Iot - IIot - Industrie 4.0 - What it means?

Seite 1 Reinhard C. RieplIoT / IIoT / Industry 4.0
IoT / IIoT / Industry 4.0
What it means?
Reinhard C. Riepl
November 2017

Agenda
• Internet of Things - IoT
• Industrie 4.0
• Industrial Internet of Things - IIoT
• Moore‘s Law
• Disruption
• Is Software eating the world?
• Business Model
• Use Cases
• Nachschlagen
• The Modern Professional Learner‘s Toolkit

Spruch
The best way to predict the future
is to create it
Peter Drucker

Spruch
Wir überschätzen,
was wir in einem Jahr erreichen können und
unterschätzen,
was wir in zehn Jahren erreichen können.

Boyden Studie (2017)

Nest

Google vs. Nest Labs

Nest - Aufbau

The Internet of Things CONNECT The World

Internet of Things

Smart products

IoT – Beispiel Home

IoT – The Internet of Things

IoT - Any-X Point of view – a new dimension

IoT - Scalebility

IoT Layered Architecture

IoT – Charcteristics

Wie sich smarte Produkte einsetzen lassen

Recipe for IoT Sucess
Source: Building the Internet of Things , Maciej Kranz, 2017

IoT - Themenfelder

IoT – Applications Overall popularity

IoT – Global share of IoT projects

Hot Applications
• Fleet management in transportation
• Security and surveillance applications in government
• Inventory and warehouse management applications in retail
• Industrial management in primary manufacturing
• Smart products in healthcare
• Energy management in the utilities sector
• Supply chain management in pharmaceuticals
Source: Forrester, The Internet of Thigs Heat Map,
2016, Where IoT Will Have The Biggest Impact On
Digital Business
The IoT Heat Map

10 Hot Consumer Trends

IoT-Marktpotential nach Branchen

IoT Landscape 2016

Industrie 4.0 - die 4. Revolution

Die (R)evolutionen zu Industrie 4.0
Industrielle Revolutionen
waren immer auch
Revolutionen der
Arbeitsorganisation!
Siehe auch
„Reinventing Organisations“,
Frederic Laloux, 2016

Industrie 4.0 - Geschichte

Industrie 4.0 – White Paper 04/2014

Definition Industrie 4.0
Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation
und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten.
Dieser Zyklus orientiert sich an zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von
der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den
Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen.
Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der
Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit, aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt
optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten.
Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte
und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach
unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren
lassen.

Industrie 4.0: Ziele
• Transparenz und Wissen
• Automatisierung
• Performanceverbesserungen
• Qualitätsverbesserungen
• Kosteneinsparungen
• Komfortverbesserungen
• Besseres Service

Industrie 4.0 -Merkmale
• Horizontale Integration über Firmengrenzen hinweg zu
(global verteilten) Wertschöpfungsnetzwerken
• Vertikale Integration flexibler, re-konfigurierbarer
Produktionssysteme im Unternehmen
• Digital durchgängiges Engineering über das
Produktionssystem und die gesamte Wertschöpfungskette
des Produkts hinweg
• Zeitliche Integration in vorhandene Systeme

Paradigmenwechsel kennzeichnen die
Produktion in Industrie 4.0
 zentrale Steuerung –starr, komplex
 Entscheidungen deterministisch
 etablierte Wertschöpfungsketten
 vorgeplant betriebene Produktionssysteme
 Erweiterung durch Upscaling
 Werkstücke/Produkte sind passive Objekte der
Bearbeitung
 starre Anwesenheit der Mitarbeiter
 dezentrale Selbstorganisation durch Ad-hoc-Vernetzung
 Entscheidungen kontextabhängig, auf Basis von
Echtzeitsimulationen
 virtuelle Ad-hoc-Organisationen, Wertschöpfungsnetze
 autonome, sich selbst organisierende Produktionseinheiten
 Erweiterung durch „Upnumbering“ (Modularisierung)
 intelligente Werkstücke/Produkte unterstützen aktiv den
Produktionsprozess
 flexibler Einsatz der Mitarbeiter
(Verfügbarkeitskalender, Expertisenkataloge)
 Auflösung der klassischen Branchengrenzen
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Chancen im Internet der Dinge, Dienste und Daten
Internet der Dienste und Daten
Interaktion zwischen Menschen
 Domänenspezifische Wertschöpfungsketten
 Produkte hardwarebestimmt
 Proprietäre Standards
 Reine Produktanbieter
 Geschlossene Systeme und Geschäftsmodelle
 Hohe Eintrittsbarrieren für neue Unternehmen
Internet der Dinge, Dienste und Daten
Interaktion zwischen autonom handelnden Maschinen
 Domänenübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke
 Produkte und Lösungen softwaregetrieben
 Offene Schnittstellen
 Lösungs-und (Mehrwert)Dienstanbieter
 Offene Plattformen mit transparenten Architekturen
 Niedrige Eintrittsbarrieren und neue Andockpunkte,
neue innovative Geschäftsmodelle
wird zum
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Industrie 4.0: Ecosystem

Industrie 4.0 - Technologien

Industry 4.0 Value Chain

Eliminating three digital inefficiencies

McKinseys Digital Compass Map
8 Value Drivers
Source: „Industry 4.0: How to navigate
digitization of the manufacturing sector”
McKinsey Digital 2015

Industrie 4.0 – Beispiele (1)

Industrie 4.0 – Beispiele (2)

Intelligente Fabrik (smart factory)
• Wandlungsfähigkeit
• Resourcen-Effizienz
• Durchgängigkeit vom Design bis zur Produktion
• Automatisierung verbessern
– Verfahren für Selbstoptimierung
– Selbstkonfiguration
– Selbstdiagnose
– Kognition
• Integration von Kunden und Geschäftspartnern in
die Geschäfts- und Wertschöpfungskette

„Plant of the future“ - archetypes

Digitale Vorzeigefabrik
Produktionshalle Siemens in Amberg
• Simatic-Steuerung – eines der
gefragtesten Produkte im Siemens
Konzern
• Vielseitig einsetzbare
(„Steuerungsschulturnhalle“)
• Alle Bauteile lassen sich identifizieren,
jedes Produkt wird digital erfasst
• Einzelne Arbeitsschritte sind bei
Knopfdruck nachvollziehbar
• Daten, Daten, Daten
• mehr als 50 Mio. Daten werden täglich
erfasst
• Daten werden ohne Zeitverlust analysiert
• Bei Fehler die Ursache rekonstruiert

Elektronikwerk Amberg:
Nur was gemessen wird, kann verbessert werden

Industrie 4.0 erzeugt „Big Data“
Analyse und Fusion der Daten führen zu neuen Erkenntnissen (und Geschäften!)

Where data makes the difference

Zusätzliches Wertschöpfungspotential
ausgewählter Branchen der Industrie 4.0 bis 2025

Overview European Inintiatives

Industrial Internet of Things

IIoT – Key Features

Industrial Internet Consortium (IIC) members

The Industrial Internet of Things

IIoT – 5 Scenarios of „Connectness“

The Industrial Internet – the 3rd industrial
innovation wave
4. Step in modern manufacturing
• lean revolution of the 1970s
• outsourcing phenomenon of the 1990s
• automation that took off in the 2000s
Lean‘s
next level

Size and market impact of IIoT

Watson

IoT – IIoT – Industrie 4.0

Gartner Hype Cycle of Emerging Technologies
2012 -Position Internet of Things

Source: Gartner (July 2017)
© 2017 Gartner, Inc
Hype Cycle for Emerging Technologies, 2017

IoT – ein lernender Markt

Moore‘s Law
Das mooresche Gesetz besagt, dass sich die Komplexität integrierter
Schaltkreise mit minimalen Komponentenkosten regelmäßig verdoppelt; je
nach Quelle werden 12 bis 24 Monate als Zeitraum genannt.

The accelerating pace of change ….

Drei Gesetze der Robotik
1. Ein Roboter darf keinem Menschen schaden oder durch Untätigkeit einen Schaden an Menschen zulassen.
2. Ein Roboter muss jeden von einem Menschen gegebenen Befehl ausführen, aber nur, wenn dabei das erste
Gesetz nicht gebrochen wird.
3. Ein Roboter muss seine eigene Existenz bewahren, es sei denn, dies spricht gegen das erste oder zweite
Gesetz.
„I, Robot“, Film 2004, Buch von Isaac Asimov, 1950

?!
Technology is morally neutral until we apply it
(Gert Leonhard)

Das Märchen vom Reiskorn und dem Schachbrett

Warum glauben viele Zukunftsforscher
plötzlich an einen „Boom“
Aber: ab 1950 nur
19% der Firmen gleich!!

Exponential Technologies

Technical Advances Across Time

RFID (Radio Frequency Identification)
Nach dem Boom kam die Ernüchterung

CHANGE2: „Are you ready for exponential change?“
Die DIGITALE TRANSFORMATION

DisruptionDisruption

Disruption Der Ausdruck Disruption – vom Englischen „disrupt“ („zerreißen“, „spalten“,
„zerstören“) – bezeichnet einen Prozess, bei dem bestehende, traditionelle
Geschäftsmodelle, Produkte, Technologien, Dienstleistungen, Branchen oder
sogar gesamte Märkte durch eine Innovation abgelöst bzw. „zerstört“, also
vollständig verdrängt ...07.08.2016
Source: CLAYTON M. CHRISTENSEN
FROM „THE INNOVATOR‘s DILEMMA“, 1997
Peter Schumpeter 1942: „…schöpferische
Zerstörung sind Innovationen, die von den
Unternehmern mit dem Ziel vorangetrieben
werden, sich auf dem Markt durchzusetzen.“

Sustaining vs Disruptive Innovation

Beispiel: Traditionelle und neue Wertschöpfungskette 3D-
Druck

Beispiel: SMS
3,5 Milliarden Nutzer
Gewinnmarge 70%
pro SMS
Täglich verschickt
ein User 32
Nachrichten pro
Tag
Autsch!
Und dann kam …
WhatsUp

Disruptions-Map nach Industrien *)

Business impact of technologies

Is Software eating the world?

How Software is Eating the world?
Software is disrupting across all the Industries

Digitalization vs. Digitization
Digitization: process of converting any „Things to digit“ – makes it digital
Digitalization: strategy of using digital resources to
evolve business models
improving businesses, customers experience, productivity
Digitalization includes Digitization

Business Model
Source: „Business Model Generation: A Handbook for Visionaries, Game Changers, and Challengers”,
Alexander Osterwalder und Yves Pigneur, 2010

Das magische Dreieck

Top 20 Reasons Startups Fail

New Business Models – 4 main trends

Datenzentrierte Geschäftsmodelle
• Verfügbarkeit von Daten ermöglichen
• Verbrauchsbasierte Abrechnung
• Leistungsorientierte Abrechnung
• Mehrwertdienste
Benchmarks (Vergleich von Produkten,
Dienstleistungen, Prozesse
Energieverbrauch,
Reparaturanfälligkeit, Ersatzteilbedarf
Nach Nutzung: Zeit, m³ Druckluft,
Pumpenleistung
Art der Nutzung: Ordnungsgemäße
Verwendung; höher belastet => höhere
Preise, Leasingfirmen, Flottenbetreiber
Optimierungen als kostenpflichtiges Service

Use Cases

Pistenbully - SNOWsat

Claas: Digitale Transformation in der
Landwirtschaft

Michlin nutzt Telemetriedaten und „Fuel
Analytics“, um Lkw-Flotten effizienter zu machen

Nachschlagen
Videos:
Citrix Future Vision
https://www.youtube.com/watch?v=FlFfllpVToI&feature=share
IBM Watson | Full Q&A | Oxford Union
https://www.youtube.com/watch?v=rXVoRyIGGhU&t=155s
Clay Christensen: Principles of Innovation & Measuring Success
https://www.youtube.com/watch?v=MpEmjwrOuxI&feature=share
Digital transformation: are you ready for exponential change? Futurist Gerd Leonhard, TFAStudios
https://www.youtube.com/watch?v=ystdF6jN7hc&feature=share
Wissensbank: Neue Geschäftsmodelle
https://www.youtube.com/watch?v=urWFnbTm2ew&feature=share
Osterwalder explaining the Business Model Canvas in 6 Minutes
https://www.youtube.com/watch?v=RpFiL-1TVLw&feature=share
How the blockchain is changing money and business | Don Tapscott
https://www.youtube.com/watch?v=Pl8OlkkwRpc&feature=share
Industrie 4.0 - Deutschlands vierte industrielle Revolution
https://www.gtai.de/GTAI/Navigation/DE/Meta/Presse/videos,t=industrie-40--deutschlands-vierte-industrielle-revolution,did=448434
Artikel:
How Smart Connected Products Are Transforming Competition, 12/2014 (11/2014)
How Smart Connected Products Are Transforming Companies, 12/2015 (01/2015)
Industrie 4.0: Smart manufacturing for the future, 2014

The Modern Professional Learner‘s Toolkit

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