Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die...

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Licht ins Dunkle -

Digitalisierung fördert Wertschöpfung

10. PM-Tag der Region Karlsruhe

14.07.2017, Karlsruhe

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Vorstellung des Referenten

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Professor für

Produktionsmanagement, Virtuelle Fabrik und PLM

Hochschule Karlsruhe - Technik und WirtschaftFakultät für Maschinenbau und Mechatronik

joerg.fischer@hs-karlsruhe.de

Steinbeis - Transferzentrum: Rechnereinsatz

im Maschinenbau

joerg.fischer@stw.de

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Industrie 4.0

3

Industrie 4.0?

Na hast schon gehört?Das ist doch heiße Luft und

alter Wein in neuen

Schläuchen

Ja, ja da wird halt

mal wieder "eine

Sau durchs Dorf

gejagt"

Die Diskussion um Industrie 4.0 ist heute von den Anbietern getrieben.

Diese sagen uns leider oft nicht welche Potenziale Industrie 4.0 uns bringt.

Das machen wir

doch schon seit

15 Jahren

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Das Thema Industrie 4.0 fokussiert

stark auf die Digitalisierung der Produktion

4

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Lassen Sie uns den Horizont erweitern

5

Individualisierung

Digitalisierung

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Worauf wir achten müssen…

6

Quelle: Sony.com, Apple.com

und heute

Es war einmal…

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Worauf wir achten müssen…

7

Quelle: Samsung

Quelle: Kodak

Erinnern Sie sich an Kodak?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Worauf wir achten müssen…

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Worauf wir achten müssen…

9

http://www.faz.net

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

…von gestern über heute nach morgen Quelle: Apple.com

neue Produkte

und neue Dienstleistungen

verändern Märkte grundlegend

▪ Unterhaltungsindustrie

▪ Fotoindustrie

▪ Handelsgewerbe & Kaufhäuser

und in der Zukunft ?

▪ Lebensmittel

▪ Fahrzeuge

▪ Smarte Produkte

▪ Smart Fabrik

▪ Smarte Automatisierungs-

technik

▪ Wir rüsten die

Fabriken der Welt aus

In Zukunft werden wir das nur tun können, wenn wir die

Fabrik der Zukunft erfinden!

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ein Sturm zieht auf…

11

Wir werden schlagartige, dramatische

Veränderungen erleben

Disruption vorhandener

Geschäftsmodelle

Technologiesprünge

ermöglichen neue Denkweisen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Disruption

Disruptive Technologien und disruptive Geschäftsmodelle

12

Wir müssen heute die Entscheidungen für die Zukunft treffen

und dürfen morgen nicht vergessen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was uns hilft, den richtigen Pfad zu finden

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

PLMMES

ERP

Produkt

(Instanz)

Mark

tzu

gan

g

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

14

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

15

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wir müssen lernen neu zu denken

16

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Von der Technik her vs. vom Markt her denken

17

Wir denken zu oft von der Technik her

"Wir hatten einmal einen sehr innovativen Roboter mit einem

einzigartigen technologischen Konzept.

Wir konnten ihn aber nicht verkaufen, weil wir das Problem nicht

gefunden haben, das er löst."

Zitat: Gerold Schäfer – Vertriebsleiter Schunk

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Lassen Sie uns noch weiter denken

Parkhaus, App und Auto

18

Wie soll ich solcheSzenarien voraussehen und

planen?

smartes Produkt &

Dienstleistung

UnternehmenMarkt

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Beispiel: Tesla

19

▪ Alle Model S von Tesla (gebaut ab

September 2014) enthalten

technischen Voraussetzungen für

assistiertes Fahren.

▪ Autopilot lässt sich jederzeit für 3.300 €

dauerhaft aktivieren

▪ Tesla schickt Kunden Werbung auf den

Fahrzeugbildschirm und bietet einen

kostenlosen Probemonat an

Hardware für das autonome Fahren vorausgedacht!

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Beispiel: Trumpf

20

▪ Die Schnittqualität im Dickblech ist ein

Freiheitsgrad für die Konstruktion

▪ Technologieoptionen:

TruLaser 5030/40/60 fiber (Festkörper-Laser)

Rüsten Produzieren Entladen Weiterverarbeiten

CoolLineLensLine

PierceLine BrightLine

Smart Collision

Prevention

BrightLineStandard

Die Option "BrightLine" ist über Software einspielbar

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Eigentlich ist alles ganz einfach!

21

Eigentlich ist alles ganz einfach!

▪ zukünftige Smarte Produkte

müssen in ganzheitliche Dienstleistungen

integrierbar sein

▪ Das erfordert Flexibilität

▪ Hardware/Mechanik ist schwerer nach

Auslieferung zu verändern

▪ neue Software lässt sich leicht aufspielen

▪ Die notwendigen Hardwarekomponenten

zukünftiger Funktionen müssen

vorgedacht sein, um sie später über

Software zu aktivieren

Wie soll ich solcheSzenarien voraussehen und

planen?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

22

PEP - Smarte Produktentstehung

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Weg nach Morgen

23

Mechanik

Elektronik

Infor-

matik

Mechatronik

Wenn Smarte Technologien dominant werden, können wir dann

weiterhin nach den althergebrachten Prinzipien des Maschinenbaus arbeiten?

Informatik

Mechanik

Elektronik

Digitalisierung

…heute …morgen?

nach Eigner

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Smarte Produktentstehung

25

Maschinenbau

Elektrotechnik

Informationstechnik

Domänspezifischer Entwurf

Eingenschafts-

absicherung

ProduktAnforderungen

Komponente

System

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Smarte Produktentstehung

Die linken Seite des V-Modells rückt in den Fokus

26

Maschinenbau

Elektrotechnik

Informationstechnik

Domänspezifischer Entwurf

ProduktAnforderungen

Komponente

System

SFM5110 - 59633

Transportieren

Füllen Ver

sch

ließ

en

IPCBarriere

Tub

Objekt

Nest

Füllgut

Ve

rsch

ließ

mit

tel

Tub

Verschlossenes und gefülltes Objekt

Nest

Stic

ksto

ffFunktionale

Systemarchitektur

Funktionale Systemarchitekturen sind stabil und ermöglichen

die passenden Komponenten zu definieren

Linearmodul ELP

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Eingenschafts-

absicherung

Komponente

System

Smarte Produktentstehung

Die linken Seite des V-Modells rückt in den Fokus

27

Maschinenbau

Elektrotechnik

Informationstechnik

Domänspezifischer Entwurf

ProduktAnforderungen

Digitaler Zwilling

Frühe Absicherungen sichert die Komponentenwahl ab und ermöglicht

stabile Komponenten von sich verändernden Komponenten zu trennen

SFM5110 - 59633

Transportieren

Füllen Ver

sch

ließ

en

IPCBarriere

Tub

Objekt

Nest

Füllgut

Ve

rsch

ließ

mit

tel

Tub

Verschlossenes und gefülltes Objekt

Nest

Stic

ksto

ffFunktionale

Systemarchitektur

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Produktentstehung im Mittelstand heute

28

Maschinenbau

Elektrotechnik

Informationstechnik

Domänspezifischer Entwurf

Eingenschafts-

absicherung

ProduktAnforderungen

Komponente

System

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Von Künstlern und Helden

29

Maschinenbau

Domänspezifischer Entwurf

Eingenschafts-

absicherung

ProduktAnforderungen

Komponente

System

Elektrotechnik

Informationstechnik

hier werden die

Helden geboren

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ist der Held nicht der "Oskar aus der Mülltonne"

30

Hier hat wieder jemand was

geändert und mir sagt's mal

wieder keiner

Jetzt haben wir einen Kompressor

eingebaut, der ist aber nicht für

China zulässig

Die Maschine steht

jetzt dort im Zoll

Wir müssen unseren Service

dorthin schicken

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Das Selbstverständnis der Zusammenarbeit

wird sich ändern müssen

31

Quelle: MFSFussballtraining.tv

Maschinenbau

Elektrotechnik

Informationstechnik

Domänspezifischer Entwurf

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Champions League vs. Kreisklasse

32

Pass >40 m

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

UnternehmenMarkt

smarte

Produkte

neue

LösungsprinzipienPEP - Smarte Produktentstehung

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

33

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Predictive Maintenance

Die Hellseher im Maschinenraum

Nach Studie des Weltwirtschaftsforums sowie Accenture.

"Predictive Maintenance" ermöglicht

▪ 12% Einsparungen bei geplanten Reparaturen

(gegenüber ungeplanten)

▪ 30% geringere Wartungskosten

▪ 70 % Reduktion ungeplanter Stillstände

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Die Maschine muss laufen!

Unterschiedliche Denkweisen und Geschäftsmodelle

ServicegeschäftLeistung statt

Produkt

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Beispiel car2go

Auch für Industrieanlagen sind Geschäftsmodelle denkbar, die

auf der erbrachten Produktionsleistung basieren.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ist der Maschinenbau bereit für Leistungsmodelle?

Wir kennen den aktuellen

Zustand der Maschine

nicht

Wir bekommen keine

Rückmeldung der

Maschine

Wir wissen nicht was

der Service an der

Maschine verändert hat

Wir wissen nicht exakt mit

welchen Komponenten

die Maschine

ausgeliefert wurde

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wenn Sie den Zustand aller Dinge in der Welt kennen würden und

neben den Daten noch Vernunft einsetzen könnten:

Welche Probleme würden Sie lösen? Quelle: Amazon

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

Services

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

39

vom Produkt zur

Leistungen

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Digitale Zwilling als Basis für Services

40

Produkt (Instanz)DZ as

Doku

DZ to

Simulate

Maschine online

DZ as maintainedDZ as

delivered

Services

Unternehmen

Kunde

Produkt

(Instanz)

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

DZ as

...

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

42

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Erweiterte Services setzen das Vorhanden sein eine vollständigen, exakten, instanziierten

Produktdefinition voraus, die auch nach Auslieferung den Zustand der Maschine spiegelt.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

43

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Produktion 4.0

44

Quelle: www.faz.de

Auszug aus einer Mail von,

Tesla-Chef Elon Musk an

die Grohmann-Mitarbeiter:

"In der Zukunft wird die

Fertigungstechnologie

eine größere

Bedeutung haben als

die Produkte, die durch

sie hergestellt werden.

[…]."

Tesla übernimmt Grohmann

Ist es nicht bezeichnend, dass in der aktuellen

Industrie 4.0 Diskussion in Deutschland neuen

Fertigungstechnologien kaum eine Rolle spielen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von

Industrie 4.0 diskutiert wird

45

Digitaler

Zwilling

MES-System ERPPLM

Digitalisierungsplattform

Konfiguration …

Fahrerloses Transportsystem (FTS)

ruft zum Entladen

Bearbeitungs-zentrum

Fertigungsauftrag

Materialfluss

Informationsfluss

CPPS kommunizieren

Verschleiß? Werkzeug bestellen

Fertigmeldungan MES

handelt aus &bedient

autonomer Roboter

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Beispiel: SEW-EURODRIVE

46

Quelle: SEW Eurodrive - Youtube Video

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von

Industrie 4.0 diskutiert wird

47

Der Mensch steht im Mittelpunkt

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von

Industrie 4.0 diskutiert wird

48

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ist das relevant?

Wann ist das

relevant für uns?

Was bedeute dabei das

Schlagwort:

"Losgröße 1"

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Arten und Ansätze der Auftragsabwicklung

Art/Ansatz der

Auftragsabwicklung

Art der

BestellabwicklungRequirement

Specification (RS)

Engineer-to-order

(ETO)

Produkt-

katalog

Select-to-order

(STO)

Konfigurator

Configure-to-order

(CTO)

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wandel von STO & ETO nach CTO

Wann sind die diskutierten Produktionsansätze relevant?

Stück-

zahl

Art der Auftragsabwicklung

STO CTO ETO

gering

mittel

hoch

Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze

für die Produktion sind hochrelevant, wenn

Produkte mit hoher Varianz in Verbindung

mit mittlerer und hoher Stückzahl produziert

werden

diskutierte Industrie 4.0 Ansätze

hoch relevant

nicht oder wenig relevant

Klassifizierung von Produktionssituationen nach:

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was bedeutet eigentlich

Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1

52

in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121

Zeit

Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen

▪ Produktvarianten

▪ Stückzahl

Flexibilitätskorridor f1

Flexibilität bedeutet unterschiedliche Varianten oder Produkttypen in einem Produktionssystem

produzieren zu können, ohne dies umrüsten zu müssen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was bedeutet eigentlich

Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1

53

in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121

Zeit

Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen

▪ Produktvarianten

▪ Stückzahl

Flexibilitätskorridor f1

Flexibilitätskorridor f2

Flexibilitätskorridor f3

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was bedeutet eigentlich

Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1

54

in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121

Zeit

Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen

▪ Produktvarianten

▪ Stückzahl

Flexibilitätskorridor f1

Flexibilitätskorridor f2

Flexibilitätskorridor f3

Ramp-upRamp-up

Wandlungsfähigkeit bedeutet in kürzester Zeit den Flexibilitätskorridor der Produktion verschieben

zu können. Dies erfordert die Realisierung einer kurzen Ramp-Up Zeit

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

55

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

individuelle

Produkte

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ko

nfi

gu

rati

on

CTO

STO

ETO

Logistik 4.0 & JIS

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

56

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

individuelle

Produkte

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

individuelle

Produkte

Ko

nfi

gu

rati

on

CTO

STO

ETO

Logistik 4.0 & JIS

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

57

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

individuelle

Produkte

Ko

nfi

gu

rati

on

CTO

STO

ETO

Logistik 4.0 & JIS

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

58

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

individuelle

Produkte

Ko

nfi

gu

rati

on

CTO

STO

ETO

Logistik 4.0 & JIS

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

59

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

Alles hängt zusammen!

Ein geeignetes Fundament lässt sich nur mit einem holistischen Ansatz schaffen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ko

nfi

gu

rati

on

CTO

STO

ETO

Logistik 4.0 & JIS

smarte

Produkte

neue

Lösungsprinzipien

ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0

60

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

individuelle

Produkte

Ohne das Fundament der erfolgreich umgesetzten horizontalen und vertikalen Integration, ist die

Digitale Transformation nicht möglich!

Gestaltungsfeld

Digitale Transformationhorizontale Integration

vert

ikale

Inte

gra

tion

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Horizontale und vertikale Integration in der Industrie 4.0 Diskussion

MES

vert

ikale

Inte

gra

tion

horizontale Integration

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Produkt

(Instanz)

individuelle

Produkte

smarte

Produkte

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

UnternehmenMarkt

Wie kann horizontale und vertikale Integration

umgesetzt werden?

62

Kunde

Strategische

Positionierung

Strategische

Positionie-

rung

Eine klare strategische Positionierung bzgl. des agierens zum Markt hin, ist als Input für die

Gestaltung der digitalen Transformation notwendig.

Daraus ergibt sich der Gestaltungsrahmen, der erfüllt werden muss.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen

63

1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten

Unternehmens aus?

2. Wie organisieren und gestalten wir den

Informationsfluss für die digitalisierte

Wertschöpfungskette?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen

64

1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten

Unternehmens aus?

2. Wie organisieren und gestalten wir den

Informationsfluss für die digitalisierte

Wertschöpfungskette?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung

65

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PLM

ERP

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Vom Charakter der informationserzeugenden Prozesse

66

Begleitprozesse

(Marketing, Vertrieb,

Personalwesen, Finanzen)

technologische

Prozesse für

Produkte und

Produktion

kaufmännische

Prozesse für

Logistik und

Materialwirtschaft

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Vom Charakter der informationserzeugenden Prozesse

67

Begleitprozesse

(Marketing, Vertrieb,

Personalwesen, Finanzen)

technologische

Prozesse für

Produkte und

Produktion

kaufmännische

Prozesse für

Logistik und

Materialwirtschaft

formal

strikt

sequenziell Prozesscharakter

kreativ

innovativ

flexibel

kooperativ

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Die informationserzeugenden Prozesse die

mit Industrie 4.0 in den Fokus rücken

68Mit Industrie 4.0 gewinnen die technologischen Prozesse an Dominanz

technologische Prozesse

kaufmännische Prozesse

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Können wir uns die "Denkweise des Kaufmanns"

zukünftig noch leisten

69

Wer schnell und flexibel sein muss, fährt

nicht mit dem LKW, sonst kommt er zu spät

Der im Mittelstand häufig forcierte Ansatz, den technologischen Prozess als Anhängsel des kaufmännischen

zu verstehen, führt zwangsläufig zur Behinderung von Innovation.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung

70

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PLM

ERP

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung

71

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

PLM

ERP

Die zukünftigen Themen benötigen PLM als Fundament.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Vertikale Integration

Die Sicht auf die Automatisierungspyramide verändert sich

MES

vert

ikale

Inte

gra

tion

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Vertikale Integration

Die Sicht auf die Automatisierungspyramide verändert sich

MES

vert

ikale

Inte

gra

tion

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was bedeutet eigentlich

Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1

74

in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121

Zeit

Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen

▪ Produktvarianten

▪ Stückzahl

Flexibilitätskorridor f1

Flexibilitätskorridor f2

Flexibilitätskorridor f3

Wandlungs-

fähigkeit

Wandlungs-

fähigkeit

Ramp-upRamp-up

Planung und

Simulation

der Produktion

Planung und

Simulation

der Produktion

Wandlungsfähigkeit der Produktion ist entscheidend vom geeigneten Einsatz der Planungs- und

Simulationswerkzeuge der digitalen Fabrik abhängig

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Das "alles im ERP" Dilemma

Legende:

CTO Configure to Order

MOM Manufacturing Operation Management

APS Advanced Planning & Scheduling

MES Manufacturing Execution Systems

CTO

Konfiguration

Losgröße 1

MOM

APS

MOM

erfordert

flache Stücklisten

erfordert

stark strukturierte

StücklistenERP

Lösungsansatz:

Feinsteuerung (APS) im MES

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was bedeutet eigentlich

Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1

76

in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121

Zeit

Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen

▪ Produktvarianten

▪ Stückzahl

Flexibilitätskorridor f1

Flexibilitätskorridor f2

Flexibilitätskorridor f3

Wandlungs-

fähigkeit

Wandlungs-

fähigkeit

Ramp-upRamp-up

Planung und

Simulation

der Produktion

Planung und

Simulation

der Produktion

Flexibilität der Produktion ist entscheidend vom geeigneten Einsatz von

MOM, APS und EMI abhängig

MOM

APS

EMI

Legende:

MOM Manufacturing Operation Management

APS Advanced Planning & Scheduling

EMI Enterprise Manufacturing Intelligence

MOM

APS

EMI

MOM

APS

EMI

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

Produkt

(Instanz)

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung

77

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

MES

ERP

PLM

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

ERP, ERP, ERP, SAP, SAP, SAP….

78

Es reicht nicht mehr aus, dass die IT-Abteilung

lediglich SAP am Laufen hält und erweitert

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen

79

1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten

Unternehmens aus?

2. Wie organisieren und gestalten wir den

Informationsfluss für die digitalisierte

Wertschöpfungskette?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Von Künstlern und Helden

Upstream Downstream

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Informationsfluss muss

gesamtheitlich gestaltet werden

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Weg zur Digitalisierung

… verändert den Blickpunkt

83

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

Was ein Unternehmen

braucht

Was ein Unternehmen

kaufen kann

GAP

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Weg hin zu Digitalisierung

zu beginnen, ist oft wie im Nebel wandern.

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Oje,was jetzt?

Das Management gab mir das Projekt die gesamteWertschöpfungskette zu

Digitalisieren.

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Der Weg hin zur Digitalisierung

….bald kommen "sehr erfahrene" Berater, um zu helfen.

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??

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Mit einer neuen Sicht ist eigentlich alles ganz einfach

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Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

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Das gleiche Bild übertragen auf Unternehmen…

8787

Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Wie es aussieht, wenn wir vorgehen wie bisher

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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Das Kleiderschrankbeispiel

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Es war einmal ein Paar, dass sich einen

gemeinsamen Kleiderschrank kaufte…

Dem Kauf eines Schrankes liegt ein Ordnungsproblem zugrunde.

Der Schrank löst das Ordnungsproblem nicht!

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Analyse des Ist-Zustands und der Handlungsfelder

90

Das Anziehen dauert

morgens zu lange Oft passen die

gewählten Einzelteile

nicht zusammen

Durch die unpassenden

Einzelteile entstehen

berufliche Nachteile

Teile knittern

keine klare

Ordnungsstruktur

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Analyse des Ist-Zustands und der Handlungsfelder

91

befüllungs-

zentrischer

Denkansatz

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Das Ordnungsproblem erfordert zur Lösung einen

anderen Denkansatz

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entnahmezentrischer Denkansatz: "Der Anzug als Komponente"

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Ein veränderter Denkansatz

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befüllungs-

zentrischer

Denkansatz

entnahme-

zentrischer

Denkansatz

Der Denkansatz hat Auswirkungen auf Semantik und Arbeitsverteilung

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Auswirkungen von Lebenszykluseffekten müssen analysiert

werden

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entnahmezentrischer Denkansatz: "Der Anzug als Komponente"

Schuhe:

Schumacher

Hemd:

Weiße Wäsche

Anzug:

Wäscherei

Strümpfe:

Buntwäsche

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Lifecycle-Map des zeitlichen Verlaufs

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Komponente Komponente (Schrank)

Komponente (Sandbox)

Schuhe (Schumacher)

Hemd (Weiße Wäsche)

Anzug (Wäscherei)

Strümpfe (Buntwäsche)

Anzug getragen

Da die Rückläufe nicht zeitgleich erfolgen, ist eine "Sandbox" notwendig.

Der Denkansatz beeinflusst die Technologie.

t

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Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?

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Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

Abdeckungsbereich

einer heutigen

IT-Abteilung

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?

97

Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

Abdeckungsbereich

einer heutigen

IT-Abteilung

Zukünftiger

notwendiger

Abdeckungsbereich

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

In vielen Unternehmen wird eine

Änderung der Rollen diskutiert.

Die Rolle des CPO bildet sich heraus

Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?

98

Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

Kann unser CIO diese Rolle?

Ist es sinnvoll der IT

Methodik und Prozesse

zu geben?

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Ansätze zur methodischen Gestaltung der Prozesse und

Informationsflüsse unterschiedlicher Unternehmen

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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Was heißt das für das Projektmanagement

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Lösungs-

design

technisch

organisatorische

Gestaltung

methodisch

IT (Plattformen und

Applikationen)

Digitalisierung der

gesamten

Wertschöpfungskette

Wie kann ein Projektmanagement für holistische Digitalisierungsprojekte

aussehen?

Haben Sie heute die geeigneten Methoden dieses Dilemma aufzufangen?

Wo und wie sollten/müssen Digitalisierungsprojekte in der Organisation

verortet werden?

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,

Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen

PLMMES

ERP

Produkt

(Instanz)

Mark

tzu

gan

g

Ko

nfi

gu

rati

on

UnternehmenMarkt

individuelle

Produkte

Die Landkarte für Digitalisierung

101

Vom Markt her denken -

dem Markt voraus denken

smarte

Produkte CTO

STO

ETO

PEP - Smarte Produktentstehung

Produktion 4.0

vom Produkt zur

Leistung

neue

Geschäftsmodelle

Kunde

horizontale & vertikale Integration

Logistik 4.0 & JIS

Informationsbereitstellung

Big Data, Enterprise Manufacturing Intelligence (EMI),…

neue

Lösungsprinzipien

Digitaler

Zwilling

(Instanz)

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Disruption

Disruptive Technologien und disruptive Geschäftsmodelle

102

Wir müssen heute die Entscheidungen für die Zukunft treffen

und dürfen morgen nicht vergessen

Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Die Zeit rennt….

103

Digitalisierung

Wo wir stehen

Wenn wir jetzt nicht die richtigen Schritte einleiten, ist es vielleicht zu spät.

Kontakt:Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer

Hochschule Karlsruhe - Technik und WirtschaftFakultät für Maschinenbau und Mechatronik (MMT)joerg.fischer@hs-kalrsruhe.de

Steinbeis - Transferzentrum: Rechnereinsatz im Maschinenbau (STZ-RIM)joerg.fischer@stw.de

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Beispiel: Kreatize