Die digitale Revolution gestalten · 2016. 9. 26. · Konsequente Verfolgung einer dualen...

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier

Kongress Produktionsforschung, Berlin, 24. Juni 2016

Die digitale Revolution gestalten

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Berlin, 24. Juni 2016 2

1. Einführung Verbundprojekt INBENZHAP

2. Internationaler Benchmark – beispielhafte Kurzbefunde

3. Zukunftsszenarien und Zielbild Deutschland 2030

4. Märkte und Konkurrenten von morgen

5. Handlungsempfehlungen

Agenda

BMBF-Projekt „Industrie 4.0 – Internationaler Benchmark, Zukunftsoptionen und Handlungsempfehlungen für die Produktionsforschung (INBENZHAP)“

3

Projektpartner: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn (Prof. Gausemeier)

WZL, RWTH Aachen (Prof. Klocke)

acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Berlin, 24. Juni 2016

Leitfragen

4

1) Wie ist der Entwicklungsstand in den führenden Industrienationen?

2) Welche Rahmenbedingungen müssen gegeben sein, damit

Deutschland ein Leitmarkt werden kann?

3) Wo liegen die Märkte für die Leitanbieterindustrie und was fordern diese?

4) Auf welche Mitbewerber wird die deutsche Leitanbieterindustrie stoßen?

5) Wie muss sich die Leitanbieterindustrie entwickeln, um auf den Märkten von morgen erfolgreich zu sein?


5






Agenda


Struktur des Betrachtungsbereichs 15 Fokusthemenfelder

6 Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Berlin, 24. Juni 2016

Konsolidierung des Benchmark Einschätzung zu Stärken und Schwächen Deutschlands

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Berlin, 24. Juni 2016 7

Standards, Migration & Interoperabilität

Nachhaltigkeit

Ausbildung & Qualifizierung

Gesellschaftlicher Stellenwert »Produktion«

Geschäftsmodelle

Unternehmenskultur & Flexibilisierung

Internationalität

Politischer Wille & Restriktionen

Zugang zu Kapital

Zugang zu Absatz- & Beschaffungsmärkten

Arbeitskultur & »Pioniergeist«

Felddatenaufnahme & -analyse

Benutzungsfreundlichkeit

Material- & Informationsfluss

Sicherheit (»Security«)

Einschätzung Deutschland Highlights Fokusthemenfelder

eindeutige Schwäche

eindeutige Stärke

Beispielhafte Kurzbefunde aus dem Benchmark

8

Deutschland Führend im Engineering

USA Pragmatische Konzentration auf Punkte mit größter Hebelwirkung für Innovationserfolg: insbes. Internet der Dinge (IoT)

Auf dem Weg zur Führung in den Schlüsselbereichen Geschäftsmodelle und Smart Services

China, Südkorea Konsequente Verfolgung einer dualen Strategie: (Leitmarkt und Leitanbieter)

Details im Benchmark-Bericht (90 Seiten, www.inbenzhap.de)

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Hannover, 12. Mai 2016

9






Agenda


Vorausschau 2030: Umfeldszenarien Deutschland


11

Entwicklungsmöglichkeiten je Einflussfaktor Projektionen für den Einflussfaktor „Durchdringung mit IKT“


12

Szenario 1: „Balance von Mensch, Technik und Staat als Basis für den Erfolg“

1A 2B 3A 3B 4A 5A

6C 7A 8A 10B 9C 10C

11A 12B 13A 15A 14A 14B

16C 17A 18B 20A 19A 19C 20B

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier, Hannover, 12. Mai 2016

13

Umfeldszenarien Industrie 4.0 Deutschland


14

Umfeldszenarien Industrie 4.0 Deutschland

Wahrscheinlichkeit

Mittlere Bedeutung für die Produktionsforschung

Hohe Bedeutung für die Produktionsforschung

Geringe Bedeutung für die Produktionsforschung

Stärke der Auswirkung

sehr unwahrscheinlich

durchaus möglich

höchst wahrscheinlich

alle

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echs

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„Digitalisierung global und

fremdbestimmt“

„Konsequente Digitalisierung,

technikzentrierte Arbeitswelt“

Szenario 2

Szenario 3

Szenario 1

„Die Digitalisierung bleibt in vielen

Barrieren stecken“

„Balance von Mensch, Technik u. Staat als Basis

für den Erfolg“

Szen. 4

Bewertung der Szenarien: • Erweitertes Kernteam • Wissenschaftlicher Beirat

Plattform Industrie 4.0 • acatech Themennetzwerk

Produktentwicklung und Produktion

Ca. 70 Personen



Szenario 1: „Balance von Mensch, Technik und Staat als Basis für den Erfolg“

Mensch

Technik

Staat

Agile Allianzen

Vernetzung

Open Source

Forschung IT-Sicherheit

Teaching & Learning

Rahmenbedingungen

Daten- bewusst

Vorausschau 2030: Gestaltungsoptionen Deutschland


17

Entwicklungsmöglichkeiten je Gestaltungsfaktor Ausprägungen für den Gestaltungsfaktor „Digitale Souveränität“


18

Gestaltungsoptionen Industrie 4.0 Deutschland



Gestaltungsoptionen Industrie 4.0 Deutschland

Option 4: “Souveräner Global Player”

Zielbild Industrie 4.0 Deutschland 2030


Zielbild Industrie 4.0 Deutschland 2030


1) Akzeptanz fördern

2) Kompetenzen ausbauen

3) Innovationssystem verbessern

4) Kollaboration ermöglichen Geschäftsmodelle gestalten

5) Kompetenz vermarkten Marke pflegen

Stoßrichtungen: Impulse zur Verwirklichung der Vision (Referenz 1) Suche und Strukturierung von Handlungsempfehlungen

22






Agenda


Schlüsselfaktoren für die entwickelten Umfeldszenarien


USA

BRA

ESP CHN

SAU

KOR

1) Selbstbestimmung

2) Arbeitsbedingungen

3) Aus- und Weiterbildung

4) IT-Sicherheit

5) Forschungspolitik

6) Arbeitsrecht

7) Einflussnahme des Staates

8) Innovationskraft

Wahrscheinlichkeit






durchaus möglich


alle

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Umfeldszenarien Industrie 4.0 Brasilien – „Verhaltener Aufschwung durch Impulse von Außen“

Szenario 2

Auf dem Weg zur Industrienation

Szenario 3

Verhaltener Aufschwung

durch Impulse von Außen

Korruption, Intransparenz und

Ineffizienz verhindern die

Weiterentwicklung des Landes

Szenario 1


Der Wandel des Wertesystems

beschränkt sich auf die prosperierenden Metropolen.

Ausländische Investoren reinvestieren ihre Gewinne in Bildung und F&E.

Das Land ist ein Leitmarkt für Industrie 4.0-Leistungen.

Brasilien

Wahrscheinlichkeit






durchaus möglich


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Umfeldszenarien Industrie 4.0 Spanien – „Erfolg durch europäische Integration“

Szenario 1

Aufbruch aus eigener

Kraft

Szenario 3

Erfolg durch europäische Integration

Szenario 2

Fehlender Veränderungswille

führt zur Dauerkrise


Die europäische Integration ist sehr

weit fortgeschritten und wird von der überwiegenden Anzahl der Menschen des Landes als Segen empfunden.

Innovationsförderprogramme, wie Knowledge and Innovation Communities (KICs), verleihen dem Innovationsgeschehen europaweit eine hohe Dynamik.

Spanien

Wahrscheinlichkeit






durchaus möglich


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Umfeldszenarien Industrie 4.0 Südkorea – „Gutes bewahren und Neues wagen“

Szenario 1

Szenario 3

Fehlende Veränderungsbereit-schaft, dominierende

Konglomerate

Szenario 4

Rückzug des Staates, nach- lassende Dynamik

Soziale Marktwirtschaft


Die industrielle Produktion ist

Grundlage für den Erfolg. Die Arbeitnehmer partizipieren am

wirtschaftlichen Erfolg des Landes. Südkorea ist einer der führenden

globalen Ausrüster für smarte Fabriken.

Südkorea

Szenario 2

Gutes bewahren und Neues wagen

Wahrscheinlichkeit






durchaus möglich


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el

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Umfeldszenarien Industrie 4.0 USA – „Vertiefung der Serviceorientierung auf Basis des bestehenden Erfolgs“

Szenario 3

Szenario 1

Staatlich geführte Reindustrialisierung

führt zu nachhaltigem Erfolg Szenario

2

Vertiefung der Serviceorientierung

auf Basis des bestehenden Erfolgs

Polarisierung von Gesellschaft und

Hochschulen lähmt Wirtschaft


Die Wirtschaft ist auf dem Gebiet der

Internet- und Big-Data-basierten Geschäftsmodelle überlegen.

Die Stärkung der Produktionsforschung und die Reindustrialisierung kommen nur langsam voran.

Die USA sind neben China größter Leitmarkt und im Servicebereich Leitanbieter.

USA

Wahrscheinlichkeit






durchaus möglich


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Umfeldszenarien Industrie 4.0 China – „Zielstrebiger autoritärer Staat“

Szenario 1

Festgefahrene Strukturen verhindern Durchbruch

Szenario 2

Szenario 3

Zielstrebiger autoritärer

Staat Modernde Industrienation

durch umfassende Reformierung des Systems


Das Streben nach Individualisierung

ist nur wenig ausgeprägt. China hat die höchsten F&E-Ausgaben. Staatliche Orchestrierung der

zahlreichen F&E-Kräfte führt zur Umsetzungsstärke.

Das Land ist mit USA der größte Leit-markt und zugleich größter Leitanbieter.

China

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Agenda


Kritische Fokusthemenfelder


Genese Handlungsempfehlungen

31

Kritische Fokusthemenfelder

1) Sicherheit (Security) 2) Standards, Migration & Interoperabilität 3) Nachhaltigkeit 4) Benutzungsfreundlichkeit 5) Felddatenaufnahme & -analyse 6) Material- & Informationsfluss 7) Ausbildung und

Qualifizierung 9) Arbeitskultur 10) Geschäftsmodelle 11) Unternehmenskultur & Flexibilisierung 14) Zugang zu Kapital

Stoßrichtungen aus Zielbild 2030

1) Akzeptanz fördern

2) Kompetenzen ausbauen

3) Innovationssystem verbessern

4) Kollaboration ermögl. Geschäftsmodelle gestalten

5) Kompetenz vermarkten Marke pflegen

(A)

(K)

(I)

(G)

(M)

44 Handlungs-empfehlungen A1 Digital mündige Bürger A2 Rationale Sicherheits- debatte A3 … G2 … G3 Immaterielle Vermögensgüter G4 Datenbestände G5 Smart Service Entwicklungsmethodik G6 …

M1 Branding M2 …

⁞

⁞


Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 10: Geschäftsmodelle

32

12345

G5 Smart Service Entwicklungsmethodik

Ziel ist eine Entwicklungsmethodik für Smart Services, die im Kern aus einem ausprägbaren Vorgehensmodell sowie aus Service- und Gestaltungsmustern besteht.

Legende: A1 etc.: Referenz zum Katalog der Handlungsempfehlungen

G8 Plattformen Industrial Content

Ziel ist, deutsche Unternehmen als Betreiber von Plattformen von Produkt- und Produktionsdaten zu etablieren.


Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 4: Benutzungsfreundlichkeit

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K5 Usability by Design

Ziel ist eine dedizierte Entwicklungsmethodik bestehend aus einem ausprägbaren Vorgehensmodell, Spezifikationstechniken, Modellierungstechniken, Analyseverfahren und Lösungsmustern (z.B. analog zum Consumer-Bereich die Einbindung von Usability-Experten in das operative Entwicklungsteam) zur durchgehenden Berücksichtigung des Designaspekts Usability…Integration in Advanced Systems Engineering…


A4 Datentreuhänder

Ziel ist die Funktion, Datentreuhänder zur Erfassung, Speicherung und Weitergabe von sensiblen Betriebsdaten, wie ergonomie- und arbeitschutzbezogenen Daten zu schaffen.


Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 7: Ausbildung und Qualifizierung & Fokusthemenfeld 11: Unternehmenskultur und Flexibilisierung

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A5 Digital Best Agers

Ziel ist, sogenannte Best Agers länger im Arbeitsleben zu halten. Dafür ist ihnen der persönliche Nutzen von digitalen Systemen zu vermitteln und die Bereitschaft zu erzeugen, mit diesen Systemen zu arbeiten.

A6 Flexibilisierungsausgleich Arbeitgeber- und Arbeitnehmerinteressen

Im Zuge der Flexibilisierungsmöglichkeiten durch Digitalisierung (z.B. individuelle Verfügbarkeitskalender) sind Modelle des Ausgleichs von Arbeitgeber- und Arbeitnehmerinteressen zu erarbeiten.


Handlungsempfehlungen Fokusthemenfeld 1: Sicherheit

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A2 Rationale Sicherheitsdebatte

Ähnlich wie bei der außenpolitischen Sicherheit bedarf es bei industrieller und IT-Sicherheit einer medialen Debatte, die sich mit realistischen Schutzmöglichkeiten auf allen Ebenen (technologisch, sozial, normativ) wie auch der Konkretisierung der Risiken befasst.

K2 Qualifikation „Industrial Security“

Ziel sind Kompetenzzentren für »Industrial Security«, die neben der Forschung insbesondere die Aus- und Weiterbildung in den Bereichen Anlagensicherheit (z.B. Verhinderung des physischen Zugangs zu kritischen Anlagenkomponenten), Netzwerkssicherheit (z.B. Kontrollierte Schnittstellen zwischen Office- und Anlagennetzwerk) und Systemintegrität (z.B. in Automatisierungskomponenten integrierte Zugriffschutzmechanismen) vereinen.


Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit

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