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Smart Industry

Date post: 18-Jul-2015
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33
www.FutureManagementGroup.com Market Foresights 02/2015 Smart Industry Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsketten
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Page 1: Smart Industry

www.FutureManagementGroup.com

Bereich I Bereich II Bereich III

Bere

ich A

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ich A

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0,8

Market Foresights02/2015

Smart IndustryDie Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsketten

Page 2: Smart Industry

2

Inhalt

Einführung

Seite 3-5

01Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Neues Wachstum

Condition Monitoring und Predictive Maintenance

Smart Factory und Prosuming

Konvergenz und Wertschöpfungsökosysteme

Seite 6-14

02Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Entwicklung von Geschäftsmodellen

Neue Wettbewerber

Etablierung von Standards

Daten- und Systemsicherheit

Kompetenzen 4.0 und Mitarbeiterqualifizierung

Seite 15-20

03Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Flexibilisierung und Agilität

Branchenübergreifende Kooperationen

Datenbasierte Geschäftsmodelle

Industrielles Internet der Dienste

Seite 21-30

Quellen

Seite 31

Page 3: Smart Industry

Einführung

3

2025: Europa als attraktiverer Produktionsstand-

ort – ein gigantischer Industriepark smarter, öko-

logisch nachhaltiger Fabriken? Die Digitalisierung

der Industrie gilt als Hoffnungsträger der west-

lichen Industrienationen. Welche Chancen in

Zukunftsmärkten und welche neuen Geschäfts-

modelle eröffnet die vierte industrielle Revolution

(Industrie 4.0)?

Die fortschreitende Digitalisierung ist eine zen-

trale Voraussetzung dafür, dass die europäische,

aber auch – trotz deutlich besserer Ausgangslage

– deutsche Industrie im internationalen Vergleich

mittel- bis langfristig wettbewerbsfähig bleibt. In

den vergangenen 20 Jahren hat die europäische

Industrie weltweit mehr als zehn Prozent Markt-

anteil eingebüßt, während aufstrebende Länder

ihren Anteil auf 40 Prozent verdoppeln konnten.1

Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-

ketten könnte diese Entwicklung zumindest auf-

halten oder ihr sogar entgegenwirken. Industrie

4.0-Befürworter sprechen zum Teil bereits von

einer Chance zur Re-Industrialisierung. Die Euro-

päische Kommission will den Anteil der Wert-

schöpfung der Industrie in Europa von heute 15

auf mittelfristig wieder 20 Prozent steigern. Ohne

Investitionen wird dies nicht gelingen. Und auch

nicht ohne die umfassende Integration digitaler

Technologien. Deutsche Industrieunternehmen

planen zum Beispiel, bis 2020 jährlich rund 40

Milliarden Euro in Industrie 4.0-Anwendungen zu

investieren. Vier von fünf Unternehmen wollen

ihre komplette Wertschöpfungskette bis 2020

digitalisieren.2 Deutsche IT-Entscheider werden

dementsprechend in Zukunft über deutlich

höhere Budgets verfügen. Bis zu elf Milliarden

Euro sollen bis 2020 allein in Produkte und

Services aus dem Bereich Informations- und

Kommunikationstechnologie investiert werden.3

Doch was verspricht die Digitalisierung der

Produktion sowie ihrer vor- und nachgelagerten

Prozesse eigentlich? Das industrielle Internet der

Dinge ermöglicht die Kommunikation zwischen

Maschine und Maschine. Ziel ist es, in einem

ersten Schritt die Produktivität, Effizienz und

Sicherheit von Arbeitsabläufen und Prozessen zu

erhöhen. Sogenannte cyber-physische Systeme

ermöglichen die selbstorganisierende Produktion,

indem sie mit Hilfe von Sensordaten Informa-

tions-, Material- und Güterflüsse regeln. Alles ist

jederzeit überall lokalisierbar. Die Kommunikation

Digitalisierung

Big Data

Industrie 4.0

Condition Monitoring

Predictive Analytics

Konvergenz

Page 4: Smart Industry

4

zwischen Produkt und Maschine wird in Zukunft

zudem eine höhere Flexibilität der Produktions-

prozesse ermöglichen. Ändern sich beispielsweise

die Design-Daten der Produkte, passen sich die

Parameter der Anlagen automatisch an. Auf

diesen intelligent vernetzten Umgebungen auf-

bauend können Unternehmen mit Hilfe von Big

Data Analytics, also der Auswertung großer,

selbst unstrukturierter Datenmengen in Echtzeit,

neue, datenbasierte Geschäftsmodelle entwickeln

und ihren Kunden Zusatzdienstleistungen bieten

und einen echten Mehrwert liefern. Beispiele sind

Tourenoptimierungen oder Ferndiagnosesysteme

(Condition und Performance Monitoring) mit indi-

viduell festgelegten Wartungsintervallen. Vielver-

sprechende Einsatzgebiete liegen in der Produk-

tion, dem Transportwesen, der Luftfahrt, der

Meereswirtschaft sowie der Energieerzeugung

und dem Gesundheitswesen.

Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber

zunehmender Konvergenz, das meint sowohl die

Vernetzung unterschiedlicher Akteure und

Prozesse (Netzwerkwirtschaft) als auch die IKT-

Konvergenz zwischen Industrie und beispiels-

weise Logistik- und Energienetzwerken. Neue

Innovationsfelder entstehen. Eine wichtige

Voraussetzung, um die rasant wachsende Menge

an Daten übertragen, analysieren und nutzbar

machen zu können, ist der Auf- und Ausbau der

IT-Infrastrukturen.

Die Digitalisierung wird die industrielle Landschaft

in den nächsten Jahren nachhaltig verändern.

Diese Entwicklung birgt für Unternehmen

Chancen und Risiken gleichermaßen. Doch: 71

Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich

über die Chancen und Risiken im Bereich

Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert. Die

Implementierung entsprechender Technologien

und Konzepte dürfte unter dieser Voraussetzung

nicht zu einer Erschließung des tatsächlichen

Erfolgspotenzials führen.

Unternehmen werden ihre Produktionsstrategien

anpassen müssen, um in einer hochdigitalisier-

ten Industrielandschaft wettbewerbsfähig bleiben

zu können. Ohne die Transformation traditio-

neller Produktions- und Geschäftsmodelle droht

deren Disruption.

Einführung

71 Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich über die Chancen und Risiken im Bereich Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert.4

Page 5: Smart Industry

5

20

514

23

1.279

0

500

1000

1500

2012 2020

in Milliarden US-Dollar weltweit

Ausgaben für Technologien des industriellen Internets

Der vom industriellen Internet erzeugte Wert

Das industrielle Internet der Dinge entwickelt sich zu einer Wertschöpfungsmaschine.

5

Einführung

Page 6: Smart Industry

6

01Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Page 7: Smart Industry

7

Welche Trends bestimmendie Zukunft der digitalisierten Industrie?

Robotisierung FlexibilisierungAutomatisierung

Informatisierung Internet der Dinge Künstliche Intelligenz Big Data Analytics

Virtualisierung

Netzwerkwirtschaft Zunehmende Wettbewerbsintensität

Zunehmende Komplexität Tertiarisierung

Page 8: Smart Industry

Die Informatisierung wird die Art und Weise, wie

wir in Zukunft leben und arbeiten werden, ent-

scheidend verändern. Fortschritte im Bereich der

Informations- und Kommunikationstechnologie,

der Sensorik, der Mensch-Maschine-Interaktion

und der Virtualisierung lassen die Grenzen zwi-

schen der digitalen und der physischen Welt

immer mehr verschwimmen. Eine steigende Zahl

von Objekten und Geräten wird in Zukunft über

eine eigene IP-Adresse verfügen. Dies hat

weitreichende Folgen für nahezu alle Branchen.

Zunehmend investieren Unternehmen in Zu-

kunftstechnologien, um Prozesse und Wert-

schöpfungsketten mit dem Ziel der Effizienz-

steigerung und Kostenreduzierung zu digitalisie-

ren und zu automatisieren sowie innovative Ge-

schäftsmodelle zu entwickeln, die es ermögli-

chen, in einem immer intensiveren Wettbewerbs-

umfeld die Attraktivität des eigenen Unterneh-

mens zu steigern und Kunden zu binden oder zu

gewinnen.

Die Welt wird intelligent, also 'smart'. Ob 'Smart

Home', Smart Health', 'Smart Buildings', 'Smart

Energy', 'Smart Mobility' oder 'Smart Logistics' –

die digitale Revolution ist in vollem Gange, Märk-

Die Zukunft der digitalisierten Industrie

8

Page 9: Smart Industry

9Die Zukunft der digitalisierten Industrie

te tiefgreifend zu verändern. Dies betrifft auch

die Industrie im engeren Sinne, also jenen Teil

der Wirtschaft, der für die Produktion und Wei-

terverarbeitung von materiellen Gütern oder

Waren in Fabriken und Anlagen verantwortlich

ist. Auch die Industrie wird smart: 'Smart

Industry'.

Das industrielle Internet der Dinge könnte bis

2030 mit 14,2 Billionen US-Dollar zur globalen

Wirtschaftsleistung beitragen, entsprechende

Investitionsanstrengungen von Seiten der Politik

und der Industrie vorausgesetzt. In Deutschland

liegt das Potenzial der kumulativen BIP-Steige-

rung bis 2030 bei immerhin 700 Milliarden US-

Dollar. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt würde

demnach im Jahr 2030 rund 1,7 Prozent größer

sein, als gängige Trendprojektionen voraussa-

gen.6 Das industrielle Internet der Dinge ver-

spricht also vor allem eines: neues Wachstum.

Dabei geht das Potenzial der Digitalisierung

industrieller Wertschöpfungsketten weit über

bloße Effizienzsteigerungen und Kosteneinspa-

rungen hinaus. Profitieren werden nicht nur die-

jenigen Unternehmen, denen es gelingt mithilfe

innovativer Geschäftsmodelle neue Ertragsströme

zu generieren, sondern auch Anbieter von Pro-

dukten und Dienstleistungen rund um das indu-

strielle Internet der Dinge (Industrial Internet of

Things: IIoT). So wird beispielsweise für die

autonome Steuerung von Produktionsprozessen

in Zukunft mehr Sensorik in Komponenten benö-

tigt werden. Bis 2020 wird der weltweite Markt

für industrielle drahtlose Sensornetzwerke um 13

Prozent pro Jahr auf insgesamt 945 Millionen US-

Dollar wachsen.7 Vier von fünf deutschen IT-

Unternehmen sehen in der Industrie 4.0 ein

wichtiges Geschäftsfeld.8 Nach der jährlichen

Trendumfrage des Digitalverbands BITKOM unter

IT-Managern ist das Thema Industrie 4.0 der

Aufsteiger des Jahres 2015. Mit 42 Prozent der

Nennungen als wichtigstes Hightech-Thema liegt

es inzwischen nach Cloud Computing, IT-Sicher-

heit und Big Data auf Platz 4 (Vorjahr: Platz 10

mit 22 Prozent).9 In letzter Konsequenz sind

diese IT-Felder vom Zukunftsmarkt 'industrielles

Internet der Dinge' nicht wirklich scharf abgrenz-

bar. Ohne cloudbasierte Lösungen, Big Data

Analytics und den Schutz der gewonnenen Daten

können IIoT-Anwendungen weder ihr volles

Potenzial entfalten, noch sicher sein.IB P

Das industrielle Internet der Dinge wird erheblich zur Steigerung der Wirtschaftsleistung beitragen.

Page 10: Smart Industry

10

Der weltweite Markt für Predictive Maintenance wird sich zwischen 2014 und 2019 auf 14,8 Milliarden US-Dollar versiebenfachen.

10

Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Page 11: Smart Industry

Die Zahl der mit dem Internet der Dinge ver-

netzten Objekte wird sich bis zum Jahr 2020 auf

rund 25 Milliarden mehr als verfünffachen.11

Vernetzte, mit Sensoren ausgerüstete Maschinen

und Anlagen ermöglichen nicht nur die perma-

nente Überwachung ihrer Auslastung und ihres

Zustandes (Performance und Condition Monito-

ring), sondern auch eine bessere, da voraus-

schauende Wartung (Predictive Maintenance).

Durch die Echtzeit-Auswertung von Informatio-

nen und ihren Abgleich mit historischen Daten

können durch Mustererkennung ermüdende

Bauteile oder mögliche Fehlfunktionen präventiv

erkannt und kostenintensive Stillstände vermie-

den werden. Unternehmen wie SAP, Oracle oder

IBM sowie u.a. Bosch und Siemens bieten ent-

sprechende Analyse-Tools an. Überwacht werden

nicht nur Fabriken, sondern auch beispielsweise

Windkraftanlagen, Pipelines oder Züge. Repara-

turen, der Austausch von Komponenten oder ein

Abschalten der Anlagen können vorgenommen

werden, bevor ein Schaden überhaupt erst ent-

steht. Die 3D-Simulation von Maschinen und Pro-

zessen ermöglicht zudem die Visualisierung von

Problemstellen. Augmented Reality-Anwendun-

gen, zum Beispiel Datenbrillen ('Smart Glasses'),

befähigen die Angestellten vor Ort zur Selbsthil-

fe. Bereits heute werden Datenbrillen zur Steige-

rung der Effizienz und Sicherheit in Lager- und

Logistikprozessen eingesetzt. Wichtige Informa-

tionen werden in das Sichtfeld des Lageristen

eingeblendet. Eine entsprechende Wearable-

Lösung wird u.a. gerade von DHL in Zusammen-

arbeit mit RICOH getestet. In Zukunft wäre auch

die Zuschaltung von Experten per Video-Chat

denkbar, die bei der Wartung oder Reparatur von

Maschinen unterstützen. 2013 hat Würth

Industry Service ein optisches Bestellsysteme für

die Materialwirtschaft vorgestellt, bei dem eine in

den Behälter integrierte Kamera den jeweiligen

Füllstand registriert. So ist eine verbrauchsge-

steuerte Lieferung von Kleinteilen für den Pro-

duktionsbedarf just-in-time möglich.

Das zunehmende Interesse der Industrie an

Predictive-Maintenance-Systemen ist Ausdruck

des Wunsches, die Produktion oder den Betrieb

von Anlagen durch Automation effizienter zu

machen und die Kosten weiter zu senken, um

wettbewerbsfähig zu bleiben. Mittelfristig ist

davon auszugehen, dass der Betriebs- und Ver-

11Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Die smarte Fabrik steuert die Produktion selbst, überwacht Maschinen und Anlagen und macht eine Fertigung bis hin zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel.

Page 12: Smart Industry

12

Vorteile von Predictive Maintenance:1. Beseitigung unnötiger Wartungsaufgaben

2. Senkung der Komponentenbeschaffungskosten

3. Reduzierung der Ausfallzeiten

4. Verlängerung der Anlagenlebenszyklen12

Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Page 13: Smart Industry

13

schleißzustand von Fertigungseinrichtungen

durch autonome Systeme umfassend und konti-

nuierlich überwacht, dokumentiert und optimiert

wird. Marktreife Produkte werden hier von Ex-

perten ab 2017 erwartet.13 In Zukunft wird aller-

dings nicht nur die Wartung mithilfe von Algorith-

men automatisiert, sondern ganze Maschinen-

parks und Fertigungsanlagen überwachen und

steuern sich selbst.14 So sind in Siemens' 'Digita-

ler Fabrik' im bayerischen Amberg, in der die

Fertigung hochautomatisiert erfolgt, gerade ein-

mal zwölf von einer Million Arbeitsschritte fehler-

behaftet. Würde die Arbeit von gut ausgebildeten

Menschen erledigt, läge die Quote mindestens

40-mal so hoch.15 An Bedeutung gewinnen zu-

nehmend auch mobile Lösungen. Die 'TruTops

Fab App' von Trumpf bietet zum Beispiel u.a.

Einblick in den Status von Produktionsaufträgen

und aktuellen Maschinenzuständen über mobile

Endgeräte.

Die Integration der vorausschauenden daten-

basierten Analyse allgemein (Predictive Analytics)

in bestehende Business-Intelligence-Systeme

ermöglicht es zudem, automatisch und flexibel

auf die Nachfragesituation am Markt oder sogar

Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Page 14: Smart Industry

einzelne Kundenbedarfe zu reagieren. Die smarte

Fabrik von morgen könnte eine Fertigung bis hin

zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel machen.

Die Flexibilisierung der Produktion wird in zuneh-

mend kundendominierten Märkten immer ent-

scheidender für den unternehmerischen Erfolg.

Kundenwünsche, sowohl B2B als auch B2C, kön-

nen schneller und individueller adressiert werden.

Der Produktionsprozess wird transparenter und

Kunden verstärkt vorwärts und rückwärts in den

Wertschöpfungsprozess integriert. Mass Customi-

zation und Prosuming (= der Konsument ist

zugleich auch Produzent) sind Trends, die auf

diese Entwicklung einzahlen. Neue Produktions-

verfahren werden es ermöglichen, dass Kunden

zunehmend in den Design-Prozess einbezogen

werden und die Fertigung individueller Produkte

quasi von zuhause aus per Knopfdruck anstoßen.

Die Verzahnung von 3D-Druck, Design-Daten aus

der Cloud und E-Commerce-Plattformen der

nächsten Generation könnte ganze Branchen

verändern. Im Prinzip kann jeder zum Produzen-

ten ('Maker') werden.16 Entsprechende Prosumer-

Modelle dürften auch Einfluss auf Forschung und

Entwicklung haben und zum Ausbau heutiger

Open-Source-Ansätze führen. Marktverändernd

wirken dabei weniger die Innovationen selbst, als

die Wege ihrer Entstehung.

Weitere Fortschritte im Bereich der IK-Techno-

logie werden die vollständige Vernetzung inner-

halb von und zwischen Wertschöpfungsketten

ermöglichen. Ganze Wertschöpfungsökosysteme

entstehen. Gleichzeitig sind klar umrissene

Branchengrenzen zunehmend in Auflösung

begriffen. Die 'smarte' Konvergenz ruft einerseits

bislang branchenfremde Player als neue Wett-

bewerber auf den Plan, birgt andererseits aber

auch die Chance, mit einem deutlich höheren

Maß an Agilität den Herausforderungen zuneh-

mend volatiler Märkte begegnen und Produk-

tionszyklen wesentlich dynamischer an schwan-

kende Auftragslagen anpassen zu können. Dies

wird auch zu einer Flexibilisierung des Personal-

einsatzes führen: Arbeitszeiten orientieren sich

zunehmend am Work-On-Demand-Prinzip.17

Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-

ketten wird smartere Produkte und Dienst-

leistungen hervorbringen. An die Stelle einzelner

Produktinnovationen treten Innovationsfelder.

14Die Zukunft der digitalisierten Industrie

Die Verzahnung von neuen Fertigungstechnologien, Design-Daten aus der Cloud und E-Commerce-Plattformen wird ganze Branchen verändern.

Page 15: Smart Industry

15

02Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Page 16: Smart Industry

16

Insbesondere bei den kleinen und mittleren

Unternehmen der Industriebranche in Deutsch-

land ist der Begriff Industrie 4.0 noch nicht all-

gemein bekannt. Mehr als die Hälfte der Befrag-

ten steht dem Thema zudem eher negativ

gegenüber.18 Über alle Unternehmensklassen

hinweg haben rund 60 Prozent der Befragten

noch nie von Industrie 4.0 gehört oder planen

bislang keine Aktivitäten in diesem Bereich.19 40

Prozent der deutschen mittelständischen Fer-

tigungsindustrie lehnen Cloud Computing, einen

wichtigen Weichensteller für die vierte industri-

elle Revolution, ab.20 Damit das Zukunftsprojekt

'Industrie 4.0' des Bundesministeriums für Bil-

dung und Forschung21 zu einem Erfolg wird und

den Standort Deutschland wettbewerbsfähig in

die nächste Ära der Produktion führt, tut also

Aufklärung not.

Unsicherheit herrscht allgemein im Hinblick auf

die Chancen und Potenziale, die der Zukunfts-

markt konkret birgt. Nach einer weltweiten Um-

frage unter Vorständen und Geschäftsführern

haben gerade einmal sieben Prozent der Unter-

nehmen eine umfassende Strategie zum industri-

ellen Internet der Dinge aufgesetzt. Von denje-

nigen, die bereits IIoT-Initiativen verfolgen,

sagen 88 Prozent, dass sie die zugrundeliegen-

den Geschäftsmodelle und langfristigen Implika-

tionen noch nicht vollständig verstanden haben.22

Beides aber, die Implementierung einer soliden

Strategie sowie die Entwicklung innovativer und

tragfähiger Geschäftsmodelle sind unabdingbar,

um den Zukunftsmarkt erfolgreich erschließen zu

können. Allein auf zum Beispiel eine höhere Pro-

duktivität zu setzen, verschließt die Augen vor

der Gefahr disruptiver Innovationsprozesse durch

branchenfremde Unternehmen oder Start-ups,

für die durch die Digitalisierung die Markteintritts-

barrieren gesenkt werden23 und denen es gelingt,

mit hybriden Geschäftsmodellen, also Rundum-

Sorglos-Paketen aus Produkt und Dienstleistun-

gen, Kunden einen echten Mehrwert zu bieten.

Konkurrenz droht der deutschen Industrie aber

auch aus anderen Ländern. Steigende Lohn-

kosten setzen China, das sich in den 90er und

2000er Jahren zur 'Fabrik der Welt' entwickelt

hat, zunehmend unter Druck, seine Anstrengun-

gen im Bereich der industriellen Automatisierung

weiter zu verstärken, um seine Produktivität zu

erhöhen. Die Volksrepublik bringt aktuell ihre

Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Früh am Markt zu sein, reicht nicht aus. Viele Unter-nehmen haben noch keine umfassende Industrie 4.0-Strategie oder tragfähigen Geschäftsmodelle entwickelt.

Page 17: Smart Industry

17

"Die Fragmentierung des europäischen Wirtschaftsraums durch unterschiedliche Regeln für Daten- und Verbraucherschutz verhindert, dass europäische Unternehmen ähnlich erfolgreich werden wie ihre Wettbewerber aus den USA oder China." 24

Volkmar Denner (Vorsitzender der Bosch-Geschäftsführung)

Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Page 18: Smart Industry

Strategie 'Made in China 2025" auf den Weg, um

eine grundlegende Infrastruktur für das Internet

der Dinge aufzubauen und die intelligente Ferti-

gung zu fördern. Weitaus größere Konkurrenz

droht aber aus den USA. Dort haben die Unter-

nehmen IBM, Cisco, Intel, AT&T und General

Electric das Industrial Internet Consortium (IIC)25

gegründet, um die Einführung von Anwendungen

für das industrielle Internet der Dinge voranzu-

treiben und die Attraktivität der USA als Produk-

tionsstandort zu erhöhen.

Auch die Definition von Standards dürfte eine

große Rolle spielen. Die interdisziplinäre Zusam-

menarbeit von Unternehmen, Forschungsinsti-

tuten und öffentlichen Einrichtungen hat in die-

sem Zusammenhang eine hohe Priorität. Unter-

nehmen zögern u.a. auch deshalb noch, die nicht

unerheblichen Investitionen in Smart-Industry-

Anwendungen zu tätigen, weil noch keine ver-

lässlichen Schnittstellen-Standards zwischen der

physischen und der digitalen Welt existieren.

Gerade diese sind aber eine wichtige Voraus-

setzung für den sicheren und effizienten Daten-

austausch innerhalb der künftigen Wertschöp-

fungsökosysteme. Eine Gefahr liegt darin, dass

Anbieter strategisch bewusst auf proprietäre

Angebote setzen, um die Abwanderung ihrer

Kunden zu erschweren.26

Eine große Herausforderung stellt auch die Da-

ten- und Systemsicherheit von Smart-Industry-

Anwendungen dar. Zunehmend intelligent ver-

netzte Wertschöpfungsökosysteme bieten nicht

nur neue Angriffspunkte auf die Sicherheit so-

wohl sensibler unternehmensinterner Daten als

auch Zulieferer- und Kundendaten, sondern er-

höhen auch die Gefahr von Cyberangriffen, die

es sich zum Ziel gesetzt haben, komplette Pro-

duktionsanlagen, Logistikketten, Energienetze

etc. lahmzulegen. Erfolgreiche Cyberangriffe und

der Verlust von Daten würden einen erheblichen

Image- und Vertrauensschaden bei Kunden,

Zulieferern und Investoren bedeuten. Die Erwei-

terung bestehender Sicherheitsanwendungen um

neue technische Schutzwälle birgt allerdings die

Gefahr des Öffnens von Hintertüren. Die Ent-

wicklung entsprechender Systeme durch die

deutsche Industrie in Zusammenarbeit mit dem

Bundesamt für Sicherheit in der Informations-

technik (BSI) könnte dem vorbeugen.27

18Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Die Industrie 4.0 birgt Risiken für die Daten- und Systemsicherheit: Industriespionage, Störungen von Produktionsabläufen sowie Image- und Vertrauens-verluste bei Kunden und Partnern.

Page 19: Smart Industry

19Herausforderungen der digitalisierten Industrie

Kompetenzen 4.0

Selbstlernkompetenz

IT- und Medienkompetenz

Verantwortungskompetenz

Interdisziplinäre Kompetenz

Page 20: Smart Industry

Vor Herausforderungen stehen Unternehmen

auch in den Bereichen Human Resource Manage-

ment und Mitarbeiterqualifizierung. Insbesondere

im Bereich niedrig qualifzierter Arbeit dürften

Digitalisierung und Automatisierung in Zukunft

weiter dazu beitragen, Personal zu reduzieren.

Gleichzeitig können Human-Machine-Interfaces

der nächsten Generation gerade niedrig qualifi-

zierte Arbeitskräfte wirksam bei tendenziell

anspruchsvolleren Aufgaben unterstützen. Mit

Hilfe von Augmented-Reality-Datenbrillen etwa

wird in der Fabrik der Zukunft der Umgang mit

komplexen Systemen oder Abläufen wesentlich

vereinfacht werden, indem virtuelle Abbilder von

Maschinen, Prozessschritten, Bedienungsanlei-

tungen und Checklisten einfach über die reale

Umgebung geblendet werden.28 Entsprechende

Lösungen dürften auch zu Einsparungen bei

höher qualifiziertem Personal führen. Vor allem

Angestellte mit mittlerem Qualifikationsniveau

werden ihre Internet-, Computer- und IT-Kennt-

nisse kontinuierlich erweitern und vertiefen

müssen. So lernen sie einerseits die Systeme zu

beherrschen, die morgen im Zuge der weiteren

Automatisierung der Wissensarbeit ihre Aufgaben

übernehmen werden. Andererseits erwerben sie

Kompetenzen, mit denen sie sich von durch Zu-

kunftstechnologien zu anspruchsvolleren Tätig-

keiten befähigten niedriger Qualifizierten diffe-

renzieren können.29 Ein in Hinblick auf die digitale

Transformation zielorientierter Personaleinsatz

sowie die entsprechende Personalentwicklung

stellen in den nächsten Jahren eine wichtige Auf-

gabe für das Personalmanagement dar. Tenden-

ziell zeichnet sich in der industriellen Produktion

eine Entwicklung zu komplexeren Qualitätsan-

forderungen sowie sekundärer Facharbeit im

Sinne 'technischer Dienste' ab.30 Die Einführung

von Industrie 4.0 erfordert von Mitarbeitern vor

allem die Bereitschaft zum lebenslangen Lernen,

ein stärkeres interdisziplinäres Denken und Han-

deln sowie eine höhere IT- und (Prozess-)Verant-

wortungskompetenz.31/32 Zusätzlich wird die Flexi-

bilisierung von Produktionsprozessen Angestell-

ten auch eine höhere Flexibilität hinsichtlich ihrer

Tätigkeitsfelder und ihrer Arbeitszeiten abverlan-

gen. Die Konsequenzen der Umstellung auf die

'Industrie 4.0' für Unternehmenskultur, Hierar-

chien und Entscheidungsprozesse werden von

den meisten Unternehmen noch unterschätzt.33

20Herausforderungen der digitalisierten Industrie

HR

Die Einführung von Industrie 4.0 wird das Personal-management vor erhebliche Herausforderungen stellen.

Page 21: Smart Industry

21

03Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Page 22: Smart Industry

22

Die Produktion der Zukunft ist durch ein hohes

Maß an Individualisierung und Flexibilisierung

gekennzeichnet. Der Einsatz intelligenter Maschi-

nen in Kombination mit Cloud-Technologien und

neuen Herstellungsverfahren wie dem 3D-Druck

ermöglicht die wirtschaftliche Fertigung von

Kleinstmengen und individualisierten Produkten.

Sogenannte 'Social Machines', die mit Zulieferer-

und Kundensystemen vernetzt sind, können

eigenständig und situationsbedingt auf Abwei-

chungen reagieren und den Produktionsprozess

entsprechend anpassen.34

Nicht mehr nur Maschinen, ganze Produktions-

stätten werden in Zukunft miteinander vernetzt

sein: eine Art modulares Smart-Factory-Network.

Das heißt, die Produktionskapazitäten müssen

noch nicht einmal notwendigerweise von einem

Unternehmen im möglichen Maximum vorgehal-

ten werden. In Zukunft können intelligente Ma-

schinen auf die Profildaten und den Status Millio-

nen anderer Maschinen in der ganzen Welt zu-

greifen und diese autonom in den Produktions-

prozess einbinden. Industrieunternehmen wer-

den über entsprechende Plattformen ihre Maschi-

nen, Anlagen, Kapazitäten und Ressourcen auto-

matisiert bei Nichtauslastung anbieten. Das

Matching wird von intelligenten Algorithmen

übernommen.

Denkansatz:

Wofür nutzen Menschen heute das Internet?

Welcher Nutzen ist auf Maschinen übertragbar,

wenn diese autonom miteinander kommunizieren

und Entscheidungen treffen?

Auch wenn im Prozess der Digitalisierung der

Industrie noch einige Hürden zu nehmen sind,

am Ende werden daraus anpassungsfähigere

Unternehmen hervorgehen. In agile Wertschöp-

fungsökosysteme integriert, werden diese deut-

lich besser für die zunehmend volatilen Märkte

der Zukunft gerüstet sein als ihre Wettbewerber.

In diesem Zusammenhang gewinnen nicht nur

die vertikale und die horizontale Integration an

Bedeutung, sondern vor allem auch branchen-

übergreifende Kooperationen, die eine entschei-

dende Basis für die Entwicklung innovativer Ge-

schäftsmodelle sind. Den Dreh- und Angelpunkt

Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Unternehmen, die in agile Wertschöpfungsökosysteme integriert sind, werden deutlich besser für die zunehmend volatilen Märkte der Zukunft gerüstet sein.

Page 23: Smart Industry

Prosuming

23Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Intelligente Sensorik

NeuePlattformanbieter

Datenbanken für Maschinendaten

Interaktive Wertschöpfung

Smart Services

Industrie 4.0: Neue Geschäftsmodelle

Neue Finanzierungsmodelle

Page 24: Smart Industry

24

bilden dabei immer die gewonnenen Daten sowie

ihre Interpretation und weitere Nutzbarmachung.

Datenbasierte Geschäftsmodelle ermöglichen

völlig neue Ansätze. Wenn beispielsweise (Ab-)

Nutzung messbar wird, dann kann bei den Ge-

schäftsmodellen die Nutzung von Komponenten,

Maschinen und Anlagen stärker in den Vorder-

grund rücken als das Besitzen. So umfasst der

Service 'Total Care' von Roll Royce die Bereit-

stellung eines Triebwerkes inklusive Überwa-

chung, Wartung und Reparatur. Der Flugzeug-

betreiber bezahlt pro Flugstunde, in der das

Triebwerk im Einsatz ist. Die 'Hardware' bleibt im

Besitz von Rolls Royce.

Neben neuen Finanzierungs- oder auch Versiche-

rungsmodellen, spielen hybride Lösungspakete

aus Produkt und Dienstleistung eine immer wich-

tigere Rolle. Im Mittelpunkt steht dabei der Kun-

dennutzen. Branchenübergreifende Kooperatio-

nen und Geschäftsmodelle ermöglichen es, ge-

nau diesen zu adressieren, indem Produkte in ein

umfassendes Service-Portfolio eingebettet wer-

den, das den Kunden bedarfsorientiert und in

Echtzeit unterschiedliche Mehrwerte bietet. Für

kleine und mittlere Unternehmen bedeutet die

Sicherstellung des versprochenen Nutzens aber

auch eine höhere Verantwortung. Kooperationen

zwischen KMUs und großen Unternehmen bei der

Entwicklung innovativer Dienste und Produkte

dürften für beide Seiten von Vorteil sein.35

Datenbasierte hybride Geschäftsmodelle erwei-

tern klassische Produkte um smarte Services. Das

industrielle Internet der Dinge ist immer auch als

industrielles Internet der Dienste zu denken. Die

Zahl der Anwendungsgebiete – und damit auch

die Zahl möglicher Geschäftsmodelle – wächst

mit der Datenmenge. Big Data Analytics ist die

Basis: Auf Serviceplattformen zum Beispiel, die

verschiedenste Produktanbieter und Dienstleis-

tungsunternehmen miteinander vernetzen, kön-

nen diese Daten dann zu intelligenten Dienstleis-

tungen veredelt werden.36

Entsprechende Smart Services dürften in Zu-

kunft verstärkt auch von Privatanwendern und

Konsumenten nachgefragt werden. Smart

Mobility und Smart Home sind hier wichtige

Innovationsfelder. Der Carsharing-Nutzer möchte

über seine digitale Datenbrille zum nächsten

freien Fahrzeug geleitet werden und per Finger-

Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Branchenübergreifende Geschäftsmodelle und hybride Lösungspakete erlauben es, Kunden nutzenorientiert zu adressieren und Mehrwerte zu liefern.

Page 25: Smart Industry

25

1.

Drei Handlungsfelder für den Erfolg in der Smart Industry37

Mitarbeiter für die digitaleArbeitswelt 4.0 befähigen

Neue, hybrideGeschäftsmodelle entwickeln

Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

3.

2.Big Data nutzen und den Wertvon Daten profitabel machen

Page 26: Smart Industry

26

abdruck bezahlen. Der Energiekunde möchte im-

mer den günstigsten Strom beziehen und seinen

Verbrauch in Echtzeit auf seinem Smartphone

einsehen können. Die Hausfrau möchte, dass ihr

Kühlschrank erkennt, welche Produkte entnom-

men wurden oder bald aufgebraucht sind, und

diese dann automatisch nachbestellt.

Quantifizierung ist ein Megatrend. Die dahinter

stehenden Ziele sind Transparenz, Optimierung

und vielleicht sogar Perfektion. Auch im privaten

erfreut sich das 'Condition Monitoring' in Form

von Fitnesstrackern, Schlafanalyse-Tools, medizi-

nischen Apps oder WLAN-fähigen Waagen immer

größerer Beliebtheit. Dabei ist die Quantified Self-

Bewegung nur Teil eines größeren Ganzen, ei-

nem Quantified Everything, das nicht nur ganze

Wertschöpfungsketten transformiert, sondern

auch das Verhältnis von Unternehmen und Kun-

den neu definiert: Die Kundenbeziehung wird

intensiver, teilweise intimer. Nicht zuletzt im

privaten Bereich eröffnen sich der Industrie 4.0

zahlreiche Chancen, zum Beispiel durch das

Monitoring von Haushaltsgeräten, Photovoltaik-

anlagen oder Fahrzeugen sowie das Angebot at-

traktiver zusätzlicher Dienstleistungen.

Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle

Page 27: Smart Industry

27

Chancen im Zukunftsmarkt 'Smart Industry'

Das Denken in Wertschöpfungsökosystemen, ermöglicht es Unternehmen, die Erwartungen Ihrer Kunden besser und umfassender als Ihre Wettbewerber zu erfüllen.

Maschinen und Anlagen können effizienter ausge-lastet werden. Unternehmen profitieren von Kosteneinsparungen, einer höheren Produktivität und größerem Erfolg im globalen Wettbewerb.

Hochflexible Produktionsprozesse ermöglichen eine starke Individualisierung der Produkte bis hin zur Losgröße 1.

Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-ketten bildet die Basis für die Entwicklung innovativer datenbasierter Geschäftsmodelle.

Durch die Bündelung von Produkten und Dienstleistungen zu hybriden Lösungspaketen können Unternehmen ihren Kunden einen echten Mehrwert liefern.

Nutzenorientierte Service-Lösungen entlang des gesamten Lebenszyklus von Produkten, Maschinen und Anlagen befähigen Unternehmen, ihre Kunden langfristig zu binden.

Auf Plattformen basierende Geschäftsmodelle ermöglichen es, die Leistungen anderer Anbieter zu vernetzen, zu orchestrieren und hochflexible, modular aufgebaute Lösungen anzubieten.

Die vierte industrielle Revolution eröffnet kreativen Unternehmern und innovativen Start-ups zahlreiche Chancen.

Der Bereich Daten- und Systemsicherheit in der Industrie 4.0 entwickelt sich zu einem attraktiven Zukunftsmarkt.

Industrie 4.0 unterstützt Mitarbeiter intuitiv mit neuer Hard- und Software und bietet ihnen die Chance, ihre Kompetenzen und ihren Verant-wortungsbereich zu erweitern.

Page 28: Smart Industry

Sind Sie ausreichend auf dievierte industrielle Revolution vorbereitet?

28

Welche Chancen eröffnet Ihrem Unternehmen

der Zukunftsmarkt 'Industrie 4.0'?

Welche Geschäftspotenziale ergeben sich für

Ihr Unternehmen durch den Einsatz von Big

Data Analytics und Cloud-Technologien?

Mit welchen Serviceangeboten können Sie Ihr

Produktportfolio veredeln oder sogar völlig

neue Geschäftsfelder erschließen?

Welche innovativen Unternehmen und Start-

ups treten in Konkurrenz zu Ihrem Unterneh-

men. Welche eignen sich für Kooperationen?

Gelingt es Ihnen vor dem Hintergrund des

sich verschärfenden Fachkräftemangels,

qualifiziertes Personal mit kombiniertem IT-

und Fertigungswissen zu rekrutieren?

Sind Sie ausreichend gegen Cyber-Risiken

abgesichert?

Haben Sie eine umfassende Industrie 4.0-

Strategie entwickelt?

Page 29: Smart Industry

29

Machen Sie Ihre Vision undStrategie zukunftsrobuster!

Page 30: Smart Industry

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Inhouse-WorkshopSmart Industry

Impulsvortrag:Ein Impulsvortrag zum Thema "Smart Industry" inspiriert Ihr Zukunftsteam.

Umfeld-Entwicklungen: Wir analysieren gemeinsam, welche konkreten Auswirkungen die Marktentwicklungen auf Ihr aktuelles Geschäft haben.

Ihre strategischen Handlungsoptionen: Wir entwickeln gemeinsam vorteilhafte Handlungsmöglichkeitenfür Ihr Geschäft.

Nächste Schritte:Konkrete Schritte zur Umsetzung und weiteren Verwendung der erarbeiteten Ergebnisse bieten Orientierung und motivieren.

Abschluss:Wir lassen den Tag im angenehmen Miteinander ausklingen.

Kontakt

Page 31: Smart Industry

Quellen

31

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Europe will succeed (Link)

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36 Arbeitskreis Smart Service Welt (2014): Smart

Service Welt. Umsetzungsempfehlungen für das

Zukunftsprojekt Internetbasierte Dienste für die

Wirtschaft. Innovationstreiber IKT, Berlin (Link)

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www.FutureManagementGroup.com

Bereich I Bereich II Bereich III

Bere

ich A

Bere

ich B

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)0,5

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0,5

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Dr. Jörg Blechschmidt

Leiter der FutureMarkets-Center 'Design & Production' sowie'Machines & Tools'' bei der FutureManagementGroup AG

Kontakt:

[email protected]+49 - (0)174 – 32 54 249

Über die FutureManagementGroup AG

Die FutureManagementGroup AG unterstützt seit 1991 Führungsteams internationaler Unternehmen dabei, Chancen in Zukunftsmärkten zu erkennen und eine motivierende und zukunftsrobuste Ausrichtung, Vision und Strategie zu entwickeln und zu implementieren.

So schafft sie die wichtigste Grundlage für Wettbewerbs-vorteile, wirksame Führung und großen nachhaltigen Erfolg für Unternehmen und Mitarbeiter.

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