- Industrie 4.0 Potentiale für die Raumfahrt i2b-meeting Impulsvortrag im BIBA Bremen

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1 - Industrie 4.0 Potentiale für die Raumfahrt i2b-meeting Impulsvortrag im BIBA Bremen AIRBUS Defence & Space Space Systems Götz Anspach von Broecker

2 Industrie 4.0 Was sind die relevanten Kernbegriffe?

3 Industrie 4.0 Definitionen Der Begriff Industrie 4.0 wird geprägt durch die Hightech Strategie der Bundesregierung. Kernelemente sind z.b. die Verknüpfung von : Informatisierung und Fertigungstechnik => SMART FACTORY Beispiel für Kernstück von Industrie 4.0 ist die MASS CUSTOMIZATION, = großindustrielle Fertigung mit der Losgröße 1. Derzeit prägnantestes Beispiel: 3D-Druck oder Additive Layer Manufacturing.

4 Industrie 4.0 Beispiel ALM ALM Prinzip Bei der ALM Fertigung, wird Schicht für Schicht aus dem Rohmaterial (z.b. im Pulverbett oder durch Drahtnach-führung) durch Laserschweißung das Produkt aufgebaut. Vorteile: Völlig neue Geometrien werden möglich (Kugel in der Kugel) Neue Designmöglichkeiten (z.b. Biometrisches Design) Es wird beliebig, wo die fertigende Maschine steht Auf ein und derselben Fertigungsstraße werde tausende von verschiedenen Produkten fertigbar => Skaleneffekt der industriellen Fertigung wird allein durch Auslastung, nicht durch die Losgröße eines Produktes bestimmt

5 Industrie 4.0 Ideal-Vorstellung Auswirkungen und Chancen in der Industrie: Neue Designmöglichkeiten (z.b. Biometrisches Design) Leichtere und effizientere Bauweisen führen zu Kostenvorteilen und höherem Kundennutzen Beliebigkeit des Fertigungsstandortes: Bestimmend für die Wirtschaftskraft wird das Designhaus: Fertigung kann vor Ort in der Nähe des Kunden stattfinden (vereinfachte Logistik) Qualität : Qualität und Zuverlässigkeit hängen im Wesentlichen noch von zwei Faktoren ab: 1. Funktionsgemäßes Design 2. Qualitative Beherrschung des Fertigungsprozesses

6 Industrie 4.0 Gefahrenpunkte STATUS 2014 Gefahren in der Industrie: Allerhöchste Abhängigkeit von der Performanz der Maschienenhersteller: Wie beim Drucker können neue Abhängigkeiten bestehen, z.b. Zusicherung der Qualitätseigenschaften nur bei Verwendung der definierten Prozesse und der proprietären Rohmaterialien ( HP- Tinteneffekt ) Beherrschbarkeit und Prognosefähigkeit des Designprozesses: Noch haben hochautomatisierte Prozesse keinen durchgängigen Eingang in die Entwurfmethodiken der Ingenieure gefunden: => Chance im Design bleiben ungenutzt => Risikien bleiben unkalkulierbar

7 Industrielandschaft 2014 Raumfahrtindustrie Deutschland und Europa

8 Industrielandschaft Raumfahrt Deutschland Raumfahrt ist Bestandteil der Verteidigungs- Luft- und Raumfahrtindustrie (Kennwerte 2013): Zivile Luftfahrt kommerziell Umsatz: 21,4 Mrd. sehr Off-Set orientiert Beschäftigte: Verteidigung & Sicherheit geprägt von staatlicher Umsatz: 6,8 Mrd. Nachfrage, Beschäftigte: sehr starke Off-Set Orientierung Raumfahrt kommerziell (Satelliten, Launch, Umsatz: 2,4 Mrd. und Dienste = Meteo + GEO-Daten), Beschäftigte: wesentlich durch Agenturen und GEO-Return bestimmt Quelle: BDLI

9 Industrielandschaft Raumfahrt Deutschland Industrielle Gliederung in Deutschland: Primes, d.h. Systemhäuser und Systemintegratoren: Anzahl 2 : OHB: Deustches Unternehmen mit Tochterfirmen in europäischen Schlüsselländern AIRBUS DS: D/F/GB/E Unternehmen Rund 30 KMU mit Raumfahrt als Hauptgeschäftsfeld, extrem flexible, breitbandig aufgestellte Unternehmen FuE Landschaft massiv staatlich untermauert: Allein DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt- Angelegenheiten) hat mehr als 7500 MA

10 Industrielandschaft Raumfahrt Europa Industrielle Gliederung in Europa: Bestimmende Größen sind ESA (Technologie & Wissenschaft) EU (Querschnittliche Anwendung) Nationale Agenturen insbesondere: CNES (Frankreich) DLR (Deutschland) ASI (Italien) Industrieller Teil in Europa wird durch die Primes (AIRBUS, Thales Alenia Space, OHB) in den Hauptstaaten determiniert. Pflichtprogramme werden durch Beitragsschlüssel entsprechend Bruttosozialprodukt finanziert. GRUNDPRINZIP GEO-RETURN = PROZENTUALER RÜCKFLUSS IN DIE GEBERLÄNDER

11 Raumfahrt Ausgaben in Europa = rund 530M p.a. Raumfahrt FuE Ausgaben in Europe (2012) Technologie Programme ESA EU National Quelle: ESA Technologie Masterplan 2012

12 Beispiel Grossindustrieller Gliederung Airbus Defence & Space: 4 Business Lines Military Aircraft A400M, A330 MRTT, CN235, C212, Orlik Eurofighter, Tornado Barracuda, Atlante, Harfang, Euro Hawk, Future European Male, Tracker, Tanan, Survey Copter Electronics Mission Data Transfer Systems, Optics for Spectrograph Instrumentation, Identification Friend or Foe (IFF) Systems, Space Platform Electronics, Space Payload Electronics Space Systems Ariane 5, Automated Transfer Vehicle, M51, International Space Station: Columbus Exploration: Lunar Lander Satellites: Eurostar E3000, Pléiades, Gaia, Skynet Observation satellites : Spot, TanDEM-X, TerraSAR-X, MetOp, Swarm Interplanetary probes: Herschel, Mars Express, Solar Orbiter Communication, Intelligence & Security (CIS) Surveillance and Security Solutions, Secure Communications Solutions, Cyber Security, Coastal Surveillance Systems, NATO SATCOM Post- 2000, Wireless Intranet Solutions in Theatre, Farmstar Expert, Tetra Systems 12

13 Industrielandschaft Typische Produktionskadenzen Raumfahrt ist im Wesentlichen ein Manufakturhandwerk: Launcher: Satelliten: typ: ARIANE 5-8 Trägerraketen pro Jahr jeder Träger greift auf Basiselemente zurück ist aber für sich selbst immer ein Einzelstück typ: Wissenschaftlich: 1-2 pro Jahr Navigation: 1-2 pro Jahr Erdbeobachtung: 2-3 pro Jahr Kommunikation: 4-5 pro Jahr Wiederverwendung standardisierter Baugruppen aber jeder Satellit ist ein Unikat Komponenten: teilweise Ansätze zur Serienfertigung z.b. Satellitenverstärker mit rund Stück pro Jahr => GRUNDVERMUTUNG In dieser Branche müssten Industrie 4.0-Ansätze zu revolutionärer Effizienzsteigerung führen können

14 Industrie 4.0 trifft auf Raumfahrtindustrie Deutschland und Europa

15 Industrie 4.0 in der Raumfahrt - Zu erwartende Auswirkungen Produktionsstandort wird beliebig/flexibel: Wertschöpfung ermöglicht leichetere Partizipation der kleinen Länder Know-How der Branche verschiebt sich von Fertigung auf Design- und Systemhoheitliche Kompetenzen Wertschöpfungs- /Zulieferkette verändert sich Auswirkung der Geo-Return Prinzipien verändern sich maßgeblich Off-Set wird erleichtert Neue Partnerschaften vertikal, wie transversal werden möglich (z.b. Nutzung der Automotive Fertigung für LuR) Qualifikation / Qualität Prozessqualifikation der Herrstellungsprozesse wird noch entscheidender Raumfahrt-Normen und Raumfahrt-Prozess treffen auf neue industrielle Prozesse => USP Alleinstellungsmerkmale USP kann nur der entwickeln, wer den Prozess unter Kontrolle hat!

16 Industrie 4.0 In der Raumfahrt Fehlende Grundvoraussetzungen Die volle Durchsetzung von Industrie 4.0 in der Raumfahrt ist erst möglich wenn: Theoretische und simulative Beherrschung aller Prozessschritte in den Normen der Raumfahrt abgebildet werden (ECSS Normen) Design-, Entwurf-, Simulationsumgebungen an die Ind 4.0 Prozesse angepasst worden sind und dort Eingang gefunden haben Betriebsszenarien (Ops-Konzepte) mit den Ind 4.0 Prinzipien vereinbar sind Akzeptanz wird behindert/gefährdet Bedrohung von Systemsführerschaft => wer besitzt das know-how? Klärung der IP (Intellectual Property) Beherrschbarkeit von technischen Risiken sind für die Akzeptanz der Kunden unerlässlich Unklarheiten über neue Rollenverteilungen (z.b. Design Center und Cluster Bildungen)

17 Industrie 4.0 In der Raumfahrt Fragestellungen Was müsste getan werden um: Technologie und Systemführerschaft in Deutschland, respektive in Europa zu halten trotz, oder durch Industrie 4.0? Um Zentren zu schaffen an denen transversal die Anwendungsfelder sich befruchten können? (BAUHAUS INDUSTRIE 4.0 = Design Center) High Tech Strategien beginnen, sich miteinender zu verketten (noch steht die Raumfahrt sehr isoliert)? Foren geschaffen sind, die gegenseitige Befruchtung der Branchen vor dem Hintergrund Industrie 4.0 zu beschleunigen? Eingang in die klassische technische Ausbildung - industriell wie universitär einschliesslich kaufmännischer Berufe? Anpassung / Erweiterung der Fördermechnismen?

18 Kontakt Fragen zu AIRBUS Defence & Space? GUIDED INNOVATION - GOOD IDEAS - COMMUNICATION & CONSULT GI 2 CC Götz Anspach von Broecker Research & Technologie - Partnerships & Cofunding Airbus Defence & Space - Space Systems T: +49 (0) F: +49 (0) m: +49 (0) goetz.broecker@astrium.eads.net Airbus DS GmbH Airbusallee 1 D Bremen Germany Bei: Raumfahrtfragen im Perimeter der Airbus Defence & Space Partnerschaften mit Airbus DS

19 GUIDED INNOVATION - GOOD IDEAS - COMMUNICATION & CONSULT GI 2 CC Kontakt Fragen zu IT und Industrie / KMU und Start-Up in der Raumfahrt? Götz Anspach von Broecker Dipl.-Ing. GI 2 CC Beratung für Technologiemanagement und Technologie-Kommunikation und PR T: +49 (0) m: +49 (0) go2.avb@gmail.com Alexanderstrasse 4 D Stuhr Germany GUIDED INNOVATION - GOOD IDEAS - COMMUNICATION & CONSULT Bei: Technologie & Raumfahrtfragen Für KMU und Star-Ups Fragen zu Technologieförderungen und Förderanträgen Prozess- und Technologie-Management im Kleinunternehmen Partnerschaften mit Großindustrie