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© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH Aktuelle und künftige Szenarien Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0 Markus Schwarz und Dr. Oliver Kelkar | MHPBoxenstopp: 11.11.2014

Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Derzeitige und künftige Szenarien. Intelligente Produkte und Produktionseinheiten vernetzen sich global und organisieren sich selbständig, um Aufgaben auszuführen. MHP prägt in diesem Themenfeld sowohl die Prozesse zur Schaffung der notwendigen Voraussetzungen, wie auch deren evolutionäre Umsetzung. Hieraus ist unser hochflexibler Beratungssatz Industrie 4.0 Assessment entstanden. In diesem MHPBoxenstopp stellt unser Experte Markus Schwarz unsere Konzepte durch Praxisbeispiele vor, die heute schon im Rahmen der Industrie 4.0 in Unternehmen umgesetzt werden.

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Aktuelle und künftige Szenarien

Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von

Industrie 4.0

Markus Schwarz und Dr. Oliver Kelkar | MHPBoxenstopp: 11.11.2014

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Einleitung

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

www.youtube.de/MHPProzesslieferant

Weitere MHPBoxenstopps

Agenda

Wo Sie uns in 2014 auch finden können…

www.mhp.de/Events

www.mhp.com/de/events

Zu Anfang sind alle Teilnehmer auf stumm geschalten.

18.11.2014 Business Process Management mit SAP Geschäftsprozessmodellierung und -implementierung mit

Netweaver BPM SAP NetWeaver BPM

25.11.2014 BI Strategie im Zeitalter von Big Data Von den Besten lernen

www.mhp.com/de/events

13.00 – 13.10 Uhr Begrüßung Dr. Oliver Kelkar

13.10 – 13.45 Uhr Vortrag Markus Schwarz

13.45 – 14.00 Uhr Offene Fragerunde Sie können bereits während der Web Session über Chatfunktion

im rechten Fenster Fragen einreichen.

www.slideshare.net/MHPInsights

13.11.2014 Automobilwoche Kongress 2014 Hilton Berlin, Berlin

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Ihre Gesprächspartner

Markus Schwarz

Senior Manager,

Manufacturing Execution

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Dr. Oliver Kelkar

Associated Partner

Produkt- &

Innovationsmanagement

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Prozesse verbessern kann nur, wer sich im Detail auskennt.

Genauso wie im Großen und Ganzen.

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Wir wissen aus Erfahrung,

wie man Ziele erreicht und dabei vorneweg fährt.

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Mieschke Hofmann und Partner (MHP)

A Porsche Company

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Die Leistung

Management Consulting

System Integration

Application Management

Business Solutions

Der Unterschied

Symbiose aus Prozess- + IT-Beratung l Prozesslieferant l Excellence l Automotive l Kunden

Die Kompetenz Ganzheitliches Beratungsportfolio über die gesamte Wertschöpfungskette

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Ganzheitliches Beratungsportfolio über die komplette Wertschöpfungskette

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Technology

Services

Application

Mgmt.

Services

Product

Lifecycle

Mgmt.

Supply

Chain

Mgmt.

Production

& Opera-

tions Mgmt.

Customer

Relations

Mgmt.

Finance &

Controlling

Business

Intelligence

After

Sales

Retail

Mgmt.

Human

Resources

Production

Planning

Strategic

Production

Consulting

Lean Production

Manufacturing

Execution

Maintenance

Retail Service

Management

Retail

Consulting

Fleet

Management

Governance,

Risk and

Compliance

Template

Development

and Rollouts

Business

Process

Development &

Optimization

Legal and Fiscal

Requirements

Accounts,

Reporting and

Consolidation

System

Harmonization

CIO

Management

Consulting

Enterprise

Content

Management

Standard

Software

Individual

Software

Application &

Process Services

Application

Management

Consulting

Product

Structure

Management

Product

Development

Process (PDP)

Management

SAP PLM

Consulting &

Solution

Implementation

PTC Windchill

Solution

Integration

DS Enovia V6

Solution

Integration

PLM Strategy &

Management

Consulting

Production

Logistics

Procurement &

Quality

Sales Logistics

Service

Management

Spare Parts

Management

Supply Chain &

Demand

Planning &

Forecasting

Service

Management

Spare Parts

Management

Warranty

Processes

Digital incl.

Connected CRM

& Social CRM

CRM Strategy &

Management

Consulting

Sales Force

Automation incl.

Mobile CRM

Analytics incl.

Segmentation &

Campaign

Management

Vertical Retail

Integration

(Pro-active)

Complaint

Management

BI Technology

BI Strategy

Integrated

Corporate

Planing

Analytical

Business

Processes

Next Generation

BI & Big Data

Mobile BI

Scenarios

Sourcing

Planning

Affiliation

Performance

Development &

Talent

Management

Transition &

Change

Management

Innovations Connected Car Sustainable

Mobility Social Media Cloud Compute Mobile Business …

Real-Time

Business

Administrative

Core Processes

Integrated

Release and

Change Mana-

gement (IRCM)

Supply Chain

Performance

Management

CRM IT

Consulting &

Solution

Implementation

MHP Dealer

Performance

Management

Finance and

Controlling for

Automotive

Retailers

Dealer

Management

Systems

MHP Carbon

Testmanage-

ment

Consulting

BI Application

Management

Industry 4.0

Industrie 4.0

Page 7: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

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1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 8: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

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1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 9: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Der nächste Entwicklungsschritt der Industrie wird die vierte industrielle

Revolution sein

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

Erste industrielle

Revolution

Vierte industrielle

Revolution

Dritte industrielle

Revolution

Zweite industrielle

Revolution

Durch Einführung

mechanischer

Produktions-

anlagen mithilfe von

Wasser- und

Dampfkraft

Durch Einführung

arbeitsteiliger

Massenproduktion

mithilfe von

elektrischer Energie

Durch den Einsatz

von Elektronik und

IT zur weiteren

Automatisierung der

Produktion

Auf Basis von Cyber-

Physical Systems

Ende 18. Jhdt. Ende 20. Jhdt. Beginn der 70er Jahre/ 20. Jhdt. Heute Zeit

Grad der

Komplexität

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Presseartikel zu Industrie 4.0

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

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Industrie 4.0 – MHP Intro

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

Page 12: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Der nächste Entwicklungsschritt der Industrie wird die vierte industrielle

Revolution sein

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt 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

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Der nächste Entwicklungsschritt der Industrie wird die vierte industrielle

Revolution sein

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt 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

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Wie kann die Zukunft in 10 Jahren aussehen? Und wie ist der Weg dahin?

MHP Industrie 4.0 Assessment

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

Gegenwart

1. Zeitrahmen setzen

2. Aktuelle Situation beschreiben

3. Künftiges Szenario skizzieren

4. Den Blick zurückwenden und Einflussindikatoren

identifizieren

5. Chancen, Risiken und Maßnahmen bewerten

Zukunft

Page 15: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Erwartete Effekte durch Industrie 4.0

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

Das in den USA gegründete Industrial Internet Consortium (IIC) hatte im Jahr 2013 einen

kumulierten Gesamtumsatz von weit über 1,1 Billionen (kein Übersetzungsfehler!) US-

Dollar – Mitglieder sind unter anderem GE, IBM, Toyota, Accenture, PTC, Bosch uvm.

Zusätzliche Produktivitätssteigerung in der Automotive-Industrie von 20% bis zum Jahr

2025, was ca. 15 Mrd. € entspricht

Im Maschinen- & Anlagenbau wird mit einer zusätzlichen Wertschöpfung im Bereich von

23 Mrd. € gerechnet

Bis 2025 wird in den Branchen Maschinen- & Anlagenbau, Automotive, Chemische

Industrie, Elektrotechnik, IKT & Landwirtschaft ein zusätzliches

Wertschöpfungspotenzial von ca. 80 Mrd. € erwartet

Page 16: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

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1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 17: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Vernetzung in der Industrie 4.0 – das Zusammenwachsen des Internet der

Dinge und Internet der Dienste

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an DB Research, 2014

Die einzelnen Bauteile

eines Produktes suchen

sich eigenständig ihren

Weg durch die Fertigung.

Maschine/Werkzeuge Alle Komponenten der

smarten Fabrik sind über

das Internet miteinander

verbunden.

Kommunikation

Rohlinge und Maschinen

kennen den Ablauf der

Produktionsschritte. Bei

Störungen finden sie

gemeinsam Alternativen.

Timing

Das Ausgangsmaterial

gibt dem Werkzeug

oder der Maschine vor,

wie es bearbeitet

werden muss.

Form

Das Aussehen des

Produkts ist im

Datenträger individuell

programmiert,

Änderungen sind auch

während der Fertigung

möglich.

Design

Der RFID-Chip

organisiert den Versand

des Produktes an den

oder die Kunden.

Versand

Produkte sind bis kurz

vor jedem Schritt in der

Produktionskette

änderbar.

Änderbarkeit

Das fertige Produkt

bestimmt Art und Form

seiner Verpackung.

Verpackung

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Aktivitätsfelder von MHP im Bereich Industrie 4.0

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

MHP Definition:

Intelligente

Produkte und

Produktions-

einheiten vernetzen

sich global und

organisieren sich

selbstständig um

Aufgaben

auszuführen

Entwicklung der Organisationen und Integration/ Rolle des Menschen

Vernetzung von physikalischen und virtueller Welt zu Cyber-Physical-Systems

(CPS), in welchen Smart Products mit Produktionseinheiten über den

Gesamtprozess intelligent kommunizieren. Ableitung neuer Geschäftsmodelle

Gestaltung moderner und intelligenter Medienkonzepte und

Benutzerschnittstellen

Aktive Mitwirkung bei Normierung und Standardisierung für Prozess- und

Informationsmanagement über Unternehmensgrenzen hinweg

Pragmatische Visualisierung der entstehenden Komplexität mit Praxisbezug

Gestaltung des Paradigmenwechsels hin zur dezentralen Steuerung

Page 19: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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MHP befasst sich schwerpunktmäßig mit 9 Kernelementen (1/2)

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

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

Sicherung der Flexibilität und Agilität unter allen Systemen

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

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MHP befasst sich schwerpunktmäßig mit 9 Kernelementen (2/2)

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

Entstehung durch die Verwendung von Wireless/Mobilen-Geräten

„Bring-your-own-device“

Konsumer-Geräte halten in der Produktion Einzug

„Best-of-Breed“-Strategie

optimalste Lösungen werden mit einer Integrationsplattform gefunden

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 deutsche Aktivitäten werden konzentriert

VDI/VDE 2182: Erreichung und Haltung von IT-Sicherheit auf Dauer

Normierung

Sicherheit

Schnitt-

stellen

Page 21: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

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1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 22: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 24

Industrie 4.0 im MHP Prozess

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

Umfeld-

analyse

Unternehmens-

betrachtung

Industrie

3.2 Industrie

3.3

Roadmap

Industrie

3.2

Einstieg

Roadmap

Industrie

3.1

Page 23: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 25

Industrie 4.0 im MHP Prozess wird planbar und umsetzbar

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

Roadmap

Umfeldanalyse Unternehmensbetrachtung Einstieg Industrie 4.0 Assessment

Page 24: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Der Weg in Ihrem Unternehmen zu Industrie 4.0 als MHP Prozess

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

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

Page 25: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 27

Der Weg in Ihrem Unternehmen zu Industrie 4.0 als MHP Prozess

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

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

Page 26: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 29

1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 27: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 30

Bisher waren Zahnräder eine Analogie für

funktionierende Abläufe. Da greift eins

direkt ins andere….

Erhöhung der organisationalen Anschlussfähigkeit für Industrie 4.0

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 28: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 31

…heute sind die Zahnräder untereinander

Vernetzt….

Dezentrale Organisation

in

Erhöhung der organisationalen Anschlussfähigkeit für Industrie 4.0

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 29: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 32

…von unterschiedlichen Firmen hergestellt,

betrieben und vernetzt….

Mitarbeiter aus unterschiedlichen

„Leistungsstufen“

Erhöhung der organisationalen Anschlussfähigkeit für Industrie 4.0

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 30: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 33

…. manuelle Fertigung wird zunehmend

automatisiert…

… Kommunikation zwischen Menschen

wird zunehmend durch Kommunikation

zwischen Datenbanken ersetzt/ ergänzt…

Erhöhung der organisationalen Anschlussfähigkeit für Industrie 4.0

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 31: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Von Linear zu

vernetzt

Komplexität

beherrschbar machen

Von Mensch zu

Mensch zu

Datenbank zu

Datenbank

Von manuell zu

automatisch

Von

Eigenfertigung

zu JIT/JIS mit

vielen

Lieferanten

Erhöhung der organisationalen Anschlussfähigkeit für Industrie 4.0

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 32: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Netzwerkstrukturen vs. Organigramme

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Mitarbeiter

Page 33: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Netzwerkstrukturen vs. Organigramme

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Mitarbeiter

Projekt

Organigramme werden ergänzt

um Wertschöpfungsnetzwerke

Page 34: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Zwischen Prozess- und OE-Ebene liegt die Rollen-Ebene in der die

Zuordnung von Person zu Aufgabe beschrieben ist.

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Prozess-Ebene

OE-Ebene

Rollen-Ebene

Tätigkeiten im Prozess

werden von definierten

Rollen ausgeübt.

Allokation und Aufbau

von Ressourcen und

Rollen findet nach wie vor

in der Aufbauorganisation

statt.

Page 35: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 38

Neben der formalen Struktur bildet sich immer auch eine informelle Struktur

über die die Prozesse gelebt werden.

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

informelle-Ebene

Ein entscheidender Teil der

Kommunikation läuft in Unternehmen auf

der informellen Ebene.

Diese entsteht jedoch häufig nicht zufällig

sondern spiegelt die eigentlichen, gelebten

Prozesse wider.

Page 36: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 39

Interdependenzen zwischen den Projekten führen zu positiven wie

negativen Effekten in der Organisation.

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Mitarbeiter sind heute häufig Mitglieder in

mehr als einem Projekt. Dadurch entsteht ein

Projektnetzwerk, dass zahlreiche neue

Abhängigkeiten beinhaltet. Scheiden

Mitarbeiter aus dem Unternehmen aus oder

werden krank, hat dies oft Auswirkungen auf

alle „benachbarten“ Projekte. Ressourcen-

engpässe in einzelnen Projekten können sich

auf viele weitere Projekte ausdehnen.

Hierbei ist es wichtig die Struktur des

Projektnetzes im Auge zu behalten, um das

systemische Risiko bewerten zu können.

Des Weiteren können Wissensinseln

vermieden werden und ein nachhaltige

Personalentwicklung unterstützt werden.

Page 37: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Abhängigkeiten über Datenbanken,

Projekte, Bauteile…

Beispiel der Abhängigkeiten von

einem Mitarbeiter

Netzwerkanalyse – ein Instrument um Komplexität beherrschbar zu machen

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 38: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Eine Kante entfernt sind erst 7%

des Netzwerks betroffen

In zwei Kanten Entfernung sind es

bereits 61% des Netzwerks

Netzwerkanalyse – ein Instrument um Komplexität beherrschbar zu machen

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Page 39: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Netzwerke helfen dabei…

Netzwerkanalyse – ein Instrument um Komplexität beherrschbar zu machen

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

… Komplexität sichtbar zu

machen

… Risikonalaysen

durchzuführen

(Resilienz)

… Bottlenecks und

Gatekeeper zu erkennen

Page 40: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Netzwerkanalysen helfen implizites Wissen in explizites zu wandeln

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Projekteigen-

schaften

Skills

Patente

„noch nicht

drüber

nachgedacht“

Bauchgefühl

Excel

SAP

Controlling

Bekannt/

genutzt Unbekannt/

ungenutzt

genutzt

ungenutzt

Analyseansätze

Daten

Page 41: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Netzwerkanalysen können für die verschiedensten Ziele der Organisation

eingesetzt werden: Intra- und Interorganisational

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der Unternehmen

Resilienz

Lebensfähigkeit

Effiziente

Strukturen

Strategische Felder

und operatives

Geschäft Risikomanagement Projektportfolio

Informelle Netze

Netzwerkanalysen

Stakeholderanalyse

Knowledge

Networks

(Patente)

Führungskomplexität

Page 42: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Agenda

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1. Industrie 4.0 Assessment Evolution statt Revolution

2. Kernelemente Industrie 4.0 und was vernetzt wird als Überblick

3. Industrie 4.0 Kriterien in Katalogform

4. Netzwerkanalyse und individuelle Schwerpunktefindung der

Unternehmen

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit

Industrie 4.0

Page 43: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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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:

Eine beispielhafte Auswirkung von Industrie 4.0 ist die Demokratisierung

von Einzelfertigung.

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Quelle: http://www.youtailor.de/configurator/shirt/

Quelle: http://www.3d-activation.de/shop

Quelle: http://www.mymuesli.com/

Quelle: http://www.volkswagen.de/de/CC5.html

Quelle: nike.de

Page 44: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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DMLM (Direct Metal Laser Melting)

Einspritzdüse für Flugzeugturbine

25% Leichter als bisher

5x längere Lebensdauer

1 Komplettteil, statt 20 Einzelteile

Besserer Wirkungsgrad der Einspritzdüsen

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

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Quelle: http://boingboing.net/2013/06/11/3-d-printed-part-from-an-airpl.html

Page 45: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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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

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

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Metallrahmen, der -30% leichter ist als sein

klassisch gefertigtes Pendant

Sattelstütze sogar -45% leichter

Produktion von Kleinserien möglich

Rahmen hat 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

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Page 47: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Meilensteine in der Automobilindustrie

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

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

Tesla Gründung im Jahr 2003, seit 2008 ist

der Tesla Roadster auf dem Markt, das erste

Automobil mit einer Batterie aus Lithium-

Ionen-Zellen.

Seit 2013 das Model S, die erste

Eigenproduktion von Tesla.

"ein solches Auto hätte ich von Ihnen

erwartet" Manager Magazin 2014: Volkswagen-Chef Martin Winterkorn

vor Audi-Entwicklern über den Tesla Model S

Page 48: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Meilensteine in der Automobilindustrie: Erstes gedrucktes Fahrzeug der

Welt

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Projekt der HAWK Hildesheim in 2010

Das Fahrzeug wurde im damals

größtmöglichen Bauraum in ein einem Stück

gedruckt

Lediglich Akkuschrauber, Kette und Räder

sind nicht gedruckt

Ausgestellt bis Juli 2014:

Museum of Arts and Design in New York

Auszeichnungen:

Page 49: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Visualisierung von Industrie 4.0 in der Automobilindustrie basierend auf

Einflüssen der Local Motors Konzeption

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Mobile Maintenance

After-Sales Shop

Meeting Point für

Community & Club

Mitglieder

Fahrzeugflotten-

Wartung

Smart SCM

Selbst-

organisierende

Prozessketten

RFID, IPv6

Produkt identifizierbar

Generative Fertigungs-

verfahren (3D-Druck)

Kunde kann an der

Fertigung aktiv

mitwirken/teilhaben

Höhere

Produktidentifikation

LC vernetztes

Konsumprodukt

Gerichteter After-Sales

Produktinformationen

fließen kontinuierlich in

die Entwicklung ein

Permanente

Produktindividualisierung

möglich

Real Time Business

Datensicherheit

Dokumentations- &

Rechenschafts-

pflichten gewährleisten

Bedarf einer

ganzheitlichen IT-

Unterstützung

CRM über den

gesamten PLC

Aktive Betreuung

der Community

Flexible

Marktanalyse

FuE

&

PLM

Open Innovation Community

Marketing,

Markt-

forschung

& CSM Aktive Produktion

Product-Life

Connected Factories

Smart Factory

CPS

Flexible Fertigung

Augmented Reality

Community gibt aktiven Input

Cloud-basierte IT-Lösung ermöglicht

interaktive, kollaborative Zusammenarbeit

Ermöglicht aktive

Produktindividualisierung

Big

Data

Cloud

Smart Supply

Chain

Smart

Factory

C

C C C

C C C

C C

M

M M M

M

M M

P P

E E E

E E

CAD-Modell

M C E P

= Marketing = Entwicklung = Produktion = Customer

Page 50: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Meilensteine in der Automobilindustrie

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

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

Page 51: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Page 52: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

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

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”

Page 53: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors - Ausblick auf die kommenden Ziele und das Erreichte beim

„Strati“-Projekt

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

News und Facts:

Aktuell kalkulierter Verkaufspreis des Strati liegt bei ca. 18.000 US-$

Wiederholung des Projekts auf der SEMA-Autoshow

Das Werkzeug (Drucker) kann jederzeit auf Änderungen reagieren – LG1 möglich

Strati besteht aus ca. 40 Teilen, aktuelle Autos benötigen ca. 2000-4000 Teile

Heutiger Break-Even-Point der Local Motors Projekte liegt bei ca. 150 Stück

Die Automobilindustrie peilt den Masseneinsatz von Carbon für 2018/19 an

2. Ziel – 2015:

Reine Serienreife erreichen

Druckzeit auf 24H reduzieren

Straßenzulassung in den USA

1. Ziel – 2014:

„First of all: What matters is the process, not the result“

Reduzierung der Investitionskosten in Fertigungswerkzeuge

Reduzierung der Teileanzahl

Zyklen zur Innovationsintegration reduzieren

Page 54: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors - die Co-Creation Community

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

4-Phasiger Co-Creation Prozess:

1. „Create it“ LM spezifiziert das Ziel, die

Konzeptlösung entwickelt die

Community

2. „Develop it“ Detailentwicklung der besten Konzepte

hin zum produktionsreifen Prototyp

3. „Build it“ Fertigung des Fahrzeugs nach dem

IKEA-Prinzip & durch qualifizierte

Mitarbeiter unterstützt

4. „Mod it“ Adaption und Customizing der

existierenden Lösung zur

Weiterentwicklung bzw. Befriedigung

individueller Bedürfnisse

Final gesteuerter Prozess durch Local

Motors (Dauer bis zu 24-Monate)

Open Source Ansatz der mit einem

dynamischen und flexiblen Collaboration-

Prozess kombiniert wird

Eine selbstentwickelte und programmierte

Online-Community unterstützt den Co-

Creation Prozess

Integriertes Anreizsystem für die

Mitglieder bei ausgewählten

Entwicklungsziele

Mehr als 42.000 Mitglieder weltweit, aus über 30 verschiedenen Ländern, entwickeln

gemeinsam Produkte nach Ihren Bedürfnissen

Page 55: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors – Vision

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Local Motors Vision:

“To operate an efficient, multinational Microfactory network in order to build game-changing

products & deliver a world of vehicles innovations”

Vertriebsnetz:

Local Motors plant in den nächsten 10 Jahre die weltweite Eröffnung von 100 Microfactories,

u.a in Berlin

Page 56: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

© 2014 Mieschke Hofmann und Partner Gesellschaft für Management- und IT-Beratung mbH 61

Local Motors - Fertigungs- und Vertriebskonzept

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Microfactory:

Kombination aus Autohaus und Fabrik

(Design, Build & Sell)

Bietet die Möglichkeit, das eigene Auto

unter Anleitung selbst zu fertigen

FuE-Bereich mit integrierte LM Lab‘s

für die Community, die hier vor Ort von

festen Mitarbeitern unterstützt werden

Mobifactory:

Mobile Werkstatt für Wartungs- und

Reparaturarbeiten

Integrierter Verkaufsbereich für

Merchandise und After-Sales Services

Integriertes Cafe um Besuchern einen

Einblick gewährleisten zu können und

gleichzeitig der LM-Community einen

Treffpunkt zu bieten

Page 57: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Local Motors - aktuelle und zukünftige Projekte, sowie Industriepartner

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Industriepartner:

Auszug aus der Produktpalette:

Rally Fighter

(99.900$)

Strati

(2015)

Sports Car

(2016) Racer

(18.750$)

Page 58: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Produktentwicklung unter Industrie 4.0

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Einführung von iPMM

Gezielte Unterstützung

von kundenindividuali-

sierte, kollaborative

Produktentwicklung

Gezielte Unterstützung

durch

Cloud-basierte

Entwicklungs-

programme und -foren

(CAD, Simulationen,

Labore etc.)

dazugehörige Prozesse

und IT-Landschaft

Adaptiertes Kosten- und

Projektmanagement

Entwicklung von Bonus-

und Entlohnungs-

konzepten

Automobilkauf wird zum Erlebnis

Der Kunde kann, wie beim Hausbau, die Entstehung miterleben

und gestalten

Der Autokauf stellt idR. das 2. höchste Investment im

Leben dar

Interaktiver Prozess

Die Open Innovation Community arbeitet aktiv an der

Produktentstehung mit

Sie liefert direkten Input von Trends, Ideen und

Kundenwünschen

Produkte müssen hohe Individualisierungsräume bieten

Bestmögliche Unterstützung der Community-Mitarbeit

Der Kunde kann „sein“ Produkt an einem späteren

Zeitpunkt mit Hilfe des After-Sales persönlich

individualisieren

Die Produktentwicklung muss reorganisiert , Prozesse auf Open

Innovation angepasst werden und die IT-Landschaft das

gesamte Vorgehen unterstützen

Page 59: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Produktion und Produktionsumfeld unter Industrie 4.0

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Aktive, interdisziplinäre

Verknüpfung von PE und

SC im Kontext eines PLM-

Ansatzes

Unternehmens-

beherrschung und kon-

sistente Datennutzung

ohne Medienbrüche

Geeignete IT-

Unterstützung

implementieren und

entwickeln

IT Systeme, die Smarte

Supply Chains unterstützen

und mit kommunizierenden

Produkten und Maschinen im

Smart Environment interaktiv

kollaborieren

Technologien, die die Wert-

schöpfung in der Produktion

ganzheitlich unterstützen

(bspw. Augmented Reality)

Der Kunde kann in die Produktion aktiv eingebunden werden

Er kann ein individualisiertes Produkt selbst erschaffen

Alternativ kann die Wertschöpfung (optional) gekauft und

mittels Smartphone App verfolgt werden (COTA App)

Vernetzte Produktionsstätten kommunizieren untereinander und

koordinieren im Zusammenspiel mit einem „Smart

Environment“ automatisiert die Supply Chain

Erhöhung der Resilienz der gesamten Wertschöpfungskette

Smarte Fabriken koordinieren und optimieren die

Wertschöpfung selbstständig mit Hilfe künstlicher Intelligenz,

während Produkte mittels RFID, IPv6 & IKT kommunizieren.

„Gläserne“ Wertschöpfung und flexible Anpassung an

individualisierte Produkte (Losgröße 1)

Einsatz neuer Produktionstechnologien mit IK-Technologien

(Cyber-Physical-Systems)

Neue Lösungsmöglichkeiten in der Produktentwicklung

Neues Maß an Flexibilität und Effizienz in anderen Teilen

der Wertschöpfungskette

Page 60: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Produktnutzung und dazugehörige Services im Kontext von Industrie 4.0

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Homogene, durchgängige IT-Landschaft

Integriert in das (ggf.) heterogene, smarte Umfeld

Gleichzeitige Unterstützung der internen Anforderungen des Unternehmens-konzepts

Unterstützung von Real-Time Business

Integration von neuen Geschäftsmodellen

Identifizierbares Produkt besitzt smarte Eigenschaften und kann über den gesamten Lebenszyklus individualisiert werden

Sendung relevanter Produktdaten, die in die weitere Entwicklung einfließen bzw. dem Unternehmen einen Mehrwert schaffen

Der Kunde wird im Zuge des CRM von der Produktentstehung bis zum Recycling betreut und unterstützt

Betreuung & Koordinierung

Begleitung der Kunden in der Wertschöpfung

Verantwortung für Markentreue, After-Sales und weitere Services während der Nutzung

Produktentstehung und -nutzung wird im Kontext eines PLM-Ansatzes ganzheitlich durch Cloud-basierte IT unterstützt und betreut

Großes Potential für BigData/BI-Lösungen (Predictive Maintanance, Smart Environement, Kundencharakteristika etc.)

Möglichkeit der Integration von Service-Start-Up‘s und Zulieferern in den Product-Lifecycle

Cloud

Page 61: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Die Evolution läuft in vollem Gang…

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Page 62: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Der erste Weg, das Zuhause aus dem Auto zu kontrollieren – die nest App

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Quelle: http://jalopnik.com/what-its-like-to-control-your-home-from-your-car-1595739780

Die nest App von Mercedes-Benz ist mit dem Navigationssystem

verbunden

Nach dem Eingeben der Heimatadresse wird die gewünschte

Raumtemperatur abgefragt

Ab einer bestimmten Entfernung zum Zuhause wird durch die

nest App veranlasst, die Heizung anzustellen und auf die

gewünschte Temperatur vorzuheizen

Dabei ist es egal, wenn vorher noch ein Umweg gefahren wurde,

die App trackt die genaue Entfernung

Bisheriger Nachteil: es funktioniert noch nicht automatisch, es

muss per Hand eingegeben werden und die App steht nur für

Apple-Nutzer zur Verfügung

Die Nachteile werden in naher Zukunft – lt. Mercedes-Benz –

behoben (Sprachsteuerung, Android-App, autom. Erkennung)

Page 63: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Nest – Fortsetzung folgt…

5. Beispiele aus der Praxis und was verändert sich schon heute mit Industrie 4.0

Page 64: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

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Ihr Ansprechpartner

MHPBoxenstopp: Vernetzte Produktionssysteme im Zeitalter von Industrie 4.0

Markus Schwarz

Senior Manager

Supply Chain Management

Mobil: +49 151 4066 7359

eMail: [email protected]

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