Industrie 4.0 für den Mittelstand

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1 Industrie 4.0 für den Mittelstand Wolfgang Marquardt, OstWestfalenLippe GmbH

2 Luftfahrtcluster Hamburg Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (it s OWL) Effizienz Cluster Logistik Ruhr Software Cluster BioEconomy Cluster Cool Silicon Saxony 15 Spitzencluster in Deutschland Cluster individualisierte Immunintervention CI3 Biotech-Cluster Rhein- Neckar BioRN Forum Organic Electronics Solarvalley Mitteldeutschland Medical Valley EMN Munich Biotech Cluster m4 MicroTec Südwest Elektromobilität Südwest MAI Carbon it s OWL Clustermanagement GmbH

3 OWL Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 1/2 Vitale Industrie Maschinenbau, Elektro/Elektronik, Automobilzulieferer Starke Marken, Hidden Champions, unabhängige Familienunternehmen it s OWL Clustermanagement GmbH

4 OWL Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 2/2 Leistungsfähige Forschung Stärke: Symbiose von Informatik und Ingenieurwissenschaften it s OWL Clustermanagement GmbH

5 Intelligente Technische Systeme interagieren mit dem Umfeld und passen sich diesem autonom an (adaptiv) bewältigen auch unerwartete und vom Entwickler nicht berücksichtigte Situationen in einem dynamischen Umfeld (robust) antizipieren auf Basis von Erfahrungswissen die künftigen Wirkungen von Einflüssen und mögliche Zustände (vorausschauend) berücksichtigen das spezifische Benutzerverhalten (benutzungsfreundlich) it s OWL Clustermanagement GmbH

6 it s OWL in Zahlen 180 Clusterpartner 47 Projekte, davon 15 abgeschlossen 73 Transferprojekte zusätzliche Arbeitsplätze zusätzlich 264 Wissenschaftler an den beteiligten Forschungseinrichtungen 6 neue Forschungsinstitute 19 neue Studiengänge 25 Unternehmensgründungen, 23 Konzepte it s OWL Clustermanagement GmbH

7 Perspektiven von Industrie 4.0 für it s OWL Industrie 4.0 in drei Stoßrichtungen 1)Technologieführerschaft 3) Gestaltung einer neuen Arbeitswelt 2) Innovative Geschäftsmodelle it s OWL Clustermanagement GmbH

8 Leitanbieter-Perspektive Vorhandende Basistechnologien auf Besonderheiten der Produktionstechnik anpassen bzw. anwendungsorientiert weiterentwickeln. 1) Technologieführerschaft Duale Strategie Leitmarkt-Perspektive Leitmarkt sind die produzierenden Unternehmen einschließlich des damit verbundenen Wertschöpfungsnetzes. it s OWL Clustermanagement GmbH

9 Neue Technologien für intelligente Produkte und Produktionsverfahren Selbstoptimierung: Das System denkt mit, lernt und passt sich an Flexible Produktionssysteme, z. B. durch intelligente Steuerungs- und Regelungstechnik, mathematische Optimierung und maschinelles Lernen. Mensch-Maschine-Interaktion: Intelligente Maschinen verstehen den Menschen Interaktive Robotik und intuitive Bedienschnittstellen, z. B. durch Gestensteuerung, Taktilsensorik, Blickverfolgung sowie virtuelle Realität. Intelligente Vernetzung: Anschließen und Betreiben Plug-and-Produce Funktionalitäten für Geräte, Maschinen und Anlagen, z. B. durch Selbstdiagnose, Selbstkonfiguration und Informationsverdichtung. Energieeffizienz: Weniger Energieverbrauch Höhere Leistung Bedarfsgerechte Wandlung, Steuerung und Verteilung von Energie, z. B. durch Energiemanagement, ressourceneffiziente IT, Ent- und Erwärmung. Systems Engineering: Intelligente Produkte erfordern intelligente Entwicklung Ganzheitliche, disziplinübergreifende Produktentwicklung, z. B. durch modellbasierte Entwurfsverfahren sowie Synthese- und Analysemethoden. it s OWL Clustermanagement GmbH

10 Wirkungsvolles Technologiekonzept Wandlungsfähigkeit: 30% weniger Aufwand für das Engineering von Maschinen Selbstoptimierung: 20 % weniger Ausschuss und Fehlerquote bei Umformprozessen Systems Engineering: deutlich weniger Energieverbrauch, Ausschuss sowie höhere Werkzeuglebensdauer entlang der Wertschöpfung (4 Unternehmen) it s OWL Clustermanagement GmbH

11 Perspektiven von Industrie 4.0 für it s OWL Industrie 4.0 in drei Stoßrichtungen 1)Technologieführerschaft 2) Innovative Geschäftsmodelle it s OWL Clustermanagement GmbH

12 Industrie 4.0 setzt eine systematische Geschäftsentwicklung voraus it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

13 Steigende Bedeutung von Produkt-Service-Systemen Umsatz Umsatzanteil des Servicegeschäfts (im deutschen Maschinenbau) Umsatz im Servicegeschäft in Mrd. (im deutschen Maschinenbau) Service Produkt 85% 15% 70% 30% Der Umsatzanteil sowie der Gesamtumsatz des Servicegeschäfts im deutschen Maschinenbau wird stark ansteigen Gewinn 65% Relevanz 60% Unternehmensgewinne im Maschinenbau stammen überwiegend aus dem Servicegeschäft (bis zu 65%). 60% aller Unternehmen halten die steigende Bedeutung des Servicegeschäfts für eine große Chance. QUELLEN: IKB, 2013; MCKINSEY&COMPANY, 2014; VDMA, 2014 it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

14 Innovative Geschäftsmodelle Expertensystem Beispiel: Veränderung des Geschäftsmodells durch global vernetzte und intelligente Maschinen Intelligente Sensorik it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

15 Perspektiven von Industrie 4.0 für it s OWL Industrie 4.0 in drei Stoßrichtungen 1)Technologieführerschaft 3) Gestaltung einer neuen Arbeitswelt 2) Innovative Geschäftsmodelle it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

16 Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0) Speicher- Programmierbare- Steuerung 4. Industrielle Revolution auf Basis cyber-physischer Systeme Spinn- und Webmaschinen Henry Ford, Produktion T-Modell 2. Industrielle Revolution 3. Industrielle Revolution Einsatz von IT zur Automatisierung (NC-Maschine, Industrieroboter, SPS), Paradigma der flexiblen Automatisierung Rationalisierung, Betriebswissenschaft nach Taylor: Arbeitsteilung, Fließprinzip, Standardisierung, Präzisionsfertigung, Bedienung von Massenmärkten Grad der Komplexität 1. Industrielle Revolution Nutzung der Dampfmaschine: Aufschwung Textilindustrie, Kohleförderung, Stahlerzeugung Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0 it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

17 Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0) Arbeit in Fabriken Anfänge der industriellen Arbeit Einführung des Fließbandprinzips Organisation der Arbeit in Fabriken, Unterstützung durch Produktionsanlagen IT-Systeme als Arbeitsmittel Rechnergestütztes Arbeiten Vernetztes, kollaboratives Arbeiten Arbeit wird digitaler und flexibler, Kooperation von Mensch und Maschine Einsatz von IT als Arbeitsunterstützung, Automatisierung von Arbeitsprozessen, Dienstleistungen nehmen zu Systematisierung der Arbeit mit Beginn der Massenproduktion Arbeitsteilung, Fließprinzip, Aufkommen der Konsumgesellschaft, organisierte Arbeiterschaft Grad der Komplexität Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0 it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

18 Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0) Arbeit in Fabriken Beispiel: Interaktionsstrategien für die Bedienung von flexiblen Fertigungslinien Anfänge der industriellen Arbeit Einführung des Fließbandprinzips Organisation der Arbeit in Fabriken, Unterstützung durch Produktionsanlagen IT-Systeme als Arbeitsmittel Rechnergestütztes Arbeiten Vernetztes, kollaboratives Arbeiten Arbeit wird digitaler und flexibler, Kooperation von Mensch und Maschine Einsatz von IT als Arbeitsunterstützung, Automatisierung von Arbeitsprozessen, Dienstleistungen nehmen zu Systematisierung der Arbeit mit Beginn der Massenproduktion Arbeitsteilung, Fließprinzip, Aufkommen der Konsumgesellschaft, organisierte Arbeiterschaft Grad der Komplexität Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0 it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

19 Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0) Neue Nachhaltigkeitsmaßname ab 2016 Zielsetzung: Validierte Empfehlungen aus Unternehmen, wie der Wandel der Arbeitswelt gelingt 1) Identifikation der Potentiale von digitalisierter Arbeit 2) Gestaltung digitalisierter Arbeit 3) Breitentransfer Partner Praxisstudie: sechs Piloten in drei Kompetenzfeldern Breitentransfer: Dialog, Demonstrationen & Evaluierung + 6 Pilotunternehmen Augmented Operator Digital Engineering Interaktive Robotik it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

20 Auf dem Weg zu Industrie 4.0 Ziele Technologieführerschaft Maßnahmen Technologietransfer in den Mittelstand forcieren Innovative Geschäftsmodelle Anwenderwissen in zukunftsrobuste Geschäftsmodelle überführen Gestaltung einer neuen Arbeitswelt Akzeptanz der Technologien durch den Menschen in den Fokus rücken it s OWL Clustermanagement GmbH

21 Transferprojekte Kooperationsprojekt zwischen einem Unternehmen und einer Forschungseinrichtung aus dem Spitzencluster Ansatz zur Lösung einer Herausforderung des Unternehmens im Bereich intelligente Produkte und Produktionsverfahren Laufzeit pro Projekt ca Monate Leistungen der Forschungseinrichtung werden durch das BMBF gefördert (ca pro Projekt) it s OWL Clustermanagement GmbH

22 Beispiele für Transferprojekte Potenzialanalyse für Selbstoptimierung Intelligente Regelung und Steuerung von Maschinen Evaluation von Bedienschnittstellen Vereinfachte Inbetriebnahme und Rekonfiguration von Anlagen Betriebsstrategien für effizienteres Energiemanagement Optimierung des Anforderungs- und Entwicklungsmanagement it s OWL Clustermanagement GmbH

23 Große Resonanz aus dem Mittelstand 73 Projekte wurden bzw. werden bereits durchgeführt 32 Unternehmen 1. Tranche (07/2014 bis 06/2015) 36 Unternehmen 2. Tranche (07/2015 bis 06/2016) it s OWL Clustermanagement GmbH

24 Auswertung von Daten zur Prozessüberwachung Ausgangssituation: Hohe Komplexität zwischen Konfiguration der Fertigungslinie und Produktqualität Prozessanalyse Zustandsanalyse Trenderkennung Ergebnis: Abbildung des Fertigungsprozesses Prototypisches Expertensystem Automatische Trenderkennung Ausschussreduzierung it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

25 Erweiterte und assistierte Realität Ausgangssituation: Sehr hoher Qualitätsanspruch: Medizinproduktgesetz; Risikoklasse 2 Touchscreen Beamer Unterstützung von manuellen Prozessen mittels graphischer Benutzungsschnittstellen Quellen: Steute System-Architektur basiert auf standardisierten Prozessmodellen Ergebnis: Höhere Qualität & Effizienz Bessere Dokumentation it s OWL Clustermanagement GmbH 10. Februar

26 Projekt: Industrie 4.0 für den Mittelstand Projektleitung: Projektpartner: Assoziierte Partner: OWL GmbH Februar 2016

27 Kompetenzen und Lösungen OWL GmbH Februar 2016

28 Angebote Schulungen vermitteln Ihnen in kleinen Gruppen einen vertiefenden Einblick in neue Technologien und deren Einsatzmöglichkeiten für Ihre Produktion. In Übungen und Beispielen erkennen Sie neue Perspektiven für Ihr Unternehmen. In persönlichen Gesprächen ermitteln unsere Technologieberater aus den Kammern und Wirtschaftsförderungseinrichtungen gemeinsam mit Ihnen Bedarfe und Anknüpfungspunkte für Ihr Unternehmen. Sie empfehlen Ihnen passende Unterstützungsangebote und Forschungspartner. Experten unserer Forschungspartner untersuchen in Quick Checks Ihre Produktion und zeigen konkrete Optimierungsmöglichkeiten auf. Darauf aufbauend zeigen sie Ihnen Lösungen zur Umsetzung auf und stellen Kontakte zu Experten aus dem Netzwerk her. In lernenden Netzwerken tauschen sich Unternehmen zu Herausforderungen, Erfahrungen und Lösungsmöglichkeiten in speziellen Technologien aus. Themenbereiche sind beispielsweise Mensch-Maschine Interaktion, Model-Based Engineering, Systems Engineering. OWL GmbH Februar 2016

29 Digital in NRW Das Kompetenzzentrum für den Mittelstand Industriestandort NRW 20% aller Mittelständler Deutschlands in NRW 96% aller Unternehmen in NRW sind Mittelständler Heterogen und räumlich verteilt Großes Netzwerk aus industriellen Hot Spots und Clusterregionen Zielsetzung Breitenwirksame und dennoch gezielte Ansprache des Mittelstands Digitalisierung von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen Unterstützungsangebote entlang der Befähigungskette

30 Demonstrationszentren in OWL MMI-Transferlab Smart Factory OWL SE Live Lab

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