INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND HERAUSFORDERUNGEN UND LÖSUNGSANSÄTZE

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1 PROJEKTGRUPPE RESSOURCENEFFIZIENTE MECHATRONISCHE VERARBEITUNGSMASCHINEN INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND HERAUSFORDERUNGEN UND LÖSUNGSANSÄTZE Christoph Richter Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart Fraunhofer

2 INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND GLIEDERUNG 1 Disruptive Innovationen in der Industrie Neue digitale Technologien für den Mittelstand 3 Aktuelle Lösungsansätze 4 Ausblick 2

3 DISRUPTIVE INNOVATIONEN IN DER INDUSTRIE 4.0 MEDIEN-HYPE UM INDUSTRIE Industrie 4.0 soll hier und nicht im Valley stattfinden Interesse im Zeitverlauf Berlin Interesse im regionalen Vergleich 2013 Interesse im regionalen Vergleich Datenquelle: google trends

4 DISRUPTIVE INNOVATIONEN IN DER INDUSTRIE 4.0 BEGRIFFSDEUTUNG NATIONAL UND INTERNATIONAL Was bedeutet und beinhaltet Industrie 4.0 wirklich? Analyse aus 67 deutschen Definitionen 1 Im internationalen Vergleich 2 Industrie 4.0, Internet of Things, Digitalisierung Eine Vielzahl an Begriffen mit unterschiedlichem Verständnis weltweit. 1 Fraunhofer IAO; 2 Tschöpe et al. 2015

5 DISRUPTIVE INNOVATIONEN IN DER INDUSTRIE 4.0 INNOVATIONEN MÜSSEN DISRUPTIV SEIN UM RESPEKTABLES WACHSTUM ZU ERZEUGEN 5 Quelle: Keese 2014

6 DISRUPTIVE INNOVATIONEN IN DER INDUSTRIE 4.0 AKTUELLE BEISPIELE IM CONSUMER-BEREICH Musik-Downloads und Streams haben CD-Shops und Videotheken obsolet gemacht. Amazon hat den Buchhandel ausgehebelt. WhatsApp Call wird bald T-Mobile und vodafone ablösen, sie reißen ihnen das Telefonie-Geschäft aus den Händen. In Kalifornien gibt es keine Taxis mehr, sie heißen jetzt UBER. 6

7 DISRUPTIVE INNOVATIONEN IN DER INDUSTRIE 4.0 POTENZIALE IM INDUSTRIELLEN UMFELD Funktioniert so etwas auch im industriellen Umfeld? Tesla und google dringen mit disruptiven Innovationen in die Automobilbranche ein. Maschinen und Anlagen werden nicht mehr als Ganzes verkauft, stattdessen zahlt der Kunde nur bei Nutzung. Neue Werkstoffe (z.b. CFK) verdrängen bewährte Materialien des industriellen Gewerbes. 7

8 INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND GLIEDERUNG 1 Disruptive Innovationen in der Industrie Neue digitale Technologien für den Mittelstand 3 Aktuelle Lösungsansätze 4 Ausblick 8

9 NEUE DIGITALE TECHNOLOGIEN FÜR DEN MITTELSTAND PRODUKTE Welche Vorteile bieten Cons um er-elektronik, wie Smartwatches, Myo-Armband, 3D-Brillen, etc. im täglichen Leben? Nutzung von Services zur Kommunikation Plug&Play Datenaustausch Unterstützung als Informationsquelle Potenziale: Intuitive Bedienbarkeit & Entlastung des Werkers Flexibilität & Datentransparenz der Prozesse durch direktes Feedback Wo kann Consumer Elektronik in der industr. Produktion eingesetzt werden? Als Assistenzsysteme zur Bereitstellung zusätzlicher Informationen in der Montage/ Instandhaltung Automatische Konfiguration der Arbeitsplätze; Plug&Produce Hemmnisse: Bereitstellung der benötigten Daten durch den Maschinenpark in Echtzeit Sicherheit der Daten & Wahrung der Mitarbeiterrechte

10 NEUE DIGITALE TECHNOLOGIEN FÜR DEN MITTELSTAND CLOUD COMPUTING Manufacturer Supplier Retailer Warehouse Transport Cloud Services zum Verwalten & Teilen von Daten im eigenen Netzwerk Nutzung von cloudbasierten Services zum schnellen & flexiblen Zugriff Teilen & Verwaltung von Dateien, Informationen mit einer Community Potenziale: Geringer Integrationsaufwand Hoher Speicherplatz verfügbar, keine Einschränkung von eigener Hardware Cloud Computing kann als Link zwischen Wertschöpfungspartnern eingesetzt werden Design & Überführung kundenindividueller Produkte in webbasierter Cloud-Lösung Auslagerung von Datenanalysen des Maschinenparks in die Cloud Hemmnisse: Skepsis der Unternehmen bezüglich IT- Sicherheit

11 NEUE DIGITALE TECHNOLOGIEN FÜR DEN MITTELSTAND BIG DATA Umfassende Datenanalysen & -prognosen geben Transparenz über Kunden & Märkte Datenmengen werden mittels Wissensextraktion analysiert & aufbereitet zur Generierung eines digitalen Schattens Kundenindividueller Service vs. Überwachung & Missbrauch der Daten Potenziale: Höhere Transparenz der Daten zur optimierten Produktionsplanung und -steuerung Präventive Maßnahmensteuerung Digitaler Schatten bzw. Zwilling der Maschinen- und Anlagen Aufnahme, Auswertung & Prognose der Anlagendaten zur Auslegung der Produktion Verwendung der Nachfrageprognosen zur Produktionsplanung Hemmnisse: Steigendes Volumen an Daten, hohe Gefahr durch Überflutung

12 NEUE DIGITALE TECHNOLOGIEN FÜR DEN MITTELSTAND SMART SERVICES Wandel zur Dienstleistungsgesellschaft Vermehrte Nutzung von Services wie Kochboxlieferung, Roller- oder Carsharing Höhere Flexibilität & mehr Möglichkeiten durch Zugriff auf ein geeignetes Netzwerk Potenziale: Höhere Flexibilität in der Durchführung von Dienstleistungen Produktivitätssteigerung durch Nutzung von Serviceplattformen zur Auswertung von unternehmensübergreifenden Daten Services vernetzen Wertschöpfungspartner Nutzung von Services zur Vernetzung von Wissensträgern in der Produktion Beispiele: Simulation as a Service, Ferninstandhaltung, Servicebasierte Planung, JIT-Informationen im Vertrieb Hemmnisse: Selektion der Betriebsdaten, Datengeheimnisse der Unternehmen Keine verbreitete Nutzung offener Softwaresysteme, Plattformen Quelle: Acatech 2015

13 NEUE DIGITALE TECHNOLOGIEN FÜR DEN MITTELSTAND FAZIT Die Beispiele zeigen: Sowohl Technologien als auch Einsatzfelder sind in der Consumerindustrie sowie in der industriellen Produktion vorhanden. Übergreifende Hemmnisse der produzierenden Industrie: Keine umfassenden Standards, die den Anforderungen der industriellen Produktion entsprechen (Normen, Schnittstellen) Keine geeigneten IT-Sicherheitskonzepte & rechtliche Rahmenbedingungen zur Sicherung der Datenhaltung außerhalb des Unternehmens Hohe Investitionskosten zur Aufrüstung des Maschinenparks & Integration der geeigneten Technologien Starre Strukturen & Prozesse im Unternehmen

14 INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND GLIEDERUNG 1 Disruptive Innovationen in der Industrie Neue digitale Technologien für den Mittelstand 3 Aktuelle Lösungsansätze 4 Ausblick 14

15 AKTUELLE LÖSUNGSANSÄTZE SMART-WATCHES IN DER PRODUKTION Situationsbasierte Bereitstellung von Informationen in der Montage Konsumgüterindustrie bietet neue Potenziale für die Produktion 15

16 AKTUELLE LÖSUNGSANSÄTZE GESTALTUNG KUNDENINNOVIERTER PRODUKTE ÜBER OPEN INNOVATION PLATTFORMEN Open Innovation Plattform Produktionsplanung und -steuerung Arbeits- und Prozessplanung Innovierte Gestaltung Herstellkosten Termin- und Kapazitätsplanung Hochflexibles Fertigungssystem Bionische Kommunikationsstruktur 16

17 AKTUELLE LÖSUNGSANSÄTZE DIGITALER ZWILLING BEI PALETTIERPROZESSEN Simulative Absicherung gestapelter Paletten parallel zum Betrieb Vorgabe des Palettenaufbaus direkt aus dem Simulationsprogramm Absicherung der Stabilität und Erhöhung des Nutzungsgrades 17

18 INNOVATION & DIGITALISIERUNG IM MITTELSTAND GLIEDERUNG 1 Disruptive Innovationen in der Industrie Neue digitale Technologien für den Mittelstand 3 Aktuelle Lösungsansätze 4 Ausblick 18

19 AUSBLICK LERNENDE SYSTEME Exponentiell steigende Rechenleistung ermöglicht lernende Computersysteme Erste Anwendungen dringen in unser alltägliches Leben ein Die Potenziale und Risiken sind aktuell noch schwer abschätzbar 19

20 IHR WEG ZU UNS Beim Glaspalast 5 martini park, Provinostr. 52, Augsburg Christoph Richter Abteilungsleiter Anlagen- und Steuerungstechnik Projektgruppe Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen Beim Glaspalast 5 I Augsburg Telefon I Fax -50 christoph.richter@iwu.fraunhofer.de 20