Industrie 4.0 Stand, Anwendung und Potenziale Dr. Ulrich Löwen Siemens AG, Erlangen CT RTC SYE +49 (9131)

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1 Corporate Technology I 6. November 2014 Industrie 4.0 Stand, Anwendung und Potenziale Dr. Ulrich Löwen Siemens AG, Erlangen CT RTC SYE +49 (9131) ulrich.loewen@siemens.com

2 Agenda Was ist Industrie 4.0? Was sind Wertschöpfungsketten und -netze? Was ist jetzt zu tun? Seite 2 Oktober 2014 Corporate Technology

3 Die Digitale Revolution Motivation Reifegrad digitaler Geschäftsmodelle Motivation Rasante Verbreitung von IKT und zunehmende Digitalisierung aller Produkte und Prozesse führt zu tiefgreifenden Veränderungen in den Geschäftsmodellen Mächtigkeit und disruptive Kraft dieser Innovationen hat sich zuerst in leicht digitalisierbaren Branchen gezeigt Quelle: accenture Geschäftsmodelle deutscher Leitbranchen schon heute durch internetbasierte Dienste unterstützt, zugrunde liegende Geschäftsmodelle dadurch bisher nicht grundsätzlich in Frage gestellt. Thesen und Leitlinien Digitale Revolution ist geprägt durch konsequente Digitalisierung jedweder Geschäftsmodelle um in intelligenten Netzen betriebene intelligente Produkte Tiefgreifenden strukturellen Wandel nicht nur als Bedrohung betrachten, sondern disruptive Kraft der Digitalisierung aktiv gestalten Quelle: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft, März 2014 Seite 3 Oktober 2014 Corporate Technology

4 Zukunftsprojekte im Bedarfsfeld Kommunikation der Forschungsunion Es wurden zehn Zukunftsprojekte in den Bedarfsfeldern Klima / Energie, Sicherheit, Mobilität, Gesundheit und Kommunikation entwickelt, mit denen Deutschland einen Spitzenplatz bei der Lösung globaler Herausforderungen einnehmen soll Zukunftsprojekt Industrie 4.0 Smart Factory: Der Produktionsstandort Deutschland soll durch das Zusammenwachsen der technischen Prozesse mit den Geschäftsprozessen durch IKT in ein neues Zeitalter geführt werden Zukunftsprojekt Smart Service Welt Durch Nutzung sicherer Cloud- Infrastrukturen und die Bereitstellung neuer Dienste-Plattformen soll die Grundlage für die Internetökonomie in Deutschland gelegt werden Quelle: Umsetzungsforum Industrie 4.0, Berlin, Seite 4 Oktober 2014 Corporate Technology

5 Vision: Was Industrie 4.0 (für uns) ist abgestimmt im Lenkungskreis der Plattform Industrie 4.0 Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen. Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten. Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen. Seite 5 Oktober 2014 Corporate Technology

7 Smart Factory und Smart Service Welt Fokus und Produkte im industriellen Umfeld Produkt Ergebnis eines physischen Herstellungsprozesses durch ein Produktionssystem (Fabrik, Anlage) Vollzieht nach seiner Herstellung einen Rollenwechsel von Herstellung in Nutzung bzw. Anwendung. ISIC United Nations Classifying System A Agriculture, forestry and fishing B Mining and quarrying C Manufacturing D Electricity, gas, steam and air conditioning supply E Water supply; sewerage, waste management and remediation activities F Construction G Wholesale and retail trade; repair of motor vehicles and motorcycles H Transportation and storage I Accommodation and food service activities J Financial and insurance activities K Information and communication L Real estate activities M Professional, scientific and technical activities N Administrative and support service activities O Public administration and defense, compulsory social security P Education Q Human health and social work activities R Arts entertainment and recreation S Other service activities T Activities of households as employers; undifferentiated goods and service producing; activities of households for own use U Activities of extraterritorial organizations and bodies Seite 7 Oktober 2014 Corporate Technology Smart Factory adressiert produzierende Industrie Smart Service Welt adressiert Einsatz (intelligenter) Produkte

8 Die Industrie verlangt Lösungen für ihre weltweit wachsenden Herausforderungen Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Effizienz steigern Energie- und Ressourceneffizienz als entscheidende Wettbewerbsfaktoren Time-to-Market verkürzen Kürzere Innovationszyklen Komplexere Produkte Größere Datenvolumina Flexibilität erhöhen Individualisierte Massenfertigung Volatile Märkte Hohe Produktivität Der Wandel in der Produktion erfolgt schneller als je zuvor Seite 8 Oktober 2014 Corporate Technology

9 Wertschöpfungsprozesse produzierender Unternehmen Quellen Umsetzungsempfehlung Industrie 4.0, GMA 7.12 Wertschöpfung Aktivität, Aufgabe oder Arbeitsschritt, die ein Ergebnis erzeugt, das für einen intendierten Nutzer einen Wert darstellt Services Produktion Produktionssystem Engineering Produktionssystem Planung Produkt Design und -entwicklung Wertschöpfungsprozesse gemäß GMA 7.21 Wertschöpfungskette gemäß Umsetzungsempfehlung Industrie 4.0 Seite 9 Oktober 2014 Corporate Technology

10 Firmenübergreifende Wertschöpfungsnetze Illustration Engineering Service Provider Maintenance Service Provider Wertschöpfungsketten werden sich nicht grundsätzlich ändern, aber ihre Organisation, Steuerung und Flexibilität bezüglich der Zusammenstellung Seite 10 Oktober 2014 Corporate Technology

11 Firmenübergreifende Wertschöpfungsnetze Illustration Flexibilität, welche die digitale Welt prinzipiell bietet, wird in die reale Welt der Produktion gebracht. Produzierende Industrie kann so eigene Wertschöpfung auf sich ändernde Marktanforderungen flexibel anpassen, um im dynamischen Marktumfeld schnell, termintreu, fehlerfrei und zu Marktpreisen zu produzieren Seite 11 Oktober 2014 Corporate Technology

12 Wertschöpfungsnetz Produktion & Logistik Use-Case zur Illustration, Quelle GMA 6.12 Es gibt weiterhin hochoptimierte Massenfertigung für Standardprodukte (Farbe, Schrauben, Plastik-Granulat, Ammoniak, etc.) Smart Factories bestehen aus intelligenten Maschinen mit definierten Fertigungsfähigkeiten Für einen Kundenauftrag (aus einem vordefinierten Katalog) werden die benötigten Maschinen automatisch ausgewählt Nicht vorhandene Fertigungsschritte werden untervergeben und bei Bedarf in den Fertigungsprozess integriert Nicht genutzte Fertigungsressourcen können auf einem Fertigungsmarktplatz angeboten werden Neue Fertigungsressourcen können einfach integriert werden und stehen für den nächsten Auftrag zur Verfügung Entfernen von Fertigungsressourcen ist möglich ohne manuelle Rekonfiguration Auftrag Auftrag Seite 12 Oktober 2014 Corporate Technology

13 Wertschöpfungsnetz Produktion & Logistik Use-Case zur Illustration: Der Auftrag steuert die Produktion Konzept der automatischen Auftragssteuerung erfordert zwei grundlegende automatisierbare Fähigkeiten Technologie Check Abbildung der Produktbeschreibung auf Folge von Fertigungsschritten von Maschinen mit entsprechenden Fertigungsfähigkeiten 1 Auftrag Kapazitätsverhandlung Verfügbarkeit von Maschinen zwecks abgestimmter Durchführung der Fertigungsschritte, d.h. Synchronisation der Fertigungs-Kalender der Maschinen Optimierung basierend auf folgenden Freiheitsgraden Reihenfolge der Fertigungsschritte Auswahl der Maschine mit geeigneter Fertigungsfähigkeit Reihenfolge der Aufträge Seite 13 Oktober 2014 Corporate Technology

14 Wertschöpfungsnetz Services Ausweitung der Smart Factory in Richtung Services Im Mittelpunkt der Betrachtung steht der Nutzer einer Dienstleistung Service aus Sicht der Produkt-Nutzer Individualisierung von Dienstleistungen in konkreter Situation über gesamten Lebensweg überall und jederzeit Neue digitale Infrastrukturen und Geschäftsmodelle Im Mittelpunkt der Betrachtung steht der Lebenszyklus des Produkts Service aus Sicht des Produkt-Herstellers Seite 14 Oktober 2014 Corporate Technology

15 Wertschöpfungsnetz Services Use-Case zur Illustration: Betriebsoptimierung von Anlagen Heute Morgen Benchmark Betreiber Mine verbesserte Planung Betreiber Metallerzeugung verbesserte Planung Betreiber Autoproduktion Dienstleister Sprengen Dienstleister Truck Dienstleister Zerkleinern Dienstleister Produktion Dienstleister Energie Dienstleister Intermediär Dienstleister datenbasierte Dienste Dienstleister Betreiber Mine Betreiber Metallerzeugung Betreiber Autoproduktion Marktplatz Daten Daten Daten Daten Daten Daten Abbau Transport Mine Zerkleinern Förderung Metallerzeugung Autoproduktion Abbau Transport Mine Zerkleinern Förderung Metallerzeugung Autoproduktion Informationsaustausch via Treffen, , Telefon, Reports etc. Informationen Wissen Über Kollaborationsplattformen können sich neue intermediäre und datenbasierte Services etablieren und die Kontrollpunkte an der Schnittstelle zwischen Betreiber und Dienstleister verschieben Seite 15 Oktober 2014 Corporate Technology

17 Firmenübergreifende Wertschöpfungsnetze Segmentierung Digitalisierung der Wirtschaft Digitalisierung der Produktion Wertschöpfungsnetz Design & Engineering Wertschöpfungsnetz Services Fokus Smart Factory Zukunftsprojekt Industrie 4.0 Fokus Zukunftsprojekt Smart Service Welt Seite 17 Oktober 2014 Corporate Technology

18 Nutzenstiftender Einsatz von IKT im Produktionsumfeld Wertschöpfungsnetz Design & Engineering Erschließen der Potentiale der digitalen Welt durch Einführung und Nutzung existierender Methoden, Werkzeuge und Kollaborationsplattformen Wertschöpfungsnetz Produktion & Logistik Systematisierung von Produktionsstrategien im Hinblick auf die zunehmenden Anforderungen an die Flexibilität und Umsetzung durch intelligente Systeme zur Produktionsplanung und -steuerung konzertierte Forschungsaktivitäten zur Lösung der hoch komplexen technischen Herausforderungen bei der Realisierung einer intelligenten Produktion Wertschöpfungsnetz Service Etablieren neuer Geschäftsmodelle durch Besetzen zentraler Kontrollpunkte in den Wertschöpfungsketten Seite 18 Oktober 2014 Corporate Technology

19 Dr. Ulrich Löwen Siemens AG, Erlangen CT RTC SYE +49 (9131) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!