Produktionstechnisches Zentrum Berlin (PTZ) Wir optimieren Produktion. Industrie 4.0. Berliner Kreis zur Digitalisierung 26.

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1 Produktionstechnisches Zentrum Berlin (PTZ) Wir optimieren Produktion. Industrie 4.0 Berliner Kreis zur Digitalisierung 26. Juni 2015 Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

2 Produktvolumen pro Variante Steigende Komplexität führt zu neuen Wertschöpfungssystemen Massenproduktion z. B. BMW Online Car Configurator People can have the Model T in any colour so long as it s black. Henry Ford (1913) Han dfer tigun Globalisierung Reg iona lisier ung z. B. Globales Prozessmanagement bei KSB g 1850 z. B. Generative Fertigung Produktvielfalt In Anlehnung an: The Global Manufacturing Revolution; Quellen: Ford, beetleworld.net, bmw.de, dw.de Industrie 4.0

3 An der Schwelle zur 4. Industriellen Revolution? 1. Industrielle Revolution Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft 1769 Mechanisierung 2. Industrielle Revolution Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie 1870 Arbeitsteilung und Massenproduktion 3. Industrielle Revolution Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion 1952 Numerisch gesteuerte Maschine 1969 Mikroprozessor in der Produktion Industrielle (R) Evolution Digitale Durchdringung der gesamten Produktionsprozesskette Computer Integrated Manufacturing (CIM) 2012 Cyber-physische Systeme (Industrie 4.0) Grad der Komplexität In Anlehnung an: Bitkom; Plattform Industrie 4.0: Der Weg zur Industrie 4.0.

4 Definition»»Industrie 4.0«steht für die allgegenwärtige, digitale Vernetzung von Menschen, Maschinen, Objekten, IT-Systemen in der Industrie, in produzierenden Unternehmen. Durch die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit und die Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke. Aus großen Mengen von Daten können Informationen und Wissen extrahiert und so zu jedem Zeitpunkt der Wertschöpfungsfluss optimiert werden. Hieraus werden neue datenbasierte Services und Geschäftsmodelle generiert.» Nach: Plattform Industrie 4.0

5 Lösungsbausteine Unternehmen Supply Chain Wertschöpfungsnetz Zulieferer Engineering Smart Enterprise Virtuelle Absicherung Geschäftsprozesse Produzierendes Unternehmen Smart Factory Business Cloud Daten/Dienste extern Factory Cloud Kunden Produkt Life Cycle Dienste / Feedback Daten / Dienste intern Fabrik selbstorganisierend Rohmaterial Vorfertigung Lager Prüfen & Vormontage Endmontage Plug & Work Adaptive Control Applikation Lager Kundendienst Eingangslogistik Produktion Ausgangslogistik Intelligente Anlagen Intelligente Prozesse Objekte Smart Logistics Autonomer Transport Smart Machines Cyber Physical System Intelligente Tools Tracking & Tracing Mobile Assistenz orts-, kontextbasiert emaintenance Condition Monitoring

6 Technologiefelder Bereitstellung und Austausch von Daten und Diensten Mobile Vernetzung & Interaktion von Menschen, Maschinen, Objekten Informationen & Erkenntnisse über Prozesse, Produkte, Systeme Cloud Computing Wireless & NFC Big Data Industrie 4.0 Internet der Dinge und Dienste Vernetzung: Menschen, Objekte, Systeme, Prozesse, Daten Kommunikation & Kooperation zwischen Menschen, Systemen Social Media CPS Embedded µsystems Tracking & Tracing Dezentrale Intelligenz & Kommunikation in Maschinen, Objekten Smart Mobile Devices Interaktion & Informationszugang personen-, ortskontextbasiert Ortung und Verfolgung von Objekten Kernelemente Internet der Dinge und Dienste Tracking & Tracing Smart Mobile Devices Cyber Physical Systems Enabler Social Media Cloud Computing Big Data Wireless und NFC

7 Vernetzung verschiedener Fachdisziplinen Informations- und Kommunikationstechnik IT-Infrastruktur Cloud Computing Big Data Social Media Elektrotechnik Elektronik Mikrosystemtechnik Sensorik & Aktorik Embedded Systems Mobile Geräte Cyber Physical Systems Produktionstechnik Maschinenbau Automatisierung Produktentwicklung Planung & Steuerung Fertigungstechnologie Maschinen und Robotik Management und Logistik Arbeitswissenschaft Geschäftsmodelle Supply Chain Geschäftsprozesse Arbeitsgestaltung

8 Themen und Herausforderungen Informations- und Kommunikationstechnik Elektrotechnik Elektronik Mikrosystemtechnik Cloudifizierung Appifizierung Mobilität Produktionstechnik Maschinenbau Automatisierung Digitalisierung Dezentralisierung Management und Logistik Arbeitswissenschaft Individualisierung Serviceorientierung Kooperation

9 Projekte am Produktionstechnischen Zentrum Selbstorganisierende Produktion Cloud-basierte Steuerung Industry Cockpit Werkstattfertigung

10 Potenzialanalyse Industrie 4.0 Berlin Zielsetzung Industrie Berlin Definition des Begriffs i4.0 Handlungsoptionen Marktpotenzial Standortattraktivität Status-quo-Analyse Potenzialanalyse Innovationstreiber Politik Wissenschaft Wirtschaft Aktueller Stand der Anwendungsfelder und Branchen Marktpotenzial in den verschiedenen Branchen und Anwendungsfelder Stärken und Schwächen Chancen und Risiken Innovationshemmnisse Wissenschaft Industrie Rahmenbedingungen Aktuelle und zukünftige Forschungsbedarfe, Förderschwerpunkte und -maßnahmen sowie innovationspolitische und -industrielle Initiativen Handlungsempfehlungen

11 » Berlin ist Wirtschaftsstandort: Industrie 4.0 Höchste BIP Wachstumsrate im Bundesvergleich; zweiter Platz bei Neugründungen; Industriestadt und Dienstleistungsmetropole Führender IKT-Standort:! 5155 " ,9 Mrd. Potenziale des Standorts Berlin Produzierendes Gewerbe:! 736 " ,3 Mrd. Kernkompetenzen im Gasturbinen- und Turbomaschinenbau; Zulieferer und Kooperationspartner, Fachkräfte, effiziente Unternehmensnetzwerke und Kompetenzzentren, Innovationsoffenheit Größtes Potenzial an Fachkräften; Größtes digitales Kommunikationsnetz; Internetprovider und Netzprovider; Platz 1 bei Unternehmensgründungen; Schwerpunkte DL und Software Elektrische Ausrüster:! 173 " Mrd. Berlin größter industrieller Arbeitgeber»

12 Potenziale Industrie 4.0 für Berlin Prognose für Berlin Wirtschaftsbereiche Bruttowertschöpfung Berlin [Mrd. ] Potenzial durch Industrie 4.0 Jährliche Steigerung Steigerung [Mrd. ] * Verarbeitendes Gewerbe 8,86 11,24 27% 2%** 2,13 Informations- und Kommunikationstechnik 7,01 8,06 15% 1,17% 1,05 * Werte basieren auf Expertenbefragung des Bitkom und Fraunhofer IAO Werte berücksichtigen keine Konjunkturanpassungen bis 2025 ** Eigene Berechnungen Durchschnittswerte der ausgewählten Branchen aus der oberen Tabelle Bitkom, Fraunhofer IAO: Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland, Studie Eigene Berechnungen Fraunhofer IPK (2014)

13 Handlungsempfehlungen für Berlin Ziele Industrie 4.0 Berlin Stärkung, Ausbau und Vernetzung Produktions- und IT-Wirtschaft Plattform Leuchtturmprojekte Kompetenz- und Anwendungszentrum Vernetzung Vernetzung Akteure: Industrie, Verbände, Politik, Wissenschaft Gemeinsames Zukunftsbild und Strategie für Berliner Produktions- und IT-Wirtschaft Positionierung und Commitment Berlins Rahmenbedingungen Schwerpunktthemen Migrationswege zu Industrie 4.0 in der Produktion Vernetzte, koopera-tive Wertschöpfung Vernetzung in Industriearbeit IT-basierte Services Industrial-IT und Sicherheit Machbares und Nutzen aufzeigen Teillösungen demonstrieren Aufbau einer Modellfabrik Möglichkeit zum Ausprobieren Info- & Beratung Bundesweite Vernetzung mit Verbänden und Initiativen branchenübergreifend Technologietransfer Marketing für Produktions- & IT-Wirtschaft

14 Industrie 4.0 Konzept für Kompetenz- & Anwendungszentrum Wirtschaftliches Potenzial Prozess des Wissens- und Technologietransfers Applikationslabor Vernetzte Urbane Produktion Zukunftslabor Industrie 4.0 Berlin Showroom für Berliner Lösungen Findung Know-how en n o i t va Inno ien g o l no h c e T Innovationsforum Zeit

15 Crowd Production - neue Wertschöpfungsnetze Strategie der schnellen Kombination und Konfiguration von Leistungen kleinerer Produzenten und Dienstleister zur Erlangung einer Systemlieferantenschaft. Vertragskonfigurator Lieferkettenüberwachung Kompetenz- Map Portal»Produktion on Demand«Technologiekettengenerator Fotos: istockphoto

16 Resümee Industrie 4.0 ein Muss Digitalisierung ist Zukunftssicherung für die Industrie zum Erhalt und Ausbau der Produktion am Hochlohnstandort Deutschland und für den Export innovativer Produkte. Chance für Berlin Durch Zusammenführung der Akteure aus Industrie, IT-Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung hat Berlin die Chance, sich zum Innovationsstandort und Leitanbieter für Industrie 4.0 zu entwickeln. Jetzt handeln n Wissenschaft und Forschung müssen ihre Innovationen entlang einer strukturierten Roadmap bündeln und gemeinsame Lösungsangebote schaffen und demonstrieren. n Die Berliner Industrie muss bei der Digitalisierung ihrer Prozesse unterstützt und so die Reindustrialisierung gefördert werden. n Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen müssen in Lehre, Forschung und Transferaktivitäten zu dieser Zukunftssicherung beitragen.

17 Industrie 4.0 Anwendungszentrum Digital Integrierte Produktion am Produktionstechnischen Zentrum Eröffnung am