Industrie smarte Maschinen, smarte Industrie. Ein «smarter» Hype oder eine Chance für die CH-Industrie?

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1 Industrie smarte Maschinen, smarte Industrie. Ein «smarter» Hype oder eine Chance für die CH-Industrie? TechTalk 15 vom 10. Mai 2017 im AIR FORCE CENTER Dübendorf dieter.fischer@fhnw.ch IBE - Institute of Business Engineering, FHNW

2 Inhalt meines Beitrages Ziel: Ist Industrie 4.0 alter Wein in neuen Schläuchen oder ergeben sich dafür für Schweizer KMU neue Chancen? Welche Bedeutung haben folgende Schlagworte cyber-physischer Systeme Künstlicher Intelligenz? Computer vs. Mensch, wozu braucht es uns noch? Inhalt: Die Vision von Industrie 4.0 Resultierende Trends Potentielle Handlungsfelder Fazit und Handlungsempfehlung Diskussion Stellenwert für das eigene Unternehmen.

3 Die Vision von Industrie Individualisierung Konsequenter «Market-Pull», Losgrösse 1 über die gesamte Wertschöpfungskette 2. Dienstleistungsorientierung Verknüpfung von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen zu intelligenten Systemen Quelle: , Swissmem, Innovaud Connect, Y-Parc

4 Die Vision von Industrie 4.0 Die Kombination 3 technologischer Entwicklungen machen den Kern von Industrie 4.0 aus: 1. Die Digitalisierung: Prozesse können vollständig im virtuellen Raum ablaufen. 2. Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Physische Gegenstände kommunizieren direkt miteinander. 3. Künstliche Intelligenz: lernfähige technische Systeme Quelle: , Swissmem, Innovaud Connect, Y-Parc

5 Digitalisierung: Beispiele seit 1972: heute: e-shop morgen: Blockchain

6 Die Vision von Industrie 4.0 Die Kombination 3 technologischer Entwicklungen machen den Kern von Industrie 4.0 aus: 1. Die Digitalisierung: Prozesse können vollständig im virtuellen Raum ablaufen. 2. Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Physische Gegenstände kommunizieren direkt miteinander. 3. Künstliche Intelligenz: lernfähige technische Systeme Quelle: , Swissmem, Innovaud Connect, Y-Parc

7 Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Beispiele (l) Quelle:

8 Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Beispiele (ll) Quelle:

9 Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Paradigmenwechsel Umkehrung der (Produktions-)Logik: Heute steuert ein übergeordnetes System, wie ein Bauteil bearbeitet werden soll Zukünftig beantragt das Bauteil beim Betriebsmittel, wie es bearbeitet werden will Heute: hierarchische, teil-integrierte Systeme Zukunft: dezentrale, intelligente und vernetzte Systeme Cyber-physische Systeme (CPS, CPPS) Informationstechnologie Informationstechnologie Komunikation Komunikation physisches Element physisches Element IT K K IT P P

10 Digitalisierung: Produktivitätsprinzip Virtualisierung und laterale Kooperation der Prozesse Am bekannten Beispiel illustriert: es braucht im Vergleich zur Briefpost Keine Schweizer Post als Zentrale Keine physische Infrastruktur (Verteilzentren, Booten, Fahrzeuge,.) Keine Briefmarke als Bezahlungsmedium Funktioniert ohne Zeitverlust und Unabhängig von der Distanz.

11 Die Vision von Industrie 4.0 Die Kombination 3 technologischer Entwicklungen machen den Kern von Industrie 4.0 aus: 1. Die Digitalisierung: Prozesse können vollständig im virtuellen Raum ablaufen. 2. Vernetzung von Dingen (Internet of Things): Physische Gegenstände kommunizieren direkt miteinander. 3. Künstliche Intelligenz: lernfähige technische Systeme Quelle: , Swissmem, Innovaud Connect, Y-Parc

12 Künstliche Intelligenz, lernende Algorithmen: Beispiele Schach-Computer Strategiespiel Go Intelligente Entscheidungsunterstützung Beispiel: Anamnese in der Medizin Quelle des Bildes: technische Hochschule Ingoldstadt

13 Künstliche Intelligenz wird immer beliebter.. insbesondere im E-Commerce und Kundenservice. Denn so können Anliegen schneller und einfacher erledigt werden.. und BigData-Analytik um den Einkäufer bei vielen Problemstellungen intelligent zu unterstützen, Massnahmenvorschläge zu unterbreiten Potenziale aufzuzeigen und Routine-Tätigkeiten zu automatisieren.... nur 14.5% haben keine Intentionen künstliche Intelligenz einzusetzen.

14 Resultierende Trends aus diesen 3 technologischen Entwicklungen Trend 1: Intelligente Automatisierung Trend 2: Neue Geschäftsmodelle Trend 3: Zukunft der Arbeit Trend 4: Vertrauen und Sicherheit als neue Herausforderung

15 Potentielle Handlungsfelder Trend 1: Intelligente Automatisierung Drei Ziel: Kundenindividuelle Produkte Markant kürzere Durchlaufzeiten Konsequenter «Market-Pull»: Wertschöpfung beginnt erst mit der Bestellung des Kunden. Wertschöpfungskette e2e eines Industrieunternehmens Produkte / Märkte heute Liegezeit Fokus private I4.0 Prozesszeit Market-Pull, Losgrösse 1 über die gesamte Wertschöpfungskette

16 Potentielle Handlungsfelder Trend 1: Intelligente Automatisierung Dezentralisierung von Entscheidungen in den Wertschöpfungsprozessen Koordination dezentraler Entscheidungen über eine Verstärkung der lateralen Kommunikation und Koordination Interaktion von Mensch und Technik bewusst fördern Passive Bauteile werden zum handlungsfähigen Akteur kein Verlust von Fähigkeiten, Wissen und Innovationskraft bei den Mitarbeitenden zulassen Vernetzung und Steuerung von Objekten in Echtzeit Hohe technische Automatisierung des «Regelfalls» kompetentes Überwachen und Eingreifen des Menschen in Ausnahmesituationen (Fachkompetenz und adäquate Situationseinschätzung)

17 Trend 1: Intelligente Automatisierung - Menschen flexibilisieren Prozesse Der Mensch als Sensor Sensorische Lücken bestehen in der Produktion auch zukünftig. Der Mensch ist der einzige universelle Sensor. Nur Menschen erfassen neue Ausnahmesituationen. Der Mensch als Entscheider Standardentscheidungen übernehmen zukünftig intelligente Assistenten und entlasten die Mitarbeiter von Routineentscheidungen. Ausnahmesituationen erfordern Umfeld-Informationen und Erfahrung. Nur Menschen erfassen und bewältigen nicht planbare Ausnahmesituationen. Der Mensch als Akteur und Innovator Automatisierung wird zukünftig auch für kleinere Stückzahlen wirtschaftlich. Produktdiversifikation und Kundenindividualität lassen die Stückzahlen je Produktionsvariante und den Produktlebenszyklus weiter sinken. Nur Menschen können sich hochflexibel auf kleinste Stückzahlen und neue Prozesse einstellen. werden aber zunehmend flexibel arbeiten.

18 Market-Pull, Losgrösse 1 über die gesamte Wertschöpfungskette Potentielle Handlungsfelder Trend 2: neue Geschäftsmodelle Ziel: Aktive Nutzung der überall anfallenden Daten und Transformation zu wertvollen Informationen. Diese sind die Grundlagen für neue Dienstleistungen und ermöglichen Produktionsbetrieben neue Geschäftsmodelle. Potenzial für einen echten Quantensprung mit I4.0 Wertschöpfungskette e2e eines Industrieunternehmens Produkte / Märkte morgen Produkte / Märkte heute smart products: «as a service» intelligente services Liegezeit Fokus private I4.0 Prozesszeit

19 Trend 2: neue Geschäftsmodelle: Bsp. Medizinaltechnik Quelle:

20 Trend 2: neue Geschäftsmodelle: Bsp. Medizinaltechnik Die Sensor-Pille ermöglicht es Daten vom Inneren des Patienten zu erfassen und auszuwerten

21 Trend 2: neue Geschäftsmodelle: Bildung In its first year, nearly 1 million people have registered for Harvard's online learning initiative edx. Those registrants come from all over the world. Quelle:

22 Bsp. 2: Dienstleistungsorientierung im Metallbau Neues Geschäftsmodell am Beispiel Service & Instandhaltung physisches Produkt / Bauteil Cyber-physisches Produkt / Bauteil Händler CRM Service Reparatur & Service Händler CRM präventive Wartung und Instandhaltung Kunde heute Kunde morgen Dezentralität, Echtzeit und Services

23 Resultierende Trends aus diesen 3 technologischen Entwicklungen Trend 1: Intelligente Automatisierung Trend 2: Neue Geschäftsmodelle Trend 3: Zukunft der Arbeit Trend 4: Vertrauen und Sicherheit als neue Herausforderung

24 Potentielle Handlungsfelder Trend 3: Zukunft der Arbeit Quelle: 2014, Fraunhofer Institut IAO, Produktionsarbeit der Zukunft Industrie 4.0

25 Potentielle Handlungsfelder Trend 4: Vertrauen und Sicherheit als neue Herausforderung Das Recht als Bremse der Digitalisierung? Quelle: November 2015, BDI Bundesverband der Deutschen Industrie e.v. Noerr

26 Potentielle Handlungsfelder Trend 4: Vertrauen und Sicherheit als neue Herausforderung Disabler der Digitalisierung: fehlende ethische Regeln und Standards unter den Geschäftspartnern weiter zunehmende Cyber-Kriminalität im 2015: im deutschsprachigen Raum von + 20%, dadurch 47% verzichten auf das Verschicken von vertraulichen s 25-30% verzichten auf Online-Plattformen (Banking und Einkaufen übers Internet) Quelle : Consileon,

27 Fazit (l) Der Markt wird qualitativ hochstehende, zunehmend kundenindividuelle Produkte in Kleinst-Serien fordern Die Fähigkeit, schnell und flexibel auf Kundenanforderungen zu reagieren wird zum immer wichtigeren Erfolgsfaktor für Unternehmen Die durchgängige Vernetzung von Informationen in Echtzeit wird die kommenden Innovationen dominieren. Die Fabrik der Zukunft wird eine enorme Menge an Informationen erfassen und auswerten - «big data» und «data mining». Effiziente Algorithmen werden die anfallenden Daten zu bedeutungsvollen Informationen verarbeiten Schlüssel im Umgang mit der zunehmenden Komplexität

28 Fazit ll: Die vierte industrielle Revolution wird revolutionäre Auswirkungen auf unsere Volkswirtschaft haben - die Ausbreitung wird jedoch evolutionär sein. Die Vision von «Industrie 4.0 ist explizit NICHT eine menschenleere Fabrik Nur eine sozio-technische Optimierung führt zu einem Erfolg! Eine technik-zentrierte Optimierung wird garantiert zu ungünstigen Lösungen führen. Das heisst, Industrie 4.0 beinhaltet ein riesiges Potenzial im Besonderen für Industrielle CH-KMU s, aber wenn wir es nicht schaffen, dass der Mensch seine Rolle als aufmerksamer Sensor Kompetenter Entscheider wirksamer Innovator Wahrnehmen kann haben wir verloren!

29 Handlungsempfehlung Wasserfall- vs. Spiralmodell Vision aufbauen: Wie möchten wir in 5 Jahren sein? 1. Kompetenz im Unternehmen aufbauen 2. Kleinere Pilotprojekte mit Fokus - Dezentralität, Echtzeit und - intelligente Entscheidungsunterstützung sowie Services identifizieren 3. Umsetzung und Evaluation des Projektes (Minimum Viable Product) 4. Verankerung von I4.0 über Projekterfolge 5. Roadmap für den Rollout von attraktiven I4.0-Projekte

30 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dübendorf, 10. Mai 2017 IBE Institute of Business Engineering, FHNW