Upload
phamxuyen
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Dr. Oliver Kelkar | BMW Group IT-Messe 2014 | 22.10.2014
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 5
Industrie 4.0
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Anfang 70
Ende 18. Jhdt.
Anfang 20. Jhdt.
Heute 1. Industrielle Revolution Mechanisierung
Vernetzte
Maschinen
und
intelligente
Produkte
2. Industrielle Revolution Massenproduktion
3. Industrielle Revolution Automatisierung
4. Industrielle Revolution Cyber-Physische-System
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 6
Ein Auszug aus der „Bibel“
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Quelle: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 7
Presseartikel zu Industrie 4.0
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 8
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Branche und Hierarchieebene
Sonstige
Operative Ebene
Untere Führungsebene
Mittlere
Führungsebene
Obere Führungsebene
Das Verständnis für Industrie 4.0 hat Potenzial – die Anforderungen
hingegen, die i4.0 adressiert, sind vorhanden
Auszug MHP-Studie zu Industrie 4.0
n = 227
75,8% 65,9%
76,9% 91,7% 84,0%
24,2% 34,1%
23,1% 8,3% 16,0%
War Ihnen der Begriff Industrie
4.0 vor unserer Anfrage bekannt?
nein
ja
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 9
Aktivitäten hinsichtlich i4.0 noch verhalten
Auszug MHP-Studie zu Industrie 4.0
n = 227
45,80% 43,20% 38,50%
66,70%
48,00%
18,90%
8,00% 25,60%
19,40%
36,00%
35,20%
48,90% 35,90%
13,90% 16,00%
Gesamt OEM Automobilzulieferer Maschinen- und
Anlagenbau
Sonstige
Beschäftigt sich Ihr Unternehmen bereits mit Industrie 4.0?
kann ich nicht beurteilen
nein
ja
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 10
Der nächste Entwicklungsschritt der Industrie wird die vierte industrielle
Revolution sein
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
M M M M
Station 1 Station 2 Station 3 Station 4
Werker
Maschine
Kommunikation
M
Früher:
Mensch bedient Maschine
Menschen kommunizieren nur mit Menschen der vor-
und/oder nachgelagerter Station
Keine Kommunikation zwischen den Maschinen
Lange Prozessketten
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 11
Der nächste Entwicklungsschritt der Industrie wird die vierte industrielle
Revolution sein
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Werker
Maschine
Kommunikation
M
In Industrie 4.0:
Maschinen kommunizieren mit Maschinen
Kommunikation über die gesamte Prozesskette
Netzwerkartige Kommunikation des
Mensch-Maschine-Kontaktpunktes
Individuelle Produkte bei Losgröße 1 möglich
M
Station 1
M
Station 2
M
Station 5
M
Station 6
M
Station 4
M
Station 3
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 12
Die 2 Paradigmenwechsel
1. Das intelligente Produkt bestimmt den Takt
2. Wandel zur dezentralisierten, autonomen Produktion
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 13
Aber warum?
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
FLE XIB IL ITÄT
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 14
Steigende Schwankungen im personalseitigen Kapazitätsbedarf als Folge
der notwendigen Flexibilität
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Starke Schwankungen im personalseitigen Kapazitätsbedarf sind heute für viele Unternehmen
bereits Normalität. Zukünftig steigen die Herausforderungen jedoch drastisch, da durch
volatile Märkte kurzfristigere Schwankungen zunehmen.
Quelle: Fraunhofer IAO, Studie:
Produktionsarbeit der Zukunft –
Industrie 4.0, 2013
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 15
Roboter werden flexibler…
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 16
… und brechen aus ihren Käfigen aus
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 17
Steigende Variantenvielfalt
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 18
Mehr Individualität
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 19
Energie und Umwelt
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 20
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Produktidentifikation, RFID
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 21
Neue Geschäftsmodelle
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 22
Volatilität und komplexe Prognosen
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 25
Beispiel: Losgröße 1 in der Konsumgüterindustrie
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Quelle: http://www.mymms.de
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 26
Die Tendenz zur Losgröße Eins steigt in mehreren Branchen und wird zum Teil von vielen
Unternehmen bereits heute ansatzweise umgesetzt
Der Individualisierungsgedanke hält Einzug in die Produktion und in den Vertrieb:
Beispiele: Demokratisierung von Einzelfertigung.
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Quelle: http://www.youtailor.de/configurator/shirt/
Quelle: http://www.3d-activation.de/shop Quelle: http://www.mymuesli.com/
Quelle: nike.de
Quelle: www.bmw.de
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 29
Innovative Tragestruktur, die nur mittels 3D-Druck
herzustellen ist
Einarbeitung individualisierter Applikationen für
Werbeträger (Ronaldo, Rooney & Neymar)
3D-Druck ermöglicht verschiedene Designs in
modularisierten Strukturen
Gewichtsreduktion gegenüber den bisher
herkömmlichen Verfahren
Quelle: http://www.3ders.org/articles/20140602-nike-designs-exclusive-3d-printed-2014-summer-
football-bag-for-ronaldo-neymar-and-rooney.html
Individualisierte Taschen mit 3D Applikationen von NIKE bei der WM 2014
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 30
DMLM (Direct Metal Laser Melting)
Einspritzdüse für Flugzeugturbine
25% Gewichtsreduktion
5x längere Lebensdauer
1 Komplettteil, statt 20 Einzelteile
Besserer Wirkungsgrad bei geringerer
Verrußung
Permanente Optimierung möglich, ohne in neue
Produktionsanlagen zu investieren
Berücksichtigung von kundenindividuellen
Eigenschaften möglich (bspw. besonders effizient
bei Kurzstrecken o.ä.)
Flugzeugturbinen-Einspritzdüse von GE – Hergestellt mit einem 3D Drucker
und für den Serieneinsatz konfiguriert
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Quelle: http://boingboing.net/2013/06/11/3-d-printed-part-from-an-airpl.html
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 31
Fertigungskombination aus generativer und abrasiver
Fertigung
20x schneller als bisheriges SLS
Komplexe Formen mit Funktionsintegration und geringer
Teileanzahl möglich
Fast beliebige 3D Geometrien inkl. Hinterschneidungen
Effiziente Werkstoffausnutzung (Verlust <5%)
Verwendung verschiedener Werkstoffe
Möglichkeit der Beschichtung
Möglichkeit der Bauteilreparatur
DMG MORI - Lasertec 65 – 3D Druck in Fertigteilqualität
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 32
Metallrahmen mit 30% Gewichtsreduktion
Sattelstütze sogar 45% Gewichtsreduktion
50.000 Testzyklen schadensfrei bestanden
Flexibilität in der Fertigung:
Kleinserien möglich
Schnelle Umsetzung von Produktadaptionen
Maßgeschneiderte Ergonomie für den Kunden
realisierbar
Quelle: http://www.ingenieur.de/Branchen/Maschinen-Anlagenbau/Weltweit-erstes-Fahrrad-Metall-3D-Drucker
Ein Fahrradrahmen aus dem Drucker
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 33
2035?
Industrie 4.0 Cyber-Physische-Produktionssysteme
Der Weg zu Industrie führt über mehrere Etappen
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
2010
Industrie 3.0 Automatisierung
2018?
Industrie 3.3 Maschinenintegration
2025?
Industrie 3.6 Dynamische Logistiknetzwerke
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 34
Industrie 4.0 betrifft alle Bereiche eines Unternehmens
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 35
MHP befasst sich schwerpunktmäßig mit 9 Kernelementen (1/2)
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
höheren Komplexitäts-, Abstraktions-, Problemlösungs- und Lernanforderungen
Neue Arbeitsstrukturen
Grundlage für eine Vernetzung von Ressourcen, Informationen, Objekten und Menschen
Verschmelzung Physikalische und Virtuelle Welt
„Social Maschines“
eigenständige, flexible und situationsabhängige Vernetzung
sich selbst steuernde, kommunizierende Produkte
Vollständige Identifizierbarkeit
Zentrale Selbststeuerung durch die Produktion
Flexibilität und Agilität optimale Verteilung von
Kapazitäten und Ressourcen Handhabung von Trackingsignalen zentrale Überwachung präventive Maßnahmenrealisierung
Intelligente
Systeme
Cyber-
Physical-
Systems
Organisa-
tion Smart
Products
Internet der
Dinge und
Dienste
Beherrschung großer Datenmengen erforderlich durch virtuelle Modellumgebungen und detaillierten Systemunterstützung
Produktdaten/Produktionsdaten müssen weiter handhabbar sein
Big Data
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 36
MHP befasst sich schwerpunktmäßig mit 9 Kernelementen (2/2)
Industrie 4.0 – Evolution oder Revolution?
Verwendung von Wireless/Mobilen-Geräten „Bring-your-own-device“
Konsumer-Geräte halten in der Produktion Einzug „Best-of-Breed“-Strategie
optimalste Lösungen via Integrationsplattform
Betriebssicherheit Aufrechterhaltung der Produktivität
Kopiersicherheit Know-How-Schutz, Vertraulichkeit oder Integrität
Produktionssicherheit keine Gefährdung von der Produktion
Keine aktuellen Standards für Schnittstellen, Infrastruktur, Informationsträger, Sicherheit, eine gemeinsame Sprache
BITKOM, VDMA, ZVEI gründen eine gemeinsame Geschäftsstelle Konzentration deutscher Aktivitäten
VDI/VDE 2182: Erreichung und Haltung von IT-Sicherheit auf Dauer
Normierung
Sicherheit
Schnitt-
stellen
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 37
Industrie 4.0 im MHP Prozess
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 38
Industrie 4.0 im MHP Prozess
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Roadmap
Umfeldanalyse Unternehmensbetrachtung Einstieg Industrie 4.0 Assessment
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 39
Wie kann die Zukunft in 10 Jahren aussehen? Und wie ist der Weg dahin?
Einsatz der Backcasting Methode
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Gegenwart
Externe Betrachtung
Interne Betrachtung
Industrie 4.0 Assessment Roadmap
Zukunft
1. Zeitrahmen setzen
2. Aktuelle Situation beschreiben
3. Künftiges Szenario skizzieren
4. Den Blick zurückwenden und Einflussindikatoren
identifizieren
5. Chancen, Risiken und Maßnahmen bewerten
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 40
Der Weg im Unternehmen zu Industrie 4.0 als MHP Prozess
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Vorgehensweise:
Erarbeitung von Industrie 4.0 Themenstellungen als Kriterien
Darstellung als Netzwerk
Identifikation erster Abhängigkeiten
Ergebnis:
Unterteilung in acht Hauptkategorien
Über 200 Kriterien
Zahlreiche Beziehungen zwischen den Kriterien
Roadmap Externe
Betrachtung Interne
Betrachtung Industrie 4.0 Assessment
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 42
Der Weg in Ihrem Unternehmen zu Industrie 4.0 als MHP Prozess
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Roadmap Externe
Betrachtung Interne
Betrachtung Industrie 4.0 Assessment
27% Kategorie Produktion
IST-Bewertung der Ausprägung
oder analysierte Anzahl der
Eigenschaften
maximaler Ausprägungsgrad
oder maximale Anzahl der
Eigenschaften
Kumulierte
EinflussstärkeOutdegree
kumulierte
BeeinflussbarkeitIndegree
gewichtete
Kategorie-
bewertung
Normierte
Bewertung
Fabrik CPS (Technologien) 6 6 57 27 37 19 13,3% 3,5%
Eigenschaft 0 Ihre Maschinen besitzen keine CPS-Technologien
Eigenschaft 1 Kommunikation (Vernetzung)
Eigenschaft 2 Gibt Information zur Vorbereitung von Entscheidungen
Eigenschaft 3 Speicherung von Informationen
Eigenschaft 4 aktive Rückmeldung/ Aktiver Informationsfluss
Eigenschaft 5 Verwertung von Informationen
Eigenschaft 6Automatisierungeigenschaften/ eigene Handlungen
(Bestellungen)
Fabrik CPS (Verhältnis) bei Vormontageprozessen 4 4 49 27 15 12 9,8% 2,6%
Fabrik CPS (Verhältnis) bei Modulmontageprozessen 4 4 49 27 15 12 9,8% 2,6%
Fabrik CPS (Verhältnis) bei Endmontageprozessen 4 4 49 27 15 12 9,8% 2,6%
Planung Flexibilität (Produktionsprozesse) 4 4 28 12 76 33 14,1% 3,8%
Fabrikstruktur Flexibilität 4 4 13 6 38 19 7,2% 1,9%
Kapazitäten Flexibilität 5 5 25 12 65 30 12,5% 3,3%
Maschine Universelle Schnittstellen 4 4 47 25 10 8 8,5% 2,3%
Mensch Einstellung auf demografischen Wandel 4 4 15 8 23 9 5,2% 1,4%
Mensch Arbeitszeit (Produktionsarbeiter) 5 5 9 5 23 12 4,6% 1,2%
Mensch Blickgestützte Technologien (Augmented Reality) 4 4 12 7 24 13 5,3% 1,4%
Gesamtbewertung der Kategorie 100%
Vorgehensweise:
Darstellung der Kriterien in Katalogform
Definieren von Ausprägungen oder Eigenschaften der
einzelnen Kriterien
3 bis 5 Ausprägungen oder Eigenschaften je Kriterium
Ergebnis:
Berechnung der gewichteten Kategoriebewertung
Berechnung der normierten Bewertung
Berechnung der generellen Kategoriebewertung
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 43
Der Weg in Ihrem Unternehmen zu Industrie 4.0 als MHP Prozess
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Vorgehensweise:
Auswertung und Visualisierung der Bewertungen
Einteilung der einzelnen Kriterien in Stufen
Ermittlung der Gesamtstufe zwischen Industrie 3.0 und
Industrie 4.0
Ergebnis:
Detaillierte Möglichkeit zur Bestimmung von Industrie
4.0 Readiness
Direkter Vergleich mit Wettbewerb möglich
Frühzeitige Identifizierung von Schwachstellen
Roadmap Externe
Betrachtung Interne
Betrachtung Industrie 4.0 Assessment
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 44
Der Weg zu Industrie 4.0 - RoadMapping
MHP Assessment - die Industrie 4.0 wird umsetzbar und planbar
Externe Betrachtung
Interne Betrachtung
Industrie 4.0 Assessment Roadmap
Intern Extern
Externe Einflüsse
Industrie 4.0
Handlungsfeld
Technologie
Know-how
Ressourcen
heute 2016 2018 2020 2022 2024
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 45
Meilensteine in der Automobilindustrie
Industrie 4.0 – Evolution statt Revolution
August 1888, Bertha Benz fährt im 3-rädrigen Benz
Patent-Motorwagen Nr. 3 die erste Fernfahrt mit einem
Mobil, welches sich ohne externe Zugkraft von Pferden
bewegt (Automobil)
Ereignis stellt aus heutiger Sicht die Grundlegung des
Automobils dar und widerlegte alle Zweifel an diesem
Gefährt
September 2014, auf der IMTS in Chicago wird das erste
serienreife Fahrzeug mit Hilfe generativer
Fertigungsverfahren produziert
Ereignis stellt die bisherigen Produktionsverfahren in
Frage und besitzt disruptives Innovationspotential für die
Automobilindustrie
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 46
Local Motors
Industrie 4.0 – Evolution statt Revolution
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 47
Der Strati entstand mit Hilfe einer Co-Creation Community
innerhalb von nur 24 Monaten
Das Monocoque ist aus einem Polymerkunststoff auf Carbon
Basis gedruckt
Fahrwerk, Reifen, Felgen, Scheinwerfer etc. sind Zukaufteile
(Baukastenstrategie)
Der Elektroantrieb stammt aus dem Renault Twizzy
Local Motors
Industrie 4.0 – Evolution statt Revolution
Zitat Jay Rodgers (CEO Local Motors) zum 3D-Druck:
„There are no tools. There's no dye. There's no pattern.
Those things cost 10's of millions of dollars. It's being free
cast, printed out of a machine. No materials wasted. It's
just what you get”
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 48
MHP Projektbeispiele im Umfeld Industrie 4.0
4 Evolution statt Revolution
http://www.tuvie.com/wp-content/uploads/airbus-2050-future-flight5.jpg
Neue Business Cases
Entwicklung,
Bewertung und
Berechnung neuer
Geschäftsmodelle
Umsetzungs-
begleitung bis
Marktstart
Unterstützung beim
Benchmark von
MES Lösungen
Value Assessments
abgestimmt auf
Kundenbedürfnisse
Schwerpunkte auf IT
Landschaft, SAP
Integration,
Betriebskonzepte,
Internationalität,
Zukunftsfähigkeit
Umfangreiches
Assessment mit
Kunden
Industrie 4.0 wird
schrittweise
operationalisiert
Fokus auf
Organisations-
entwicklung
Ziel: Evaluation der
zukünftigen IT-
Bebauung
Schwerpunkte auf
vorhandenen
Lösungen und
Prozesse
„Lokalisierung vs.
Zentralisierung“
Z.B. Schlanke IT-
Bebauung in
Systemlandschaft
des ERP und MES
IT-Bebauung Industrie 4.0
readiness MES Value
Assessment
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 49
Die IT nimmt eine zentrale Rolle im Unternehmen ein.
Sie orchestriert den Nervenstrang des Unternehmens.
Auszug MHP-Studie zu Industrie 4.0
n = 110
31% 19%
59%
40%
60%
58%
63%
35%
43%
12%
7%
6% 14%
40%
7%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Forschung &
Entwicklung
Produktion Logistik Marketing &
Vertrieb
Human Resources
Wie schätzen Sie die Bedeutung einer engen strategischen
Zusammenarbeit mit Ihrer IT ein?
kann ich nicht
beurteilen
sehr niedrig
niedrig
hoch
sehr hoch
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 50
227 Teilnehmer
75% Automobilindustrie, 25% Maschinen- und Anlagenbau
Veröffentlichung Ende November
Studie „Industrie 4.0 – Eine Standortbestimmung der Automobilwirtschaft“
MHP Research
Bei Interesse können
Sie uns gerne eine Visitenkarte
hinterlassen
Mieschke Hofmann und Partner
Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH
Film- und Medienzentrum l Königsallee 49 l D-71638 Ludwigsburg
Telefon +49 (0)7141 7856-0 l Fax +49 (0)7141 7856-199
eMail [email protected] l Internet www.mhp.com
Herzlichen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit!
© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 51
Dr. Oliver Kelkar
[email protected] | +49 151 20301159