Industrie 4.0 aus Logistiksicht Markus Lohmann 1
Zitate und Thesen zu Industrie 4.0 Industrie 4.0 ist eine Revolution, die die 2020er Jahre bestimmen wird. Sie wird ganze Geschäftsmodelle und die Industrie weltweit verändern. (Joe Kaeser, Siemens-Chef) Der Mensch wird auch in einer durchgängig virtualisierten Fabrik weiterhin im Mittelpunkt stehen. Er fungiert zunehmend als Dirigent der Wertschöpfung in der Fabrik, nicht als Materialbeweger (Johann Soder, SEW-Geschäftsführer) Der Begriff ist einfach, doch das Konzept ist hochkomplex. Nicht alle haben die ganze Tragweite erfasst. (Henning Kagermann, Arcatech - Präsident der Akademie der Technikwissenschaften) Durch konsequentes Zusammenfüḧren der digitalen und der realen Welt wird die zunehmende Dynamik und Komplexitaẗ in unseren Fabriken beherrschbar. (Prof. Wolfgang Wahlster, Vorsitzender Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz) 2
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 3
Verständnis und Entwicklung Definition»Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. ( ) Im Mittelpunkt von Industrie 4.0 steht die echtzeitfähige, intelligente, horizontale und vertikale Vernetzung von Menschen, Maschinen, Objekten und IKT-Systemen zum dynamischen Management von komplexen Systemen.«Quelle: Definition der Plattform Industrie 4.0, Gemeinschaftsprojekt der Wirtschaftsverbände BITKOM, VDMA und ZVEI 4
Verständnis und Entwicklung Die vierte industrielle Revolution Entwicklung allgemein 1. Industrielle Revolution 2. Industrielle Revolution 3. Industrielle Revolution 4. Industrielle Revolution Mechanische Produktionsanlagen mithilfe von Wasserund Dampfkraft Beispiel: erster mechanischer Webstuhl Arbeitsteilige Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie Beispiel: Erstes Fließband Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion Beispiel: Erste programmierbare Steuerung (SPS) Basis: cybertechnische Systeme Beispiel: Smart Factory 1784 1870 1969 heute Empfehlung: https://www.youtube.com/watch?v=rvsk0rcjgkw 5
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 6
Themen im Kontext Industrie 4.0 Apps Big Data Cloud Computing Cyper-Physical Systems Digitale Transformation Embedded Systems Echtzeit Internet der Dinge Internet der Dienste IT-Security M2M Machine to Machine Predictive Maintenance RFID Smart Factory Smart Mobility Smart Products Social Media Wertschöpfungsnetzwerke 7
Themen im Kontext Industrie 4.0 Voraussetzungen Cyberphysische Systeme Smart Devices Internet of Things Wertschöpfungsnetzwerke Digitale Transformation 8
Themen im Kontext Industrie 4.0 Konvergierende Technologieentwicklung Internet der Dinge Cyber-Physische Systeme + Vernetzung mit Internet + Vernetzung untereinander Internet der Dienste & Daten Big Data Cloud Computing Smart Devices Eingebettete Systeme + Sensorik, Aktuatorik + Integration hochleistungsfähiger Kleinstcomputer Physische Objekte Data Warehouses Internet PC Zentralrechner Quelle: Bauernhansl, T., ten Hompel, M. (2014): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik, Wiesbaden, S. 604. 9
Themen im Kontext Industrie 4.0 Treiber Cyberphysische Systeme Smart Devices Internet of Things Wertschöpfungsnetzwerke Digitale Transformation 11
Themen im Kontext Industrie 4.0 Vertikale Wertschöpfungsnetzwerke Vertikale Integration Umfassend vernetzte Kommunikation innerhalb eines Unternehmens Beispiel: Gestaltungsrahmen Produktionsstätte ( Smart Factory ) Modulare, stark vernetzte Produktionsstrukturen intelligente Fabrik Konzept einer voll vernetzten Produktion Ziele: Produktionssteigerungen, Ressourcenoptimierungen Quelle: Kempermann, H., Lichtblau, K. (2014): Dienstleistungspotenziale im Rahmen von Industrie 4.0, Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft e. V., Seite 8 12
Themen im Kontext Industrie 4.0 Aktuelle Situation vs. Zukunftsperspektiven Aktuelle Situation Zwangsverkettete Produktionsstraßen Statische Produktionsleitsysteme Monotone Arbeit Eingeschränkte Individualität (keine Porsche Sitze im VW möglich) Zukunftsperspektiven: Dynamische Produktionsstraßen (dynamische Umrüstung möglich) Eine IT-Lösung von der Konstruktion, über die Montage bis hin zur Inbetriebnahme Frei bewegliche Roboter Quelle: Hewlett Packard GmbH (2013): Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 13
Themen im Kontext Industrie 4.0 Horizontale Wertschöpfungsnetzwerke Horizontale Integration Vernetzung & Integration zwischen verschiedenen Unternehmen über das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk Synchronisierung übergeordneter Geschäftsprozesse (von der Eingangslogistik über die Produktion, das Marketing, die Ausgangslogistik bis hin zum Service) Ziele: Hochgradige Flexibilität, bedarfsorientierte Produktion Quelle: Kagermann, H., Wahlster, W., Helbig, J. (2012): Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 Vorabversion, Seite 25 14
Themen im Kontext Industrie 4.0 Digitale Transformation Digitale Transformation - Digitalisierung als Treiber des Industrie 4.0 Konzepts We define Digital Transformation as the use of new digital technologies (...) to enable major business improvements (such as enhancing customer experience, streamlining operations or creating new business models) MIT Center for Digital Business Grundlegender Wandel der Unternehmenswelt durch die Etablierung neuer Technologien Digitale Technologien: Soziale Medien Mobile Kommunikation Smart Products... 15
Themen im Kontext Industrie 4.0 Digitale Transformation Papstwahl: Gläubige auf der Via Della Conciliazione 2005 Zitiert nach Spiegel.de, AP 2013 Zitiert nach Spiegel.de, AP/DPA 16
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 17
Die Vision: Produktion und Logistik 4.0 Die Vision: Logistik 4.0 Logistik 4.0 ( Smart Logistics ) Der ideale Standort gilt nicht mehr für viele Jahre in Zukunft umzugsfähige logistische Knoten Anordnung von Arbeitsstationen jederzeit änderbar Autonome Fahrzeuge im innerbetrieblichen Transport: die Fahrzeuge... lernen voneinander, kooperieren miteinander reihen sich ein, bilden Reihenfolgen und organisieren logistische Auftragsabwicklung Das Regal & jede Kiste wird zum CPS: die Kisten im Lager... übernehmen die Bestandsführung kommunizieren mit Lagerfachanzeigen und Fahrzeugen kontrollieren Mindestbesta nde und ordern den Nachschub Quelle: Bauernhansl, T., ten Hompel, M. (2014): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik, Wiesbaden, S. 615. ff. 18
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 20
Beispiele aus der Praxis Video vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) Link 21
Beispiele aus der Praxis Praxisbeispiele Link 22
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Produktion und Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 23
Implementierung Umsetzungs-Roadmap 1. Best-Pratice Ideen von Brachenverbänden und Ministerien 2. Kontaktaufnahme mit Anbietern oder Beratungen (Machbarkeitsanalyse) 3. Formulierung einer unternehmensspezifischen Industrie 4.0 Vision (Potentiale) 4. Erstellung & Umsetzung Handlungskonzept (individuelles Konzept + Umsetzung) (Best-Practice) Quelle: vbw (2014): Dienstleistungspotentiale im Rahmen von Industrie 4.0 24
Implementierung Herausforderungen und Risiken bei der Implementierung IT-Sicherheit Cyberkriminalität boomt (30% der Unternehmen haben zwischen 2013 und 2014 einen IT- Sicherheitsvorfall gemeldet) Öffnung nach außen: Sicherheitsrisiken im Hinblick auf Datenschutz Manipulationsgefahr von außen Rechtliche Unsicherheiten (Beispiele) Selbstfahrende Autos/Stapler (Haftungsfrage) Zulässigkeit der Verwendung personenbezogener Daten innerhalb von Big Data-Anwendungen Nicht ausreichende Breitbandinfrastruktur Netzinfrastruktur in Deutschland nicht ausreichend ausgebaut Kommunikations-, Schnittstellen- und Simulationsstandards noch nicht definiert Quelle: GDV: Chancen und Risiken der Vernetzung in der Industrie 4.0 (http://www.gdv.de/2015/04/chancen-und-risiken-der-vernetzung-in-der-industrie-4-0/). 25
Agenda Industrie 4.0 1. Verständnis und Entwicklung von Industrie 4.0 2. Themen im Kontext Industrie 4.0 3. Die Vision: Produktion und Logistik 4.0 4. Beispiele aus der Praxis 5. Implementierung 6. Fazit 26
Fazit Das Konzept Industrie 4.0 mit all seinen Zusammenhängen ist hochkomplex. Es kennzeichnet ein Paket von Entwicklungen, das stets weiterentwickelt wird. Industrie 4.0 wird in Form von Pilotenprojekten schon heute in der Praxis gelebt. Die Machbarkeit, das Potential und die konkreten Handlungsempfehlungen sollten gemeinsam mit Experten identifiziert und erarbeitet werden. Industrie 4.0 birgt neben großen Potentialen auch weitreichende Risiken, die es durch vorausschauende Planung zu minimieren gilt. 27
Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? 28
Fragen? 29