DIGITALISIERUNG IN DER PRAXIS - findera.fi IEM_20171109.pdf · Optimierung der Bearbeitung eines Werkstücks zur Verkürzung der Nebenzeit (bis zu 80% Zeitersparnis bei der Einrichtung

© Fraunhofer IEM / Heinz Nixdorf InstitutFolie 1

Dr.-Ing. Arno Kühn, Paderborn, 8. November 2017

DIGITALISIERUNG IN DER PRAXISAUSWIRKUNGEN AUF ARBEIT, INDUSTRIE UND WIRTSCHAFT


AGENDA

1. Begrüßung und Einführung

2. Vorstellung Fraunhofer IEM

3. Impuls Industrie & Arbeit 4.0

4. Digitalisierung in der Praxis


AGENDA






Zukunftsmeile FürstenalleeTechnologiestandort für intelligente technische Systeme

Heinz-Nixdorf

MuseumsForum

(Fürstenallee 7)

Heinz-Nixdorf

Institut

(Fürstenallee 11)

Fraunhofer-Institut

(Zukunftsmeile 1)


Wir sind Fraunhofer!

• März 2011 Fraunhofer-Projektgruppe

• Januar 2016 Fraunhofer-Einrichtung

• Januar 2017 Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

Erstes Fraunhofer-Institut in der Innovationsregion OWL; erstes

Fraunhofer-Institut mit dem Schwerpunkt Systems Engineering

Direktorium mit 3 Forschungsabteilungen:

Regelungstechnik (Prof. Trächtler)

Produktentstehung (Prof. Dumitrescu)

Softwaretechnik (Prof. Bodden)

95 Mitarbeitende (zum 1. März 2017), mehrheitl.

Wissenschaftliche Mitarbeiter und Senior Experten

11 Mio. € Forschungsvolumen in 2017


Die Digitalisierung verändert die Produktentstehung


Marktsegmente

Maschinen- und

Anlagenbau

Mobilität und

TransportIndustrieautomatisierung

Produktion

Montage

Sondermaschinen

FördertechnikAutomobiltechnik

Luftfahrt

Nutzfahrzeuge

Landtechnik

Robotik

Elektrik

Industriesteuerungen

Elektronik


AGENDA






Papstwahl 2005

QUELLE: SPIEGEL


Papstwahl 2013

QUELLE: SPIEGEL


Industrie 4.0Ein Rückblick

VDI Nachrichten, Berlin1. April 2011

Abschlussbericht des

Arbeitskreises Industrie 4.08. April 2013

QUELLE: DFKI.DE

„Der Begriff Industrie 4.0 steht für

die vierte industrielle Revolution,

einer neuen Stufe der Organisation

und Steuerung der gesamten

Wertschöpfungskette über den

Lebenszyklus von Produkten.“

Plattform Industrie 4.0, 2013


Plattform Industrie 4.0Anwendungsbeispiele auf der I4.0-Landkarte

QUELLE: PLATTFORM INDUSTRIE 4.0

Beteiligte am Spitzencluster

240 Clusterpartner mit 25 Kernunternehmen und

106 Basisunternehmen

6 Hochschulen und 22 Wirtschaftsnahe Organisationen

Projekte

47 Forschungsprojekten sowie 8 Maßnahmen für die

Nachhaltigkeit mit 170 Transferprojekten

Projektvolumen von ca. 100 Mio. €


Selbstkorrigierende Fertigungsprozesse:

Eigenständige Anpassung an veränderte

Betriebsbedingungen

Erhöhung der

Prozesssicherheit (Reduktion

von Ausschuss gegen Null)

Produktivität (ca. 10 %)

Energie- und Materialeffizienz

Innovative

Aktorik

Intelligente

Bedienung

Innovative

Sensorik

QUELLE: BIHLER

In Kooperation mit

Self-X in der Produktion


Cloud-Plattform zur Arbeitsvorbereitung

auf Basis virtueller Werkzeugmaschinen

In Kooperation mit

QUELLE: DMG MORI

Algorithmen

Wissensbereitstellung

SimulationAnalyse

Virtuelle Werkzeugmaschinen

heuteArbeits-

vorbereitung

Cloud-Anwendung

Optimierung der

Bearbeitung eines Werkstücks zur Verkürzung der Nebenzeit

(bis zu 80% Zeitersparnis bei der Einrichtung der Maschine)

Fertigungssteuerung zur schnellen Reaktion auf Störungen

und hohen Auslastung der Maschinen (bis zu 30% Zeit-,

Ressourcen- und Kosteneinsparung)


Plattform Industrie 4.0Anwendungsbeispiele und -szenarien

QUELLE: PLATTFORM INDUSTRIE 4.0

Mehr als 300

Anwendungsbeispiele

Analyse der Anwendungsbeispiele entlang 9

Anwendungsszenarien (definiert durch AG 2

– Forschung und Innovation)

Heutige Anwendungsbeispiele decken

vornehmlich Teillösungen der Möglichkeiten der

Industrie 4.0 ab

Sehr starke Fokussierung auf klassische

produktionstechnische Themen (z.B.

Qualitätssicherung, Produktionssteuerung)

Geringe Ausschöpfung der Potentiale von

Cyber-Physischer Systeme (CPS)


Interaktive sozio-technische Systeme

Cyber-Physische Systeme: Nahe RealitätLandwirtschaft 4.0: Erschließung von teilweise bis zu 50%

ungenutzter Leistung durch CPS

Autonome Systeme

ITS2022

CPS

Dynamisch vernetzte Systeme

Produkt-Service-Systeme

Geschäftsmodelle und

digitale Plattformen

Gestaltung einer

digitalisierten Arbeitswelt


Historische Entwicklung von Plattformen

Frühsommer 2000

VW startet eine

eigene B2B-

Plattform zum

Lieferanten-

management

3. September 1995

Gründung von eBay

als C2C Marktplatz; 10

Jahre später folgt die

Gründung von eBay

Kleinanzeigen

Juli 2003

Gründung von

MySpace als

werbefinanziertes,

soziales Netzwerk

B2B

B2C

C2C

1999

Gründung von

alibaba.com als

Handels- und

Kommunikations-

plattform für

Unternehmen

4. Februar 2004

Gründung von

Facebook als

werbefinanziertes,

soziales Netzwerk

12. Mai 2016

Trumpf meldet die

digitale Geschäfts-

plattform Axoom an

1996

Einführung eines

B2B Marktplatzes

bei wer liefert was?

August 2008

Gründung von

airbnb als Plattform

zur Buchung und

Vermietung von

privaten

Unterkünften

März 2009

Gründung von Uber

als Online-

Vermittlungsdienst für

Fahrdienstleistungen

2012

Das Fraunhofer IPA und

Unternehmen aus dem

Mittelstand beginnen mit

den Arbeiten an Virtual

Fort Knox

Anfang 2018

it‘s OWL plant

umfassendes

Plattformprojekt mit

mehr als 15 Partnern

1995 2000 2005 2010 2015


Akzeptanz für digitale Lösungen

Personalisierte und auftragsspezifische

digitale Montagehilfen

Papierloser

Montagearbeitsplatz

Checklisten und Arbeitsanweisungen

liegen digital vor

hohe Datenaktualität

Ende der „Zettelwirtschaft“

1

Assistierte Realität für den Werker

Reduzierung von Montagefehlern

Schnelle Einarbeitung

Verkürzung der Arbeitsabläufe

2

1

2


Im Spannungsfeld Mensch-Organisation-TechnikHandlungsbedarf auf dem Weg zu digitalisierten Arbeitswelten

Technik

Mensch

Organisation

Identifikation von

Potentialen der Arbeit 4.0

Umsetzung von

Pilotprojekten für die

digitalisierte Arbeit

1

Sicherstellung der

Akzeptanz

Identifikation von

Schulungsbedarf

Durchführung von

Sensibilisierungs- und

Schulungsmaßnahmen

3

USA

Brasilien

China

Singapur

Deutschland

Von der Weltfabrik…

… zu flexiblen Entwicklungs-

und Produktionsnetzwerken …

… unter Einbezug lokaler

strategischer Partner

2

Gestaltung der dazugehörigen

(digitalisierten) Prozesse und

Strukturen


AGENDA




4. Digitalis ierung in der Praxis

Umsetzungsprojekt Kompe-

tenzzentrum Digital in NRW

8. November 2017

Digitalisierung im

Schaltschrankbau

© Digital in NRW | 15.11.2017 22

Der Schaltschrankbau

Charakterisierung der Branche und Herausforderungen

Großer Anteil an individueller

Arbeit bedingt bis heute einen

geringen Automatisierungsgrad

in der Schaltschrankfertigung.

Losgröße 1: Schaltanlagen

werden i.d.R. für jede

Maschine individuell gefertigt.

Schaltanlagen stellen die

Schaltzentrale einer Maschine

dar. Sie verteilen oder spannen

elektrische Energie um.

Verdrahten

beansprucht ca. 50%

der Arbeitszeit.

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Prozesse im Schaltschrankbau

Von der Projektierung bis zum Betrieb und Wartung

Arbeitsvor-bereitung

Projektierung &Programmierung

Auftrags-abwicklung

MechanischeBearbeitung

Bestückung Verdrahtung

Prüfung und Auslieferung

Inbetrieb-nahme

Betrieb &Wartung

Montage

© Digital in NRW | 15.11.2017 24

Prozesse im Schaltschrankbau

Von der Projektierung bis zum Betrieb und Wartung

Digitaler Zwilling

des Schaltschranks

Arbeitsvor-bereitung

Projektierung &Programmierung

Auftrags-abwicklung

MechanischeBearbeitung

Bestückung

Prüfung und Auslieferung

Inbetrieb-nahme

Betrieb &Wartung

Montage

Verdrahtung

Montageanleitung über Tablets


Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Arno KühnAbteilungsleiterProdukt- und Produktionsmanagement

Telefon: +49 5251 [email protected]

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