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für zielgerichtete Digitalisierung

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Digitaler Zwilling

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Künstliche Intelligenz

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Assistenzsysteme

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Service (Plattformen)

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Wertschöpfungsnetzwerke und Resilienz

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Nachhaltigkeit

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Die Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg ist ein vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg initiiertes und gefördertes Netzwerk. Die Koordinierungsstelle ist beim VDMA e.V. Baden-Württemberg angesiedelt.

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Prozessdigitalisierung

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

Ziel ist die digitale Beschreibung von Prozessen und deren anpassbare Abbildung in IT-Systemen

Die Kernthemen in diesem Bereich sind Prozessoptimierung, digitale Durchgängigkeit zwischen Unternehmensbereichen, Datenerfassung- und Management sowie das (Produkt-) Lebenszyklusmanagement

Warum?

  • Verschiedene Produkte und Varianten erfordern angepasste und individualisierbare Abläufe
  • Unklare Verantwortlichkeiten führen zu Verzögerungen in der Bearbeitung
    Prozessperformance ist nicht nachvollziehbar
  • Optimierungspotenziale können nicht erkannt werden

Wozu?

  • Höhere Nachvollziehbarkeit von Abläufen, Zusammenhängen und Abhängigkeiten in den Prozessen
  • Überwachung der Performance und manuelle Ableitung von Optimierungspotenzialen
  • Bessere Anpassbarkeit von Abläufen

Wie?

  • Entwicklung einer unternehmensindividuellen Herangehensweise für die Digitalisierung
  • Check der IST- Prozesse und Ableitung von SOLL-Zuständen und messbaren Kriterien
  • Erarbeitung, Implementierung und iterative Optimierung der digitalisierten Prozesse

Herausforderungen

  • Cybersecurity und Datensicherheit
  • Fehlende Kompetenzen
  • Bereitschaft der Belegschaft zum Wandel
  • Fragmentierte Systemlandschaften erschweren den Aufbau einer digitalen Durchgängigkeit
  • Fehlende IT-Schnittstellen
    Identifikation der richtigen und miteinander harmonierenden Software-lösungen
  • Hohe Kosten für Softwarelösungen

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Automatisierung und Optimierung

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Ziel ist die Nutzung digitalisierter Systeme zur Automatisierung von Abläufen besonders im Zusammenspiel zwischen Software und Hardware
  • Automatisierung kann in allen Bereichen stattfinden z.B. Produktion, Logistik, Einkauf, Entwicklung, Service
  • Die Wandlungsfähigkeit/ Resilienz des Unternehmens ist ein zentrales Thema, welches über automatisierte Systeme adressiert werden kann

Warum?

  • Routineabläufe halten Mitarbeiter von wichtigeren, wertschöpfenden Tätigkeiten ab
  • Fehlende Ressourcen für eine regelmäßige, manuelle Überwachung und Optimierung bestehender Abläufe
  • Fachkräftemangel kann zu Engpässen führen
  • Wirtschaftlichkeit ist in manchen Prozessen ohne Automatisierung nicht mehr gegeben

Wozu?

  • Einsparung von Kosten und Zeit
  • Optimierung der Qualität
  • Automatisierte Reaktion auf Ereignisse in Bezug zu Qualität oder Ausfällen
  • Reduktion manueller Eingriffe

Wie?

  • Entwicklung einer unternehmensindividuellen Herangehensweise für die Automatisierung
  • Check der Prozesse und Abläufe und Identifikation der größten Automatisierungspotenziale
  • Erarbeitung, Implementierung und iterative Optimierung der automatisierten Abläufe

Herausforderungen

  • Widerstände in der Belegschaft
  • Sicherstellung von Datensicherheit und Datenschutz
  • Adaption der bestehenden (Produktions-)Umgebung
  • Fehlende Kompetenzen im Bereich IT-Infrastrukturen und Automatisierung
  • Fehlende Durchgängigkeit der Daten
  • Hohe Kosten für Hardware- und Softwarelösungen sowie für Wartung und Support

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Intelligente Produkte

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Weiterentwicklung bestehender Produkte hin zu digitalisierten Produkt-Service-Systemen, die bspw. eine vorausschauende Wartung anbieten
  • Ergänzung bisher rein mechanischer Produkte um Elektronik, Software und Service
  • Erschließung und wirtschaftlicher Betrieb neuer/ zusätzlicher Geschäftsmodelle

Warum?

  • Zunehmender internationaler Wettbewerb
  • Qualität und Funktionsumfang sind nicht mehr die einzigen Kenngrößen zur Differenzierung im Markt
  • Sich schnell ändernde Kundenanforderungen oder Nutzungsmuster müssen frühzeitig erkannt werden
  • Langfristige Kundenbindung wird durch neue Wettbewerber deutlich erschwert

Wozu?

  • Erschließung neuer Ertragsstrukturen
    Aufbau von langfristigen Kundenbeziehungen über Services und „immer funktionierende“ Produkte
  • Zugriff auf reale Betriebsdaten der Produkte im Feld
  • Aufbau von wettbewerbsrelevantem Know-how
  • Aufbau von strategischen Partnerschaften

Wie?

  • Analyse der Produkte und Produktarchitekturen
  • Analyse der Kundensegmente und deren Anforderungen und Nutzungsmuster
  • Identifikation von Digitalisierungspotenzialen und Markchancen
  • Auswahl der geeigneten Maßnahmen und Pilotierung der Umsetzung

Herausforderungen

  • Identifikation der Kundenbedarfe und -anforderungen
  • Anpassbarkeit und Eignung des bestehenden Produktportfolios
  • Fehlende Kompetenzen
  • Fehlende Durchgängigkeit der Daten im Unternehmen und zum Kunden hin
  • Identifikation tragfähiger Geschäftsmodelle
  • Bereitschaft der Belegschaft zum Wandel
  • Position des Unternehmens in der Lieferkette

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Digitaler Zwilling

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Das Konzept des digitalen Zwillings beschreibt die Verbindung eines bestehenden physischen Objekts mit einem virtuellen Gegenstück
  • Dieses virtuelle Gegenstück besteht aus den Modellen, die das physische Objekt beschreiben und während der Entwicklung erstellt wurden
  • Im Engineering entsteht ein digitaler Master, als Blaupause für die Herstellung der Produkte

Warum?

  • Große Aufwände im Übergang zwischen den Disziplinen und Bereichen führen zu langen Entwicklungszeiten und vielen Änderungen
  • Produktbegleitende Services können nur mit hohem Aufwand bereitgestellt werden und stellen eher Insellösungen dar
  • Im Unternehmen sind keine Standards für den Datenaustausch etabliert

Wozu?

  • Deutlich gesteigerte Transparenz
    Gesteigerte Datenverfügbarkeit im Unternehmen
  • Aktuelle Informationen zum Zustand der Produkte und Anlagen als Basis für Optimierung
  • Rückführung von Daten für Optimierungen im Engineering/ in der Produktionsplanung

Wie?

  • Entwicklung einer unternehmensindividuellen Strategie für den Umgang mit Digitalen Zwillingen
  • Check der IT-Infrastruktur, Marktposition, Produktion und Produkte des Unternehmens
  • Auswahl, Priorisierung und Detaillierung der Anwendungsfälle
  • Aufbau und Optimierung der Umsetzung

Herausforderungen

  • Möglicherweise hohe Kosten für die Digitalisierung
  • Initial große Aufwände für Modellierung
  • Datensicherheit muss gewährleistet sein
  • Über die Zeit entstehende Abweichungen zwischen dem digitalen Zwilling und dem realen Objekt
  • Fehlende Kompetenzen im Unternehmen
  • Es gibt nur wenige bereits akzeptierte Modellierungs- und Datenstandards, was die Integration schwierig macht

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Künstliche Intelligenz

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Einsatz von Data Science und/ oder Künstlicher Intelligenz im Unternehmen oder in Produkten
  • Einsatz ist in vielen Bereichen schon heute realisierbar, bspw. in Qualitätssicherung, Marketing, Personal oder auch als bereichsunabhängiges Hilfsmittel (ChatGPT)
  • Nutzung der Datenbasis aus der Prozessdigitalisierung zur Generierung von Mehrwerten für Kunden und das Unternehmen

Warum?

  • Das Sammeln und die Verfügbarkeit von Daten alleine schafft noch keinen Mehrwert sondern erzeugt zunächst zusätzliche Kosten
  • Zunehmende, repetitive Tätigkeiten halten Mitarbeitende von wertschöpfenden Tätigkeiten ab
  • Der Wettbewerb setzt zunehmend auf KI-Lösungen und erreicht so Vorteile in Effizienz oder Qualität

Wozu?

  • Optimierung der Abläufe im Unternehmen auf Basis von Daten und Kennzahlen
  • Optimierung der Produktfunktionen oder Bereitstellung zusätzlicher Produktfunktionen durch Daten und (KI-)Algorithmen
  • Zeitersparnis in grundlegenden Tätigkeiten

Wie?

  • Entwicklung einer unternehmensindividuellen Herangehensweise an den KI-Einsatz
  • Check der Prozesse, Abläufe und Produkte bzw. Kundenbedarfe und Identifikation der größten Potenziale
  • Erarbeitung, Implementierung und iterative Optimierung von KI-Lösungen

Herausforderungen

  • Oftmals sind noch keine Lösungen „von der Stange“ verfügbar
  • Zugang zu Kompetenzen bzw. Kompetenzaufbau
  • Schaffung einer ausreichenden Datenbasis
  • Integration von KI-Lösungen in die bestehende IT-Infrastruktur
  • Absicherung der KI-Systeme (intern & in Produkten)
  • Tech-Unternehmen erschaffen Lösungen, oftmals fehlt aber der Bezug zu den wirklichen Problemen der Industrie

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Assistenzsysteme und Kompetenzen

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Assistenzsysteme können sowohl in der Produktion als auch in Büroumgebungen eingesetzt werden und Mehrwerte erzeugen
  • In beiden Fällen können sie Mitarbeitende bei der Ausführung ihrer Tätigkeiten unterstützten
  • Ebenso können sie eingesetzt werden, um Mitarbeitende an neue Tätigkeiten heranzuführen und bei diesen Kompetenzen aufzubauen

Warum?

  • Starke Fluktuation in der Belegschaft
  • Fachkräftemangel
  • Sich schnell ändernde Marktanforderungen
  • Zunehmender Wunsch nach individualisierten Produkten in Losgröße 1
  • Zunehmende Schulungsbedarfe für neue IT-Tools, Produktvarianten oder Arbeitsabläuft

Wozu?

  • Unterstützung von Mitarbeitenden in Produktions-umgebungen mit vielen Varianten
  • Schnelles Einlernen von Mitarbeitenden auf neue Produktvarianten/ Arbeitsabläufe
  • Entlastung von Mitarbeitenden in Büro oder Produktion
  • Qualifizierung der Mitarbeitenden „On The Job“

Wie?

  • Check der Prozesse und Abläufe und Identifikation der größten Potenziale für den Einsatz von Assistenzsystemen
  • Erarbeitung, Implementierung und iterative Optimierung der durch ein Assistenzsystem unterstützen Abläufe
  • Entwicklung und Einbindung von Qualifizierungskonzepten

Herausforderungen

  • Durchgängige Bereitstellung der Informationen für das Assistenzsystem bspw. direkt aus der Produktentwicklung
  • Bereitschaft der Belegschaft mit dem Assistenzsystem zu arbeiten
  • Sicherstellung der Optimierung von Zeit, Kosten oder Qualität
  • Allokation der Kompetenz für Realisierung, Betrieb und Weiterentwicklung der Systeme
  • Sicherstellung von Datenschutz und Datensicherheit

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Service (Plattformen)

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Aufbau und Angebot von produktbegleitenden Servicedienstleistungen (auch über Plattformen), welche die Funktionalität des verkauften Produkts über dessen Lebenszyklus sicherstellen
  • Integrierte Entwicklung von Produkt und Services
  • Etablierung neuer Geschäftsmodelle bspw. „Verkauf von Anlagen“ vs. „Anlagenverfügbarkeit“

Warum?

  • Zunehmend schwierige Differenzierung vom Wettbewerb
  • Konkurrenz von externen Servicedienstleistern
  • Komplizierte Ersatzteilkataloge frustrieren Kunden
  • „Verschwendung“ durch Austausch von Komponenten auf Basis der Betriebsstunden und nicht der tatsächlichen Abnutzung

Wozu?

  • Zielgerichteter Service für Kunden auf Basis von datenbasiert ermittelten Bedarfen
  • Kundenbindung durch gesteigerte Zufriedenheit
  • Feedbacks zur Optimierung der Produkte
  • Reduktion der Aufwände für einzelne Service Aufgaben durch bessere Planung

Wie?

  • Analyse der bestehenden Produkte und Services
  • Identifikation von Produkten und Services mit Digitalisierungspotenzial
  • Konzeption des Service und des zugehörigen Geschäftsmodells
  • Prozesse und Methoden für Dienstleistungsentwicklung implementieren

Herausforderungen

  • Abhängigkeit von der Position in der Wertschöpfungskette – Wer bekommt Zugriff auf die Daten?
  • Zugang zu den Daten der Produkte beim Kunden
  • Etablierung von IIoT-Infrastrukturen für die Datenanalyse der Produkte beim Kunden
  • Evtl. sind Kooperationen mit Dienstleistern und Plattformbetreibern nötig
  • Fehlende interne Kompetenzen

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Wertschöpfungsnetzwerke und Resilienz

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Effiziente Planung und Koordination der Zusammenarbeit in Wertschöpfungsnetzwerken
  • Abbildung verschiedener, sich ergänzender Kompetenzen zur Erbringung von zukünftigen Marktleistungen im Wertschöpfungsnetzwerk
  • Erzeugung resilienter Strukturen in der Abwägung zwischen Effizienz und Ausfallsicherheit im Kontext zunehmender Dynamiken in den Märkten

Warum?

  • Bisherige mechatronische Kompetenzen reichen für Erstellung und Betrieb von Produkt-Service-Systemen nicht mehr aus
  • Zunehmende Schwankungen in Angebot und Nachfrage durch globale Dynamiken
  • Bisher nicht ausreichend erschlossene Cross-Industry Potenziale – Absatz der eigenen Produkte oder Leistungen in neuen Märkten oder Branchen

Wozu?

  • Gesteigerte Effizienz durch Verteilung der Kompetenzen und Fähigkeiten
  • Risikomanagement – besseres Abfedern von Krisen und Störungen im Netzwerk
  • Bessere Marktposition durch bessere Angebote
  • Höhere Anpassungsfähigkeit durch Transparenz

Wie?

  • Analyse der aktuellen Wertschöpfungskette(n) und der Markt- und Wettbewerbsposition
  • Analyse sich gut ergänzender Kompetenzen im Hinblick auf eine Erweiterung oder Diversifizierung
  • Schrittweiser Aufbau bzw. Ausbau des Netzwerks
  • Implementierung einer digitalen Kooperationsplattform für das Netzwerk

Herausforderungen

  • Umgang mit und Schutz von geistigem Eigentum
  • Aufbau und Erhalt von Vertrauen im Netzwerk
  • Etablierung einer effizienten digitalen Kooperation auf Basis von Standards und Schnittstellen
  • Allokation der Kompetenzen und Zuordnung von Aufgaben
  • Bereitschaft der Wertschöpfungspartner/ Kunden zum Wandel

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb

Nachhaltigkeit

Impact
Umsetzungsaufwand

Was?

  • Etablierung von Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Realisierung einer Kreislaufwirtschaft im Unternehmen
  • Schaffung von Effizienz in der Einhaltung von Vorgaben und Regulierungen wie dem Digitalen Produkt Pass
  • Generierung von Mehrwerten für das Unternehmen und die Gesellschaft

Warum?

  • Zugang zu kritischen Rohstoffen hat eine geostrategische Komponente
  • Strengere Umweltgesetzgebung macht eine Steigerung der Nachhaltigkeit und das Schließen von Kreisläufen zur Voraussetzung
  • Kunden erwarten zunehmende Aspekte von Nachhaltigkeit und Zirkularität in den Produkten

Wozu?

  • Einhaltung und Antizipation regulatorischer Anforderungen wie bspw. Digitaler Produktpass
  • Steigerung der Ressourceneffizienz
  • Optimierung des Markenimages
  • Attraktivität gegenüber Mitarbeitenden
  • Sicherstellung der Rohstoffverfügbarkeit

Wie?

  • Identifikation von Anforderungen aus Regulatorik und Marktsituation sowie Erwartungen der Kunden
  • Erarbeitung von Strategie und Maßnahmen für den Umgang mit den Anforderungen
  • Schrittweise Realisierung der Maßnahmen (Prozesse, Methoden und Werkzeuge) mit einem Fokus auf das Ausnutzen der Potenziale der Digitalisierung

Herausforderungen

  • Änderungsdynamik in den Regularien
  • Akzeptanz bei Kunden und Wertschöpfungspartnern
  • Bereitschaft der Belegschaft zum Wandel
  • Position des Unternehmens in der Lieferkette
  • Nachverfolgbarkeit von Kreisläufen und Nachhaltigkeit über die gesamte Lieferkette
  • Fehlende Datenbasis für die Analyse und Beurteilung von Aspekten der Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit

Zutreffende Kategorisierung:

Innovation
Entwicklung
Produktion
Betrieb