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Ist IoT „smarter“? Von Smart Factories, Smart Products und Smart Services
I(o)T for Industry - Von IT zu IoT Was ist wirklich neu?
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 3
Smart Factories Industrie 4.0 und das
(Industrial) Internet of Things
Zur Definition von „Industrie 4.0“
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(*) Quelle: Jürgen Bischoff, u.a.: „Erschließen der Potenziale der Anwendung von ,Industrie 4.0‘ im Mittelstand” . agiplan GmbH , Fraunhofer IML, ZENIT GmbH. Juni 2015
„Industrie 4.0 ist ein Metabegriff für die Weiterentwicklung der Produktions- und
Wertschöpfungssysteme durch die Verknüpfung der realen und der digitalen Welt.
Diese Verknüpfung entsteht durch sich selbst steuernde cyber-physische Systeme
(CPS), die mit eingebetteten Systemen ausgestattet sind. Industrie 4.0 beschreibt die
vertikale (innerhalb eines Unternehmens) und die horizontale Verknüpfung dieser
CPS (sowohl über Unternehmensbereiche als auch über mehrere Unternehmen
entlang der Wertschöpfungskette hinweg) zur effizienten, dezentral organisierten und
flexiblen Produktion von Erzeugnissen oder Durchführung von Dienstleistungen.“ (*)
Industrie 4.0 als Verbindung
von physischer und virtueller Welt
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Quelle: Karl Lichtblau, u.a.: „Industrie 4.0-Readiness“. IMPULS-Stiftung des VDMA (Oktober 2015)
Industrie 4.0: Kernthemen
Schlagworte
• High Tech Strategie (Deutschland)
• 4. industrielle Revolution
• Fabrik der Zukunft
• Industrial Internet
• Advanced Manufacturing
• Smart Factory
• Smart Production
Themen
• Cyber-physische Systeme (CPS)
• Internet of Things (IoT)
• Virtualisierung
• Machine-to-Maschine Kommunikation (M2M)
Kennzeichen
• Verknüpfung von klassischen Industrien mit Internettechnologien
• Horizontale Integration (Geschäftsprozesse)
• Vertikale Integration (Produktionszellen)
• Vernetzung und autonome Produktion
• Starke Individualisierung der Produkte
• Hoher Flexibilität der Serienproduktion
• Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Wertschöpfungsprozesse
• Kopplung von Produktion und hochwertigen Dienstleistungen
Collaboration Network for Industry, Manufacturing, Business and
Logistics in Europe (NIMBLE)
Co-ordination: Salzburg Research
Technical Lead: IBM Haifa
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NIMBLE will develop the infrastructure for a cloud-based, Industrie 4.0, Internet-of-Things-
enabled B2B platform on which European manufacturing firms can
register,
publish machine-readable catalogues for products and services,
search for suitable supply chain partners,
negotiate contracts and supply logistics, and
develop private and secure B2B and M2M information exchange channels.
The NIMBLE infrastructure will be developed as open source software under an Apache-type,
permissive license. Internet platforms need fast adoption rates and the work plan reflects this:
We start attracting early adopters from day one and develop the initial platform in year one.
Added-value business functions follow in year two.
Final validation at large scale, involving hundreds of external firms, will happen in year three.
Consortium: NIMBLE has 17 partners grouped around 3 main activities:
developing the infrastructure,
running a platform adoption programme, and
validating the platform with 4 supply chains (white goods, wooden houses, fashion fabrics,
and child care furniture).
H2020: NIMBLE (ab Herbst 2016)
Collaboration Network for Industry, Manufacturing, Business and
Logistics in Europe (NIMBLE)
Co-ordination: Salzburg Research
Technical Lead: IBM Haifa
Start: Oct. 2016 – 3 years
Budget: 8 Mio. Euro
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Vernetzte Produkte
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Smart Products
& Services
Intelligente, vernetzte (= „smarte“) Produkte
Kennzeichen von Smarten Produkten
Physische Komponenten
•Mechanische Bauteile
•Elektrische Bauteile
Intelligente Komponenten
•Sensoren
•Mikroprozessoren
•Datenspeicher
•Steuerungselemente
•Software
Vernetzungs-komponenten
•Schnittstellen
•Antennen
•Protokolle
•Topologien
•Datenaustausch
•Auslagerung von Produktfunktionalität
Mischung physischer und digitaler
Wertschöpfungsebenen
Physische Dinge Ebene 1
Sensoren / Aktuatoren Ebene 2
Vernetzung Ebene 3
Analytik Ebene 4
Digitale Services Ebene 5
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Einsatzmöglichkeiten von Smart Connected Products
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Quelle: M.E. Porter, J.E. Heppelmann: „Wie smarte Produkte den Wettbewerb verändern“. In: Harvard Business Report (Nov. 2014). Courtesy by PTC Inc.
Smarte Produkte und Ökosysteme
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Bildquelle: Traktor - Olivier Guin (the Noun Project)
Land-
maschinen
System
Land-
maschinen
System
Saat-
Optimie
rungs-
System
Wetter-
daten
System
Bewässe-
rungs-
System
1. Produkt
2. Intelligentes Produkt
3. Intelligentes,
vernetztes Produkt
4. Produktsystem
5. Systeme von Systemen (Ökosystem)
Pflüger
Pflanz-
maschinen
Mähdrescher
Agrar-
System
Bodensensoren
Wetterkarten
Nach: M.E. Porter, J.E. Heppelmann: „Wie smarte Produkte den Wettbewerb verändern“. In: Harvard Business Report (Nov. 2014) – eigene Darstellung
Neue Geschäftsmodelle
Nach Oliver Grassmann (u.a.) sind über 90 Prozent aller Geschäftsmodellinnovationen Rekombinationen aus 55 Geschäftsmodellmustern. Oliver Gassmann, Karolin Frankenberger, Michaela Csik: „Geschäftsmodelle
entwickeln: 55 innovative Konzepte mit dem St. Galler Business Model Navigator“, Hanser Verlag (2013)
Elgar Fleisch (u.a.) nehmen die von Grassmann u.a. identifizierten Geschäftsmodellmuster als Basis und identifizieren Geschäftsmodelle mit einer speziellen „digitale Note“. Elgar Fleisch, Markus Weinberger, Felix Wortmann: „Business Models and
the Internet of Things”. Bosch IoT Lab White Paper (August 2014)
Michael E. Porter und James E. Heppelmann beschreiben in zwei Artikeln im Harvard Business Manager, wie smarte Produkte den Wettbewerb und Unternehmen verändern: M.E. Porter, J.E. Heppelmann: „Wie smarte Produkte den Wettbewerb
verändern“. In: Harvard Business Report (Nov. 2014) (Orig. englisch)
M.E. Porter, J.E. Heppelmann: „Wie smarte Produkte Unternehmen verändern“. In: Harvard Business Report (Dez. 2015) (Orig. englisch)
Salzburg Research (u.a.) untersuchen gegenwärtig im Auftrag des bmvit Geschäftsmodelle für Industrie 4.0 Studie I40-Transform (Laufzeit: bis Februar 2017)
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Zentrale Herausforderungen der Geschäftsmodelle
Beschleunigung
•Veränderungen der Art und Weise, wie ein Unternehmen Geschäfte macht, dauert in der physischen Welt länger als in der virtuellen Welt. Der Grund dafür liegt v.a. in der großen installierten Basis von Geräten und den notwendigen hohen Investitionen in echte Hardware, was absolut solide Business Cases erfordert. Bündelung
•Hardware-Produzenten wird empfohlen, ihr Kerngeschäft durch IP-enabled Devices abzusichern plus Dienstleistungen im Bündel mit den eigentlichen Produkten anzubieten.
Mitbewerber
•Eine neue Art von Mitbewerbern dringt in bislang etablierte Industriezweige ein und krempelt die Verkaufs- und Wertschöpfungslogik in diesen Bereichen um.
Wertschöpfung
•Die Digitalisierung bedeutet das Ende linearer Wertschöpfungsketten, wie wir sie in der traditionellen Betriebswirtschaft kannten.
Verkaufskanäle
•Eine Veränderung von Verkaufs- und Marketingzugängen ist notwendig, weil die Digitalisierung Konflikte zwischen den verschiedenen Verkaufskanälen hervorrufen kann.
Interaktion
•Die Digitalisierung eröffnet völlig neue Möglichkeiten, wie Unternehmen mit den Nutzern ihrer Produkte über den gesamten Lebenszyklus der Produkte interagieren können.
Dynamik
•Die „Connected World“ ist sehr volatil und dynamisch, weshalb das Management das Risiko von Fehlschlägen einkalkulieren muss.