Industrie 4.0: die Digitale Revolution im Überblick

Das Internet der Dinge wird langsam greifbar. Auch die CeBIT macht ›d!conomy‹ zu ihrem Topthema. Die aktuellen Entwicklungen im Überblick 

Revolution im Anmarsch: Internet der Dinge
Foto: kallejipp / Quelle: Photocase
Revolution im Anmarsch: Internet der Dinge

Du hast nächste Woche Vorstellungsgespräch und brauchst dafür einen Anzug, der perfekt sitzt – trotz deiner jeglicher Konfektionspassform entgleitenden langen Arme und er soll auch bitteschön keinen Mariannen-Graben in deinen Studentengeldbeutel reißen – die Quadratur des Kreises? Iwo, der Maßanzug von der Stange scheint keine entrückte Zukunftsmusik zu sein, sondern könnte in wenigen Jahren schon zum Standardrepertoire der Bekleidungsindustrie gehören.

Denn: Ein frischer Wind weht in Deutschland, wir stehen auf der Schwelle zur vierten industriellen Revolution, das Zeitalter der Industrie 4.0 beginnt.

Was bedeutet Industrie 4.0?

Version 4.0 der industriellen Fertigung, das bedeutet, die Massenproduktion wird individualisiert, die Bedürfnisse und Wünsche der einzelnen Konsumenten können durch die intelligente Steuerung von Informationsströmen vom Kunden hin zur Produktion berücksichtigt werden.

Kommunikation und Automatisierung sind hierbei wichtige Stichwörter, denn in der Industrie 4.0 tauschen sich sämtliche Komponenten untereinander aus, Produktionsprozesse verselbstständigen sich: Das Werkstück kommuniziert mit der Fertigungsstraße und kann vom Laufband bis zur LKW-Lieferung in Echtzeit nachverfolgt werden, die Fertigungsstraße meldet der Logistik, welche Teile benötigt werden, das Lager bestellt selbstständig nach und die produzierten Stückzahlen des Standorts Bitterfeld sind automatisch an die Produktionsmenge der Niederlassung in Warschau angepasst.

Die CeBIT widmet jenem Phänomen, das weit über die Grenzen von Produktionsabläufen und Logistikumschichtungen hinausragt, dieses Jahr unter dem Titel ›d!conomy‹ seine volle Aufmerksamkeit. Dieser kantige Neologismus aus ›digital‹ und ›economy‹ steht für den »rasanten Einzug der Digitalisierung und des ›Internets der Dinge‹ in alle Bereiche der Wirtschaft und des alltäglichen Lebens«, erklärt der CeBIT-Vorstand der Deutschen Messe AG, Oliver Frese.

Stichwort: d!conomy

Digital steht hierbei jedoch nicht etwa für eine spezielle Technologie, sondern vielmehr für ein Mindset: In allen Branchen mimt die Digitalisierung immer mehr die Treiberfunktion für Innovationen, entwickelt sich zum Zugpferd für den Fortschritt und macht sich damit zugleich unersetzbar. Auch Dr. Stephan Pfisterer glaubt daran, dass durch den unaufhaltbaren Siegeszug der Nullen und Einsen tiefgreifende Veränderungen von Geschäftsmodellen, Fertigungsprozessen und Produkten in sämtlichen Wirtschaftszweigen bevorstehen.

Der Bereichsleiter für Bildungspolitik und Arbeitsmarkt beim Branchenverband Bitkom zieht vom Digitalisat-Schmelztiegel aus Big Data, Cloud Computing, Social Media und Cyber-Physical-Systems (CPS) sogar die Parallele zur ersten industriellen Revolution im 19. Jahrhundert, als Dampfmaschine und Webstuhl das bestehende Wirtschaftssystem grundlegend auf den Kopf stellten. Doch Halt, bringt das jetzt auch Umbruch, Massenentlassung und Klassenkampf? Eher unwahrscheinlich. Eine Bitkom-Studie hat gezeigt, dass sich bereits im Jahr 2012 knapp 1,5 Millionen Arbeitsplätze in der gesamten deutschen Volkswirtschaft auf den Trend zur Digitalisierung zurückführen lassen, Tendenz steigend.

Was gehört zu Industrie 4.0?

Technologiefelder von Industrie 4.0 / Quelle: Bitkom
Technologiefelder von Industrie 4.0

Industrie 4.0: 1,5 Millionen Arbeitsplätze 

Das sieht der Präsident der Gesellschaft für Informatik, Prof. Dr.-Ing. Peter Liggesmeyer, ähnlich: Zwar geht er davon aus, dass einige bestehende Berufsbilder sicherlich durch die digitale Transformation von der Bildfläche verschwinden werden – vor allem jene, welche primär überwachende Tätigkeiten beinhalten, wie beispielsweise der Leitwart eines Energieversorgungsnetzes.

Der Grund: Das Stromnetz der Zukunft ist dezentral aufgebaut und stützt sich auf zahllose Kleinsteinspeiser wie beispielsweise die Photovoltaikanlage auf dem deutschen Garagendach. Somit entzieht sich das ›SmartGrid‹ künftig der Überwachbarkeit durch Menschenhand, die Steuerung ist auf digitalen Grips angewiesen, der das feingewobene Netz durchblicken und abstimmen kann. Liggesmeyer, der den Lehrstuhl für Software Engineering an der TU Kaiserslautern inne hat, glaubt jedoch vornehmlich an die positiven Effekte für den Arbeitsmarkt.

Wo einerseits Professionen – wie einst im 19. Jahrhundert der Handweber durch den mechanischen Webstuhl – aussterben, werden andererseits die stetig aus der digitalen Wiese sprießenden Tätigkeitsfelder den Boden für andersartige Arbeitsplätze bereiten. Denn schließlich müssen ja die Gerätschaften, welche den Menschen als Kontrolleur ersetzen, entwickelt und hergestellt werden.

»Ich glaube schon, dass man eine Chance hat, Arbeitsplätze eher zu generieren als sie zu vernichten, aber was relativ klar ist, ist dass die erzeugten Arbeitsplätze von ihrer Art her anders ausgerichtet sein werden als diejenigen, die durch eine solche Entwicklung obsolet werden. Mit anderen Worten, es hat auch etwas mit einem Bedarf nach Weiterqualifikation zu tun«, schließt Liggesmeyer.

Zukunft für Informatiker: Interdisziplinarität

Auch Dr. Pfisterer vom Bitkom geht davon aus, dass eine blinde Zukunftsangst unangebracht ist: Die Arbeitswelt wird sich wandeln, aber nicht zwingend schrumpfen, Arbeiter im Business der d!conomy müssen besser ausgebildet sein, werden aber mitnichten überflüssig.

Diese Auffassung scheinen übrigens auch die Beschäftigten selbst zu teilen: Dem Bitkom zufolge sehen acht von zehn Beschäftigten ihren eigenen Job durch den verstärkten Einsatz von Computern, Software oder Robotern nicht bedroht.

Ein zuversichtlicher Blick auf die Entwicklung, steht doch letztlich die Frage im Raum, inwiefern der erweiterte Qualifikationsbedarf in der (Aus-)Bildungspraxis umgesetzt werden wird. Was mit Sicherheit geschehen wird, ist, dass jene Studiengänge, die einen direkten Anknüpfungspunkt zur Industrie 4.0 aufweisen, dass heißt, Informatik, Maschinenbau oder auch Elektrotechnik, sich dem grundlegenden Wandel anpassen müssen.

Künftig ist es unausweichlich von Nöten, über den eigenen Tellerrand hinaus die Integration von Nachbardisziplinen voranzutreiben, so Professor Liggesmeyer. Ein Informatikstudent, der nichts von Hardwaresystemen und Motorenproduktion versteht, würde sich beispielsweise im integrativen Arbeitsumfeld der Automobilbranche schwer tun, Fuß zu fassen – ebenso wie ein Maschinenbauer, für den das Innenleben von IT-Komponenten spanische Dörfer sind.

Eine fächerübergreifende Ausbildung ist notwendiger denn je – auch insbesondere angesichts der immer stärkeren Ausdifferenzierung der IT-Welt. Der Rand des IT-Teppichs franst sozusagen aus, immerzu entstehen weitere neue Spezialgebiete, die die Hände nach spezifisch geschulten Absolventen ausstrecken.

Anforderungsprofile von Informatikern im Wandel

Von der breiten Palette an neuen Anforderungsprofilen, angefangen beim ›Data-Scientists‹, über den ›Innovation Evangelist‹ bis hin zum ›Community Manager‹ kann Tim Neugebauer, Geschäftsführer der DMK E-Business GmbH, ein Liedchen singen: Seit nunmehr fast zehn Jahren ist seine Firma als Software- und Beratungshaus in allen Fragen der Digitalisierung am Markt, er kennt die Fallstricke und Karriereleitern der Informationstechnologie in Deutschland wie kaum ein anderer.

Am Beispiel des IT-Projektmanagements erklärt er die neue Fasson des IT-Biz, in welchem kaum mehr Generalisten gefragt sind, Spezialisten jedoch jeglicher Spielraum zur Entwicklung gegeben wird:

»Im Zusammenhang mit dem Aufkommen agiler Vorgehen entstehen neben dem klassischen Projektleiter neue Rollen im Management. Beispielsweise unterscheidet Scrum, eines der bekanntesten agilen Vorgehen, zwischen Product Owner, Development Team und Scrum Master – einen herkömmlichen Projektleiter sucht man hier vergebens. Damit wandelt sich auch das Arbeitsumfeld der Software-Entwickler. Weg von ›I‹-, hin zum ›T‹-förmigen Software-Ingenieuren: Spezialisten also, die auch in angrenzenden fachlichen Bereichen ihre Kompetenzen besitzen.«

Internet der Dinge: IT-Experten sind gefragt

Neugebauer rät Informatik-Studenten deshalb zur klaren Linie: Es sei besser, eine Sache theoretisch gut zu durchdringen und darin auch Praxiserfahrung zu sammeln, als in vielen Themenfeldern nur sehr oberflächliche Kenntnisse zu haben. Hier gelte die Kunst, sich nicht von der IT-typischen Begriffsvielfalt blenden zu lassen und sich nicht blindlings in Hype-Zyklen zu verlaufen. Informations-Selektion und Priorisierung, sozusagen das ›Gute ins Töpfchen‹ sortieren zu können, sei im Informatikstudium eine überlebenswichtige Fähigkeit.

»Wer sich selbst gut organisieren kann und zumindest zeitweise und besonders auch in Bezug auf sein eigenes Profil unternehmerisch denkt, hat einen Vorteil«, so der Branchenexperte Neugebauer.

Den Beobachtungen des Bitkom zu Folge scheinen sich die Auswirkungen der d!conomy auf die Wirtschaft zu einem wahren Honigtopf für ITler zu entwickeln: IT-Spezialisten sind gefragt wie warme Brötchen, rund 40.000 IT-Stellen sind in den Unternehmen der IT- und Telekommunikationsbranche und auch über die klassischen IT-Branchen hinaus vakant.

40.000 offene Stellen für Informatiker

Wer sich also klug positioniert und sich rechtzeitig mit Zukunftsthemen wie Cloud, Big Data oder Mobile beschäftigt, kann beruflich aus dem Vollen schöpfen, prognostiziert Dr. Stephan Pfisterer. Dann heißt es Wahlmöglichkeit statt Arbeisplatzsuche, bestätigt Neugebauer. Fast scheint es, als käme auf die Zunft der IT-Fachkräfte eine annähernd staatstragende Bedeutung zu. Liggesmeyer vergleicht die Rolle der Informatik mit der der Dampfmaschine während der ersten industriellen Revolution: »Sie ist der zentrale Enabler, ohne Informatik geht nichts.«

Für nahezu alle Lebensbereiche lässt sich eine Verbindung zu ihrem Handwerkszeug finden. Ob die Kontaktlinse, die den Mineralgehalt der Tränenflüssigkeit ausliest, das omnipräsente Web in der Hosentasche auf den Bildschirmen der Smartphones, Komfort- und Fahrsicherheit steigernde Komponenten der Car IT, die ›intelligente‹ Stromversorgung unserer Haushalte oder die Digitalisierung von kompletten Wertschöpfungsketten – der Eindruck entsteht, als schreibe ein unsichtbares Heer an Informatikern überall im Hintergrund den Code für die moderne Lebenswelt.

Somit hängt vom Aufbau der Informatik-Kompetenzen viel ab. Den Informatikern »kommt eine spannende und zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung des Wirtschaftsstandorts Deutschland zu«, prophezeit CeBIT-Vorstand Frese.

Internet der Dinge: wirtschaftliches Potenzial ist enorm

Das Potenzial für die deutsche Wirtschaft ist immens – und doch schallen Unkenrufe durchs Land, Deutschland habe die Entwicklung der d!conomy verschlafen, sich im Wettstreit um die Markt- und Innovationsvormacht gar die Vorreiterrolle von Mitstreitern wie der USA und China nehmen lassen. Frese bestätigt zwar, dass besonders die USA eine starke Position inne hat, verschlafen aber habe Deutschland in keiner Weise:

»Vor allem der deutsche Mittelstand im Bereich der IT bringt hochkompetente Lösungen hervor, die auf dem Weltmarkt wettbewerbsfähig und sehr angesehen sind.«

Allerdings dürfe die Bundesrepublik durch ihren starken Fokus auf die Datensicherheit nicht die Chancen, die in der Digitalisierung stecken, aus dem Blick verlieren, warnt der CeBIT-Vorstand. Im internationalen Vergleich müssen wir wachsam und schnell sein, um die Chancen nicht zu verpassen. Denn die Rede ist vom digitalen Darwinismus: ›adapt or die‹.

Neugebauer kann dem nur zustimmen, denn Deutschland sieht allzu häufig zuerst die Risiken und dann erst die Chancen.

»Bei allen Bedenken muss das Neue gestaltet werden, müssen Menschen mit Mut und Geld vorangehen«, fordert der Experte.

Liggesmeyer unterstreicht die positive Stellung Deutschlands und geht sogar so weit, Deutschland die Erfindung von Industrie 4.0 zuzuschreiben: »Es ist proaktiv in Deutschland entstanden, wir haben das in keiner Weise verschlafen, sondern im Gegenteil, wir gestalten.«

Dass Industrie 4.0 aber noch lange nicht flächendeckend im deutschen Unternehmertum angekommen ist, zeigt eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO).

  • Lediglich sechs Prozent der Befragten bewerten die Industrie-4.0-Fähigkeit ihres Unternehmens als bereits stark ausgeprägt.
  • Gleichzeitig geben 55 Prozent an, ihre Industrie-4.0-Fähigkeit erst erarbeiten zu müssen.
  • Bisher weisen lediglich 29 Prozent der befragten Unternehmen eine Industrie 4.0-Strategie vor.

Industrie 4.0: Unternehmen müssen Umstellungen meistern

Hauptgründe für die fehlende Umsetzung von IT-Innovationen seien festgefahrene Organisationen und fehlende technische Voraussetzungen. Somit besteht die Herausforderung für die Unternehmen darin die Umstellung zu meistern, digitale Kompetenzen aufzubauen, Unternehmenskulturen zu verändern und Managementmethoden zu überdenken.

Bis 2020 will die deutsche Industrie 40 Milliarden Euro pro Jahr in Anwendungen von Industrie 4.0 investieren, prophezeit eine PwC-Studie. Auch die Bundesregierung hat diese wichtige Entwicklung erkannt und nimmt Industrie 4.0 in ihre Hightech-Strategie auf. Ob sich die Mühen auszahlen werden, wird sich erst in ein paar Jahren zeigen. Laut Liggesmeyer von der GI wird es aber auf jeden Fall auch in dieser Revolution Verlierer geben, wie in der ersten industriellen Revolution die Kutschenhersteller.

Es wird diejenigen geben, die es schaffen, ihre Produkte und ihre Umgebungen auf die neuen Prinzipien einzustellen und daraus Chancen ziehen, und es wird diejenigen geben, die diese Entwicklung verpassen und somit entweder vom Markt verschwinden oder zumindest Marktanteile verlieren werden.

Internet der Dinge: Chancen und Risiken 

So wie es immer Gewinner und Verlierer gibt, die Medaille immer zwei Seiten hat, bringen die Entwicklungen der d!conomy sowohl Chancen als auch Risiken mit sich. Für den Verbraucher soll vieles leichter, angenehmer und schneller werden – Heizungen können von unterwegs aus gesteuert werden, Blumentöpfe melden, wenn die Pflanzen Wasser brauchen und das Auto findet Parkplätze ganz von alleine.

Außerdem wird sich das Einkaufsverhalten wandeln und die Produktpalette individualisierbarer, denn Unternehmen treten zunehmend in einen Dialog mit den Konsumenten, so Neugebauer. Der Kunde bekommt ein auf seine Bedürfnisse zugeschnittenes Produkt, das generiert für die Wirtschaft den Vorteil, dass sich solche bedürfnisgerechten Produkte besser verkaufen lassen und so Märkte erzeugt werden können, prophezeit auch Liggesmeyer.

Zwei Drittel der Bundesbürger sind laut einer Umfrage überzeugt, dass die Digitalisierung alles in allem mehr Chancen als Risiken mit sich bringe, sagt Pfisterer vom Bitkom. Für die Wirtschaft stehen im Zusammenhang mit d!conomy Produktionssteigerungen von 30 Prozent im Raum. Ist eine solche Schätzung realistisch und wie kann eine solche Steigerung zu Stande kommen?

CeBIT-Vorstand Frese hält den Wert von 30 Prozent durchaus für standhaft, wenn er sich unterschiedliche Studien zur Effizienzsteigerung im Bereich der Produktion im Zusammenhang mit der Digitalisierung ansieht, denn Produktionsprozesse können beschleunigt werden und Unternehmen können mit den richtigen IT-Lösungen schneller auf die Anforderungen des Marktes reagieren.

Liggesmeyer fügt hinzu: »Es geht letztlich darum, Sachen schneller und automatischer zu erledigen, also langsame Entscheidungsprozesse in gewisser Weise zu vermeiden, indem Systeme autonom reagieren.«

Internet der Dinge: Herausforderung für Unternehmen und Politik

Wer es schafft, diese Ziele zu erreichen, der kann seine Position auf dem Markt erheblich verbessern. Wettbewerbsvorteile sind im digitalen Zeitalter jedoch nur wesentlich kurzfristiger haltbar, die bestehenden Marktstrukturen werden durch digitale Start-ups durcheinandergebracht. Unternehmen müssen daher wandlungsfähiger werden.

Daher rät Neugebauer zu dem Leitsatz ›lead, don't follow‹ – »also aktives Gestalten der Zukunft und Agieren im Sinne der digitalen Transformation, anstatt passives Reagieren auf die weitgreifenden Veränderungen im jeweiligen Umfeld«. Der Politik kommt hierbei die Aufgabe zu, schnellstmöglich für Rechtssicherheit und die nötigen Rahmenbedingungen, zum Beispiel steuerliche oder verwaltungsbezogene Erleichterungen, zu sorgen.

Verbraucher: zwischen Nutzwert und Datenschutz abwägen

Auch die Verbraucher übernehmen besonders vor dem Hintergrund der Datensicherheit eine aktive Rolle. Denn leider sind digitale Angebote oftmals »informationshungriger als es wünschenswert wäre, Cloud-Dienste und Apps sind schnell installiert und sorgen für Nutzwert, gleichzeitig werden aber Daten über unser Verhalten gesammelt«, mahnt Neugebauer. Aufgrund dieser Daten werden beispielsweise personalisierte Angebote vermittelt. Diese sind zwar manchmal nützlich, schränken aber auch in der Wahlmöglichkeit ein. »Für dieses Dilemma muss jeder Nutzer eine eigene Strategie entwickeln« so der DMK-Geschäftsführer.

Gerade das Sicherheitsthema wurde in den letzten Jahren vernachlässigt, sodass in diesem Bereich Nachholbedarf besteht.

»Wir sehen aber, dass Sicherheit als essenzielle Voraussetzung für die digitale Wirtschaft und Gesellschaft angekommen ist: IT-Entwickler denken den Sicherheitsaspekt bei der Entwicklung von Produkten und Geschäftsmodellen mittlerweile von vornherein mit«, versichert Frese – ein typisch deutscher Ansatz, könnte man meinen.

Datenschutz elementar im Internet der Dinge

So wie Privatpersonen ihre Daten schützen sollten, müssen auch Energieversorgungsnetze, Mobilitäts-Systeme und jedes andere Produktionssystem, das mit dem Internet verbunden wird, gesichert werden – unabhängig davon, ob es ein Computer, ein Auto, ein Fitnessband fürs Handgelenk oder ein Kraftwerk ist. Schließlich gibt es immer wieder beeindruckende Beispiele von Hackerangriffen, die weitreichende und auch politische Auswirkungen haben können – man denke nur an die jüngst verübten Angriffe auf die Seiten der deutschen Regierung durch islamistische Terroristen.

Datensicherheit und das Vertrauen in digitale Systeme stellen augenscheinlich ganz entscheidende Erfolgsfaktoren für die Digitalisierung dar, denn »wenn Nutzer – Endverbraucher und auch Unternehmen – den Systemen nicht vertrauen, weil ihre Daten möglicherweise nicht sicher sind, werden sie diese nicht nutzen«, fügt der CeBIT-Vorstand hinzu.

Für IT-Experten liegt künftig der Fokus vor allem darauf, die Datensicherheit, die sogenannte ›Security‹, und den Aspekt ›Safety‹ miteinander zu verknüpfen.›Safety‹ bezeichnet die Funktionssicherheit einer Anlage – will heißen, ›Safety‹-Experten sorgen dafür, dass der Schmelzofen nicht durch IT-Pannen der Belegschaft um die Ohren fliegt. Es geht also nicht um die Gefährdung der Anlage selbst, etwa durch Hacker im Falle eines ›Security‹-Bugs, sondern um die Gefährdung der Umgebung durch ihre IT-Komponenten. Ein Aufgabengebiet mit äußerst geringer Fehlertoleranz.

Was sich für Informatiker als Arbeitnehmer ändert

Auch vor diesem Hintergrund muss die Ausbildung von ITlern an Schnittstellen zwischen Disziplinen und Teildisziplinen ansetzen. Durch die Umstrukturierungen der Unternehmen werden zwangsläufig auch neue Konzepte für die Arbeitnehmer nötig: So müssen bewährte Modelle wie etwa zur Arbeitszeit und zum Arbeitsschutz in die digitale Wirklichkeit transformiert werden. Schließlich entsteht eine neue Generation der Arbeitnehmer, die ›Digital Bohéme‹. Das sind Personen, die selbstbestimmt und ortsunabhängig in und mit dem Internet ihr Geld verdienen, die nicht an einen festen Arbeitgeber gebunden sind und keinen klassischen Arbeitsplatz haben. Das bedeutet gleichzeitig für die Arbeitnehmer ein erhöhtes Maß an Flexibilität und Mobilität.

Wohin führt die digitale Revolution?

Es bleibt, sich die Frage zu stellen, wohin die digitale Revolution uns führen wird. Müssen wir uns auf ein Zukunftsszenario á la Metropolis einstellen? Liggesmeyer äußert, dass uns die Transformation in »eine querschneidend geänderte Lebenssituation« bringen wird. Es ist davon auszugehen, dass durch die – alle gesellschaftlichen Bereiche betreffende – Digitalisierung bestimmte Handlungsweisen aussterben und dafür andere entstehen – so wie Facebook, Twitter und Co. bereits unsere Kommunikationsformen verändert haben.

Frese ist sich sicher, dass uns noch wesentlich weitreichendere Veränderungen erwarten:

»Die großen Technologien der vergangenen Jahre wachsen zusammen und entfalten in ihrer Kombination eine unglaubliche Innovationskraft, Big Data Analytics, die Cloud-Technologien und der Trend zum mobilen Internet werden weiter verschmelzen und in den nächsten Jahren weitere Innovationen hervorbringen – von denen wir im Moment noch gar kein Bild haben.«

Dieser Text stammt aus der Feder von:

Eva Ixmeier & Petra Herr
feedback(at)audimax.de

Telefon: 0911-237790

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