Industrie 4.0Benchmarking & Erfahrungen

Rapperswil, 30. August 2016

Prof. Dr. Thomas Friedli

Offizieller Partner

2 | ©ITEM-HSG

Gliederung

Industrie 4.0 in der Praxis: Benchmarking & Entwicklungen1

Successful Practices & Use-Cases2

3 | ©ITEM-HSG

Industrie 4.0 als Schlagwort für die Zukunft

Quelle: ITEM-HSG

4 | ©ITEM-HSG

Wie lässt sich Industrie 4.0 definieren?

Evolutionäre Auswirkungen in Bezug auf Produkte, Technologien, usw. („step by step“)

Revolutionäre Auswirkungen auf existierende Geschäftsprozesse und Unternehmen&

Deutsche Plattform Industrie 4.0 (www.plattform-i40.ch)

>200 Definitionen existieren zum Thema Industrie 4.0

Quelle: ITEM-HSG

… die vierte industrielle Revolution, eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von

Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen […], einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen.

5 | ©ITEM-HSG

Industrie 4.0 – From a Management Perspective

52 Anwender von Industrie 4.0

36 Anbieter von Industrie 4.0

arbeiten seit über 3 Jahren am Thema Industrie 4.0

Ländern

der Successful Practice Unter-nehmen wählten einen Down-Up Vorgehen zur Umsetzung

10

23,0%

100%

Teilnehmer115

27 Anwender & Anbieter von Industrie 4.0

Benchmarking Ergebnisse

Quelle: ITEM-HSG

6 | ©ITEM-HSG

Was sind die Ziele von Industrie 4.0?

Quelle: ITEM-HSG

Benchmarking Ergebnisse

100%

Steigerung der Produktionseffizienz

Produktion in Hoch-Lohn Ländern behalten

Rückverlagerung der Produktion in Hoch-Lohn Länder

Bessere Umsetzung bestehender Business Modelle

Anpassung bestehender Business Modelle

Schaffung neuer Business Modelle

Effizienzsteigerungen und der Erhalt von Produktion in Hoch-Lohn Ländern sind die meistgenannten Gründe für die Einführung von Industrie 4.0

User Provider User & Provider Successful Practice

7 | ©ITEM-HSG

Auswirkungen von Industrie 4.0 in der Produktion

100%

Mehr Produkte mit weniger/konstanten Arbeitsstunden

Mehr Produkte mit weniger/konstanten Maschinenstunden

Mehr Produkte mit weniger/konstantem Rohmaterial

Mehr Produkte mit weniger/konstantem Energieverbrauch

Mehr Produkte mit weniger/konstanten indirekten

Arbeitsstunden (Gemeinkosten)

Keine der Alternativen

Die Reduktion eingesetzter Arbeits- und Maschinenstunden führt zu einer enormen Produktivitätssteigerung. Besonders die Successful Practices profitieren bislang.

User Provider User & Provider Successful Practice

Industrie 4.0 führt zu Produktivitätsschub

Quelle: ITEM-HSG

8 | ©ITEM-HSG

Neben Produktivität und Kostenvorteilen sind…

Quelle: ITEM-HSG

Kostenreduktion durch Produktivitätssteigerung

Kostenreduktion durch Kapazitätsauslastung

Liefer-geschwindigkeit

Liefer-zuverlässigkeit

Produkt-beständigkeit

Konformität mi Qualitätsstandard

Reduktion defektiver Teile

Schnelle DesignVeränderung

Breite Produktlinien

Veränderungdes Produkmix

Prozess-innovationen

Produkt-innovationen

Generierung zusätzlicher Verkäufe

Kostenreduktion von schlechter Qualität

Steigerung der Margen

Steigerung derProduktivität

Angebot von individualisierten

Produkten

Transparenz erhöhen

… positive Einflüsse auf Lieferzuverlässigkeit und Transparenz wichtig

User Provider User & Provider Successful Practice

9 | ©ITEM-HSG

Einfluss von Industrie 4.0 auf das Geschäftsmodell

Quelle: ITEM-HSG; Definition nach Osterwalder & Pigneur (2010)

Kundensegmente

Kundenbeziehung

Kanäle

Value Proposition

Schlüsselressourcen

Schlüsselaktivitäten

Schlüsselpartner

Kostenstruktur

Einkommensquellen

Nicht beeinflusst

Sehr starkbeeinflusst

User Provider User & Provider Successful Practice

Aktivitäten und Kostenstruktur werden am meisten beeinflusst

10 | ©ITEM-HSG

Industrie 4.0 bringt viele Technologien mit

12

15

17

13

3

3

16

5

1

2

9

28

2

14

21

11

13

17

10

8

20

16

14

21

18

7

11

10

7

6

11

15

14

12

17

17

9

5

10

5

18

21

2

14

15

26

37

16

21

25

36

23

14

3

26

20

23

24

19

23

11

15

23

20

15

26

23

17

20

5

8

4

9

5

3

11

1

6

4

8

15

5

Not interested We are researching and developingWorking on the implementation Already in use for productionCould be interesting in the future Don't know

3-D Drucker

Augmented Reality Lösungen

Autonome Fahrzeuge / Transportsysteme

Cloud Computing

Connected Sensors

Inline Mess- und Inspektionssysteme

Mass Customization

Maschine-Maschine Kommunikation

Mobile Devices in der Produktion

Remote Services

RFID und/oder NFC

Smart Robots

Social Networks Analyse

Track & Trace

3-D Drucker, Mobile Devices, Smart Robots und Remote Services werden bislang am meisten von Unternehmen eingesetzt

Die technologischen Potenziale erscheinen grenzenlos

Quelle: ITEM-HSG

Nicht relevantImplementierungsstadiumInteressant für die Zukunft

F&E StadiumBereits in der AnwendungKeine Angabe

11 | ©ITEM-HSG

100% 100%

Budgetrestriktionen

Zeitdruck

Arbeitskräftemangel

Fehlende FähigkeitenZu teure Technologien

Restriktionen durch bestehende Infrastruktur

Technische MachbarkeitFehlende Normen & Standards

IT Sicherheit

Fehlendes Management Commitment

Widerstand der Arbeitnehmer

Schlechtes Timing (zu früh)

Schlechtes Timing (zu spät)

Aktuelle Barrieren Überwundene Barrieren

Was sind Hürden bei der Umsetzung von Industrie 4.0?

Quelle: ITEM-HSG

Personal- und finanzielle Beschränkungen sowie IT Sicherheit sind grosse Hürden bei der erfolgreichen Implementation von Industrie 4.0, die bislang auch nicht behoben werden konnten!

User

Provider

User & Provider

Successful Practice

12 | ©ITEM-HSG

Signifikant

höherer Technologieeinsatz

insbesondere im Bereich 3D-Druck, Augmented Reality, Mobile Devices

und Smart Robots

Ø 2.5

Ø 3

19%

Ø 6

17%

Vergleich von sieben Industrie 4.0-Pionieren…

86% verkaufen bereits Produkte die mit

Industrie 4.0 produziert

wurden

Ø 582 Mitarbeiter

arbeiten aktiv am Thema

Industrie 4.0

Ø 13 Projekte

wurden bereits durchgeführt

Ø 30 Projekte

werden aktuell durchgeführt

Beeinflussung des Geschäftsmodells durch Industrie 4.027%

100% wählen eine Down-UpStrategie

29%

71% konnten mehr Produkte mit

weniger Maschinenstunden

herstellen

86% konnten mehr Produkte mit

weniger direktem Arbeitseinsatz

herstellen

…mit 65 Schweizer Unternehmen des Samples

Industrie 4.0 Pioniere Schweizer Unternehmen

Quelle: ITEM-HSG

13 | ©ITEM-HSG

Gliederung

Industrie 4.0 in der Praxis: Benchmarking & Entwicklungen1

Successful Practices & Use-Cases2

14 | ©ITEM-HSG

Wie gehen erfolgreiche Unternehmen mit Industrie 4.0 um?Einblick in unsere Forschung

Quelle: ITEM-HSG

Down-Up Vorgehen

Business Modell Innovation

Fokus auf Kundenbedürfnisse

Überwindung organisatorischer Silos

Prozessverständnis Daten als Wettbewerbsvorteil

Top-Management Unterstützung

Qualifizierte Mitarbeiter

Die Zeit ist gekommen

Kollaborationen mit Partnern

15 | ©ITEM-HSG

Successful Practice

Quelle: ITEM-HSG

EGGER nutzt innovative RFID Lösungen für Bauteile und Produkte in der Produktion sowie für die Intra- und Interlogistik (z.B. 98% aller Papierrollen sind mit RFID ausgestattet).

Die Losgrösse 1 ist einer der wichtigsten Treiber für Industrie 4.0 und wird bereits umgesetzt. Dadurch sinken die Lagerkosten und individualisierte Produkte werden möglich.

Die positiven Auswirkungen der Umsetzung von innovativen RFID Lösungen und der Losgrösse 1 sind eine erhöhte Produktivität in Bezug auf Kosten und Flexibilität. Darüber hinaus wurde das Lager- und Logistikmanagement verbessert.

Bosch nutzt u.a. innovative Robotik-Systeme für eine Mensch-Maschine Interaktion, 3D-Druckverfahren für über 50 Anwendungsfälle, Smart Tools, eine eigene IoT Cloud sowie in Pilotprojekten Augmented Reality Lösungen (Smart Glasses).

Software von Bosch hat sich intern und extern bewährt, mit dem Ergebnis der vollständigen Vernetzung, höchster Transparenz und reduzierter Komplexität.

Bosch engagiert sich als Nutzer und Anbieter von Industrie 4.0 Lösungen gleichermassen. Viele eigene Produkte kommen in den mehr als 250 eigenen Werken weltweit zum Einsatz.

16 | ©ITEM-HSG

Successful Practice

Quelle: ITEM-HSG

85 % der neueren Heidelberger Druckmaschinen sind vernetzt und haben eine direkte Verbindung zum Heidelberger Service. Mehr als 10.000 Maschinen und weitere 15.000 Workflow-Produkte senden über 100.000 Daten pro Monat.

Über 60% der Heidelberger Kunden in Industrienationen entscheiden sich für einen Servicevertrag bei Kauf einer neuen Maschine. Das populärste Service Angebot ist das Performance Plus-Abkommen zur direkten Produktivitätssteigerung beim Kunden.

Weitere Smart Services reichen vom Performance Benchmarking, Ferndiagnose oder eCallbis hin zum Predictive-Monitoring.

Festo hat bereits eine ganzheitliche Industrie 4.0 Sicht umgesetzt die auf 3 Säulenberuht: Technologie (Vollständige Automatisierung einzelner Produktionsstrassen,

Datenunterstützte Produkte, Modularität, Vernetzte Systeme, Fernwartung, usw.) Mensch (Mensch-Maschine-Interaktion mittels kooperativen Robotern in der

Produktion, adaptive und intuitive Tablets für Instandhaltung und Service, usw.) Lernen (Qualifikation der Mitarbeiter durch Schulungen und innovative,

realitätsnahe Learning Factory Stationen um Lerneffekte zu erhöhen, usw.)

17 | ©ITEM-HSG

Successful Practice

Alle neuen Schindler Systeme sind digitalisiert und vernetzbar. Ältere Anlagen werden durch Modifikation in die vernetzte Welt eingebunden.

Durch Sensortechnik und elektrische Steuerungen werden Systemdaten gesammelt und die Daten für interne und externe Wertschöpfungsprozesse verwendet.

Schindler nutzt dies für Predictive Maintenance, 24h Überwachung, Machine Learning, usw. z.B. können Servicetechniker jederzeit den Anlagenzustand eines Schindler Systems

einsehen. Dies funktioniert auch auf Kundenseite durch eine nutzerfreundliche App.

Quelle: ITEM-HSG

Betriebszeit Logistik Performance

Maximierung der Betriebs-zeiten und Auslastung durch Fernüberwachung und zusätzliche Serviceangebote.

Faktenbasierte Echtzeit-Entscheidungen zur Produktivitäts- & Ertragssteigerung (z.B. Düngemitteleinsatz, Wetter)

Effiziente Optimierung von Flotten und Bereit-stellung zusätzlicher Fahrzeuge bei Bedarf

18 | ©ITEM-HSG

Aber…

Quelle: ITEM-HSG

Die meisten Unternehmen beschaffen sich noch Informationen. Nur wenige Unternehmen setzen Industrie 4.0 aktiv um oder verkaufen Produkte, die mit Industrie 4.0 hergestellt wurden

Es existieren viele Industrie 4.0 Use Cases aus diversen Branchen. Diese werden aber häufig in der Regel ohne Bezug auf den spezifischen Kontext kommuniziert.

Zudem erhöhen viele Stakeholder-Gruppen den Druck auf Unternehmen, bei Industrie 4.0 aktiv zu werden

Die Notwendigkeit das Thema weiterhin koordiniert anzugehen ist gegeben!

Selbst die Successful Practice Unternehmen sind erst dabei Industrie 4.0 umzusetzen! Z.B.:− Bosch betreibt Industrie 4.0 bis jetzt in weniger als 20 von 250 Werken. − Festo hat bis anhin die Technologiefabrik in Scharnhausen vollständig digitalisiert und vernetzt− Heidelberger bieten Smart Service – Eigene Produktion noch stark manuell geprägt− Lösgrösse 1 wird bei EGGER bislang noch unwirtschaftlich produziert− …

19 | ©ITEM-HSG

Wie richtig mit dem Thema umgehen?

Es existieren viele Industrie 4.0 Use Cases und Anwendungsbeispiele aus vielen Branchen

Diese werden in der Regel ohne Bezug auf den spezifischen Kontext kommuniziert

Zudem erhöhen viele Stakeholder-Gruppen den Druck auf Unternehmen, bei Industrie 4.0 aktiv zu werden

Häufig fehlen die Ressourcen und Ansätze um eine Positionierung zum Thema zu erarbeiten

Aber Achtung: Es besteht die Gefahr, unsystematisch Use Cases, Leuchttürme oder Industrie Practices zu übernehmen

Use Cases überall…

Ausgehend von den individuellen Bedürfnissen des eigenen Unternehmens muss eine Positionierung zum Umgang mit Industrie 4.0 gefunden werden!

Quelle: ITEM-HSG

20 | ©ITEM-HSG

Das Vorgehen des ITEM-HSGIndustrie 4.0: Readiness

Implementierung

Umsetzung der Use CasesRoadmap

Use Cases (short list)

Use Cases (long list)

Erkenntnis & Verständnis/

Erfahrungsaustausch

23

456

1

IST SOLL (Readiness) Implementierung

Quelle: ITEM-HSG

Benchmarking Benchmarking

21 | ©ITEM-HSG

“Invest some brain first before you invest in sensors”

Quelle: ITEM-HSG

22 | ©ITEM-HSG

Frank TheilSVP Manufacturing Strategies andInvestment PlanningRobert Bosch GmbH

Mary OatesVice President Network Excellence,EH&S and Global Quality OperationsPfizer Inc.

Dr. Daniel BossardCEOBossard AG

Dr. Hansjörg Maier und Fabian HaugErprobungs- und Qualitäts-Strategien GesamtfahrzeugDr. Ing. h.c. F. Porsche AG

Dr. Markus KnocheVP, Head of Strategy, Standardization and Global ExcellenceDiehl AKO Stiftung & Co. KG

Dr. Stefan GirschikDeputy CEORehau GmbH

Prof. Dr. Hans-Jörg BullingerEhemaliger PräsidentFraunhofer-Gesellschaft

Dr. Adrian StauferHead of Remote ServiceSchindler Digital Business AG

Dr. Helmut ElbenLeiter Konzernplanung / ITGeorg Fischer AG

Hans HessPräsidentSwissmem

Julian MundlSenior Consultant Lean ManagementNoventa AG

Carl ElsenerCEOVictorinox AG

www.produktionsmanagementtagung.ch

„Make or Break“ 18./19.10.2016 | Kongresszentrum Hotel Einstein | St.Gallen

St.Galler Produktionsmanagement-Tagung 2016

23 | ©ITEM-HSG

Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas FriedliDirektorInstitut für Technologiemanagement

Dufourstrasse 40aCH - 9000 St.Gallen

Christoph BenninghausWissenschaftlicher Mitarbeiter

E-Mail: christoph.benninghaus@unisg.chTelefon: +41 (0)71 224 7265

Quelle: ITEM-HSG