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Licht ins Dunkle -
Digitalisierung fördert Wertschöpfung
10. PM-Tag der Region Karlsruhe
14.07.2017, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Vorstellung des Referenten
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Professor für
Produktionsmanagement, Virtuelle Fabrik und PLM
Hochschule Karlsruhe - Technik und WirtschaftFakultät für Maschinenbau und Mechatronik
Steinbeis - Transferzentrum: Rechnereinsatz
im Maschinenbau
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Industrie 4.0
3
Industrie 4.0?
Na hast schon gehört?Das ist doch heiße Luft und
alter Wein in neuen
Schläuchen
Ja, ja da wird halt
mal wieder "eine
Sau durchs Dorf
gejagt"
Die Diskussion um Industrie 4.0 ist heute von den Anbietern getrieben.
Diese sagen uns leider oft nicht welche Potenziale Industrie 4.0 uns bringt.
Das machen wir
doch schon seit
15 Jahren
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Das Thema Industrie 4.0 fokussiert
stark auf die Digitalisierung der Produktion
4
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Lassen Sie uns den Horizont erweitern
5
Individualisierung
Digitalisierung
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Worauf wir achten müssen…
6
Quelle: Sony.com, Apple.com
und heute
Es war einmal…
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Worauf wir achten müssen…
7
Quelle: Samsung
Quelle: Kodak
Erinnern Sie sich an Kodak?
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Worauf wir achten müssen…
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Worauf wir achten müssen…
9
http://www.faz.net
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
…von gestern über heute nach morgen Quelle: Apple.com
neue Produkte
und neue Dienstleistungen
verändern Märkte grundlegend
▪ Unterhaltungsindustrie
▪ Fotoindustrie
▪ Handelsgewerbe & Kaufhäuser
und in der Zukunft ?
▪ Lebensmittel
▪ Fahrzeuge
▪ Smarte Produkte
▪ Smart Fabrik
▪ Smarte Automatisierungs-
technik
▪ Wir rüsten die
Fabriken der Welt aus
In Zukunft werden wir das nur tun können, wenn wir die
Fabrik der Zukunft erfinden!
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ein Sturm zieht auf…
11
Wir werden schlagartige, dramatische
Veränderungen erleben
Disruption vorhandener
Geschäftsmodelle
Technologiesprünge
ermöglichen neue Denkweisen
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Disruption
Disruptive Technologien und disruptive Geschäftsmodelle
12
Wir müssen heute die Entscheidungen für die Zukunft treffen
und dürfen morgen nicht vergessen
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was uns hilft, den richtigen Pfad zu finden
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
PLMMES
ERP
Produkt
(Instanz)
Mark
tzu
gan
g
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
14
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
15
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wir müssen lernen neu zu denken
16
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Von der Technik her vs. vom Markt her denken
17
Wir denken zu oft von der Technik her
"Wir hatten einmal einen sehr innovativen Roboter mit einem
einzigartigen technologischen Konzept.
Wir konnten ihn aber nicht verkaufen, weil wir das Problem nicht
gefunden haben, das er löst."
Zitat: Gerold Schäfer – Vertriebsleiter Schunk
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Lassen Sie uns noch weiter denken
Parkhaus, App und Auto
18
Wie soll ich solcheSzenarien voraussehen und
planen?
smartes Produkt &
Dienstleistung
UnternehmenMarkt
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Beispiel: Tesla
19
▪ Alle Model S von Tesla (gebaut ab
September 2014) enthalten
technischen Voraussetzungen für
assistiertes Fahren.
▪ Autopilot lässt sich jederzeit für 3.300 €
dauerhaft aktivieren
▪ Tesla schickt Kunden Werbung auf den
Fahrzeugbildschirm und bietet einen
kostenlosen Probemonat an
Hardware für das autonome Fahren vorausgedacht!
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Beispiel: Trumpf
20
▪ Die Schnittqualität im Dickblech ist ein
Freiheitsgrad für die Konstruktion
▪ Technologieoptionen:
TruLaser 5030/40/60 fiber (Festkörper-Laser)
Rüsten Produzieren Entladen Weiterverarbeiten
CoolLineLensLine
PierceLine BrightLine
Smart Collision
Prevention
BrightLineStandard
Die Option "BrightLine" ist über Software einspielbar
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Eigentlich ist alles ganz einfach!
21
Eigentlich ist alles ganz einfach!
▪ zukünftige Smarte Produkte
müssen in ganzheitliche Dienstleistungen
integrierbar sein
▪ Das erfordert Flexibilität
▪ Hardware/Mechanik ist schwerer nach
Auslieferung zu verändern
▪ neue Software lässt sich leicht aufspielen
▪ Die notwendigen Hardwarekomponenten
zukünftiger Funktionen müssen
vorgedacht sein, um sie später über
Software zu aktivieren
Wie soll ich solcheSzenarien voraussehen und
planen?
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
22
PEP - Smarte Produktentstehung
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Der Weg nach Morgen
23
Mechanik
Elektronik
Infor-
matik
Mechatronik
Wenn Smarte Technologien dominant werden, können wir dann
weiterhin nach den althergebrachten Prinzipien des Maschinenbaus arbeiten?
Informatik
Mechanik
Elektronik
Digitalisierung
…heute …morgen?
nach Eigner
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Smarte Produktentstehung
25
Maschinenbau
Elektrotechnik
Informationstechnik
Domänspezifischer Entwurf
Eingenschafts-
absicherung
ProduktAnforderungen
Komponente
System
![Page 25: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/25.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Smarte Produktentstehung
Die linken Seite des V-Modells rückt in den Fokus
26
Maschinenbau
Elektrotechnik
Informationstechnik
Domänspezifischer Entwurf
ProduktAnforderungen
Komponente
System
SFM5110 - 59633
Transportieren
Füllen Ver
sch
ließ
en
IPCBarriere
Tub
Objekt
Nest
Füllgut
Ve
rsch
ließ
mit
tel
Tub
Verschlossenes und gefülltes Objekt
Nest
Stic
ksto
ffFunktionale
Systemarchitektur
Funktionale Systemarchitekturen sind stabil und ermöglichen
die passenden Komponenten zu definieren
Linearmodul ELP
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Eingenschafts-
absicherung
Komponente
System
Smarte Produktentstehung
Die linken Seite des V-Modells rückt in den Fokus
27
Maschinenbau
Elektrotechnik
Informationstechnik
Domänspezifischer Entwurf
ProduktAnforderungen
Digitaler Zwilling
Frühe Absicherungen sichert die Komponentenwahl ab und ermöglicht
stabile Komponenten von sich verändernden Komponenten zu trennen
SFM5110 - 59633
Transportieren
Füllen Ver
sch
ließ
en
IPCBarriere
Tub
Objekt
Nest
Füllgut
Ve
rsch
ließ
mit
tel
Tub
Verschlossenes und gefülltes Objekt
Nest
Stic
ksto
ffFunktionale
Systemarchitektur
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Produktentstehung im Mittelstand heute
28
Maschinenbau
Elektrotechnik
Informationstechnik
Domänspezifischer Entwurf
Eingenschafts-
absicherung
ProduktAnforderungen
Komponente
System
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Von Künstlern und Helden
29
Maschinenbau
Domänspezifischer Entwurf
Eingenschafts-
absicherung
ProduktAnforderungen
Komponente
System
Elektrotechnik
Informationstechnik
hier werden die
Helden geboren
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ist der Held nicht der "Oskar aus der Mülltonne"
30
Hier hat wieder jemand was
geändert und mir sagt's mal
wieder keiner
Jetzt haben wir einen Kompressor
eingebaut, der ist aber nicht für
China zulässig
Die Maschine steht
jetzt dort im Zoll
Wir müssen unseren Service
dorthin schicken
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Das Selbstverständnis der Zusammenarbeit
wird sich ändern müssen
31
Quelle: MFSFussballtraining.tv
Maschinenbau
Elektrotechnik
Informationstechnik
Domänspezifischer Entwurf
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Champions League vs. Kreisklasse
32
Pass >40 m
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
UnternehmenMarkt
smarte
Produkte
neue
LösungsprinzipienPEP - Smarte Produktentstehung
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
33
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Predictive Maintenance
Die Hellseher im Maschinenraum
Nach Studie des Weltwirtschaftsforums sowie Accenture.
"Predictive Maintenance" ermöglicht
▪ 12% Einsparungen bei geplanten Reparaturen
(gegenüber ungeplanten)
▪ 30% geringere Wartungskosten
▪ 70 % Reduktion ungeplanter Stillstände
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Die Maschine muss laufen!
Unterschiedliche Denkweisen und Geschäftsmodelle
ServicegeschäftLeistung statt
Produkt
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Beispiel car2go
Auch für Industrieanlagen sind Geschäftsmodelle denkbar, die
auf der erbrachten Produktionsleistung basieren.
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ist der Maschinenbau bereit für Leistungsmodelle?
Wir kennen den aktuellen
Zustand der Maschine
nicht
Wir bekommen keine
Rückmeldung der
Maschine
Wir wissen nicht was
der Service an der
Maschine verändert hat
Wir wissen nicht exakt mit
welchen Komponenten
die Maschine
ausgeliefert wurde
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wenn Sie den Zustand aller Dinge in der Welt kennen würden und
neben den Daten noch Vernunft einsetzen könnten:
Welche Probleme würden Sie lösen? Quelle: Amazon
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
Services
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
39
vom Produkt zur
Leistungen
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Der Digitale Zwilling als Basis für Services
40
Produkt (Instanz)DZ as
Doku
DZ to
Simulate
Maschine online
DZ as maintainedDZ as
delivered
Services
Unternehmen
Kunde
Produkt
(Instanz)
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
DZ as
...
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
42
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Erweiterte Services setzen das Vorhanden sein eine vollständigen, exakten, instanziierten
Produktdefinition voraus, die auch nach Auslieferung den Zustand der Maschine spiegelt.
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
43
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
![Page 42: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/42.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Produktion 4.0
44
Quelle: www.faz.de
Auszug aus einer Mail von,
Tesla-Chef Elon Musk an
die Grohmann-Mitarbeiter:
"In der Zukunft wird die
Fertigungstechnologie
eine größere
Bedeutung haben als
die Produkte, die durch
sie hergestellt werden.
[…]."
Tesla übernimmt Grohmann
Ist es nicht bezeichnend, dass in der aktuellen
Industrie 4.0 Diskussion in Deutschland neuen
Fertigungstechnologien kaum eine Rolle spielen
![Page 43: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/43.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von
Industrie 4.0 diskutiert wird
45
Digitaler
Zwilling
MES-System ERPPLM
Digitalisierungsplattform
Konfiguration …
Fahrerloses Transportsystem (FTS)
ruft zum Entladen
Bearbeitungs-zentrum
Fertigungsauftrag
Materialfluss
Informationsfluss
CPPS kommunizieren
Verschleiß? Werkzeug bestellen
Fertigmeldungan MES
handelt aus &bedient
autonomer Roboter
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Beispiel: SEW-EURODRIVE
46
Quelle: SEW Eurodrive - Youtube Video
![Page 45: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/45.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von
Industrie 4.0 diskutiert wird
47
Der Mensch steht im Mittelpunkt
![Page 46: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/46.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wie die Produktion in der Fabrik der Zukunft im Kontext von
Industrie 4.0 diskutiert wird
48
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ist das relevant?
Wann ist das
relevant für uns?
Was bedeute dabei das
Schlagwort:
"Losgröße 1"
![Page 48: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/48.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Arten und Ansätze der Auftragsabwicklung
Art/Ansatz der
Auftragsabwicklung
Art der
BestellabwicklungRequirement
Specification (RS)
Engineer-to-order
(ETO)
Produkt-
katalog
Select-to-order
(STO)
Konfigurator
Configure-to-order
(CTO)
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Wandel von STO & ETO nach CTO
Wann sind die diskutierten Produktionsansätze relevant?
Stück-
zahl
Art der Auftragsabwicklung
STO CTO ETO
gering
mittel
hoch
Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze
für die Produktion sind hochrelevant, wenn
Produkte mit hoher Varianz in Verbindung
mit mittlerer und hoher Stückzahl produziert
werden
diskutierte Industrie 4.0 Ansätze
hoch relevant
nicht oder wenig relevant
Klassifizierung von Produktionssituationen nach:
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was bedeutet eigentlich
Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1
52
in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121
Zeit
Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen
▪ Produktvarianten
▪ Stückzahl
Flexibilitätskorridor f1
Flexibilität bedeutet unterschiedliche Varianten oder Produkttypen in einem Produktionssystem
produzieren zu können, ohne dies umrüsten zu müssen
![Page 51: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/51.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was bedeutet eigentlich
Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1
53
in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121
Zeit
Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen
▪ Produktvarianten
▪ Stückzahl
Flexibilitätskorridor f1
Flexibilitätskorridor f2
Flexibilitätskorridor f3
![Page 52: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/52.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was bedeutet eigentlich
Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1
54
in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121
Zeit
Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen
▪ Produktvarianten
▪ Stückzahl
Flexibilitätskorridor f1
Flexibilitätskorridor f2
Flexibilitätskorridor f3
Ramp-upRamp-up
Wandlungsfähigkeit bedeutet in kürzester Zeit den Flexibilitätskorridor der Produktion verschieben
zu können. Dies erfordert die Realisierung einer kurzen Ramp-Up Zeit
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
55
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
individuelle
Produkte
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ko
nfi
gu
rati
on
CTO
STO
ETO
Logistik 4.0 & JIS
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
56
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
individuelle
Produkte
![Page 55: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/55.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
individuelle
Produkte
Ko
nfi
gu
rati
on
CTO
STO
ETO
Logistik 4.0 & JIS
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
57
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
![Page 56: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/56.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
individuelle
Produkte
Ko
nfi
gu
rati
on
CTO
STO
ETO
Logistik 4.0 & JIS
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
58
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
![Page 57: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/57.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
individuelle
Produkte
Ko
nfi
gu
rati
on
CTO
STO
ETO
Logistik 4.0 & JIS
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
59
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
Alles hängt zusammen!
Ein geeignetes Fundament lässt sich nur mit einem holistischen Ansatz schaffen
![Page 58: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/58.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Ko
nfi
gu
rati
on
CTO
STO
ETO
Logistik 4.0 & JIS
smarte
Produkte
neue
Lösungsprinzipien
ServicesInformationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Die Landkarte für Digitalisierung und Industrie 4.0
60
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
individuelle
Produkte
Ohne das Fundament der erfolgreich umgesetzten horizontalen und vertikalen Integration, ist die
Digitale Transformation nicht möglich!
Gestaltungsfeld
Digitale Transformationhorizontale Integration
vert
ikale
Inte
gra
tion
![Page 59: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/59.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Horizontale und vertikale Integration in der Industrie 4.0 Diskussion
MES
vert
ikale
Inte
gra
tion
horizontale Integration
![Page 60: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/60.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Produkt
(Instanz)
individuelle
Produkte
smarte
Produkte
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
UnternehmenMarkt
Wie kann horizontale und vertikale Integration
umgesetzt werden?
62
Kunde
Strategische
Positionierung
Strategische
Positionie-
rung
Eine klare strategische Positionierung bzgl. des agierens zum Markt hin, ist als Input für die
Gestaltung der digitalen Transformation notwendig.
Daraus ergibt sich der Gestaltungsrahmen, der erfüllt werden muss.
![Page 61: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/61.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen
63
1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten
Unternehmens aus?
2. Wie organisieren und gestalten wir den
Informationsfluss für die digitalisierte
Wertschöpfungskette?
![Page 62: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/62.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen
64
1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten
Unternehmens aus?
2. Wie organisieren und gestalten wir den
Informationsfluss für die digitalisierte
Wertschöpfungskette?
![Page 63: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/63.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung
65
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PLM
ERP
![Page 64: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/64.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Vom Charakter der informationserzeugenden Prozesse
66
Begleitprozesse
(Marketing, Vertrieb,
Personalwesen, Finanzen)
technologische
Prozesse für
Produkte und
Produktion
kaufmännische
Prozesse für
Logistik und
Materialwirtschaft
![Page 65: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/65.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Vom Charakter der informationserzeugenden Prozesse
67
Begleitprozesse
(Marketing, Vertrieb,
Personalwesen, Finanzen)
technologische
Prozesse für
Produkte und
Produktion
kaufmännische
Prozesse für
Logistik und
Materialwirtschaft
formal
strikt
sequenziell Prozesscharakter
kreativ
innovativ
flexibel
kooperativ
![Page 66: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/66.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Die informationserzeugenden Prozesse die
mit Industrie 4.0 in den Fokus rücken
68Mit Industrie 4.0 gewinnen die technologischen Prozesse an Dominanz
technologische Prozesse
kaufmännische Prozesse
![Page 67: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/67.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Können wir uns die "Denkweise des Kaufmanns"
zukünftig noch leisten
69
Wer schnell und flexibel sein muss, fährt
nicht mit dem LKW, sonst kommt er zu spät
≠
Der im Mittelstand häufig forcierte Ansatz, den technologischen Prozess als Anhängsel des kaufmännischen
zu verstehen, führt zwangsläufig zur Behinderung von Innovation.
![Page 68: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/68.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung
70
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PLM
ERP
![Page 69: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/69.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung
71
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
PLM
ERP
Die zukünftigen Themen benötigen PLM als Fundament.
![Page 70: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/70.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Vertikale Integration
Die Sicht auf die Automatisierungspyramide verändert sich
MES
vert
ikale
Inte
gra
tion
![Page 71: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/71.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Vertikale Integration
Die Sicht auf die Automatisierungspyramide verändert sich
MES
vert
ikale
Inte
gra
tion
![Page 72: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/72.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was bedeutet eigentlich
Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1
74
in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121
Zeit
Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen
▪ Produktvarianten
▪ Stückzahl
Flexibilitätskorridor f1
Flexibilitätskorridor f2
Flexibilitätskorridor f3
Wandlungs-
fähigkeit
Wandlungs-
fähigkeit
Ramp-upRamp-up
Planung und
Simulation
der Produktion
Planung und
Simulation
der Produktion
Wandlungsfähigkeit der Produktion ist entscheidend vom geeigneten Einsatz der Planungs- und
Simulationswerkzeuge der digitalen Fabrik abhängig
![Page 73: Licht ins Dunkle - Digitalisierung fördert Wertschöpfung · STO CTO ETO gering mittel hoch Die aktuell diskutierten Industrie 4.0 Ansätze für die Produktion sind hochrelevant,](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022016/5b5e4e027f8b9a415d8c255a/html5/thumbnails/73.jpg)
Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Das "alles im ERP" Dilemma
Legende:
CTO Configure to Order
MOM Manufacturing Operation Management
APS Advanced Planning & Scheduling
MES Manufacturing Execution Systems
CTO
Konfiguration
Losgröße 1
MOM
APS
MOM
erfordert
flache Stücklisten
erfordert
stark strukturierte
StücklistenERP
Lösungsansatz:
Feinsteuerung (APS) im MES
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was bedeutet eigentlich
Wandlungsfähigkeit, Flexibilität und Losgröße 1
76
in Anlahnung an Wiendahl, et al., 2009, S. 121
Zeit
Produktionsanforderungen:▪ Produkttypen
▪ Produktvarianten
▪ Stückzahl
Flexibilitätskorridor f1
Flexibilitätskorridor f2
Flexibilitätskorridor f3
Wandlungs-
fähigkeit
Wandlungs-
fähigkeit
Ramp-upRamp-up
Planung und
Simulation
der Produktion
Planung und
Simulation
der Produktion
Flexibilität der Produktion ist entscheidend vom geeigneten Einsatz von
MOM, APS und EMI abhängig
MOM
APS
EMI
Legende:
MOM Manufacturing Operation Management
APS Advanced Planning & Scheduling
EMI Enterprise Manufacturing Intelligence
MOM
APS
EMI
MOM
APS
EMI
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
Produkt
(Instanz)
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung
77
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
MES
ERP
PLM
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
ERP, ERP, ERP, SAP, SAP, SAP….
78
Es reicht nicht mehr aus, dass die IT-Abteilung
lediglich SAP am Laufen hält und erweitert
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Nun ergeben sich 2x zentrale Fragen
79
1. Wie sieht die IT-Bebauung eines digitalisierten
Unternehmens aus?
2. Wie organisieren und gestalten wir den
Informationsfluss für die digitalisierte
Wertschöpfungskette?
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Von Künstlern und Helden
Upstream Downstream
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
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Der Informationsfluss muss
gesamtheitlich gestaltet werden
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Der Weg zur Digitalisierung
… verändert den Blickpunkt
83
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
Was ein Unternehmen
braucht
Was ein Unternehmen
kaufen kann
GAP
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Der Weg hin zu Digitalisierung
zu beginnen, ist oft wie im Nebel wandern.
84
Oje,was jetzt?
Das Management gab mir das Projekt die gesamteWertschöpfungskette zu
Digitalisieren.
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Der Weg hin zur Digitalisierung
….bald kommen "sehr erfahrene" Berater, um zu helfen.
85
??
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Mit einer neuen Sicht ist eigentlich alles ganz einfach
86
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
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Das gleiche Bild übertragen auf Unternehmen…
8787
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
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Wie es aussieht, wenn wir vorgehen wie bisher
88
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Das Kleiderschrankbeispiel
89
Es war einmal ein Paar, dass sich einen
gemeinsamen Kleiderschrank kaufte…
Dem Kauf eines Schrankes liegt ein Ordnungsproblem zugrunde.
Der Schrank löst das Ordnungsproblem nicht!
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Analyse des Ist-Zustands und der Handlungsfelder
90
Das Anziehen dauert
morgens zu lange Oft passen die
gewählten Einzelteile
nicht zusammen
Durch die unpassenden
Einzelteile entstehen
berufliche Nachteile
Teile knittern
keine klare
Ordnungsstruktur
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Analyse des Ist-Zustands und der Handlungsfelder
91
befüllungs-
zentrischer
Denkansatz
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Das Ordnungsproblem erfordert zur Lösung einen
anderen Denkansatz
92
entnahmezentrischer Denkansatz: "Der Anzug als Komponente"
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Ein veränderter Denkansatz
93
befüllungs-
zentrischer
Denkansatz
entnahme-
zentrischer
Denkansatz
Der Denkansatz hat Auswirkungen auf Semantik und Arbeitsverteilung
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Auswirkungen von Lebenszykluseffekten müssen analysiert
werden
94
entnahmezentrischer Denkansatz: "Der Anzug als Komponente"
Schuhe:
Schumacher
Hemd:
Weiße Wäsche
Anzug:
Wäscherei
Strümpfe:
Buntwäsche
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Lifecycle-Map des zeitlichen Verlaufs
9595
Komponente Komponente (Schrank)
Komponente (Sandbox)
Schuhe (Schumacher)
Hemd (Weiße Wäsche)
Anzug (Wäscherei)
Strümpfe (Buntwäsche)
Anzug getragen
Da die Rückläufe nicht zeitgleich erfolgen, ist eine "Sandbox" notwendig.
Der Denkansatz beeinflusst die Technologie.
t
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Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?
96
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
Abdeckungsbereich
einer heutigen
IT-Abteilung
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Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?
97
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
Abdeckungsbereich
einer heutigen
IT-Abteilung
Zukünftiger
notwendiger
Abdeckungsbereich
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
In vielen Unternehmen wird eine
Änderung der Rollen diskutiert.
Die Rolle des CPO bildet sich heraus
Die neue Rolle des CIO oder doch ein CPO?
98
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
Kann unser CIO diese Rolle?
Ist es sinnvoll der IT
Methodik und Prozesse
zu geben?
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Ansätze zur methodischen Gestaltung der Prozesse und
Informationsflüsse unterschiedlicher Unternehmen
99
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Was heißt das für das Projektmanagement
100
Lösungs-
design
technisch
organisatorische
Gestaltung
methodisch
IT (Plattformen und
Applikationen)
Digitalisierung der
gesamten
Wertschöpfungskette
Wie kann ein Projektmanagement für holistische Digitalisierungsprojekte
aussehen?
Haben Sie heute die geeigneten Methoden dieses Dilemma aufzufangen?
Wo und wie sollten/müssen Digitalisierungsprojekte in der Organisation
verortet werden?
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Informationsbackbone mit vollständiger Produktdefinition,
Serialisierung, semantisch vernetzte Informationen
PLMMES
ERP
Produkt
(Instanz)
Mark
tzu
gan
g
Ko
nfi
gu
rati
on
UnternehmenMarkt
individuelle
Produkte
Die Landkarte für Digitalisierung
101
Vom Markt her denken -
dem Markt voraus denken
smarte
Produkte CTO
STO
ETO
PEP - Smarte Produktentstehung
Produktion 4.0
vom Produkt zur
Leistung
neue
Geschäftsmodelle
Kunde
horizontale & vertikale Integration
Logistik 4.0 & JIS
Informationsbereitstellung
Big Data, Enterprise Manufacturing Intelligence (EMI),…
neue
Lösungsprinzipien
Digitaler
Zwilling
(Instanz)
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Disruption
Disruptive Technologien und disruptive Geschäftsmodelle
102
Wir müssen heute die Entscheidungen für die Zukunft treffen
und dürfen morgen nicht vergessen
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Die Zeit rennt….
103
Digitalisierung
Wo wir stehen
Wenn wir jetzt nicht die richtigen Schritte einleiten, ist es vielleicht zu spät.
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Kontakt:Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Hochschule Karlsruhe - Technik und WirtschaftFakultät für Maschinenbau und Mechatronik (MMT)[email protected]
Steinbeis - Transferzentrum: Rechnereinsatz im Maschinenbau (STZ-RIM)[email protected]
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Prof. Dr.-Ing. Jörg W. Fischer
Beispiel: Kreatize