PROF. DR.-ING. EGON MÜLLER SCHLOSSGESPRÄCH GLAUCHAUS WEG IN DIE DIGITALE ZUKUNFT , GLAUCHAU

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1 Mittelstand 4.0 digital aber real: digitale, vernetze Fabrik- und Produktionssysteme sowie virtuelle Geschäftsprozesse für kleinund mittelständische Unternehmen PROF. DR.-ING. EGON MÜLLER SCHLOSSGESPRÄCH GLAUCHAUS WEG IN DIE DIGITALE ZUKUNFT , GLAUCHAU MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 2 1

2 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 3 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 4 2

3 Globaler Wettbewerb mehr global weniger lokal internationale Wertschöpfungsketten, Onlineverfügbarkeit kundenindividuell, flexibel und effizient Service rückt in den Fokus an jetzt und morgen denken Krisen & Krisenherde, Ressourcenverknappung, Demografie MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 5 Industrie in Sachsen KMU fast ausschließlich kleine und mittelständische Unternehmen Automobilbau, Maschinenbau, Zulieferer, IT, Handwerk Gewerbe Mitarbeiter Fachkräfte, Demografie, Abwanderung MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 6 3

4 Industrie in Sachsen Relevante Themen der Digitalisierung werden erkannt, jedoch bestehen umfassende Handlungsbedarfe an Sensibilisierung, Information und Schulung Quelle: Bedarfsanalyse der Mittelstand 4.0-Agentur Prozesse Digitalisierung im Mittelstand, MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 7 Potenziale der Digitalisierung für die Wirtschaft in Sachsen Innovation & Expansion: neue Produkte & Dienstleistung neue Geschäftsmodelle Fachkräftemangel: Befähigung älterer Mitarbeiter Vereinfachung und Flexibilisierung der Arbeit Automatisierung von Prozessen Kosten & Effizienz: kundenindividuelle Produktion schneller Informationsaustausch günstige Automatisierung Innovation & Expansion Kosten & Effizienz Fachkräftemangel Quelle: Commerzbank AG: Management im Wandel: Digitaler, effizienter, flexibler!, 15. Studie der UnternehmerPerspektiven. Zugriff: MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 8 4

5 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 9 Entwicklung der Industrie Präindustrielle Phase 1. Industrielle Revolution Antrieb Muskelkraft Mechanisierung Prinzipien Information Heim-& Handarbeit Erfahrung Maschinenproduktivität Analog- Kommunikation 2. Industrielle Revolution Dezentrale Mechanisierung 3. Industrielle Revolution Automatisierung Industrie 4.0 Selbststeuerung/ Autonomie Taylorismus Lean Produktion Smart Factory Zentrale Steuerung Dezentrale Netzwerke Serviceorientierung/ Maschinelles Lernen? ab 1800 ab 1900 um 2000 heute MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 10 5

6 Begrifflichkeiten Internet der Dinge & Dienste (IoT & IoS) Industrie 4.0 Cyber- Physische Systeme (CPS) Verbindung von Menschen, Objekten, Systemen in/als Informationsnetzwerk Bsp.: Kühlschrank meldet den Verbrauch von Lebensmitteln an den Onlinehändler Industrie/Produktion nach IoT/IoS-Konzept aus CPS Bsp.: Maschine meldet den Verbrauch von Betriebsstoffen an Instandhaltung/Service Intelligente Objekte, die mit ihrer Umgebung eigenständig agieren können Bsp.: Maschine mit Sensoren, Aktoren, Steuerung und Netzwerkschnittstellen Smart Factory Smart Process Smart Service Smart Product MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 11 Prinzipien und Konzepte MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 12 6

7 Smart Factory in der Industrie 4.0 Horizontale Integration Interaktion in der Smart Factory Vernetzung mit ihrem Umfeld Entwicklung und Prozess Vertikale Integration physisch Collaborative Interaction cyber Produktionsumfeld Energie/ Mensch Arbeitsumfeld Maschine Produkt Server Computer Umwelt Informationsaustausch (z. B. Big Data) Flexible Zuordnung Erkennung und Interaktion Reales Umfeld Informationen in Echtzeit Sensor/ Actor Logistik Verbindung reale und virtuelle Produktion Social Machines Global Factories Augmented Operators Smart Products Virtual Production Lokale Kommunikation Middleware Kommunikation und Dienste Cloud/Service Quelle: Kagermann, H.; Wahlster, W.; Helbig, J.: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, Vorabversion Berlin, MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 13 Herausforderungen Technologische Lösungen (z. B. Datenerfassung und -verarbeitung) Organisatorische Belange (z. B. Wer darf was?) Rechtliche Aspekte (z. B. Wem gehören die Daten?) Sensibilisierung und Kompetenzaufbau bei den Mitarbeitern!!! Mensch, Technik, Organisation & Recht MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 14 7

8 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 15 Digital produzieren und arbeiten in Sachsen Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz regional & vernetzt MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 16 8

9 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Digital produzieren und arbeiten in Sachsen Zielstellung Information, Qualifizierung und Unterstützung des Mittelstands für die technologischen und wirtschaftlichen Potenziale der Digitalisierung, Vernetzung und Anwendung von Industrie 4.0 Branchen Mittelständische Unternehmen aus den Branchen Industrieausrüster, Zulieferer im Bereich Automotive und Non-Automotive sowie IT-Dienstleister Leistungsportfolio Mensch Technik Organisation Recht & Geschäftsmodelle Information Unternehmerforen Thementage Online-Informationsdienste Qualifizierung In-Situ Weiterbildungen Präsenztrainings Online-Qualifizierungsdienste Unterstützung Umsetzungsprojekte Technologie-Erprobungen Online-Unterstützungsdienste Konsortialpartner MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 18 9

10 Labore Experimentier- und Digitalfabrik (IBF, 2004) Projekthaus METEOR (IBF, 2011) E3-Forschungsfabrik (IWU, 2013) Usability-Lab (IBF, 2013) Technikum KMU (ICM, 2011) MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 19 Zielgruppe/Branchen IT- Dienstleister vertikale Integration Transformation zu CPS/CPPS Lieferanten Automotive Non-Automotive Kunden Wertschöpfungskette Zulieferer Dimensionen: Mensch Technik Organisation Sowie Recht & Geschäftsmodelle horizontale Integration Ausrüster MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 20 10

11 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 21 Leistungsportfolio des Mittelstand 4.0- Kompetenzzentrum Chemnitz Information I1 Unternehmerforen I2 Thementage I3 Online-Informationsdienste Qualifizierung bezüglich der Digitalisierung, Vernetzung und Anwendung von Industrie 4.0 im Mittelstand Q1 In-Situ Weiterbildungen Q2 Präsenztrainings Q3 Online-Qualifizierungsdienste Unterstützung in den Dimensionen Mensch, Technik & Organisation U1 Umsetzungsprojekte U2 Technologie-Erprobungen U3 Online-Unterstützungsdienste MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 22 11

12 I2 Thementage I2 Thementage 10 pro Jahr fachliche Information und Demonstration neuartige Technologien und Konzepte in den Laboren der Partner Startthemen, u. a.: Smart Factory für KMU Usability in der digitalisierten Arbeitswelt Smart Materials als Befähiger für CPS Information MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 23 Beispiel Smart Factory für KMU Ziel: Vorstellung von Hard- und Softwarelösungen der Digitalen Fabrik sowie Industrie 4.0-Lösungen und Prototypen für KMU Teil 1: Digitale Fabrik mit Werkzeugen zur Modellierung, Simulation und Visualisierung Teil 2: Überführung digitale Lösung in reale Welt Teil 3: wandlungsfähige Automatisierungslösungen, Identtechnologien, Datenerfassung/-verarbeitung, Informationsbereitstellung Information I2 Thementage MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 24 12

13 Q2 Präsenztrainings Q2 Präsenztrainings 11 pro Jahr fachliche, praktische Qualifizierung Trainings mit Theorie und Praxis in den Laboren der Partner Startthemen, u. a.: Engineering von CPS mit Werkzeugen der Digitalen Fabrik Datenerfassung & -verarbeitung in der Fabrik Prototypenbau für IoT / IoS mit eingebetteten Systemen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 25 Beispiel Prototypenbau für IoT / IoS mit eingebetteten Systemen Qualifizierung Qualifizierung Ziel: Bau und Vernetzung von Prototypen mit eingebetteten Systemen, Sensor- und Kommunikationseinheiten Teil 1: Theorie CPS, IoT/IoS, Systemanforderungen Teil 2: Konzeption & Umsetzung eigener Systeme mit Arduino & Raspberry Teil 3: Vernetzung mittels Microblogging, Cloud etc. Teil 4: Übertragung auf Industrieanwendung unter Einsatz wandlungsfähiger Automatisierungstechnik Q2 Präsenztrainings MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 26 13

14 U1 Umsetzungsprojekte U1 Umsetzungsprojekte Unterstützung 10 pro Jahr Unterstützung durch Analyse, Konzeption und Begleitung der Realisierung von Industrie 4.0-Lösungen in den Unternehmen Bewerbungsprozess für Teilnahme der Unternehmen Startthemen, u. a.: Retrofit für Industrie 4.0 Logistikautomation im KMU Low Cost Robotik MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 27 Beispiel Logistikautomation im KMU Unterstützung Partner: UNGER Kabel-Konfektionstechnik GmbH & Co. KG, Sehmatal Ziel: für einen ausgewählten Logistikbereich Potenziale zur Prozessoptimierung durch die Automatisierung und Digitalisierung zu identifizieren und zu erschließen Teil 1: Erstellung eines Katalogs mit Ansätzen und Konzepten zur Automatisierung und Digitalisierung von Logistiksystemen Teil 2: Analyse des Ist-Prozesses im Unternehmen (u. a. Material- und Informationsfluss) Teil 3: Ableitung von Ansätzen zur Prozessoptimierung für einen Soll-Prozess Teil 4: Workshop zur Präsentation der Ergebnisse und Einleitung der Umsetzung U1 Umsetzungsprojekte MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 28 14

15 Veranstaltungen (kostenfrei) Anmeldung unter betrieb-machen.de Thementag Smart Factory für KMU Anmeldung noch möglich! Thementag Smart Materials als Befähiger für CPS Präsenztraining Engineering von CPS mit Werkzeugen der Digitalen Fabrik Thementag Virtuelle Ergonomie und Inbetriebnahme Präsenztraining Usability der Mensch-Technik-Interaktion partizipativ umsetzen In-Situ Weiterbildung Digitale Menschmodelle zur Produkt- und Prozessgestaltung MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 29 Beispiel Rollen-, kontext- und ereignisbasierte Informationsbereitstellung (Projekt SOPHIE) MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 30 15

16 Beispiel Factory View MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 31 Kontakt Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz c/o Technische Universität Chemnitz Geschäftsstelle Erfenschlager Str Chemnitz Tel.: Fax: MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 32 16

17 Förderung Zehn Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren, ein Kompetenzzentrum Digitales Handwerk und vier Mittelstand 4.0-Agenturen sind Teil der Förderinitiative Mittelstand 4.0 Digitale Produktions- und Arbeitsprozesse, die im Rahmen des Förderschwerpunkts Mittelstand-Digital Strategien zur digitalen Transformation der Unternehmensprozesse vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird. Der Förderschwerpunkt unterstützt gezielt kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sowie das Handwerk bei digitalen Transformation sowie der Entwicklung und Nutzung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Mittelstand-Digital setzt sich zusammen aus den Förderinitiativen Mittelstand 4.0 Digitale Produktionsund Arbeitsprozesse, estandards: Geschäftsprozesse standardisieren, Erfolg sichern und Einfach intuitiv Usability für den Mittelstand. Weitere Informationen finden Sie unter MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 33 17