DIGITALISIERUNG IN DER PRAXIS

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1 DIGITALISIERUNG IN DER PRAXIS AUSWIRKUNGEN AUF ARBEIT, INDUSTRIE UND WIRTSCHAFT Dr.-Ing. Arno Kühn, Paderborn, 8. November 2017 Folie 1

2 AGENDA 1. Begrüßung und Einführung 2. Vorstellung Fraunhofer IEM 3. Impuls Industrie & Arbeit Digitalisierung in der Praxis Folie 2

3 AGENDA 1. Begrüßung und Einführung 2. Vors tellung Fraunhofer IEM 3. Impuls Industrie & Arbeit Digitalisierung in der Praxis Folie 3

4 Zukunftsmeile Fürstenallee Technologiestandort für intelligente technische Systeme Fraunhofer-Institut (Zukunftsmeile 1) Heinz-Nixdorf MuseumsForum (Fürstenallee 7) Heinz-Nixdorf Institut (Fürstenallee 11) Folie 4

5 Wir sind Fraunhofer! März 2011 Fraunhofer-Projektgruppe Januar 2016 Fraunhofer-Einrichtung Januar 2017 Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM Erstes Fraunhofer-Institut in der Innovationsregion OWL; erstes Fraunhofer-Institut mit dem Schwerpunkt Systems Engineering Direktorium mit 3 Forschungsabteilungen: Regelungstechnik (Prof. Trächtler) Produktentstehung (Prof. Dumitrescu) Softwaretechnik (Prof. Bodden) 95 Mitarbeitende (zum 1. März 2017), mehrheitl. Wissenschaftliche Mitarbeiter und Senior Experten 11 Mio. Forschungsvolumen in 2017 Folie 5

6 Die Digitalisierung verändert die Produktentstehung Folie 6

7 Marktsegmente Maschinen- und Anlagenbau Mobilität und Transport Industrieautomatisierung Produktion Montage Sondermaschinen Fördertechnik Luftfahrt Nutzfahrzeuge Landtechnik Automobiltechnik Robotik Industriesteuerungen Elektrik Elektronik Folie 7

8 AGENDA 1. Begrüßung und Einführung 2. Vorstellung Fraunhofer IEM 3. Impuls Industrie & Arbeit Digitalisierung in der Praxis Folie 8

9 Papstwahl 2005 Folie 9 QUELLE: SPIEGEL

10 Papstwahl 2013 Folie 10 QUELLE: SPIEGEL

11 Industrie 4.0 Ein Rückblick VDI Nachrichten, Berlin 1. April 2011 Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie April 2013 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. Plattform Industrie 4.0, 2013 QUELLE: DFKI.DE Folie 11

12 Plattform Industrie 4.0 Anwendungsbeispiele auf der I4.0-Landkarte Beteiligte am Spitzencluster 240 Clusterpartner mit 25 Kernunternehmen und 106 Basisunternehmen 6 Hochschulen und 22 Wirtschaftsnahe Organisationen Projekte 47 Forschungsprojekten sowie 8 Maßnahmen für die Nachhaltigkeit mit 170 Transferprojekten Projektvolumen von ca. 100 Mio. QUELLE: PLATTFORM INDUSTRIE 4.0 Folie 12

13 Self-X in der Produktion In Kooperation mit Selbstkorrigierende Fertigungsprozesse: Eigenständige Anpassung an veränderte Betriebsbedingungen Innovative Sensorik Innovative Aktorik Intelligente Bedienung Erhöhung der Prozesssicherheit (Reduktion von Ausschuss gegen Null) Produktivität (ca. 10 %) Energie- und Materialeffizienz QUELLE: BIHLER Folie 13

14 Cloud-Plattform zur Arbeitsvorbereitung auf Basis virtueller Werkzeugmaschinen In Kooperation mit Cloud-Anwendung Algorithmen Wissensbereitstellung Simulation Analyse Arbeitsvorbereitung Optimierung der Virtuelle Werkzeugmaschinen Bearbeitung eines Werkstücks zur Verkürzung der Nebenzeit (bis zu 80% Zeitersparnis bei der Einrichtung der Maschine) heute Fertigungssteuerung zur schnellen Reaktion auf Störungen und hohen Auslastung der Maschinen (bis zu 30% Zeit-, Ressourcen- und Kosteneinsparung) QUELLE: DMG MORI Folie 14

15 Plattform Industrie 4.0 Anwendungsbeispiele und -szenarien Analyse der Anwendungsbeispiele entlang 9 Anwendungsszenarien (definiert durch AG 2 Forschung und Innovation) Mehr als 300 Anwendungsbeispiele Heutige Anwendungsbeispiele decken vornehmlich Teillösungen der Möglichkeiten der Industrie 4.0 ab Sehr starke Fokussierung auf klassische produktionstechnische Themen (z.b. Qualitätssicherung, Produktionssteuerung) Geringe Ausschöpfung der Potentiale von Cyber-Physischer Systeme (CPS) QUELLE: PLATTFORM INDUSTRIE 4.0 Folie 15

16 Cyber-Physische Systeme: Nahe Realität Landwirtschaft 4.0: Erschließung von teilweise bis zu 50% ungenutzter Leistung durch CPS Autonome Systeme Dynamisch vernetzte Systeme CPS ITS 2022 Geschäftsmodelle und digitale Plattformen Gestaltung einer digitalisierten Arbeitswelt Produkt-Service-Systeme Interaktive sozio-technische Systeme Folie 16

17 Historische Entwicklung von Plattformen B2B 1996 Einführung eines B2B Marktplatzes bei wer liefert was? 1999 Gründung von alibaba.com als Handels- und Kommunikationsplattform für Unternehmen Frühsommer 2000 VW startet eine eigene B2B Plattform zum Das Fraunhofer IPA und Lieferantenmanagement Mittelstand beginnen mit Unternehmen aus dem den Arbeiten an Virtual Fort Knox 12. Mai 2016 Trumpf meldet die digitale Geschäftsplattform Axoom an Anfang 2018 it s OWL plant umfassendes Plattformprojekt mit mehr als 15 Partnern B2C C2C 3. September 1995 Gründung von ebay als C2C Marktplatz; 10 Jahre später folgt die Gründung von ebay Kleinanzeigen Juli 2003 Gründung von MySpace als werbefinanziertes, soziales Netzwerk 4. Februar 2004 Gründung von Facebook als werbefinanziertes, soziales Netzwerk August 2008 Gründung von airbnb als Plattform zur Buchung und Vermietung von privaten Unterkünften März 2009 Gründung von Uber als Online- Vermittlungsdienst für Fahrdienstleistungen Folie 17

18 Akzeptanz für digitale Lösungen 2 Personalisierte und auftragsspezifische digitale Montagehilfen 1 Papierloser Montagearbeitsplatz 1 Checklisten und Arbeitsanweisungen liegen digital vor hohe Datenaktualität Ende der Zettelwirtschaft 2 Assistierte Realität für den Werker Reduzierung von Montagefehlern Schnelle Einarbeitung Verkürzung der Arbeitsabläufe Folie 18

19 Im Spannungsfeld Mensch-Organisation-Technik Handlungsbedarf auf dem Weg zu digitalisierten Arbeitswelten Sicherstellung der Akzeptanz Identifikation von Schulungsbedarf Durchführung von Sensibilisierungs- und Schulungsmaßnahmen 3 Organisation Mensch Technik 1 Identifikation von Potentialen der Arbeit 4.0 Umsetzung von Pilotprojekten für die digitalisierte Arbeit Von der Weltfabrik 2 USA Brasilien Deutschland zu flexiblen Entwicklungsund Produktionsnetzwerken China Singapur unter Einbezug lokaler strategischer Partner Gestaltung der dazugehörigen (digitalisierten) Prozesse und Strukturen Folie 19

20 AGENDA 1. Begrüßung und Einführung 2. Vorstellung Fraunhofer IEM 3. Impuls Industrie & Arbeit Digitalis ierung in der Prax is Folie 20

21 Digitalisierung im Schaltschrankbau Umsetzungsprojekt Kompetenzzentrum Digital in NRW 8. November 2017

22 Der Schaltschrankbau Charakterisierung der Branche und Herausforderungen Losgröße 1: Schaltanlagen werden i.d.r. für jede Maschine individuell gefertigt. Schaltanlagen stellen die Schaltzentrale einer Maschine dar. Sie verteilen oder spannen elektrische Energie um. Großer Anteil an individueller Arbeit bedingt bis heute einen geringen Automatisierungsgrad in der Schaltschrankfertigung. Verdrahten beansprucht ca. 50% der Arbeitszeit. Digital in NRW

23 Prozesse im Schaltschrankbau Von der Projektierung bis zum Betrieb und Wartung Projektierung & Programmierung Betrieb & Wartung Arbeitsvorbereitung Auftragsabwicklung Inbetriebnahme Prüfung und Auslieferung Mechanische Bearbeitung Bestückung Verdrahtung Montage Digital in NRW

24 Prozesse im Schaltschrankbau Von der Projektierung bis zum Betrieb und Wartung Projektierung & Programmierung Betrieb & Wartung Arbeitsvorbereitung Auftragsabwicklung Inbetriebnahme Mechanische Bearbeitung Bestückung Digitaler Zwilling des Schaltschranks Montageanleitung über Tablets Verdrahtung Prüfung und Auslieferung Montage Digital in NRW

25 Ihr Ansprechpartner Dr.-Ing. Arno Kühn Abteilungsleiter Produkt- und Produktionsmanagement Telefon: Folie 25