für kleine und mittelständische

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1 Welche Auswirkungen hat Industrie 4.0 für kleine und mittelständische Unternehmen? DR.-ING. HENDRIK HOPF 10 JAHRE EXPERTENTREFFEN 5 JAHRE NEU E. V , LEIPZIG MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 1

2 MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 2

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

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

5 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

6 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

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 7

8 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 8

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 9

10 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 10

11 Vertikale Integration Smart Factory in der Industrie 4.0 Horizontale Integration Interaktion in der Smart Factory Vernetzung mit ihrem Umfeld Entwicklung und Prozess Collaborative Interaction Flexible Zuordnung Erkennung und Interaktion Reales Umfeld Logistik physisch cyber Arbeitsumfeld Maschine Produkt Server Computer Informationsaustausch (z. B. Big Data) Produktionsumfeld Energie/ Mensch Umwelt Informationen in Echtzeit Sensor/ Actor 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 11

12 Beispiel Vernetztes Energiemanagement Unternehmensnetzwerk Management von Angebot und Nachfrage Energieerzeugung Energiespeicherung Energiebeschaffung Produktionsstandort Energiewirtschaft Dynamisches Erzeugungsverhalten Energiespeicherung Energiewandlung Smart Grids Energieverteilung Ökonomische, Organisatorische und Technologische Adaption Energieerzeugung Virtuelle Kraftwerke extern Energieabsatz Energiewandlung Dynamisches Lastverhalten Energienutzung Energieverteilung intern Energiemanagement zur Koordinierung energierelevanter Prozesse im Unternehmen mit Schnittstellen zu externen Organisationen Wirkbereich Quelle: Müller, E., Arndt, R., Hopf, H., Krones, M.: Energiemanagement als integraler Bestandteil energieeffizienter Fabriken. In: Müller, E.; Bullinger, A. C. (Hrsg.): Tagungsband Vernetzt Planen und Produzieren VPP2012 & Symposium Wissenschaft und Praxis. S , Chemnitz, MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 12

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 13

14 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 14

15 Digital produzieren und arbeiten in Sachsen Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz regional & vernetzt MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 15

16 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 16

17 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 17

18 Agenda Problemstellung Potenzial Digitalisierung, Vernetzung, Industrie 4.0 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz Ziele & Struktur Leistungen MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 18

19 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 19

20 I2 Thementage Beispiel Smart Factory für KMU Information 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 MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 20

21 Beispiel Prototypenbau für IoT / IoS mit eingebetteten Systemen Qualifizierung Q2 Präsenztrainings 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 MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 21

22 Beispiel Logistikautomation im KMU Unterstützung U1 Umsetzungsprojekte 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 MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 22

23 Veranstaltungen (kostenfrei) Anmeldung unter betrieb-machen.de 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 23

24 Erfahrungen aus den Workshops MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 24

25 Kontakt Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz c/o Technische Universität Chemnitz Geschäftsstelle Erfenschlager Str Chemnitz Tel.: Fax: MITTELSTAND 4.0-KOMPETENZZENTRUM CHEMNITZ 25

26 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 26