Das menschliche Gehirn denkt in erster Linie linear und so fällt es sehr schwer, die Exponentialfunktion zu begreifen. Diese beschreibt einen Wachstums- oder Schrumpfungsprozess, bei dem eine Menge sich in gleichen Zeitabschnitten um denselben Faktor vervielfacht oder verringert. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Rate des Wachstums oder des Rückgangs selbst proportional zur aktuellen Menge im jeweiligen Zeitabschnitt ist. Schwer zu begreifen sind dabei die Wachstumsgeschwindigkeit, die anfangs vernachlässigbar erscheint, aber im weiteren Verlauf immense Ausmaße annehmen kann, und die schiere Menge, die nach einer gewissen Zeit exponentiellen Wachstums entsteht.

Trotz unseres schlechten Verständnisses begegnen wir exponentiellen Entwicklungen tagtäglich, so z.B. radioaktiver Zerfall, Wachstumsprozesse durch Zellteilung, Zinseszinseffekt auf dem Bankkonto, Ausbreitung von Pandemien oder Bevölkerungswachstum. Nachdem die Menschheit bis ins frühe 19. Jahrhundert gebraucht hat um 1 Mrd. zu überschreiten sind seitdem über 7 Mrd. Menschen hinzugekommen. [1]

Dieses immense Wachstum wurde nicht zuletzt durch technologischen Fortschritt ermöglicht, der sich ebenfalls exponentiell entwickelt. Von über 200.000 Jahren Existenz als Spezies beherrschen wir erst ca. 10.000 Jahre Ackerbau und Viehzucht, das Rad wurde vor etwa 6.000 Jahren erfunden.

Praktisch alle technologischen Errungenschaften, die wir heute für selbstverständlich erachten, wurden angespornt durch die Aufklärung und die Hinwendung zu Vernunft und wissenschaftlicher Methode. Diese sind daher nicht älter als 250 Jahre, angefangen bei fließend Wasser in Häusern, Elektrizität oder Penicillin. [2] Leistungsfähige Produktions- und Logistikketten ermöglichen zudem eine immer schnellere Diffusion von neuen Technologien. [3]

Nicht nur gefühlt, sondern auch im historischen Kontext finden heute also immer mehr und immer schneller massive Umbrüche für ganze Märkte und Technologieklassen statt, nicht nur durch globale exogene Schocks, sondern auch durch schnelllebige, immer komplexer werdende Technologien und Wertschöpfungsketten, wie zuletzt die Durchbrüche bei künstlicher Intelligenz. Brynjolfsson und McAfee beschreiben in ihrem Buch dazu eine Parabel [4]:

Der Erfinder des Schachspiels erhält von seinem Herrscher für die Idee eine Belohnung seiner Wahl. Dieser bittet um die Menge Reis, die auf dem 64. Feld des Schachbretts liegt, wenn auf das erste Feld ein Reiskorn gelegt wird, auf das zweite zwei und auf jedes weitere Feld doppelt so viel wie auf das Vorherige. Als der Herrscher feststellt, dass er dem Erfinder ca. 18 Trillionen Körner Reis schuldet, zieht er es vor, ihn zu enthaupten. [5]

Die Autoren nutzen das Beispiel nicht nur wegen der – dank Exponentialität – unvorstellbaren Menge auf dem 64. Feld, sondern auch, um das Wachstum zu verdeutlichen, das mit jedem Feld an Geschwindigkeit zunimmt. Insbesondere auf der zweiten Hälfte des Schachbretts nehmen die Sprünge von Feld zu Feld immense Ausmaße an [6]. Das erste Feld der zweiten Hälfte des Schachbretts allein enthält mehr Reiskörner als die gesamte erste Hälfte. Sie vermuten, dass wir gerade dabei sind mit unseren technologischen Entwicklungen die zweite Hälfte des Schachfelds zu betreten und mit bahnbrechenden Veränderungen in immer unvorstellbareren Ausmaßen rechnen müssen.

Klassische Unternehmensstrukturen stehen nicht zuletzt vor diesen Hintergründen in der Kritik nicht flexibel, resilient und anpassungsfähig genug zu sein. Im Innovationskontext wird bereits seit vielen Jahren von „disruptiven Innovation“ gesprochen, bei denen bisher unbedeutende Unternehmen in einer vom Marktführer unbeachteten Nische mit einem komplett neuartigen Wertversprechen heranwachsen, mit dem sie am Ende auch die Kernmärkte übernehmen und den Marktführer verdrängen. Um die Stichhaltigkeit der Kritik besser einschätzen zu können, sollte zunächst die Herkunft aktuell vorherrschender Unternehmensstrukturen besprochen werden.

Der US-amerikanische Ingenieur Frederick Winslow Taylor setzte im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert erstmalig die wissenschaftliche Analyse von Arbeitsprozessen ein, mit dem Ziel die Effizienz von Management, Arbeit und Unternehmen insbesondere in der industriellen Produktion zu maximieren. Das damit begründete Prinzip des Taylorismus oder Scientific Management fand viel Anklang, sicherlich auch durch die zahlreichen positiven Wechselwirkungen mit damals aufkommender Industrialisierung, Massenfertigung und Fabrikarbeit. Insbesondere durch die berühmte Fließbandproduktion des Model T bei Ford entstand der Eindruck, beim Taylorismus ginge es nur um die Produktion. Das Konzept war und ist allerdings ganzheitlich und schreibt ebenso detaillierte Regeln für das Büro und die Unternehmensorganisation allgemein vor. Auch heute, über 100 Jahre später, weisen Unternehmensstrukturen vielfach noch tayloristische Artefakte auf und stellen mechanistische Themen wie Arbeitsteilung, Spezialisierung und Bürokratie in den Vordergrund [7].

Die zunehmende Komplexität in allen Bereichen erschwert allerdings zunehmend sinnvolle Arbeitsteilung, im Gegenteil findet ein Großteil der Innovationen sogar nur noch an Schnittstellen statt. Spezialisierung macht angreifbar durch immer mehr systemkritische Punkte, die für den Fortbestand eines Unternehmens unerlässlich sind, die aber jederzeit dem exponentiellen technologischen Fortschritt zum Opfer fallen können [8]. Auf der zweiten Hälfte des Schachbretts scheinen die tayloristischen Paradigmen nicht mehr vollumfänglich zu funktionieren. Sie wurden in einer stetigeren Zeit entwickelt, in der noch schwach ausgeprägte Exponentialität mit Linearität verwechselt werden konnte.

Gleichzeitig waren die Erkenntnisse von Taylor und seinen Nachfolgern so prägend, dass sie heute tief in der DNA des unternehmerischen Denkens, Lehrens und Forschens verwurzelt sind. Sie sind noch an vielen Stellen selbstverständlich und können nur unter großen Mühen identifiziert und hinterfragt werden. Ansätze wie Agilität, New Work, Ambidextrie oder Resilienz scheinen erste Schritte weg von tayloristischen Paradigmen zu sein, tun sich aber schwer in der Breite Fuß zu fassen.

Zur Umsetzung der Ambidextrie beispielsweise werden in der Literatur bisher hauptsächlich organisatorisch differenzierende Ansätze vorgeschlagen, wie die zeitliche, kontextuelle oder strukturelle Trennung von Exploration und Exploitation [9], also die Umsetzung innerhalb tayloristisch geprägter starrer hierarchischer Konstrukte. Der vielversprechende Forschungszweig der individuellen Ambidextrie hat das Potential hier einen wertvollen Beitrag zu leisten, ist allerdings noch sehr jung. [10]

Taylor schreibt in seinem Hauptwerk The principles of scientific management: “In the past the man has been first; in the future the system must be first.” Heute ist der Mensch allerdings im Unternehmen immer weniger ausführendes Organ möglichst standardisierter repetitiver Aufgaben, die nicht automatisiert werden können, sondern kreativer Gestalter in schwach strukturierten komplexen Umgebungen. Unternehmen können somit auch keine technokratischen Konstrukte mehr sein, in denen der Mensch nur ein Rädchen im Getriebe ist, sondern emergente Systeme, die aus der kognitiven Zusammenarbeit der beteiligten Menschen entstehen und viel mehr leisten können als die reine Summe der einzelnen Gehirne. [11]

Die Leistungsfähigkeit eines Unternehmens hängt somit von der Leistungsfähigkeit des Denkens der beteiligten Menschen ab, insbesondere in Entscheidungsprozessen und von ihrer Kooperationsfähigkeit. Wie das aussehen kann, beschäftigt uns bei TIM Consulting schon länger und wird auch 2024 ein wichtiges Thema in unserer Forschung und unseren Projekten sein. Sprechen Sie uns bei Interesse gerne an.

Der digitale (Unternehmens-) Zwilling zur Entscheidungsunterstützung – Nachhaltigkeit ist gefordert

Da ist doch in den letzten Jahren einiges ins Rutschen gekommen: innerhalb kürzester Zeit wurde nachhaltiges Wirtschaften zu einem wichtigen Entscheidungskriterium im Einkauf vieler Kunden. Und das nicht nur bei Endkonsumenten, sondern auch und gerade im B2B-Bereich: „Wir haben uns vorgenommen, CO2-Ziele zu einem wichtigen Kriterium für Lieferantenentscheidungen und -verträge zu mache“, so Ola Källenius, CEO von Mercedes-Benz, bereits 2019 gegenüber der Presse. So mancher Zulieferer hat dies schon praktisch zu spüren bekommen, indem lange Fragekataloge zu Nachhaltigkeitsdaten von den Kunden abgefragt werden.

Sollte dies noch nicht ausreichend Motivation sein auf nachhaltige Unternehmensführung umzustellen, hilft die EU mit ihrer Gesetzgebung nach: seit Januar 2023 ist die „Corporate Sustainability Reporting Directive“ (CSRD) in Kraft. Danach müssen Unternehmen mit mehr als 500 Mitarbeitenden ab 2025 und mit mehr als 250 Mitarbeitenden ab 2026 Nachhaltigkeitsdaten in ihren Jahresbericht aufnehmen (Vorsicht: Die Datenerhebung muss schon im jeweils vorauslaufenden Jahr erfolgen!). Und zwar nicht nur in Form einer zurückblickenden Berichtserstattung, sondern auch vorausschauend mit Zielen und Maßnahmen, wie denn nun das Unternehmen in Zukunft nachhaltig werden wird.

Wie wirkt sich „nachhaltiger werden“ auf mein Unternehmen aus?

Wie wirkt sich das nun auf mein Unternehmen aus, und wo sind die wirtschaftlich verträglichen Hebel zu verbesserter Nachhaltigkeit? Natürlich sind diese Fragen nicht einfach und schon gar nicht allgemeingültig zu beantworten. Möchte man sich umfassend dem Problem annähern ist klar, dass zunächst eine komplette Aufnahme aller Massen-, Energie- und Emissionsströme des Unternehmens erfolgen muss; Kosten- und Umsatzströme sind ja meist ausreichend bekannt.

Was aber jetzt tun mit dem unübersichtlichen Wust an Daten? Gerne würde man die Datenflut übersichtlich darstellen, miteinander in Relation bringen und verknüpfen, um damit „herumzuspielen“: Was passiert, wenn ich an dieser oder jener Stellschraube drehe, an ganz anderer Stelle im Unternehmen? Hat das negative Umweltauswirkungen an anderer Stelle, die ich so nicht gesehen habe? Und vor allem: was kostet mich der Spaß?
Wünschenswert wäre also eine gut und leicht verständliche Visualisierung aller relevanten Massen- und Energieströme sowie deren Auswirkung auf die Kosten. Sodann hätte man dann doch gerne – davon abgeleitet – eine Möglichkeit die Daten zu simulieren und damit Entscheidungen zu unterstützen, die ich als Unternehmensleitung auf dem Weg zur Nachhaltigkeit zu fällen habe – ein ressourcen-optimiertes Vorgehen zur Unternehmensplanung, ohne die Kosten aus den Augen zu verlieren.

Szenarienbildung mit dem digitalen Zwilling

Und genau das tut der digitale Zwilling, der am Karlsruher Institute of Techology (KIT) entwickelt wurde: durch die Anwendung moderner digitaler Methoden (digitaler Zwilling, poly-VR) wird das Gesamtsystem „fertigendes Unternehmen“ visuell in einer Virtual Reality-Umgebung dargestellt.
Diese Darstellung erlaubt dann durch KI-basierte Optimierungsalgorithmen eine pro-aktive, vorwärts-orientierte Simulation von Nachhaltigkeitsparametern, welche vorausschauend Stellhebel für die (kosten- UND ressourcen-) effiziente Unternehmensplanung zur Verfügung stellt. Es entsteht die Möglichkeit, Betriebsabläufe ganzheitlich (d.i. nicht nur unter betriebswirtschaftlichen, sondern auch nachhaltigen Aspekten) zu simulieren und damit verschiedene Szenarien durchzuspielen.

Voraussetzung ist, dass das Unternehmen seine Massen-, Energie- und Emissionsströme kennt. Diese sind vorab mit klassischen Verfahren, z.B. durch eine Umwelteinflussanalyse im PAAG- oder HAZOP-Verfahren, gerne auch unter BImSch-Richtlinien, zu erfassen. Interdependenzen und Ressourcenkonkurrenzen zwischen verschiedenen Fertigungsprozessen müssen zunächst „auf Papier“ evaluiert und dokumentiert, sowie die dazu notwendigen Datenflüsse erfasst werden.

Damit erhält die Unternehmensleitung (oder das Controlling) dann aber ein umfassendes und innovatives System zur Unternehmenssteuerung, welches die von der CSRD-Richtlinie und den Kunden geforderte vorausschauende Blickweise auf Strategien, Ziele und Maßnahmen zur Erreichung von Nachhaltigkeit abbildet. Und ganz nebenbei auch noch die Daten für eine CSRD-konforme Berichterstattung liefert.
Das Unternehmen dürfte damit nicht nur von einer verbesserten Vermarktbarkeit und Imagebildung gegenüber Kunden profitieren, sondern auch von gesenkten Kosten durch die Optimierung von Energie- und Materialver­bräuchen. Dazu dürften mittelfristig auch die Finanzierungskosten des Unternehmens gesenkt werden, da Kreditgeber zunehmend Nachhaltigkeitskriterien in ihre Zinsberechnungen mit einbeziehen.

Nachhaltigkeit gewinnen mit dem digitalen Zwilling

Der Aufwand für die Erfassung aller notwendiger Daten für die Unternehmens-Nachhaltigkeit ist zunächst natürlich groß, aber ohnehin zu leisten. Dann ist es besser, mit relativ überschaubarem Aufwand gleich eine innovative Lösung anzuschließen, die die gesamte Unternehmenssteuerung digital revolutioniert. Das Unternehmen gewinnt dadurch enorm an Entscheidungsfähigkeit und steigert so seine Wettbewerbsfähigkeit auf allen Ebenen.

Ein Jahr im Zeichen der KI – Ein Rückblick

2023 war ein Jahr, in dem KI nicht nur ein Buzzword blieb, sondern in praktischen Anwendungen überzeugte. Im Folgenden möchte ich auf Entwicklungen im Bereich der KI eingehen und darauf, wie TIM Consulting die sich daraus ergebenden Möglichkeiten für eigene Lösungen aufgegriffen hat.

KI-Entwicklung: Von DaVinci zu GPT-4

Ein wesentlicher Meilenstein dieses Jahres war die rasante Entwicklung im Bereich der KI-Technologie, besonders markiert durch den aufkommenden ChatGPT-Hype und die Einführung von GPT-4. Schon bevor ChatGPT einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde, setzte sich TIM Consulting intensiv mit den OpenAI-Modellen während der Entwicklungsphase der internen Software auseinander, damals noch mit dem Flaggschiff-Modell „DaVinci“. Es war beeindruckend zu beobachten, wie sich die Modelle von DaVinci zu GPT-4 gefühlt wöchentlich weiterentwickelten und eine Fülle neuer Funktionen boten. Die rasante Dynamik im Bereich der KI-Technologie spiegelte sich auch in den organisatorischen Veränderungen bei OpenAI wider, wo es innerhalb eines kurzen Zeitfensters von Freitag bis Dienstag zu einem bemerkenswerten vierfachen Wechsel an der Unternehmensspitze kam. Diese Entwicklung unterstreicht metaphorisch die atemberaubende Entwicklungsgeschwindigkeit in der KI-Branche. Die kontinuierlichen Verbesserungen und Leistungsfähigkeit der Large Language Models jedenfalls haben die Arbeitsmethoden und das Spektrum der Möglichkeiten bei TIM Consulting deutlich verbessert.

Erfolgsgeschichte: Eigene KI-Modelle und Softwarelösungen

Ein Highlight des Jahres war für uns die erfolgreiche Entwicklung und Implementierung eines eigenen KI-basierten Expertensystems. Indem die umfassenden Möglichkeiten der Large Language Models durch gezieltes Fine-Tuning sowie den Einsatz maßgeschneiderter Trainingsdatensätze  optimiert wurden, konnten diese effektiv in einen neu erstellten Clusteringprozess integriert werden. Dies erfolgte gemäß eines modularen Ansatzes.

Diese Eigenentwicklung ermöglichte es TIM Consulting, die bisher verwendete Lizenzsoftware zu ersetzen. Zudem ist es uns nun möglich, eine breite Palette von Fragestellungen im Bereich Technologie- und Innovationsmanagement sowie der Neugeschäftgenerierung tiefer und äußerst effizient zu beantworten und damit Entscheidungsprozesse zu unterstützen.

Beispiel: KI-Einsatz zur Identifikation von PFAs-Alternativen

Das neu entwickelte Expertensystem wurde erfolgreich in vielen Projekten eingesetzt, unter anderem zur Identifizierung möglicher Substanzen, die als Alternativen zu den herkömmlich verwendeten PFAs dienen könnten. Dank des modularen Designs und unseres methodischen Ansatzes konnten wir schnell eine speziell für Materialthemen angepasste Lösung entwickeln. Ein besonderes Highlight war es für unseren Kollegen Ulrich Hutschek, die für die Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) gewonnenen Einblicke im November auf dem Deutschen Maschinenbau-Gipfel vor einem Publikum von über 800 Teilnehmern zu präsentieren.

Ausblick

Auch im kommenden Jahr werden die Fortschritte im Bereich der KI-Technologie weiterhin rasant voranschreiten. Und auch wir haben bereits neue Entwicklungen für das Technologie- und Innovationsmanagement sowie die Neugeschäftgenerierung in der Pipeline. Mehr News dazu in unserem nächsten Newsletter!

Liebe TIM-Interessierte und Freunde!

Ihr TIM-Team