Diese/r Präsentation/ Bericht ist durch Mitarbeiter des Fachgebietes Kunststofftechnik der TU Ilmenau erstellt. Die Verwendung, Verteilung, Zitierung und Vervielfältigung – auch auszugsweise – zum Zwecke der Weitergabe an Dritte ist nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der Autoren gestattet.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Koch, Dipl.-Ing. Matthias Düngen EUROPA Campus, Abschlussveranstaltung CCS Erfurt – 11. Nov. 2014

Methodik und Ergebnisse aus der Roadmap für die Thüringer Kunststoffindustrie

Von der Strategie zur Roadmap 11. Nov. 2014

Normatives Management langfristige Nachhaltigkeit des Unternehmens

Strategisches Management Perspektivischer Handlungsrahmen zur Erfüllung vorgegebener Zielsetzungen

Operatives Management Taktische Weichenstellungen mit kurzfristigem Charakter

Strategisches Management

Vorgaben

Umsetzung: Roadmap

Berücksichtigung von Trends in Unternehmen und Branchen durch gezielte Organisation und Planung von Aktivitäten

11. Nov. 2014 Bild 1

Zielsetzungen der Roadmap für die Kunststoffindustrie in Thüringen

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 2

• Übergeordnete Trenderscheinungen und ihre Relevanz für die Kunststoffindustrie

• Identifikation technologischer Innovationsfelder für die Kunststoffindustrie

• Analyse der Wertschöpfungskette der Kunststoffindustrie und Identifikation von Veränderungen

• Strategische Positionierung der und Roadmap für die Thüringer Kunststoffindustrie

• Empfehlung eines Orientierungsrahmens für die F&E - und Förderlandschaft

Von der Strategie zur Roadmap 11. Nov. 2014

Innovation = Invention + Markterfolg

Geschäftsfeld- innovation

Produkt- innovation

Prozess- innovation

Absolute Markt-neuheit bzw. neue Grundfunktion (neuartig, noch nicht angeboten)

Neue, erweiterte oder angepasste Funktionalitäten oder Eigenschaften (vorhanden, wesent-lich verbessert)

Veränderungen im Prozess der Faktor-kombination im Unternehmen zur Leistungserstellung

Fokus: neue Technologien im Produktionsbereich (Fertigung, Montage, Verfahren, ggf. Abwicklungsprozesse)

Aufbau neuer Geschäftsfelder

Neuartige Ergänzung des Angebots in bestehenden Geschäftsfeldern

Neue oder erweiterte Geschäftsmodelle

Fokus: Produkte, Dienstleistungen und Verfahren

Innovation als strategischer Hebel

Bild 4 11. Nov. 2014

Von der Strategie zur Roadmap 11. Nov. 2014

1. Organisation und

Suchraumbestimmung

2. Datenbeschaffung und

Auswertung

3. Synthetisieren der

Roadmap

4. Auswertung der

Ergebnisse

• Teamfindung & Rollen

• Zielbestimmung

• Festlegung Betrachtungsraum

• Festlegung Betrachtungsobjekte

• Detaillierung des Betrachtungsraumes

• Recherche und Ordnung der Betrachtungsobjekte

• Trendanalyse und -auswertung

• Trendbewertung Top-down

• Technologie-Trend-abgleich Bottom-up

• Synthese aus Top-down und Bottom-up

• Aufbereitung der Ergebnisse

• Bestimmung Handlungsfelder

• Einordnung in strategische Randbedingungen

• Kommunikation und Umsetzung

Vorgehen bei der Erstellung einer Roadmap

11. Nov. 2014 Bild 5

Betrachtungsebenen im Top-Down und Bottom-Up Ansatz

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 6

(Gesellschaftliche) Megatrends

Technologietrends

Kunststofftechnologische (Industrie-) Trends

Road- Map: a429 c530 a126 d247 b635

Top down

Bottom

Up

Einzeltechnologien/ Verfahrenstechnik/ Werkstoffe

Technologieorientiert • Reifegrad • Technisches Risiko • Wertschöpfung

Anwendungsorientiert • Anwendungsbreite • Wirtsch. Nachhaltigkeit • Marktpotential B

ranc

hen

Vera

rbei

tung

s-se

gmen

te

Schwerpunktbildung von Megatrends

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 7

Umweltbewusstsein, Lebensbedingungen

Clusterung zu 5 „inhaltlichen“ MEGATrends

Proliferation von Machtpotenzialen (Waffen, Energie, Wissen)

Verschiebung politischer Machtkonstellationen

Energietechnologieoptionen

Verknappung natürlicher Ressourcen

Klimawandel und Umweltschutz

Mobilität

Zunahme von Personen- und Güterströmen

Beschleunigte Globalisierung

Demografischer Wandel Überbevölkerung, Urbanisierung, Überalterung

Polarisierung der Gesellschaft : Armut, Bildung, Arbeit, Gesundheit, Ernährung, Extremismus

Akzeleration wissenschaftlicher und technologischer Innovationen

Struktureller Gesellschaftswandel von der Industrie- über die Dienstleistungs- zur Wissensgesellschaft

Medien-, Kommunikations- und Informationsstrukturen

I II

III IV V

13 identifizierte MEGA Trends

Megatrends und Technologietrends

11. Nov. 2014 Bild 8

Beschleunigte Globalisierung

Demografischer Wandel

Klimawandel, Ressourcenverknappung und Umweltschutz

Verschiebung politischer Machtkonstellationen

Struktureller Gesellschaftswandel

Medizin/ Gesundheit

Biotechnologie

Produktions-/ Prozess- technik

Nano- technologie

Infomations./ Komm.-technologien

Material- technik

Innovatives/ ökologisches

Bauen

Intergration/

Miniaturisierung/ SmartX

Nachhaltigkeit/

0Recycling

Mobilität/ Logistik/

Verkehr

Energie/ Ressourcen 11 Trends

Kunststoff-Industrie

? Wertschöpfungsketten

Innovationsfelder

Quellen: Prognos, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT), Bosch, Gottlieb Duttweiler Institute (GDI), ETH, BMBF, VDI Siemens

Bewertungsdimensionen

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 9

Innerhalb einer Trendebene Wechselwirkungen zwischen Trendebenen

Glo

bali-

sier

ung

Klim

awan

del

Vers

chie

bung

M

acht

-po

tent

iale

Dem

ogra

-fis

cher

W

ande

l

Stru

ktur

elle

r W

ande

l

Wic

htun

g

Globalisie-rung -1 1 1 1 1,2

Klimawandel -1 1 0 1 1 Verschiebung

Macht-potentiale

1 1 1 0 1,4

Demograf. Wandel 1 0 1 1 1,4

Struktureller Wandel 1 1 0 1 1,4

Wic

htun

g 0,4 Globalisierung

Allgemein Forschung Industrie Bewertung der Wechselwirkung

1,6

Med

izin/

Ge

sund

-he

it

Naturkatastrophen Anwendungs-forschung

Neue Märkte Maturity 1 3,3 Risk 1

Impact 3

1,9

Mat

eria

l-te

chni

k

° Polymere werden als möglicherweise

Umweltproblematisch angesehen (7)

° Nachbildung natürlicher Systeme (7)

° 30/30/30 Formel der EU fördert GreenTec (5)

Präferenz versorgungssichere

Werkstoffe (5) Maturity 2

3,7 Risk 1

Impact 3

1,3

Inno

vativ

es B

auen

° Zunahme der CO3-Emissionen gefährdet

Weltklima (2) ° 30/30/30 Formel der EU

fördert GreenTec (5)

Neue Märkte Maturity 2

3,7 Risk 1

Impact 3

Grundgewichtung einzelner Trends

Ableitung von Wirkpfaden über die verschiedenen Trendebenen, Ermittlung der dominierenden Verknüpfungen

Risiko

wirtschaftliche Nachhaltigkeit

Reifegrad

Priorisierung allgemeiner Technologietrends auf der Grundlage der Megatrends

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 10

15

12

14

12

14

14

11

11

10

4

2

10

Medizintechnik

Materialtechnik

Produktions- und Prozesstechnik

10 14

Maturity

11

15 8

11 10

10 9

11 11

7 15

10 9

9 8

2 3

38

33

29

35

36

33

33

35

35

TIME Technologien

Grundversorgung

Mobilität, Logistik, Verkehr

Nachhaltigkeit & Recycling

Biotechnologie

Innovatives, ökolgisches Bauen

Funktionalisierung & SMART X

Nanotechnologien

21

7

Risk

12 11

Impact

Schwerpunkte für die wirtschaftliche Nachhaltigkeit: Medizintechnik Produktions- und Prozesstechnik Grundversorgung Mobilität, Logistik, Verkehr

Datenerhebung Kunststoffindustrie

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 11

300 bewertete Technologien

Bewertung 2 (ca.100 KI-Unternehmen

entlang der WSK)

Bewertung 1 (Forschungsperspektive)

Sammlung (ca.1000 Technologien) • 33 Tagungen/ Konferenzen

• Unternehmensbefragung • 8 Workshops mit regionalen KMU • Fachliteratur über 15 Monate • Screening der bundesweiten

Forschungslandschaft • 14 Studien

Einbeziehung möglichst vieler Teilnehmer der Wertschöpfungskette

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 12

Verarbeitungstechnik & Maschinen

Werkstofftechnik Anwendung & Gestaltung

Kunststoffindustrie

Rohstoffhersteller

Maschinen- und Werkzeugbauer

Kunststoffverarbeiter mit verschiedenen Verarbeitungsverfahren

Integratoren bis zu unterschiedlichster Veredelungsstufe

Anwender in vielfältigen Branchen

Technologielieferanten

Compoundierung

Identifikation kunststofftechnischer Innovationsfelder als Grundlage für eine Innovationsstrategie

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 13

Rel

evan

z au

s Al

lg.T

T un

d M

egat

rend

s

Perspektive Kunststoffindustrie

Verfeinerung etablierter Prozesse

Intelligente Fabrik

Vernetzende Kunststoffe

Hybridtechnik

n-K Technologien

QS & Simulation

Lifecycle & Recycling

Grenz- & Oberflächen

Polymerengineering

Funktionsintegration

Prozessintegration

Energieeffizienz

Leichtbau

Biobasierte Kunststoffe

FVK

Die übergeordneten Trends zeigen deutliche Entwicklungspotenziale für: Grenz- und Oberflächentechnik Prozessintegration Hybridtechnik Mehrkomponententechnologie Vernetzende Kunststoffe

Die folgenden KTTs sind gemäß ihrer Verstärkung aus übergeordneten Trends mit hoher Bedeutung richtig eingeordnet: Faserverbundkunststoffverarbeitung Funktionsintegration Qualitätssicherung & Simulation Polymerengineering Leichtbau

Wachstumsmöglichkeiten ergeben sich für: Biobasierte Kunststoffe Intelligente Fabrikbetriebe Energieeffizienz Verfeinerung etablierter Prozesse Lifecycle & Recycling

Größe indiziert Aktivität

Faserverbunde II

11. Nov. 2014 Bild 14

Lebenszyklus

Reifegrad

Forschung Entstehung Entwicklung Reife

BMC-Prozess

Automatisiertes Ablegen flächiger, nasser Gelege (DP)

Nassw

ickeln

Pultrusion Schleuder- und Wickelverfahren

SMC-Prozess

Vakuuminjektionsverfahren

Sprühen von Faserverbunden H

interschäumen m

it PU

R-Langglasfaser-gem

ischen

Ofenaushärtung

Großseriengeeignete Faserverbundtechnologien (P

UR

)

Automatisiertes thermoplastisches Ablegen

Innendruck expandierte Faserverbunde Integrierte Umformung von FVK-Sheets im Spritzgießprozess

RTM und Varianten Temperatursteuerung von geschlossenen Duroplastwerkzeugen

Automatisierung von FVK-Prozessen

Werkzeugfallende Teile

3D-F

aser

gele

ge, d

irekt

kons

olid

iert

Ther

mop

last

isch

es R

TM

Gezielte Fasereinbringungsverfahren (Extrusion) Aus

härtu

ng in

beh

eizb

aren

For

men

Prozessketten integrierter Verarbeitungsprozesse für FVK

Dimensionierung der technologischen Handlungsfelder für Thüringen in Abgleich mit regionalen Kompetenzen

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 15

• Überschaubare industrielle Basis aber mit höchsten Potenzialen • Aufbau einer auf vorhandenen Stärken aufbauenden Infrastruktur • Bündelung von Kompetenzen aus unterschiedlichen Anwendungsfeldern • Potenziale in angrenzenden Feldern sowie Integrationstechniken

Faserverstärkte Verbunde & Kunststoffleichtbau (&

Vernetzende Kunststoffe)

• Förderung interdisziplinärer Kompetenzentwicklung • Steigerung der Wertschöpfungstiefe für KMUs • Hohes Margenpotential bei überschaubaren Investitionen

Prozess- & Funktionsintegration

• Steigerung der Wertschöpfungstiefe bei Steigerung der Eigenkompetenzen • Plattform für Prozess- und Funktionsintegration • Hohes Margenpotenzial mit Alleinstellungen in einem schnell wachsenden Sektor

Hybridtechnik & n-K Technologie

• Schnelle Umsetzung mit Breitenwirkung möglich • Kann alle Unternehmen betreffen und erreichen • Anpassung an sich schnell verändernde Marktrandbedingungen • Mittelfristige Kostenvorteile

Energieeffizienz in der Kunststoffverarbeitung &

Intelligente Fabrik

• Hohe Kompetenz an den historisch gewachsenen Forschungseinrichtungen • Alleinstellungsmerkmale mit Breitenwirkung über Thüringen hinaus • Wachstumspartizipation bei der Proliferation von Kunststoffanwendungen

Querschnittstechnologien: Polymerengineering &

QS/ Simulation

Thüringer Kunststoffindustrie im Branchenvergleich

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 16

Quelle: Auswertung Reuters

Wachstum

LWS 6.3%

Medtec 4.9%

Consumer 1.9%

EETOP 2.2%

Verpackung 7.6%

Mobilität 6.8%

Bau&Möbel 7.1%

Branche gesamt 4.7%

Volatilität

gering niedrig mittel hoch

Ø

BRD Reifegrad

Thüringen

5%

22%

Mobilität

22%

Bau & Möbel

35%

Medtec Consumer

7% EETOP

9%

Verpackung

Reifegrad Branchenaufteilung

Wachstumsfelder für Thüringen

Empfohlene Branchenpriorisierung für Thüringen

11. Nov. 2014 Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag Bild 17

Attraktivität = Wachstum * Volatilität * Entwicklungspotential Rel. Wettbewerbssituation = Branchenanteil Thür. / Branchenanteil BRD * relativer Reifegrad Blasengröße ~ Größe der jeweiligen Branche

beobachten halten pflegen stärken

Attraktivität

Relative Wettbewerbs- situation der Unternehmen Thüringens

LWS Consumer MedTec

EETOP

Bau & Möbel Verpackung

Mobilität

Hochinteressant

Durchschnittlich

Unterdurchschnittlich

Branchencharakterisierung

Handlungsemfpehlung

11. Nov. 2014 Bild 23

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Wir danken dem TMBWK für die finanzielle Unterstützung

zur Durchführung der Studie!

Univ.-Prof.Dr.-Ing. M.Koch: Werkstofftag