FRAUNHOFER AUSTRIA RESEARCH

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1 FRAUNHOFER AUSTRIA RESEARCH Industrie 4.0: Potentiale, Chancen und Möglichkeiten Prof. Dr. Wilfried Sihn Fraunhofer Austria Research GmbH Geschäftsbereich Produktions- und Logistikmanagement Technische Universität Wien Institut für Managementwissenschaften Bereich Betriebstechnik und Systemplanung Fraunhofer Austria

2 Industrie 4.0 Potentiale, Chancen und Möglichkeiten Fraunhofer Austria Kurzvorstellung Industrie 4.0 Wandel der industriellen Produktion Industrie Potentiale in Produktion und Logistik Wertschöpfungseffizienz im internationalen Wettbewerb Fraunhofer Austria 2

3 Industrie 4.0 Potentiale, Chancen und Möglichkeiten Fraunhofer Austria Kurzvorstellung Industrie 4.0 Wandel der industriellen Produktion Industrie Potentiale in Produktion und Logistik Wertschöpfungseffizienz im internationalen Wettbewerb Fraunhofer Austria 3

4 Die Fraunhofer-Gesellschaft Führende Organisation für angewandte Forschung in Europa 68 Institute, 80 Forschungseinrichtungen in Europa Mitarbeiter 2,2 Mrd. Forschungsvolumen p.a. Projektumsatz zu 2/3 aus Industrie- und 1/3 aus öffentl. Forschungsprojekten San José, CA East Lansing, Ml Washington, DC Plymouth, Ml Boston, MA Newark, DE Maryland, MD Brüssel, Belgien Lissabon, Portugal Göteborg, Schweden Jönköping, Schweden Fraunhofer Austria Research GmbH Gemeinnützige, nicht gewinnorientierte GmbH als Rechtspersönlichkeit und Dachorganisation der Fraunhofer-Einrichtungen in Österreich Geschäftsbereich Produktions- und Logistikmanagement in Wien Geschäftsbereich Visual Computing in Graz Žilina, Slowakei Budapest, Ungarn Timisoara, Rumänien Wien, Österreich Graz, Österreich Peking, China Seoul, Südkorea Tokio, Japan Projekte (Industrie und öffentlich) Kunden aus der Wirtschaft = Forschung = Repräsentanz Itzehoe Rostock Bremen Berlin Hannover Potsdam Braunschw eig Teltow Nuthetal Paderborn Magdeburg Oberhausen Dortmund Cottbus Halle Leipzig Duisburg Schmallenberg Schkopau Dresden Erfurt Sankt Augustin Aachen Ilmenau Jena Euskirchen Chemnitz Darmstadt Würzburg Wertheim Kaiserslautern Erlangen St. Ingbert Fürth Saarbrücken Nürnberg Pfinztal Karlsruhe Stuttgart Freising München Freiburg Oberpfaffenhofen Efringen-Kirchen Holzkirchen Dubai, UAE 7 Verbünde IUK-Technologie Life Sciences Light & Surfaces Mikroelektronik Produktion Singapur Jakarta, Indonesien Verteidigungs- und Sicherheitsforschung Werkstoffe, Bauteile MATERIALS Fraunhofer Austria 4

5 Fraunhofer Austria Research GmbH Geschäftsbereich Produktionsund Logistikmanagement Geschäftsführung Univ.-Prof. Prof. e.h. DI Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried Sihn Leitung Geschäftsbereich Dipl.-Ing. Jürgen Minichmayr Ganzheitliche Lösungen in Produktion und Logistik Industrie 4.0 Roadmapping Gestaltung von Cyber- Physikalischen Montagesystemen Wertschöpfungsketten für generative Fertigung Ressourceneffiziente Produktionsgestaltung Verkehrssystem Wasserstraße Weiterentwicklung Wertstromdesign und Fabrikplanungstools Geschäftsbereich Visual Computing Geschäftsführung Univ.-Prof. Dr.-techn. Dieter W. Fellner Leitung Geschäftsbereich Dr. rer. nat. Eva Eggeling Smart Solutions im Bereich des Visual Computing Industrie 4.0: Cyber Physikalische Äquivalenz Immersive Umgebungen: a CAVE called DAVE Multitouch-Technologien Human-Machine-Interfaces Fraunhofer Austria 5

6 Leistungsspektrum Aktuelle Schwerpunktthemen Vorlaufforschung, Eigenentwicklung, geförderte Forschungsprojekte Innovationsschwerpunkte 2014/15 Cyber-physikalische Montagesysteme Human Centered Production Industrie 4.0 Roadmapping Echtzeitfähige Logistik- und Produktionsplanung Wertschöpfungsketten für generative Fertigung Ressourceneffiziente Produktionsgestaltung Multimodalverkehr im Donauraum Verkehrssystem Wasserstraße Ganzheitliches Wertstrommanagement FhA-Tool VASCO Fabrik- und Layoutplanung FhA-Tool GrAPPA Fraunhofer Austria 6

7 Industrie 4.0 Potentiale und Möglichkeiten Fraunhofer Austria Kurzvorstellung Industrie 4.0 Wandel der industriellen Produktion Industrie Potentiale in Produktion und Logistik Wertschöpfungseffizienz im internationalen Wettbewerb Kooperations- und Benchmarkingmodell Ihr Weg in die Industrie 4.0 Fraunhofer Austria 7

8 Industrie 4.0: Die vierte industrielle Revolution (Quelle: DFKI, 2011) Fraunhofer Austria 8

9 Industrie 4.0 worum geht es? Definition Industrie 4.0 Industrie 4.0 beschreibt die Integration modernster Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) mit klassischen physischen Produkten und Prozessen, durch die neue Geschäftsmodelle entstehen und neue Märkte erschlossen werden. Dabei stellt Industrie 4.0 die zentrale Frage, wie durch die Integration von Informationsund Kommunikationstechnologien mit physischen Produkten und Prozessen ein kundenindividueller Mehrwert generiert werden kann, für welchen der Kunde schließlich bereit ist zu zahlen. Fraunhofer Austria 9

10 Industrie 4.0 Grundlegendes Verständnis: Cyber-Physical Production System Technologien: Sensoren & Aktuatoren Cloud Services Wireless & Mobile Com. Self X (Standards) Termin Ressource Störung Cyber Space Qualität Energiebedarf Real Space Verfügbarkeit Menge Energieangebot Funktionen: Kommunizieren & Verhandeln Interpretieren & Entscheiden Konfigurieren & Anpassen Analysieren & Optimieren Lieferant Engineering Produktion Kunde Lifecycle (Produkt und Produktionssystem) Entwicklung/ Konstruktion Prozessplanung Produktion Betrieb/ Nutzung Entsorgung Recycling Logistik (Intra- und Inter-Logistik) virtuell/abstrakt Visualisierung Steuerung real/konkret Quelle: TU Wien, Gerhard, 2014, TUWIn 4.0 Fraunhofer Austria 10

11 Industrie 4.0: Gestaltungsparadigmen der Industrie 4.0 Organisationszentriert Humanzentriert Technikzentriert Organisation Organisation Organisation Implementierung der Gestaltungsaspekte in Cyber-Physikalische Produktionssysteme Fraunhofer Austria 11

12 Industrie 4.0: Ein Blick in die intelligente Fabrik der Zukunft Videoquelle: Acatech, 2013: Fraunhofer Austria 12

13 Industrie 4.0: Ein Blick auf ein intelligentes Produkt und Geschäftsmodell Videoquelle: Hagleitner, Fraunhofer Austria 13

14 Industrie 4.0 Potentiale, Chancen und Möglichkeiten Fraunhofer Austria Kurzvorstellung Industrie 4.0 Wandel der industriellen Produktion Industrie Potentiale in Produktion und Logistik Wertschöpfungseffizienz im internationalen Wettbewerb Fraunhofer Austria 14

15 Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potenzial 1,7% zusätzliches jährliches Wachstum durch Industrie 4.0 Die durchschnittliche Steigerung von 1,7% pro Jahr und Branche ist durch innovative Produkte, neue Dienstleistungen & Geschäftsmodelle sowie effizientere betriebliche Prozesse möglich. Studie betrachtet Potenziale von 14 Prozent des deutschen Bruttoinlandsprodukts Gesamteffekt geht weit darüber hinaus Effekte durch anwendungsübergreifende, systemische Vernetzung sind heute nicht abschätzbar. Die Anwendung von Industrie 4.0 erstreckt sich über die gesamte Wertschöpfungskette: Vertrieb Produktentwicklung Produktion Logistik Bildquelle: BITKOM, Fraunhofer IAO Fraunhofer Austria 15

16 Industrie 4.0 Potentiale in Produktion und Logistik Ausgewählte Use-Cases über die gesamte Wertschöpfungskette Vernetzte Produktion Abfolgen flexibilisieren, intelligente PPS Energieeffizienz Energieeinsatz optimieren Ressourceneffizienz Produktivitäts- und Wirkungsgradsteigerung Steigerung Arbeitssystem-Produktivität Mitarbeiterorientierte Gestaltung Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung Kollaborative Planungsplattformen Up-Cycling Effiziente Recyclingstrategien Lagerung Lagerung Lieferant & Transport & Transport Kunde Selbstorganisierende, adaptive Logistik Wege flexibilisieren Kundenintegriertes Engineering Produkte flexibilisieren Neue Geschäftsmodelle Product-Service Systems Resiliente Fabrik Layout flexibilisieren Produktlebenszyklusübergreifende Wissensmodelle Interdisziplinäre Zusammenarbeit Technologiemarktplatz Technologie flexibilisieren Fraunhofer Austria 16

17 Industrie 4.0 Potentiale in Produktion und Logistik Zusammenfassung und Fazit Mehr Flexibilität und Wandlungsfähigkeit Starre Strukturen werden aufgelöst und vernetzt Vertikale Integration von flexiblen und rekonfigurierbaren Produktionssystemen Feinere Modularisierung und Autonomie Autonome Produkte und Produktionssysteme bilden Fraktale der nächsten Generation (CPS) Granularität wird vom Markt bestimmt (Komplexität) Höchste Produktivität Ressourcenoptimierung (unterstützte Selbstoptimierung) erfolgt vernetzt und basiert auf Schwarmintelligenz Plug & Produce reduziert Entwicklungskosten dramatisch Indirekte Bereiche fokussieren auf Kontextmanagement und Optimierung der Wertschöpfung statt Fire Fighting Optimale Integration des Menschen Neue Geschäftsmodelle App-store und cloud als Wissensmanagement Konzept Prosumer-Modelle, Emotionalisierung und neue Services (Big Data) als Treiber Open source als Basis Quelle: Fraunhofer IPA Fraunhofer Austria 17

18 Es ist verrückt, die Dinge immer gleich zu machen und dabei auf andere Ergebnisse zu hoffen. Albert Einstein, Physiker ( ) Fraunhofer Austria

19 Wir begleiten Sie gerne in innovativen Projekten Fraunhofer Austria - Im Auftrag der Zukunft Prof. Dr. Wilfried Sihn Fraunhofer Austria Research GmbH Geschäftsbereich Produktions- und Logistikmanagement Technische Universität Wien - Institut für Managementwissenschaften Bereich Betriebstechnik und Systemplanung Theresianumgasse Wien Tel.: 0043 (1) Fax: 0043 (1) office@fraunhofer.at Fraunhofer Austria