UdZ. Unternehmen der Zukunft. 2/2018 Forschung. Zeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung ISSN

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1 UdZ 2/2018 Forschung Unternehmen der Zukunft Zeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung ISSN

2 Impressum UdZ Unternehmen der Zukunft FIR-Zeitschrift für Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung, 19. Jg., Heft 2/2018, ISSN "UdZ Unternehmen der Zukunft" informiert mit Unterstützung des Landes Nordrhein-Westfalen zwei Mal im Jahr über die wissenschaftlichen Aktivitäten des FIR. Herausgeber FIR e. V. an der RWTH Aachen Campus-Boulevard Aachen Tel.: Fax: E Mail: info@fir.rwth-aachen.de Internet: Direktoren Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker, M.B.A. Geschäftsführer Prof. Dr.-Ing. Volker Stich Bereichsleiter (inhaltlich verantwortlich für dieses Heft) Dienstleistungsmanagement: Dr.-Ing. Philipp Jussen Informationsmanagement: Dr.-Ing. Violett Zeller Business-Transformation: Dr.-Ing. Gerhard Gudergan Produktionsmanagement: Dipl.-Wirt.-Ing. Jan Reschke Redaktionelle Mitarbeit Simone Suchan M.A. Julia Quack van Wersch, M.A. Korrektorat Simone Suchan M.A. Julia Quack van Wersch, M.A. Satz und Bildbearbeitung Julia Quack van Wersch, M. A. Druck AWD Druck GmbH Copyright Kein Teil dieser Publikation darf ohne ausdrückliche schriftliche Genehmigung des Herausgebers in irgend einer Form reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Bildnachweis Titelbild (li.): Elnur stock.adobe.com; Titelbild (re.): MH stock.adobe.com; S. 10: jean song stock.adobe.com; S.20: kingwin stock.adobe.com; S : Jan Engel stock.adobe.com; S : momius stock.adobe.com; S. 43: kebox stock.adobe.com; S. 50: peshkov Fotolia; S. 51: Jakub Jirsák stock.adobe.com soweit nicht anders angegeben: FIR e. V. an der RWTH Aachen Lesen Sie die aktuelle Ausgabe der UdZ online unter: udzforschung.de 2 UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/2018

3 >>In dieser Ausgabe<< Seite 6 Forschen für den Mittelstand: Die Zuse-Gemeinschaft stellt sich vor >>FIR-Forschungsprojekte<< Seite 10 Ersatzteilmanagement unter Einbezug additiver Fertigungstechnologien in der Supply-Chain Seite 14 Smart Services für die Landwirtschaft Geschäftsmodelle für industrielle Smart Services Ermittlung von Kompetenz- und Kapazitätsmerkmalen zur strukturierten Auswahl von Produktionsdienstleistern unter Berücksichtigung additiver Ersatzteilfertigung Seite 18 Cyberphysische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen Bewertung von Technologiekombinationen für das Internet der Dinge auf einen Blick Seite 30 Wertorientierte Gestaltung industrieller Dienstleistungen kleiner und mittlerer Unternehmen Seite 22 Einsatz von Business-Analytics- Methoden zur Entwicklung von Dienstleistungen Mittels Daten schneller kundenzentrierte Dienstleistungen entwickeln Lean-Services-Prinzipien mit Kennzahlen auswählen Seite 25 Ein Demonstrator für das Internet der Energie Ein intelligentes Stromnetz erfordert eine neue Infrastruktur, intelligente Dienstleistungen und ein ganzheitliches Sicherheitskonzept Seite 33 Effizientes Service-Release- Management für KMU Seite 36 Entwicklung einer Methodik zur Gestaltung von Prozessbaukästen und Standardisierung der Leistungserstellungsprozesse Systematische Identifikation und Umsetzung notwendiger Änderungen an After-Sales- Dienstleistungen von Maschinenbauunternehmen Überführung der Projektergebnisse in eine DIN SPEC mit einem Leitfaden zur Standardisierung von Instandhaltungsprozessen 4 UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/2018

4 Seite 40 Selbstlernende Suche für ERP-Systeme Erhöhung der Effizienz und Effektivität von Suchanfragen in ERP-Systemen Seite 44 Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Innovation und Implementierung nachhaltiger Geschäftsmodelle für KMU Entwicklung und Erprobung einer integrierten Methodik zur Geschäftsmodellinnovation und -implementierung >>Studien, Standards und Publikationen<< Seite 47 Dissertationsschrift von Marcel Schwartz: Typologie zum lebenszyklusorientierten Management unternehmensinterner Communitys Seite 47 Dissertationsschrift von Steffen Nienke: Ontologie für Energieinformationssysteme produzierender Unternehmen Seite 49 Alle Whitepaper aus dem FIR zum kostenlosen Download Seite 50 FIR-Edition Forschung: Band 22 erschienen DispoOffshore Entwicklung eines intelligenten und effizienten Dispositionswerkzeugs für die interaktive und dynamische Aufgabenund Ressourcensteuerung in Offshore-Windparks Seite 49 Dissertationsschrift von Marcel Graus: Datenanalytik für Energieinformationssysteme produzierender Unternehmen Seite 51 FIR-Edition Forschung: Band 23 erschienen fit4solution Management des Mitarbeiterverhaltens bei der Transformation von produzierenden Unternehmen UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/2018 5

5 FIR-Forschungsprojekte Projekt: cyberkmu 2 Cyberphysische Systeme von kleinen und mittleren Unternehmen für kleine und mittlere Unternehmen Bewertung von Technologiekombinationen für das Internet der Dinge auf einen Blick Das Internet der Dinge (Internet of things, IoT) benötigt eine passende technische Infrastruktur, bestehend aus Informationsund Kommunikationstechnologien, welche die digitale Abbildung von physikalischen Prozessen ermöglicht. Die Realisierung erfolgt durch sogenannte cyberphysische Systeme (CPS), die als eine Kombination von Technologien die Vernetzung der digitalen und physischen Welt umsetzen. Die Auswahl der Technologien erfolgt im Rahmen unseres Projekts cyberkmu² über eine Webplattform. Die Besonderheit dieser Plattform ist die Bereitstellung einer Übersicht aller relevanten Technologien auf einen Blick, die zur technologischen Umsetzung des Internets der Dinge im Kontext industrieller Anwendungsfälle benötigt werden. Die Technologien werden gemäß typischen Anforderungen in der Übersicht bewertet und beschleunigen den Entscheidungsprozess bei der Einführung von CPS. Die Digitalisierung durchdringt nach der Eroberung der Branchen Handel, Finanzen und Medien auch konventionelle Bereiche wie den Maschinen- und Anlagenbau. Die Vision der vierten industriellen Revolution birgt für diese Unternehmen das Potenzial, durch die digitale Abbildung ihrer Prozesse im Internet der Dinge (IoT) Schwachstellen rechtzeitig zu erkennen 1 s. Geisberger u. Broy 2015, S und zu beheben und weitere Potenziale zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit zu nutzen. Das Verfahren wird auch als "Erzeugung des digitalen Schattens der Prozesse" bezeichnet und dient der Erhöhung der Produktionseffizienz bei verarbeitenden Unternehmen, sodass sie leichter ihre Konkurrenzfähigkeit auf dem globalen Markt wahren können. Technisch wird diese Transformation durch sogenannte cyberphysische Systeme (CPS) gelöst, die als physische Technologien unterein- ander vernetzt sind und die Prozesse virtuell abbilden. Diese verbundenen Systeme ermöglichen produzierenden Unternehmen die Selbstorganisation ihrer Prozesse 1 und versprechen Unterstützung bei der Nutzung ökonomischer Potenziale 2. Daher streben produzierende Unternehmen heute nach einem cyberphysischen System, das Anwendungsfälle wie ein Condition-Monitoring, ein smartes Kommissioniersystem oder eine adaptive Auftragssteuerung ermöglicht. 2 vgl. Lee u. Cheng 2015, S ; Bauernhansl 2015, S. 1 31; Ko u. Kumar 2016, S Bild 1: Ausschnitt der Anforderungsaufnahme durch den CPS-Matchmaker (eigene Darstellung) 18 UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/2018

6 FIR-Forschungsprojekte Bild 2: Übersicht der bewerteten Technologien für ein CPS (eigene Darstellung) Die Herausforderung, der sich die Unternehmen nun stellen müssen, besteht in der initialen Konzeption des einzuführenden Systems. Aufbauend auf einer vorhandenen Infrastruktur handelt es sich um eine sogenannte cyberphysische Veredelung einer bestehenden Struktur, z. B. der Auftragsverfolgung, da durch den Einsatz von digitalen Technologien eine Wertsteigerung erreicht wird. Für Unternehmen bedeutet das, dass sie Technologien, die zu einem cyberphysischen System zusammengesetzt werden, auswählen und für eine spätere Beschaffung eine Stückliste der Technologien erstellen müssen. Um der Herausforderung der Auswahl dieser Technologien zu begegnen, wurde im Projekt cyberkmu² eine Plattform entwickelt (CPS-Matchmaker), die basierend auf der Angabe von individuellen Anforderungen passende Technologien für ein CPS auf einen Blick aufzeigt. Es können sich sowohl Anwender als auch Anbieter registrieren, sodass den Letztgenannten die Plattform als Marketingwerkzeug zur Verfügung steht, das die funktionalen Eigenschaften der Technologieprodukte ausweist. Da der Markt der Technologien eine weite Spannbreite der Erfüllungen von Funktionen zulässt, liegt der Plattform eine systematisierte Bewertung der Technologien zugrunde, die zum Abgleich der Anforderungen genutzt wird. Dazu ist die Abfrage der individuellen Anforderungen passend zu dem Bewertungsschema erforderlich (s. Bild 1, S. 18). Die Evaluation der Technologien erfolgt nach der Bewertungsgrundlage nach der VDI 2225, der Richtlinie zur vereinfachten Kostenermittlung bei der Konstruktion und Entwicklung von technischen Systemen. Es werden somit auf einer Skala von 0 (sehr schlechte Anforderungserfüllung) bis 4 (sehr gute Anforderungserfüllung) die Technologien für ein CPS bewertet. Die Übersicht der Bewertungen gibt dem Bild 3: Konzeptvergleich möglicher CPS (eigene Darstellung) UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/

7 FIR-Forschungsprojekte Anwender einen unmittelbaren Eindruck über die für ihn relevanten Technologien, wie in Bild 2 (s. S. 19) zu sehen. Im oberen Bereich der Visualisierung werden die insgesamt erfüllten Anforderungen prozentual durch das vorliegende Konzept als Säulendiagramme aufgezeigt. Darunter findet die Vereinzelung der Bewertungen, auf die Technologien bezogen, statt. Die Plattform ermöglicht nun die Zusammenstellung von Konzepten eines CPS, die anschließend ebenfalls bezüglich der individuellen Anforderungen verglichen werden können. Das Beispiel einer solchen Konzeptgegenüberstellung ist in Bild 3 (s. S. 19) zu erkennen. Es bezieht sich auf die Auswahl von Technologien für die Umsetzung einer digitalen Auftragsverfolgung in der Intralogistik und zeigt unmittelbar, dass im Vergleich die Anforderungen des hier fiktiven Anwenders am besten durch die Kombination Test 1 abgedeckt werden. Dazu wird in Analogie zu der Bewertung der einzelnen Technologien im oberen Bereich eine Vergleichsbewertung der Konzepte aufgeführt, während in der Aufschlüsselung darunter die Details der Konzepte aufgezeigt werden. Der Anwender erhält auf diese Weise eine qualitative Entscheidungsunterstützung, deren Wirtschaftlichkeit sich mithilfe von Kalkulationsvorlagen (ROI-Berechnung) berechnen lässt. Dazu greift der Anwender auf eine Anbieterdatenbank und dort hinterlegte Produkte zurück, die Aufschluss über die Zusammensetzung der Kosten einer Technologie geben. Auf diese Weise sollen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen unterstützt werden, sich einen schnellen Überblick möglicher Lösungsoptionen zur Einführung eines CPS zu verschaffen. Die Entwicklung dieser Plattform befindet sich derzeit in der Finalisierung, sodass aktuell die Befüllung der Datenbank der Anbieter im Vordergrund steht. Die Sammlung der Technologiepartner wird dem Anwender nach der Auswahl eines Konzepts zur Verfügung gestellt, der sich somit zu jeder für ihn relevanten Technologie Produkte anzeigen lassen kann. Interessierte Technologieanbieter können sich an die Projektkoordination wenden, um ihre Produkte zu Testzwecken auf der Plattform registrieren zu lassen. Literatur Bauernhansl, T.: Die vierte industrielle Revolution Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma. In: Handbuch Industrie 4.0; Bd.4: Allgemeine Grundlagen. Hrsg.: M. ten Hompel; B. Vogel-Heuser; T. Bauernhansl. 2. Auflage. Springer Vieweg, Berlin [u. a.] 2017, S Geisberger, E. M.; Broy, M. (Hrsg.): Living in a networked world: Integrated research agenda Cyber-Physical Systems (agendacps). Utz, München 2015, S Ko, W. H.; Kumar, O-R.: Cross-layer design for cyber-physical systems of coor-dinated networked vehicles over bidirectional middleware. In: [Proceedings] 2016 American Control Conference (ACC) 2016, Boston (MA), July 6-8, 2016, S Lee, E. A.; Cheng, A. M. K.: The Past, Present and Future of CPS: A focus on Models. In: Sensors 15 (2015) 3, S Ansprechpartnerin: Anne Bernardy, M.Sc. Wissenschaftliche Mitarbeiterin FIR, Bereich Informationsmanagement Tel.: Anne.Bernardy@fir.rwth-aachen.de Projekttitel: cyberkmu² Projekt-/Forschungsträger: Europäische Union (EU) ; EFRE.NRW Förderkennzeichen: 179 EN Projektpartner: e.go Mobile AG; Peter Mies GmbH; Pfreundt GmbH; Production Engineering of E-Mobility Components; StreetScooter GmbH; Trovarit AG; ZENIT GmbH Internet: cyberkmu.de 20 UdZForschung Unternehmen der Zukunft 2/2018