Industrie 4.0 – Potentiale für BI-/DWH-Lösungen und Big

Industrie 4.0
–
Potentiale für BI-/DWH-Lösungen und
Big-Data-Ansätze
Prof. Dr. Hans-Georg Kemper
Keplerstr. 17
70174 Stuttgart
Telefon: +49 (711) 685 - 83194
Telefax: +49 (711) 685 - 83197
E-Mail: [email protected]
Internet: http://www.wi-im.uni-stuttgart.de
Industrie 4.0 …
Big Data, Cyber Physical Systems,
Real-time Factories, Cloud Computing …
… macht innovative
IT erfolgreich?
…oder stimmt …
“IT doesn’t matter”?
(wir brauchen nicht so viele strategisch denkende CIOs)
by N.G. Carr, Harvard Business Review, from May 2003
Industrie 4.0 …
Wertbeitrag IT
Unternehmensstrategie
bedingt
Geschäftsmodell
beeinflusst
IT
bestimmt
Geschäftsprozesse
liefert
WERT
Verändert übernommen aus: Krcmar, Helmut: Informationsmanagement, Berlin, S.399 (angelehnt an Wiegand, Picot, Reichwald).
Industrie 4.0 …
CIO-Panel der Gartner Gruppe
1,500 CIOs in 2009
Quelle: http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=855612
2,300 CIOs in 2012
Quelle: http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1897514
Industrie 4.0 …
Big Data … von der Philosophie zur Technik
Philosophieorientiertes Big-Data-Verständnis
Datenorientierte Unternehmensstrategie
Strategieorientierte Datenanalyse
Fokus auf externen Daten
Anspruchsvolle, endbenutzerorientierte
Analysen
Zukunftsorientierte Analysen
(„Predictive Analytics“, Simulation)
Betonung der Datenexploration
führt zu
Problemorientiertes Big-Data-Verständnis
Velocity: Erfassung von Datenströmen
Variety: Texte
(z.B. Social Media)
Velocity: Real-Time Identifikation von
Ereignissen (z.B. Angriffe)
Variety: Videos
Variety: Beziehungsdaten
(z.B. Webcams)
Variety: komplexe Maschinendaten
Variety: Bilder
Volume: Sensordaten
Volume: Logdaten
Velocity: Datenbereitstellung
(z.B. Live-Visualisierung)
Volume: RFID
Volume: Sensordaten
erfordert
Technologieorientiertes Big-Data-Verständnis
In-Memory-Datenbanken
Konzepte / Frameworks zur massiv-parallelen
Datenhaltung und -abfrage (z,B. Hadoop)
Streaming-Daten-Analyse
NoSQL-Datenbanken,
z.B. Graphdatenbanken
Visuelle Simulation und
Analyse
Baars, H.; Kemper, H.-G.: Integration von Big-Data-Komponenten in die Business Intelligence, Zeitschrift Controlling, im Druck
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0 in deutschen Unternehmen
– eine empirische Untersuchung
Knapp die Hälfte der KMU hat nur vage
Vorstellungen, was sich
hinter dem Begriff verbirgt …
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
Industrie 4.0 ist ein Zukunftsprojekt in der Hightech-Strategie der deutschen
Bundesregierung, mit dem in erster Linie die Informatisierung der Fertigungstechnik vorangetrieben werden soll.
Produktlebenszyklus
Vorphase
Produkt- /
Produktionsprozessentwicklung
Produktion
Absatz
Produktnutzung / Service
Recycling
Industrie 4.0
Industrie 4.0 …
Bildnachweis: 123rf.com
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
1. „Produktionssystem-fokussiertes Verständnis“
Produktlebenszyklus
Vorphase
Produkt- /
Produktionsprozessentwicklung
Produktion
Absatz
… als Anwendung
Cyber-physischer
Systeme in Produktion
und Logistik
Industrie 4.0 …
Produktnutzung / Service
Recycling
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
1. „Produktionssystem-fokussiertes Verständnis“
Industrie 4.0 …
Bildnachweis: 123rf.com
7
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
2. „Produkt-fokussiertes Verständnis“
Produktlebenszyklus
Vorphase
Produkt- /
Produktionsprozessentwicklung
Produktion
Absatz
Produktnutzung/ Service
Recycling
… als Anwendung
Cyber-physischer
Systeme in Produktion
und Logistik
… als Internet der Dinge
und Dienste in
industriellen Prozessen
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
2. „Produkt-fokussiertes Verständnis“
physisches
Produkt
(Bsp. Getriebe)
physisches Produkt und
embedded System
(Bsp. Getriebe mit Sensorik und Applikation)
Industrie 4.0 …
Bildquelle: Wittenstein
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
3. „Produktlebenszyklus-orientiertes Verständnis“
Produktlebenszyklus
Vorphase
Produkt- /
Produktionsprozessentwicklung
… als ein unternehmensspezifischer Gesamtansatz zur Steigerung der
Wertschöpfung über den
gesamten Produktlebenszyklus
Produktion
Absatz
… als Anwendung
Cyber-physischer
Systeme in Produktion
und Logistik
Industrie 4.0 …
Produktnutzung/ Service
Recycling
… als Internet der Dinge
und Dienste in
industriellen Prozessen
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
3. „Produktlebenszyklus-orientiertes Verständnis“
physisches Produkt und
embedded System
Industrie 4.0 …
Bildquelle: Wittenstein
Industrie 4.0 in der industriellen Wertschöpfung
dargestellt am Beispiel der Kundenindividualisierung
Tracking
Customer Co-Creation
Individuelle
Produktion
Betrachtung der
Individuelle
Prozesskosten
Services
Industrie 4.0 erfordert den Aufbau unternehmensspezifischer Fähigkeiten
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0 aus Sicht eines Unternehmens
Industrie 4.0 …




ist ein organisationsspezifischer Gesamtansatz
zur horizontal sowie vertikal integrierten
digitalisierten, vernetzten, lebenszyklusorientierten Leistungserstellung
materieller, immaterieller und/oder hybrider Produkte in produzierenden
Unternehmen.
Engineering
Management
InformationsTechnik
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0 aus Sicht eines Unternehmens
Unternehmensstrategie / Geschäftsmodell
Fähigkeiten / Capabilities
Informationstechnik
Technologien
Konzepte
Engineering
Industrie 4.0 …
Management
Innovative BI-Anwendungsfelder im Kontext „Industrie 4.0“
Veränderte Informationsbedarfe durch Additive Manufacturing
Kunde
Designer
Konstrukteur
„Print-Dienstleister“
Integrierte Informationsversorgung
Lösungsraum
Prozess- und Qualitätsmerkmale
Kosten
Funktionsmerkmale
Industrie 4.0 …
Bild: slm-solutions.com
…
Innovative BI-Anwendungsfelder im Kontext „Industrie 4.0“
Veränderte Informationsbedarfe durch autonome
cyber-physische Produktionssysteme
Produktentwickler
Produktionsplaner
Qualitätsmanager
…
Integrierte Informationsversorgung
Gesamtanlageneffektivität
Fertigungszeit
Qualität
…
(OEE)
Restriktionen
Prozesse
Status
„intelligentes“
Bauteil
Industrie 4.0 …
Bilder: 123rf.com
Innovative BI-Anwendungsfelder im Kontext „Industrie 4.0“
Veränderte Informationsbedarfe durch „embeded Systems“
Komponentenverantwortlicher
Produktverantwortlicher
Gewährleistungs- und
Kulanzcontroller
Geschäftsführer
Integrierte Informationsversorgung
Ursache
Fehlerrate
Lessons learned
Kosten
Status
Bild: 123rf.com
Maßnahmen
Fehler
Industrie 4.0 …
…
Innovative BI-Anwendungsfelder im Kontext „Industrie 4.0“
Veränderte Informationsbedarfe durch „Tracking- und Tracing in der Montage“
Werker
Qualitätsmanager
Meister
Integrierte Informationsversorgung
Montageprotokoll
Verbauung/Konfiguration
Montagefortschritt
…
Status Montagegeräte
Montagezeit
Bild: Brose
Industrie 4.0 …
Geschäftsführer
Industrie 4.0 – Von der Vision zur Lösung
Vision
2022
Industrie 4.0: Was möchte unser
Unternehmen langfristig erreichen?
Industrie 4.0
Projekte mit
dokumentierbarem
Nutzen (ROI)
I4.0-P6
I4.0-P7
I4.0-P5
I4.0-P1
I4.0-P3
I4.0-P2
Industrie 4.0 …
Industrie 4.0:
Lösungen
2015-2022
I4.0-P4
BI-Eco-System
Big-Data-Komponenten
Informationsgenerierung
Direkte Abfrage
& Suche
(Big Data
Store)
Interaktive Analyse
und Visualisierung
(Visual Analytics)
GraphDatenbanken
weitere
NoSQLDBs
Advanced &
Predictive
Analytics
OLAP
InMemory
DB
Data
Mart
Reporting
Administration, Metadata-Management, Data Quality
anwendungsspezifisch
StreamingDaten:
Analyse /
Monitoring
Etablierte Business-Intelligence-Komponenten
Data
Mart
Datenbereitstellung
Data Warehouse
anwendungsübergreifend
ETL
Big Data Store
Quellsysteme
CRM
ERP
SCM
Baars, H.; Kemper, H.-G.: Integration von Big-Data-Komponenten in die Business Intelligence, Zeitschrift Controlling, im Druck
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…
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