Workshop-1_Raoul Waldburger_Industrie-4-0

HSA, Olten, 2. November 2016 Prof. Dr. Raoul Waldburger, IBE/FHNW

Workshop 1: Herausforderung Industrie 4.0 für die Arbeitswelt

01.11.2016 Raoul Waldburger, Institut für Business Engineering, FHNW

Herausforderung Industrie 4.0 für die Arbeitswelt

Der Begriff "Industrie 4.0" beherrscht in den letzten Jahren die Zukunftsdiskussionen in Fachmagazinen, Konferenzen und Verbänden vermehrt auch in der Schweiz

Neben grossen Chancen für neue, innovative Produkte und Dienstleistungen bringt I4.0 auch grosse Herausforderungen für Mitarbeitende Neue Kompetenzen müssen aufgebaut sowie Angebote und Arbeitsabläufe völlig umgestellt

und automatisiert werden Arbeitsplätze sowohl mit tiefen als auch mit hohen Anforderungen können betroffen sein oder

gar verlagert werden

Im Zentrum des Workshops steht deshalb die Fragestellung, wie Unternehmen die bevorstehende Umwälzung optimal meistern und die Marktpositionierung weiter verbessern können (Chancen und Risiken)

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Institut für Business Engineering

Business Engineering ermöglicht die systematische Integration von Geschäftsmodellen, Technologien und Organisationsstrukturen. Das Institut für Business Engineering IBE entwickelt und implementiert innovative und intelligente Geschäftsprozesse in den Bereichen Produktion, Dienstleistungen, Beschaffung und Logistik und verbessert damit nachhaltig die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen und Organisationen. Die IBE-Schwerpunktthemen sind dabei fokussiert auf:

Die kontinuierliche Verbesserung des Produktions-, Dienstleistungs- und Logistik-Managements mittels Planung, Steuerung und Optimierung von Material-, Wert- und Informationsflüssen

Die Gestaltung von Wertschöpfungsnetzwerken (z.B. Supply Networks) zur Erhöhung der Effektivität und zur Optimierung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses (Effizienz)

Die Anwendung von Methoden für die Organisationsentwicklung, das Projekt- und Change-Management in der Unternehmenspraxis

Unternehmensstrategie

Intelligente Geschäftsprozesse

Organisation & Geschäftsmodelle

IT & Technologie

Lieferanten Kunden

Das Institut für Business Engineering IBE verfügt über praxisorientierte Analysetechniken und systematische Vorgehensmethoden zur Entwicklung und Implementierung intelligenter Geschäftsprozesse:

Ist-Geschäftsprozesse werden IT-unterstützt analysiert als Basis für die Gestaltung innovativer Soll-Geschäftsprozesse u.a. mittels Prozessdaten- und Prozesskostenanalysen sowie Prozessdigitalisierung

Die nachhaltige Implementierung folgt einer zielgerichteten Projektplanung nach der Change-Management-Methodik und dem sozio-technischen Gestaltungskonzept "Mensch-Technik-Organisation"

Für die enge Zusammenarbeit mehrerer Unternehmen werden Plattformen geschaffen mittels virtuellen Kooperationsnetzwerken

Nach dem Industrie 4.0 Ansatz erfolgt eine Optimierung der Wertschöpfungsnetzwerke und eine Neugestaltung der Planungs- und Steuerungssysteme

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01.11.2016 Raoul Waldburger, Institut für Business Engineering, FHNW 4

Presseartikel sind widersprüchlich

In den nächsten 10-20 Jahren werden die Berufe von 42% aller Erwerbstätigen automatisiert, und die Jobs von 18 Mio. Menschen stehen auf dem Spiel (Der Spiegel)

Die Digitalisierung bietet große Chancen für den Arbeitsmarkt der Zukunft, bis 2030 ist ein Plus von 250’000 Arbeitsplätzen möglich, und das reale Bruttoinlandsprodukt kann um 4% steigen (Bundesarbeitsministerium, D)

Nur für 15% aller sozialversicherungspflichtig Beschäftigten wird die Automatisierbarkeit des Jobs als "hoch" eingeschätzt, wobei als "hoch" gilt, wenn mehr als 70% der wesentlichen Tätigkeiten bereits heute maschinell durchführbar sind (Bundesagentur für Arbeit, D)

In Berufen, die schon heute einen hohen Automatisierungsgrad aufweisen, wuchs die Zahl der Beschäftigung im Zeitraum von 2012 bis 2015 nicht einmal halb so stark (+3,9%) wie in Berufen, die nur zu einem kleinen Anteil automatisierbar sind (+10,6%) (Bundesagentur für Arbeit, D)

Wenn Roboter und Computer uns in Zukunft immer mehr Routineaufgaben abnehmen, kann unsere Arbeit anspruchsvoller, spannender und erfüllender werden. Vorausgesetzt, wir machen den digitalen Wandel mit und lernen, Maschinen und Programme zu lenken und einzusetzen. Das dürfte für jeden Einzelnen vor allem eins bedeuten: lebenslange Weiterbildung mit und an der Seite von Computern und Robotern (ARD)

Quelle: ARD, 2016.

FHNW CAS Industrie 4.0

Die Arbeit ändert sich, geht uns aber nicht aus

Arbeitsplatzabbau innerhalb von 20 Jahren nach Berufsgruppen

Quellen: Frey, Osborne: The Future of Employment, 2013; Wirtschaftswoche nach einer BCG-Studie von 2015; Fraunhofer Institut, 2016.

Risiko von bis zu 45% Arbeitsplatzabbau über die nächsten 20 Jahre

Arbeitsplatzaufbau durch neue Technologien und Märkte

Überkompensation: Es entstehen 390‘000 mehr neue Arbeitsplätze als alte Arbeitsplätze abgebaut werden


Learning dimension of digitalization: Maturity level for Industry 4.0 (in %)

Source: HSG 2016

14%

30%

33%

16%

7%

Strategy & organization

27%

33%

23%

14%

3%

Smart Factory / Smart Company

14%

27%

31%

21%

7%

Smart Operations

16%

27%

27%

18%

12%

Smart Products

29%

4%

25%

17%

25%

Data-driven Services

14%

27%

30%

21%

8%

Employees

1

2

3

4

5

Maturity levels: 1-not, 2-little, 3-partially, 4-mostly, 5-absolutely

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Four major industrial development steps since end of 18th century

Source: Deloitte, 2015; IBE/FHNW

Enabling factors for step changes

← Decentralized intelligence/data, and networks to connect sensors and machines (limitations re AI)

← Centralized data processing and process automation (limitations re CPU)

← Decentralized electrical power generation and energy grids (limitations re machines and technology)

← Centralized mechanical power generation (limitations re capital availability)

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Die Vision von Industrie 4.0: technische Primär-Enabler

Verfügbarkeit von Information und neue Möglichkeiten des Transports von Informationen:

http, smtp, ….

WLAN, Ethernet, Bluetooth RFID, UMTS, …

Smartphones, PDA’s, Tablets, Notebooks, …

Geo-Lokalisierung, Speech recognition, NLP, IPv6 (128bit), HTML5, OPC-UA, MQTT, …

Quelle: 2014.07.02, Swissmem, Innovaud Connect, Y-Parc


Die Vision von Industrie 4.0: technische Sekundär-Enabler

Standardisierung Referenzarchitekturen

Digitale Modellierung CAD-Model, Product & Service model

Dezentrale, objekteigene Intelligenz Selbststeuerung

Quelle: 2014.07.29, ExpertON Industriy 4.0 quo vadis RFID



Data is the gold of the 21st century

In the last 10 minutes we generated more data than from prehistoric times until 2003

Moore’s law: twice as much data every two years

4 V’s of big data Volume: data size Velocity: speed of change Variety: different forms of data sources Veracitiy: uncertainty of data

Source: Will van derAalst, TU Eindhoven


FHNW demonstrator for ordering chocolate via Twitter

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CTI project ZeroAdmin: digital offer process for C-parts

Development of offer-generation-engine for C-class parts (Machine Learning)

Fully automated generation of optimized commercial offers, based on CAD files

Systematic after sales calculation algorithm to opitmize cost calculation models (Process Mining)

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Management solution for municipal waste bins by AntaSwiss AG

Intelligent management of waste bin with decentralized measurement devices, radio communication and mobile visualization

Benefits due to cleaning and logistics cost savings and long term location planning (analysis of results)

Source: AntaSwiss AG

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Arbeitsplatz ändert sich: Digital vernetzter Arbeitsplatz in der Montage

Source: Rexroth Bosch Group (2016)

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Arbeitsmittel ändern sich: Logistikaufgaben und Störungsbehebung mit Datenbrille (Itizzimo) Logistikaufgaben und Störungsbehebung mit Datenbrille (Itizzimo) support

Source: Ittizimo (2016)

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Die Vision von Industrie 4.0: heute und morgen

physisches Element

physisches Element

Kommunikation

Informationstechnologie

Heute: hierarchische, teilintegrierte Systeme

K

P

IT

Informationstechnologie

Kommunikation

Paradigmenwechsel – Umkehrung der Produktionslogik: Heute steuert ein übergeordnetes System wie ein

Bauteil bearbeitet werden soll Zukünftig beantragt das Bauteil beim Betriebsmittel,

wie es bearbeitet werden will

Morgen: dezentrale, intelligente und vernetzte Systeme (CPS)

K

P

IT

Industrie 4.0 – Menschen flexibilisieren Prozesse

Der Mensch als „ universeller Sensor“ – Sensorische Lücken bestehen in der Produktion auch zukünftig – Der Mensch ist der einzige „universelle Sensor“ – Nur Menschen erfassen neue Ausnahmesituationen

Der Mensch als Entscheider

– Standardentscheidungen übernehmen zukünftig intelligente Assistenten und entlasten die Mitarbeiter von Routineentscheidungen

– Ausnahmesituationen erfordern Umfeldinformationen und Erfahrung – Nur Menschen erfassen und bewältigen unplanbare Ausnahmesituationen

Der Mensch als Akteur und Innovator

– Automatisierung wird zukünftig auch für kleinere Stückzahlen wirtschaftlich – Produktdiversifikation und Kundenindividualität lassen die Stückzahlen je Produktionsvariante und

den Produktlebenszyklus weiter sinken – Nur Menschen können sich hochflexibel auf kleinste Stückzahlen und neue Prozesse einstellen

Quelle: Fraunhofer; 2016 )


Die Vision von Industrie 4.0: Zusammenfassung

1. Individualisierung Konsequenter «Market-Pull», Losgrösse 1 über die gesamte Wertschöpfungskette und dezentrale Intelligenz in Produkten


2. Dienstleistungsorientierung Verknüpfung von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen zu intelligenten Systemen


Wie können Organisationen die bevorstehende Umwälzung optimal meistern?

Chancen?

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Risiken?

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Prof. Dr. Raoul Waldburger [email protected] Institut für Business Engineering IBE, FHNW


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