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Smart Factory

12. August 2020 by

Der Begriff „Smart Factory“ bezeichnet eine Einrichtung zu Herstellung von Produkten auf Basis von Konzepten der „Industrie 4.0“ (siehe dort): Maschinen koordinieren selbstständig Fertigungsprozesse, Service-Roboter kooperieren in der Montage auf intelligente Weise mit Menschen und fahrerlose Transportfahrzeuge erledigen eigenständig Logistikaufträge. Industrie 4.0 bestimmt dabei die gesamte Lebensphase eines Produktes: Von der Idee über die Entwicklung, Fertigung, Nutzung und Wartung bis hin zum Recycling.

Zur gegenseitigen Vernetzung werden die einst passiven Bestandteile der Produktion wie Werkzeuge, Maschinen oder Transportmittel mit digitalen Sensoren (siehe dort) und Aktoren (siehe dort) ausgerüstet und über IT-Systeme zentral oder dezentral (siehe „Edge Computing“) gesteuert (siehe „cyber-physische Systeme“). In vielen Fällen findet eine drahtlose Kommunikation zwischen Produkten und Anlagen statt. Die Kommunikationsgrundlage bildet das „Industrial Internet of Things) (IIoT, siehe „Internet of Things“). In der intelligenten Fabrik arbeiten beispielsweise Transportbehälter, die Informationen über die individuelle Kennung, die aktuelle Position und die gegenwärtigen Befüllung über Sensoren via Funkverbindung übermitteln und so effizient in der Produktion oder Logistik eingesetzt werden können.

Ermöglicht wird die intelligente Fabrik dadurch, dass wir Computer und Sensoren immer kleiner und günstiger herstellen können und dass  Breitbandverbindungen zur Verfügung stehen, um so große Datenmengen schneller und effizienter austauschen und analysieren können. Hierbei spielt 5G (sieh dort) eine entscheidende Rolle. Die wichtigsten Komponenten und Werkzeuge in einer Smart Factory sind: cyber-physical Systems, moderne und leistungsfähige Informations- und Kommunikationstechnik, Big Data, embedded Systems zur Steuerung und Überwachung der Smart Factory und des Produktionsprozesses, Cloud Computing, flexible und intelligente Logistiksysteme, drahtlose Kommunikationstechniken (Bluetooth, W-LAN, 5G, RFID).

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Ihr Ansprechpartner: Silvester Schmidt

In der Abbildung ist ein Fall dargestellt, in dem eine Organisation zwei Transformationsschritte benötigt, um sich zukunftsfähig aufzustellen.

Wichtig ist bei der Entwicklung der zugehörigen Roadmap, dass die strategischen Initiativen der frühen Phase der digitalen Transformation zu einer Situation führen, in der das Unternehmen bereits nach dem nächsten Entwicklungsschritt spürbare Wettbewerbsvorteile erzielen kann. Außerdem müssen die strategischen Initiativen der späteren Phase des Transformationsprojektes nahtlos an die vorangehenden Initiativen anschließen und auf diesen aufbauen.

In der Abbildung des Pipeline Modells der Veränderung ist am linken Ende der Veränderungsbedarf oder der Veränderungswunsch dargestellt. In diesem Beispiel nehmen wir einen großen Veränderungsbedarf an: je größer der Durchmesser ist, desto größer der Veränderungsbedarf.

Der Durchfluss durch alle fünf Rohrelemente symbolisiert die erreichbare Veränderung und wird von den jeweiligen Rohrdurchmessern definiert. Das, was am Ende an Veränderung nachhaltig umgesetzt werden kann, wird vom engsten Teilstück bestimmt (Flaschenhalsprinzip). In der Abbildung ist das Wollen der Engpass: Egal wie groß die anderen Rohrelemente sind, die mögliche Veränderung wird in diesem Beispiel vom Wollen limitiert. Das ist in der Praxis übrigens tatsächlich oft der limitierende Faktor.

In der Abbildung sind die Ergebnisse der Bestimmung des digitalen Status quo in einer Übersicht dargestellt. Die Kreise mit den Zahlen bezeichnen die neun Reifegradebenen unseres Modells. In Graugrün finden Sie die Ergebnisse für den heutigen und zukünftigen Markt des Unternehmens. In Orange die Ergebnisse zum Status quo des Unternehmens.

In diesem Beispiel müsste das Unternehmen die Reifegradebene drei haben, siehe die graugrünen Balken im Segment „Markt“, um in seinem heutigen Markt voll wettbewerbsfähig zu sein. Der äußere, graugrüne Kreis bezeichnet das Ziel der digitalen Transformation in einigen Jahren. Danach muss das Unternehmen in dieser Zeit die Reifegradebene fünf erreichen, um auch zukünftig erfolgreich zu sein.

Der orangefarbene, innere Kreis bezeichnet den heutigen Reifegrad des Unternehmens als Ganzes. Es ist der Reifegrad zwei. Somit kann das Unternehmen seine Wettbewerbsfähigkeit in seinem heutigen Markt rasch steigern, indem es den Reifegrad drei erreicht. Die Schwerpunkte dieser Entwicklung sollten zunächst in einer besseren Ausgestaltung der Digitalstrategie, der Kundengewinnung und Kundenbindung (Life Cycle), der Ausgestaltung der Informations- und Kommunikationstechnologie im Unternehmen (IKT) sowie der Realisierung digitaler Innovationen liegen.

In der Abbildung sind einige Elemente des digitalen Reifegradmodells dargestellt. Von links nach rechts steigt der Reifegrad. Der maßgebliche Markt ist in der ersten Zeile dargestellt.

Auf Reifegradebene 1 handelt es sich um einen einfachen Markt, in dem die Digitalisierung praktisch keine Rolle spielt. Entsprechend stellt dieser Markt auch keine diesbezüglichen Anforderungen an das Unternehmen oder den Organisationsbereich.

Ab Reifegradebene 4 ist die Digitalisierung wesentlich und erfordert zum Beispiel eine Digitalisierung von Teilen der Organisation, was meist von einem Chief Digital Officer (CDO) verantwortet wird.

Ab Reifegradebene 7 ist die Digitalisierung bestimmend und stellt höchste Anforderungen an Unternehmen. Sie müssen sich mit disruptiven Innovationen in der Bereichen Prozesse, Produkte und Geschäftsmodelle befassen, den Umgang mit Big Data und fortgeschrittener Künstlicher Intelligenz (KI) beherrschen und ihre Wertschöpfungskette mit Partnern zu einem Wertschöpfungsnetzwerk ausbauen.

In der Abbildung sind die Ergebnisse der Analyse in der S-Matrix dargestellt. Eine Organisationseinheit (OE) des Unternehmens, siehe der rötliche Kreis mit der Nummer 1, weist eine rein hierarchische Organisationsform auf, die beiden anderen eine funktionale, divisionale oder Matrix-Organisation.

Die heutigen Märkte, siehe die gelben Quadrate, deuten darauf hin, dass OE1 und OE3 ihre Organisationsform rasch anpassen müssen, um in der aktuellen Situation wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Organisationsform der zweiten OE passt zu ihrem Markt.

In einigen Jahren muss sich dieses Unternehmen auf einen hoch dynamischen und komplexen Markt einstellen, siehe die gelben Rauten. Daher müssen sich die OE zu modernen Organisationsformen mit flachen Hierarchien wandeln, um auch zukünftig erfolgreich zu sein.