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Industrie 4.0 für den Mittelstand Wolfgang Marquardt, OstWestfalenLippe GmbH

© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 03.05.2016 2

Solarvalley Mitteldeutschland

BioEconomy Cluster

Cool Silicon Saxony

Medical Valley EMN

Munich Biotech Cluster m4

Elektromobilität Südwest MicroTec Südwest

Forum Organic Electronics

Biotech-Cluster Rhein-Neckar BioRN

Software Cluster

Luftfahrtcluster Hamburg

Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (it´s OWL)

MAI Carbon

Effizienz Cluster Logistik Ruhr 15 Spitzencluster

in Deutschland

Cluster individualisierte Immunintervention CI3


Vitale Industrie Maschinenbau, Elektro/Elektronik, Automobilzulieferer

Starke Marken, Hidden Champions, unabhängige Familienunternehmen

OWL – Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 1/2


Leistungsfähige Forschung Stärke: Symbiose von Informatik und Ingenieurwissenschaften

OWL – Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 2/2


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)

… berücksichtigen das spezifische Benutzer-verhalten (benutzungsfreundlich)

… antizipieren auf Basis von Erfahrungswissen die künftigen Wirkungen von Einflüssen und mögliche Zustände (vorausschauend)


180 Clusterpartner 47 Projekte, davon 15 abgeschlossen 73 Transferprojekte 6.500 zusätzliche Arbeitsplätze zusätzlich 264 Wissenschaftler an den

beteiligten Forschungseinrichtungen 6 neue Forschungsinstitute 19 neue Studiengänge 25 Unternehmensgründungen, 23 Konzepte

it´s OWL in Zahlen


Perspektiven von Industrie 4.0 für it´s OWL

Industrie 4.0 in drei Stoßrichtungen

3) Gestaltung einer neuen Arbeitswelt

1)Technologie-führerschaft

2) Innovative Geschäftsmodelle


1) Technologie-führerschaft Duale Strategie

Leitanbieter-Perspektive Vorhandende Basistechnologien auf Besonderheiten der Produktions-technik anpassen bzw. anwendungs-orientiert weiterentwickeln.

Leitmarkt-Perspektive Leitmarkt sind die produzierenden Unternehmen einschließlich des damit verbundenen Wertschöpfungsnetzes.


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.

Neue Technologien für intelligente Produkte und Produktionsverfahren


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 | 10. Februar 2016 12

Industrie 4.0 setzt eine systematische Geschäftsentwicklung voraus


Steigende Bedeutung von Produkt-Service-Systemen

Gewinn

Umsatz

15%

85%

2012

Service

Produkt

30%

70%

2016

31

70

2012 … 2016

Umsatz im Servicegeschäft in Mrd. € (im deutschen Maschinenbau)

65% Relevanz

60%

60% aller Unternehmen halten die steigende Bedeutung des Servicegeschäfts für eine große Chance.

Unternehmensgewinne im Maschinenbau stammen überwiegend aus dem Servicegeschäft (bis zu 65%).

Umsatzanteil des Servicegeschäfts (im deutschen Maschinenbau)

Der Umsatzanteil sowie der Gesamt-umsatz des Ser-vicegeschäfts im deutschen Maschi-nenbau wird stark ansteigen.

QUELLEN: IKB, 2013; MCKINSEY&COMPANY, 2014; VDMA, 2014


Innovative Geschäftsmodelle

Beispiel: Veränderung des Geschäfts-modells durch global vernetzte und intelligente Maschinen

Expertensystem

Intelligente Sensorik




3) Gestaltung einer neuen Arbeitswelt




Spinn- und Webmaschinen

Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute

Gra

d de

r Kom

plex

ität

4. Industrielle Revolution auf Basis cyber-physischer Systeme

Henry Ford, Produktion T-Modell

Speicher-Programmierbare-Steuerung

3. Industrielle Revolution Einsatz von IT zur Automatisierung (NC-Maschine, Industrieroboter, SPS), Paradigma der flexiblen Automatisierung

2. Industrielle Revolution Rationalisierung, Betriebswissenschaft nach Taylor: Arbeitsteilung, Fließprinzip, Standardisierung, Präzisionsfertigung, Bedienung von Massenmärkten

1. Industrielle Revolution Nutzung der Dampfmaschine: Aufschwung Textilindustrie, Kohleförderung, Stahlerzeugung

In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0

Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0)

© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 10. Februar 2016 17 In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0


Arbeit in Fabriken


Gra

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Vernetztes, kollaboratives Arbeiten Arbeit wird digitaler und flexibler, Kooperation von Mensch und Maschine

Einführung des Fließbandprinzips

IT-Systeme als Arbeitsmittel

Rechnergestütztes Arbeiten 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

Anfänge der industriellen Arbeit Organisation der Arbeit in Fabriken, Unterstützung durch Produktionsanlagen

© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 10. Februar 2016 18 In Anlehnung an DFKI und Grünbuch Arbeiten 4.0

Arbeit in Fabriken


Gra

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Vernetztes, kollaboratives Arbeiten

Arbeit wird digitaler und flexibler, Kooperation von Mensch und Maschine

Einführung des Fließbandprinzips

IT-Systeme als Arbeitsmittel

Rechnergestütztes Arbeiten 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

Anfänge der industriellen Arbeit Organisation der Arbeit in Fabriken, Unterstützung durch Produktionsanlagen

Beispiel: Interaktionsstrategien für die Bedienung von flexiblen Fertigungslinien



Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0) Neue Nachhaltigkeitsmaßname ab 2016

Partner

+ 6 Pilotunternehmen

Breitentransfer:

Dialog, Demonstrationen & Evaluierung

Zielsetzung: Validierte Empfehlungen aus Unternehmen, wie der Wandel der Arbeitswelt gelingt

1) Identifikation der Potentiale von digitalisierter Arbeit

2) Gestaltung digitalisierter Arbeit

3) Breitentransfer

Augmented Operator Digital Engineering Interaktive Robotik

Praxisstudie:

sechs Piloten in drei Kompetenzfeldern


Auf dem Weg zu Industrie 4.0

Technologie-führerschaft

Technologietransfer in den Mittelstand forcieren

Gestaltung einer neuen Arbeitswelt

Akzeptanz der Technolo-gien durch den Menschen in den Fokus rücken

Ziele Maßnahmen

Innovative Geschäftsmodelle

Anwenderwissen in zukunftsrobuste Geschäfts-modelle überführen


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. 5-10 Monate Leistungen der Forschungseinrichtung werden durch das BMBF gefördert (ca.

40.000 -50.000 € pro Projekt)

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

Beispiele für Transferprojekte


32 Unternehmen 1. Tranche (07/2014 bis 06/2015)

Große Resonanz aus dem Mittelstand 73 Projekte wurden bzw. werden bereits durchgeführt 36 Unternehmen 2. Tranche (07/2015 bis 06/2016)


Auswertung von Daten zur Prozessüberwachung

Ausgangssituation: Hohe Komplexität zwischen Konfiguration der Fertigungslinie und Produktqualität

Ergebnis: Abbildung des

Fertigungsprozesses Prototypisches

Expertensystem Automatische

Trenderkennung Ausschussreduzierung

Zustands- analyse

Prozess- analyse

Trend- erkennung


Erweiterte und assistierte Realität

Quellen: Steute

System-Architektur basiert auf standardisierten Prozessmodellen

Touchscreen Beamer

Ausgangssituation: Sehr hoher Qualitätsanspruch: Medizinproduktgesetz; Risikoklasse 2

Ergebnis: Höhere Qualität & Effizienz Bessere Dokumentation

Unterstützung von manuellen Prozessen mittels graphischer Benutzungs-schnittstellen

OWL GmbH | 26 | 9. Februar 2016

Projekt: „Industrie 4.0 für den Mittelstand“

Projektleitung:

Projektpartner:

Assoziierte Partner:


Kompetenzen und Lösungen


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.

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

MMI-Transferlab Smart Factory OWL

Demonstrationszentren in OWL

SE Live Lab

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