Fertigungsindustrie

Das verarbeitende Gewerbe lässt sich wegen der grundlegend unterschiedlichen Produktionsprozesse in zwei Bereiche untergliedern: zum einen in die Fertigungsindustrie, in der Produkte als abzählbare Einheiten hergestellt werden, zum anderen in die verfahrenstechnische Industrie bzw. Prozessindustrie, in der Produktionsraten nach Volumen und Gewicht bemessen werden. 

Zur Fertigungsindustrie zählen insbesondere der Maschinenbau, der Fahrzeugbau, die Herstellung von elektrischen, elektronischen und optischen Komponenten und Systemen, die Textil- und Bekleidungsindustrie sowie die Herstellung von Möbeln, Schmuck, Spielwaren, Sportgeräten, Musikinstrumenten und weiterer Erzeugnisse. Die Fertigungsindustrie ist –mit Ausnahme des Fahrzeugbaus – zumeist mittelständisch geprägt. Es gibt gerade unter diesen Unternehmen viele Weltmarktführer in ihren speziellen Segmenten (hidden champions). Viele dieser Unternehmen sind zudem sehr exportorientiert.

Die Spanne der Fertigungsindustrie reicht von der kundenspezifischen Einzelfertigung bis hin zur Großserienfertigung. Die Methoden der Digitalisierung – Stichwort Industrie 4.0 – ermöglichen zunehmend einen Wandel hin zur kundenangepassten bzw. kundenindividualisierten Fertigung im Rahmen der (Groß-)Serienfertigung. In der Fertigungsindustrie werden meist sehr hohe Anforderungen an Produktqualität gestellt. Das gilt insbesondere für langlebige Investitionsgüter. Hohe Funktions- und Ausfallsicherheit sind elementare Anforderungen, insbesondere in der Medizintechnik sowie dem Flugzeug- und Fahrzeugbau. Die Fertigungsautomation ist seit vielen Jahren ein Treiber des Produktivitätswachstums.

Auch im verarbeitenden Gewerbe kommt der Nachhaltigkeit eine wachsende Rolle zu. Themen sind Ressourceneffizienz, Kreislaufwirtschaft und der Ersatz fossiler Energieträger durch erneuerbare Energien.

Zahlen und Fakten

• Auf das umsatzstärkste Segment des verarbeitenden Gewerbes, die Automobilindustrie, entfielen 1.355 Unternehmen mit einem Gesamtumsatz von 413 Mrd. €. Das hinsichtlich der Unternehmensanzahl größte Segment ist die Herstellung von Metallerzeugnissen mit rund 8.160 Unternehmen, die einen Gesamtumsatz von mehr als 123 Mrd. € vorweisen können (Stand: 2021).
• Im September 2022 arbeiteten 778.000 Beschäftigte in der Automobilindustrie inklusive der Zulieferer und 517.000 Beschäftigte bei der Herstellung von Metallerzeugnissen .
• Die Exportquote der Automobilindustrie lag in den vergangenen Jahren bei etwa 64 %, die Exportquote des Maschinenbaus bei etwa 75 %.

Quelle:

• Statistisches Bundesamt (2023): Jahresbericht für Betriebe im Verarb. Gewerbe

Digitalisierung in der Fertigungsindustrie

Die Fertigungsindustrie weist einen sehr heterogenen Automatisierungsgrad auf. Auch die Losgröße, also die Zahl der am Stück produzierten Produkte ist sehr unterschiedlich. Die Spanne reicht von der Einzelfertigung bis zur Großserie. Dadurch sind die Methoden der Digitalisierung, die einen Mehrwert schaffen können, sehr fallspezifisch. In jedem Fall spielt aber die unternehmensübergreifende Vernetzung zwischen produzierenden Unternehmen, Kunden, Lieferanten und Dienstleistern eine wichtige Rolle. Zentral für die Leitvision der vernetzten „Industrie 4.0“ sind die sogenannten digitalen Zwillinge, die ein unternehmensübergreifendes, virtuelles Abbild von Komponenten, Werkstücken, Maschinen, Anlagen und Prozessen darstellen.

In der Fertigungsindustrie werden mittlerweile auch datengetriebene Ansätze aus dem Machine Learning bzw. der Künstlichen Intelligenz erprobt, z. B. für die Zustandsüberwachung und die prädiktive Instandhaltung. Herausforderungen sind dabei die oft sehr kleinen Umfänge der Trainingsdaten, der Schutz der Betriebsdaten sowie der Erhalt des Wissens und der Kompetenz von Fachkräften.

Mit dem Edge Computing schließlich, bei dem Daten- und Rechenkapazitäten möglichst nah an die Maschine oder sogar auf die Maschine gebracht werden, werden die Schwachstellen einer zentralen Produktionssteuerung überwunden. Der Bedarf an Bandbreite sinkt, weil weniger Daten übermittelt und in zentralen Systemen verarbeitet werden. Die Verzögerungszeiten der Kommunikation (Latenzen) verringern sich, weil die Strecken deutlich kürzer werden. Die Informationssicherheit nimmt zu, weil schützenswerte Betriebsdaten gar nicht erst an andere Systeme übertragen werden. 

Digitale Trends für die Fertigungsindustrie

• Industrielles Internet der Dinge (IIoT)
• Künstliche Intelligenz (KI) / Edge Computing
• Digitale Zwillinge für die Modellierung von Produkten, Anlagen und Prozessen
• 5G/6G für die mobile Maschinenkommunikation
• Plattformökonomie / Neue Geschäftsmodelle