Wie Deutschland in der digitalen Transformation international wettbewerbsfähig bleibt

Die digitale Transformation ist ein fortlaufender Prozess, der weltweit, auch in Deutschland, an Dynamik gewinnt. Deutschland hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei der digitalen Transformation gemacht und sowohl Regierung als auch Unternehmen investieren in digitale Technologien und Infrastruktur.

Insbesondere die COVID-19-Pandemie hat die Einführung digitaler Technologien in Deutschland beschleunigt, da viele Unternehmen und Einzelpersonen auf Fernarbeit und digitale Kommunikation umsteigen mussten.

Darüber hinaus hat die Bundesregierung verschiedene Initiativen zur Unterstützung des digitalen Wandels umgesetzt, etwa den Digitalpakt Schule, ein Programm zur Bereitstellung digitaler Infrastruktur an Schulen, und die Digital Hub Initiative, die sich die Unterstützung digitaler Startups zum Ziel gesetzt hat.

Allerdings reichen diese Bemühungen im internationalen Vergleich nicht aus.

Laut OECD liegt Deutschland bei der Internet-Infrastruktur in puncto Geschwindigkeit auf einem der letzten Plätze. Darüber hinaus gehören die Ausgaben gemessen an der Wirtschaftskraft zu den niedrigsten.

Bloomberg zitiert aus einem aktuellen OECD-Bericht: „In keinem anderen großen Industrieland wurden die Grundlagen der Wettbewerbsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit so systematisch durch sich ändernde soziale, ökologische und regulatorische Zwänge in Frage gestellt.“

Es gibt also viel zu tun, um international wettbewerbsfähig zu bleiben.

Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen schaue ich mir von Zeit zu Zeit an, wie Branchen, Unternehmen und Technologieanbieter weltweit relevante Themen angehen und welche Initiativen bemerkenswert sind.

Im Hinblick auf Industrie 4.0 und 5G habe ich dieses Mal Schlüsselprojekte des chinesischen Technologieunternehmens Huawei in den Bereichen Intelligente Fertigung, Intelligente Logistik und Gesundheitswesen erkundet.

Industrie 4.0 und 5G sind der Schlüssel

Industrie 4.0 und 5G sind zwei der wichtigsten technologischen Fortschritte, die derzeit die Zukunft von Industrien auf der ganzen Welt prägen.

Ein Blick auf die Zahlen unterstreicht dies: Der Industrie-4.0-Markt wird voraussichtlich von 130,90 Milliarden US-Dollar im letzten Jahr auf 377,30 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen und im Prognosezeitraum eine jährliche Wachstumsrate von 16,3 % verzeichnen (Quelle: Contrive Datum Insights und Globe Newswire).

Der 5G-Infrastrukturmarkt, Teil des 5G-Technologiemarktes (Hardware, Software und Dienste), wird von diesem Jahr bis 2030 voraussichtlich um 95,89 Milliarden US-Dollar wachsen (Quelle: Bloomberg).

Industrie 4.0 bezieht sich auf die vierte industrielle Revolution, die durch die Integration fortschrittlicher Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT), künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing in verschiedene Branchen gekennzeichnet ist. Andererseits ist 5G das Mobilfunknetz der fünften Generation, das schnellere Internetgeschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und höhere Kapazität bietet.

Die Kombination von Industrie 4.0 und 5G hat das Potenzial, Branchen zu revolutionieren, indem sie eine schnellere und effizientere Kommunikation zwischen Maschinen ermöglicht, die Datenanalyse in Echtzeit erleichtert und die Automatisierung verbessert. Dies führt zu höherer Produktivität, geringeren Kosten und einer verbesserten Qualitätskontrolle. Darüber hinaus kann die Einführung dieser Technologien auch zur Schaffung neuer Geschäftsmodelle und Einnahmequellen führen.

In der Fertigungsindustrie beispielsweise kann die Integration von Industrie 4.0 und 5G dazu beitragen, Produktionsprozesse zu rationalisieren, Abfall zu reduzieren und die Produktqualität zu verbessern. Im Gesundheitswesen können diese Technologien zur Entwicklung von Fernüberwachungssystemen für Patient:innen, Roboteroperationen und Telemedizin beitragen.

Insgesamt hat die Kombination von Industrie 4.0 und 5G das Potenzial, Branchen zu verändern und die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, zu verbessern. Unternehmen und Einzelpersonen müssen mit diesen Fortschritten Schritt halten und sich an die sich verändernde Landschaft anpassen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Lass uns tiefer in die relevanten Anforderungen sowie spezifische Huawei-Projekte in den Bereichen Fertigung, Logistik und Gesundheitswesen eintauchen.

Intelligente Fertigung

Als führender Produktionsstandort Europas steht Deutschland an der Spitze dieses Wandels. Allerdings steht das Land bei der Umsetzung intelligenter Fertigung vor mehreren Herausforderungen.

Im Jahr 2021 hatten über 65 % der deutschen Unternehmen Industrie 4.0-Praktiken eingeführt, weitere 25 % bereiten sich darauf vor, diesem Beispiel zu folgen. Laut Global Innovation Index 2022 ist Deutschland zudem das achtinnovativste Land der Welt.

Allerdings fällt das Land im internationalen Vergleich bei der digitalen Transformation weiter zurück.

Was sind die zentralen Herausforderungen bei der intelligenten Fertigung?

• Mangel an qualifizierten Arbeitskräften: Angesichts des rasanten technologischen Fortschritts benötigt der Fertigungssektor Arbeitskräfte mit speziellen Fähigkeiten und Kenntnissen, um fortschrittliche Fertigungssysteme zu betreiben und zu warten. Derzeit herrscht in Deutschland jedoch ein Mangel an solchen Arbeitskräften. Um dieses Problem anzugehen, investiert die Regierung in Bildungs- und Ausbildungsprogramme, um qualifizierte Arbeitskräfte zu entwickeln.
• Hohe Implementierungskosten: Während intelligente Fertigung langfristige Vorteile bietet, kann die erforderliche Anfangsinvestition ein erhebliches Hindernis für die Einführung darstellen. Dies gilt insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU), denen möglicherweise die finanziellen Mittel fehlen, um in neue Technologien zu investieren. Um KMU den Zugang zu intelligenter Fertigung zu erleichtern, bietet die Regierung Anreize und Förderprogramme.
• Datensicherheit: Mit zunehmender Nutzung vernetzter Systeme und IoT-Geräte steigt auch das Risiko von Cyberangriffen und Datenschutzverletzungen. Der Fertigungssektor ist besonders gefährdet, da er mit sensiblen Informationen wie Geschäftsgeheimnissen und geistigem Eigentum arbeitet. Um dieses Risiko zu mindern, arbeitet die Regierung daran, die Cybersicherheitsmaßnahmen zu verbessern und das Bewusstsein für die Bedeutung der Datensicherheit zu stärken.

Welche Lösungen gibt es für diese Herausforderungen?

Trotz dieser Herausforderungen setzt sich die Bundesregierung dafür ein, die Einführung von Industrie 4.0-Technologien voranzutreiben. Um dies zu erreichen, startet sie mehrere Initiativen, darunter:

• Investitionen in Bildungs- und Schulungsprogramme: Die Regierung investiert in Bildungs- und Schulungsprogramme, um qualifizierte Arbeitskräfte zu entwickeln, die in der Lage sind, fortschrittliche Fertigungssysteme zu betreiben und zu warten.
• Anreize und Unterstützungsprogramme: Um KMU den Zugang zu intelligenter Fertigung zu erleichtern, bietet die Regierung Anreize und Unterstützungsprogramme an, die Finanzierung, Steuererleichterungen und zinsgünstige Darlehen umfassen.
• Förderung der Datensicherheit: Die Regierung arbeitet daran, die Cybersicherheitsmaßnahmen zu verbessern und das Bewusstsein für die Bedeutung der Datensicherheit im verarbeitenden Gewerbe zu schärfen.

Wenn alle relevanten Faktoren einer intelligenten Fertigung optimal zusammenspielen, können Fabriken der Zukunft gebaut werden, die nicht nur durch überdurchschnittliche Effizienzsteigerungen überzeugen, sondern auch zeitgemäße Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigen.

Was wir von Midea in Jingzhou, China, lernen können

Die Waschmaschinenfabrik von Midea in Jingzhou in der Provinz Hubei ist die weltweit erste vollständig mit 5G vernetzte Produktionsanlage für Haushaltsgeräte und nutzt 5G, um einen vollständig vernetzten Herstellungsprozess bereitzustellen.

Dies ist die bisher größte 5G-Anwendung der Branche an Industriestandorten, mit der größten Anzahl eingesetzter 5G-Geräte und dem umfassendsten Einsatz von 5G in der Produktion. Das fabrikweite 5G-Netzwerk ermöglicht eine durchgängige Digitalisierung, fortschrittliche Logistik, automatisierte Robotik, Echtzeitüberwachung von Produktionslinien und Qualitätsprüfungen mithilfe künstlicher Intelligenz.

Der Produkt-GTM-Zyklus in der neuen Fabrik wird um mehr als 60 Tage verkürzt. Die Herstellung einer Waschmaschine dauert nur 15 Sekunden, was den Lagerbestand um 50 % und die Arbeitskosten pro Produkt um 30 % reduziert. Gleichzeitig helfen die mit 5G verbundenen Sensoren, Instrumente und Kameras dabei, den Energieverbrauch zu verwalten, Umweltfaktoren zu verfolgen, die Sicherheit zu erhöhen und die Standortsicherheit aufrechtzuerhalten.

Mideas ganzheitlicher Einsatz von 5G stellt eine völlige Abkehr vom traditionellen Ansatz zur Anbindung einer Fabrik dar. Aufgrund seiner erfolgreichen Praxis gewann das Projekt 2023 auch den „5G Industry Challenge Award“ der GSMA GLOMO.

Intelligente Logistik

Intelligente Logistik ist die Integration digitaler Technologien in die Lieferkette, um die Effizienz zu verbessern und Kosten zu senken. In Deutschland, einer hoch entwickelten und exportorientierten Wirtschaft, bietet intelligente Logistik sowohl Chancen als auch Herausforderungen.

Was sind die zentralen Herausforderungen in der intelligenten Logistik?

Eine der größten Herausforderungen ist die mangelnde Standardisierung in der Logistikbranche. Dies erschwert die Integration neuer Technologien und Systeme in bestehende Logistikprozesse.

Eine weitere Herausforderung sind die hohen Kosten für die Implementierung intelligenter Logistiklösungen. Unternehmen zögern, in teure neue Technologien zu investieren, ohne dass sich eine klare Kapitalrendite ergibt. Darüber hinaus mangelt es in der Logistikbranche an Fachkräften, die über das nötige Wissen und die nötige Expertise verfügen, um intelligente Logistiklösungen umzusetzen und zu steuern.

Welche Lösungen gibt es für diese Herausforderungen?

Trotz dieser Herausforderungen hat Smart Logistics das Potenzial, die Effizienz und Nachhaltigkeit der Logistikbranche in Deutschland deutlich zu verbessern. Durch den Einsatz von Technologien wie IoT, KI und Blockchain können Unternehmen ihre Lieferketten optimieren und Abfall, Kosten und Emissionen reduzieren.

Um diese Herausforderungen anzugehen und die Vorteile intelligenter Logistik in Deutschland voll auszuschöpfen, ist eine gemeinsame Anstrengung von Logistikunternehmen, Technologieanbietern und Politik erforderlich.

Um die Herausforderungen einer smarten Logistik in Deutschland zu meistern, können mehrere Schritte unternommen werden:

• Standardisierung: Die Logistikbranche muss auf Standardisierung hinarbeiten, um sicherzustellen, dass neue Technologien und Systeme problemlos in bestehende Prozesse integriert werden können. Dies erfordert die Zusammenarbeit zwischen Logistikunternehmen, Technologieanbietern und politischen Entscheidungsträgern, um gemeinsame Standards und Protokolle festzulegen.
• Kosten-Nutzen-Analyse: Unternehmen müssen eine gründliche Kosten-Nutzen-Analyse durchführen, bevor sie in intelligente Logistiklösungen investieren. Dies wird ihnen helfen, Bereiche zu identifizieren, in denen sie den größten Nutzen erzielen können, und ihre Investitionen entsprechend zu priorisieren.
• Aus- und Weiterbildung: Um dem Fachkräftemangel in der Logistikbranche entgegenzuwirken, sind konzertierte Anstrengungen erforderlich, um die Arbeitskräfte in den neuesten Technologien und Systemen zu schulen und auszubilden. Dies kann durch Partnerschaften zwischen Logistikunternehmen und Bildungseinrichtungen erreicht werden.
• Datenschutz und Sicherheit: Bei der Umsetzung intelligenter Logistiklösungen müssen Unternehmen Datenschutz und Sicherheit in den Vordergrund stellen. Dies kann durch die Durchführung regelmäßiger Audits und Bewertungen der Datenschutzmaßnahmen sowie die Sicherstellung der Einhaltung relevanter Vorschriften erreicht werden.
• Zusammenarbeit: Um die Vorteile einer intelligenten Logistik voll auszuschöpfen, ist eine stärkere Zusammenarbeit zwischen Logistikunternehmen, Technologieanbietern und politischen Entscheidungsträgern erforderlich. Dies kann durch Initiativen wie öffentlich-private Partnerschaften und Branchenforen erreicht werden.

Wenn alle relevanten Faktoren einer intelligenten Logistik optimal aufeinander abgestimmt sind, können Transportnetzwerke aufgebaut werden, die nicht nur die Kosten durch erhebliche betriebliche Effizienz senken, sondern auch den Energieverbrauch reduzieren.

Was wir vom East-West Gate Intermodal Terminal (EWG) in Ungarn lernen können

Seit Oktober 2022 dient das East-West Gate Intermodal Terminal (EWG) in Ungarn als Knotenpunkt für die Schienen-, Straßen- und Wasserstraßenverkehrsnetze der Region und ist heute der größte intermodale Schienenknotenpunkt in Europa.

EWG setzt Huaweis maßgeschneidertes, äußerst datensicheres 5G-Privatnetzwerk ein, das eine drahtlose Echtzeit-Fernsteuerung und intelligente Überwachung des gesamten Containerterminalbereichs ermöglicht, wodurch die Betriebseffizienz deutlich um über 20 % verbessert und die Kosten um über 40 % gesenkt werden.

Zusätzlich zu seinen geschäftlichen Werten legt das Terminal bei seinem Betrieb großen Wert auf die Umwelt. Das Terminal wird mit erneuerbarer Energie wie Sonnenkollektoren betrieben und verfügt über ein Regenwassernutzungssystem, um den Wasserverbrauch zu senken. Die Umwelt- und Nachhaltigkeitsmerkmale machen es auch zu einem nachhaltigeren und verantwortungsvolleren Verkehrsknotenpunkt.

Gesundheitswesen

Die Digitalisierung im Gesundheitswesen ist in Deutschland schon lange ein Thema und wurde durch die COVID-19-Pandemie beschleunigt. Allerdings ist es nicht ohne Herausforderungen.

Was sind die zentralen Herausforderungen im Gesundheitswesen?

Eine der größten Herausforderungen ist die mangelnde Standardisierung digitaler Gesundheitssysteme und -prozesse. Dies erschwert die Integration verschiedener Systeme und Datenquellen sowie den sicheren Datenaustausch zwischen verschiedenen Gesundheitsdienstleistern.

Eine weitere Herausforderung ist das Thema Datenschutz und Sicherheit. Aufgrund der Sensibilität von Gesundheitsdaten müssen diese vor Cyberbedrohungen und unbefugtem Zugriff geschützt werden. Darüber hinaus ist es wichtig sicherzustellen, dass Patientendaten ethisch und transparent verwendet werden.

Welche Lösungen gibt es für diese Herausforderungen?

Um die Herausforderungen der digitalen Transformation im Gesundheitswesen in Deutschland zu meistern, müssen die Akteure zusammenarbeiten und wirksame Lösungen umsetzen. Einige mögliche Lösungen umfassen:

• Standardisierung: Die Entwicklung gemeinsamer Standards für digitale Gesundheitssysteme und -prozesse kann den Datenaustausch und die Integration erleichtern. Dies kann durch die Zusammenarbeit zwischen Gesundheitsdienstleistern, Regierung und Interessenvertretern der Industrie erreicht werden.
• Datenschutz und Sicherheit: Die Umsetzung strenger Cybersicherheitsmaßnahmen und die Gewährleistung der Einhaltung von Datenschutzbestimmungen können zum Schutz sensibler Gesundheitsinformationen beitragen. Darüber hinaus sollten Transparenz und ethischer Umgang mit Patientendaten im Vordergrund stehen.
• Schulung zu digitalen Kompetenzen: Die Bereitstellung von Schulungen zu digitalen Kompetenzen für medizinisches Fachpersonal kann ihre Fähigkeit verbessern, sich an digitale Gesundheitstechnologien anzupassen und diese effektiv zu nutzen. Dies kann durch Partnerschaften zwischen Gesundheitsdienstleistern, Bildungseinrichtungen und Technologieunternehmen erreicht werden.
• Investitionen in die Infrastruktur: Steigende Investitionen in die digitale Infrastruktur und Interoperabilität können einen nahtlosen Datenaustausch zwischen verschiedenen Gesundheitsdienstleistern ermöglichen. Dies kann durch staatliche Mittel, private Investitionen und öffentlich-private Partnerschaften unterstützt werden.

Unter optimaler Berücksichtigung aller relevanten Faktoren können Lösungen für das Gesundheitswesen entwickelt werden, die nicht nur die Gesamtbetriebskosten senken, sondern auch die Behandlungsqualität für Patient:innen erhöhen.

Was wir von der IT-Modernisierung am Universitätsklinikum Essen lernen können

Mit starken Praxen in den Bereichen Onkologie, Organtransplantation, Kardiologie und seltenen Erkrankungen gehört das Universitätsklinikum Essen zu den größten Einrichtungen seiner Art. Mit 1.770 Betten und 10.000 Mitarbeiter:innen werden jährlich rund 375.000 Patient:innen behandelt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, enorme Mengen an Patientenakten zu verwalten, die jeweils große Datenmengen enthalten.

Scans und Testergebnisse werden detaillierter und die Dateigröße steigt. Gedruckte Akten weichen elektronischen Krankenakten, die einfacher zu teilen sind. Allerdings können hochauflösende Bilder und deren Archivierung leicht zu einer Belastung für das Netzwerk werden, die Aufmerksamkeit von IT-Manager:innen ablenken und die Kosten erhöhen.

Eine umfassende digitale Speicherung mit geringer Latenz ist zu einem Eckpfeiler einer guten medizinischen Versorgung geworden. Es ermöglicht Hausärzt:innen und Fachärzt:innen, bei Bedarf auf vollständige Patientenakten zuzugreifen. Um dies zu verwirklichen, müssen Daten konsolidiert werden, die auf unterschiedlichen Systemen laufen, ältere Geräte aufgerüstet werden und Kommunikationsnetzwerke und Datenspeichersysteme mit geringer Latenz eingerichtet werden.

Im Universitätsklinikum Essen setzte Huawei All-Flash-Speichersysteme mit geringer Latenz ein, die auf proprietären Netzwerk-Chipsätzen basieren. Huawei überwachte auch den Übergang vom alten zum neuen System. Die neue Speicherinfrastruktur bietet eine äußerst stabile Netzwerkleistung und kann ein schnelles Datenwachstum problemlos bewältigen. Die Netzwerklatenz beträgt jetzt nur noch 0,3 Millisekunden.

Hochleistungsspeichersysteme eröffnen neue Möglichkeiten der Patientenbehandlung. Der schnelle Zugriff auf große Datenmengen ermöglicht die Entwicklung und Schulung medizinischer KI-Tools, die Patient:innen schneller und genauer diagnostizieren. Der schnelle Zugriff auf Daten ermöglicht auch den Einsatz von KI zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für seltene Krankheiten. Darüber hinaus erleichtert die intelligente Speicherung die Fernversorgung von Patient:innen, indem sie den Zugriff und die gemeinsame Nutzung von Daten von verschiedenen Standorten aus erleichtert.

Durch das Projekt konnten erhebliche Einsparungen erzielt werden. Das Krankenhaus schätzt, dass die Anschaffungskosten 30 % niedriger waren als bei vergleichbaren Geräten anderer Anbieter und die Gesamtbetriebskosten um 50 % gesenkt wurden.

Fazit

Insgesamt sind mit der digitalen Transformation in Deutschland durchaus Herausforderungen verbunden, aber auch vielversprechende Chancen für Unternehmen, die bereit sind, in die notwendigen Fähigkeiten und Technologien zu investieren, um den Wandel voranzutreiben. Durch die Bewältigung dieser Herausforderungen können sich Unternehmen für den Erfolg im digitalen Zeitalter positionieren.

Dafür gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Unter anderem können Unternehmen mit Partner:innen im digitalen Ökosystem zusammenarbeiten, um deren Fachwissen zu nutzen und das Tempo der digitalen Transformation zu beschleunigen. Dazu kann die Zusammenarbeit mit Technologieanbietern gehören, um neue digitale Lösungen zu testen, oder die Zusammenarbeit mit Technologieanbietern, um Standardlösungen zu implementieren.

Basierend auf erfolgreich umgesetzten Projekten, Innovationskraft und einem umfassenden internationalen Partnernetzwerk verfügt Huawei über die Voraussetzungen, die Schlüsselthemen Industrie 4.0 und 5G voranzutreiben.