Die drei Säulen von Industrie 4.0 – Ein Arbeitsprogramm

Dr. Sebastian Berlin
Ditzingen, 9. Juni 2015
Die drei Säulen von Industrie 4.0 –
Ein Arbeitsprogramm
Die vier industriellen Revolutionen
Quelle: Kagermann u.a. (2013), Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 – Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0
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09.06.2015 - Schmalenbach-Gesellschaft für Betriebswirtschaft e.V. - Sitzung des AK Integrationsmanagement
Merkmale und Ausprägungen von „Industrie 4.0“
Kennzeichnend für Industrie 4.0 sind …
- Automatisierung U.a. datengetriebene
Entscheidungen auf
Grundlage von
Big Data-Analysen
- Standardisierung U.a. einheitliche
Kommunikationsstandards und
Schnittstellen;
Standards zur
Datenverarbeitung
- Einbettung U.a. Sensoren als
Bestandteil
physischer Akteure;
Verschmelzen von
Hard- und Software
- Digitalisierung U.a. Digitalisierung
der physischen
Akteure; digitales
Abbild des
Warenflusses
- Vernetzung Vernetzung aller
Akteure der
Wertschöpfungskette;
Vernetzung von
Maschinen und
Menschen
Ermöglicht …
- Smart Production Intelligente Maschinen; intelligente
Werkstücke; Effizienzsteigerung
- Smart Products Produkt trägt Daten mit sich; Angebot
innovativer Dienstleistungen wie
Fernwartung
- Smart Networks Wertschöpfungsweite Prozessintegration; Ad-hoc-Strukturen;
Kommunikation über Plattformen
In jedem dieser Bereiche ergeben sich bislang unbeantwortete
Herausforderungen für die betriebswirtschaftliche Forschung
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Themenfeld „Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen von Smart Production“
Flexibilisierung
Ressourcenproduktivität und -effizienz
Dynamische Gestaltung von Geschäftsprozessen in
unterschiedlichen Dimensionen: Qualität, Zeit, Risiko,
Robustheit, Preis, Umweltverträglichkeit, etc.
Individualisierung der
Kundenwünsche
Rentable Produktion von Kleinstmengen
(Losgröße 1) unter Berücksichtigung
individueller kundenspezifischer
Kriterien in der Produktentstehung
Hohe Ausbringung an Produkten bei gegebenen
Ressourcen (Ressourcenproduktivität) und niedriger
Ressourceneinsatz bei gegebener Produktionsmenge
(Ressourceneffizienz)
Herausforderungen von
Smart Production
Demografie-sensible
Arbeitsgestaltung
Interaktion zwischen Mensch und
technischen Systemen in Verbindung mit
Maßnahmen der Arbeitsgestaltung und
Kompetenzentwicklung
Optimierte
Entscheidungsfindung
Durchgängige Transparenz und frühzeitige
Absicherung von Entwurfsentscheidungen im
Rahmen des Engineerings sowie flexiblere
Reaktionen auf Störungen.
Work-Life-Balance
Verbindung von Beruf und Privatleben sowie neue
Handlungsspielräume für die Gestaltung des
Arbeitseinsatzes durch intelligente Assistenzsysteme
Quelle: Kagermann u.a. (2013), Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, S. 19f.
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Themenfeld „Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen von Smart Products“
Smarte Komponenten
(Sensorik, Prozessoren,
Software)
Vernetzungskomponenten
(Schnittstellen,
Netzwerkverbindung)
Physische Komponenten
(Mechanik, Elektronik)
Smart Product
führt zu
Überwachung
Wartung
Predictive
Maintenance
Messung der
Umwelt
Autonomes
Lernen
Herausforderungen
Veränderte
Wertschöpfungsketten
Neue
Branchenstrukturen
Neue strategische
Fragestellungen
Veränderte
Unternehmensrollen
Quelle: Porter, M. E., J. E. Heppelmann (2014), How Smart, Connected Products Are Transforming Competition, S. 67f.
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Transformation der
Wettbewerbskräfte
Themenfeld „Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen von Smart Networks“
Anwendungssicht
Theoriesicht
Welche Anforderungen ergeben
sich durch Industrie 4.0 an die
Steuerung von Netzwerken?
Beispiele: Möglichkeit zur
Bildung und Steuerung von adhoc-Strukturen
Herausforderungen
Welche wissenschaftlichen
Erkenntnisse sind vorhanden,
um diesen Anforderungen zu
begegnen?
Welcher künftiger
Forschungsbedarf ergibt sich
aus dem Abgleich von
Anforderungen und Lösungen?
Beispiele: Schließen von
Rahmenvereinbarungen
Beispiele: Bestimmung des
Zeitpunkts zur Vertragsauflösung
Fokus
4 Netzwerktypen
Steuerung von Netzwerken
Netzwerkplanung
Ziele &
Anreize
Strukturen &
Prozesse
hierarchisch
Interaktion &
Reputation
Typ I
Netzwerkbetrieb
Leistung &
Vergütung
Verhalten &
Belohnung
Vertrauen &
Gemeinsamkeiten
Ergebnissteuerung
Verhaltenssteuerung
Soziale
Steuerung
geschlossen
Quelle: Dekker, H. C. (2004). Control of inter-organizational relationships. Accounting, Organizations and Society, 29(1), 27–49.
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Typ II
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offen
Typ III
Typ IV
heterarchisch
Arbeitsprogramm zum Thema
„Betriebswirtschaftliche Aspekte von Industrie 4.0“
Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen
des Konzepts Industrie 4.0
Themenfeld
Themenfeld
Themenfeld
Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen
Smart Products
Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen
Smart Production
Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen
Smart Networks
Fallstudien
zur Vertiefung der behandelten Themenstellungen
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Backup
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Themenfeld „Betriebswirtschaftliche
Herausforderungen von Smart Networks“
Anwendungssicht
Theoriesicht
Welche Anforderungen ergeben
sich durch Industrie 4.0 an die
Steuerung von Netzwerken?
Beispiele: Möglichkeit zur
Bildung und Steuerung von adhoc-Strukturen
Herausforderungen
Welche wissenschaftlichen
Erkenntnisse sind vorhanden,
um diesen Anforderungen zu
begegnen?
Welcher künftiger
Forschungsbedarf ergibt sich
aus dem Abgleich von
Anforderungen und Lösungen?
Beispiele: Schließen von
Rahmenvereinbarungen
Beispiele: Bestimmung des
Zeitpunkts zur Vertragsauflösung
Fokus
4 Netzwerktypen
Steuerung von Netzwerken
Netzwerkplanung
Ziele &
Anreize
Strukturen &
Prozesse
hierarchisch
Interaktion &
Reputation
Typ I
Netzwerkbetrieb
Leistung &
Vergütung
Verhalten &
Belohnung
Vertrauen &
Gemeinsamkeiten
Ergebnissteuerung
Verhaltenssteuerung
Soziale
Steuerung
geschlossen
Quelle: Dekker, H. C. (2004). Control of inter-organizational relationships. Accounting, Organizations and Society, 29(1), 27–49.
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Typ II
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offen
Typ III
Typ IV
heterarchisch
Praxisorientierte Definition von „Industrie 4.0“
Industrie 4.0 umfasst die intelligente Vernetzung aller Akteure innerhalb von
Wertschöpfungsketten (vom Zulieferer bis hin zum Kunden) und die vollständige
Digitalisierung relevanter Informationen.
Dies ermöglicht die Aufnahme und Auswertung immenser Datenmengen (Big Data)
in Echtzeit sowie die autonome, regelbasierte Entscheidungsfindung.
Industrie 4.0 führt dadurch zu effizienteren Prozessen im Sinne einer smarten
Produktion, sowie einem höheren Kundennutzen durch das Angebot smarter
Produkte und Dienstleistungen.
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Themenüberblick
Arbeitsprogramm zum Thema „Betriebswirtschaftliche Aspekte von Industrie 4.0“ mit
folgenden Themenfeldern
„Smart Products“
Im Fokus stehen u.a. die Fragen, wie Smart Products aus Kundendaten entwickelt und in
das bestehende Leistungsspektrum integriert werden können.
„Smart Production“
Aus der betriebswirtschaftlichen Perspektive werden die informationstechnischen
Potenziale für die Produktionsplanung und -steuerung behandelt.
„Smart Networks“
Im Fokus steht die Frage, in welcher Form sich die Entwicklungen um Industrie 4.0 auf
die verschiedenen Ausprägungen überbetrieblicher Wertschöpfung auswirken.
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