Normen und Standards für die digitale Transformation

Werkzeuge, Praxisbeispiele und Entscheidungshilfen für innovative Unternehmen, Normungsorganisationen und politische Entscheidungsträger

Axel Mangelsdorf, Petra Weiler, Axel Mangelsdorf, Petra Weiler

• Verlag: De Gruyter Oldenbourg
• Jahr: 2019
• ISBN drucken:
  9783110608113
• eBook-ISBN:
  9783110629521
• Thema: Betriebswirtschaft
• Thema: Business allgemein

Normen und Standards sind integraler Bestandteil der digitalen Transformation. Unternehmen und Anwender finden jedoch eine immer komplexere Standardisierungs- und Normungslandschaft vor. Das Buch leistet einen wichtigen Beitrag, um diese Komplexität besser zu durchdringen.

Im ersten Teil "Normen und Standards anwenden" werden Recherche- und Analysetools vorgestellt, die Bedeutung von Normen für die Verbreitung neuer Technologien diskutiert und Referenzarchitekturmodelle detailliert erklärt. Im zweiten Teil "Normen und Standards erstellen" werden innovative Methoden zur Konsensfindung, die unternehmerische Entscheidung in Bezug auf Normung, Patentierung, Offenlegung und Lizenzierung, die Rolle der Open-Source-Communities in der Normung sowie das Thema Cybersicherheit in den Blick genommen.

Die Autoren aus Wissenschaft und Praxis liefern Unternehmern, Normungsorganisationen sowie politischen Entscheidungsträgern konkrete Entscheidungshilfen und Anregungen für die Anwendung und Erstellung von Normen und Standards.

Axel Mangelsdorf

1Einleitung

Die digitale Transformation der Unternehmenswelt umfasst den grundlegenden Wandel durch die Etablierung neuer interbasierten Technologien (Schallmo et al. 2017). Unternehmen und ganze Industrien stehen dabei vor der Herausforderung, entlang der gesamten Wertschöpfungskette die Potentiale der Informationstechnologien zu nutzen. Radikal neue Technologien wie Big Data Analytics, Cloud-Computing, Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, Online-Plattformen, Social Media und Roboter werden in verschiedensten Varianten in nahezu allen Wirtschaftsbereichen eingesetzt und ermöglichen die intelligente Fertigung (Smart Manufacturing oder Smart Production), datenbasierte Dienstleistungen (Smart Services), intelligente Gebäude (Smart Buildings bzw. Smart Homes im Endverbraucherbereich), intelligente Landwirtschaft (Smart Agriculture) und intelligente Stromnetze (Smart Grid). Mit den internetbasierten Technologien realisieren Unternehmen Produktivitätssteigerungen, erschaffen innovative Produkte und Dienstleistungen und zerstören dabei sogar alte Märkte und lassen neue entstehen.

Normen und Standards spielen bei der digitalen Transformation eine entscheidende Rolle. Schnittstellenstandards, Normen für Qualität und Sicherheit, Standards als Grundlage für Zertifizierung und ethische Standards sind nur einige Beispiele, ohne die die digitale Transformation undenkbar wäre. Schnittstellen- oder Kompatibilitätsstandards sind besonders wichtig. Die Vernetzung von Produkten und System ist Kern der digitalen Transformation und standardisierte Schnittstellen ermöglichen erst den Datenaustausch. Ebenso ermöglich die Existenz von Kompatibilität- oder Schnittstellenstandards die Realisierung von Netzwerkeffekten. Netzwerkeffekte beschreiben die Korrelation zwischen dem Nutzen des Netzwerks und der Anzahl der Anwender: Je größer die Anzahl der Anwender eines kompatiblen Netzwerkes, desto größer ist der Nutzen für die Anwender. Kompatibilität herstellen ist jedoch nicht genug. Anwender und Verbraucher müssen Vertrauen in Sicherheit und Qualität von Produkten und Dienstleistungen haben. Sicherheits- und Qualitätsstandards – auch und vor allem, wenn sie Grundlage von Zertifizierung durch Dritte sind – können sicherstellen, dass Unternehmen und Plattformanbieter Mindestanforderungen einhalten. Normen und Standards sind oder umfassen Instrumente, um Regulierungsaspekte von Cybersicherheit und Datensicherheit zu adressieren. Schließlich ermöglicht die Produktion von standardisierten Produkten die Realisierung geringer Produktionskosten durch Skaleneffekte.

Es existieren zwar bereits Normen und Standards für die digitale Transformation. Normungsbedarf besteht jedoch für viele weitere Felder. Diese reichen von der Standardisierung von Begriffen über Referenzmodellen und Schnittstellen bis zur IT-Sicherheit, wie die Normungsroadmap von DIN und DKE (2018) zeigt. Doch nicht nur die Wirtschaft als Ganzes benötigt Standards für die digitale Transformation, sondern auch Unternehmen haben die strategische Bedeutung von Normen und Standards erkannt und beteiligen sich immer aktiver in der konsortialen Standardisierung oder formellen Normung.

Vor diesem Hintergrund wird in diesem Buch die Bedeutung von Normen und Standards sowie der Normung und Standardisierung für die digitale Transformation erörtert. Das Buch ist in zwei Kapitel unterteilt. Teil I thematisiert die Anwendung von Normen und Standards und Teil II adressiert die Erstellung von Normen und Standards. In Kapitel 2 zeigt Axel Mangelsdorf verschiedene Tools zur Recherche und Analyse von Normen und Standards. Zudem wird eine Entscheidungshilfe skizziert, die Unternehmen helfen soll, zu entscheiden, in welchen Standardisierungskonsortien sich Unternehmen beteiligen sollen oder ob sogar eine Neugründung eines Konsortiums sinnvoll ist. In Kapitel 3 thematisiert Claudia Koch die Anwendung von Normen und Standards in der additiven Fertigung („3D-Druck“). Die Fallstudie zeigt, dass Normen für die Verbreitung neuer Technologien eine wichtige Rolle spielen und wie verschiedene Arten von Normen in den Phasen der Innovation unterschiedliche Funktionen haben. Die Bedeutung von Normen für Referenzarchitekturmodelle und Verwaltungsschalen für die strukturierte Vorgehensweise in der Normung im Bereich Industrie 4.0 und Smart Services wird von Thomas Schulz in Kapitel 4 hervorgehoben. Das Referenzarchitekturmodell RAMI4.0 zeichnet sich im Vergleich zu anderen Modellen durch Smart-Service-Fähigkeit aus. Das heißt, in RAMI4.0 wird berücksichtigt, dass intelligente internetbasierte Dienste integriert und abgebildet werden können. Teil II widmet sich der Erstellung von Normen und Standards. Der gesamte Teil zeigt, dass Normen und Standards nicht allein Mehrwert für Unternehmen generieren, sondern im Zusammenspiel im Innovationssystem ihre Wirkung entfalten. Olaf-Gerd Gemein stellt in Kapitel 5 ein praxisbewährtes Verfahren zur Konsensfindung in der IKT-Standardisierung vor. Die Pivotal Points of Interoperability und andere Verfahren werden bei der Suche nach Interoperabilitätslösungen eingesetzt. Blind und Abdelkafi entwerfen in Kapitel 6 einen Entscheidungsbaum, mit dessen Hilfe Unternehmen entscheiden können, ob sie ihre Innovationen eher als Patent anmelden, in die formelle Normung einbringen, in einem Standard integrieren oder eine hybride Strategie wählen, also Normung und Patentierung verbinden wollen. In Kapitel 7 zeigt Tim Pohlmann das Zusammenspiel von Normen und Standards in den sogenannten standardessentiellen Patenten. Dabei zeigt sich einerseits, dass die Integration von Normen und Standards in Patenten für Technologieinhaber bedeutet, Lizenzeinnahmen zu erzielen. Andererseits können die Lizenzgebühren für standardessentielle Patente so hoch sein, dass sie die Geschäftsmodell von Smart Services gefährden. Eine Umfangreiche Analyse der Rolle von Normungs- und Standardisierungsorganisationen auf der einen Seite und der Open-Source-Community auf der anderen Seite wird erstmals in diesem Buch in Kapitel 8 vorgenommen. Die Autoren Mirko Böhm und Davis Eisape zeigen, dass in den softwarebezogenen neuen Technologien, wozu auch Smart Services gehören, neben Normungs- und Standardisierungsorganisationen auch die Open-Source-Community Ergebnisse mit „standardisierender Wirkung“ produziert. Daraus entsteht die Frage, wie Normungs- und Standardisierungsorganisationen und Open-Source-Community zusammenarbeiten können. Die Autoren zeigen, dass beide gleichzeitig sowohl Wettbewerber sind als auch komplementäre Produkte produzieren. Mona Mirtsch legt schließlich in Kapitel 9 die Bedeutung von Normen und Standards für die Cybersicherheit und Konformitätsbewertung dar. Dabei zeigt sich, dass das heutige Konformitätsbewertungssystem mit dem starken Fokus auf produktbasierte, statische Prüfung in der digitalen Transformation und insbesondere in Bezug auf Cybersicherheit einer Anpassung bedarf. Für Technologien mit sehr schnellen Innovationszyklen, wie Smart Services, bedarf es zum Beispiel dynamischer Zertifizierungen. Zertifizierungssysteme für Qualitätseigenschaften von IoT-Geräten und Infrastrukturen in Bezug auf die funktionalen und nicht funktionalen Eigenschaften von IoT-Lösungen werden zum Beispiel im Smart-Service-Projekt IOT-T entwickelt (IOT-T 2018).

Teil I:Normen und Standards anwenden

Wie wichtig ist die Anwendung von Normen und Standards für deutsche Unternehmen? Nach einer Befragung des IW Köln (Engels 2017) geben 85% der Unternehmen an, dass Standards eine wichtig Rolle bei der Digitalisierung haben. Haben Unternehmen sich bereits aktiv mit der Digitalisierung beschäftigt und eine Digitalisierungsstrategie implementiert, steigt der Anteil der Unternehmen, die Standards als wichtig halten. Offensichtlich lernen Unternehmen, während sie die Digitalisierung planen, die Wichtigkeit von Standards zu schätzen. Umgekehrt zeigen Unternehmensumfragen des IW Köln, dass fehlende Standards eine Barriere für die Umsetzung der unternehmensinternen Digitalisierung darstellen. Die Bedeutung von Standards und Normen wird differenziert nach formalen Normen und Konsortialstandards werden seit dem 2013 regelmäßig im Rahmen des Deutschen Normungspanels abgefragt (DNP 2017). Dabei zeigt sich, dass formale Normen über alle Jahre stets als wichtig eingestuft werden. Konsortialstandards werden dagegen im Vergleich als weniger wichtig bewertet und auch eingesetzt.

Welchen Einfluss hat die Implementierung von Normen und Standards für die Verwirklichung von Unternehmenszielen? Die Ergebnisse der Unternehmensbefragungen (Engels 2017, DNP 2017) zeigen hier durchweg ein positives Bild:

–Normen und Standards unterstützen die Optimierung von Forschungs-, Entwicklungs-, und Innovationsaktivitäten. Das gilt für formelle Normen und Konsortialstandard, wobei erstere als wichtiger gesehen werden.

–Durch die Anwendung von Normen und Standards können Unternehmen Produktivitätssteigerungen realisieren und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern.

–Durch Normen und Standards wird Interoperabilität hergestellt.

–Normen und Standards ermöglichen den Markzutritt und bieten Unternehmen Rechtssicherheit.

Wie können Unternehmen die relevanten Normen und Standards für ihre Interessen finden? Welche Rolle spielen Normen und Standards in innovativen digitalen Industrien?Wie helfen Normen und Standards für Referenzarchitekturen die Normung für die digitale Transformation zu organisieren? Um diese Fragen zu beantworten, werden im Teil I „Normen und Standards anwenden“ folgende Themen in den drei Kapiteln vertieft behandelt. In Kapitel 2 stellt Axel Mangelsdorf systematisch dar, wie Normen und Standard mit Hilfe von Online-Tools gesucht werden. Es werden zum einen bewährte Suchwerkzeuge vorgestellt, die auf den Webseiten der Normungsorganisationen zur Verfügung gestellt werden und zum anderen kostenpflichtige Tools vorgestellt, mit dessen Hilfe sich nicht nur Normen und Standards effizient suchen, sondern auch hinsichtlich der technischen Relevanz und Marktdurchdringung analysieren lassen. In Kapitel 3 untersucht Claudia Koch die Herausforderungen in der Additiven Fertigung („3D-Druck“) als ein Beispiel für die Bedeutung von Normen und Standards in der digitalen Transformation. Dabei wird deutlich, dass Normen und Standards die Verbreitung von Innovationen fördern, aber dennoch noch viele Normen fehlen. Das Kapitel veranschaulicht, dass Normen und Standards nicht vom Innovationssystem getrennt betrachtet werden können, sondern in Wechselwirkung mit anderen Aktivitäten verschiedener Interessensgruppen auftreten. Damit sich neue Technologien erfolgreich am Markt durchsetzen, wird empfohlen, dass umfassende Normungs- und Standardisierungsstrategien von Beginn an entwickelt werden sollten. In diesem Zusammenhang legt Thomas Schulz in Kapitel 4 die Bedeutung der Normen und Standards für Referenzarchitekturen für die digitale Transformation dar. Die Norm für das Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 zeigt, wie die Normung und Standardisierung in der digitalen Transformation strukturiert werden kann. Vor allem für die Herstellung von Interoperabilität sind die Referenzarchitekturen eine wichtige Voraussetzung. Neben RAMI existiert ein weiteres Referenzarchitekturmodell, das vom Industrial Internet Consortium (IIC) entwickelt wurde. In dem Beitrag werden beide Ansätze miteinander verglichen. Dabei zeigt sich, dass das Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 nicht nur für Industrie-4.0-Ansätze Mehrwert generiert, sondern auch als Smart Service anschlussfähig gelten kann.

Axel Mangelsdorf

2Normen und Standards recherchieren und analysieren

2.1Einleitung

In diesem Kapitel werden Suchwerkzeuge, Methoden und Praxistipps für die Recherche von Normen und Standards vorgestellt. Das Kapitel ist wie folgt aufgebaut. Zunächst wird begrifflich definiert, was unter Normen und Standards zu verstehen ist. Es werden die Begriffe Werknorm, Konsortialstandard und formale Norm definiert und voneinander abgegrenzt. Anschließend wird die Syntax von Normen erklärt und das Klassifikationssystem von Normen dargelegt. Schließlich werden die wichtigsten Online-Tools für die Recherche von Normen und Standards vorgestellt. Eine Beispielrecherche zeigt die verschiedenen Merkmale dieser Tools.

Normen und Standards können anhand der Normenpyramide unterteilt werden (Abbildung 2.1).Werknormen werden ausschließlich unternehmensintern entwickelt. Werknormen werden unternehmensintern eingesetzt oder regeln die Kooperation mit anderen verbundenen Unternehmen, z. B. Zulieferern. Konsortialstandards sind das Ergebnis von Standardisierungsbemühungen in einer ausgesuchten Gruppe von Unternehmen, die sich in einem temporären informellen Konsortium zusammengefunden haben. Formelle Normen werden im Vollkonsens von interessierten Kreisen in formellen Normungsorganisationen wie DIN und DKE getroffen. Ebenso wie bei Werknormen und Konsortialstandards ist die Anwendung von formellen Normen freiwillig. Werden Normen jedoch in Gesetzen genannt oder sind Grundlage privater Verträge, können sie auch verbindlichen Charakter bekommen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung definieren Normen den Stand der Technik, wenn sie z. B. Prüfverfahren, Sicherheitsanforderungen oder empfohlene Eigenschaften enthalten.

Abb. 2.1: Normenpyramide (Quelle: Friedel und Spindler (2016)).

Formale Normen werden in nationalen, europäischen oder internationalen Normungsorganisationen erstellt. Auf der nationalen Ebene sind das das DIN Deutsche Institut für Normung e. V. und die DKE Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE. DIN, als Dienstleister organisiert, steuert und moderiert die Normungsprozesse. DIN ist als nationale Normungsorganisation in den europäischen und internationalen Normungsgremien anerkannt. Rund 30.000 Expertinnen bilden die interessierten Kreise und bringen ihr Wissen in den Normungsprozess ein. Die DKE ist die nationale Organisation für die Normung in den Bereichen Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik. DKE ist ein Organ des DIN und des VDE Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. Die in der DKE erarbeiteten Normen sowie elektronischen Sicherheitsnormen bilden als VDE Bestimmungen das VDE-Vorschriftenwerk. Auf der europäischen Ebene bilden das European Committee for Standardization (CEN), das European Comitee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) und das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) die europäischen Normungsorganisationen. Auf internationaler Ebene findet Normungsarbeit in der International Organization for Standardization (ISO), der International Electrotechnical Commission (IEC) sowie der Normungsabteilung der International Telecommunications Union ...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Titelseite
• Impressum
• Vorwort
• Autoren
• Inhalt
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• 1 Einleitung
• Teil I: Normen und Standards anwenden
• Teil II: Normen und Standards erstellen
• Literatur