Industrie 4.0 für die Praxis

Mit realen Fallbeispielen aus mittelständischen Unternehmen und vielen umsetzbaren Tipps

Verlag	Springer Gabler
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	300 Seiten
ISBN	9783658211189
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	54,99 EUR

Dieser Sammelband führt mittelständische Unternehmen in die komplexe und viel diskutierte Thematik 'Industrie 4.0' ein und präsentiert anwendbare, wissenschaftlich fundierte Lösungen für die Praxis. Ausgehend von verschiedenen Forschungsprojekten zeigen die Autoren, wie man sich dem Thema Digitalisierung im Unternehmensalltag strategisch nähert, um daraus individuell zugeschnittene Lösungen zu gewinnen. Erste reale Erfahrungen vier familiengeführter Unternehmen unterschiedlicher Branchen zeigen anhand fünf konkreter Beispiele, welche Herangehensweisen in der Praxis am besten funktionieren. Die Beiträge beleuchten die wichtigsten Bereiche der Industrie 4.0, wie z. B. smarte Logistik und Robotik, Big Data sowie mitarbeiterrelevante Themen wie Aus- und Weiterbildung oder E-Learning. Am Ende jedes Kapitels werden die zentralen Ergebnisse als Praxistipps prägnant zusammengefasst. Das Buch bietet einen hohen Nutzen durch fundierte Informationen und praktische Handlungsempfehlungen auch für Ihr Unternehmen!

Prof. Dr. Rainer Maria Wagner ist seit über 25 Jahren im familieneigenen, mittelständischen Produktionsunternehmen in der Möbelbranche tätig, seit 2000 als geschäftsführender Gesellschafter. Zudem ist er in der wissenschaftlichen Forschung aktiv und lehrt als Honorarprofessor Betriebswirtschaftslehre an der Hochschule Fresenius in München.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	9
Herausgeber- und Autorenverzeichnis	12
Teil I Strategische Aspekte – Industrie 4.0 als „Chefsache“	14
1 Einleitung: Industrie 4.0 und Digitalisierung – Erfolgspotenziale für Unternehmen	15
Zusammenfassung	15
1.1Die Begriffe Industrie 4.0 und Digitalisierung	15
1.2Zentrale Inhalte von Industrie 4.0 und Digitalisierung	16
1.3Aus Digitalisierungspotenzialen Erfolgspotenziale machen	21
1.4Zum weiteren Aufbau dieses Buches	22
1.5Ein erster Praxis-Tipp zum Start	24
Literatur	24
2 Industrie 4.0 – eine Bestandsaufnahme	26
Zusammenfassung	26
2.1Entwicklung der Digitalisierung	27
2.2Bedeutung von Industrie 4.0	29
2.3Betrieblicher Umsetzungsstand	30
2.4Erfolgsfaktoren und Potenziale für die industrielle Umsetzung	32
2.4.1Technische Erfolgsfaktoren und Voraussetzungen	33
2.4.2Menschliche Erfolgsfaktoren und Voraussetzungen	35
2.5Organisation der vierten industriellen Revolution	36
2.6Fazit und Ausblick	37
Literatur	38
3 Vier Industrie 4.0-Strategietypen für die Praxis	40
Zusammenfassung	40
3.1Einleitung	40
3.2Zur Bedeutung nicht-forschungsintensiver Unternehmen	42
3.3Entwicklung der Typologie	43
3.4Kategorienauswahl	44
3.5Kategorien/Merkmale	45
3.5.1Arbeitsorganisation	45
3.5.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	45
3.5.3Technologieadaptionsfähigkeit	46
3.5.4Akzeptanz der Lösung	46
3.6Ausprägungen der Typologie	47
3.6.1Arbeitsorganisation	47
3.6.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	47
3.6.3Technologieadaptionsfähigkeit	48
3.6.4Akzeptanz der Lösung	48
3.7Unternehmenstypen	48
3.8Der praktische Typ – Wir machen nur das Nützliche	49
3.8.1Arbeitsorganisation	49
3.8.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	50
3.8.3Technologieadaptionsfähigkeit	51
3.8.4Akzeptanz der Lösung	51
3.9Der reagierende Typ – Wir haben noch I 3.0	52
3.9.1Arbeitsorganisation	52
3.9.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	53
3.9.3Technologieadaptionsfähigkeit	54
3.9.4Akzeptanz der Lösung	54
3.10Der gestaltende Typ – Vorausdenken was kommt	55
3.10.1Arbeitsorganisation	55
3.10.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	56
3.10.3Technologieadaptionsfähigkeit	57
3.10.4Akzeptanz der Lösung	57
3.11Der zufriedene Typ – Wir nutzen weiter I 3.0	58
3.11.1Arbeitsorganisation	59
3.11.2Tätigkeiten und Qualifikationsanforderungen	59
3.11.3Technologieadaptionsfähigkeit	60
3.11.4Akzeptanz der Lösung	60
3.12Fazit	61
Literatur	61
4 Erst Lean-Management, dann Industrie 4.0!	64
Zusammenfassung	64
4.1Einleitung	64
4.2Kundenanforderungen und die Folgen für Unternehmen	65
4.3Lean-Prinzipien und Managementsysteme als Reaktion auf stetig steigende Kundenanforderungen	66
4.4Die Implementierung von Lean-Prinzipien als Basis für Digitalisierung und Industrie 4.0	69
4.5Den aktuellen und zukünftigen Wandel meistern – Anforderungen an die Führung	72
4.6Herausforderungen der nahen Zukunft	73
4.7Zusammenfassung und Ausblick	74
Literatur	75
5 Auswahlhilfe für Industrie 4.0-Lösungen	77
Zusammenfassung	77
5.1Zielorientierte Ausrichtung von Unternehmen	79
5.1.1Von der Unternehmensvision zu Zielzuständen	79
5.1.2Die Balanced Score Card zur Messbarkeit von Unternehmenszielen	81
5.2Verknüpfung der BSC mit bestehenden Kennzahlensystemen	82
5.3Konzept und Funktionalität der Auswahlhilfe	85
5.4Webbasierte Auswahlhilfe	87
5.4.1Befüllung der Auswahlhilfe	87
5.4.2Nutzung der Auswahlhilfe	90
5.5Zusammenfassung	94
Literatur	94
6 Praxis-Tipps zu Teil 1	98
Zusammenfassung	98
Teil II Technische Aspekte – aktuelle Instrumente zur Industrie 4.0	100
7 Moderne/smarte Montagearbeitsplätze im Umfeld der Industrie 4.0	101
Zusammenfassung	101
7.1Einleitung	101
7.1.1Manuelle Montage – Hybride Montage	102
7.1.2Grundformen moderner manueller Montagearbeitsplätze	103
7.1.2.1 Allgemeines	103
7.1.2.2 Definition des Wirkungsgrades	104
7.1.2.3 Wirtschaftliche Einzelplatzmontage nach dem One-Piece-Flow-Prinzip	104
7.1.2.4 Verkettete Montage nach dem One-Piece-Flow-Prinzip	109
7.1.2.5 Permutive Montagesysteme	112
7.1.2.6 Fließmontage mittelgroßer Baugruppen und Geräte	113
7.2Hybride Montagesysteme	117
7.2.1Hybride Einzelplatzmontage	117
7.2.2Verkettete hybride Fließmontagezellen mit satzweisem Montageablauf	118
7.2.3Aus- und rückbaufähige Hybridmontagesysteme	120
Literatur	121
8 Intelligente (smarte) Robotik	122
Zusammenfassung	122
8.1„Roboter für meine kleine Fertigung? Zu teuer….“	122
8.2„Kollege“ Roboter	123
8.2.1Sensorsysteme zur sicheren Kollisionserkennung	124
8.2.2Robotik „Light“	125
8.2.3Löten mit der „dritten Hand“	127
8.2.4„Ich bastel mir einen Roboter…“	129
8.3Transportroboter	129
8.3.1Aus AGV wird aAGV	130
8.3.2Fleißige Ameisen	131
8.4Quo vadis, Roboter?	132
8.4.1Let’s make it simple!	132
8.4.2Die Empfangsdame ist ein Roboter	133
Literatur	133
9 Zukunftsweisende Informations- und Kommunikations-Technologien	135
Zusammenfassung	135
9.1Erfassung der Umgebung – Digitalisierung	136
9.1.1Technologische Informationsquellen zur Analyse der Umgebung	137
9.2Zusammenführung und Verarbeitung vorliegender Informationen	138
9.2.1Datenintegration und -verarbeitung und Business Intelligence	138
9.2.2Data Mining, Maschinelles Lernen, Predictive und Prescriptive Analytics	139
9.3Generierung von Erkenntnissen und Prognosen durch Data Mining und maschinelles Lernen und deren Nutzung für Empfehlungs- und Assistenzsysteme oder zur Automatisierung	139
9.3.1Ableitung neuer Informationen und Wissensentdeckung durch Datenintegration, Data Mining, maschinelles Lernen und Prognosen	139
9.3.2Prognosen: Können Sie die Zukunft vorhersagen?	140
9.3.3Konfidenz: Können Sie den Prognosen vertrauen?	141
9.3.4Welchen Nutzen und Wert haben fehlerbehaftete Modelle?	142
9.3.4.1 Abhängigkeit der Einsetzbarkeit und des Nutzens maschinell gelernter Modelle von der Aufgabenstellung und der Kritikalität von Fehlprognosen	142
9.3.4.2 Abhängigkeit des Nutzens maschinell gelernter Modelle von bereits existierenden alternativen Lösungen	142
9.3.4.3 Nutzen und Mehrwert von Prognosemodellen und Anwendungsbeispiele	143
9.3.5Anwendungsbeispiele für die Generierung von Mehrwerten aus Daten durch maschinelles Lernen	144
9.3.6Vorteile der Digitalisierung	144
9.3.7Informationsverwaltung als Unternehmensgrundlage	145
9.4Aufbereitung und Nutzung erarbeiteter Ergebnisse	147
9.4.1Nutzungsmöglichkeiten gewonnener Einblicke	147
9.5Technologien als Wegbereiter	149
9.5.1Zusammenfassung: Mehrwerte durch die Digitalisierung und moderne Informations- und Kommunikationstechnologie	149
9.5.2Ausblick: Transformation von Unternehmen und ganzen Branchen durch Datennutzung und maschinelles Lernen	150
9.5.2.1 Transformation von Industrien und Wettbewerbsvorteile	150
9.5.2.2 Neue Geschäftsmodelle	151
9.5.2.3 Erforderliche Kompetenzen und Vorgehen	151
9.5.3Fazit: Industrie 4.0 aktiv gestalten und maschinelles Lernen nutzen	152
10 Praxis-Tipps zu Teil 2	153
Zusammenfassung	153
Teil III Menschliche Aspekte – nur mit motivierten Mitarbeiter-/innen kann Industrie 4.0 gelingen!	155
11 Wandel und Gestaltung digitalisierter Industriearbeit	156
Zusammenfassung	156
11.1Technologieschub Digitalisierung	156
11.2Zum Wandel von Arbeit	157
11.3Umstrittene Beschäftigungseffekte	157
11.4Unklarer Strukturwandel von Arbeit	158
11.5Beschleunigte Flexibilisierung	159
11.6Gestaltungsoptionen	160
11.6.1Industrie 4.0 als sozio-technisches System	160
11.6.2Schnittstellen im sozio-technischen System	161
11.7Fazit	164
Literatur	164
12 Kleine Instrumente – Große Wirkung: Shopfloor-Widgets für den Fertigungsalltag	166
Zusammenfassung	166
13 Psychische Gesundheitsvorsorge – unverzichtbar in der Industrie 4.0!	174
Zusammenfassung	174
13.1Einleitung	175
13.2„Zu viel“ oder „zu wenig“? Vom rechten Maß der psychischen Arbeitsbelastung	176
13.2.1Ursachen und Entstehung psychischer Störungen	176
13.2.2Psychische Störungen – was kann man tun?	178
13.3Psychische Gesundheitsförderung im Unternehmen	180
13.3.1Gefährdungsbeurteilung psychischer Arbeitsbelastung	180
13.3.2Gesunde Unternehmen gestalten – Die vier Wirkungsebenen des gesunden Unternehmens	183
13.3.3Zentrale Rolle der Führungskräfte	185
13.4Ausblick	186
Literatur	187
14 Wettbewerbsvorteile durch informationsbasierten Wissensvorsprung	189
Zusammenfassung	189
14.1Einleitung	189
14.2Wissen als kritische Ressource in digitalen Wertschöpfungs- und Innovationsprozessen	191
14.3Generierung und Umsetzung von Wissen als Voraussetzung der Wettbewerbsfähigkeit	193
14.4Erzeugung und Management von Wissen im Kontext digitaler Technologien	195
14.5Absorptive Capacity als Schlüsselkompetenz von morgen	198
14.6Fazit und Ausblick	201
Literatur	202
15 E-Learning als wirkungsvolles Element der Digitalisierung	205
Zusammenfassung	205
15.1E-Learning im Rahmen der Pädagogik	205
15.1.1Entwicklung und Begriff	205
15.1.2Ansätze und Instrumente des E-Learnings	206
15.2E-Learning in KMU in Zeiten der VUCA World	208
15.3E-Learning im Rahmen der betrieblichen Weiterbildung: Ist-Zustand	210
15.3.1E-Learning als Teil der strategischen Personalarbeit	210
15.3.2E-Learning und Industrie 4.0	211
15.3.3Hype oder Flop?	212
15.3.4Verbreitung und Anwendung von E-Learning	212
15.4Was für die Einführung bzw. den Ausbau von E-Learning spricht	213
15.5Was spricht gegen E-Learning?	214
15.5.1Gute Gründe	214
15.5.2Interner Widerstand gegen E-Learning und der „Mythos der Digital Natives“	215
15.6Das Problem der Erfolgsmessung (Bildungscontrolling und E-Learning)	217
15.7Umsetzungshinweise	219
15.7.1Herausforderungen für die Einführung bzw. stärkere Nutzung von E-Learning	219
15.7.2Qualitätssicherung und Umsetzung mit dem didaktischen Achteck	220
Literatur	223
16 Praxis-Tipps zu Teil 3	225
Zusammenfassung	225
Teil IV Best Practices – wie Unternehmen den Wandel zur Industrie 4.0 konkret gestalten (5 Beiträge produzierender Unternehmen)	227
17 Einleitung: Industrie 4.0-Einführung Schritt für Schritt gestalten	228
Zusammenfassung	228
18 Huppertz in Köln – Intelligente interne Logistik	232
Zusammenfassung	232
18.1Rahmenbedingungen des Unternehmens	232
18.2Unternehmensvision	233
18.3Zielsetzung/KPI (Key Performance Indicators)	233
18.4Auswahl Pilotbereich	236
18.5Soziotechnische Fähigkeitsbewertung: Barrieren und Hemmnisse	238
18.6Umsetzung und Integration	238
18.7Fazit	242
19 IntrObest in Fellbach – Data-Mining zur Mensch-Assistenz-Symbiose	244
Zusammenfassung	244
19.1Rahmenbedingungen des Unternehmens	245
19.1.1Prozessbeschreibung	245
19.1.2Implikationen	245
19.1.3Digitale Infrastruktur und Datenlage	246
19.2Abstraktion der Problematik zur Umsetzungskonzipierung	246
19.2.1Feststellung von Teilproblemen	247
19.2.2Schrittweise Lösung der manuellen Suche und Zusammenführung	247
19.3Identifikation von Data-Mining-Anwendungsmöglichkeiten	252
19.3.1Allgemeine Potenzialeinschätzung	252
19.3.2Anwendungsmöglichkeiten auf erkannte Teilprobleme	253
19.4Servicegestütztes Konzept eines Assistenten	254
19.4.1Beschreibung des Assistenzsystems	255
19.5Zusammenfassung	257
20 Schneppenheim in Pulheim – Der Bedarf nach einem kennzahlenbasierten Managementsystem in der Industrie 4.0	260
Zusammenfassung	260
20.1Auf dem Weg zur strategieorientierten Organisation	262
20.2Die Entwicklung eines kennzahlenbasierten Managementsystems	265
Literatur	268
21 Topstar in Langenneufnach – Intelligente Produktion mit smarten FTS (führerlosen Transportsystemen)	271
Zusammenfassung	271
21.1Unternehmen, Strategie und Motivation für neue Technologien	271
21.2Zielsetzungen und Auswahl des Pilotprojekts	273
21.3Umsetzung des Pilotbereichs Montagelinie Wagner	277
21.4Fazit und Ausblick	279
22 Topstar in Langenneufnach – Aus- und Weiterbildung im digitalen Zeitalter	282
Zusammenfassung	282
22.1Ausgangssituation	282
22.2Projekt StraKosphere	283
22.2.1Vorbereitung	284
22.2.2Allgemeine Maßnahmen	284
22.3Einfluss der Digitalisierung	288
22.3.1Grundlagen	288
22.3.2Erweiterte Maßnahmen	288
22.4Fazit	292
23 Praxis-Tipps zu Teil 4	294
Zusammenfassung	294
24 Ausblick	296
Zusammenfassung	296
Literatur	300

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