Industrie 4.0 Forschung, Entwicklung und Bildung für die Digitalisierung der Industrieproduktion

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1 Deutscher Bundestag Drucksache 17/ Wahlperiode Antrag der Abgeordneten Axel Knoerig, Dr. Philipp Murmann, Dr. Heinz Riesenhuber, Michael Kretschmer, Albert Rupprecht (Weiden), Dr. Thomas Feist, Eberhard Gienger, Michael Grosse-Brömer, Anette Hübinger, Dr. Stefan Kaufmann, Stefan Müller (Erlangen), Tankred Schipanski, Uwe Schummer, Marcus Weinberg (Hamburg), Peter Weiß (Emmendingen), Dr. Matthias Zimmer, Volker Kauder, Gerda Hasselfeldt und der Fraktion der CDU/CSU sowie der Abgeordneten Dr. Martin Neumann (Lausitz), Dr. Peter Röhlinger, Patrick Meinhardt, Heiner Kamp, Sylvia Canel, Rainer Brüderle und der Fraktion der FDP Industrie 4.0 Forschung, Entwicklung und Bildung für die Digitalisierung der Industrieproduktion Der Bundestag wolle beschließen: I. Der Deutsche Bundestag stellt fest: DieAusgabenfürForschungundEntwicklungsindimJahr2011aufeinenRekordwertvon74,6Mrd.Eurogestiegen.DamitstehensieganzimLeitgedanken dernationalennachhaltigkeitsstrategie,dereinesteigerungderprivatenund öffentlichenausgabenfürforschungundentwicklungvorsieht.daranwaren deutscheunternehmenmit50,3mrd.eurobeteiligt.dassind7,3prozentmehr als2010.diehightech-strategie (HTS)derBundesregierunghatdamiterfolgreichdenWissenstransferzwischenWissenschaftundWirtschaftvorangebracht.Fast80ProzentallerInnovationengehenheuteaufProduktionstechnologienzurück. 1 ImLeitmarktdesMaschinenbauswirdschon2015derAnteilder Informations-undKommunikationstechnik (IKT)amProduktionsprozessbiszu 50Prozentbetragen. 2 MehralseinFünftelderProduktivitätssteigerungin DeutschlandgingindenletztenJahrenaufIKTzurück. 3 DieIKT-Brancheistdamit Innovationsführer im Hightech-Bereich. DeutschlandistaufdieErforschung,EntwicklungundFertigungvonProduktions-undFertigungstechnologienspezialisiert.EsistführenderFabrikausstatterinderWelt.DemMaschinen-undAnlagenbaukommtinderdeutschenWirtschaftmiteinemUmsatzvon200,5Mrd.Euround931000Beschäftigten (2011)einebesondereBedeutungzu.Mit7,8MillionendirektBeschäftigtenund weiteren7,1millionenindirektbeschäftigtensowieeinemhandelsüberschuss von100mrd.eurodurchindustrieexporteistdieproduktions-undfertigungs- technologiedasrückgratderdeutschenwirtschaft.mitindustriellerproduk- 1VergleicheBundesministeriumfürBildungundForschung (BMBF) (Hrsg.):IKT-Strategie2020.Forschung für Innovationen, Berlin 2007, S VergleicheBundesministeriumfürWirtschaftundTechnologie (BMWi) (Hrsg.):StudiezudentechnologischenundwirtschaftlichenPerspektivenDeutschlandsdurchdieKonvergenzderelektronischen Medien, Berlin Vergleiche Monitoring-Report Digitale Wirtschaft des BMWi, Berlin 2012.

2 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode tionsstärkeundinnovativenproduktionstechnologienhatdasproduzierendegewerbe einen hohen Anteil an der gesamtwirtschaftlichen Wertschöpfung. NebendemwirtschaftlichenundgesellschaftlichenWandelstehtdiedeutsche IndustrieproduktionauchtechnischvordenHerausforderungenderviertenindustriellenRevolutiondurchdieDigitalisierungderProduktion.Diesewurdein Ganggesetztdurchdas InternetderDinge undcyber-physicalsystems (CPS).Industrie4.0isteinProjekt,dasallegroßenHerausforderungenderZeit integriert:diewettbewerbsfähigkeitdeshochlohnstandortesdeutschland,die SchaffungvonRessourcen-undEnergieeffizienz,dendemografischenWandel sowie die Fragen der urbanen Produktion. DieHightech-StrategielegtdieForschungs-undInnovationspolitikaufzentrale Missionenfest.MitderDefinierungvonZukunftsprojektenwerdenInnovationsstrategienmitihrenwissenschaftlichen,technologischenundgesellschaftlichenEntwicklungspotenzialenaufeinenZeitraumvonzehnbis15Jahrenangelegt. DieBundesregierunghatdenDeutschenBundestagam30.März2012mitdem HTS-AktionsplanüberdieZukunftsprojektederHightech-Strategieinformiert (Bundestagsdrucksache17/9261).DieEntwicklungslinienimZukunftsprojekt Industrie4.0 sindam2.oktober2012vonderforschungsunionabgesteckt worden.diepromotorengruppekommunikationhataufdemumsetzungsforum derforschungsunioninberlindazueinestrategieempfehlungveröffentlicht. DiesewurdezurHannoverMesseIndustrie (HMI)2013mitUmsetzungsempfehlungenkonkretisiert.SiesetztandenErfolgendesProduktionsstandortesin DeutschlandanundwilldieFähigkeitinderIndustrieweiterausbauen,komplexe,arbeitsteiligeundgeografischverteilteindustrielleProzessezusteuern. DamitwirdderWirtschaftsstandortDeutschlandkonsequentzukunftsfähiggemacht.GleichzeitigwerdenüberdieFlexibilisierungderIndustrieproduktion Wachstumspotenziale gehoben. DieZielsetzungdesZukunftsprojektesIndustrie4.0ist,vorallemdurchden EinsatzvonCPSdieProduktverfahrenzuverbessernunddamitneueProdukte undverfahrenfürdenexportzugenerieren.dazusolleinedualestrategiedienen:diedeutscheausrüsterindustriesollweiterhinführendaufdemweltmarkt bleiben,indemsiezumleitanbieterfürintelligenteproduktionstechnologien wird.darüberhinaussollindustrie4.0fürdieproduzierendewirtschaftausgangspunktfürdieschaffungvonneuenintelligentenproduktenwerden,die u.a.durchdieverknüpfungmitwissensintensivendienstleistungenmithohem MehrwertundhoherAttraktivitätfürKundenundNutzerverbundensind.Ziel ist es, neue Leitmärkte zu gestalten und zu bedienen. IndustrielleRevolutionensindbestimmtvoneinerPhasebeschleunigtertechnologischer,ökonomischerundsozialerVeränderungen.Diesewerdendurchneue bahnbrechendeerfindungenundbasisinnovationenausgelöst.dievierteindustriellerevolutionführtgegenwärtigdazu,dassauchinderproduktiondaszeitalterdesinternetseinzughält.warmaniminformationszeitalternochpermodemoderdslonline,sowirdiminspirationszeitalterdurchdasinterneteine BrückezwischenrealerundvirtuellerWeltgeschlagen.Dadurchergibtsichder DreiklangInternet Innovation Industrialisierung.DieDigitalisierungistdabeiderInnovationsmotorfürdiesevierteindustrielleRevolution.RealeundvirtuelleWeltwachsenzum InternetderDinge zusammen.damitwirdnachdem VorbildderInternetstrukturendieVerknüpfungphysikalischidentifizierbarer ObjektemitvirtuellerRepräsentationzumAusdruckgebracht.Dievertikale VernetzungeingebetteterSystememitbetriebswirtschaftlichenProzesseninFabrikenundUnternehmenundderenhorizontaleVernetzungzuverteilen,istder ÜbergangzurviertenindustriellenRevolution.Wertschöpfungskettenwerdenin Echtzeit gesteuert.

3 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 3 Drucksache 17/13889 EinzweiterBausteindieserDigitalisierungsinddiesogenanntenCyber-PhysicalSystems (CPS).SiesindeineEinheitauscomputertechnischenundphysikalischenSystemenundvernetzeneingebetteteIKT-SystememitdemInternet. Damitistesmöglich,eineWaremiteinemkommunikationsfähigenSensor, etwaeinemfunkchip,auszustatten.dieproduktionwirddahingehendrevolutioniert,dassdaswerkstückeindigitalesproduktgedächtnisbekommtundüber diebearbeitungsschritteinderproduktionbishinzurlogistikfesthält,wasmit ihminderwertschöpfungskettepassiert.dabeiwerdentechnikengenutzt,die inderinnovationsallianz SemantischesProduktgedächtnis (SemProm)entwickeltwurden.WirstehensomitineinemWandelinderIndustrieproduktion,der vonderplanungbiszurumsetzungeinesproduktesdieproduktions-,arbeitsund Logistikstrukturen neu definiert. EinKernelementvonIndustrie4.0istdieintelligenteFabrik,dieSmartFactory. SieistdurcheineneueIntensitätsozio-technischerInteraktionalleranderProduktionbeteiligtenAkteureundRessourcenbestimmt,indemsiediePotenziale desinternetsderdingemittelscyperphysicalproductionsystems (CPPS) nutzt.miteinemdurchgängigenengineering,dasproduktionundherzustellendesproduktumfasst,greifendigitaleundphysischeweltineinander.diebeschäftigtenregulierenundgestaltendieintelligentvernetztenproduktionsressourcenundproduktionsschrittenachebensosituativenwiekontextbezogenen Zielvorgaben.FürdieBeschäftigtenergebensichdarausgrundlegendeVeränderungenderArbeitsprozesse:Eswirdzukünftigimmerstärkerdaraufankommen, dieproduktionsprozessesteuerndandiejeweiligenanforderungssituationen flexibelanzupassen.einesmartfactory,diesichdurchressourceneffizienz auszeichnet,trägtauchdazubei,dieenergie-,wieauchdierohstoffproduktivitätzusteigernunddenprimärenergieverbrauchzusenkenundleistetsomit einenwichtigenbeitragzurerreichungderindernationalennachhaltigkeitsstrategie definierten Ziele (Indikator 1a c). Industrie4.0verändertdieFormderbishervorherrschendenIndustrieproduktion.DiestarkeIndividualisierungderProdukteunterdenBedingungeneiner hochflexiblengroßserienproduktionmündetindiesogenanntehybrideproduktion,indenenproduktionundhochwertigedienstleistungengekoppeltwerden. KundenundGeschäftspartnerwerdeninGeschäfts-undWertschöpfungsprozesseintegriert.DieDigitalisierungvonProduktionsanlagengehteinhermitder digitalenveredlungvonindustriellenerzeugnissenundreichtvonalltagsproduktenmitintegriertenspeicher-undkommunikationsfähigkeit,funksensoren, eingebetteten Aktuatoren bis hin zu intelligenten Softwaresystemen. DieKennzeichenderzukünftigenFormderIndustrieproduktionsinddiestarke IndividualisierungderProdukteunterdenBedingungeneinerhochflexibilisierten (Großserien-)Produktion,dieweitgehendeIntegrationvonKundenundGeschäftspartnerninGeschäfts-undWertschöpfungsprozesseunddieVerkopplungvonProduktionundProduktenmithochwertigenDienstleistungen (hybride Produktion,hybrideProdukte).DieProduktionsabläufeineinerFabrikwerden nundahingehendflexibilisiert,dassmitcyber-physikalischenproduktionssystemenmaschinenundanlagendiekomponenteninderproduktionselbstorganisatorischkonfiguriertundangepasstsowieprodukteintegriertwerden.derparadigmenwechselistbestimmtdurchdieauflösungderklassischenproduktionshierarchie von zentraler Steuerung bis zur dezentralen Selbstorganisation. WesentlichfürdieerfolgreicheUmsetzungderIndustrie4.0wirdeineebensoeffektivewieökonomischeGewährleistungdesSchutzesvorManipulation,SabotagesowieIndustriespionagebzw.Produktpirateriesein.LetzterestelltmiteinemAnstiegum24ProzentimJahr2011 (ca.8mrd.euroschaden)diegrößte Bedrohungdar.InsbesonderevordemHintergrundeinerzunehmendenNutzung vonsmartphonesodertablet-pcsfürsteuerungszweckeeinerseitsundcloud Computingandererseits,bedarfeseinerspeziellaufIndustrie4.0ausgerichteten

4 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode Sicherheitsarchitektur.DiesemussauseinerSensibilisierungdesindustriellen Personalsgleichermaßenbestehen,wieauseinervertrauensvollenKooperation zwischenpolitik,unternehmenundwissenschaft.dabeisindinsbesondere KompetenzendesBundesamtesfürSicherheitinderInformationstechnik (BSI) undderbundesnetzagentur (BNA) (Stichwort IntelligenteNetze )einzubeziehen.letztlicherfordertdieindustrie4.0aucheinenbesonderendatenschutzangesichtsdererfassungpersonenbezogenerdatenderineinersmartfactorybeschäftigten. BeidenimRahmenvonIndustrie4.0angestrebtenEntwicklungensollinsbesonderedieInteraktionzwischenMenschundMaschineinBezugaufdietechnischenundsozialenFolgenderviertenIndustrialisierunganalysiertundGestaltungsspielräumeabgeleitetwerden.DeutschlandwirddadurchseineFührungsrolle im produzierenden Gewerbe behaupten und ausbauen. II. Der Deutsche Bundestag begrüßt, dass fürdeutschlandalsleitmarktundleitanbietervoncppseinwettbewerbsvorteilgesichertwird,indemneueformenderintelligentenproduktionstechnik,neueproduktederautomatisierungstechniksowievoraussetzungenfür dieentstehungvonneuenproduktkategoriengeschaffenwerden.dadurch solldasproduktionsumfeldgestärktwerden,umeinestabilestandort-und Beschäftigungssituation zu halten; die Bundesregierung mit dem HTS-Aktionsplan (Bundestagsdrucksache 17/9261)am30.März2012undimHTS-Bilanzberichtam10.April2013 (Bundestagsdrucksache17/13075)zumSachstand Industrie4.0 Stellung bezogen hat; diebundesregierungmit Industrie4.0 einesvonzehnzukunftsprojekten unterstützt,zuderenumsetzungschlüsseltechnologieneinenwichtigenbeitrag leisten; diedeutscheindustriedamitimrahmendieseswissens-undtechnologietransfersdiemöglichkeithat,dieglobalenprozessederviertenindustriellen Revolution mitzugestalten; diepromotorengruppekommunikationinderforschungsunionwirtschaft undwissenschaftam2.oktober2012umsetzungsempfehlungenfürdas ZukunftsprojektIndustrie4.0veröffentlichthat.DiesewurdezurHannover Messe Industrie 2013 mit Umsetzungsempfehlungen konkretisiert; dieindustrieproduktioninzukunftaufeinestarkeindividualisierungder Produktehinsteuert,sodassunterdenBedingungeneinerhochflexibilisiertenProduktionKundenundGeschäftspartnerinGeschäfts-undWertschöpfungsprozesse besser integriert werden können; fürdaszukunftsprojektindustrie4.0imrahmendergeltendenfinanzplanung bis zu 200 Mio. Euro vorgesehen sind; diebundesregierungbeidenthemen EmbeddedSystems und Internetder Dinge frühzeitigaktivgewordenistundinsbesonderefolgendeinitiativen aufdenweggebrachthat,diezuberücksichtigensind:zumbeispielprojektprogrammewiedigitalesproduktergebnis,wandelbarelogistiksysteme, NextGenerationMedia,AUTONOMIK,AutomatikfürIndustrie4.0Exzellenzclusterwie IntegrativeProduktionstechnikfürHochlohnländer und KognitionfürTechnischeSysteme.JüngstesBeispielsinddieProjekteim RahmenderBMBF-Bekanntmachung IntelligenteVernetzunginderProduktion einbeitragzumzukunftsprojektindustrie4.0 undderspitzencluster IT`S OWL (Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe); Grundlagenvorhaben über Cyber-Physical Systems unterstützt werden;

5 Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode 5 Drucksache 17/13889 imrahmendergemeinsameninitiative PlattformIndustrie4.0 derverbändebitkom,vdmaundzveieinegeschäftsstelle Industrie4.0 in FrankfurtamMaineingerichtetwird,dieaufderHannoverMesseIndustrie 2013 ihre Handlungsempfehlungen vorstellt; zusätzlichzurstärkerenautomatisierunginderindustriedieentwicklung intelligentermonitoring-undautonomerentscheidungsprozessealsrelevant erachtetwird,umunternehmenundganzewertschöpfungsnetzwerkenahezu inechtzeitsteuernundoptimierenzukönnen.neuartigegeschäftsmodelle underheblicheoptimierungspotenzialeinproduktionundlogistikgilteszu erschließen.einbeispielsindneuedienstleistungenfürwichtigeanwendungsbereichewiedieinderhightech-strategieidentifiziertenbedarfsfelder Mobilität und Gesundheit sowie Klima und Energie; derarbeitskreisindustrie4.0imapril2013eineausführlicheberichtversion miterstenhandlungsfeldernimbereichdesdatenschutzesvorlegenwill,die mit den Datenschutzexperten der Fachverbände abgestimmt sind. III. Der Deutsche Bundestag fordert die Bundesregierung auf, sichdafüreinzusetzen,imrahmenderhightech-strategiedaszukunftsprojekt Industrie4.0mitwichtigentechnologie-,wirtschafts-undgesellschaftspolitischenStandortperspektivenzuverbinden. 4 AufderGrundlagederUmsetzungsempfehlungendesArbeitskreisesIndustrie4.0derForschungsunionWissenschaftundWirtschaftvom2.Oktober2012undderUmsetzungsempfehlungen zurhannovermesseindustrie2013vom10.april2013istzuberücksichtigen 5, dass: dernächsteschrittzum InternetderDinge mitderentwicklungintelligentermonitoring-undautonomerentscheidungsprozesseeinhergeht,umunternehmenundganzewertschöpfungsnetzwerkeinechtzeitzusteuernund zuoptimieren.dasgeschiehtüberdievertikalevernetzungeingebetteter SystememitbetriebswirtschaftlicherAnwendungssoftwareinProduktion undlogistikebensowiedurchhorizontalevernetzungüberneuegeschäftsmodelle zur Optimierung von Sach- und Dienstleistungen; gesellschafts-undarbeitsmarktpolitischdienachhaltigeveränderungderarbeitsweltfrühzeitigdurchforschungflankiertwird.industrie4.0wirdauf eineveränderteformmenschlicherarbeitinderindustriehinauslaufen.dabeikönnensichdieklassischenarbeitshierarchienverändern.eineneuesozialeinfrastrukturderarbeitmussbereitgestelltundoffenestandardsmüssengesichertwerden.dieklassischengrenzenzwischenproduzenten/ AnbieternaufdereinenSeiteundAnwendern/Nachfragernaufderanderen Seitelösensichzunehmendauf.DashatFolgenfürdieBeschäftigungund wirdfragenderakzeptanzaufwerfen.diedamiteinhergehendenqualifikations-,arbeitszeit-,leistungs-undentgeltdimensionenmüssenuntereinbindungderbeschäftigtenbzw.arbeitnehmervertretungenundderunternehmendeutlichgemachtwerden.gemeinsameszielmussessein,die ArbeitsplatzperspektiveneinerzunehmenddienstleistungsorientiertenWirtschaftvoranzutreiben.HierbeisinddiebereitsvorhandenenAnsätzeund Arbeitszusammenhänge InitiativeNeueQualitätderArbeit zuberücksichtigen,dievonsozialpartnernundkammernsowievonvertreterinnenund 4UnterrichtungdurchdieBundesregierung:ZukunftsprojektederHightech-Strategie (HTS-Aktionsplan), Bundestagsdrucksache 17/9261, S. 34 f. 5 VergleicheForschungsunionWirtschaftundWissenschaft (Hrsg.):Umsetzungsempfehlungenfürdas ZukunftsprojektIndustrie4.0.AbschlussberichtdesArbeitskreisesIndustrie4.0,Berlin,2.Oktober 2012;vgl.auch:BerichtderPromotorengruppeKommunikation.ImFokus:DasZukunftsprojektIndustrie 4.0. Handlungsempfehlungen zur Umsetzung, Berlin, März 2012.

6 Drucksache 17/ Deutscher Bundestag 17. Wahlperiode VertreternausPolitik,WissenschaftundGesellschaftgetragenwird,umneue Ansätze einer modernen Personalpolitik zu thematisieren; beimthema SmartFactory dieschwerpunktederforschungaufintelligenteproduktionssystemeund-verfahrensowieaufdierealisierungverteilterundvernetzterproduktionsstättenzulegensind.paralleldazuwerden strategischefördermaßnahmenimbereichdesinternetsderdingeaufdas ZukunftsprojektIndustrie4.0ausgerichtet.UnterderÜberschrift SmartProduction werdendieunternehmensübergreifendeproduktionslogistik,die Mensch-Maschine-Interaktionund3DinindustriellenAnwendungennoch stärkerindenblickgenommen.dieengeeinbindungkleinerundmittlerer UnternehmenalsAnbieterwieAnwendervon smarten ProduktionsmethodenisthierbeivonzentralerBedeutung (federführenderessortsbundesministeriumfürbildungundforschungundbundesministeriumfürwirtschaft und Technologie sowie begleitend Bundesministerium des Innern); imrahmenbestehenderfördermöglichkeitenund-plafondsdenmittelstand sowohldurchprojektförderungindenbereichenproduktion,software,ausbildungundarbeitsweltalsauchdurchprogrammförderunginderproduktionsentwicklung, bei Produkten und Dienstleistungen einzubinden; dernachwuchs-undfachkräftebedarfzusichernist:dasgiltsowohlfürdie Aus-undWeiterbildungalsauchfürdenakademischenNachwuchs.Neben WeiterbildungsangebotenfürdieIndustriemüssendieKenntnissezuIndustrie4.0deutlichumfassenderinakademischenQualifikationsangebotenberücksichtigt werden; inzusammenarbeitmitunternehmen,derwissenschaft,dembsisowieder BundesnetzagentureineumfassendeSicherheitsarchitekturzumSchutzedes Know-howsvonIndustrie4.0zugestaltenist.GeradedieUnternehmensseite mussermutigtwerden,registriertecyber-attackenzumelden.diesorgevor einemimageschadenistdurchdiewahrunghoherdiskretionabzubauen.es istinsgesamteinausgewogenerausgleichzwischenangemessenersicherheit und Wirtschaftlichkeit zu schaffen. Berlin, den 11. Juni 2013 Volker Kauder, Gerda Hasselfeldt und Fraktion Rainer Brüderle und Fraktion

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8 Gesamtherstellung: H. Heenemann GmbH & Co., Buch- und Offsetdruckerei, Bessemerstraße 83 91, Berlin, Vertrieb: Bundesanzeiger Verlagsgesellschaft mbh, Postfach , Köln, Telefon (02 21) , Fax (02 21) , ISSN