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ZUKUNFT DER PRODUKTION – PLATTFORMBASIERTE · PDF file© Fraunhofer IPA, IFF Universität Stuttgart 5 Vertikale Integration Kernelemente der vierten industriellen Revolution Internet

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    ZUKUNFT DER PRODUKTION – PLATTFORMBASIERTE WERTSCHÖPFUNG IN BUSINESS ECOSYSTEMEN

    Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl 26. September 2017

    Quelle: swissleader.ch

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    Quelle: Fraunhofer IPA

    Die Entwicklungsstufen der digitalen Transformation Vom digitalen Abbild zum autonomen System

    Mechatronische Systeme

    1950

    4 Autonomisierung

    1 Digitalisierung

    2 Virtualisierung

    3 Vernetzung Cyber-Physische

    Systeme

    Autonome Systeme

    19901980 2000

    Digitales Abbild analoger Prozesse (z.B. NC-Technologie, 2-D CAD, MRP/ERP)

    Digitale Modellierung von Prozessen (z.B. CAD/CAM, FEM, Digitale Fabrik)

    Vernetzung der gesamten Wert-schöpfungsprozesse über hochbreitbandige Telekommunikation (z.B. Industrie IoT, Cloud Computing, CPS, 5G)

    Kombination von klassischen Technologien und künstlicher Intelligenz liefern autonome, selbst-organisierende Systeme (z.B. Autonome Transportsysteme, autonome Roboter)

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    Quelle: Nach Jason Parms in »Internet of Things: A Threat or Blessing« (2014)

    50 Milliarden IoT Devices im Jahr 2020 Das IoT als Basis der „Zugangsökonomie“

    2003 2020*20152010

    6.3 Mrd.

    0.5 Mrd.

    6.8 Mrd.

    12.5 Mrd.

    7.2 Mrd.

    25 Mrd.

    7.6 Mrd.

    50 Mrd.

    IoT Geräte Weltbevölkerung

    *Prognose

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    Vertikale Integration Kernelemente der vierten industriellen Revolution

    Internet of Everything (Menschen, Dienste, Dinge)

    Analytik (Big Data/maschinelles Lernen)

    Cloudbasierte Plattformen (Privat, Community, Public)

    Softwaredienst (machine-skills, Apps, Plattformdienste)

    Digitaler Schatten (Echtzeitmodell)

    Cyber-physisches System

    Infrastruktur (physisch, digital)

    Physische Systeme (handeln, messen, kommunizieren) Menschen (entscheiden, gestalten, kommunizieren)

    Produktlebenszyklus (wertschöpfend = personalisiert + nachhaltig)

    Zusammenarbeit

    Reflektion

    Transaktion

    Interaktion

    Preskription

    Kommunikation

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    Horizontale Integration Von B2B und B2C zu Business to User (B2U)

    Back End Front EndFokus Wertschöpfung

    Fokus Positionierung

    Ecosystem

    X Prosumer

    Produktionsnetzwerk

    Fabrik

    Wertschöpfungssystem

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    Content

    Betriebsmittel

    Maschinen Online TrackingEchtzeitzugriff auf die Informationen zu jeder Zeit an jedem Ort

     Traceability Lückenlose, automatisierte Dokumentation

     Transparenz Integration aller Prozesse

     Effizienz Entscheidungshilfe und Wissenstransfer

     Qualität Tracking, Dokumentation und rechtzeitige Warnung

     Analyse Vorhersagen, Big Data Verarbeitung

    »Farmnet 365« − eine Initiative aus dem Landmaschinenbau Business Ecosystems

    … Quelle: farmnet

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    IoT und IIoT Plattformanbieter Cloudbasierte Plattformen als Backbone von Manufacturing- Ecosystemen

    Konsumenten, Business und IT Industrie, Produktion

    GE PREDIX

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    Strategische Entwicklung von Geschäftsideen Ideenfindung auf Nutzenebene

    Customer Jobs

     Welche funktionalen Aufgaben erledigt der Kunde?

     Welche Rolle hat der Kunde gegenüber seinen Kunden?

     Welche Benefits erhält mein Kunde?

     Beispiele: Usability, Kosteneinsparungen, Produktivitäts- steigerung

    Customer Gains

     Bei welchen Problemen wird dem Kunden geholfen?

     Beispiele: Risiken, Zeitverlust, Ärgernisse

    Customer Pains

     Auf welcher Wertebene kann eine Lösung gefunden werden?

     Wie sieht die Idee konkret aus?

    Wertebene

     Welche Kernkompetenzen werden für die Lösung benötigt

     Müssen diese neu aufgebaut werden?

    Kernkompetenzen

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    Quelle. weaverorb; Ries

    Minimal Viable Products als Ansatz für neue Wertangebote

    Geschäftsmodell-Innovation

    Ein »Minimum Viable Product« (MVP) ist ein gerade eben marktfähiges Produkt…

     …das genug Wert transportiert, dass Käufer bereit sind dafür/dessen Nutzung zu bezahlen

     …das genügend zukünftige Vorteile verspricht um »early adopters« anzusprechen

     …das ein Feedback der Kunden erlaubt, um die nutzerzentrierte Weiterentwicklung zu lenken

     Bsp. WhatsApp

    realize

    idea

    test

    learn MVP

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    XaaS-Concept − Everything as a Service Holistische Serviceorientierung führt zu neuen Wertschöpfungsstrukturen und Ökosystemen

    Aufgaben Beispiele Value as a Service (VaaS)

     Personalisierte Dienste zur Bedürfniserfüllung (z.B. Mobilität, Gesundheit)

     Logistic as a Service (Amazon)  Mobility as a Service (Daimler)  Assembly as a Service (Foxconn)

    Modules as a Service (MaaS)

     Offene Hard- und Softwaremodule zur Komposition personalisierter Dienste

     Ara modules (Google)  Apps (Runtastic)  Autos (Local Motors)

    Plattform as a Service (PaaS)

     Life Cycle Umgebung & Kommunikation zum wirtschaftlichen Bereitstellen der Soft- und Hardwaremodule

     App Store (Apple)  Produktions-Plattform

    (emachineshop)  Virtual Fort Knox (FhG)  Home Applications (First built)

    Infrastructure as a Service (IaaS)

     Infrastrukturlandschaft als Basis für Plattformen und zur Bereitstellung von Modulen

     Cloud Infrastructure (IBM)  Mobile Communication (Telekom)  Netze (ENBW)Ev

    er yt

    hi ng

    a s

    a Se

    rv ic

    e (X

    aa S)

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    Seit Anfang 2015 sind anhand eines CAD- Files eines zu transportierenden Teils passende Greifer bei Schunk bestellbar.

     Reduzierung der Bestellzeit und Sicherstellen von hohem Nutzen für den Kunden durch Integration des Kunden in den Entwicklungsprozess

     Kommunikation erfolgt über eine Online- Plattform

     Fertigung mit 3D-Druck wird vom Partnerunternehmen Materialise übernommen

    Quelle. Schunk GmbH; Materialise

    Fallbeispiel Schunk eGRIP Geschäftsmodell-Innovation

    Schunk Konstruktion

    Plattform

    Materialise Produktion

    Kunde

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    Beispiel Trumpf: Der Kunde wird zum Prosumenten bei der Herstellung von Stanzwerkzeugen Mass Personalization durch radikale Rationalisierung von Ineffizienzen im gesamten Wertschöpfungssystem  Der Kunde konfiguriert und plant individuelles

    Stanzwerkzeug auf einer Plattform und lastet den Auftrag selbständig ein (Prosument).

     Auftragsinformationen (inkl. NC-Programme) werden automatisiert erzeugt und zum Shopfloor transferiert (CAD/CAM/Digitaler Zwilling).

     Werkstück steuert die Herstellung (Autonome Produktion/ Digitaler Schatten).

     Mitarbeiter kooperieren mit Robotern und Maschinen (Mensch als Dirigent der Wertschöpfung).

    Quelle: Trumpf

    Produktivität: +120 % Flächenbedarf: -35 %

    Liefertreue: +140 % Lieferzeit: 4h statt 4 Tage

    Reklamationsquote: -80 %

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    Vernetzung Leistung Metcalfe:

    »Der Nutzen eines Kommunikations- systems wächst mit dem Quadrat der

    Anzahl der Teilnehmer.«

    Moore: »Die Rechnerleistung verdoppelt sich

    alle 18 Monate.«

    Ökosysteme für Smart Business Modelle WissenTransparenz  Cyber-physische Systeme

     Internet der Dinge und Dienste  Real time & at run time  Everything as a Service

    Die Basis: Rechenleistung und Vernetzung Moore und Metcalfe behalten recht und bestimmen die Möglichkeiten und Wert eines Unternehmens

    Bildquellen: wikipedia.de, ibm.com, abcnews.com

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    Überschrift KapitelSmart Factory − Konzept und Potenziale

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    An der Schwelle zur 4. Industriellen Revolution Steigende Komplexität führt zu neuen Wertschöpfungssystemen

    In Anlehnung an: The Global Manufacturing Revolution; Quellen: Ford, beetleworld.net, bmw.de, dw.de

    P ro

    du kt

    vo lu

    m en

    pr o

    Va ria

    nt e

    Produktvielfalt

    1850

    1913

    1955

    1980

    2000

    Massenproduktion

    z.B. Smartphone für Afrika

    z.B. 3D-Druck

    z.B. BMW online car configuratorz.B. VW Käfer

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

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