Granig / Hartlieb / Heiden Mit Innovationsmanagement zu Industrie 4.0

Grundlagen, Strategien, Erfolgsfaktoren und Praxisbeispiele
1. Auflage 2018
ISBN: 978-3-658-11667-5
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 264 Seiten

Reihe: Business and Economics (German Language)

Ausgehend von der aktuellen Entwicklung geben ausgewiesene Experten einen Querschnitt und Überblick über Industrie 4.0 sowie seine derzeit gelebte Praxis auf einer internationalisierten Ebene. Dazu wird in einem ersten Teil der Beitrag von Innovationsmanagement zur Entwicklung von Industrie 4.0 angegeben, der von den grundlegenden Techniken über einzelne Aspekte bis hin zu den key issues reicht, die im Hinblick auf das Management von Industrie 4.0 identifiziert werden können. Insbesondere sollen, anhand von Fallbeispielen, die förderlichen Aspekte herausgearbeitet werden. In einem zweiten Teil werden die Grundlagen und Prinzipien von Industrie 4.0 und cyberphysikalischen Systemen (CPS) erläutert. 

Dr. Peter Granig ist seit 2016 Rektor der Fachhochschule Kärnten, war zuvor seit 2014 Vizerektor der Fachhochschule Kärnten und ist seit 2005 Professor für Betriebswirtschaft und Innovationsmanagement an der FH Kärnten. Dr. Erich Hartlieb ist seit 2009 Professor für Innovations- und Technologiemanagement an der FH Kärnten und leitet seit 2013 den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen. Dr. Bernhard Heiden ist Fachprofessor für Produktionstechnik und leitet das Smart Lab Carinthia der FH Kärnten.

Autoren/Hrsg.

Granig, Peter

Hartlieb, Erich

Heiden, Bernhard

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort der Herausgeber;5
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Aufbau von Innovationskooperationen im Kontext von Industrie 4.0 und IoT;17
3.1;1.1Einleitung;17
3.2;1.2Die neue „smarte“ Produktgeneration;18
3.3;1.3Industrie 4.0, Individualisierung und Kundenverständnis;19
3.4;1.4Aufbau von Innovationskooperationen;21
3.4.1;1.4.1Innovationskooperationen als Alternative zur Eigen- oder Fremdinnovation;22
3.4.2;1.4.2Technologie und Kompetenzanalyse;22
3.5;Literatur;26
4;2 Strategisches Technologiemanagement für die Industrie 4.0;30
4.1;2.1Wozu eine Innovationsstrategie?;30
4.2;2.2Sich verändernde Rahmenbedingungen;31
4.3;2.3Elf Schritte der Strategieentwicklung;33
4.4;Literatur;40
5;3 Risikofreier Umstieg in Industrie 4.0 mit der Produktions- und Logistiksimulationssoftware WITNESS;43
5.1;3.1Maschinen übernehmen das Kommando!;43
5.2;3.2Neue Chancen, neue Geschäftsmodelle;44
5.3;3.3Industrie 4.0 – Wir hinken hinterher;45
5.3.1;3.3.1Historische Entwicklung;45
5.3.2;3.3.2Einstellung zur IT;46
5.3.3;3.3.3Dynamik der Globalisierung;46
5.4;3.4Methoden der Prozessoptimierung;46
5.4.1;3.4.1Angewandte Mathematik;47
5.4.2;3.4.2Managementstrategien;47
5.4.3;3.4.3Spielerische Methoden;47
5.4.4;3.4.4Microsoft Excel;47
5.5;3.5WITNESS;48
5.5.1;3.5.1Prozessoptimierung;49
5.5.2;3.5.2Anlagen- und Fabrikplanung;50
5.5.3;3.5.3Logistik;50
5.5.4;3.5.4Strategien;50
5.5.5;3.5.5Produktionsplanung;52
5.6;3.6WITNESS zur Validierung von Industrie 4.0 Konzepten;52
5.6.1;3.6.1Beispiel Produktion;52
5.6.2;3.6.2Beispiel Logistik;54
5.6.3;3.6.3Beispiel Geschäftsprozess;54
5.7;Literatur;55
6;4 Kunststoff-Spritzguss-Werkzeugbau bei Inmold Technologie;57
6.1;4.1Einleitung;57
6.2;4.2Schrittweise Umsetzung des adaptiven Verbesserungsprozesses für den Kunststoff-Spritzguss-Werkzeugbau bei Inmold Technologie;58
6.2.1;4.2.1Alle Prozesse (Vorgang, Verlauf und Arbeitsverfahren);58
6.2.2;4.2.2Fachpersonal;58
6.2.3;4.2.3Flache Hierarchien;59
6.2.4;4.2.4Menschen und Kommunikation;59
6.2.5;4.2.53-D-CAD Daten;60
6.2.6;4.2.6Engineering und Parallel Engineering;60
6.2.7;4.2.7Flexible Prozessplanung;61
6.2.8;4.2.8Kontinuierliche Prozesszeit Minimierung;61
6.2.9;4.2.9Strategische Entscheidungen;61
6.2.10;4.2.10High-Tech Fräs- und Metallbearbeitungswerkzeuge;62
6.2.11;4.2.11Hochpräzise Metallbearbeitungsmaschinen;62
6.2.12;4.2.12Produktions-Ökonomien;63
6.2.13;4.2.13Kunden Zufriedenstellung;63
6.2.14;4.2.14Kontinuierliche, adaptive Verbesserungsprozesse;64
7;5 Internet of Things (IoT);67
7.1;5.1Introduction;67
7.2;5.2Hype;69
7.3;5.3Reality;70
7.3.1;5.3.1IoT Principles;71
7.3.2;5.3.2Perspectives and Benefits;72
7.3.3;5.3.3Manufacturers;73
7.3.4;5.3.4Operators;74
7.3.5;5.3.5Consumers;75
7.4;5.4Lessons Learned and Looking Forward;76
7.4.1;5.4.1Standards;77
7.4.2;5.4.2Security;78
7.4.3;5.4.3Dealing with Knowledge and Code;79
7.4.4;5.4.4Integration of Humans;81
7.5;5.5What is Next?;82
7.6;References;83
8;6 Digitale Disruption verstehen, entwickeln und umsetzen;85
8.1;6.1Einleitung;85
8.2;6.2Ebenen der Digitalisierung;86
8.3;6.3Handlungsempfehlungen;90
8.4;Literatur;94
9;7 Industrie 4.0 – Evaluierung der Relevanz für Unternehmen mit physischen Angeboten;97
9.1;7.1Einleitung;97
9.2;7.2Definition und Bedeutung von Industrie 4.0;98
9.2.1;7.2.1Intelligente, vernetzte Produkte;100
9.2.2;7.2.2Intelligente, vernetzte Produktion;100
9.2.3;7.2.3Intelligente, vernetzte Produkte und Produktion;100
9.2.4;7.2.4Ebenen der Auswirkung für das einzelne Unternehmen;101
9.3;7.3Evaluierung für die Ableitung von Handlungsbedarf;101
9.3.1;7.3.1Bewertung Handlungsbedarf intelligenter, vernetzter Produkte;102
9.3.2;7.3.2Bewertung Handlungsbedarf intelligenter, vernetzter Produktion;102
9.4;7.4Anwendungsbeispiele aus der Industrie;103
9.5;7.5Praxistipps;107
9.6;7.6Ausblick;108
9.7;Literatur;108
10;8 Trendantizipierende Geschäftsmodellinnovation;111
10.1;8.1Einleitung;111
10.2;8.2Problemstellung;112
10.3;8.3Forschungsziel;112
10.4;8.4Analyse und Auswahl von Geschäftsmodelltypen;112
10.5;8.5Auswirkungen von Trends und Entwicklungen;113
10.6;8.6Aktuelle Megatrends;114
10.7;8.7Methodische Vorgangsweise;117
10.7.1;8.7.1Relevante Trends analysieren;118
10.7.2;8.7.2Auswirkungen auf einzelne Bausteine des Geschäftsmodells analysieren;118
10.7.3;8.7.3Neue Bausteine zu neuem Geschäftsmodell zusammenführen;119
10.7.4;8.7.4Abstimmen der einzelnen Bausteine aufeinander;119
10.7.5;8.7.5Innoviertes Geschäftsmodell implementieren und evaluieren;119
10.8;8.8„Trendantizipierender Geschäftsmodellinnovationen-Methodenkoffer“;120
10.9;8.9Praxisbeispiel zur trendantizipierenden Geschäftsmodellinnovation (AKH – VAMED);121
10.10;8.10Resümee;123
10.11;Literatur;123
11;9 Mit Solarpotenzialanalyse Heiz- und Klimatisierungskosten senken;127
11.1;9.1CO2-Ausstoß und Erderwärmung;127
11.2;9.2Was versteht man unter Industrie 4.0 im Hausbau;128
11.3;9.3Das Haus der Zukunft gewinnt seine Energie aus Sonnenkraft – dank Solardesign;128
11.4;9.4Solarpotenzialanalyse für Wohneinheiten, damit die Planung funktioniert;129
11.4.1;9.4.1Zu berücksichtigende Faktoren beim Messverfahren;130
11.4.2;9.4.2Solarpotenzialanalysegerät;130
11.4.3;9.4.3Industrie 4.0 Komponenten am Analysegerät;131
11.4.4;9.4.4Kommunikationstechnologie am Analysegerät;132
11.5;9.5Solarpotenzialanalyse für Cluster von Wohneinheiten;133
11.6;9.6Zusammenfassung und Ergebnisse;135
11.6.1;9.6.1Solarpotenzialanalyse für Wohneinheiten;135
11.6.2;9.6.2Solarpotenzialanalyse für Cluster von Wohneinheiten und Ausblick für die Umsetzung;136
11.7;Literatur;136
12;10 More Deterministic Product Ramp-up in Cloud Manufacturing Scenarios;138
12.1;10.1Introduction;138
12.2;10.2Cloud Manufacturing Scenarios;141
12.3;10.3A Common Knowledge Base;143
12.4;10.4A Knowledge Based Product Ramp-up Process;146
12.5;10.5Conclusions and Outlook;148
12.6;Literatur;149
13;11 Normative Unternehmensführung 4.0;151
13.1;11.1Unternehmensführung in der VUCA-Welt;151
13.2;11.2Herausforderungen einer Unternehmensführung 4.0;152
13.3;11.3St. Galler Schule der Unternehmensführung;153
13.3.1;11.3.1St. Galler Management Modell 4.0;155
13.3.2;11.3.2Integrative Normierungen;156
13.4;11.4Gestaltende Unternehmensführung für Innovation;158
13.4.1;11.4.1Normative Orientierungsprozesse;158
13.4.2;11.4.2Purpose-Management 4.0;159
13.4.3;11.4.3Stakeholder-Management 4.0;160
13.4.4;11.4.4Culture-Management 4.0;161
13.5;11.5Industrie 4.0 Fitness kann nicht verordnet werden;162
13.6;Literatur;163
14;12 Der Zauberlehrling 4.0 – Arbeiten in der digitalen Welt;167
14.1;12.1Einleitung;167
14.2;12.2Fakten und Studien;168
14.3;12.3Verbindung von Mensch und Maschine als Chance;169
14.3.1;12.3.1Der Meister – eine neue Führungsqualität ist gefragt;170
14.3.2;12.3.2Qualifizierung und Ausbildung als Wandelbegleiter;170
14.4;12.4Verantwortliches Human Capital Management in Zeiten von Industrie 4.0;171
14.4.1;12.4.1Human Capital Management;172
14.4.2;12.4.2Reinvestitionsstrategie;172
14.5;12.5Fazit;174
14.6;Literatur;174
15;13 Laying the Foundation of Industry 4.0 by Forward-Looking Planning of Innovation;176
15.1;13.1Current Business Model in Sport Shoe Industry;176
15.2;13.2Changing the Business Model Preparing for Industry 4.0;177
15.3;13.3Changing Technology for Industry 4.0;179
15.3.1;13.3.1Decorative Digital Printing;179
15.3.2;13.3.2Digital 3D Printing;180
15.4;13.4Changing the Way We Interact;181
15.5;References;182
16;14 Fertigungsprozesse und deren Steuerung in Cyber-Physischen Systemen;185
16.1;14.1Einleitung;185
16.2;14.2Cyber-Physische Systeme;186
16.3;14.3Forschungsfrage und Methodik;187
16.4;14.4Prozessanalyse und Ergebnisse der Fallstudienbetrachtung;189
16.4.1;14.4.1Unternehmen A;189
16.4.2;14.4.2Unternehmen B;190
16.4.3;14.4.3Unternehmen C;192
16.4.4;14.4.4Ergebnisse;194
16.5;14.5Zusammenfassung;196
16.6;Literatur;197
17;15 Zukunft 2050 – Technologietrends in der Ära von Industrie 4.0, Nachhaltigkeit und smarten Maschinen;199
17.1;15.1Megatrends der kommenden Jahrzehnte;199
17.2;15.2Gesundheit der Umwelt und Gesundheit des Menschen;201
17.3;15.3Ein neues Stromzeitalter;203
17.4;15.4Smarte Maschinen – tausendfach leistungsfähiger als heute;204
17.5;15.5Ein Beispiel für Industrie 4.0 – pro Tag 80.000 individuelle Produkte;207
17.6;Literatur;210
18;16 Demokratie im Alltag – Demokratie im Betrieb 4.0;212
18.1;16.1Technik für alle: Digitale Inklusion, 3-D-Drucker und Losmaschinen;212
18.2;16.2Wie kann eine Gesellschaft auf Dauer demokratisch sein, wenn ihre Betriebe und ihr Alltag nicht demokratisch sind?;213
18.2.1;16.2.1Demokratie bedeutet das „Recht für alle“, nicht das „Recht der Stärkeren“;213
18.2.2;16.2.2Wahlen reichen nicht aus, um das „Recht für alle“ auf Dauer zu sichern;214
18.3;16.3„Equality by lot“ – Die Losmaschine in der Polis von Athen;215
18.4;16.4Demokratie im Betrieb: Perspektivenwechsel, Soziale Mobilität und Zufall;216
18.4.1;16.4.1Teilen von Verantwortung und Eigentum durch Losprozesse;217
18.4.2;16.4.2Schnellere Reagibilität durch soziale Mobilität, Perspektivenwechsel und Transparenz;217
18.4.3;16.4.3Elemente einer „Demokratie im Betrieb“;218
18.5;16.5Demokratie im Betrieb: zehn Gründe, die für den Einsatz des Loses (Zufalls) in und zwischen Betrieben sprechen;219
18.6;Literatur;220
19;17 Qualitätssicherungslaborkonzept für 3-D-Druck;222
19.1;17.1Einleitung;222
19.2;17.2Fertigungsverfahren im 3-D-Druck;224
19.2.1;17.2.1Selektives Lasersintern (Selective Laser Sintering – SLS);225
19.2.2;17.2.2Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling – FDM mit ein oder zwei Düsen);225
19.3;17.3Konzeptfindung eines Qualitätssicherungslabors für 3-D-Druck;228
19.3.1;17.3.1Ergebnisse des Konzepts 1: Allgemeines Qualitätslabor 3-D-Druck (AQ3D);229
19.3.2;17.3.2Ergebnisse des Konzepts 2: Allgemeines Qualitätslabor 3-D-Druck (AQ3D);230
19.4;17.4Zusammenfassung und Ausblick;231
19.5;Literatur;232
20;18 Bildung 4.0 im Zeitalter der Post-Globalisierung;235
20.1;18.1Einleitung;235
20.2;18.2Bildung 4.0 im Zeitalter der Post-Globalisierung;236
20.3;18.3Demokratisierung durch Technologien;238
20.3.1;18.3.1Learning Environment;239
20.3.2;18.3.2Gesellschaftliches Learning;240
20.4;18.4Attraktor;240
20.5;Literaturverzeichnis;240
21;19 MMO3D (Multiaxes – Moving Objects 3-D Printing Technology for Composites) Forschungsprojekt für 3-D-Druck mit Verbundmaterial;243
21.1;19.1Einleitung;244
21.2;19.2Aspekte von Kooperation und dem Nutzen für die innereuropäische Region;244
21.2.1;19.2.1Grenzüberschreitender Nutzen;245
21.2.2;19.2.2Nachhaltigkeit des Projektes MMO3D;245
21.3;19.3Praktische Durchführung der Arbeiten;247
21.4;19.4Zusammenfassung und Ausblick;250
21.5;Literatur;251
22;Sachverzeichnis;256