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Ist IoT „smarter“?
Von Smart Factories, Smart Products und Smart Services
IKT-Forum 2016 (FH Salzburg - ITS)
Campus Urstein, Puch - 10. Mai 2016
Georg Güntner (Salzburg Research)
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11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 2
Smart
Factories
Smart
Products &
Services
Zusammen-
fassung
Leitfaden
durch den Vortrag
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“
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 4
(*) 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
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 5
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
6
Quelle: www.hightech-strategie.de/de/59.php
11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
Die Treiber für das „Internet der Dinge“ ...
7
 Miniaturisierung & Preissenkung von Chips
 Hoher Vernetzungseffekt
 Große Datenmengen
11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
Das Internet der Dinge: „Smart Everything“
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 8
Reifegrad der Digitalisierung
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 9
Nach: Bosch Software Innovations „Capitalizing on the Internet of Things – how to succeed in a connected world“ (2014)
Isoliert Vernetzt Verwaltet / Kontrolliert Optimiert Differenziert
 Kein Feedback
 Hohe Service-
kosten
 Remote Zugriff
 Eingeschränkte
Daten
 Reaktiv
 Proaktives Monitoring
 Optimierte Servicekosten
 Softwareverteilung
 Analytik
 Predictive Maintenance
 Nutzungsdaten
 Anwendungs-
Integration
 Enterprise System
 Cloud-2-Cloud
Integration
 Neue Umsatzquellen
und Geschäftsmodelle
 Cloud-Dienste
 Remote Management
von Produkten
 Cloud-2-Cloud
Mashups
Digitalisierung in der Industrie
10
 Intelligente Logistik: Solar-betriebene
Mülleimer, die historische Daten speichern, über
GSM ihren aktuellen Füllstand kommunizieren
 Assistenzsysteme für MitarbeiterInnen in der
Produktion (virtuelle Realität)
Source: http://www.nuveon.de
 Vernetzte Produkte ermöglichen zuverlässige
Rückmeldungen über die Nutzung und das
Nutzungsverhalten: neue Geschäftsmodelle
(Service, Ersatzteilmanagement, etc.)
 Dezentrale Intelligenz in der Fertigung
 Füllstands-Information auf Behälterebene
 Component-level Technology
Source: http://www.wuerth-industrie.com/
Source: http://www.bigbelly.com/solutions/stations/smartbelly
11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
Unternehmen 4.0:
Schlotterer Sonnenschutz Systeme
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 11
Quelle: Werksführung bei Schlotterer Sonnenschutz Systeme GmbH (Adnet), im Rahmen des Praxis-Workshops „Unternehmen 4.0“ am 19.4.2016 (ITG-Salzburg)
Foto: © Georg Güntner (Salzburg Research): Betriebsleiter Robert Wagner (re.) erklärt die Digitalisierungserfolge an einer Fertigungszelle für Insektenschutzgitter
Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0
(RAMI 4.0): Life Cycle Model
12
Abstraktionsgrad
Quelle: VDI/VDE Statusbericht „Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0)“, April 2015 (ergänzt)
11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
Interoperabilität und Standards:
OPC UA – AutomationML – 5G, MQTT, CoAP, 6LoWPAN
 OPC UA (OPC Unified Architecture is a platform-independent standard series
(IEC 62541) which supports communication and data exchange for
industrial automation devices and systems. OPC UA is based on a
Service-Oriented Architecture (SOA).
https://opcfoundation.org/
 Another open standard, again promising for Industrial Internet, is
AutomationML (Automation Markup Language). It is an open XML-based
integrated standard (IEC 62714) for the description of production plants or
plant components. Its goal is to develop a neutral data format for bridging
the gap between planning tools of the “Digital Factory” and automation
engineering.
www.automationml.org
 New (wireless) communication standards and protocols: e.g. 5G (high
data rates, simultaneous connections, spectral and signaling efficiency,
coverage, reduced latency), MQTT, AMQP, CoAP, 6LoWPAN, BLE
(Bluetooth Low Energy)
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 13
H2020: NIMBLE (ab Herbst 2016)
Collaboration Network for Industry, Manufacturing, Business and
Logistics in Europe (NIMBLE)
 Co-ordination: Salzburg Research
 Technical Lead: IBM Haifa
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 14
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
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 15
Vernetzte Produkte
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 16
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
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 17
Einsatzmöglichkeiten von Smart Connected Products
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 18
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
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 19
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)
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 20
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.
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 21
Advanced Service Concepts:
HAGLEITNER SenseMANAGEMENT
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 22
Quelle: HAGLEITNER „senseMANAGEMENT” - https://youtu.be/eQysQLxjlTI (DE)
Image: © HAGLEITNER
Technologie- und Lösungsradar
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 23
Zusammenfassung
Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu?
Kennzeichen
Kennzeichen (Auswahl)
 Konnektivität und Vernetzung vom
Shop-Floor (Echtzeit-Netzwerk) zum
Office-Floor (Unternehmensnetzwerk)
 Internet-Paradigmen in der
Fertigungsindustrie („Industrial Internet“)
 Horizontale Integration: Zulieferer,
Hersteller, Betreiber, Händler, Kunden
 Verfügbarkeit von Sensoren zu
geringen Kosten („Sensor as a Service“,
„Machine as a Service“)
 Zunehmende Verfügbarkeit von
IoT- und Analytik-Plattformen
(technische und wirtschaftliche
Verfügbarkeit)
 Einführung von Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) und von vorausschauender Analyse
(Predictive Analytics)
 Steigende Komplexität der Systeme
 Neue Kompetenzanforderungen (organisatorisch, technisch, Kommunikation)
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 24
Quelle: „Umsetzungsstrategie Industrie 4.0-Readiness“.
BITKOM, VDMA, ZVEI; Plattform Industrie 4.0 (April 2015)
Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu?
Herausforderungen
Herausforderungen (Auswahl)
 Hersteller- und typunabhängige Maschine-zu-
Maschine Kommunikation
 Interoperabilität: Standards und Protokolle
 Automatische Schnittstellen zwischen IT
Systemen (ERP, MES, ...)
 intern (innerhalb eines Standortes oder
zwischen Standorten)
 extern (zum Kunden oder Lieferanten)
 Effiziente und autonome Produktionsprozesse
 Ganzheitliche Rückverfolgbarkeit und
Prozessverschränkung
 Echtzeitdaten zu Prozess-, Qualitäts- und
Materialdaten
 Sicherheitskonzepte
 Geschäftsmodelle
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 25
Quelle: Karl Lichtblau, u.a.: „Industrie 4.0-Readiness“. IMPULS-Stiftung des VDMA
(Oktober 2015)
Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu?
Spannungsfelder der Digitalisierung
Beobachtungen und Konsequenzen
 Der Erfolg stellt sich nur durch eine
Kombination von technischen,
organisatorischen und Mitarbeiter/innen-
bezogenen Maßnahmen ein
 Grundsatz: Nutzung der Technologien
ermöglichen
 Begleitendes Change Management
 Qualifikation und Tätigkeitsprofil der
Mitarbeiter/-innen ändern sich: von manuellen
hin zu steuerungstechnischen Prozessen
(aber: die manuellen Prozesse bleiben
natürlich weiterhin)
 Generationenwechsel
 Neue Technologien aus dem Internet der
Dinge und Services
 Mobile Prozesse
 Beherrschung der Komplexität der Systeme
 Mix an internen und externen Leistungen
Widerhall in der Organisation
 TESTFUCHS schafft die Stelle „Organisation
und IT“ im Herbst 2015
 PALFINGER schafft eine Stelle „Head of
Global Digitalization Strategy” im Frühjahr
2016
 Der Nachredner hält die Position des
„Manager Digital Transformation“ bei Klüber
Lubrication
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 26
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 27
 Forschungsthemen zum
(Industrial) Internet of Things
 Produktionsmittel, Produkte und
Prozesse im (Industrial) Internet of
Things
 Instandhaltung 4.0
 Informationstechnische
Modellierung von Sensorik, Assets
(Anlagen, Maschinen, technischen
Plätzen), Produkten und
Prozessen
 Technologische Infrastruktur und
Architekturen für Industrial
Internet Systems und vernetzte
Produkte
 Geschäftsmodelle für Industrie 4.0
 Sichere und zuverlässige
Übertragung in Sensornetzwerken
 Echtzeit-Verarbeitung und Analyse
von Sensordaten www.salzburgresearch.at
Salzburg Research als Partner für Ihre
Digitalisierungsstrategie
Mitglied bei: EFFRA, AIOTI, ECSEL, Forschung Austria, Plattform Industrie 4.0, Digital Networked Data,
Maintenance Competence Center, IoT-Group Salzburg (u.a.)
Die IoT Group Salzburg
Internet of Things - Industrial Internet
 IoT-Talks Q3/2016
 22. Sep. 2016 | 18:00-21:00 Uhr
 Techno-Z Salzburg
 Thema: IoT-Plattformen
 Vorschläge für Referate werden gern
angenommen
 Information
 www.meetup.com/IoT-Salzburg/
 www.iot-austria.at
 www.facebook.com/IoTAustria/
Objectives
 We would like to touch topics like Smart
Sensors, Wireless Sensor and Actuator
Networks, M2M, Big-Data, Cloud-Services,
6LoWPAN, Bluetooth, MQTT, MQTT-SN,
COAP, Widgets, Gadgets, robotics, 3D
printing, and so on.
 All skills levels are welcome. We have started
this group because to meet other enthusiasts.
 Please join IoT Salzburg and sign in for our
IoT Events or suggest your own.
 We are eager to collaborate and network with
other IoT meetup groups. Members are
welcome to suggest meetups for IoT talks or
workshops and organizers will approve and
give that member hosting rights for the event.
11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 28
Members IoT Salzburg: 110 (98)
Members in other IoT groups(*):
Vienna: 647 (591);
Paris: 4.864 (4.128);
London: 7.966 (7.173)
(*) On 27.04.2016 (on 26.01.2016)
DI Georg Güntner
Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H.
Internet of Things | Industrial Internet
Jakob-Haringer-Straße 5/3 | Salzburg, Austria
Tel. +43 662 2288-401 | Fax +43 662 2288-222
georg.guentner@salzburgresearch.at
Besuchen Sie uns auf
www.salzburgresearch.at/themen/industrial-internet/
Georg Güntner ist Leiter des Themenfelds Industrial Internet und Senior Researcher bei der Salzburg
Research Forschungsgesellschaft. Die Schwerpunkte seiner Forschungstätigkeit liegen im Bereich der
Begleit- und Akzeptanzforschung von Internet-Technologien und des Internets der Dinge in Produktions- und
Instandhaltungsunternehmen, sowie im Bereich der semantischen Technologien, Wissensrepräsentation und
Enterprise Information Integration. Er leitete das Sondierungsprojekt „Instandhaltung 4.0“ bei Salzburg
Research.
© Salzburg Research Forschungsgesellschaft 2015. No reproduction without written permission. Certified in accordance with ISO 9001:2008

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Ist IoT smarter? Von Smart Factories, Smart Products und Smart Services

  • 1. Ist IoT „smarter“? Von Smart Factories, Smart Products und Smart Services IKT-Forum 2016 (FH Salzburg - ITS) Campus Urstein, Puch - 10. Mai 2016 Georg Güntner (Salzburg Research) 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 00011001 11010011 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  • 2. 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 2 Smart Factories Smart Products & Services Zusammen- fassung Leitfaden durch den Vortrag I(o)T for Industry - Von IT zu IoT Was ist wirklich neu?
  • 3. 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 3 Smart Factories Industrie 4.0 und das (Industrial) Internet of Things
  • 4. Zur Definition von „Industrie 4.0“ 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 4 (*) 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.“ (*)
  • 5. Industrie 4.0 als Verbindung von physischer und virtueller Welt 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 5 Quelle: Karl Lichtblau, u.a.: „Industrie 4.0-Readiness“. IMPULS-Stiftung des VDMA (Oktober 2015)
  • 6. 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 6 Quelle: www.hightech-strategie.de/de/59.php 11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
  • 7. Die Treiber für das „Internet der Dinge“ ... 7  Miniaturisierung & Preissenkung von Chips  Hoher Vernetzungseffekt  Große Datenmengen 11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
  • 8. Das Internet der Dinge: „Smart Everything“ 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 8
  • 9. Reifegrad der Digitalisierung 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 9 Nach: Bosch Software Innovations „Capitalizing on the Internet of Things – how to succeed in a connected world“ (2014) Isoliert Vernetzt Verwaltet / Kontrolliert Optimiert Differenziert  Kein Feedback  Hohe Service- kosten  Remote Zugriff  Eingeschränkte Daten  Reaktiv  Proaktives Monitoring  Optimierte Servicekosten  Softwareverteilung  Analytik  Predictive Maintenance  Nutzungsdaten  Anwendungs- Integration  Enterprise System  Cloud-2-Cloud Integration  Neue Umsatzquellen und Geschäftsmodelle  Cloud-Dienste  Remote Management von Produkten  Cloud-2-Cloud Mashups
  • 10. Digitalisierung in der Industrie 10  Intelligente Logistik: Solar-betriebene Mülleimer, die historische Daten speichern, über GSM ihren aktuellen Füllstand kommunizieren  Assistenzsysteme für MitarbeiterInnen in der Produktion (virtuelle Realität) Source: http://www.nuveon.de  Vernetzte Produkte ermöglichen zuverlässige Rückmeldungen über die Nutzung und das Nutzungsverhalten: neue Geschäftsmodelle (Service, Ersatzteilmanagement, etc.)  Dezentrale Intelligenz in der Fertigung  Füllstands-Information auf Behälterebene  Component-level Technology Source: http://www.wuerth-industrie.com/ Source: http://www.bigbelly.com/solutions/stations/smartbelly 11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
  • 11. Unternehmen 4.0: Schlotterer Sonnenschutz Systeme 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 11 Quelle: Werksführung bei Schlotterer Sonnenschutz Systeme GmbH (Adnet), im Rahmen des Praxis-Workshops „Unternehmen 4.0“ am 19.4.2016 (ITG-Salzburg) Foto: © Georg Güntner (Salzburg Research): Betriebsleiter Robert Wagner (re.) erklärt die Digitalisierungserfolge an einer Fertigungszelle für Insektenschutzgitter
  • 12. Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0): Life Cycle Model 12 Abstraktionsgrad Quelle: VDI/VDE Statusbericht „Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0)“, April 2015 (ergänzt) 11.05.2016 Ist IoT "smarter"?
  • 13. Interoperabilität und Standards: OPC UA – AutomationML – 5G, MQTT, CoAP, 6LoWPAN  OPC UA (OPC Unified Architecture is a platform-independent standard series (IEC 62541) which supports communication and data exchange for industrial automation devices and systems. OPC UA is based on a Service-Oriented Architecture (SOA). https://opcfoundation.org/  Another open standard, again promising for Industrial Internet, is AutomationML (Automation Markup Language). It is an open XML-based integrated standard (IEC 62714) for the description of production plants or plant components. Its goal is to develop a neutral data format for bridging the gap between planning tools of the “Digital Factory” and automation engineering. www.automationml.org  New (wireless) communication standards and protocols: e.g. 5G (high data rates, simultaneous connections, spectral and signaling efficiency, coverage, reduced latency), MQTT, AMQP, CoAP, 6LoWPAN, BLE (Bluetooth Low Energy) 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 13
  • 14. H2020: NIMBLE (ab Herbst 2016) Collaboration Network for Industry, Manufacturing, Business and Logistics in Europe (NIMBLE)  Co-ordination: Salzburg Research  Technical Lead: IBM Haifa 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 14 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).
  • 15. 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 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 15
  • 16. Vernetzte Produkte 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 16 Smart Products & Services
  • 17. 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 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 17
  • 18. Einsatzmöglichkeiten von Smart Connected Products 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 18 Quelle: M.E. Porter, J.E. Heppelmann: „Wie smarte Produkte den Wettbewerb verändern“. In: Harvard Business Report (Nov. 2014). Courtesy by PTC Inc.
  • 19. Smarte Produkte und Ökosysteme 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 19 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
  • 20. 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) 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 20
  • 21. 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. 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 21
  • 22. Advanced Service Concepts: HAGLEITNER SenseMANAGEMENT 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 22 Quelle: HAGLEITNER „senseMANAGEMENT” - https://youtu.be/eQysQLxjlTI (DE) Image: © HAGLEITNER
  • 23. Technologie- und Lösungsradar 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 23 Zusammenfassung
  • 24. Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu? Kennzeichen Kennzeichen (Auswahl)  Konnektivität und Vernetzung vom Shop-Floor (Echtzeit-Netzwerk) zum Office-Floor (Unternehmensnetzwerk)  Internet-Paradigmen in der Fertigungsindustrie („Industrial Internet“)  Horizontale Integration: Zulieferer, Hersteller, Betreiber, Händler, Kunden  Verfügbarkeit von Sensoren zu geringen Kosten („Sensor as a Service“, „Machine as a Service“)  Zunehmende Verfügbarkeit von IoT- und Analytik-Plattformen (technische und wirtschaftliche Verfügbarkeit)  Einführung von Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) und von vorausschauender Analyse (Predictive Analytics)  Steigende Komplexität der Systeme  Neue Kompetenzanforderungen (organisatorisch, technisch, Kommunikation) 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 24 Quelle: „Umsetzungsstrategie Industrie 4.0-Readiness“. BITKOM, VDMA, ZVEI; Plattform Industrie 4.0 (April 2015)
  • 25. Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu? Herausforderungen Herausforderungen (Auswahl)  Hersteller- und typunabhängige Maschine-zu- Maschine Kommunikation  Interoperabilität: Standards und Protokolle  Automatische Schnittstellen zwischen IT Systemen (ERP, MES, ...)  intern (innerhalb eines Standortes oder zwischen Standorten)  extern (zum Kunden oder Lieferanten)  Effiziente und autonome Produktionsprozesse  Ganzheitliche Rückverfolgbarkeit und Prozessverschränkung  Echtzeitdaten zu Prozess-, Qualitäts- und Materialdaten  Sicherheitskonzepte  Geschäftsmodelle 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 25 Quelle: Karl Lichtblau, u.a.: „Industrie 4.0-Readiness“. IMPULS-Stiftung des VDMA (Oktober 2015)
  • 26. Von IT zu IoT: Was ist wirklich neu? Spannungsfelder der Digitalisierung Beobachtungen und Konsequenzen  Der Erfolg stellt sich nur durch eine Kombination von technischen, organisatorischen und Mitarbeiter/innen- bezogenen Maßnahmen ein  Grundsatz: Nutzung der Technologien ermöglichen  Begleitendes Change Management  Qualifikation und Tätigkeitsprofil der Mitarbeiter/-innen ändern sich: von manuellen hin zu steuerungstechnischen Prozessen (aber: die manuellen Prozesse bleiben natürlich weiterhin)  Generationenwechsel  Neue Technologien aus dem Internet der Dinge und Services  Mobile Prozesse  Beherrschung der Komplexität der Systeme  Mix an internen und externen Leistungen Widerhall in der Organisation  TESTFUCHS schafft die Stelle „Organisation und IT“ im Herbst 2015  PALFINGER schafft eine Stelle „Head of Global Digitalization Strategy” im Frühjahr 2016  Der Nachredner hält die Position des „Manager Digital Transformation“ bei Klüber Lubrication 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 26
  • 27. 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 27  Forschungsthemen zum (Industrial) Internet of Things  Produktionsmittel, Produkte und Prozesse im (Industrial) Internet of Things  Instandhaltung 4.0  Informationstechnische Modellierung von Sensorik, Assets (Anlagen, Maschinen, technischen Plätzen), Produkten und Prozessen  Technologische Infrastruktur und Architekturen für Industrial Internet Systems und vernetzte Produkte  Geschäftsmodelle für Industrie 4.0  Sichere und zuverlässige Übertragung in Sensornetzwerken  Echtzeit-Verarbeitung und Analyse von Sensordaten www.salzburgresearch.at Salzburg Research als Partner für Ihre Digitalisierungsstrategie Mitglied bei: EFFRA, AIOTI, ECSEL, Forschung Austria, Plattform Industrie 4.0, Digital Networked Data, Maintenance Competence Center, IoT-Group Salzburg (u.a.)
  • 28. Die IoT Group Salzburg Internet of Things - Industrial Internet  IoT-Talks Q3/2016  22. Sep. 2016 | 18:00-21:00 Uhr  Techno-Z Salzburg  Thema: IoT-Plattformen  Vorschläge für Referate werden gern angenommen  Information  www.meetup.com/IoT-Salzburg/  www.iot-austria.at  www.facebook.com/IoTAustria/ Objectives  We would like to touch topics like Smart Sensors, Wireless Sensor and Actuator Networks, M2M, Big-Data, Cloud-Services, 6LoWPAN, Bluetooth, MQTT, MQTT-SN, COAP, Widgets, Gadgets, robotics, 3D printing, and so on.  All skills levels are welcome. We have started this group because to meet other enthusiasts.  Please join IoT Salzburg and sign in for our IoT Events or suggest your own.  We are eager to collaborate and network with other IoT meetup groups. Members are welcome to suggest meetups for IoT talks or workshops and organizers will approve and give that member hosting rights for the event. 11.05.2016 Ist IoT "smarter"? 28 Members IoT Salzburg: 110 (98) Members in other IoT groups(*): Vienna: 647 (591); Paris: 4.864 (4.128); London: 7.966 (7.173) (*) On 27.04.2016 (on 26.01.2016)
  • 29. DI Georg Güntner Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. Internet of Things | Industrial Internet Jakob-Haringer-Straße 5/3 | Salzburg, Austria Tel. +43 662 2288-401 | Fax +43 662 2288-222 georg.guentner@salzburgresearch.at Besuchen Sie uns auf www.salzburgresearch.at/themen/industrial-internet/ Georg Güntner ist Leiter des Themenfelds Industrial Internet und Senior Researcher bei der Salzburg Research Forschungsgesellschaft. Die Schwerpunkte seiner Forschungstätigkeit liegen im Bereich der Begleit- und Akzeptanzforschung von Internet-Technologien und des Internets der Dinge in Produktions- und Instandhaltungsunternehmen, sowie im Bereich der semantischen Technologien, Wissensrepräsentation und Enterprise Information Integration. Er leitete das Sondierungsprojekt „Instandhaltung 4.0“ bei Salzburg Research. © Salzburg Research Forschungsgesellschaft 2015. No reproduction without written permission. Certified in accordance with ISO 9001:2008