TITELSTORY DCB DIGITALE INDUSTRIE DIE NÄCHSTE INDUSTRIELLE REVOLUTION Bei Industrie 4.0 geht es – anders als häufig angenommen – nicht primär um Technologie. Technologie schafft zwar die Voraussetzungen für eine neue Welle von Effizienzsteigerung und Wachstum. Ihr tatsächlicher Wert liegt aber darin, dass sie bessere Entscheidungen, integrierte Prozesse und neue Geschäftsmodelle ermöglicht. In den kommenden zehn bis 15 Jahren wird die „Digitale Industrie“ die Prozesslandschaft und die Geschäftsmodelle von Fertigungsunternehmen ebenso grundlegend verändern, wie dies die Lean- und Business-ProcessReengineering-Bewegungen im vergangenen Jahrhundert getan haben. Maschine-zu-Maschine-Kommunikation oder 3D-Druck sind nur einige Beispiele für Technologien, die unter dem Stichwort Industrie 4.0 zu einem Innovationsschub führen. Dadurch werden sie ihren Anbietern zweifelsohne einen Wachstumsimpuls bescheren. Doch ihr Neue Technologien sind dabei, das Geschäft von Fertigungsunternehmen zu durchdringen. Verfügbarkeit und Analyse großer Datenmengen, virtuelle Entwicklungsumgebungen und neue Simulationssoftware, breitbandige Konnektivität zur Vernetzung in Echtzeit, Abbildung 1: Die Entwicklung der Industrie INDUSTRIEÄRA 1.0 2.0 3.0 1784 1870 1969 4.0 HEUTE wahrer Wert liegt in der intelligenten Anwendung durch die Hersteller der Endprodukte: Für sie werden bessere Entscheidungen, effizientere Prozesse und ganz neue Geschäftsmodelle möglich. Zu diesem Ergebnis kommt die aktuelle Oliver Wyman-Studie „Digital Industry – Connecting the Dots“. Das ist allerdings kein neues Muster: Bereits während der drei vorangegangenen industriellen Revolutionen hat die Verbreitung neuer Technologien in Industrieunternehmen zu grundlegenden Prozessveränderungen geführt (Abbildung 1). Der wahre Wert der industriellen Digitalisierung wird außerhalb der Produktion gehoben werden. Obwohl in Fertigung und Montage eine unmittelbare und signifikante Effizienzsteigerung zu beobachten sein wird, zeigt die Oliver Wyman-Studie einen weitaus stärkeren Effekt in der Optimierung der indirekten Bereiche entlang der gesamten Wertschöpfungskette: Preissetzung, Engineering, Planung, Anlauf, Einkauf oder auch Qualität, Logistik und Instandhaltung werden in den kommenden zehn bis 15 Jahren eine durch die Digitalisierung getriebene Effizienzverbesserung erleben, die der historischen Produktivitätssteigerung durch die Lean-Bewegung in nichts nachsteht. In Summe lässt sich in der Fertigungsindustrie 2030 ein globales Wertpotenzial von bis zu 1,4 Billionen US-Dollar durch die „Digitale Industrie“ erschließen (Abbildung 2). Der absolut gesehen größte Wertbeitrag entfällt dabei auf die Automobilindustrie, der relative höchste Zuwachs auf die Hersteller in der Luftfahrt und im Schienenverkehr. WERTHEBEL DER „DIGITALEN INDUSTRIE“ Der Mehrwert der „Digitalen Industrie“ zeigt sich in einer Reihe von Hebeln entlang der gesamten Wertschöpfungs kette (Abbildung 3). Die präzisere Vorhersage der Kunden nachfrage und eine intelligentere Preisgestaltung stellen dabei mit einer Margenwirkung von 600 Milliarden US-Dollar den insgesamt größten Einzeleffekt dar. So sind Automobilhersteller künftig in der Lage, den tatsächlichen Kundenbedarf in Echtzeit zu ermitteln. Auf Grundlage der Auswertung vielfältiger Datenquellen wie Konfigurator, Verkaufsdaten neuer und gebrauchter Fahrzeuge, Kunden datenbanken, Onlineforen und sozialen Netzwerken kann der effektive lokale Fahrzeugbedarf etwa nach Typ, Farbe, Motorleistung oder Ausstattung faktenbasierter ermittelt werden, als dies Händlern heute durch subjektive Einschätzung gelingt. Im Ergebnis lassen sich weite Teile des gesamten Marktanalyse-, Bestellauslösungs-, Dispositions-, Einplanungs- und operativen Einkaufsprozesses automatisieren. Händler können ihre Bestellungen für die Ausstellungsfahrzeuge auf Basis von Echtzeitdaten und Analysen optimieren. Hersteller wiederum sind in der Lage, auch ihr Ertragsmanagement auf Echtzeit daten auszurichten und somit die Auslastung von nicht voll b eanspruchten Werksanlagen deutlich zu erhöhen. Zudem lässt sich der Verkaufspreis sowohl an eine individuelle Preisbereitschaft als auch an Deckungsbeitragsabwägungen zwischen Werken anpassen – in Summe ein immenser Hebel. Abbildung 2: Globales Potenzial der „Digitalen Industrie” im Jahr 2030 (zusätzliche jährliche Marge) TECHNOLOGISCHE REVOLUTION Mechanische Produktion mit Wasser-/Dampfkraft Elektrisch betriebene Massenproduktion Produktionsautomatisierung Digitalisierung durch durch Elektronik cyber-physische und IT Systeme, Vernetzung und Big Data ∑ ~1,4 Billionen US$ 100 % Schafft Voraussetzung … PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS 75 % SALES-TO-DELIVERY 50 % TRANSFORMATORISCHER WANDEL Substitution von Arbeit durch Kapital; Prozessstabilität und Geschwindigkeit Arbeitsteilung („Taylorismus”); Durchgängigkeit von Prozessen Business Process Reengineering; Prozessqualität und Lean „Digitale Industrie“ 25 % … für Hebung des wahren Werts durch Prozessverbesserung 0% AUTOMOBIL LUFTFAHRT BAHN ANDERE DISKRETE FERTIGUNG MASCHINEN- UND ANLAGENBAU Quellen: Oliver Wyman-Analyse, OECD Weltbank, Vereinte Nationen, Expertenschätzungen Quellen: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Oliver Wyman 8 BETRIEB UND SERVICE Copyright © 2016 Oliver Wyman 9 TITELSTORY Abbildung 3: Relevanz und Größenordnung der Werthebel variieren nach Industrien POTENZIAL NACH INDUSTRIEN RELATIV ZUM SEKTORUMSATZ GRÖßE DER WERTHEBEL IN MILLIARDEN US-DOLLAR, 2030 M PRODUKTENTSTEHUNG Vorhersage der Nachfrage und intelligentes Pricing 600 Flexible Produktion und individualisierte Massenfertigung 300 Digitalisierter Einkauf und Outsourcing 120 Produkteinführung 120 F&E-Effizienz 100 Intelligente Instandhaltung/ Verfügbarkeits- und Performanceoptimierung der Produktionsanlagen 70 Optimierung des Produktionsnetzwerks 30 Automatisierung von Absatzund Produktionsplanung 30 Digitales Lagerhaltungsund Qualitätsmanagement 20 NIEDRIG SALES TO DELIVERY BETRIEB UND SERVICE AUSWIRKUNGEN AUF DEN MASCHINEN- UND ANLAGENBAU HOCH Quelle: Oliver Wyman Den industrieübergreifend zweitgrößten Werthebel stellen mit 300 Milliarden US-Dollar flexible Produktion und individualisierte Massenfertigung dar. Es wird erwartet, dass sich künftig etwa im Maschinenbau Kleinserien oder auch Einzellosgrößen nach den Effizienzmaßstäben der Serienproduktion fertigen lassen, und zwar auf Basis von 3D-Modellen, weitreichender Simulation, Selbstorganisation, flexiblen Fertigungssystemen und durchgängigen Datenflüssen. Möglich wird zudem eine 10 Verbesserungen in puncto F&E-Effizienz und Produkt einführung schlagen mit insgesamt 220 Milliarden US-Dollar zu Buche. So werden etwa in der Bahnindustrie die Funktionalitäten mechanischer oder elektrischer Komponenten sowie von Software oft isoliert entwickelt. Darüber hinaus verbraucht der physische Prototypenbau von Werkzeugen und Produkten erhebliche Ressourcen. Eine Digitalisierung der Prozesse ermöglicht dagegen unter anderem die umfassende Nutzung von Betriebs daten für die Produktentwicklung oder die von Hersteller und Zulieferer simultane Entwicklung mechatronischer Komponenten mithilfe digitaler 3D-Modelle. Auch wird der physische Prototypenbau weitgehend durch Simulationen ersetzt sowie virtuelle Tools und Tests eingeführt. Dies macht die Entwicklung schneller und kostengünstiger. in den Produktionsfluss integrierte Nachbearbeitung von nicht einwandfreien Teilen. Die Grundlage dafür sind produktindividuelle Qualitäts- und Bearbeitungsdaten, die zwischen den Bearbeitungsschritten maschinenübergreifend mit dem Produkt weitergegeben werden. Darüber hinaus erleichtern es Echtzeitsimulationen sowie Feedbackschleifen zwischen Produktion und Arbeitsvorbereitung, Engpässe und Fehler im Produktionsablauf zu identifizieren und zu vermeiden. Copyright © 2016 Oliver Wyman Die „Digitale Industrie“ wird im Maschinen- und Anlagenbau auch einen Wandel der Geschäftsmodelle mit sich bringen. Oliver Wyman hat dabei vier konkrete Werthebel in Bezug auf die internen Prozesse, After Sales, Gesamtlösungen und Optimierungssoftware identifiziert. Interne Prozesse: Das Potenzial einer grundlegenden Neugestaltung, sprich: der Digitalisierung der Prozesse, darf nicht unterschätzt werden. Nicht die Optimierung der bereits bestehenden Abläufe, sondern die Integration ehemals getrennter Prozesse ist entscheidend. Auf lange Sicht führt dies zu einem fundamentalen Wandel, wie Maschinenbauunternehmen operieren. After Sales: Bereits heute verbessern viele Maschinenund Anlagenbauer Produkteigenschaften und Serviceangebote etablierter Modelle beispielsweise in Richtung Fernwartung und vorausschauender Instandhaltung. In Zukunft werden Schäden und Ausfälle auf der Grundlage von Echtzeitdaten sowie in Korrelation mit Erfahrungswerten und tatsächlichen Nutzungsdaten besser vorhersagbar – und damit auch zunehmend vermeidbar sein. Die Serviceabteilung weiß dann schon im Voraus um die Probleme und das erforderliche technische Know-how und kann unverzüglich einen entsprechend qualifizierten Techniker mit den richtigen Ersatzteilen – gegebenenfalls dezentral mit dem 3D-Drucker gefertigt – zum Kunden dirigieren. Auch werden die Preise für Ersatzteile auf Basis von realen Preiselastizitäten und der Marktdaten festgelegt. Insgesamt wird sich After Sales nicht länger auf die >90 % SEHEN DIE „DIGITALE INDUSTRIE“ ALS WICHTIGES STRATEGISCHES THEMA. FÜR 40 PROZENT IST ES EINES DER TOP-DREI-THEMEN AUF IHRER STRATEGISCHEN AGENDA. W klassischen Bereiche der Instandhaltung, der Reparatur und des Ersatzteilgeschäfts beschränken. Vielmehr lässt sich durch die Nutzung von Betriebsdaten die Bedienung der Maschinen seitens der Kunden optimieren. Dies öffnet die Tür für neue Vereinbarungen hinsichtlich verfügbarer Betriebszeiten oder sogar Leistungsgarantien. Gesamtlösungen: Unternehmen werden ihren Kunden umfassendere Gesamtlösungen anbieten können. Möglich wird dies vor allem durch die Nutzung ihres Applikations-Know-hows. Dieses erlaubt es, ihren Kunden einen kompletten „Process in a Box” anzubieten. Hierzu gehört nicht nur das Produktions-Equipment, sondern auch das übergeordnete Steuerungssystem inklusive Best-in-Class-Optimierungsalgorithmen. Profitieren können davon vor allem Maschinenbauer mit kleineren, weniger professionellen Kunden oder Kunden mit vielen Betriebstätten. Frühe Beispiele lassen sich etwa im Bergbau oder in der Agrarindustrie beobachten. Ein weiteres Beispiel ist ein traditioneller Hersteller von Holzverarbeitungsmaschinen, der seinen Kunden in der Küchen- und Möbelfertigung digital integrierte Lösungen anbietet. Ausgangspunkt ist ein Kunden-Frontend, anhand dessen Endkunden und Vertriebsmitarbeiter etwa eines Küchen herstellers gemeinsam ein 3D-Modell der Küche in den vorgesehenen Raum einpassen. Über die digitale Bestell auslösung gelangen die Daten dann in den Prozess und die Küche wird innerhalb von wenigen Tagen gemäß der Kundenspezifikation voll automatisiert in Losgröße 1 produziert. Auch Qualitätssicherung oder fällige Nacharbeiten 11 TITELSTORY Abbildung 4: Hindernisse bei der Erschließung der Potenziale der „Digitalen Industrie“ (indiziert) Mangelnde Kreativität, um über bestehende Betriebsund Geschäftsmodelle hinauszudenken 100 Mangelnde interne Software-/Datenkompetenzen 86 Mangelndes Know-how bei der Analyse großer und komplexer Datenmengen 84 Risiken durch ungeklärte rechtliche Fragen bzgl. Data Ownership 80 Fehlende Standards (Schnittstellen/Architekturen) 75 Mangelnde Bereitschaft zu datengetriebenen Entscheidungen 66 Mangelnde Kooperationsbereitschaft von Geschäftspartnern (z. B. Zulieferer, Kunden) 64 Risiken durch unzureichende Datensicherheit 59 Mangelnde technische und IT-Infrastrukturvoraussetzungen 57 Mangelnde Affinität des Topmanagements zu „Digital Industry“ 36 Andere Quelle: Oliver Wyman-Befragung führender Maschinen- und Anlagenbauer WER WIRD AM ENDE PROFITIEREN? Diese Beispiele zeigen, dass etablierte Maschinen- und Anlagenbauer, Softwareunternehmen, die auf Product Lifecycle Management (PLM) und Enterprise Resource Planning (ERP) spezialisiert sind, aber auch Automati 12 ~1,4 Billionen US$ AN GLOBALEM WERTPOTENZIAL LASSEN SICH IN DER DISKRETEN FERTIGUNG 2030 DURCH DIE „DIGITALE INDUSTRIE“ ERSCHLIESSEN. C Denn es gilt dabei eine ganze Reihe von Hürden zu überwinden. Hierzu gehören die Aufrüstung der installierten Basis an Produktionsanlagen und der digitalen Hard- und Die „Digitale Industrie“ wird eine neue Welle an Prozess Softwareinfrastruktur. Auch lassen sich analoge Produkte im Feld nur bedingt nachrüsten. Sie werden somit je effizienz auslösen und dabei ganze Abteilungen und Funktionen in ihrer heutigen Form obsolet machen. Aus nach Branche unterschiedlich schnell durch die Produktlebenszyklen des digitalen Industriezeitalters abgelöst. struktureller Sicht wird die Datenanalytik zentralisierter und die Transparenz in einer bisher nie dagewesenen Weitere substanzielle Hindernisse ergeben sich durch Breite und Tiefe global. So rückt beispielsweise die Echtzeit- kulturelle Barrieren unter anderem hinsichtlich Wissenstransfer oder Transparenz, durch eine unzureichende vorhersage der Nachfrage an die Stelle einer rollierenden, Mitarbeiterqualifizierung und nicht zuletzt durch ungefortschreibenden Vertriebsplanung. Gleichzeitig wird klärte Datensicherheits- und Rechtsfragen, etwa im die effektive Entscheidungsfindung im Rahmen der Bereich der Haftung. Und schließlich haben UnternehVorgaben dezentralisiert, um den Mehrwert des zenmen zu entscheiden, wie sie interne Engpässe in Bezug tralen, datenbasierten Know-hows durch Projektion auf auf Kreativität und die Fähigkeit, über den Tellerrand zu lokale Erfordernisse vor Ort zu heben. blicken, zeitnah überwinden, um ihre Geschäftsmodelle Gravierend sind auch die Auswirkungen auf Personal für das digitale Zeitalter neu gestalten zu können. bedarf und Arbeitsanforderungen. Eine beträchtliche Insgesamt wird die durch die „Digitale Industrie“ Zahl von Arbeitsplätzen in indirekten Funktionen wie ausgelöste Veränderung transformatorischen Charakter Marktanalyse, Planung oder Koordination, aber auch haben. Die nächste industrielle Revolution hat bereits im mittleren Management wird aufgrund direkterer, begonnen und ihre Chancen und Auswirkungen zeichnen automatisierterer und globalerer Prozesse entfallen. sich gerade erst ab. Unternehmen des Maschinen- und Zudem werden sich die Qualifikationsprofile der MitarAnlagenbaus sind deshalb gut beraten, ihre Aktivitäten beiter massiv in Richtung analytischer Fähigkeiten und in puncto „Digitale Industrie“ zu orchestrieren und ihnen höherer Flexibilität verschieben. Das Management wird eine klare Richtung zu geben, um so den eigenen Anteil sich ebenfalls neuen Trends stellen müssen, etwa dem am digitalen Mehrwert zu maximieren. nach datenbasierten und transparenten Entscheidungsprozessen. Offen ist, in welcher Geschwindigkeit die genannten Entwicklungen die Unternehmen verändern ( Abbildung 4). ORGANISATORISCHE AUSWIRKUNGEN 9 sowie die Versandlogistik sind vollständig in den Endto-End-Prozess integriert, um maximale Kosteneffizienz zu erzielen. Optimierungssoftware: Zuletzt ist es Unternehmen möglich, eigenständige Softwarelösungen zu entwickeln und dadurch ihre Prozesse für ihre Kunden zu optimieren – und dies sogar über die Prozesse hinaus, die traditionell von ihren eigenen Maschinen ausgeführt werden. Im Softwaregeschäft zu agieren macht es erforderlich, eine neue Rolle zu übernehmen und dabei weiter reichende Fähigkeiten zu entwickeln. Gefüllt werden könnten diese Lücken etwa durch die Akquisition von Softwarehäusern oder Start-ups. und diese wiederum andere als Industrieunternehmen. Gerade der Process-in-a-Box-Ansatz und die Softwareoptimierung lassen sich nur unter besonderen Umständen umsetzen. Dann aber sind sie hochattraktiv. Werden diese beiden Hebel genutzt, können sie zum „Game-Changer“ für das Geschäftsmodell eines Unternehmens werden. Zugleich sind eine strategische Vision, Mut und Risikobereitschaft nötig, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Insgesamt erfordert die Definition einer digitalen Strategie ein tief greifendes Verständnis der Prozesse und der strategischen Prioritäten der Kundenindustrien, die bedient werden. Gleiches gilt für die Position, das Geschäftsmodell, die Fähigkeiten und die Ambitionen des eigenen Unternehmens. sierungsanbieter in einer vielversprechenden Position sind, um die Chancen der „Digitalen Industrie“ zu nutzen. Industrielle Anwendungen sind meist zu klein oder zu sehr Nischenprodukte, um für Massenmarkt getriebene E-Commerce- beziehungsweise Onlinegiganten attraktiv zu sein. Ähnlich wie es Microsoft in den 2000er-Jahren nicht gelang, sich beim Thema „Offene Automatisierung“ zu positionieren, werden voraussichtlich weder Google noch Amazon in der nächsten Dekade die „Digitale Industrie“ im B2B-Umfeld erobern. In welchem Ausmaß Maschinen- und Anlagenbauer die genannten Werthebel für sich nutzen können, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Ein allgemeingültiges Erfolgsrezept gibt es nicht. Alle Unternehmen aber sind gut beraten, die ersten beiden Werthebel zu bedienen, sprich: die internen Prozesse zu digitalisieren und das After-Sales-Geschäft auf ein neues Niveau zu heben. Doch die konkreten Hebel zur Wertmaximierung werden unter anderem von Kundenstruktur, Produktkomplexität, Seriengröße und Marktposition abhängen. Komponentenhersteller setzen andere Prioritäten als Maschinenbauer Copyright © 2016 Oliver Wyman Thomas Kautzsch Wolfgang Krenz Dr. Tobias Sitte [email protected] [email protected] [email protected] +49 89 939 49 460 +49 89 939 49 403 +49 89 939 49 541 13
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