Industrie 4.0 für den Mittelstand - Deutsche Messe...
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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
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Vitale Industrie Maschinenbau, Elektro/Elektronik, Automobilzulieferer
Starke Marken, Hidden Champions, unabhängige Familienunternehmen
OWL – Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 1/2
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Leistungsfähige Forschung Stärke: Symbiose von Informatik und Ingenieurwissenschaften
OWL – Herausragende Region für Innovation, Wertschöpfung und Beschäftigung 2/2
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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)
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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
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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
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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.
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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
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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)
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Perspektiven von Industrie 4.0 für it´s OWL
Industrie 4.0 in drei Stoßrichtungen
1)Technologie-führerschaft
2) Innovative Geschäftsmodelle
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Industrie 4.0 setzt eine systematische Geschäftsentwicklung voraus
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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
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Innovative Geschäftsmodelle
Beispiel: Veränderung des Geschäfts-modells durch global vernetzte und intelligente Maschinen
Expertensystem
Intelligente Sensorik
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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
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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
Gestaltung einer neuen Arbeitswelt (Arbeit 4.0)
Arbeit in Fabriken
Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute
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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
Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt 1960er Jahre heute
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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)
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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:
OWL GmbH | 27 | 9. Februar 2016
Kompetenzen und Lösungen
OWL GmbH | 28 | 9. Februar 2016
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