Potenzialanalyse Industrie 4.0 Berlin · Zielsetzung Standort-attraktivität Handlungs-optionen Markt-potenzial Status-quo-Analyse Politik Wissenschaft Wirtschaft Aktuelle und zukünftige

Stand Januar 2015

Potenzialanalyse Industrie 4.0 – Berlin Auftaktworkshop am 12.02.2015

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Fraunhofer IPK / IWF TU Berlin

Zielsetzung

Standort-attraktivität

Handlungs-optionen

Markt-potenzial

Status-quo-Analyse

Politik

Wissenschaft

Wirtschaft

Aktuelle und zukünftige Forschungsbedarfe, Förderschwerpunkte und -maßnahmen sowie

innovationspolitische und -industrielle Initiativen

Stärken und Schwächen Chancen und Risiken

Definition des Begriffs i4.0

Potenzialanalyse

Innovationstreiber

Innovations-hemmnisse

Wissenschaft Industrie Rahmenbed.

Aktueller Stand der Anwendungsfelder und Branchen

Marktpotenzial in Branchen und Anwendungsfeldern

Industrie 4.0 - Berlin

Potenzialanalyse Industrie 4.0 - Berlin

Handlungsempfehlungen

05/02/15 Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung Seite 2

Zielsetzung Industrie 4.0 - Berlin

Potenzialanalyse Industrie 4.0 - Berlin


Potenzialanalyse Industrie 4.0 – Berlin An der Schwelle zur 4. Industriellen Revolution Steigende Komplexität führt zu neuen Wertschöpfungssystemen


Überblick und Zeitplan der Themenfelder

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Migrationsstrategie

Industrie 4.0

Horizontale Integration über

Wertschöpfungs-netzwerke

Durchgängigkeit des Engineerings über

den gesamten Lebenszyklus

Vertikale Integration und vernetzte

Produktionssysteme

Automatisierung von Wertschöpfungsnetzwerken

Integration von realer und virtueller Welt

System Engineering

Neue soziale Infrastrukturen der

Arbeit

Kontinuierliche Entwicklung von

Querschnitts-technologien

Methoden für neue Geschäftsmodelle

Methoden für Framework Wertschöpfungsnetzwerke

Sensordatenanalyse und Ableitung einer datenbasierten Prozesssteuerung

Intelligenz – Flexibilität - Wandelbarkeit

Multimodale Assistenzsysteme

Technologieakzeptanz und Arbeitsgestaltung

Funkkommunikation für Industrie 4.0-Szenarien

Security & Safety

Industrie 4.0-Plattform mit Referenzarchitekturen und Verteilte Dienste-orientierte Architektur


Marktpotenzial: Status-quo: Nationale und internationale Programme

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Horizon 2020 Ziel: Schaffung von Wachstum und Arbeitsplätzen durch Forschung und Innovation Schwerpunkt: Führende Rolle der Industrie in Fertigung, Verarbeitung und IKT Fördermittel: ca. 7 Mrd.€ zum Themenfeld Laufzeit: 2014 – 2020

EU-Ebene

Bundesebene

Hightech Strategie – BMBF Zukunftsprojekt Industrie 4.0 Ziel: Deutschland zum Vorreiter bei der Lösung der globalen Herausforderungen mach. Schwerpunkt: Produktionsforschung, IKT-Forschung: „Intelligente Vernetzung in der Produktion“ Fördermittel: 46,1 Mio. € Anzahl der Projekte: 63 Projekte Laufzeit: 2011 - 2017

AUTONOMIK für Industrie 4.0 - BMWI Ziel: IKT mit der industriellen Produktion unter Nutzung von Innovationspotenzialen verzahnen und die Entwicklung innovativer Produkte beschleunigen. Schwerpunkt: Recht, IT-Sicherheit, Zukunft der Arbeit, Normung Fördermittel: 39,1 Mio. € Anzahl der Projekte: 14 Projekte Laufzeit: 2014 – 2017


• Europäische und Nationale Initiativen und Aktivitäten: Deutschland nimmt Vorreiterrolle und Referenz für Europa und USA ein

• Initiativen der Bundesländer: Vorreiterrolle haben Bayern, Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen

• Berlin: Im Vergleich zu den Flächenstaaten geringere Beteiligung an Projekten und geringere Sichtbarkeit zum Thema Industrie 4.0

• Vorrangig Softwarebasierte Einzellösungen und Informationsangebote

• Anwendungsgebiete: Instandhaltung, Kooperationsplattform, Steuerungssysteme

• Anwendungsbranchen: Verarbeitendes Gewerbe

Marktpotenzial: Status-quo Initiativen und Aktivitäten


Marktpotenzial: Zulieferkette in der Produktion

Rohmaterial Vorfertigung Lager Vorfertigung &

Vormontage

Kunden-dienst

Prüfen & Applikation

Fertigung & Endmontage

Lager

Kunden

Produzierendes Unternehmen

Eingangslogistik Produktion Ausgangslogistik

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Marktpotenzial: Industrie 4.0 Anwendungs-Bausteine

Intelligente Tools

Tracking & Tracing

Mobile Assistenz

orts-, kontextbasiert

Smart Machines

Cyber Physical System

Smart Logistics

Autonomer Transport

eMaintenance

Condition Monitoring

Smart Factory

selbstorganisierend

Plug & Work

Intelligente Anlagen

Smart Enterprise

Geschäftsprozesse

Adaptive Control

Intelligente Prozesse

Factory Cloud

Daten / Dienste intern

Business Cloud

Daten/Dienste extern Produkt Life Cycle

Dienste / Feedback

Engineering

Virtuelle Absicherung

Supply Chain

Wertschöpfungsnetz


• Kernelemente

• Internet der Dinge und Dienste

• Tracking & Tracing

• Smart Mobile Devices

• Embedded µSystems

• Enabler

• Social Media

• Cloud Computing

• Big Data

• Wireless und NFC

Marktpotenzial: Technologiefelder von Industrie 4.0


Smart Enterprise Wertschöpfungsnetzwerke Horizontale und vertikale Integration in dynamischen Netzwerken

Smart Factory

Intelligente Fabrik Cyber-Physisches Produktionssystem Vernetzung und Selbstorganisation

Smart Objects Cyber-Physical Systems Intelligente und vernetzte Produkte, Produktions- und Betriebsmittel

Marktpotenzial: Ebenen und Schwerpunkte von Industrie 4.0

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Smart Factory

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Smart Enterprise Geschäfts- und Engineering-Prozesse Digitale Durchgängigkeit Neuartige Geschäftsmodelle

Smart Factory

Produktions- und Intralogistik Flexible, adaptive Produktion Anlagenkonfiguration, Plug & Work

Smart Objects Maschinen & Automatisierung Konnektivität und Mobilität Identifikation und Verfolgung

Marktpotenzial: Ebenen und Innovationsbereiche von Industrie 4.0

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Smart Factory

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Maschinen- und Anlagenbau

Werkzeugmaschinen, Anlagen, Komponenten, Roboter- und Montageanlagen, Handlingsysteme, Transportsysteme

Elektrische Ausrüstung und Automatisierung

Ausrüster und Dienstleister, Hersteller und Systemintegratoren: Sensorik, Aktorik, Antriebe, Steuerungen und Embedded Systems, M2M, Datenerfassung, Monitoring und Diagnose, Bedien- und Visualisierungssysteme

Enterprise Factory Software

Planung, Steuerung, Logistic: ERP, PPS, MES Supply-Chain, Instandhaltungsplanung, TPM

Engineering Software

CAX für Produktentwicklung, PDM, PLM, Digital Factory, Simulation, VR, AR

Informations- und Kommunikations-technik

Infrastruktur, Netze, Sicherheit Internet-Technologien, Auto-ID, Tracking & Tracing Cloud-Lösungen, Service-Plattformen, Smart Mobile Devices, Apps

Marktpotenzial: Leitanbieter für Industrie 4.0

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Anwender

• Wertschöpfung in Engineering und Produktion durch innovative IT steigern

• Vernetzte Kooperation und Informationen in Wertschöpfungsnetzen

• Flexibilität und Adaptivität der Produktion

Technologieanbieter

• IT-Innovationsbedarf in der Industrie steigt

• Lösungsanbieter und Dienstleister für die Intelligente Informationsfabrik

• Softwaresysteme für Engineering, Unternehmen und Produktion verbinden

Marktpotenzial: Potenziale für Anwender und Technologieanbieter


• 2013 weist Berlin die höchste BIP Wachstumsrate im Bundesvergleich auf (1,2%)

• Dienstleistungen tragen überdurchschnittlich zum BIP des Landes bei (ca. 84%)

• Berlin war 2012 und 2013 bei Gründungen (Saldo je Einwohner) bundesweit Spitzenreiter

• Wirtschaftsstruktur ist von KMU geprägt

• Positives Image der Stadt

• Sehr gut ausgebaute IKT-Infrastruktur

• Verfügbares, qualifiziertes Personal

• Sehr dichtes Netz an F&E Institutionen

Standortattraktivität: Rahmenbedingungen am Standort Berlin

Fokus Berlin: Verarbeitendes Gewerbe – IKT-Sektor – F&E


• Attraktiver Standort (niedrige Lebenshaltungskosten und Mieten, sehr gute Infrastruktur, Gewerbeflächen etc.)

• Berlins Wirtschaftsstruktur durch KMU geprägt

• Hohe Anzahl an Neugründungen – insb. im IKT-Sektor (Dienstleistungen und Software)

• Stabile Entwicklung im verarbeitenden Gewerbe

• IKT Branchenwachstum strahlt auch auf das Berliner Umland aus

• F&E-Aufwendungen der Privatwirtschaft sind rückläufig über letzten 10 Jahre

• F&E Aufwendungen der Wirtschaft stark auf Spitzentechnologie fokussiert

• Innovative Unternehmen kooperieren insb. mit Universitäten und Kunden (B2B)

Standortattraktivität: Regionale Wirtschaftsstruktur


• Unternehmen: 736 • Beschäftigte: 106.500 • Umsatz: 23,3 Mrd. €

• Standortvorteile:

Zulieferer und Kooperationspartner, Fachkräfte, effiziente Unternehmensnetzwerke und Kompetenzzentren, Innovationsoffenheit

• Unternehmensstrategie: Wissensbasierte Aktivitäten in Berlin (Entkopplung vom Produktionsstandort)

• Unternehmensinitiativen zu Industrie 4.0: Vernetzung, Echtzeitdatenzugriff, Internationale Vernetzung der Standorte, Mobile Applikationen

• Innovationsoffenheit der Berliner KMU: Steigende Innovatorenquote, überdurchschnittliche Prozessinnovationen, überdurchschnittliche Innovationsausgaben und Innovationsintensität

Standortattraktivität: Verarbeitendes Gewerbe Berlin

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• Unternehmen: 138 • Beschäftigte: 28.372 • Umsatz: 4 Mrd. €

• Berlins größter industrieller Arbeitgeber:

Ein Viertel der Industriebeschäftigten arbeitet in der Branche • Der Anteil innovativer Unternehmen ist in der Elektrotechnik im Vergleich

zu anderen Segmenten des Verarbeitenden Gewerbes am höchsten. • Die Branche ist in Berlin durch eine große Vielfalt gekennzeichnet:

Angebot, Unternehmensgröße, etc. • Berliner Technologieprofil: Patente im Bereich Elektro-Technologien inkl. IuK

Standortattraktivität: Elektrische Ausrüster Berlin

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• Unternehmen: 5155 • Beschäftigte: 37.770 • Umsatz: 4,88 Mrd. €

• Deutschlandweit unter den führenden Standorten der Informations-

und Kreativwirtschaft • Deutschlandweit das größte Potenzial an Fachkräften

Überdurchschnittlicher Beschäftigungsaufbau: 15.571 (+61,7% von 2008 - 2013) Jedes 10. Unternehmen in der Digitalen Wirtschaft wird in Berlin gegründet.

• Deutschlandweit größtes digitales Kommunikationsnetz (> 200.000 km Glasfaserkabel)

• 70 Internetprovider, 160 Netzbetreiber, Rund 800 öffentliche W-LAN-Zugänge • Hohe Innovationskraft, Anstieg des Fremdkapitals, hohe Zahl der IT-Patente

Standortattraktivität: IKT-Unternehmen Berlin

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Leitanwendungen Industrie 4.0 in Berlin Berliner produzierende Unternehmen können zu Pilot- und Leitanwendern befähigt und am Standort gestärkt werden.

Leitanbieter Industrie 4.0 aus Berlin Berlin und die Unternehmen der Elektro- und IT-Branche können sich als Leitanbieter für die Industrie entwickeln.

Dienstleistungen für die Industrie aus Berlin Berlin und seine Unternehmen können sich als Dienstleister für wissensbasierte und IT-Dienstleistungen für die produzierende Industrie etablieren.

Hauptstadtfaktor nutzen und ausbauen Berlin kann international Drehscheibe und Anlaufstelle für innovative Konzepte und smarte Lösungen für vernetzte Unternehmen und Produktion werden.

Diese Potenziale bieten sich für Berlin


Industrie 4.0 ein Muss Für die produzierende Industrie ist die Einführung und Nutzung von Informationstechnologien im Sinne Industrie 4.0 ein Muss zur Standortsicherung.

Investition ist Zukunftssicherung Wer jetzt nicht in Industrie 4.0 investiert, wird zukünftig traditionelle Produktionen am Hochlohnstandort Deutschland und Europa nicht halten können.

Chance für Berlin Mit dem Potenzial aus IT-Wirtschaft, produzierender Industrie, Wissenschaft und Forschung bietet sich Berlin die Chance, sich in diesem Thema als attraktiver und kompetenter Innovationsstandort zu etablieren.

Jetzt handeln Um sich im Wettbewerb der Regionen einen Platz zu sichern, muss sich Berlin sehr schnell committen und eine Strategie aufstellen, kommunizieren und konsequent verfolgen sowie die erforderlichen Rahmenbedingungen schaffen.

Resümee und Handlungsempfehlungen für Berlin


Erkenntnisse Empfehlungen Maßnahmen

Innovationspotenzial, -bedarf in produzierenden Unternehmen

Stärkung der Industrie: zur Standortsicherung

Plattform und Programm zur Innovation in I4.0 Berlin

Potenziale für Berliner Anbieter, Anwender, Dienstleister zu I4.0

Unternehmen zu Partizipation im Markt aktivieren

Vernetzung der Akteure in Innovationsverbünden

Fehlende regionale Initiative Nachholbedarf zu I4.0

Rolle und Erkennbarkeit in Zukunftsmarkt sichern

Strategie in Masterplan Agenda, Roadmap, Förderung

Potenzial IT-Wirtschaft durch Vernetzung und Fokussierung

IT-Branche: Ausbauen und Professionalisieren

Leuchtturmprojekte mit Industrie initiieren, fördern

Sichtbarkeit mit Smart Home, Smart Mobility, Smart Health

Berlin als Vorreiter: Smart Technologies City

Anwendungszentrum I4.0 Urban Production

Resümee und Handlungsempfehlungen für Berlin


(1) Plattform (2) Leucht-

turmprojekte (3) Anwendungs-

zentrum (4) Vernetzung

Masterplan Industriestadt Berlin

• Vernetzung Akteure: Industrie, Verbände, Politik, Wissenschaft

• Gemeinsames Zukunftsbild und Strategie für Berliner Produktions- und IT-Wirtschaft

• Positionierung und Commitment Berlins

• Rahmenbedingungen

Schwerpunktthemen • Migrationswege

zu Industrie 4.0 in der Produktion

• Vernetzte, koopera-tive Wertschöpfung

• Vernetzung in Industriearbeit

• IT-basierte Services • Industrial-IT und

Sicherheit

• Machbares und Nutzen aufzeigen

• Teillösungen demonstrieren

• Aufbau einer Modellfabrik

• Möglichkeit zum Ausprobieren

• Info- & Beratung

• Bundesweite Vernetzung mit Verbänden und Initiativen branchen-übergreifend

• Technologie-transfer

• Marketing für Produktions- & IT-Wirtschaft

Handlungsempfehlungen für Berlin


Weitere Vorgehensweise

Potenzial- analyse

Profilbildung und Konkretisierung

Plattform Industrie 4.0 Berlin

Initialpartner Steuerungskreis Industrie 4.0

Vernetzen und Bündeln von Aktivitäten und Akteuren am Standort

Workshops mit der Industrie

Kompetenzatlas Industrie 4.0

Roadmap Industrie 4.0 Berlin

Strategie Masterplan

Forschung

Industrie

Verbände

Politik

Anwendungs-zentrum

Themen-schwerpunkte

Leuchtturm- projekte

Maßnahmen

Pilotanwendungen

F&E-Projekte

Beratung

Marketing

Umsetzung

Innovationsprogramm

Industriebeteiligung PPP

Experten

Implementierung Operationalisierung Etablierung und

Verankerung Initiierung

Internetpräsent Industrie 4.0


Fraunhofer IPK Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung, Berlin

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Fraunhofer IPK / IWF TU Berlin

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Potenzialanalyse Industrie 4.0 Berlin · Zielsetzung Standort-attraktivität Handlungs-optionen Markt-potenzial Status-quo-Analyse Politik Wissenschaft Wirtschaft Aktuelle und zukünftige