roadmap industrie 4.0 digital readiness check...2018/12/06 · branche durch industrie 4.0 und die...
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Altenmarkt, 06. Dezember 2018
Roadmap Industrie 4.0 – Digital Readiness CheckErnst Peßl
Smart Production Lab - SPL
Agenda
FH JOANNEUM | Institut Industrial Management
Zahlen – Daten – Infos
Roadmap Industrie 4.0 – Digital Readiness Check (DRC)
2
FH JOANNEUM – 3 Standorte in der Steiermark
3
4.500 Studierende …… an 3 Standorten… in 6 Departments, … mit 26 Instituten … und ca. 58 Bachelor- und Master-Studiengängen,… führen zu bisher 11.000 Absolventinnen & Absolventen (1300 p.a.), … betreut von rund 680 MitarbeiterInnen und 950 Lehrbeauftragten.
Kapfenberg Graz
Bad Gleichenberg
6 Departments …und viele Möglichkeiten
4
ANGEWANDTE INFORMATIK
ENGINEERING
GESUNDHEITSSTUDIEN
BAUEN, ENERGIE & GESELLSCHAFT
MEDIEN & DESIGN
MANAGEMENT
Smart Production Lab – SPL (mit integriertem Smart FabLab)
Smart Production Lab – SPL (mit integriertem Smart FabLab)
Industrie 4.0 D-A-CH LändervergleichAusreichend Informationen zu Chancen und
Risiken der „Industrie 4.0“-Entwicklung?
Ja – Nein
Geplante Trainings-/Ausbildungsprogramme für Fachkräfte zum Thema „Industrie 4.0“
Ja – Nein – Weiß nicht
Vorbereitung der Unternehmenauf Industrie 4.0
sehr gut – eher gut – eher schlecht – sehr schlecht – weiß nicht
(Quelle: CSC: Studie „Industrie 4.0“ Ländervergleich DACH, Ergebnisse, 2015)
Fazit1. Hinsichtlich Vorbereitung der Unternehmen auf Industrie 4.0 liegt Österreich an 3. Stelle.
2. Ein möglicher Grund dafür ist, dass in Österreich offensichtlich nicht ausreichend Informationen zu Industrie 4.0
verfügbar sind.
3. Der geringe Vorbereitungsgrad sowie die Informationslücke spiegeln sich in den geplanten Trainings-
/Ausbildungsprogrammen wider Österreich auch hier auf Platz 3.
1 2 3
7
Was Vorreiter anders machen:1. Vorreiter zeigen Investitionsbereitschaft: Rund die Hälfte der
digitalen Vorreiter verfügt über ein digitales Investitionsvolumen von mehr als 5 Prozent der Betriebskosten.
2. Vorreiter gewinnen digitale Talente: Rund der Hälfte der Vorreiter gelang es, den Anteil digitaler Jobs auf etwa ein Zehntel zu erhöhen.
3. Vorreiter leben aktiv eine digitale Unternehmenskultur:Firmen, die zu der Gruppe der Vorreiter gehören, geben vor, dass ihre digitale Organisation bereits sehr weit ausgebaut und fest im Unternehmen integriert ist.
… wie sieht es dazu im internationalen Umfeld aus?
8
(Quelle: Factory: https://factorynet.at/a/industrie-4-0-welches-land-hat-die-nase-vorn 2017)
Wer hat in der Bildung die Nase vorn?1. Australien2. Großbritannien3. Südkorea4. USA5. Frankreich
Wer ist bei der Infrastruktur führend?1. USA2. Südkorea3. Großbritannien4. Japan5. Frankreich
Wer hat die Spitzenposition in der Forschung?1. Finnland2. Südkorea3. USA4. Japan5. Frankreich
Veränderung derBranche durchIndustrie 4.0 und dieMöglichkeiten derDigitalisierung
Aktueller Kenntnisstandzum Thema Industrie 4.0und Digitalisierung
Relevanz bzw. Bedeutungvon Industrie 4.0 bzw.Digitalisierung für dieZukunftsfähigkeit desUnternehmens
~63 %
~93 %
Quelle: BMÖ/IMP
Weitere empirische Befunde zur Digitalisierung…
~78 %
Roadmap Industrie 4.0
10
Ein individueller Weg für Unternehmen, um Potentiale der Digitalisierung zu nutzen
11
Auszug Reife- und Vorgehensmodelle aus Literaturrecherchen…
Roadmap zur Einführung von Industrie 4.0
12
Startworkshops für Handlungsfelder durchführen
Unternehmen bekommen einen Impuls zu Industrie 4.0
Hochschule moderiert und gestaltet den Workshop
Inhalte sind:• Was ist Industrie 4.0
• Chancen & Risiken• Anwendungs-
beispiele
Industrie 4.0-Reife analysieren
Analyse
Bewertung nach Hammer
1
2
Entscheidung vorbereiten
Projekt(e) initiieren
Prozesse
Umsetzung
Mensch
Einkauf
Vertrieb
Produktion
Finanzen
KundeStrategie
BSC nach
Kaplan/Norton
5
6
Projekt n
Projekt 1
Projekt 2
Intralogistik
3
2 1
3
2 1
3
2 13
2 1
3
2 1
Maßnahmen generieren und
bewerten
Soll-Zustand ausarbeiten
Ziele
„Unser Beitrag zu Industrie 4.0“
......…………
Priorisierung nach Chimni
Darstellung nach Mayer
Handlungs-
felder
• Einkauf
• Produktion
• Intralogistik
• Vertrieb
• Mensch
3
4
Aufwand
Nutz
en
Handlungs-
felder
• Einkauf
• Produktion
• Intralogistik
• Vertrieb
• Mensch
......…………
......…………
......…………
......…………
Digital Readiness Check - DRC
Für erste Orientierung im Digitalisierungsdschungel
In Anlehnung an Porter Wertschöpfungskette
Gezielte Fragen für ein Bild in den jeweiligen Handlungsfeldern
DRC: Entscheidungshilfe wo fangen wir an?
13
Schlüsselfragen: Auszug Handlungsfeld Produktion (2/2)
14
Frageninhalt 1 5
Produktions-
programm-
planung
Wie werden die Forecasts von Kunden
übermittelt und wie werden diese Daten intern
verarbeitet?
# Übermittlung und Systemintegration
# Granularität Forecast
# Zeithorizont und Aktualität
# Standortübergreifend
Unstrukturierte Übermittlung der
Forecasts per Mail.
Die Verarbeitung der Daten
erfolgt manuell durch IT-
Unterstützung (Excel).
Joint Forecasting im Produktionsnetzwerk, kollaborative Erstellung des Produktionsprogramms auf Basis
von Echtzeitdaten (aus Produktion, Beständen).
Simultane Planung voll integriert in Unternehmens IT durch Systemintegration (ERP, APS, MES)
Forecasts werden laufend aktualisiert (tagesaktuell)
Analytics zur besseren Prognose zukünftiger Bedarfe. Dadurch ist eine automatische Verarbeitung und
laufende Aktualisierung auf langen Zeithorizont möglich.
Produktions-
steuerung und
Traceability
Wie erfolgt die Auftragsfreigabe, Auftrags-/
Ressourcenüberwachung und die
Rückverfolgung in der Fertigung?
# Plan vs. Ist bei Zeit, Mengen, Termine
# Kapazitäten und Kostenstellen
# IT-Einsatz
# Traceability
# Papierlose Fertigung - wie stehen
Informationen zur Verfügung?
Manuelle Produktionssteuerung,
als IT-Unterstützung fungiert
maximal Excel.
Produkte sind beim
Herstellungsprozess (auf und
zwischen Anlagen) nicht
verfolgbar.Die meisten
Informationen stehen in
Papierform zur Verfügung.
Dezentrale Steuerung: Produkte steuern sich selbstständig durch die Produktion. (Smart Product)
Vordefinierte Regelkreise im MES sorgen für automatische Reaktionen bei Abweichungen und
automatische Benachrichtigung vor- und nachgelagerter Wertschöpfungspartner (horizontale Integration).
Produkte sind über Unternehmensgrenzen hinweg verfolgbar und kennen ihre Historie, ihren
Bearbeitungszustand und weitere Bearbeitungsschritte und können dies kommunizieren. Sie steuern sich
somit selbständig durch die Produktion. (Zulieferer/Kunden sind vollständig in Prozessgestaltung
integriert)
Produkt-
realisierung
Wie erfolgt die "technische Realisierung"
(Fertigung) Ihrer Produkte?
# Automatisierung in der Fertigung
# Vernetzung des Maschinenparks (M2M)
# Mensch-Maschine-Schnittstelle
# Digitales Abbild
manuell / sehr geringe
Automatisierung.
keine Vernetzung zwischen
Mensch und Maschine.
Kein digitales Abbild der
Produktion
Vollständige, flexible Automatisierung in der Fertigung (z.B.: selbstlernende Industrieroboter für
Transporte, Selbstjustage von Maschinen)
Vollständige Vernetzung des Maschinenparks: M2M Kommunikation, Zugang zum Internet, Verwendung
von Webdiensten.
Mensch-Maschinen-Kollaboration.
Maschinen und Anlagen werden über mobile Endgeräte überwacht und gesteuert. Mitarbeiter bekommen
erweiterte Informationen (Augmented Reality) am Smart Glass angezeigt
Die Produktion ist vollständig digital abgebildet (Digital Twin)
Qualitäts-
sicherung
Ist die Produktionsqualitätskontrolle
automatisiert bzw. in eine entsprechende IT-
Lösung integriert?
# SPC über integrierte Lösung
# Rückmeldung an Maschine (optimierende
Maschinen)
Keine IT-Integration. Die Qualität
der Produkte wird mittels
manuellen Qualitätskontrollen
sichergestellt,
Prüfpläne/Dokumente liegen in
Papierform vor.
Dynamische Qualitätsprüfung: Prüfplanung wird dynamisch gemäß der Performance angepasst
(erweitert, reduziert, ergänzt).
Prüfpläne werden digital (mittels Tablet, Smart Glass) verwendet.
Maschinen justieren sich auf Grund von Qualitätsdaten selbständig nach.
Predictive Quality: zukünftige Abweichungen können vorhergesagt werden (Simulation von
Einstellwerten).
Instandhaltung
und Reparatur
Wie läuft der Instandhaltungs- und
Reparaturprozess im Unternehmen ab?
# Wartungsplanung
# Maschinenreparatur
# Anbindung an Maschinenplanung
reaktive Instandhaltung, manuell
ohne IT-Integration
Intelligente Maschinen melden selbständig Wartungsbedarf (Intelligente Instandhaltung) und/oder Bedarf
von Ersatzteilen.
Wartungsablauf wird mittels Assistenzsystemen (Augmented reality durch smart glass) unterstützt und
erfasst (Qualitätssicherung).
Ersatzteile werden automatisch nachbestellt oder per 3D-Druck nachproduziert.
Schwerpunkte aus dem Delta Ist zu Soll ableiten
15
> 80 % 80 % - 20 % < 20 %
2 1 0
Frageninhalt 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 IST-Profil Soll-Profil Delta Nutzen Aufwand
1 Stammdatenmanagement
Wie wird die Aktualität der
Stammdaten sichergestellt?
# Single-Source-of-Truth
# Aktualität
# Verantwortung
# IST-Daten Rückkopplung
aus Prozess
Das Stammdatenmanagement erfolgt auf
mehrere Abteilungen verteilt. Daten
werden in unterschiedlichen IT-Systemen
(Excel, etc.) reaktiv gepflegt Die
Stammdatenaktualität ist nicht
durchgehend gewährleistet.
Es gibt ein zentrales IT-System (ERP)
zur Stammdatenverwaltung, dieses wird
aber nicht systematisch (reaktiv)
aktualisiert
Stammdaten werden systematisch,
proaktiv von Verantwortlichen im
Unternehmen im ERP-System / MES
gepflegt.
Ist-Daten aus dem Produktionsprozess
werden nicht in den Stammdaten
übernommen
Stammdaten werden durch Ist-Daten
(Vorgabezeiten, Kostensätze) laufend,
manuell aktualisiert
Workflows zur Erfassung von
Stammdaten
Stammdaten werden durch Ist-Daten
(Vorgabezeiten, Kostensätze) laufend,
automatisch aktualisiert.
Single-Source of Truth, keine Redundanz
der Daten
2 2 2 1 0 3 -3
2 Produktionsprogrammplanung
Wie werden die Forecasts
von Kunden übermittelt und
wie werden diese Daten
intern verarbeitet?
# Übermittlung und
Systemintegration
# Granularität Forecast
# Zeithorizont und Aktualität
# Standortübergreifend
Unstrukturierte Übermittlung der
Forecasts per Mail.
Die Verarbeitung der Daten erfolgt
manuell durch IT-Unterstützung (Excel).
Teilweise strukturierte Übermittlung der
Forecasts per Mail.
Sukzessive
Produktionsprogrammplanung mittels
ERP.
Strukturierte Übermittlung der Forecasts
per Mail.
Simultane Produktionsprogrammplanung
(Multiressourcen) mittels ERP.
Forecasts werden monatlich aktualisiert.
Anbindung des Kunden an ERP-System
(digitaler Datenaustausch).
Betriebsübergreifende, optimierende
Planung (Joint-Forecasting) durch
Integration der ERP-Systeme.
Kapazitäten werden automatisch nach
Bestätigung der Forecasts reserviert.
Forecasts werden wöchentlich
aktualisiert.
Joint Forecasting im
Produktionsnetzwerk, kollaborative
Erstellung des Produktionsprogramms
auf Basis von Echtzeitdaten (aus
Produktion, Beständen).
Simultane Planung voll integriert in
Unternehmens IT durch
Systemintegration (ERP, APS, MES)
Forecasts werden laufend aktualisiert
(tagesaktuell)
Analytics zur besseren Prognose
zukünftiger Bedarfe.Dadurch ist eine
automatische Verarbeitung und laufende
Aktualisierung auf langen Zeithorizont
möglich.
2 2 0 0 0 2 -2
3 Bedarfsermittlung / MRP Planung
Wie werden Materialbedarfe
abgeleitet?
# IT-Einsatz
# Standortübergreifend
#Optimierend im Sinne der
Supply Chain
Dies erfolgt manuell außerhalb/ohne
Unterstützung einer Softwarelösung
Sukzessive Ermittlung des Bedarfs aus
dem Produktionsprogramm durch Einsatz
von IT (Excel). Rudimentärer Einsatz von
MRP-Systemen
ERP-System wird für simultanes
Planungsverfahren eingesetzt, also
Rückkopplungsschleifen
MRP Planung erfolgt
standortübergreifend
(DDMRP (Demand-driven MRP))
Informationen stehen zeitverzögert zur
Verfügung
Optimierende, collaborative Planung über
das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk
durch Systemintegration.
Interne als auch externe Daten
(Bestandsdaten, Systemzustände)
stehen in Echtzeit zur Verfügung.
Planung wird durch Analyse vergangener
Werte ergänzt
2 2 2 2 1 4 -4
4 Arbeitsvorbereitung
Werden Fertigungsaufträge
aufgrund hinterlegter
Zeitelemente und
ausgewählter
Terminierungsverfahren
systemunterstützt
optimierend verplant?
# Kapazitätsplanung
#
Losgrößenberechnungsverf
ahren
# Energie- und
Ressourceneffizienz
# IT-Einsatz
# Prozess
# Standortübergreifend
Die Planung erfolgt manuell
außerhalb/ohne Unterstützung einer
Softwarelösung.
Es gibt keinen definierten Prozess für die
Planung.
Die Planung erfolgt manuell durch
Unterstützung einer Softwarelösung (z.B.
Excel).
Es gibt einen groben Prozess für die
Planung.
Klassisches MRP/MRP II Konzept eines
ERP-Systems wird angewandt.
Es gibt Planungsstrategien für die
Terminierung der Aufträge.
Planung Erfolg nur für den eigenen
Standort.
Durchgängige vertikale Integration (ERP-
MES-Maschine).
Interaktive/Automatische
Feinterminierung mittels Leitstand
(graphische Plantafel eines MES-
Systems).
Simultane Multiressourcen-planung via
MES.
Daten für die Planung stehen
zeitverzögert zur Verfügung.
Aufträge werden automatisch von der
Bestellung (z.B.: Webshop) auf die
Maschinen und Anlagen eingeplant (nach
definierten Planungsstrategien).
Planung von Kapazitäten in
Wertschöpfungsnetzwerken.
Daten für die Planung stehen in Echtzeit
zur Verfügung.
2 1 0 0 0 1 -1
5 Produktionssteuerung und Traceability
Wie erfolgt die
Auftragsfreigabe, Auftrags-/
Ressourcenüberwachung
und die Rückverfolgung in
der Fertigung?
# Plan vs. Ist bei Zeit,
Mengen, Termine
# Kapazitäten und
Kostenstellen
# IT-Einsatz
# Traceability
# Papierlose Fertigung - wie
stehen Informationen zur
Verfügung?
Manuelle Produktionssteuerung, als IT-
Unterstützung fungiert maximal Excel.
Produkte sind beim Herstellungsprozess
(auf und zwischen Anlagen) nicht
verfolgbar.Die meisten Informationen
stehen in Papierform zur Verfügung.
Produktionssteuerung mittels ERP-
System. Auf Abweichungen kann nicht
schnell reagiert werden.
Produkte sind teilweise verfolgbar.
Informationen zu den Produkten sind an
der Anlage einsehbar.
Produktionssteuerung mittels MES
(vertikale Integration), dies fungiert als
Datendrehscheibe zwischen Top-Floor
und Shop-Floor. Bei Abweichungen kann
relativ kurzfristig, reaktiv reagiert werden.
Produkte sind innerhalb der Produktion
verfolgbar. Informationen zu den
Produkten sind in bestimmten Bereichen
der Fabrik online abrufbar.
Produktionssteuerung mittels MES, um
automatisch Soll/Ist-Daten zu vergleichen
und benachrichtigt bei Abweichungen
(im Unternehmen).
Dieses ist auch mobil als
Assistenzsystem verfügbar und
beschleunigt damit Reaktionszeiten der
Mitarbeiter. (Tablet). Informationen zu
Maschinen und Anlagen werden
angezeigt. Produkte sind innerhalb des
Unternehmens verfolgbar. Informationen
zum Produkt können von überall online
abgerufen werden.
Dezentrale Steuerung: Produkte steuern
sich selbstständig durch die Produktion.
(Smart Product)
Vordefinierte Regelkreise im MES
sorgen für automatische Reaktionen bei
Abweichungen und automatische
Benachrichtigung vor- und
nachgelagerter Wertschöpfungspartner
(horizontale Integration).
Produkte sind über
Unternehmensgrenzen hinweg verfolgbar
und kennen ihre Historie, ihren
Bearbeitungszustand und weitere
Bearbeitungsschritte und können dies
kommunizieren. Sie steuern sich somit
selbständig durch die Produktion.
(Zulieferer/Kunden sind vollständig in
Prozessgestaltung integriert)
2 2 2 1 0 3 -3
6 Produktentwurf /-design
Wie erfolgt die "technische
Planung" Ihrer Produkte?
# Design
# Produktentwurf
# Konstruktion
# Arbeitsplanung
manuell / geringe IT-Unterstützung.
CAD Systeme sind in Verwendung.
Manuelle Eingabe von CAD-
Informationen in ERP-System.
Koppelung ERP/CAD System,
automatisierte Übernahme von
Arbeitsplänen, NC-Programme,
Roboterprogramme etc.
Unterstützung der Produktentwicklung
durch ein PDM-System, welches
sämtliche Informationen des Produktes
speichert und in weiteren Prozessen zur
Verfügung stellt (Informationsplattform).
Nutzung von Simulationstools und -
methoden.
Teilweise digitale Kundenintegration in
Produktplanung.
Rapid prototyping mit 3D-Druck, Digital
Prototyping, Reverse Engineering (3D
Laserscanning), Multiphysics-
Simulationen.
Kundenintegration in die Produktplanung
(mittels App) durch online
Kooperationstools.
Vollständige Produktkonfiguration durch
den Kunden (online Tools).
Der Prozess von der CAD Datei bis zur
Fertigung auf der Linie erfolgt
automatisch (Ablauf von
Bearbeitungsschritten in den Maschinen,
Prüfanweisungen etc.)
2 2 1 0 0 2 -2
7 Produktrealisierung
Wie erfolgt die "technische
Realisierung" (Fertigung)
Ihrer Produkte?
# Automatisierung in der
Fertigung
# Vernetzung des
Maschinenparks (M2M)
# Mensch-Maschine-
Schnittstelle
# Digitales Abbild
manuell / sehr geringe Automatisierung.
keine Vernetzung zwischen Mensch und
Maschine.
Kein digitales Abbild der Produktion
Erste Automatisierungspotenziale wurden
erkannt und umgesetzt.
Kaum noch manuelle Tätigkeiten bei der
Bearbeitung der Produkte notwendig (NC-
, CNC-, DNC-Maschinen,
Industrieroboter).
Handhabungstätigkeiten oder Transporte
zwischen Anlagen sind jedoch noch
manuell durchzuführen.
Es stehen Bedienpulte für die
Maschinenbedienung zur Verfügung.
Informationen (Status und Auftrag)
werden dem Mitarbeiter an lokalen
Anzeigegeräten angezeigt
Es herrscht ein sehr hoher
Automatisierungsgrad in der Fertigung.
Maschinen und Anlagen sind an lokale
Netzwerke gekoppelt.
Informationen (Status und Auftrag)
werden dem Mitarbeiter auf mobilen
Endgeräten angzeigt.
Einzelne Maschinen und Anlagen sind
digital abgebildet.
Vollständige, flexible Automatisierung in
der Fertigung (z.B.: selbstlernende
Industrieroboter für Transporte,
Selbstjustage von Maschinen)
Vollständige Vernetzung des
Maschinenparks: M2M Kommunikation,
Zugang zum Internet, Verwendung von
Webdiensten.
Mensch-Maschinen-Kollaboration.
Maschinen und Anlagen werden über
mobile Endgeräte überwacht und
gesteuert. Mitarbeiter bekommen
erweiterte Informationen (Augmented
Reality) am Smart Glass angezeigt
Die Produktion ist vollständig digital
abgebildet (Digital Twin)
2 2 2 1 0 3 -3
8 Lager- und Transportsteuerung
Wie wird die Lagerhaltung
und der innerbetriebliche
Transport organisiert und
abgewickelt?
# Ein- und Auslagerung und
Lagerverwaltung
# IT
# Innerbetrieblicher
Transport
manuell / geringe Automatisierung, keine
IT-integration (z.B. manuelle
Platzvergabe). Unstrukturierte
Lagerhaltung. Kommissionierer stellen
mit Handzettel die Waren zusammen.
Lagerstatistik in Excel.
Transporte zwischen Lager und
Produktion sowie innerhalb der
Produktion erfolgen durch das Personal.
Die Auswahl der Transportwege erfolgt
willkürlich
Lagerverwaltung mittels Excel. Zur
optimalen Ausnutzung der Lagerfläche
werden historische Lagerdaten und
aktuelle Bestandsdaten analysiert. Der
Transport erfolgt durch das Personal, die
Wege zum Transport sind
gekennzeichnet (z.B. verschiedene
Farben) um die optimale Route zu
ermöglichen
IT-gestützte Lagerverwaltung (ERP).
Lagerstrukturinformationen sind im ERP-
System hinterlegt (nicht in Echtzeit, Daten
werden aber regelmäßig aktualisiert).
Digitale Handzettel (Tablets).
Auf den „Hauptverkehrsstrecken“
innerhalb der Produktion werden
fahrerlose Transportsysteme (FTS)
eingesetzt.
Lagerverwaltung durch
Lagerverwaltungssystem (LVS) mit
Schnittstellen zu den wichtigsten
Funktionsbereichen. Einige einfache
Tätigkeiten (Ein-/Auslagerung) wurden
bereits durch den Einsatz von Robotern
automatisiert. Elektronische Leitsystem
helfen bei der Orientierung im Lager: Die
Materialsuche und
Transportzusammenstellung wird durch
Pick-by-Voice/Pick-by-Light erleichtert.
Zum Transport werden fahrerlose
Transportsysteme genutzt. Diese fahren
auf vordefinierten Routen. Den Auslöser
für den Transport gibt der Mensch.
Das optimale Lagerlayout wird durch
Simulationen ermittelt.
Lagerstrukturinformationen liegen in
Echtzeit im System vor (Echtzeitinventur),
jedes Material ist einem Lagerplatz
zugeordnet (ID), die Materialsuche und
Transportzusammenstellung wird durch
Datenbrillen erleichtert.
Die Mitarbeiter werden durch Roboter
unterstützt. Die Transportmittel können
sich mit den Produktionsanlagen
austauschen und somit Transporte
organisieren. Es herrscht höchste
Effizienz bei der Anzahl und
Durchführung sämtlicher Transporte
(Routen, Auslastung, Energieverbrauch)
2 2 2 1 0 3 -3
9 Qualitätssicherung
Ist die
Produktionsqualitätskontrolle
automatisiert bzw. in eine
entsprechende IT-Lösung
integriert?
# SPC über integrierte
Lösung
# Rückmeldung an Maschine
(optimierende Maschinen)
Keine IT-Integration. Die Qualität der
Produkte wird mittels manuellen
Qualitätskontrollen sichergestellt,
Prüfpläne/Dokumente liegen in
Papierform vor.
Qualitätsdaten werden zur
Dokumentation in einem IT-System (z.B.
Excel) manuel verwaltet.
Aufnahme von Prozessparametern in ein
MES (OPC Schnittstelle) zur
Prozessüberwachung.
SPC wird manuell durchgeführt.
Vollständige Produktionsdatenerfassung
und Langzeitachivierung der
Produktionsparamenter für geschlossene
Q-Systeme (z.B. 6 Sigma) zur
Prozessplanung und -steuerung.
Online SPC in der Produktion
(Echtzeitdaten).
Laufender automatisierter Vergleich von
Soll- und Ist-Qualitätsdaten und
automatischer Vorschlag von
Maßnahmen.
Dynamische Qualitätsprüfung:
Prüfplanung wird dynamisch gemäß der
Performance angepasst (erweitert,
reduziert, ergänzt).
Prüfpläne werden digital (mittels Tablet,
Smart Glass) verwendet.
Maschinen justieren sich auf Grund von
Qualitätsdaten selbständig nach.
Predictive Quality: zukünftige
Abweichungen können vorhergesagt
werden (Simulation von Einstellwerten).
2 2 1 1 0 2 -2
10 Instandhaltung und Reparatur
Wie läuft der
Instandhaltungs- und
Reparaturprozess im
Unternehmen ab?
# Wartungsplanung
# Maschinenreparatur
# Anbindung an
Maschinenplanung
(Verfügbarkeit)
reaktive Instandhaltung, manuell ohne IT-
Integration
Präventive Instandhaltung in Form von
vordefinierten Wartungszyklen auf Basis
historischer Daten und
Herstellerangaben. Dokumentation in
Excel.
IT Instandhaltungssoftware (z.B. ERP
System). Auf Basis der Daten wird die
Instandhaltung präventiv/vorbeugend
oder auch zustandsorientiert
durchgeführt. Laufende Überwachung
der Maschinen (OEE).
Prädikative/vorausschauende
Instandhaltung um die optimalen
Wartungszeitpunkte zu ermitteln und
ungeplante Ausfälle vorauszusagen.
Vorausschauende Analysemodelle auf
Basis echtzeitnaher Anlagen- und
Produktionsdaten. Aktuelle
Zustandsdaten fließen in
Produktionsplanung ein.
Intelligente Maschinen melden
selbständig Wartungsbedarf (Intelligente
Instandhaltung) und/oder Bedarf von
Ersatzteilen.
Wartungsablauf wird mittels
Assistenzsystemen (augmented reality
durch smart glass) unterstützt und erfasst
(Qualitätssicherung).
Ersatzteile werden automatisch
nachbestellt oder per 3D-Druck
nachproduziert.
2 2 2 0 0 3 -3
11 Produktionslayout
Wie flexibel und
wandlungsfähig ist die
Produktion?
# Flexibilität
# Wandllungsfähigkeit
# Effizienz bei kleinen
Losgrößen
Starres Produktionslayout (fixe
Reihenfolge im Ablauf). Spezielle
Kundenwünsche sind kaum/schlecht
möglich.
Auf Auftragsänderungen (Menge) kann
nur schlecht reagiert werden.
Die Anlagen sind nur für bestimmte
Funktion/Produkte einsetzbar.
Auf Änderungen (Menge) beim Auftrag
kann nur bei genügend langer Vorlaufzeit
reagiert werden.
Wandlungsfähigkeit der Anlagen ist mit
großem Aufwand verbunden.
Fertigungsinseln lockern das ansonsten
starre Produktionslayout auf. Dadurch
höhere Flexibilität. Kurzfristige
Auftragsänderungen sind nur unter
bestimmten Voraussetzungen möglich
(wichtiger Kunde, bestimmte Produkte)
Erste Ansätze von Robotik und FTS
vorhanden.
Ein Teil der Anlagen ist zumindest für
mehrere Bearbeitungsschritte anwendbar
bzw. kann neu angeordnet werden.
Fertigungsinseln erlauben grundsätzlich
flexible Kombination der Anlagen.
Robotik und FTS im Einsatz. Änderungen
betreffend Menge sind bis kurz vor
Produktionsbeginn möglich (innerhalb
bestimmter Grenzen)
Der Großteil der Anlagen ist
grundsätzlich wandlungsfähig.
Die Anlagen sind völlig flexibel
kombinierbar (Plug and Produce).
Mittels Digitales Abbild (CPS) können
verschiedene Layouts simuliert werden.
Roboter werden bei Bedarf für
verschiedene Tätigkeiten eingesetzt.
FTS organisieren den Transport
zwischen den Fertigungsschritten.
Auftragsänderungen betreffend Menge
und Produkteigenschaften sind bis kurz
vor Produktionsbeginn noch möglich.
Maschinen und Anlagen sind als CPS mit
geringem Aufwand vollkommen
wandlungsfähig: Selbstkonfiguration,
Selbstwartung, Selbstoptimierung.
2 2 1 0 0 2 -2
12 Datenanalyse und Simulation
Inwiefern werden Daten
erhoben, analysiert und
simuliert?
# Datenerfassung
# Analyse
# Simulation
Es werden keine/kaum Daten aus der
Produktion erhoben.
Die zur Verfügung stehenden Daten
werden kaum, ausschließlich reaktiv
ausgewertet
Daten aus der Produktion werden
manuell erhoben.
Die zur Verfügung stehenden Daten
werden reaktiv ausgewertet, wenn es zu
Problemen kommt (Stillstände,
Störungen).
Es werden in einzelnen Bereichen Daten
digital erfasst und für einige ausgewählte,
regelmäßige Analysen verwendet.
Die historischen Daten werden proaktiv
aufbereitet, so dass man auf zukünftige
Stillstände, Störungen vorbereitet ist bzw.
vorbeugen kann.
Es werden alle Daten in der Produktion
(auch Standortübergreifend) digital
erfasst, stehen aber nicht in Echtzeit zur
Verfügung.
Die zur Verfügung stehenden Daten
werden proaktiv zur Optimierung von
Ressourceneinsatz und Kosten (Energie)
oder der Ermittlung potenzieller Risiken
genutzt aber auch um die Eigenschaften
der Produkte zu verbessern
(Qualitätsdaten)
Alle für das Unternehmen interessanten
Parameter (umfasst
Wertschöpfungsnetzwerk) werden in
Echtzeit erfasst und automatisiert
ausgewertet.
Die Echtzeitdaten fließen dazu in
intelligente Algorithmen ein und führen
dazu, dass das Produktionssystem sich
hinsichtlich sämtlicher Kriterien
(Ressourcenverbrauch, Wartungs- und
Stillstandszeiten) selbst optimiert.
2 2 2 0 0 3 -3
Reifegrad Ziel und BewertungReifestufen
Zieldimensionen
Pro
du
kti
on
sp
lan
un
g u
nd
-s
teu
eru
ng
Pro
du
ktp
lan
un
g u
nd
-re
ali
sie
run
g
16
1
2
3
45
6
0
1
2
3
4
5
6
0123456
Nu
tze
nAufwand
Aufwand: 6 (hoch)…0 (niedrig)
Nutzen: 0 (niedrig)…6 (hoch)
Maßnahmen generieren und bewerten
1. Lean ManagementSchlanke Prozesse implementieren (Lean Management als notwendige Voraussetzung für Digitalisierung und generell für Industrie 4.0)
2. Digitalisierung auf allen EbenenIn allen Unternehmensbereichen in Digitalisierung investieren (IT als Voraussetzung für Industrie 4.0 und speziell für neue Geschäftsmodelle)
a. Allen Dingen einen Namen geben: eindeutige maschinell lesbare Identifikation…b. Messen, messen und nochmals messen aller Prozessdaten mittels Sensordaten und Datenquellen…c. Vernetzen und analysieren von Produkten/Produktionsmittel mit Prozess- und Sensordaten…
3. Mitarbeiter 4.0Förderung des notwendigen Know-hows der Mitarbeiter um das Potential von Lean Management und Digitalisierung auszuschöpfen (der motivierte und kompetente Mitarbeiter als Enabler von Industrie 4.0)
4. Neue digitalisierte Geschäftsmodelle entwickeln
Vier Strategie-Empfehlungen für den Weg zu Industrie 4.0
17
Ihre Ansprechpartner für den
Digital Readiness Check
MMag. Dr. Sabrina Romina [email protected]
DI (FH) Ernst Peß[email protected]
FH JOANNEUM | Institut Industrial Management
DEPARTMENT FÜR MANAGEMENT
Werk-VI-Straße 46, A-8605 Kapfenberg
Telefon: +43 3862 33600 8306
http://www.fh-joanneum.at/iwi