INDUSTRIE 4.0 AUCH FÜR DEN STAHLHANDEL?

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1 INDUSTRIE 4.0 AUCH FÜR DEN STAHLHANDEL? Prof. Dr. Michael Henke 25. Stahlhandelstag, Bremen 6. November 2015 Fraunhofer Seite 1

2 Agenda Kurzvorstellung Fraunhofer IML, TU Dortmund und Industrie 4.0 Operative Prozesse und Geschäftsmodelle mit Industrie 4.0 gestalten Migration bewältigen: Systematische Einführung von Industrie 4.0 im Unternehmen Fraunhofer Seite 2

3 Agenda Kurzvorstellung Fraunhofer IML, TU Dortmund und Industrie 4.0 Operative Prozesse und Geschäftsmodelle mit Industrie 4.0 gestalten Migration bewältigen: Systematische Einführung von Industrie 4.0 im Unternehmen Fraunhofer Seite 3

4 Daten und Fakten des Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML) Gegründet Doktoranden und studentische Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen 260 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen Umsatz ca. 24,4 Mio. Dortmund Mehr als 50% von Industrie, Handel und Dienstleistung Hamburg Frankfurt a.m. Prien am Chiemsee Kooperationen mit: HSG St. Gallen (Schweiz), Georgia Tech (USA), Lissabon (Portugal), Shanghai (China), Rio de Janeiro (Brasilien), Istanbul University (Türkei) Fraunhofer Seite 4

5 Organigramm Fraunhofer IML und verbundene Lehrstühle Fraunhofer Seite 5

6 Industrie Zukunftsprojekte im Rahmen der High-Tech-Strategie der Bundesregierung Zukunftsprojekt Industrie 4.0 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 internetbasierte Dienste für die deutsche Wirtschaft gelegt werden. Fraunhofer Seite 6

7 Industrie 4.0 Internet der Dinge Alles wird autonom! MENSCHEN planen, steuern, vernetzen LKW fahren Güter u. Waren autonom. CONTAINER organisieren ihre Ladung viele Container das logistische Netz. REGALE ordern selber ihren Nachschub. BEHÄLTER sagen was zu entnehmen ist. FAHRZEUGE und STAPLER organisieren sich im Schwarm. Bildquellen: Fraunhofer IML, Jettainer, Daimler Fraunhofer Seite 7

8 Anwendungsbeispiel Big Data im Stahlhandel: Potenziale durch effizientere Netzwerknutzung Gleiche Technologien, wie z.b.: Sägen Brennen Coilbearbeitung Plattensägen Gleiche Art der Fertigung Strahlen Folieren Unterschiedliche Auslastungen Wahlmöglichkeiten zwischen Standorten Kostenreduzierung durch bedarfsgerechte Kapazitätsanpassung Erhöhung kurzfristiger Lieferfähigkeit Standort 2 Standort 1 Standort 3 Standort 4 Standort 6 Standort 7 Standort 8 Standort 5 Standort 9 Standort 10 Fraunhofer Seite 8

9 Automatisierungsgrad und Industrie 4.0 Industrie 4.0 Vollautomatisierung der physischen Prozesse aber Industrie 4.0 = Autonomisierung auf Basis cyberphysischer Systeme Fraunhofer Seite 9

10 Agenda Kurzvorstellung Fraunhofer IML, TU Dortmund und Industrie 4.0 Operative Prozesse und Geschäftsmodelle mit Industrie 4.0 gestalten Migration bewältigen: Systematische Einführung von Industrie 4.0 im Unternehmen Fraunhofer Seite 10

11 Studie im Auftrag des BMWi: Erschließen der Potenziale der Anwendung von Industrie 4.0 im Mittelstand Analyse des Technologieangebots und der Ergebnisse der aktuellen Forschungsförderung Analyse des Bedarfs der Anwender und Abgleich mit Nutzenpotenzial und Umsetzbarkeit Roadmap für die Entwicklung der Industrie 4.0 Handlungsempfehlungen für die Förderpolitik des Bundes z.b. Kompetenzzentren Industrie 4.0 Fraunhofer Seite 11

12 Von Insellösungen über ganzheitliche Lösungen zur Wirtschaftlichkeit! Analyse von über 100 Förderprojekten (~ 450 Mio. Euro) zur Industrie 4.0 Produktion Logistik Lager, Planung und Steuerung Produktentwicklung Nutzung Anlagen- und Fabrikplanung Supply Chain Management Zulieferer Instandhaltung Produktionsengineering Wissen und Bildung Distribution Beschaffung Geschäftsmodelle & Strategie Forschung und Entwicklung End of Life Auftragsabwicklung After Sales Services Spitzencluster-Wettbewerb IKT 2020 Forschung für die Produktion von morgen AUTONOMIK für Industrie 4.0 AUTONOMIK - Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand microtec Südwest Bisherige Forschungsprojekte der Industrie 4.0 zu technologischen Insellösungen Forschungsbedarf: Bewertung des Nutzens der Einzellösungen und ihre Einbindung in ein synergetisches Gesamtkonzept Management der Industrie Forschungsvolumen in Euro Quelle: IML, agiplan, zenit: Studie: Erschließen der Potenziale der Anwendung von Industrie 4.0 im Mittelstand Fraunhofer Seite 12

13 Industrie 4.0: Die Notwendigkeit des Wandels der Organisation ERP Strategie Transformation des Managements Leitebene Planung Operative Ebene Steuerung Migration Cyberphysischer Systeme Klassische Automatisierungspyramide Hierarchisch organisiert Deterministisch Systemanpassung durch Customizing Applikationsspezifische Lösung Flexibel und wandelbar Nicht deterministisch Hochgradig dezentralisiert Multi-Agenten-Steuerung Cloud-basiert Situationsspezifische Lösung Fraunhofer Seite 13

14 Entwicklungen zur Smart Factory Lösung für variantenreiche low-volume Produktion Zellulare Transportsysteme Intelligenter Behälter autonomes Fahren Selbststeuerung Schwarmintelligenz Selbstversorger kommunikativ Energiespeicher Fraunhofer Seite 14

15 Fraunhofer Elemente von Smart Maintenance Industrie 4.0 Condition Monitoring Labor InBin/ ibin Selbststeuernde Materialwirtschaft Coaster Der Mensch in der Instandhaltung Virtuelle Netzwerke Pooling-Konzept Zustandsorientierte Instandhaltung Smart Maintenance for Smart Factories Smart Maintenance Rüstworkshops Autonome Arbeitsgruppen Rack Racer 3D-Druck Losgröße 1 in Produktion und Ersatzteilwesen Bestände Risikoorientiertes Ersatzteilmanagement Augmented Reality Wissensmanagement in der Instandhaltung Fraunhofer Seite 15

16 «Keine APPs - kein Geschäft» Es werden (hybride) Produkt-/ Service-Angebote entstehen. Subscription Economy Verkaufen Sie nicht die Maschine, sondern die Betriebsstunden! Mit digital veredelten Produkten und intelligenten Dienstleistungen zusätzlichen Umsatz machen. Die Margen bei diesen Dienstleistungen sind oft deutlich höher als im alten Kerngeschäft. Quelle: Handelsblatt Online Quelle Abbildung: Dr. Wieselhuber & Partner GmbH und Fraunhofer IPA: Studie Geschäftsmodell-Innovation durch Industrie 4.0, 03/2015 Fraunhofer Seite 16

17 Agenda Kurzvorstellung Fraunhofer IML, TU Dortmund und Industrie 4.0 Operative Prozesse und Geschäftsmodelle mit Industrie 4.0 gestalten Migration bewältigen: Systematische Einführung von Industrie 4.0 im Unternehmen Fraunhofer Seite 17

18 Roadmap Der Weg zur Industrie 4.0! Dezentralisierung / Serviceorientierung: Umdenken, neue Geschäftsfelder erschließen Selbstorganisation und Autonomie: Zukunftsthema für KMU, Forschung und Entwicklung vorantreiben A B A B Vernetzung und Integration: Vertrauen schaffen, Zusammenarbeit stärken, Innovation und Produktivität durch vernetzte Geschäftsprozesse Assistenzsysteme: Einfach, mobil, nutzerfreundlich; unterstützen den Menschen in der Steuerung und Überwachung A B A B Datenerfassung und -verarbeitung: Grundlage für I4.0, Systeme einführen und nutzen A B A B Umsetzung unterstützen Forschung fördern Fraunhofer Seite 18

19 Der Weg zur Industrie 4.0 für den Stahlhandel Technologien gezielt nutzen Der Nutzen von Industrie 4.0 ist nur unternehmensspezifisch zu identifizieren Erste Schritte zur Industrie 4.0 Systematisches Aufzeigen passender Pilotbereiche und Potenziale Identifikation und Bewertung geeigneter 4.0-Lösungsbausteine Entwicklung einer ganzheitlichen Migrationsstrategie für den Shopfloor Förderung der Akzeptanz der Technologie durch passende, intelligente, vernetzte und automatisierte Lösungen Roadmap Industrie 4.0 Relevanzprüfung Priorisierung Handlungsbedarf Identifizierung und Bewertung Industrie 4.0-Lösungsbausteine Fraunhofer Seite 19

20 Backup Fraunhofer Seite 20

21 Erste Schritte in Richtung Umsetzung Priorisierung Handlungsbedarf Identifizierung und Bewertung Industrie 4.0- Lösungsbausteine Roadmap Industrie 4.0 Vision & Relevanzprüfung Fraunhofer Seite 21

22 Phase 1 Vision & Relevanzprüfung Unternehmensführung und Mitarbeiter für das Thema sensibilisieren; einheitliches Verständnis schaffen. Qualitative Einschätzung der Relevanz des Themas für das spezifische Unternehmen. Potenzialbereiche, in denen eine vertiefte Untersuchung stattfinden soll, identifizieren. Auch Geschäftsmodelle hinterfragen! Fraunhofer Seite 22

23 Phase 2 Priorisierung des Handlungsbedarfs Erfassung des Ist-Zustandes auf Basis von Kennzahlen Bewertung des Ist-Zustandes im Hinblick auf die unternehmensspezifische/ strategische Ausrichtung (Aufschließen oder Überholen) Qualitatives Benchmark und Abschätzung von Soll-Zielgrößen Ableitung von Handlungsbedarfen und deren Priorisierung Fraunhofer Seite 23

24 Phase 3 Identifizierung und Bewertung geeigneter 4.0-Lösungsbausteine z.b. Einführung RFID und WMS z.b. automatische Palettierung z.b. autonome Versandbereitstellung für Kartongrößen z.b. automatische Entladung Nutzen (Benefit) und erforderlicher Aufwand (Effort) werden für spezifische 4.0-Cases bezogen auf das Unternehmen ermittelt Fraunhofer Seite 24

25 Phase 4 Roadmap Logistik 4.0 t 4 PM / 20t A1 M1 Maßnahme z.b. automatische Palettierung z.b. intelligente Behälter und WMS Einführung A2 M2.3 M2.2 M PM / 200t A3 M3.2 M3.1 6 PM / 80t Darstellung der Maßnahmen zur Umsetzung (priorisierte 4.0-Lösungsbausteine) in Form einer Roadmap Zeitliche Einordnung mit Abschätzung der Umsetzungsdauer und -kosten (Grobbudget) Unterstützungsmöglichkeiten durch das IML und seine Partner Fraunhofer Seite 25