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2020 | Buch

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Die Digitalisierungshürde lässt sich Meister(n)

Erfolgsfaktoren, Werkzeuge und Beispiele für den Mittelstand

herausgegeben von: Prof. Thomas Knothe, Dipl.-Ing. Patrick Gering, Sven O. Rimmelspacher, Michael Maier

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

In diesem Buch werden Lösungen zur Umsetzung von Industrie 4.0 auf dem betrieblichen Hallenboden beschrieben. Dabei wird insbesondere die Rolle des Meisters und dessen Weiterentwicklung im Kontext von Industrie 4.0 fokussiert. Anhand von Beispielen wird der Einsatz von Lösungen in der betrieblichen Praxis verdeutlicht.

Ein Konsortium aus sechs mittelständischen Unternehmen und drei renommierten Forschungseinrichtungen stellte sich der Aufgabe die digitale Transformation für den Mittelstand auf dem Shopfloor zu vereinfachen.

Frei nach Maxim Gorki: „Die Umsetzung von Industrie 4.0 muss für den Mittelstand genauso organisiert werden wie für große Unternehmen, nur viel besser“. Denn die Herausforderungen für KMU sind ungleich größer. KMU können es sich nicht leisten, dass teure Lösungen vorrangig als Spielzeuge zur Reputation von Vorständen dienen. Dabei sollen sie Mitarbeiter und Management nicht überfordern und an schnelle Änderungen anpassbar sein.

Das Forschungsprojekt „JUMP 4.0 – Mobile Jobeinplanungsunterstützung für den Meister in der Produktion“ senkt dazu die Hürde zum Einstieg in die Industrie 4.0, speziell für den Mittelstand, auf ein Minimum. Ein neuartiges Prozessmanagementsystem ist spezifisch auf die Bedürfnisse der Meisterinnen und Meister, dem Alleinstellungsmerkmal des deutschen Mittelstandes, zugeschnitten. So kann deren Erfahrungswissen von Anfang an in den Produktionsprozess einfließen. Die entstandene Lösung ist konsequent auf existierende Standards und standardisierte Schnittstellen aufgebaut, sodass eine Erweiterbarkeit sichergestellt werden kann. Der modellbasierte Ansatz ermöglicht es, dass Prozesse auf dem Shopfloor dynamisch angepasst und gezielt durch das Erfahrungswissen der Meisterinnen und Meister abgesichert und überwacht werden können.

Umrahmt werden die technologischen Entwicklungsmöglichkeiten durch Szenarien der Weiterentwicklung des Meisters mit einem Gastbeitrag von Prof. Dr. Hartmut Hirsch-Kreinsen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Firma Klappdekelen – die Digitalisierungshürde lässt sich „Meister(n)“

Zusammenfassung

Die Firma Klappdekelen dient als Anschauungsbeispiel für die Ergebnisse des Projekts „JUMP 4.0 – Mobile Jobeinplanungsunterstützung für den Meister in der Produktion“. Denise, die Geschäftsführerin des fiktiven KMUs, braucht eine standfeste Zukunftsplanung, um weiterhin erfolgreich ihr Unternehmen führen zu können und vor allem ihren Mitarbeitern weiterhin einen Arbeitsplatz anbieten zu können. Die Zukunftsvision von Denise ist ein Team, welches zu jeder Zeit zielgerichtet und strukturiert zusammenarbeiten kann, ein digital aufgestelltes Unternehmen, welches auf kundenindividuelle Aufträge schnell und ohne Produktionspausen reagieren kann, und ein neues Geschäftsmodell mit einer vielfältigen Produktpalette. Dieser Transformationsprozess kann mithilfe einer Software für den Meister beschleunigt werden, welche durch das Projekt JUMP 4.0 entwickelt wurde. Zudem können durch Techniken einer Qualifikationsmatrix neue Anforderungen an die Mitarbeiter evaluiert werden, das Prozessmanagement optimiert werden sowie die zukünftigen Entwicklungen der Arbeit in Industrie 4.0 durch die Szenariotechnik herausgebildet werden. Technologiemanagementwerkzeuge helfen dabei, mit neuen aufkommenden Technologien Schritt halten zu können.

Monique Schumann

Kapitel 2. Einordnung

Zusammenfassung

Das KMU Konsortium „JUMP 4.0“ hat sich zum Ziel gesetzt, die Hürde für eine Beteiligung an der vierten industriellen Revolution auf ein Mindestmaß herabzusetzen und den Meister in den Mittelpunkt der Lösungsentwicklung zu stellen. Dazu wurde ein interaktives Prozessmanagementsystem entwickelt, der JUMP Planner. Er baut auf dem Erfahrungswissen dieser Rolle auf und nutzt es in Form einer Softwarelösung, um Prozesse einzuplanen, abzusichern und Entscheidungen auf dem Shopfloor zu unterstützen. Der JUMP Planner dient als Lösungsbaustein für die Integration der Auslegung von Kundenanforderungen sowie Einsteuerung und Überwachung von individuellen Kundenaufträgen durch den Meister als neuen kreativen Akteur. Ausgehend von der Prozessorientierung wurden neue Formen der Prozessorganisation und geeignete Rollenmuster definiert, die speziell die zukünftige Rolle des Meisters beschreiben. Des Weiteren wurde ein dynamisches Bewertungssystem für Industrie-4.0-relevante Technologien entwickelt, um technische Fähigkeiten von KMU hinsichtlich spezifischer Kundenanforderungen zu bewerten sowie konkrete Bedarfe aufzudecken. Zudem wurden in diesem Projekt ebenfalls neue Technologien adressiert, die angepasste Arbeitsinhalte sowie Arbeitsplätze erfordern.

Hartmut Hirsch-Kreinsen, Monique Schumann, Julia-Anne Scholz, Jan Batzer, Patrick Gering

Kapitel 3. Der Meister in Industrie-4.0Industrie 4.0-Fabriken

Zusammenfassung

Im Rahmen des Projekts JUMP 4.0 wurden unternehmensspezifische Szenarien erstellt, die den Anwendungspartnern als Orientierungshilfe im Umfeld der Digitalisierung der Arbeit dienen. Aus den Ergebnissen wurden branchenübergreifende Szenarien für die Arbeit in produzierenden KMU abgeleitet. Im Einzelnen sind dies das Individualisierungsszenario, das Hardware-/Technologieszenario sowie das Digitalisierungsszenario. Zudem unterliegt auch das Rollenbild des Meisters deutlichen Veränderungen. Experten der Partnerunternehmen erwarten in Zukunft eine noch stärker ausgeprägte Schnittstellenfunktion und mehr Verantwortung, vor allem in der Führung, Qualifizierung und Weiterentwicklung der Mitarbeiter. Speziell für die Rolle des Meisters als Verantwortlicher für die Planung und Ausgestaltung der Qualifizierung und Weiterentwicklung der Mitarbeiter im Sinne der Unternehmensstrategie wurde im Projekt eine prozessbasierte Qualifikationsmatrix erstellt und in den JUMP Planner integriert. Unabhängig davon formuliert Prof. Dr. Hirsch-Kreinsen in seinem Gastbeitrag vier Szenarien, in denen der Meister jeweils die Rolle eines Personalmanagers (Substitution), Prozessmanagers (Upgrading) oder eines digitalen Meisters (Polarisierung) einnimmt bzw. der Meister von der Bildfläche verschwindet (Flexibilisierung/Entgrenzung).

Benjamin Schneider, Marco Kayser, Erdem Gelec, Hartmut Hirsch-Kreinsen

Kapitel 4. Prozessmanagement für KMU

Zusammenfassung

Prozessmanagement existiert in jedem Unternehmen, also auch in KMU, die hierbei Prozessziele definieren, Prozesse identifizieren, definieren, einführen, ausführen, überwachen und verbessern. Der Unterschied liegt wie auch bei großen Unternehmen in dessen Systematik, Wirksamkeit und Effizienz. Bei Vorliegen hinreichender Managementfähigkeiten des Unternehmers erscheint ein systematisches Prozessmanagement eigentlich nicht notwendig. Die Anforderungen an den Unternehmenserfolg sind jedoch für KMU auch hinsichtlich ihrer Prozessbetrachtung gewachsen. Erfolgsfaktoren für ein erfolgreiches Prozessmanagement in KMU sind eine einfache, aber durchgängige Strategie und Methodik, flexible, jedoch konsistente IT-Unterstützung sowie die Einbindung der Mitarbeiter nach wenigen wirksamen Prinzipien. Das JUMP-Projekt stellt den Meister in den Mittelpunkt für die Anwendung von Industrie-4.0-Lösungen. Diese unterstützen die wesentlichen Prozessmanagementprinzipien.

Thomas Knothe, Patrick Gering, Nicole Oertwig

Kapitel 5. Modellierung mit MO2GO und Erzeugung eines IEC-konformen Datenoutputs

Zusammenfassung

Im vorangegangenen Kapitel wurde erläutert, wie mittels der Integrierten Unternehmensmodellierung (IUM) und des Modellierungswerkzeuges MO²GO mit einfachen Mitteln die Unternehmensstruktur eines KMU samt den angewandten Prozessen bzw. Prozessstrukturen abgebildet werden kann. Ziel ist es, diese Informationen zur Unterstützung in operativen Systemen einsetzen zu können. Um diese Modellierung informationstechnisch weiterverwenden zu können, ist im nächsten Schritt eine Umwandlung in ein unabhängiges Datenformat vonnöten, das in den verschiedenen Unternehmensebenen von der jeweiligen IT verarbeitet werden kann. Hierzu wird im folgenden Kapitel eine Methode zur MO²GO-Modellierung von XML-Daten gemäß den IEC-62264-Spezifikationen, einer Norm für die Integration von Unternehmens- und Betriebsleitebene, vorgestellt, die durch den Einsatz von Standards eine weitreichende Verwendungsfähigkeit gewährleistet.

Hartmut Schweizer, Patrick Gering

Kapitel 6. JUMP Planner

Zusammenfassung

Dieses Kapitel fokussiert den JUMP Planner, der den Meister befähigen soll, unabhängiger zu arbeiten, schneller reagieren und vor allem besser Entscheidungen treffen zu können. Er wurde konzipiert, um die Zusammenstellung von Daten systematisch, einfach und immer in derselben Art und Weise erfassen und bearbeiten zu können. Der JUMP Planner basiert auf der Grundidee, dass alle diese Daten in einer hierarchischen Anordnung intuitiv hinzugefügt und verwaltet werden können. Der Planner wird unterteilt in zwei Bereiche: den ProzessDesigner und den ProduktDesigner. Beide sind gleich aufgebaut, d. h., zu einem Prozessschritt oder einem Produkt werden die jeweils benötigten Parametergruppen definiert und dann innerhalb dieser Parametergruppen die relevanten Parameter hinzugefügt und beschrieben.

Sven O. Rimmelspacher, Patrick Gering, Anne Lemcke, Benjamin Schneider

Kapitel 7. Dynamische Technologiebewertung

Zusammenfassung

Die entwickelte Vorgehensweise zur dynamischen Technologiebewertung ermöglicht es KMU, relevante Technologie- und Anwendungsbereiche ausfindig zu machen und zu bewerten. Diese werden anschließend unter Berücksichtigung zukünftiger Trends und Technologien zu strategischen Zielbildern weiterentwickelt und in einer integrierten strategischen Roadmap abgebildet. Auf Ebene der taktischen Technologiebewertung werden potenzielle Technologie- und Anwendungsbereiche abgeleitet und in sogenannte Minibusinesspläne überführt. Im Rahmen der strategischen Technologiebewertung wird eine Technologie- bzw. Produktroadmap erstellt, aus der sich zukünftig benötigte Kompetenzen und Ressourcen für das Unternehmen ableiten lassen.

Marco Kayser, Liza Wohlfart, Frank Wagner

Kapitel 8. Handlungsempfehlungen

Zusammenfassung

Im vorliegenden Kapitel werden die Anforderungen an die Umsetzung einer Industrie-4.0-Maßnahme aus KMU-Sicht betrachtet. Hierzu wird zunächst ein Leitfaden eingeführt, der Anwendern in KMU als Orientierungshilfe bei Umsetzungsvorhaben dient. Der Leitfaden untergliedert sich in die Dimensionen Mensch, Technik und Organisation und deckt alle aufeinanderfolgenden Phasen einer Umsetzung ab. Die Phasen umfassen: 1) Anwendungsfall ausarbeiten – Anforderungen klären, 2) Detaillierung – Voraussetzungen schaffen sowie 3) Umsetzung/Pilotierung – Pilotbetrieb. Des Weiteren wird sowohl für die Erweiterung und Umstrukturierung als auch für die Neueinführung von Software und Hardware empfohlen, aktuelle Standards zu verwenden und die Kompatibilität des Bestandes zu berücksichtigen. Zudem sollte die Kompatibilität nach oben und unten (ERP und SCADA) und horizontal in allen Unternehmensebenen gegeben sein. Im Allgemeinen wird KMU u. a. geraten, zuerst ihre Prozesse zu klären und zu stabilisieren sowie ihre neuen Rollenbilder zu klären. Des Weiteren sollten sie selbst Kompetenzen aufbauen, dabei jedoch nicht spezifische Kompetenzen am Markt unterschätzen. Zudem sollten sie nicht auf Standards warten und deren Qualität überschätzen.

Benjamin Schneider, Marco Kayser, Erdem Gelec, Hartmut Schweizer, Thomas Knothe

Kapitel 9. Firma Klappdekelen – ein Jahr später

Zusammenfassung

Die Firma Klappdekelen dient als Anschauungsbeispiel für die Ergebnisse des Projekts „JUMP 4.0 – Mobile Jobeinplanungsunterstützung für den Meister in der Produktion“. Denise, die Geschäftsführerin des fiktiven KMUs, braucht eine standfeste Zukunftsplanung, um weiterhin erfolgreich ihr Unternehmen führen zu können und vor allem ihren Mitarbeitern weiterhin einen Arbeitsplatz anbieten zu können. Dieses Kapitel betrachtet die Situation im Unternehmen ein Jahr später, nachdem die Handlungsempfehlungen und Lösungen des JUMP-4.0-Projekts umgesetzt wurden. Mithilfe des JUMP Planners werden individuelle Kundenwünsche nach dem Eingang selbstständig geprüft und eventuelle Anpassungen umgesetzt. Bei wiederholten Vorgängen findet die Maschineneinstellung automatisiert statt. Die Prozessabläufe sind insgesamt transparenter und Entscheidungen können schneller getroffen werden. Auswirkungen auf den Meister sind bspw. eine Verbesserung der Koordination der einzelnen Aufträge in den unterschiedlichen Produktionsphasen sowie eine Verbesserung der Übersichtlichkeit der Prozessabläufe. Jetzt hat er mehr Zeit für Optimierungen und Verbesserungen.

Monique Schumann

Kapitel 10. Beispiele

Zusammenfassung

Als Anwendungspartner im Konsortium JUMP 4.0 stellen sich an dieser Stelle die budatec GmbH, Maier Machines, die cirp GmbH und die KSB SE & Co. KGaA vor. Die budatec GmbH ist Anlagenhersteller für die Halbleiter- und Solarindustrie mit Sitz in Berlin. Hauptgeschäftsfelder sind thermische Systeme und Produkte rund um die Elektronikfertigung. Schwerpunkte dabei sind Vakuumlötsysteme. Maier Werkzeugmaschinenbau GmbH & Co. KG ist ein Maschinen- und Anlagenhersteller, der hauptsächlich im Bereich der Metallbe- und -verarbeitung tätig ist. Drehen, Fräsen, Schleifen und seit Neuestem die Laserbearbeitung gehören zu den Kernkompetenzen. Die cirp GmbH hat ihren Sitz in Heimsheim/Baden Württemberg im Raum Stuttgart/Pforzheim. Bekannt ist der Dienstleister für Prototypen- und Kleinserienfertigung vor allem durch die schnelle und qualitativ hochwertige Erzeugung von Modellen, Prototypen, Werkzeugen und Endprodukten in Kunststoff, gummiartigen Polymeren und Metall. Die KSB SE & Co. KGaA ist einer der führenden Hersteller im Pumpen- und Armaturenmarkt und Anbieter umfangreicher Serviceleistungen. Mit 33 Produktions- und Montagestandorten in 16 Ländern sowie einem engmaschigen Vertriebs- und Servicenetz sind KSB-Mitarbeiter in mehr als 100 Staaten aktiv.

Dirk Buße, Michael Maier, Thomas Lück, Andreas Kühl

Kapitel 11. Ausblick

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird zunächst ein Ausblick aus Perspektive der Anwender und technischen Partner gegeben, eine Prognose darüber, was sich für KMU und den Meister durch JUMP 4.0 ändern wird. Im Anschluss wird ein Ausblick aus Perspektive der Forschung erfolgen, in dem die aktuellen Themen und Schwerpunkte hinsichtlich Industrie 4.0 in KMU aufgezeigt werden.

Sven O. Rimmelspacher, Marco Kayser, Jan Batzer, Patrick Gering

Backmatter

Titel: Die Digitalisierungshürde lässt sich Meister(n)
herausgegeben von: Prof. Thomas Knothe
Dipl.-Ing. Patrick Gering
Sven O. Rimmelspacher
Michael Maier
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-60367-3
Print ISBN: 978-3-662-60366-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-60367-3

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