Smart Industry

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    18-Jul-2015

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  • Smart Industry

    Die Digitalisierung

    industrieller Wertschpfungsketten

    Market Foresights Nr. 2 / 2015

  • 2Inhalt

    Einfhrung

    Seite 3-5

    01Die Zukunft der digitalisierten Industrie

    Neues Wachstum

    Condition Monitoring und Predictive Maintenance

    Smart Factory und Prosuming

    Konvergenz und Wertschpfungskosysteme

    Seite 6-14

    02Herausforderungen der digitalisierten Industrie

    Entwicklung von Geschftsmodellen

    Neue Wettbewerber

    Etablierung von Standards

    Daten- und Systemsicherheit

    Kompetenzen 4.0 und Mitarbeiterqualifizierung

    Seite 15-20

    03Zukunftsmrkte, Chancen und neue Geschftsmodelle

    Flexibilisierung und Agilitt

    Branchenbergreifende Kooperationen

    Datenbasierte Geschftsmodelle

    Industrielles Internet der Dienste

    Seite 21-29

    Quellen

    Seite 30

  • Einfhrung

    3

    2025: Europa als attraktiverer Produktionsstand-

    ort ein gigantischer Industriepark smarter, ko-

    logisch nachhaltiger Fabriken? Die Digitalisierung

    der Industrie gilt als Hoffnungstrger der west-

    lichen Industrienationen. Welche Chancen in

    Zukunftsmrkten und welche neuen Geschfts-

    modelle erffnet die vierte industrielle Revolution

    (Industrie 4.0)?

    Die fortschreitende Digitalisierung ist eine zen-

    trale Voraussetzung dafr, dass die europische,

    aber auch trotz deutlich besserer Ausgangslage

    deutsche Industrie im internationalen Vergleich

    mittel- bis langfristig wettbewerbsfhig bleibt. In

    den vergangenen 20 Jahren hat die europische

    Industrie weltweit mehr als zehn Prozent Markt-

    anteil eingebt, whrend aufstrebende Lnder

    ihren Anteil auf 40 Prozent verdoppeln konnten.1

    Die Digitalisierung industrieller Wertschpfungs-

    ketten knnte diese Entwicklung zumindest auf-

    halten oder ihr sogar entgegenwirken. Industrie

    4.0-Befrworter sprechen zum Teil bereits von

    einer Chance zur Re-Industrialisierung. Die Euro-

    pische Kommission will den Anteil der Wert-

    schpfung der Industrie in Europa von heute 15

    auf mittelfristig wieder 20 Prozent steigern. Ohne

    Investitionen wird dies nicht gelingen. Und auch

    nicht ohne die umfassende Integration digitaler

    Technologien. Deutsche Industrieunternehmen

    planen zum Beispiel, bis 2020 jhrlich rund 40

    Milliarden Euro in Industrie 4.0-Anwendungen zu

    investieren. Vier von fnf Unternehmen wollen

    ihre komplette Wertschpfungskette bis 2020

    digitalisieren.2 Deutsche IT-Entscheider werden

    dementsprechend in Zukunft ber deutlich

    hhere Budgets verfgen. Bis zu elf Milliarden

    Euro sollen bis 2020 allein in Produkte und

    Services aus dem Bereich Informations- und

    Kommunikationstechnologie investiert werden.3

    Doch was verspricht die Digitalisierung der

    Produktion sowie ihrer vor- und nachgelagerten

    Prozesse eigentlich? Das industrielle Internet der

    Dinge ermglicht die Kommunikation zwischen

    Maschine und Maschine. Ziel ist es, in einem

    ersten Schritt die Produktivitt, Effizienz und

    Sicherheit von Arbeitsablufen und Prozessen zu

    erhhen. Sogenannte cyber-physische Systeme

    ermglichen die selbstorganisierende Produktion,

    indem sie mit Hilfe von Sensordaten Informa-

    tions-, Material- und Gterflsse regeln. Alles ist

    jederzeit berall lokalisierbar. Die Kommunikation

    Digitalisierung

    Big Data

    Industrie 4.0

    Condition Monitoring

    Predictive Analytics

    Konvergenz

  • 4zwischen Produkt und Maschine wird in Zukunft

    zudem eine hhere Flexibilitt der Produktions-

    prozesse ermglichen. ndern sich beispielsweise

    die Design-Daten der Produkte, passen sich die

    Parameter der Anlagen automatisch an. Auf

    diesen intelligent vernetzten Umgebungen auf-

    bauend knnen Unternehmen mit Hilfe von Big

    Data Analytics, also der Auswertung groer,

    selbst unstrukturierter Datenmengen in Echtzeit,

    neue, datenbasierte Geschftsmodelle entwickeln

    und ihren Kunden Zusatzdienstleistungen bieten

    und einen echten Mehrwert liefern. Beispiele sind

    Tourenoptimierungen oder Ferndiagnosesysteme

    (Condition und Performance Monitoring) mit indi-

    viduell festgelegten Wartungsintervallen. Vielver-

    sprechende Einsatzgebiete liegen in der Produk-

    tion, dem Transportwesen, der Luftfahrt, der

    Meereswirtschaft sowie der Energieerzeugung

    und dem Gesundheitswesen.

    Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber

    zunehmender Konvergenz, das meint sowohl die

    Vernetzung unterschiedlicher Akteure und

    Prozesse (Netzwerkwirtschaft) als auch die IKT-

    Konvergenz zwischen Industrie und beispiels-

    weise Logistik- und Energienetzwerken. Neue

    Innovationsfelder entstehen. Eine wichtige

    Voraussetzung, um die rasant wachsende Menge

    an Daten bertragen, analysieren und nutzbar

    machen zu knnen, ist der Auf- und Ausbau der

    IT-Infrastrukturen.

    Die Digitalisierung wird die industrielle Landschaft

    in den nchsten Jahren nachhaltig verndern.

    Diese Entwicklung birgt fr Unternehmen

    Chancen und Risiken gleichermaen. Doch: 71

    Prozent der deutschen Fhrungskrfte sehen sich

    ber die Chancen und Risiken im Bereich

    Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert. Die

    Implementierung entsprechender Technologien

    und Konzepte drfte unter dieser Voraussetzung

    nicht zu einer Erschlieung des tatschlichen

    Erfolgspotenzials fhren.

    Unternehmen werden ihre Produktionsstrategien

    anpassen mssen, um in einer hochdigitalisier-

    ten Industrielandschaft wettbewerbsfhig bleiben

    zu knnen. Ohne die Transformation traditio-

    neller Produktions- und Geschftsmodelle droht

    deren Disruption.

    Einfhrung

    71 Prozent der deutschen Fhrungskrfte sehen sich ber die Chancen und Risiken im Bereich Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert.4

  • 520

    514

    23

    1.279

    0

    500

    1000

    1500

    2012 2020

    in Milliarden US-Dollar weltweit

    Ausgaben fr Technologien des industriellen Internets

    Der vom industriellen Internet erzeugte Wert

    Das industrielle Internet der Dinge entwickelt sich zu einer Wertschpfungsmaschine.

    5

    Einfhrung

  • 601Die Zukunft der digitalisierten Industrie

  • 7Welche Trends bestimmendie Zukunft der digitalisierten Industrie?

    Robotisierung FlexibilisierungAutomatisierung

    Informatisierung Internet der Dinge Knstliche Intelligenz Big Data Analytics

    Virtualisierung

    Netzwerkwirtschaft Zunehmende Wettbewerbsintensitt

    Zunehmende Komplexitt Tertiarisierung

  • Die Informatisierung wird die Art und Weise, wie

    wir in Zukunft leben und arbeiten werden, ent-

    scheidend verndern. Fortschritte im Bereich der

    Informations- und Kommunikationstechnologie,

    der Sensorik, der Mensch-Maschine-Interaktion

    und der Virtualisierung lassen die Grenzen zwi-

    schen der digitalen und der physischen Welt

    immer mehr verschwimmen. Eine steigende Zahl

    von Objekten und Gerten wird in Zukunft ber

    eine eigene IP-Adresse verfgen. Dies hat

    weitreichende Folgen fr nahezu alle Branchen.

    Zunehmend investieren Unternehmen in Zu-

    kunftstechnologien, um Prozesse und Wert-

    schpfungsketten mit dem Ziel der Effizienz-

    steigerung und Kostenreduzierung zu digitalisie-

    ren und zu automatisieren sowie innovative Ge-

    schftsmodelle zu entwickeln, die es ermgli-

    chen, in einem immer intensiveren Wettbewerbs-

    umfeld die Attraktivitt des eigenen Unterneh-

    mens zu steigern und Kunden zu binden oder zu

    gewinnen.

    Die Welt wird intelligent, also 'smart'. Ob 'Smart

    Home', Smart Health', 'Smart Buildings', 'Smart

    Energy', 'Smart Mobility' oder 'Smart Logistics'

    die digitale Revolution ist in vollem Gange, Mrk-

    Die Zukunft der digitalisierten Industrie

    8

  • 9Die Zukunft der digitalisierten Industrie

    te tiefgreifend zu verndern. Dies betrifft auch

    die Industrie im engeren Sinne, also jenen Teil

    der Wirtschaft, der fr die Produktion und Wei-

    terverarbeitung von materiellen Gtern oder

    Waren in Fabriken und Anlagen verantwortlich

    ist. Auch die Industrie wird smart: 'Smart

    Industry'.

    Das industrielle Internet der Dinge knnte bis

    2030 mit 14,2 Billionen US-Dollar zur globalen

    Wirtschaftsleistung beitragen, entsprechende

    Investitionsanstrengungen von Seiten der Politik

    und der Industrie vorausgesetzt. In Deutschland

    liegt das Potenzial der kumulativen BIP-Steige-

    rung bis 2030 bei immerhin 700 Milliarden US-

    Dollar. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt wrde

    demnach im Jahr 2030 rund 1,7 Prozent grer

    sein, als gngige Trendprojektionen voraussa-

    gen.6 Das industrielle Internet der Dinge ver-

    spricht also vor allem eines: neues Wachstum.

    Dabei geht das Potenzial der Digitalisierung

    industrieller Wertschpfungsketten weit ber

    bloe Effizienzsteigerungen und Kosteneinspa-

    rungen hinaus. Profitieren werden nicht nur die-

    jenigen Unternehmen, denen es gelingt mithilfe

    innovativer Geschftsmodelle neue Ertragsstrme

    zu generieren, sondern auch Anbieter von Pro-

    dukten und Dienstleistungen rund um das indu-

    strielle Internet der Dinge (Industrial Internet of

    Things: IIoT). So wird beispielsweise fr die

    autonome Steueru

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