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Heutige starre und fest definierte Wertschöpfungsketten werden abgelöst durch flexible, hochdynamische und weltweit vernetzte Wertschöpfungsnetzwerke mit neuen Arten der Kooperation. Datengetriebene Geschäftsmodelle stellen Kundennutzen, Individualität, Lösungsorientierung und Nachhaltigkeit in den Vordergrund und ersetzen die Produktzentrierung als vorherrschendes Paradigma industrieller Wertschöpfung. Verfügbarkeit, Transparenz und Zugang zu Daten sind in der vernetzten Ökonomie zentrale Erfolgsfaktoren und definieren maßgeblich die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens. Quelle: Plattform Industrie 4.0. Leitbild 2030 für Industrie 4.0. Das Umfeld der Unternehmen wird sich durch die digitale Transformation massiv verändern: • Alle Produkte und Leistungen sind für den Kunden ad hoc verfügbar. • Die Grenzen von Raum und Zeit verschwinden. • Die Information verschmilzt mit der physischen Welt. • Die Wertschöpfung erfolgt durch Wissen. • Der Zugang zu Leistung und Nutzen erzeugt das Produkt. • Die Verschwendung in Prozessen und Nutzen wird vollständig eliminiert. Quelle: FIR e.V. an der RWTH Aachen. |
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Horizontale Integration vereint die Systeme der Wertschöpfung innerhalb eines Unternehmens und über Unternehmensgrenzen hinweg zu einer durchgängigen Lösung. Es werden dynamische Wertschöpfungsnetze von autonomen, rechtlich selbständigen Akteuren erbracht. Diese bilden eine Interessengemeinschaft, die auf nachhaltigen ökonomischen Mehrwert ausgerichtet ist. Aufträge, Maschinen, Anbieter und Dienste „verhandeln“ miteinander und werden dezentral gesteuert. Logistik als die „bewegende Instanz“ ist mit Rohstoff-Nachschub, Ver- und Entsorgung von Anlagen, Warenverteilung und Auslieferung an den Kunden zentraler Bestandteil der horizontalen Integration. In der intelligenten Fabrik werden Menschen, Maschinen und Ressourcen digital abgebildet und kommunizieren miteinander über cyber-physische Systeme. Durch vertikale Integration werden verschiedene Systeme auf unterschiedlichen Hierarchieebenen (z.B. Aktor/Sensor, SPS, PPS, MES, ERP) zu einer durchgängigen Lösung. Intelligente Sensoren sammeln und analysieren permanent Daten. Die „prädiktive Analyse“ erfolgt unter Nutzen von Techniken wie maschinellem Lernen oder Data Mining. Die Qualität der Produkte und die Effizienz der Produktion wird erhöht, mögliche Fehler und Störungen frühzeitig erkannt und notwendige Wartung geplant. Intelligente Produktionssysteme sind selbstoptimierend. Sie bewältigen neue Situationen ohne ihr Leistungsniveau zu reduzieren. Sie antizipieren durch ihre Erfahrungen unterschiedliche Einflüsse und entlasten ihre Anwender. Die intelligente auftragsbasierte Planung und Steuerung der Produktion leitet den Produktionsablauf aus den Eigenschaften des Produkts ab. Intelligente Produkte verfügen sowohl über Informationen bezüglich des eigenen Herstellungsprozesses als auch über die Fähigkeit, Daten während der Fertigungs- und Nutzungsphase zu sammeln und zu kommunizieren. Dies ermöglicht das digitale Abbild in der intelligenten Fabrik und das Angebot von datengetriebenen Dienstleistungen für den Kunden in der Nutzungsphase. Intelligente Produkte sind „cyber-physische Systeme“, die um intelligente internet-basierte Dienste (Smart Services) ergänzt werden. Ein Beispiel für ein smartes Produkt ist ein intelligentes Fahrzeug, das über ein Car-Sharing-Geschäftsmodell von den Anwendern genutzt werden kann. Intelligente Produkte werden nach Fähigkeiten und Intelligenzgrad klassifiziert: Stufe 1: Sensoren überwachen den Zustand. Anwender leiten daraus Handlungen ab. Stufe 2: Zusätzliche Fernsteuerung mit hohem Personalisierungsgrad. Stufe 3: Kontinuierliche Verbesserung ihrer Funktionen über statistische Verfahren, z.B. zur Vorhersage von Störungen. Stufe 4: Autonome Systeme die sich selbst diagnostizieren und instand halten. Sie können mit anderen intelligenten Produkten kommunizieren. Der Mensch bleibt der Dirigent dieses grundlegenden digitalen Transformation industrieller Wertschöpfung. Quelle: Impuls-Stiftung des VDMA. Industrie 4.0 Readiness. |
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• Strategie und Organisation. • Mitarbeiter. • Intelligente Fabrik. • Intelligente Planung und Steuerung. • Intelligente Produkte. • Datenbasierte Dienstleistungen. Ein exzellentes Unternehmen mit hohem Digitalisierungsgrad verfügt über eine umgesetzte Industrie 4.0 Strategie die regelmäßig überprüft wird. Seine Mitarbeiter haben vollumfängliche Kompetenzen in den Themenbereichen intelligente Fabrik, intelligente Planung und Steuerung, intelligente Produkte und datengetriebene Dienstleistungen. Intelligente Werkstücke steuern und überwachen den Fertigungsprozess in der intelligenten Fabrik. Diese lenken sich eigenständig durch die Fertigung. Fertigungsanlagen und Logistiksysteme organisieren sich ohne Menschen. Grundlage bilden cyber-physische Systeme. Diese kommunizieren über das Internet der Dinge. Ein digitales Abbild wird erzeugt. Anlagen, Informationssysteme und Menschen kommunizieren über Unternehmensgrenzen hinweg in Echtzeit. Es entstehen große Datenmengen, die verarbeitet, analysiert und in Entscheidungsmodelle eingebunden werden müssen. Eine intelligente Planung und Steuerung von Prozessen verfügt über eine unternehmensinterne und unternehmensübergreifende Vernetzung der physischen und virtuellen Welt. Neue Ansätze der Produktionsplanung und Produktionssteuerung und des Supply Chain Managements. Für intelligente Produkte werden physische Produkte mit Sensoren, Mikrocontroller und Kommunikationsschnittstellen ausgestattet und können dann Informationen über ihren Zustand sammeln. Neue Dienstleistungen werden möglich, z.B. die Kommunikation zwischen Kunden und Herstellern. Mit datenbasierten Dienstleistungen werden zukünfige Geschäftsmodelle auf die Steigerung des Kundennutzens, Individualität und Nachhaltigkeit ausgerichtet. After-Sales und Service basieren auf der Analyse von Daten. Quelle: Impuls-Stiftung des VDMA. Industrie 4.0 Readiness. |
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 Folgende Ziele sollen für intelligente Produkten erreicht werden: • Das Produkt reagiert auf Basis gewonnener Daten eigenständig. • Das Produkt verfügt über Zugang zum Internet. • Daten- und Informationsaustausch zwischen Produkten. • Selbständige Maßnahmen zur Steuerung. • Vollständige Eingliederung in IT-Service-Infrastruktur. • Verkauf von Produktfunktionen. Folgende Ziele sollen für eine intelligente Fabrik erreicht werden: • Automatische Prozessplanung und Prozesssteuerung. • Webdienste (M2M-Software). • Abteilungsübergreifende, vollständig vernetzte IT-Lösungen. • Zulieferer und Kunden sind vollständig in die Prozessgestaltung integriert. • Erweiterte und assistierte Realität. • Bauteilgetriebene modulare Produktion in Wertschöpfungsnetzwerken. Quelle: VDMA Leitfaden Industrie 4.0. Orientierungshilfe für den Mittelstand. |
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