Zukunftsoptionen Industrie 4.0 Impulse zur strategischen Positionierung deutscher Unternehmen in der globalen Wettbewerbsarena von morgen

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1 Zukunftsoptionen Industrie 4.0 Impulse zur strategischen Positionierung deutscher Unternehmen in der globalen Wettbewerbsarena von morgen Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier Strategietagung, Paderborn, 8. Dezember 2015

2 Agenda 1. Einführung INBENZHAP 2. Internationaler Benchmark beispielhafte Kurzbefunde 3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland Märkte und Konkurrenten von morgen 5. Handlungsempfehlungen 6

3 BMBF-Projekt INBENZHAP Industrie 4.0 Internationaler Benchmark, Zukunftsoptionen und Handlungsempfehlungen für die Produktionsforschung Projektpartner: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn (Prof. Gausemeier) WZL, RWTH Aachen (Prof. Klocke) acatech Deutsche Akademie der Technikwissenschaften Gefördert vom: Betreut vom: 7

4 Leitfragen 1) Wie ist der Entwicklungsstand in den führenden Industrienationen? 2) Welche Rahmenbedingungen müssen gegeben sein, damit Deutschland ein Leitmarkt werden kann? 3) Wo liegen die Märkte für die Leitanbieterindustrie und was fordern diese? 4) Auf welche Mitbewerber wird die deutsche Leitanbieterindustrie stoßen? 5) Wie muss sich die Leitanbieterindustrie entwickeln, um auf den Märkten von morgen erfolgreich zu sein? 6) Was sind die Auswirkungen auf Arbeitsorganisation und -gestaltung? Findet Industrie 4.0 bei den relevanten Stakeholdern Akzeptanz? 8

5 Agenda 1. Einführung INBENZHAP 2. Internationaler Benchmark beispielhafte Kurzbefunde 3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland Märkte und Konkurrenten von morgen 5. Handlungsempfehlungen 9

6 Struktur des Betrachtungsbereich 15 Fokusthemenfelder 10

7 Einige Beispiele aus dem Benchmark Deutschland Führend im Engineering USA Pragmatische Konzentration auf Punkte mit größter Hebelwirkung für Innovationserfolg: insbes. Internet der Dinge (IoT) Auf dem Weg zur Führung in den Schlüsselbereichen Geschäftsmodelle und Smart Services China, Südkorea Konsequente Verfolgung einer dualen Strategie: (Leitmarkt und Leitanbieter) Details im Benchmark-Bericht (110 Seiten) 11

8 Agenda 1. Einführung INBENZHAP 2. Internationaler Benchmark beispielhafte Kurzbefunde 3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland Märkte und Konkurrenten von morgen 5. Handlungsempfehlungen 12

9 Vorausschau

10 Entwicklungsmöglichkeiten je Einflussfaktor Projektionen für den Einflussfaktor Durchdringung mit IKT 14

11 Entwicklungsmöglichkeiten je Einflussfaktor Projektionen für den Einflussfaktor Durchdringung mit IKT Daten und Fakten: Über 500 Literaturquellen 3 World Café Workshops (je 50 Teilnehmer) Ca. 50 Expertengespräche im In- und Ausland 15

12 1: Balance von Mensch, Technik und Staat als Basis für den Erfolg 1A 2B 3A 3B 4A 5A 6C 7A 8A 9C 10B 10C 11A 12B 13A 14A 14B 15A 16C 17A 18B 19A 19C 20A 20B 16

13 Umfeldszenarien Industrie 4.0 (1/3) Deutschland 17

14 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 (2/3) Deutschland Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Digitalisierung global und fremdbestimmt Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung Die Digitalisierung bleibt in vielen Barrieren stecken Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich Szen Konsequente Digitalisierung, technikzentrierte Arbeitswelt durchaus möglich 1 Bewertung der Szenarien: Erweitertes Kernteam Wissenschaftlicher Beirat Plattform Industrie 4.0 acatech Themennetzwerk Produktentwicklung und Produktion Ca. 70 Personen Balance von Mensch, Technik u. Staat als Basis für den Erfolg höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 18

15 Beispiel einer möglichen Disruption Das Auto von morgen 19

16 Beispiel einer möglichen Disruption Neue Wertschöpfungsstrukturen 20

17 Geschäftsmodelle im Kontext Industrie 4.0 Prognostic Health Management (stark vereinfacht) Planung ungeplanter Wartungsereignisse Minimierung indirekter Instandhaltungskosten Maximierung der Verfügbarkeit 21

18 Vorausschau

19 Entwicklungsmöglichkeiten je Gestaltungsfaktor Ausprägungen für den Gestaltungsfaktor Digitale Souveränität 23

20 Gestaltungsoptionen Industrie 4.0 Deutschland 24

21 Zielbild Industrie

22 Agenda 1. Einführung INBENZHAP 2. Internationaler Benchmark beispielhafte Kurzbefunde 3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland Märkte und Konkurrenten von morgen 5. Handlungsempfehlungen 26

23 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 Brasilien Verhaltener Aufschwung durch Impulse von Außen Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung Auf dem Weg zur Industrienation 2 Verhaltener Aufschwung durch Impulse von Außen 3 Korruption, Intransparenz und Ineffizienz verhindern die Weiterentwicklung des Landes 1 Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich durchaus möglich höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 27

24 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 Spanien Erfolg durch europäische Integration Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung Aufbruch aus eigener Kraft 1 2 Erfolg durch europäische Integration 3 Fehlender Veränderungswille führt zur Dauerkrise Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich durchaus möglich höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 28

25 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 Südkorea Gutes bewahren und Neues wagen Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung 2 Gutes bewahren und Neues wagen Soziale Marktwirtschaft Rückzug des Staates, nachlassende Dynamik Fehlende Veränderungsbereitschaft, dominierende Konglomerate Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich durchaus möglich höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 29

26 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 USA Vertiefung der Serviceorientierung auf Basis des bestehenden Erfolgs Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Staatlich geführte Reindustrialisierung führt zu nachhaltigem Erfolg 3 Polarisierung von Gesellschaft und Hochschulen lähmt Wirtschaft 1 Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung 2 Vertiefung der Serviceorientierung auf Basis des bestehenden Erfolgs Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich durchaus möglich höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 30

27 alles bleibt, wie es ist leichte Veränderung fundamentaler Wechsel Umfeldszenarien Industrie 4.0 China Zielstrebiger autoritärer Staat Stärke der Auswirkung Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung Modernde Industrienation durch umfassende Reformierung des Systems 1 2 Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung Zielstrebiger autoritärer Staat 3 Festgefahrene Strukturen verhindern Durchbruch Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung sehr unwahrscheinlich durchaus möglich höchst wahrscheinlich Wahrscheinlichkeit 31

28 Agenda 1. Einführung INBENZHAP 2. Internationaler Benchmark beispielhafte Kurzbefunde 3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland Märkte und Konkurrenten von morgen 5. Handlungsempfehlungen 32

29 Struktur des Betrachtungsbereich 15 Fokusthemenfelder 33

30 Genese Handlungsempfehlungen via Fokusthemenfelder 34

31 Kritische Fokusthemenfelder 35

32 Genese Handlungsempfehlungen Kritische Fokusthemenfelder 1) Sicherheit (Security) 2) Standards, Migration & Interoperabilität 3) Nachhaltigkeit 4) Benutzungsfreundlichkeit 5) Felddatenaufnahme & -analyse 6) Material- & Informationsfluss 7) Ausbildung und Qualifizierung 9) Arbeitskultur 10) Geschäftsmodelle 11) Unternehmenskultur & Flexibilisierung 14) Zugang zu Kapital 44 Handlungsempfehlungen A1 Digital mündige Bürger A2 Rationale Sicherheitsdebatte A3 G2 G3 Immaterielle Vermögensgüter G4 Datenbestände G5 Smart Service Entwicklungsmethodik G6 M1 Branding M2 Stoßrichtungen aus Zielbild ) Akzeptanz fördern 2) Kompetenzen ausbauen (K) 3) Innovationssystem verbessern 4) Kollaboration ermögl. Geschäftsmodelle gestalten 5) Kompetenz vermarkten Marke pflegen (A) (I) (G) (M) 36

33 Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 10: Geschäftsmodelle (Forum 1) G5 Smart Service Entwicklungsmethodik Ziel ist eine Entwicklungsmethodik für Smart Services, die im Kern aus einem ausprägbaren Vorgehensmodell sowie aus Service- und Gestaltungsmustern besteht G8 Plattformen Industrial Content Ziel ist, deutsche Unternehmen als Betreiber von Plattformen von Produkt- und Produktionsdaten zu etablieren. Legende: A1 etc.: Referenz zum Katalog der Handlungsempfehlungen 37

34 Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 4: Benutzungsfreundlichkeit (Forum 3) K5 Usability by Design Ziel ist eine dedizierte Entwicklungsmethodik bestehend aus einem ausprägbaren Vorgehensmodell, Spezifikationstechniken, Modellierungstechniken, Analyseverfahren und Lösungsmustern (z.b. analog zum Consumer-Bereich die Einbindung von Usability-Experten in das operative Entwicklungsteam) zur durchgehenden Berücksichtigung des Designaspekts Usability Integration in Advanced Systems Engineering A4 Datentreuhänder Ziel ist die Funktion, Datentreuhänder zur Erfassung, Speicherung und Weitergabe von sensiblen Betriebsdaten, wie ergonomie- und arbeitschutzbezogenen Daten zu schaffen. Legende: A1 etc.: Referenz zum Katalog der Handlungsempfehlungen 38

35 Handlungsempfehlungen - Arbeit 4.0 Fokusthemenfeld 7: Ausbildung und Qualifizierung & Fokusthemenfeld 11: Unternehmenskultur und Flexibilisierung (Forum 5) A5 Digital Best Agers Ziel ist, sogenannte Best Agers länger im Arbeitsleben zu halten. Dafür ist ihnen der persönliche Nutzen von digitalen Systemen zu vermitteln und die Bereitschaft zu erzeugen, mit diesen Systemen zu arbeiten. A6 Flexibilisierungsausgleich Arbeitgeber- und Arbeitnehmerinteressen Im Zuge der Flexibilisierungsmöglichkeiten durch Digitalisierung (z.b. individuelle Verfügbarkeitskalender) sind Modelle des Ausgleichs von Arbeitgeber- und Arbeitnehmerinteressen zu erarbeiten. Legende: A1 etc.: Referenz zum Katalog der Handlungsempfehlungen 39

36 Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 1: Sicherheit (Forum 7) A2 Rationale Sicherheitsdebatte Ähnlich wie bei der außenpolitischen Sicherheit bedarf es bei industrieller und IT-Sicherheit einer medialen Debatte, die sich mit realistischen Schutzmöglichkeiten auf allen Ebenen (technologisch, sozial, normativ) wie auch der Konkretisierung der Risiken befasst. Legende: A1 etc.: Referenz zum Katalog der Handlungsempfehlungen K2 Qualifikation Industrial Security Ziel sind Kompetenzzentren für»industrial Security«, die neben der Forschung insbesondere die Aus- und Weiterbildung in den Bereichen Anlagensicherheit (z.b. Verhinderung des physischen Zugangs zu kritischen Anlagenkomponenten), Netzwerkssicherheit (z.b. Kontrollierte Schnittstellen zwischen Office- und Anlagennetzwerk) und Systemintegrität (z.b. in Automatisierungskomponenten integrierte Zugriffschutzmechanismen) vereinen. 40

37 Die Chance klopft öfter an, als man meint, aber meistens ist niemand zu Hause. WILL ROGERS Vielen Dank! Referenzarchitektur Referenzarchitektur Referenzarchitektur Geschäftsmodelle