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)

iwi@fh-joanneum.at 5

Smart Production Lab – SPL (mit integriertem Smart FabLab)

iwi@fh-joanneum.at 6

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

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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 SorkoSabrinaRomina.Sorko@fh-joanneum.at

DI (FH) Ernst PeßlErnst.Pessl@fh-joanneum.at

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