Produktion und Dienstleistungen im digitalen Zeitalter

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1 Produktion und Dienstleistungen im digitalen Zeitalter Prof. Dr. Henning Kagermann Deutscher Logistik-Kongress Berlin, 25. Oktober Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

2 Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0 Robert Bosch Infineon Technologies ABB Phoenix Contact FESTO Wittenstein Siemens T-Systems Trumpf Hewlett-Packard IBM Deutschland SAP acatech BITKOM VDMA ZVEI Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

3 Vor welcher Aufgabe steht Deutschland? Perspektivenpapier (04/2013) der Forschungsunion Fokus auf die Bedarfsfelder: Klima & Energie, Gesundheit & Ernährung, Nachhaltige Mobilität, Digitale Wirtschaft & Gesellschaft (vormals Kommunikation), Sicherheit Zukunftsprojekt: Innovationskraft unseres Landes durch gemeinsam getragene Missionen ausbauen und zur Lösung globaler Gestaltungsaufgaben beitragen Drei wichtige übergeordnete Entwicklungen: Stärkere Beteiligung der Gesellschaft Neue Formen der Koordination und Kooperation Digitalisierung als treibende Kraft in allen Missionen Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

4 Die Digitalisierung als treibende Kraft (Beispiele) Energie/Klima: Morgenstadt wandlungsfähige Städte (smart cities), intelligent vernetzte Energiesysteme (smart grids) und neue Prozesse für Leben und Arbeit (digitale Lebens- und Arbeitswelten) Gesundheit/Ernährung: Individualisierung der Medizin Digitalisierung und wissensbasierte Systeme werden die Gesundheitsversorgung und das Leben der Menschen nachhaltig beeinflussen (e-health-potenziale) Nachhaltige Mobilität: Vernetzung von Mensch und Fahrzeug intelligente und integrale Steuerung der Verkehrsflüsse (smart traffic), (teil-)autonome Mobilität (smart car) IKT: Industrie 4.0 Deutschlands Zukunft als Produktionsstandort sichern (smart factory), das Internet als Wirtschaftsplattform ausbauen (smart services) Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

5 Industrie 4.0 und Logistik als Teil einer vernetzten, intelligenten Welt Das Internet der Dinge, Daten und Dienste wird die prägende Infrastruktur der nächsten industriellen Revolution In der Smart Factory kommunizieren Menschen, Maschinen und Ressourcen wie in einem sozialen Netzwerk Erfolgsfaktor Versorgungssicherheit: Smart Logistics, Smart Grids und schnelle Kommunikationsnetze Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

6 Die Vision von Industrie 4.0 Individualisierung (Losgröße 1) zu den ökonomischen Konditionen eines Massenherstellers wird Realität Produktion wird hoch-flexibel, hoch-produktiv (bis zu +50%), ressourcenschonend (bis zu -50%) und urban-verträglich Wertschöpfungsprozesse werden bedarfsorientiert in Echtzeit optimiert: Bildung virtueller Ad-hoc-Organisationen Vereinbarkeit von Beruf und Familie mit Rücksichtnahme auf die individuelle Verfügbarkeit der Mitarbeiter Ältere Arbeitnehmer profitieren von intelligenten Assistenzsystemen Die bestehende Infrastruktur kann schrittweise nachgerüstet werden Wettbewerbsfähigkeit einer Hochlohn-Wirtschaft ist gesichert Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

7 Beispiel: Der intelligente Materialfluss Verbundprojekt smarti (smart reusable transport items) im EffizienzCluster LogistikRuhr Europalettenkreislauf Cloudbasierter Datendienst, der die Echtzeitdaten der Ladungsträger verwaltet Nutzen für die Konsumgüterindustrie: ca. 10 % geringerer Bestand an Ladungsträgern Umsatzverluste durch Bestellprozessfehler von derzeit 2 bis 3 % auf 0,5 % reduzieren Das bedeutet bis zu 8 Mrd. Euro mehr Umsatz für den deutschen Handel Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: Fraunhofer IML

8 Beispiel: VW Forschungsfahrzeug et! Rein elektrisch angetriebene Fahrzeugstudie von VW, in Kooperation mit Deutsche Post DHL und Hochschule für bildende Künste Braunschweig entwickelt. Teilautonom fahrendes Fahrzeug folgt unbemannt Anweisungen über ein ipad. ipad liefert genaue Informationen über die zu fahrende Zustellroute, den optimalen Halteplatz und die Art der Sendung. Postbote erhält bei Paketen über 20 Kilogramm über das ipad einen Hinweis, für die Auslieferung die mitgeführte Sackkarre zu nutzen Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: Volkswagen

9 Grundlegende Paradigmenwechsel bei Industrie 4.0 Intelligente Produkte unterstützen aktiv den Produktionsprozess Aufträge steuern sich selbst durch dynamische Wertschöpfungsketten Autonome, sich selbst organisierende Produktionseinheiten ersetzen passive, vorgeplant betriebene Produktionssysteme Individuelle Verfügbarkeitskalender treten anstelle einer starren Mitarbeiteranwesenheit Ad-hoc-Vernetzung auf Produktions- und Geschäftsebene Die Produktion folgt dem Takt des Menschen Von zentraler Steuerung zu dezentraler Selbstorganisation Auflösung der klassischen Branchengrenzen und Verbände Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

10 Neue Anforderungen an die Mitarbeiter Weniger direkte Mitarbeiter in der Produktion, mehr indirekte Stellen, z.b.: Systemplanung, -entwicklung, -integration in bestehende Landschaften Überbrückung von Automatisierungslücken Koordination und Orchestrierung Vernetztes, interdisziplinäres Arbeitsumfeld Mehr unterschiedliche Arbeitsinhalte für den einzelnen Mitarbeiter Verkürzte Einweisungs- und Lernzeiten Weniger Maschinenbediener, mehr Erfahrungsträger und Entscheider Weniger fest vorgegebene Arbeitsanweisungen, mehr Selbststeuerung Lebenslanges Lernen und zeitliche Flexibilität (Arbeitszeitkonten) Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

11 Erfolgsfaktor: Digitale Lernwelten Die aktuelle Entwicklung Lebenslanges Lernen, interdisziplinäre Wissensgenerierung, Individualisierung von Lernformen erfordert eine digitale Veredlung etablierter Lernorte und -umgebungen und angemessene Medienkompetenz bei allen Nutzern. Neue didaktische Ansätze: inverted classroom Schnelle Qualitätsverbesserung der Lerninhalte durch Feedback über Lernverhalten Eine neue Generation mobiler, interaktiver Assistenzsysteme für Bedienung, Installation, Optimierung und Reparatur von CPS-Komponenten Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

12 Beispiel: Mobiles, interaktives und situationsadaptives Lernen Cyber-physische Produktionssysteme Werker mit Datenbrille In-situ Tutorsystem Werkzeuge Kugelventil schliessen Entferne das Rohr mit 2 Flanschen Entferne das Kugelventil Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: W. Wahlster, DFKI

13 Beispiel: Navigation über 3D-Modell Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: W. Wahlster, DFKI

14 Der Mensch steht im Mittelpunkt Erweiterte Entscheidungs- und Beteiligungsspielräume für die Beschäftigten sowie Möglichkeiten zur Belastungsregulation Physische Assistenz durch Fähigkeitsverstärker Wartungs- und Planungsassistenz: Lokationsbasiert, kontextadaptiv Innovative Lernformen: Mobil, personalisiert, situationsadaptiv Vernetztes Arbeiten durch multimodale Mensch-Maschineund Mensch-Mensch-Interaktion Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

15 Enge Kopplung von realen und virtuellen Produktionswelten Cyber-Physical Systems (CPS) Hochauflösende und feingranulare Steuerungen Manual data input Smart Virtual World Cards Barcode Embedded Ease of data RFID wireless sensors capture Physical World Ambiente Intelligenz in der Fabrik 4.0 Präzisere Information für multiadaptive Prozesse Hochfrequente Datensammlung: Big Data (volume, velocity, variety) Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: W. Wahlster, DFKI

16 Digitale Daten sind ein wichtiger Rohstoff der Zukunft, Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

17 Basis für neue internetbasierte Dienstleistungen Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

18 Beispiel: Standortanalyse Deutsche Post GEOVISTA Standortcheck ist ein Internet-Service, der: die Daten und Methoden des Geomarketings in einem Dienst bündelt und zur Verfügung stellt. eine Ergebnisanalyse in Form eines detaillierten Berichts ausgibt. als Fazit eine Auskunft über die Tragfähigkeit von (geplanten) Unternehmensstandorten gibt. on demand-verfügbarkeit, einfache Bedienung Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: Deutsche Post DHL

19 und ermöglichen neue internetbasierte Dienstleistungen und Geschäftsmodelle Intelligente Objekte bieten ihre Fähigkeiten als Dienste an. Es entsteht ein Internet der Daten und Dienste auf Basis sicherer und vertrauenswürdiger Cloud-Infrastrukturen (Trusted Cloud). Semantisches Web: Online-Dienste werden weltweit handelbar, erweiterbar und zu Mehrwertdiensten kombinierbar. Dienstmarktplätze unterstützen Handel, Abwicklung und Nutzung Individualisierte Dienstleistungen auf der Basis von Cloud-Netzen Bündelung von Produkten, Dienstleistungen und Wissen zu Kundenlösungen Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

20 Beispiel: Renaissance der elektronischen Marktplätze 2001: Lindt/Sprüngli: Neues Geschäftsmodell Schenken Partnernetzwerk für Webauftritt Kommissionierung der Ware Paketversand Elektronische Zahlung Heute: DHL/MeinPaket.de: Filiale im Internet Alle Dienstleistungen aus einer Hand Individualisierbarer Webshop Alle logistischen Dienstleistungen Sicheres Zahlungssystem + integrierte Marketing-Tools Komplexe Individuallösung Skalierbare Standardlösung zu billigen Standardtarifen Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

21 Wo sind industrielle und industriepolitische Entscheidungen nötig? Systeme: Beherrschung komplexer Systeme Standardisierung und Referenzarchitektur Arbeit: Arbeitsorganisation und -gestaltung Aus- und Weiterbildung Rahmenbedingungen: Flächendeckende Breitbandinfrastruktur für die Industrie Rechtliche Rahmenbedingungen (Rechtssicherheit) Akzeptanz: Sicherheit und Schutz der Privatsphäre MINT-Bildung Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

22 Schlussfolgerungen Das Internet der Dinge, Daten und Dienste wird die prägende Infrastruktur der nächsten industriellen Revolution. Es gibt keinen Gegensatz zwischen Industrie- und Dienstleistungsgesellschaft. Die Kette smart products smart data smart services eröffnet neue Wertschöpfungs- und Beschäftigungspotenziale. Aus der klassischen logistischen Dienstleistung werden hybride Services aus Logistik und IKT. Industrialisierte Volkswirtschaften haben einen Startvorteil, da intelligente Produkte zu Plattformen für innovative Dienstleistungen und Geschäftsmodelle werden. Wie kein anderes Land ist Deutschland befähigt, die Potenziale einer neuen Form der Industrialisierung zu erschließen: Industrie Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013

24 Roboter werden aus ihren Käfigen befreit und kooperieren mit den Werkern heute morgen Die neue Generation von Leichtbaurobotern arbeitet als Assistenzsystem mit dem menschlichen Werker hautnah zusammen. Durch humanoides Ausweichverhalten besteht keine Verletzungsgefahr für die Mitarbeiter Deutscher Logistik-Kongress, 25. Oktober 2013 Quelle: W. Wahlster, DFKI