Digitale Fertigung: Bausteine und Einstieg

Was versteht man unter digitaler Fertigung?

Digitale Fertigung ist ein Sammelbegriff, keine feste Norm. Er umfasst alle Werkzeuge, mit denen Produkte, Prozesse und Anlagen digital geplant, gesteuert und dokumentiert werden. Das Fraunhofer IPA nennt als Felder etwa den digitalen Zwilling, digitales Industrial Engineering (Produktionsarbeit als Zusammenspiel von Mensch, Technik und Organisation), eine intelligente IT-Infrastruktur und das digitale Steuern des gesamten Produktionsmanagements. Seine Angebote richten sich ausdrücklich an kleine und mittlere ebenso wie an große Unternehmen.

Digitale Produktion wird im Alltag meist gleichbedeutend verwendet. Wichtig ist, was daraus für Ihren Betrieb folgt: Daten entstehen einmal, stehen den Beteiligten zur Verfügung und müssen nicht von Hand von einem System ins nächste übertragen werden.

Aus welchen Bausteinen besteht sie?

Sie besteht aus mehreren Bausteinen, die an unterschiedlichen Stellen ansetzen. Die folgende Tabelle ordnet die wichtigsten.

Zur Digitalen Fabrik zählt MaibornWolff ein vernetztes System aus digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen, etwa 3D-Simulation, Simulationssoftware, VR und AR sowie PLM- und ERP-Systeme. Der Ansatz soll Planungsfehler und Engpässe erkennen, bevor echte Kosten entstehen. Die Seite ist eine Beratungsveröffentlichung, Zahlen zum Nutzen nennt sie nicht.

Die papierlose Fertigung beschreibt GFOS als vollständige Digitalisierung aller wesentlichen Prozesse in der Produktion. Laut GFOS geht die Übergabe aus dem ERP an das Produktionsleitsystem auf Knopfdruck und ohne fehleranfällige Handeingabe. Wie ein Fertigungsleitsystem dabei arbeitet, steht im Beitrag zum MES in der Produktion.

Wie weit ist die digitale Fertigung in Deutschland?

Weit genug, dass die Mehrheit der größeren Industrieunternehmen Technologien einsetzt, aber ungleich verteilt. Bitkom befragte Anfang 2025 telefonisch 552 Industrieunternehmen des verarbeitenden Gewerbes ab 100 Beschäftigten. Die Ergebnisse:

• 71 Prozent setzen Industrie-4.0-Technologien bereits ein, weitere 21 Prozent planen es. 81 Prozent sehen darin eine Chance.
• Im Einsatz sind nach Angabe der Befragten unter anderem digitale Marktplätze (53 Prozent), digitale Zwillinge (48 Prozent), IoT-Plattformen (46 Prozent) und 3D-Druck (43 Prozent).
• 42 Prozent setzen KI in der Produktion ein, weitere 35 Prozent planen es.
• Als Hemmnisse nennen 40 Prozent den digitalen Datenaustausch als zu kompliziert. 42 Prozent nennen fehlende Expertise, KI in bestehende Prozesse einzubinden.

Die Befragung stammt von Bitkom Research im Auftrag des Digitalverbands Bitkom und bildet Unternehmen mit mindestens 100 Beschäftigten ab. Kleinere Betriebe und die Frage, wie tief die Technik im Alltag wirklich verankert ist, zeigt sie nicht.

Was bringt die papierlose Fertigung, und wie führen Sie sie ein?

Sie spart vor allem Suchzeit und Fehler bei der Übertragung. GFOS nennt als Vorteile weniger Zeit für die Suche nach Dokumenten und das Ausfüllen von Formularen, weniger Fehler durch automatische Dokumentation, geringere Kosten für Papier, Druck und Ablage sowie zentrale Betriebsdaten in Echtzeit. Zum Stand: Laut GFOS stieg der Anteil der vollständig papierlosen Unternehmen in einer von Bitkom beauftragten Studie von 8 Prozent (2022) auf 15 Prozent (2024). Der überwiegende Teil arbeitet also noch mit Papier oder in Mischformen.

Für die Einführung empfiehlt GFOS sechs Schritte:

1. Die bestehenden papierbasierten Abläufe und vorhandenen Systeme analysieren.
2. Klare Ziele mit Meilensteinen festlegen.
3. Technologien nach Skalierbarkeit und Kompatibilität auswählen.
4. Mitarbeitende schulen, damit sie die neuen Werkzeuge verstehen und annehmen.
5. Ein Pilotprojekt in geschütztem Rahmen durchführen, um Schwächen früh zu finden.
6. Schrittweise im Unternehmen ausrollen und laufend überwachen.

Welche Hürden gibt es für mittelständische Hersteller?

Das Geld, die Datenlage, die Zuständigkeiten und die Akzeptanz. MaibornWolff beschreibt für die Digitale Fabrik, dass der anfängliche Kapitalbedarf für Software und Hardware hoch ist und vielen mittelständischen Betrieben eine klare Kosten-Nutzen-Rechnung fehlt. Ältere Maschinenparks haben häufig keine digitalen 3D-Layouts oder CAD-Daten, die erst erstellt werden müssen. Wissen bleibt in einzelnen Abteilungen isoliert (Datensilos). Und der Widerstand von Mitarbeitenden gegen neue Werkzeuge und Abläufe ist laut MaibornWolff oft das größte Hindernis.

Bitkom nennt in der Befragung 2025 ähnliche Punkte: 40 Prozent der Unternehmen halten den digitalen Datenaustausch für ihr Unternehmen derzeit für zu kompliziert. Von den Unternehmen, die sich eine Einführung vorstellen können, aber noch nicht begonnen haben, nennen 81 Prozent Zeitmangel. Digitalisierung braucht also Kapazität, die im Tagesgeschäft schwer zu finden ist.

Ist Industrie 4.0 noch aktuell?

Ja, der Begriff ist weniger Schlagwort geworden, die Themen dahinter sind es nicht. Nach den Bitkom-Zahlen setzen die meisten befragten Unternehmen entsprechende Technologien ein. Gesprochen wird heute eher über konkrete Anwendungen wie KI in der Produktion, digitale Zwillinge oder den Datenaustausch zwischen Unternehmen. Für die Entscheidung im eigenen Betrieb hilft die Frage mehr, welches Problem gelöst werden soll, als ob eine Technik gerade im Trend liegt.

Was ist der Unterschied zwischen digitaler und automatisierter Fertigung?

Automatisiert heißt, dass Maschinen Arbeitsschritte selbst ausführen. Digital heißt, dass Daten und Informationen digital fließen. Beides lässt sich kombinieren, muss es aber nicht. Eine Werkstatt mit viel Handarbeit kann digital gut aufgestellt sein, wenn Aufträge, Zeichnungen und Rückmeldungen ohne Papier laufen. Umgekehrt kann eine automatisierte Anlage isoliert stehen.

SYMESTIC beschreibt, dass die Fertigungsart die Prioritäten verschiebt. Bei Massenfertigung mit hohem Automatisierungsgrad zählt die Maschinenverfügbarkeit, bei der Einzelfertigung von Sondermaschinen sind Handarbeit hoch, Automatisierung niedrig und Durchlaufzeiten lang. Für Hersteller konfigurierter Maschinen ist digitale Fertigung deshalb häufig zuerst eine Frage der Daten und Abläufe, weniger der Automatisierung.

Wo sollten Hersteller im Auftragsgeschäft anfangen?

Dort, wo heute Informationen mehrfach von Hand übertragen oder gesucht werden. Im Auftragsgeschäft sind das häufig die Übergaben: Die Auftragsbestätigung liegt im ERP, die Zeichnung im PLM, die Rückfrage des Kunden im Postfach, die Freigabe auf einem Ausdruck. Die Maschine selbst ist dann nicht das Problem.

Ein pragmatischer Einstieg:

1. Einen echten Auftrag vom Eingang bis zur Abnahme nachzeichnen und festhalten, wo Daten neu eingegeben oder gesucht werden. Das leistet auch die kostenlose Auftragsdurchlauf-Analyse.
2. Die Stellen mit den meisten manuellen Übertragungen und Wartezeiten benennen.
3. Erst dann entscheiden, ob ein Fertigungsleitsystem, eine Erweiterung des ERP oder eine Auftragssteuerung dazu passt.

Der Zusammenhang mit der Optimierung der Abläufe selbst ist im Beitrag zur Optimierung des Fertigungsprozesses beschrieben. Wie sich Abläufe aus Systemdaten sichtbar machen lassen, erklärt der Beitrag zum Process Mining. Zum Einsatz von KI in dem Zusammenhang gibt es den Beitrag KI in der Produktion.

Wo passt Keralo in das Bild?

Keralo ist ein Baustein für die letzte Zeile der Tabelle: Software für die Auftragsabwicklung bei Herstellern konfigurierter Maschinen und Anlagen. Sie ist kein MES, kein ERP und keine Simulationssoftware der Digitalen Fabrik. Sie hält den Stand jedes Kundenauftrags über ERP, PLM, Postfach und Dateiablage hinweg, schlägt an jeder Übergabe den nächsten Schritt mit allen Unterlagen vor und protokolliert die Entscheidungen der Zuständigen. Das ERP bleibt bestehen. Mehr dazu auf der Seite Software für die Auftragsabwicklung und, wer sich beteiligen möchte, unter Entwicklungspartner.