Industrie 4.0Benchmarking & Erfahrungen
Rapperswil, 30. August 2016
Prof. Dr. Thomas Friedli
Offizieller Partner
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Gliederung
Industrie 4.0 in der Praxis: Benchmarking & Entwicklungen1
Successful Practices & Use-Cases2
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Industrie 4.0 als Schlagwort für die Zukunft
Quelle: ITEM-HSG
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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Industrie 4.0 bringt viele Technologien mit
12
15
17
13
3
3
16
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1
2
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2
14
21
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13
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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
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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
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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
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Gliederung
Industrie 4.0 in der Praxis: Benchmarking & Entwicklungen1
Successful Practices & Use-Cases2
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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
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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.
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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.)
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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
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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− …
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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
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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
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“Invest some brain first before you invest in sensors”
Quelle: ITEM-HSG
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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
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Ansprechpartner
Prof. Dr. Thomas FriedliDirektorInstitut für Technologiemanagement
Dufourstrasse 40aCH - 9000 St.Gallen
Christoph BenninghausWissenschaftlicher Mitarbeiter
E-Mail: [email protected]: +41 (0)71 224 7265
Quelle: ITEM-HSG