Maschinenbau

1

Einleitung

Maschinenbau, traditionell einer der bedeutendsten Wirtschaftszweige der Industrieländer, in Deutschland der bedeutendste überhaupt, gefolgt von Elektrotechnik-, Automobil- und chemischer Industrie. Der Maschinenbau umfasst die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von Maschinen aller Art. Die Erfindung und der Bau von sinnreichen Maschinen, die dem Menschen erlauben, seine begrenzte Kraft zu vervielfältigen (Hebel, Flaschenzug) oder seine Fähigkeiten ganz allgemein zu erweitern (Fiedelbohrer bis hin zur Webmaschine und zur Werkzeugmaschine), ist das Wesen technischen Tuns schlechthin und begründet den Ursprung der kulturellen Entwicklung der Menschheit.

Der Maschinenbau umfasst zahlreiche Fachgebiete, die sich gegenseitig und mit anderen Zweigen der Technik – insbesondere mit der Elektrotechnik und der Informations- und Kommunikationstechnik – durchdringen und vernetzen. Eine klare Abgrenzung ist daher nicht möglich.

Um nur eine gewisse Vorstellung über die Vielfältigkeit dieser Branche zu geben, seien an dieser Stelle einige wesentliche und typische Fachgebiete aufgezählt, mit denen sich der Maschinenbau befasst: Kraftmaschinen, Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme, Robotik und Automatik, Großanlagenbau, allgemeine Lufttechnik, Baumaschinen, verfahrenstechnische Maschinen und Anlagen, Fördertechnik (z. B. Förderanlage), Bergbaumaschinen, Hütten- und Walzwerke, Gießereimaschinen, Druck- und Papiertechnik, Textilmaschinen, Bekleidungs- und Ledertechnik, Holzbearbeitungsmaschinen, Gummi- und Kunststoffmaschinen, Landmaschinen, Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen, Schiffbau- und Offshore-Zulieferindustrie, Wäscherei- und Reinigungsmaschinen (chemische Reinigung), Thermotechnik, Prozess- und Abfalltechnik, Antriebstechnik, Armaturen, Pumpen, Kompressoren und Vakuumpumpen, Präzisionswerkzeuge, Prüfmaschinen, Waagen, Schweiß- und Druckgastechnik.

Charakteristisch für diesen Industriezweig ist die mittelständische Struktur. Es gibt in Deutschland etwa 6 000 Betriebe mit rund einer Million Beschäftigte und einem durchschnittlichen Umsatz von 230 Milliarden pro Jahr (das ist rund ein Achtel des gesamten Industrieumsatzes). 80 Prozent der Betriebe beschäftigen weniger als 200, nur zwei Prozent mehr als 1 000 Mitarbeiter. Mehr als die Hälfte der Produktion geht ins Ausland. Die Unternehmen sind im „Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau” (VDMA) organisiert, der rund 3 000 Unternehmen vereinigt und 90 Prozent des Gesamtumsatzes der Branche repräsentiert.

2

Geschichte

Über Jahrhunderte war der Bau von Maschinen Sache von Handwerkern, Mechanikern, Kunstmeistern, Mühlenbauern und überwiegend im Umfeld der Architektur angesiedelt. Mit dem Rationalismus und der Aufklärung, Ende des 17., Anfang des 18. Jahrhunderts, begann die wissenschaftliche Durchdringung der Handwerkskünste und der Technik (Denis Diderot; Enzyklopädie). Systematisches Nachdenken über die Grundlagen der Technik und von Arbeitsabläufen führte z. B. dazu, die Herstellung von Textilien in Manufakturen arbeitsteilig zu organisieren und bahnte so der Industrialisierung ihren Weg. Die Einführung der Watt’schen Dampfmaschine Ende des 18. Jahrhunderts, zunächst zum Antrieb von Grundwasserpumpen in Bergwerken, dann zum Antrieb von Spinn- und Webmaschinen, markierte den Beginn der industriellen Revolution und einer eigenständigen Maschinenbauindustrie. (Zu den wirtschaftlichen und sozialen Folgen siehe industrielle Revolution, Technik, Textilindustrie.) Dieser Prozess begann zuerst in England und setzte sich Anfang der 18. Jahrhunderts auf dem Kontinent fort. Die Entwicklung immer leistungsfähigerer (Wärme-)Kraftmaschinen und vielfältigster Arbeitsmaschinen wurde zum Kernbereich und Motor der industriellen Entwicklung und ist es bis heute, im Zusammenwirken mit der Informations- und Kommunikationstechnik, geblieben. Werkzeugmaschinen, um 1800 vom Engländer Henry Maudslay deutlich verbessert, erlaubten die Fertigung maßgenauer Maschinenelemente wie Wellen, Schrauben, Bolzen und Zylinder. National, später weltweit vereinbarte Standardisierung der Elemente ermöglichte Massenproduktion von Maschinenteilen und deren Austauschbarkeit bei Reparaturen.

Der Einsatz der Dampfmaschine als Schiffsantrieb (Robert Fulton, 1807), besonders aber der Einsatz als Eisenbahnantrieb (George Stephenson und die Rocket, 1829) löste eine Lawine von Folgeentwicklungen aus: Aufbau eines neuen Verkehrs- und Transportwesens (siehe Verkehr), gigantischer Bedarf an Eisenbahnschienen und Transportfahrzeugen mit entsprechendem Bedarf an Hütten- und Walzwerken, an Gießereien und Schmieden, Aufbau des Signalwesens (siehe Telegraph) und Bau von Bahnhöfen und Brücken. Eisen und Stahl wurden zu den beherrschenden Werkstoffen. Ihre Gewinnung und Verarbeitung wurde zum Fundament des Maschinenbaus.

Unter dem Druck immer größerer Dimensionen – Massen, Gewichte, Kräfte, Drücke, Temperaturen, Geschwindigkeiten, Produktionsmengen – und tödlicher Gefahren (Kesselexplosionen waren an der Tagesordnung), musste die Berufsausbildung bzw. die gesamte Methodik des Entwickelns, Konstruierens, Produzierens, Prüfens und Überwachens auf eine neue, wissenschaftliche Basis gestellt werden. England verließ sich lange auf private Initiative und Ausbildung in der Praxis; Frankreich schuf Ende des 18. Jahrhunderts die École polytechnique und das Conservatoire des Arts et Métiers (mit Museum) und förderte von staatlicher Seite die streng wissenschaftliche Baumechanik und Maschinenlehre.

Deutschland hinkte der Entwicklung Jahrzehnte hinterher. 1825 wurde in Karlsruhe die erste technische Schule gegründet. Hier verfasste Ferdinand Redtenbach um 1850 die ersten Standardwerke des Maschinenbaus: Prinzipien der Mechanik, Der Maschinenbau und Resultate für den Maschinenbau. In Berlin forcierten Peter Beuth und Franz Reuleaux die technische Bildung. Die Arbeiten dieser und anderer Persönlichkeiten bewirkten das Entstehen einer umfassenden Ingenieurwissenschaft und, gegen Ende des 19. Jahrhunderts, den Anschluss Deutschlands an das Weltniveau, das damals bereits von den USA bestimmt wurde.

Die große, teure Dampfmaschine, die alles beherrschende Kraftmaschine des 19. Jahrhunderts, konnten sich nur Großunternehmer leisten, was die Entstehung von Kleinindustrien, von Handwerk und Gewerbe behinderte. Dies änderte sich mit der Erfindung des schnell laufenden Viertakt-Otto-Benzinmotors (Benz, Daimler, Maybach um 1883), des Dieselmotors (Diesel, 1897) und – vor allem – mit dem Elektromotor (Siemens und das elektrodynamische Prinzip, 1866, siehe Elektrotechnik). Man spricht in diesem Zusammenhang sogar von zweiter industrieller Revolution, weil sie neue industrielle Strukturen – u. a. die mittelständische Struktur – hervorrief.

Die Verbrennungsmaschine fand schnell Eingang in den Antrieb von Straßenfahrzeugen (das erste Auto von Carl Benz, 1886) und begründete einen neuen Zweig des Maschinenbaus, den Fahrzeugbau, der im Lauf des Jahrhunderts eine wirtschaftliche und gesellschaftliche herausragende Rolle gewinnen sollte. Mit der Massenproduktion am Fließband (Stichwort Taylorismus) führte Henry Ford um 1913 eine neue industrielle Produktionsweise ein, die einerseits das Auto drastisch verbilligte und für den „kleinen Mann” Gewinn an Mobilität und Lebensqualität brachte, anderseits aber beträchtliche soziale und ökologische Folgen hatte (Stichworte: Entfremdung von der Arbeit, Massenmotorisierung und ihre Folgen für die Ökologie).

Die Automobilindustrie und Elektroindustrie entfalteten sich, ausgehend vom Maschinenbau, zu eigenen Industriezweigen. Der Maschinenbau blieb im 20. Jahrhundert in Deutschland die wirtschaftlich bedeutendste Industriebranche mit der – gemessen an der Zahl der Patentanmeldungen – weltweit höchsten Innovationsrate. Bevölkerungswachstum, wachsender Wohlstand in den Industrieländern, steigende Ansprüche an Gütern des täglichen Bedarfs und an Luxusgütern, Kriege und wachsende Rüstungsindustrie (bis 1990) waren treibende Kräfte des Aufstiegs. Allerdings ist in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts auch ein tendenzieller und partieller Niedergang von einzelnen Branchen des Maschinenbaus zu verzeichnen. So sinkt seit den siebziger Jahren die Beschäftigtenzahl in der Industrie ständig, während sie in der Dienstleistungsbranche steigt. Man spricht hier von Deindustrialisierungsprozessen. Die Gründe sind vielfältig: steigende Produktivität in allen Branchen, wachsende Auslandskonkurrenz (Japan und andere ostasiatische Länder) und in manchen Branchen auch sinkender Bedarf (Bergbau, Hüttenwesen, Schiffbau), was zum Teil durch selbst hervorgebrachte Innovationen verursacht wird: Bessere Prozesstechnik und besserer Werkstoff sparen Produktionszeit, Material und Betriebsmittel. (Der Eiffelturm benötigte heute dank besserer Stahlqualität weniger als ein Drittel der Stahlmenge.)

Die schwerste Krise der Nachkriegszeit musste der Maschinenbau Anfang der neunziger Jahre überwinden. Die Auslastung der Betriebe sank auf durchschnittlich 76 Prozent, die Zahl der Beschäftigten musste um rund 20 Prozent, von 1,16 Millionen auf rund 900 000, verringert werden (Zahlen gelten für Westdeutschland, 1990-1994). 1995 stabilisierte sich die Konjunktur wieder, allerdings ohne nennenswert positive Auswirkung auf die Beschäftigtenzahlen.

Die zukünftige wirtschaftliche Entwicklung ist schwer abzuschätzen. 80 bis 90 Prozent der Produktion des Maschinenbaus gehen direkt in Ausrüstungsinvestitionen der Industrie (nicht in den Konsum); die konjunkturellen Schwankungen der Wirtschaft wirken sich folglich unmittelbar aus.