, dass GE in China 12 Pilotprojekte für das Industrieinternet durchgeführt hat und mehr als 40 Anwendungen zur Big-Data-Analyse fördert. Das Industrieinternet, das als Symbol der dritten industriellen Welle gilt, hat begonnen, sich am Prozess des «Internet»-Aktionsplans im chinesischen Industriebereich zu beteiligen und diesen zu beeinflussen.

Vor der großflächigen Einführung des industriellen Internets in Chinas Industrie ist es notwendig, eingehend zu untersuchen, wie das industrielle Internet entstanden ist, was es leisten soll, wofür es gedacht ist und ob es Nebenwirkungen gibt.

Industrielles Internet

Das „Made in America“ neu erfinden

Nach der Finanzkrise von 2008 erkannte die US-Regierung vor allem, wie wichtig die Realwirtschaft für die nationale Wirtschaft ist, und war überzeugt, dass die Industrie der wichtigste Bestandteil der nationalen Wettbewerbsfähigkeit ist. Daraufhin veröffentlichte sie nacheinander eine Reihe nationaler Pläne wie den «Rahmenplan zur Wiederbelebung der US-amerikanischen Fertigung», das «Partnerschaftsprogramm für fortschrittliche Fertigung» und den «Nationalen Strategieplan für fortschrittliche Fertigung», um die nationale Strategie der «Reindustrialisierung» umzusetzen.

Im Jahr 2012 nahm GE, als führende Fertigungsbranche in den Vereinigten Staaten, die Initiative, das Konzept des «Industriellen Internets» voranzutreiben. Gestützt auf die Vernetzung und Analysesoftware zwischen Maschinen und Anlagen veränderte GE den bisherigen Modus einzelner intelligenter Geräte und steigerte maßgeblich die Effizienz bestehender Industrien. Zudem schuf GE durch die Kombination von leistungsstarken Geräten, kostengünstigen Sensoren, dem Internet sowie Technologien zur Erfassung und Analyse großer Datenmengen neue Industriezweige.

Diese Idee hat eine lange Geschichte. Bereits im Jahr 2005 wurde die Flugzeugtriebwerksfirma von GE in GE Aviation umorganisiert, womit die Transformation des Geschäftsmodells begann. Ursprünglich beschränkte sich das Geschäft des Unternehmens ausschließlich auf die Produktion von Luftfahrttriebwerken. Mittlerweile sammelt es durch den Einbau zahlreicher Sensoren an Flugzeugen in Echtzeit verschiedene Parameter des Flugzeugs und bietet Fluggesellschaften mithilfe von Big-Data-Analysetechnologien ein komplettes Lösungspaket für Betriebs- und Wartungsmanagement, Kapazitätsabsicherung, Betriebsoptimierung sowie Finanzplanung. Zudem kann es auch diverse Dienstleistungen wie Sicherheitskontrolle und Navigationserwartung bereitstellen. GE hat sich schrittweise zu einem reinen Softwareunternehmen gewandelt.

Nehmen wir als Beispiel Alitalia. GE hat auf jedem ihrer Flugzeuge Hunderte von Sensoren installiert, die in Echtzeit zahlreiche Daten sammeln können, darunter Betriebszustand des Motors, Temperatur und Kraftstoffverbrauch. Nach einer umfangreichen Analyse mithilfe von GE-Software kann genau die optimale Steuerungsmethode ermittelt werden. Allein dadurch hat Alitalia jährlich bei 145 Flugzeugen 15 Millionen Dollar an Treibstoffkosten eingespart. Zudem lassen sich anhand dieser Daten bereits im Voraus Ausfälle des Triebwerks vorhersagen, sodass präventive Wartungsmaßnahmen rechtzeitig getroffen werden können, um Flugverspätungen, erhöhte Kosten und sogar schwerwiegendere Sicherheitsunfälle infolge von Maschinenausfällen zu vermeiden.

Durch diese tiefe Integration von IT-Technologie und -Ausrüstung hat sich GE schrittweise von einem Ausrüstungshersteller zu einem intelligenten Dienstleister gewandelt, und sein Geschäftsmodell hat sich ebenfalls von einem reinen Ausrüstungsverkauf hin zu einem Anbieter intelligenter Systeme entwickelt, der intelligente Geräte, intelligente Analysen und intelligente Entscheidungsfindung integriert.

Experten sind im Allgemeinen der Ansicht, dass sich der Wert des industriellen Internets in drei Aspekten widerspiegeln wird. Der erste besteht darin, die Effizienz der Gerätenutzung zu steigern, wodurch Energieverschwendung reduziert und das BIP teilweise erhöht wird. Der zweite Aspekt ist die Verbesserung der Wartungseffizienz der Systemausrüstung sowie die Verkürzung der Wartungszeiten, was einer Steigerung der Produktivität gleichkommt. Der letzte Aspekt betrifft die Optimierung und Vereinfachung von Betriebsabläufen, was wiederum dazu führt, wertvollere menschliche Ressourcen freizusetzen.

GE prognostiziert, dass, wenn das industrielle Internet die Produktivität jährlich um 1 bis 1,5 Prozent steigern kann, dies in den nächsten 20 Jahren das durchschnittliche Einkommen der Amerikaner um 25 bis 40 Prozent erhöhen wird. Wenn der Rest der Welt nur die Hälfte des Produktivitätszuwachses der Vereinigten Staaten sicherstellen kann, wird das industrielle Internet in diesem Zeitraum dem globalen BIP zusätzliche 10 bis 15 Billionen US-Dollar hinzufügen.

Zu diesem Zweck gründete GE 2011 ein industrielles Internet-Forschungs- und Entwicklungszentrum im Silicon Valley, und das aktuelle F&E-Team umfasst bereits Tausende von Mitarbeitern. Im Jahr 2013 kündigte GE an, in den nächsten drei Jahren 1,5 Milliarden US-Dollar in die Entwicklung des Industrieinternets zu investieren. Im April dieses Jahres gab GE bekannt, dass es in den kommenden zwei Jahren den größten Teil seines Finanzgeschäfts im Wert von 363 Milliarden US-Dollar veräußern werde und plant, dass 90 % der Gewinne von GE im Jahr 2018 aus hochrentablen Industriegeschäften stammen werden – verglichen mit 58 % im Vorjahr.

Daraus können wir erkennen, dass der Wert des Industrieinternets nicht nur darin besteht, die Transformation großer Hersteller hin zu intelligenten Fertigungssystemen und Dienstleistern zu fördern, sondern auch eine neue hochwertige Realwirtschaft zu schaffen, deren Gewinnmargen höher sind als jene der Finanzbranche.

offene Plattform

Intelligentes Fertigungssystem «Apple» aufbauen

Die Vereinigten Staaten sind das Erfindungsland des Internets; das industrielle Internet wurde unter der charakteristischen Marke des Internets geboren, nämlich der Offenheit. Im Vergleich zum Internet sollte das industrielle Internet nicht nur die Offenheit zwischen IKT-Technologiefeldern wie Telekommunikationsnetz, Datenspeicherung und -übertragung realisieren, sondern auch die Offenheit und Integration zwischen Fertigungstechnologie und IT-Technologie ermöglichen.

Dies ist ein Forschungs- und Entwicklungs-Camp, das sich über «zwei IT» erstreckt. Im März 2014 gründete GE die Global Industrial Internet Alliance (IIC) gemeinsam mit IT-Unternehmen wie IBM, Cisco, Intel und AT&T. Die Industrial Internet Alliance verfolgt ein offenes Mitgliedschaftssystem und setzt sich dafür ein, den Datenaustausch zwischen Geräten verschiedener Hersteller zu ermöglichen. Dabei handelt es sich nicht nur um Internet-Netzwerkprotokolle, sondern auch um verschiedene Parameter wie die Speicherkapazität von Daten in IT-Systemen sowie vernetzte und nicht vernetzte Geräte. Ziel ist es, technische Barrieren durch die Entwicklung gemeinsamer Standards abzubauen, das Internet zur Aktivierung traditioneller industrieller Prozesse zu nutzen und die Integration der physischen und digitalen Welt besser voranzutreiben. «Ziel ist es, die Entwicklung, Akquisition und breite Nutzung vernetzter Maschinen und Geräte zu beschleunigen, intelligente Analysen zu fördern und den Arbeitnehmern Unterstützung zu bieten.» Mittlerweile zählt die Industrial Internet Alliance 167 Mitglieder.

Dies ist ein offenes System mit ökologischer Bedeutung, nicht jedoch mit industriekettenbezogener Bedeutung. Im Oktober 2014 kündigte GE an, dass seine industrielle Internet-Plattform Predix (entsprechend der Betriebssystemversion für Industrieanlagen) für alle Unternehmen weltweit offensteht und damit den Kooperationsmodus zwischen der Plattform und Anwendungsentwicklern aus dem Internetbereich in die Industrie einführt, um Nutzern eine schnelle und großflächige Entwicklung maßgeschneiderter Branchenanwendungen zu ermöglichen. Dieses industrielle Ökosystem, das dem von Apple im Smartphone-Bereich äußerst ähnlich ist, wird den Durchbruch des industriellen Internets in den unterschiedlichsten Bereichen der Fertigungsindustrie erheblich beschleunigen.

Dies ist eine Organisation zur Standardisierungskooperation, die auf den globalen Markt abzielt. Derzeit haben sich China Telecom, Haier, Huawei, die Chinesische Akademie für Information und Kommunikation, das Institut für Automatisierung in Shenyang, die Chinesische Akademie der Wissenschaften sowie weitere chinesische Unternehmen und Institutionen der IIC angeschlossen und werden die neuesten Technologien und Ressourcen mit der globalen Industrie-Internet-Branche teilen.

Wir sind der Ansicht, dass der Zweck von GE und anderen Unternehmen bei der Gründung der Industrial Internet Alliance darin besteht, die Vorteile der Vereinigten Staaten in der Informationstechnologie durch eine tiefe Integration mit der Fertigungsindustrie zu nutzen, um die Initiative bei technischen und industriellen Standards zu ergreifen und somit im globalen Wettbewerb dominierend zu sein. Bisher stellt das Industrielle Internet keine nationale Strategie der Vereinigten Staaten dar – ein Umstand, der sich stark von Deutschlands Strategie unterscheidet, die ganze Nation für die Förderung von Industrie 4.0 zu mobilisieren. Da jedoch viele amerikanische Unternehmen innerhalb der Allianz für die «Reindustrialisierung» der Vereinigten Staaten verantwortlich sind, ist eines ihrer technischen Kerne auch das CPS cyber-physische System. Daher betrachten viele Wissenschaftler das Industrielle Internet als eine industrielle Strategie, die dem Konzept Industrie 4.0 gleichwertig ist.

Die Zusammenarbeit mit China Telecom kann als erster Schritt angesehen werden, mit dem das Industrie-Internet chinesischen Unternehmen einen Friedensgruß entgegenstreckt. Doch warten Sie mal: Was kann China dadurch gewinnen, dass es an diesem neuen industriellen Prozess teilnimmt, der darauf abzielt, die amerikanische Fertigungsindustrie zu beleben?

Lassen Sie uns unseren Blick auf das erste Ökosystem der intelligenten Fertigung richten – die Smartphone-Plattform. In der Ära der Feature-Phones wurde Nokia, das 15 Jahre in Folge den weltweit führenden Marktanteil erobert und fünfmal so viel in Forschung und Entwicklung investiert hatte wie Apple, in der ersten Schlacht um das Smartphone-Ökosystem besiegt und schließlich 2013 untergegangen, wobei sich sein Eigentümer wechselte. Dies ist die erste Geschichte eines Giganten, der sich nicht an die Ära der intelligenten Fertigung anpassen konnte. In dieser Geschichte ist China eindeutig Zuschauer und Lernender sowie Nutznießer. Bald darauf brachte Apple eine neue Plattform mit einem offeneren Geist heraus – Android. Durch die Zusammenarbeit mit Apple haben zahlreiche kleine und mittlere Entwickler in China Milliarden Yuan aus der App-Nutzung erwirtschaftet und zahlreiche Software- und Hardware-Entwicklungsteams für das Aufkommen des «Internet»-Zeitalters aufgebaut. Dank der Kooperation mit Android und dem forsch voranschreitenden Wachstum chinesischer Mobiltelefonhersteller wie Huawei, ZTE, Xiaomi, Coolpad und anderen sind diese Hersteller tatsächlich in das erste Lager der globalen Smartphone-Lieferungen eingetreten.

Der Bereich der intelligenten Fertigung wird voraussichtlich ein ähnliches Wettbewerbsumfeld wie bei Smartphones hervorbringen. Die deutsche Industrie 4.0 und das amerikanische Industrial Internet werden in Zukunft zweifellos die beiden wichtigsten globalen Plattformen für intelligente Fertigung bilden. Der Autor appelliert, dass die Industrie sowie die Informations- und Kommunikationsbranche meines Landes den darin offenbarten historischen Chancen große Bedeutung beimessen, sich gegenseitig begegnen, Hand in Hand gehen, globale Innovationsressourcen integrieren und die industrielle Wirtschaft Chinas dabei unterstützen sollten, die Umsetzung einer intelligenten Transformation beschleunigt voranzutreiben. Im Vergleich dazu verläuft der Dialog zwischen China und Deutschland im Rahmen der Industrie 4.0 aufgrund der staatlich geführten Initiative eher langsam und hat bisher noch nicht das Niveau erreicht, auf dem bedeutende Unternehmen sich gegenseitig in branchenspezifischen Kooperationsorganisationen zusammenschließen, um gemeinsam Konzeptberatungen anzustoßen und das Standardsystem einheitlich zu definieren. Allerdings hat sich das Industrial Internet dank seiner Ausrichtung auf offene Unternehmenskooperationen und Marktorientierung auf seinem Weg nach China «spät aber schnell» entwickelt.

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Durch die Untersuchung von GE's Transformation hin zu intelligenter Fertigung mithilfe des Industrial Internet stellen wir fest, dass weltweit führende Fertigungsriesen den Weg von der Intelligenz einzelner Geräte zur Systemintelligenz beschritten haben – von einfacher Automatisierung und informationsgestützter Intelligenz hin zu einer tiefgreifenden Integration von IKT und Anlagenintelligenz. Dadurch haben sich eine Reihe neuer industrieller intelligenter Dienste herausgebildet, wie etwa Gerätenetzwerke, Datenerfassung, Big-Data-Analyse und intelligente Entscheidungsfindung. Obwohl GE die Industrial Internet Alliance initiiert und gegründet sowie federführend die Predix-Plattform geöffnet hat, wird ein Großhersteller mit einem relativ einheitlichen Produktionsmodell (hauptsächlich konzentriert auf Luftfahrt, Energie, Medizin und andere Bereiche) nicht zwangsläufig zu einem einheitlichen Controller für industrielle Anwendungsplattformen werden, wie es beispielsweise Apple ist. Die Dezentralisierung verschiedener Industriesegmente sowie die Komplexität der Fertigungstechnologie werden das Plattformspiel der intelligenten Fertigung und das Machtspiel zwischen großen Akteuren noch verwirrender machen.

Wenn die US-amerikanischen Fertigungsriesen mutig den Finanzsektor verlassen – jenen Sektor, der täglich Geld verdient – und ohne zu zögern in die Flut der intelligenten Fertigung stürzen, ist die intelligente Transformation zweifellos eine neue Welle industrieller Transformation, die das zukünftige Muster verändern wird. Gleichzeitig können wir beobachten, dass chinesische börsennotierte Unternehmen enorme Summen aus zahlreichen Kreisen mit neuen Konzepten aufgenommen haben, von denen die meisten in Immobilien, Finanzen und insbesondere in den Aktienmarkt fließen. Der Gegensatz zwischen beiden Bereichen verdient unsere besondere Aufmerksamkeit! (Hu Hu Hu, Zhu Duoxian)