Roadmap: Industrie Praxiseinblicke aus dem Mittelstand. Rheinische Fachhochschule Köln: Industrie 4.0 Konkret

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1 Roadmap: Industrie Praxiseinblicke aus dem Mittelstand Rheinische Fachhochschule Köln: Industrie 4.0 Konkret Dr. Klemens van Betteray, CSB-System AG, Geilenkirchen

2 Industrie Smart Factory für die Lebensmittelproduktion Unternehmensvorstellung Globale Rahmenbedingungen Definition Praktische Umsetzung von Industrie 4.0 Schritt für Schritt Fazit CSB-System AG 2 Schon heute auf dem Erfolgsweg für die Produktion von morgen!

3 CSB-System: Fakten und Kennzahlen Gründung 1977 Meat Gründer und Vorstandsvorsitz: Dr. Peter Schimitzek Food and beverages 2. Generation Frau Vanessa Kröner: Vorstand für Personal, Marketing & Vertrieb Die CSB Unternehmensgruppe mit mehr als 500 Mitarbeitern weltweit in über 40 Ländern Trade and logistics Chemicals Pharmaceuticals > 35 Verkaufsniederlassungen CSB-System AG 3 Firmenzentrale der CSB - Gruppe in Geilenkirchen, Deutschland Cosmetics

4 Mit Industrie 4.0 zur Smart Factory mit ERP-Software CSB-System AG 4

5 CSB-System AG 5

6 CSB-System - Global Meat Excellence: IT-Partner for Meat and Food Processors Austria: Belgium: Germany: Kaisers Tengelmann Group Netherlands: USA: France: ^ Italy: Switzerland: Russia: South Africa: Netherlands: Russia: Auchan Panama: Saudi Arabia:

7 Industrie 4.0 Standard bei Good-Mills Mühle in Wien CSB-System AG 7

8 CSB-System and CMPP MEAT Processing for Military US Army Each month the plant makes: 500,000 hamburger patties 41,000 T-bone steaks 25,000 roasts 81,000 pounds of spiced beef and pork Each month the plant makes: 1 million pounds of fresh beef and pork 40,000-45,000 shipping boxes Built by Bilfinger and Berger Construction Company. Equipped primarily by Mathy and Company, with additional equipment provided by CSB and Bizerba companies. Source: vom

9 CSB-System: IT-Solutions for the Poultry Industry vom CSB-System AG 9

10 CSB-System: IT-Solutions for the Poultry Industry vom CSB-System AG 10

12 Roadmap Industrie 4.0

13 Mitsubishi Corporation, Cermaq and Nissin Foods Holdings on the global road in the growing markets Food sectors in the Mitsubishi- Holding: Fish Agriculture Coffee Cacao Frozen Juice Instant Noodle Rice Fresh Meat / Sausage > 500 Plants (incl. Agri)

14 Der Globale Bäcker Weltmarktführer schon vor der Tür? > 165 Prod. - Standorte zum Vergleich: Harry Brot: < 10 Werke 1 Mrd Umsatz ( = 20 Mrd Euro Umsatz) Aryzta: > 60 Werke ca. 4 Mrd Euro Umsatz

15 Ab 2012: Investments in Poultry Chain Quo Vadis: Smart Food Industry - Größenordnungen Brazil Foods (more than employees) with a new stakeholder: Warron Buffet with an unkown part of stocks from Brazil Foods COFCO-Group (in the TOP 500 of all companies in the world) from China in joint-venture-partnership with a Japanese team including Mitsuibishi to build ten new slaughterhouses and meat processing plants in China! CP Nr. 5 of poultry processing in Turkey - CP is a member of the Charoen Pokpand Foods in Thailand with a staff of People with enough financial power for market introduction to Europe the and USA

16 Industrie 4.0 ist Team-Arbeit Project Partners Technology Partners Scientific Partners CSB-System AG 16

18 Mit Industrie 4.0 zur Smart Factory FAZ vom 10. April 2015 in vom

19 Industrie 4.0: Keine Digitalisierung - Keine Zukunft Digitale Erfolgsfaktoren: Globalisierung Software-Kompetenz Transparenz betrieblicher Abläufe in Echtzeit mit Internet Praxisbeispiel Photodienste Flickr im Vergleich zu Kodak Flickr 10 Jahre alt, Kodak über 130 Jahre alt. Flickr 50 Mitarbeiter, Kodak bis zu Mitarbeiter Flickr hat in 10 Jahren mehr Photo s als Kodak gespeichert und vermarktet. Anmerkung: Flickr und Kodak als Unternehmen nicht direkt vergleichbar Streibig, K.H.: Vorstandsvorsitzender der Software AG: Keine Digitalisierung - keine Zukunft; FAZ, vom ; S. 21

20 Industrie 4.0: Die Bausteine Produktions-IT & WEB

21 Industrie 4.0 Digitalisierung der Unternehmen CSB-System AG 21 Quelle: FIR Aachen

22 Industrie 4.0 Wachstumvorteile wegen Besteuerung?

23 Quo Vadis: Industrie 4.0 Wachstumvorteile wegen Besteuerung?

25 Industrie 4.0 Arbeitsfelder CSB-System AG 25

26 Industrie 4.0 mit Standards Entwicklung & Anwendung von GS1 Standards RFID/EPC EAN Data Matrix EAN 8/EAN 13 EAN 128 NVE/SSCC

27 Industrie 4.0: Bausteine für Rückverfolgung mit Integration des Verbrauchers CSB-System AG 27

28 Standards in der Getränkeindustrie CSB-System AG 28

29 Industrie 4.0: Nestle als Vorreiter bei Standardisierung OMAC Organsation for machine automation and Controll CSB-System AG 29

30 Industrie 4.0 Arbeitsfelder Bildverarbeitung kommt! CSB-System AG 30

31 Sensorik Bildverarbeitung zur Gärsteuerung CSB-System AG 31

32 Industrie 4.0: Kontrolle der Tierwohlkriterien Bild Note Experte Note Maschine 1,88 2,81 4,77 CSB-System AG 32

33 Technische Qualitätskontrolle Schinken Ergebnis: hochauflösende Bilder der Oberfläche von oben und unten. Blick von oben auf das Fließband Blick von unten durch einen Schlitz CSB-System AG 33

34 Siegelnaht-Kontrolle / Montagne Noire Siegelnaht-Kontrolle CSB-System AG 34 CSB Vision 2015

35 Inkjet-Druck-Kontrolle / Henaff Inkjet-Druck-Kontrolle mit OCR optional CSB-System AG 35 CSB Vision 2015

36 Industrie 4.0: Verbesserung der Sensorik durch Bildverarbeitung Analyse Inhalte E2-Kisten.Kontrolle Küchenausgang CSB-System AG 36

37 Industrie 4.0: Verbesserung der Sensorik Getränkeindustrie íst gut aufgestellt CSB-System AG 37

38 Kistenerkennung CSB-System AG 38

39 Ziele: Industrie 4.0 mit verbesserter Sensorik durch Vernetzung und Integration bei Bildverarbeitung Standardisierung der heterogenen natürlichen Rohstoffe Qualitätskontrolle im Prozess und verbesserte Sortierung Geringere Verluste Erfüllung von externen Standards durch RFID mit direkter Verknüpfung mit der Sensorik bessere Qualitätskontrolle des Reifegrades von Lebensmitteln geringere Verluste durch weitere Datensensoren bei Verbrauchsdaten Energie und Wassermanagement Rückverfolgung bei Temperaturverläufen durch Integration mit Automatisierung CSB-System AG 39

40 Industrie 4.0 Arbeitsfelder Ein cyber-physisches System, engl. cyber-physical system (CPS), bezeichnet den Verbund informatischer, softwaretechnischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur, wie z. B. das Internet, kommunizieren. Ein cyber-physisches System ist durch seinen hohen Grad an Komplexität gekennzeichnet. Die Ausbildung von cyber-physischen Systemen entsteht aus der Vernetzung eingebetteter Systeme durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze. CSB-System AG 40

41 Industrie 4.0 auf der Basis Shopfloor: Datenerfassung Staplerleitsystem SLS Waagen, Scanner Barcode, Transponder, RFID Scales-/Device-Master Etikettiersysteme CCM Silosysteme SPS Elevatoren, Förderbänder, Weichen, Pusher, Sorter CCM/LVR/MFR CSB-System AG 41 Fuhrparkmanagement und Tourenoptimierung DTM Lagersysteme LVR Kommissioniersysteme SOA-Server [online] MDE-Host [offline] Chargiersysteme CCM Mobile Geräte SOA- Server Regalförderfahrzeuge [RFZ]/Regalbediengeräte [RBG] CCM/LVR/ MFR Messgeräte im Labor und in der Qualitätskontrolle Scales-/ Device-Master

42 Internet der Dinge: Identifizierung IPv6 ist die Abkürzung für Internet Protocol Version 6, ein standardisiertes Verfahren zur Übertragung von Daten insbesondere im Internet. Die dahinterstehende IP-Adresse definiert die Eindeutigkeit im Internet. Da Rechner, Tablets und Smart Phones aber auch z.b. Webcams, Spielekonsolen, Fernseher und andere Haushaltsgeräte für eine rasant steigende Nachfrage nach eigenen IP-Adressen sorgen, ist der bisher verwendete Adressraum viel zu klein, weshalb mit IPv6 nun eine 32 stellige Adressierung zur Verfügung gestellt wird, die einen Adressraum von über 340 Sextillionen IP-Adressen umfasst - eine Zahl mit 39 Stellen. Umgerechnet bedeutet dies, dass jedem Quadratmillimeter der Erdoberfläche nun etwa 600 Billiarden Adressen zukommen. Somit kann jedes Produkt, jedes Paket und jeder relevante Gegenstand nunmehr eine eigene Internetadresse bekommen und somit direkt und unmittelbar angesprochen werden. Damit ist die technische Voraussetzung für ein Internet der Dinge gegeben CSB-System AG 42

43 bisher: Basis für die Automatisierung heute und morgen: weitere Digitalisierung der Produktion

44 Industrie 4.0: TOP-Vorbereitung durch Landwirtschaft Status quo Melkroboter: Deutschland: Dänemark: 6 % aller Kühe 22 % aller Kühe Norwegen: ca. 50 % aller Kühe Ohne jahrzehntelange Vorbereitung der Landwirtschaft kein Industrie 4.0 Züchtung ist Basis für Automatisierung standardisierter, hochqualitativer preiswerter Rohstoff CSB-System AG 44

45 Industrie 4.0 Digitale Vernetzung und Integration Folge: Höhere Intensität der inner- und überbetrieblichen IT-Vernetzung und Integration Offen: Notwendigkeit für die mittelständische Ernährungsindustrie?? Sachstand: Bereits sehr gute interne Vernetzung realisiert! CSB-System AG 45

46 Roadmap Industry Industrie 4.0 zur Smart Factory Automatisierung CSB-System AG 46

47 Industry 4.0 mit Digitalisierung der Organisation: Vom ERP-Nutzungsgrad zur Roadmap Industrie 4.0 RFID Standardisation Image- Processing Self-driving forklifts Automation Data glasses for picking Integration Plattform der Digitalsierung: ERP-Software to CSB-System AG 47

48 Smart Factory Schritt Automatisierung: Delta Roboter: seit 1987 über 2000 verschiedene Greifarme: CSB-System AG 48

49 Automatisierung in der Backwarenbranche CSB-System AG 49

50 Industrie 4.0 durch interne Vernetzung und Integration Highlight: CSB-Image-Meater bei Klassifizierung und Wareneingang IT Entscheidungen vor Ort an der Rohrbahn: - Festlegung der Sortierkriterien - Grenzen für MF % bei Schinken - 2 Sortiergruppen für Bauchqualitäten CSB-System AG 50 Vorteile der Informationen durch Rohrbahnsteuerung: Berücksichtigung der Aufträge aus Zerlegung und Produktion Sortiervorteil > 1 Euro / Schwein

51 Industrie 4.0 durch interne Vernetzung und Integration Kernkompetenz Kundenorientierung bei auftragsbezogener Preisauszeichnung für Handelskunden CSB-System AG 51 mit Standardsoftware individuelle Preise individuelle Gewichte individuelle Etiketten / Labels Sonderaktionen

52 Industrie 4.0 bei Intralogistik in der Kommissionierung. pick to light. pick by voice. pick by light.pick by vision. pick by sorter. pick by scan Titel der Präsentation 52

53 Mehr In- oder mehr Outsourcing im Personalbereich? und Leiter Systemorganisation Technik. Er sei sich sicher, dass das Thema auch bei den Herstellern eine immer größere Die Google - Datenbrillen als Service-Instrument Amazone Innovation-Award 11. November 2015, 15:02 Uhr Mit Datenbrillen schneller reparieren In den Landtechnik-Werkstätten der Agravis sind Datenbrillen noch eine Zukunftsvision. Wie die digitalen Helfer eingeführt und genutzt werden könnten, hat ein Student untersucht und dafür auf der Agritechnica den Amazone Innovation-Award erhalten. Marc Heckmann, Mitarbeiter des Bereichs Informationssysteme der Agravis Raiffeisen AG, wird sein erster Besuch der Agritechnica in Hannover lange in Erinnerung bleiben. Der 22-Jährige wurde für seine Bachelor-Arbeit zum Thema Handlungsempfehlung für die Einführung von Datenbrillen bei Agravis Landtechnikwerkstätten unter Betrachtung von wirtschaftlichen, technischen, organisatorischen und persönlichen Aspekten am Dienstagnachmittag auf der Messe mit dem Amazone Innovation-Award 2015 ausgezeichnet. Gleichzeitig lesen und schrauben Seit 2012 ist der Münsteraner in der Agravis-Zentrale in Münster tätig, absolvierte bis zum Juli 2015 das duale Studium zum Wirtschaftsinformatiker. Während dieser Zeit war Heckmann für eine dreimonatige Praxis-Phase bei der Agravis Technik Saltenbrock in Melle tätig. Dort wurde die Idee für seine Abschlussarbeit geboren. Es gibt bereits Forschungsprojekte, bei denen Montageanleitungen auf Tablets zur Verfügung stehen und von den Werkstattmitarbeitern von Maschine zu Maschine mitgenommen werden können, erklärt der stolze Preisträger. Schwierig dabei: Der Monteur habe nie beide Hände frei. Daher habe er über den Einsatz von Datenbrillen nachgedacht, seine Idee mit Hilfe zahlreicher Technik-Mitarbeiter auf Herz und Nieren geprüft und die Technikfolgen von Datenbrillen betrachtet und schließlich alle Ergebnisse in seiner Bachelor-Arbeit festgehalten. Brillengerechte Informationen notwendig Auch wenn es sich noch um ein Zukunftsszenario und bislang nur rein theoretische Annahmen handelt: Die Agravis und die Jury des Amazone Innovation- Awards halten seine Ausführungen für richtungsweisend. Wir können uns durchaus vorstellen, für unsere Landtechnik-Standorte die entsprechende Hardware zur Verfügung zu stellen, sagte Karsten Bröker, Marc Ausblick: Google Datenbrillen verändern den Dienstleistungsbereich: Mehr und aktuellere Informationen vor Ort

54 Status Quo: Automatisierung im Vergleich CSB-System AG 54

55 Transfer der Automatisierung in die Fleischbranche weniger Platzbedarf wesentlich weniger bewegliche Teile geringere Investitionskosten

56 Industrie 4.0: Führerlose Gabelstapler CSB-System AG 56

57 Industrie 4.0: Zunahme der Automatisierung Zusammenfassung der Arbeitsschritte höheres Hygieneniveau schnellere Umsetzung CSB-System AG 57

58 Automatisierung als Basis für Industrie 4.0 Aktuelles Thema Arbeitssicherheit: gemeinsam mit Menschen Einsatz von Robotern in Zukunft ohne Schutzzäune CSB-System AG 58 Dazu neue Norm: Sicherheitstechnische Anforderungen für kollaborierende Roboter: EN ISO 10218; Teil 1 und 2 sowie Spezifikation ISO /TS 15066

59 Industrie 4.0 und Automatisierung ersetzen Arbeitsplätze 1 Roboter ersetzt hier 3 Stellen: Jeder 4. Roboter weltweit wird im Agrarund Food-Sektor eingesetzt! Jobverluste durch Digitalisierung: 2015 bis 2020: 4,75 Mio Verwaltung 1,61 Mio Produktion 0,49 Mio Konstruktion 0,15 Mio Design, Unterhaltung, Medien 7,16 Mio Insgesamt Auch: 2,1 Mio neue Jobs Quelle: Weltwirtschaftsforum CSB-System AG 59

60 Industrie 4.0: Rationalisierung durch Automatisierung Aber anspruchsvolle Komplexität bleibt manuell! CSB-System AG 60

61 Industrie 4.0: Basisaufgaben CSB-System AG 61

62 Industrie 4.0 Arbeitsfelder CSB-System AG 62

63 Smart Food Factory: Mehr Informationen über Marktschwankungen Aktuell akute Aufgaben: Koordination der Angebotsmarktschwankungen in der Molkerei-Branche Prognose-Modelle für Nachfrageanpassung bei Wetter

64 Industrie 4.0: Rasante Geschwindigkeit bei IoT - Innovationen für die ersten 100 Mio User Aber kritischer Punkt: Datensicherheit vom CSB-System AG 64

65 Industrie 4.0: IT-Sicherheit Preise für Datenklau: Adressen: bis zu 10 US $ Bilder von gültigen Personalausweisen: 2 US $ Kreditkartendaten: 20 US $ Branchenstandard Ernährungsindustrie: IT-Sicherheitsgesetz mit Branchenstandard der Ernährungsindustrie: BSI-KritisV gültig ab Mai 2016 Ca. 50 Unternehmen mit mehr als t Produktionsvolumen bzw. 350 Mio l, hier mehrheitlich für Molkerei-Industrie gültig Zu beachten: ab 250 Mitarbeiter IT-Sicherheitsverantwortlicher notwendig Wichtig: Unternehmensinterne IT-Sicherheitsmassnahmen Folge: Mittelstand geht ins Rechenzentrum bzw. in die CLOUD CSB-System AG 65

66 Entscheidend für die Smart Food Factory IT - Sicherheit CSB-System AG 66

67 Zu denken gibt uns, dass nur 57 % der Unternehmen einen der gängigen Security-Standards kennen und weniger als ein Drittel diese Standards anwenden! Zitat: Steffen Zimmermann, VDMA Experte für Security aus: Mensch+Werkzeug, Juni 2016, S. 10 CSB-System AG 67

68 Industrie 4.0: On-Line Shopping CSB-System AG 68

69 Industrie 4.0: Der E-Commerce-Trend: Weg vom Eigentum zu Nutzungsrechten Weitere Beispiele: Car-Sharing Bicycle Sharing??? in der Zukunft?: Sharing von Produktionskapazitäten in der Food-Industrie CSB-System AG 69

70 Industrie 4.0: Status Quo 3D-Druck Status Quo: Prototypen für Nischen keine Mengen Lösung für Getränkebranche?

71 Ausblick Industrie 4.0: DIN Normung zu Industrie 4.0 kommt 2016! Aber: kaum Praxisrelevanz, dabei Vernetzung und Integration von: Zulieferern, Maschinen Fabrikplanung Daten- Management über gesamten Produktionsprozess von Planung bis Kundenservice Bei Food-Industrie steuert der Verbraucher die Prozesse!

72 Status Quo: Smart Food Factory Lebensmittelbranche mit GS1 und WS-Standards gut aufgestellt! Internet-Steuerung geht für sehr schnelle Anwendungen noch nicht! Lösungsweg: Schritt für Schritt hohe Komplexität beherrschen! Vertikalisierung der Informationen nimmt zu: Vom Braugerstenanbau zum Endverbraucher Umsetzung vom Farm-Web zum Verbraucher-Smart Phone Exemplarisch Getränkebranche für Individualisierungslösungen mit Industrie 4.0 Lösungsansatz sehr geeignet Hochzeitsbier- oder Jubiläumsbier-Etiketten. wichtig: Konzentration auf das Kerngeschäft, ohne Spielereien! Anmerkung: Normung für Industrie 4.0 noch keine Vorgabe für das Tagesgeschäft

73 Focus Smart Food Factory in der Praxis: Veränderungen zur Umsetzung von Effizienz Alle Prozesse noch mal auf dem Prüfstand Automatisierung auf dem Vormarsch: z.b.: Google-Roboter bei Foxconn, fahrerlose Gabelstapler, Zunahme der Prozess-Komplexität bei Umsetzung, aber: einfachere Arbeitsergebnisse mit niedrigen Kosten Totaler Speed bei der Logistik und Verbraucherbelieferung: Japan: Online-Händler Rakuten in Tokio bei Lebensmitteln: bei Sortiment von 450 Artikeln: Lieferzeit 20 min Food Sektor als interessanter Markt Wirksame Kostenreduzierungen auf Grund vernetzter IT-Integration CSB-System AG 73

74 Fazit: Status Quo für Roadmap Smart Food Factory Alle IT-Prozesse werden schneller Automatisierung wird durch Sensorik speziell Bildverarbeitung - massiv gesteigert Automatisierung bringt höheres Hygiene-Niveau mit logistischen Kostenvorteilen Langfristige Entwicklung zur Smart Food Factory Schritt für Schritt Aber: Die erste volldigitalisierte Fabrik gibt es erst in 5 Jahren Giersberg, G.: Die erste volldigitalisierte Fabrik gibt es in fünf Jahren; FAZ: vom , S. 18 Entscheidend: Digitalisierung sichert die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen