Industrie 4.0 Berliner Kreis zur Digitalisierung 26. Juni 2015 Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Produktionstechnisches Zentrum Berlin (PTZ) Wir optimieren Produktion.

Steigende Komplexität führt zu neuen Wertschöpfungssystemen

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Produktvielfalt

1850

1913

1955

1980

2000

Handfertigung

Massenproduktion

Globalisierung Regionalisierung

z. B. Generative Fertigung

z. B. BMW Online Car Configurator

„People can have the Model T in any colour − so long as it‘s black.“ Henry Ford (1913)

z. B. Globales Prozess-management bei KSB

An der Schwelle zur 4. Industriellen Revolution?

Industrie 4.0

3. Industrielle Revolution

Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automa-tisierung der Produktion

Industrielle (R) Evolution Digitale Durchdringung der gesamten Produktionspro-zesskette 1.  Industrielle

Revolution Einführung mechanischer

Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft

2. Industrielle Revolution

Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie

1769 Mechanisierung

1870 Arbeitsteilung und Massenproduktion

1952 Numerisch gesteuerte Maschine 1969 Mikroprozessor in der Produktion

1973 – 1985 Computer Integrated Manufacturing (CIM) 2012 Cyber-physische Systeme (Industrie 4.0) G

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Definition

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»Industrie 4.0« steht für die allgegenwärtige, digitale Vernetzung von Menschen, Maschinen, Objekten, IT-Systemen in der Industrie, in produzierenden Unternehmen. Durch die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit und die Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke. Aus großen Mengen von Daten können Informationen und Wissen extrahiert und so zu jedem Zeitpunkt der Wertschöpfungsfluss optimiert werden. Hieraus werden neue datenbasierte Services und Geschäftsmodelle generiert.

Rohmaterial Vorfertigung Lager Vormontage Kunden-dienst

Prüfen & Applikation Endmontage Lager

Kunden Produzierendes Unternehmen

Eingangslogistik Produktion Ausgangslogistik

Zulieferer

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

Lösungsbausteine

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Technologiefelder

Industrie 4.0

Internet der Dinge und

Dienste

Industrie 4.0

Vernetzung: Menschen, Objekte,

Systeme, Prozesse, Daten

Dezentrale Intelligenz &

Kommunikation in Maschinen,

Objekten

Informationen & Erkenntnisse über Prozesse, Produkte,

Systeme

Kommunikation & Kooperation zwischen Menschen, Systemen

Bereitstellung und Austausch

von Daten und Diensten

Interaktion & Informations-

zugang personen-,

orts- kontext-basiert

Ortung und Verfolgung

von Objekten

Mobile Vernetzung & Interaktion von

Menschen, Maschinen, Objekten

Cloud Computing

Tracking & Tracing

Smart Mobile

Devices

Social Media

Big Data

CPS Embedded µSystems

Wireless & NFC

Kernelemente §  Internet der Dinge und

Dienste

§  Tracking & Tracing

§ Smart Mobile Devices

§ Cyber Physical Systems

Enabler

§ Social Media

§ Cloud Computing

§ Big Data

§ Wireless und NFC

Vernetzung verschiedener Fachdisziplinen

Industrie 4.0

Produktentwicklung Planung & Steuerung Fertigungstechnologie Maschinen und Robotik

IT-Infrastruktur Cloud Computing Big Data Social Media

Sensorik & Aktorik Embedded Systems

Mobile Geräte Cyber Physical Systems

Geschäftsmodelle Supply Chain

Geschäftsprozesse Arbeitsgestaltung

Elektrotechnik Elektronik

Mikrosystemtechnik

Informations- und Kommunikations-technik

Management und Logistik

Arbeitswissenschaft

Produktionstechnik Maschinenbau Automatisierung

Themen und Herausforderungen

Industrie 4.0

Elektrotechnik Elektronik

Mikrosystemtechnik

Informations- und Kommunikations-technik

Management und Logistik

Arbeitswissenschaft

Produktionstechnik Maschinenbau Automatisierung

Appifizierung

Kooperation Individualisierung

Digitalisierung

Serviceorientierung

Cloudifizierung

Dezentralisierung

Mobilität

Projekte am Produktionstechnischen Zentrum

Industrie 4.0

Selbstorganisierende Produktion

Werkstattfertigung

Cloud-basierte Steuerung

Industry Cockpit

Potenzialanalyse Industrie 4.0 – Berlin

Industrie 4.0

Zielsetzung

Standort-attraktivität

Handlungs-optionen

Handlungsempfehlungen

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

Innovationshemmnisse Wissenschaft Industrie Rahmen- bedingungen

Aktueller Stand der Anwendungsfelder und Branchen

Marktpotenzial in den verschiedenen Branchen und Anwendungsfelder

Industrie 4.0 - Berlin

Potenziale des Standorts Berlin

Industrie 4.0

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Führender IKT-Standort: ! 5155 " 37.770 € 4,9 Mrd. Größtes Potenzial an Fachkräften; Größtes digitales Kommunikationsnetz; Internetprovider und Netzprovider; Platz 1 bei Unternehmensgründungen; Schwerpunkte DL und Software

Berlin ist Wirtschaftsstandort: Höchste BIP Wachstumsrate im Bundesvergleich; zweiter Platz bei Neugründungen; Industriestadt und Dienstleistungsmetropole

Elektrische Ausrüster: ! 173 " 27.720 € 5 Mrd. Berlin größter industrieller Arbeitgeber

Produzierendes Gewerbe: ! 736 " 106.500 € 23,3 Mrd. Kernkompetenzen im Gasturbinen- und Turbomaschinenbau; Zulieferer und Kooperationspartner, Fachkräfte, effiziente Unternehmensnetzwerke und Kompetenzzentren, Innovationsoffenheit

Potenziale Industrie 4.0 für Berlin

Industrie 4.0

Wirtschaftsbereiche Bruttowertschöpfung Berlin [Mrd. €]

Potenzial durch Industrie 4.0

Jährliche Steigerung

Steigerung [Mrd. €]

2013 2025* 2013-25 2013-25 2013-25

Verarbeitendes Gewerbe 8,86 11,24 27% 2%** 2,13

Informations- und Kommunikationstechnik

7,01 8,06 15% 1,17% 1,05

* Werte basieren auf Expertenbefragung des Bitkom und Fraunhofer IAO

Werte berücksichtigen keine Konjunkturanpassungen bis 2025

Prognose für Berlin ** Eigene Berechnungen –

Durchschnittswerte der ausgewählten Branchen aus der oberen Tabelle

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Handlungsempfehlungen für Berlin

Industrie 4.0

Ziele

Plattform Leuchtturmprojekte Kompetenz- und Anwendungszentrum Vernetzung

Industrie 4.0 Berlin Stärkung, Ausbau und Vernetzung

Produktions- und IT-Wirtschaft

•  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

Konzept für Kompetenz- & Anwendungszentrum

Industrie 4.0

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Zeit

Findung Know-how

Innovationen

Technologien

Prozess des Wissens- und Technologietransfers

Showroom für Berliner Lösungen

Zukunftslabor Industrie 4.0 – Berlin

Applikationslabor Vernetzte Urbane Produktion

Innovationsforum

Crowd Production - neue Wertschöpfungsnetze

Industrie 4.0

Technologie- kettengenerator

Kompetenz- Map

Lieferketten- überwachung

Vertrags-konfigurator

Foto

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Strategie der schnellen Kombination und Konfiguration von Leistungen kleinerer Produzenten und Dienstleister zur Erlangung einer Systemlieferantenschaft.

Portal »Produktion on Demand«

Resümee

Industrie 4.0

Industrie 4.0 ein Muss Digitalisierung ist Zukunftssicherung für die Industrie zum Erhalt und Ausbau der Produktion am Hochlohnstandort Deutschland und für den Export innovativer Produkte.

Chance für Berlin Durch Zusammenführung der Akteure aus Industrie, IT-Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung hat Berlin die Chance, sich zum Innovationsstandort und Leitanbieter für Industrie 4.0 zu entwickeln.

Jetzt handeln n Wissenschaft und Forschung müssen ihre Innovationen entlang einer strukturierten Roadmap bündeln und gemeinsame Lösungsangebote schaffen und demonstrieren. n Die Berliner Industrie muss bei der Digitalisierung ihrer Prozesse unterstützt und so die Reindustrialisierung gefördert werden. n Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen müssen in Lehre, Forschung und Transferaktivitäten zu dieser Zukunftssicherung beitragen.

Industrie 4.0

Anwendungszentrum Digital Integrierte Produktion am Produktionstechnischen Zentrum Eröffnung am 30.10.2015