Smart Factory - Aktuelle Entwicklungen und der Weg zur smarten Fabrik

Große Ambitionen treffen auf Hürden bei der Implementierung
Industrieunternehmen versprechen sich durch die Realisierung von Smart Factories große Optimierungspotentiale, getrieben durch Integration innovativer, digitaler Technologien innerhalb der Produktionsumgebung. Ein zentraler Bestandteil dabei ist das Internet of Things (IoT). Es ermöglicht die Kommunikation und Verknüpfung von Maschinen- und Sensordaten sowie die Konnektivität von Prozessen innerhalb cyber-physischer Systeme. Die Unternehmen profitieren von Analysen und Prädiktionen auf Basis der gesammelten Daten. Die damit verbundenen Optimierungspotentiale sind eine Verbesserung der On-Time-Delivery, die Reduktion von Qualitätsmängeln sowie die Senkung von Transport-, Material- und Arbeitskosten, sprich eine Verbesserung der Unternehmenseffizienz.

Die drei Branchen mit den meisten aktuell laufenden Smart Factory-Initiativen sind Manufacturing (67 %), Aerospace and Defense (63 %) und die Automobilindustrie (46 %). Allein für die Automobilindustrie weist die aktuelle Capgemini-Studie eine jährliche globale Produktivitätssteigerung für Smart Factories ab 2023 von 160 Mrd. $ jährlich aus, wobei voraussichtlich 24 % aller Fabriken zu diesem Zeitpunkt smart sein werden. 43 % der befragten Personen der Automobilbranche gaben zudem an aktuell eine digitale Initiative zu erarbeiten. Auch die getätigten Investitionen sprechen für starke Bestrebungen dieser Industrie, denn 49 % der Befragten bezifferten Ausgaben von mehr als 250 Mio. $ für den Aufbau von Smart Factories innerhalb der letzten fünf Jahre.

Verbreitung von Smart Factory-Aktivitäten in verschiedenen Industrien

Während ein genereller Enthusiasmus für Smart Factories ersichtlich ist, so scheint der Weg dorthin für Unternehmen mit Hürden verbunden zu sein. Besonders auffällig ist hierbei wiederum die Automobilindustrie, da 45 % der befragten Zulieferer und 40 % der OEMs die unternehmensintern gestarteten Initiativen in diesem Zusammenhang als schleppend empfinden. Zu dieser Einschätzung tragen sowohl Hemmnisse bei der strategischen Formulierung, als auch bei der Implementierung von Smart Factories bei. Aus strategischer Sicht sind es die mangelhafte Koordination zwischen organisatorischen Einheiten, kein klarer Business Case und fehlendes Management Commitment. Bei der Implementierung sind fehlendes Investment, der geringe Automatisierungsgrad von bestehenden Prozessen und die fehlenden Fähigkeiten von Mitarbeitern bezüglich neuer Technologien hinderlich.

Wesentlichen Hürden bei der Strategieformulierung und Implementierung von Smart Factories

Effiziente Gestaltung einer Smart Factory durch den Capgemini Consulting Smart Factory-Ansatz
Um die Smart Factory-Initiativen unserer Kunden erfolgreich zu machen und einen möglichst effizienten Weg hin zur Smart Factory zu ermöglichen, hat Capgemini Consulting einen dreiphasigen Projektansatz zur Strategiebildung und Implementierung entwickelt.

Capgemini Consulting Projektansatz zur Erarbeitung der Smart Factory

In der Explore and Design-Phase wird das strategische Zielbild der Smart Factory erstellt. Ein interdisziplinäres Team erarbeitet aus strategischer und operativer Sicht die relevantesten digitalen Anwendungsfälle (sog. Use Cases) und unterzieht diese einer kundenspezifischen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Unter Berücksichtigung der perspektivischen Entwicklung der Organisation und einer notwendigen Veränderung der vorliegenden IT-Landschaft wird damit ein strategisches Zielbild einer Smart Factory geschaffen und eine unternehmerisch relevante Realisierungsfolge (Transformation Roadmap) festgelegt.

Die Experiment and Learn-Phase stellt die priorisierten digitalen Use Cases auf den Prüfstand. Unter Realbedingungen werden priorisierte Use Cases in einem agilen Projektvorgehen in Form von Proof of Concepts auf ihre Eignung hin getestet Potenziale zu heben. Im Fokus steht dabei nicht nur die Bewertung der technologischen und wirtschaftlichen Eignung, sondern auch auch die Überprüfung der organisatorischen Fähigkeiten des Unternehmens. Die Einbindung von potentiellen Anwendern ist damit unerlässlich, um eine optimale User Experience zu erzielen. Neben der Umsetzung von Proof of Concepts sieht diese Phase die Erarbeitung einer Zielorganisation zur Steuerung der Unternehmensweiten Smart Factory-Aktivitäten vor. Dabei muss das bestehende Operating Model des Unternehmens kritisch bewertet werden. Auch neue Mitarbeiterrollen und benötigte Fähigkeiten sind zu definieren.

Die Scale-Phase schafft die organisatorischen Voraussetzungen, um die relevanten Use Cases zu skalieren und sie zu einem Standard innerhalb des unternehmenseigenen Produktionssystems zu überführen. Dabei wird die in der vorigen Phase entwickelte Organisationsform im Unternehmen implementiert und die Mitarbeiter für neue Rollen und Technologien befähigt. Die geschaffene organisatorische Basis ermöglicht einen effizienten Roll Out der positiv bewerteten Proof of Conceps und zeitgleich die Erprobung neuer Use Cases in einem agilen Umfeld.

Ein Tier 1-Automobilzulieferer vertraut auf Capgemini Consultings Smart Factory-Ansatz
Der beschriebene Ansatz von Capgemini Consulting hat sich in Projekten unterschiedlichster Branchen bewährt. Als Leuchtturmprojekt kann eine aktuelle Smart Factory-Initiative bei einem deutschen Tier 1-Automobilzulieferer angeführt werden. Im Rahmen der Explore and Design-Phase wurde eine Smart Factory-Strategie für einen klar abgegrenzten Produktionsbereich erarbeitet und die IT-Landschaft auf deren Eignung für den Einsatz neuartiger Digitaltechnologien im Rahmen der Smart Factory bewertet. Das Projekt in der Experiment and Learn-Phase, realisiert mobil nutzbare Produktions-App‘s zur Reduktion von Papierdokumenten und zur Automatisierung von Prozessen. Parallel dazu wird der Ansatz einer Process Analytics-Technologie verprobt, um dem Management Transparenz über die Produktion durch Echtzeit-KPI-Erzeugung und Prozessvisualisierung zu verschaffen. Nächster Schritt ist die Implementierung von Predictive Analytics-Anwendungsfällen im Rahmen eines Proof of Concepts sowie die Möglichkeit der intelligenten Fertigungsplanung durch die Einbindung von Echtzeitdaten. Neben der Durchführung der Proof of Concepts wird parallel an einer Zielorganisation gearbeitet, um das Thema Smart Factory als Standard in das Produktionssystem des Unternehmens möglichst zeitnah zu überführen.

Weitere Informationen zum Thema Smart Factory finden Sie in unseren Publikationen:
Capgemini, “Automotive Smart Factories - Putting automotive manufacturers in the digital industrial revolution driving seat,” April 2018

Capgemini, “Unlocking the business value of IoT in operations”, March 2018


Ansprechpartner:
Ralph Schneider-Maul
E-Mail ralph.schneider-maul@capgemini.com

Dr. Reinhard Winkler
E-Mail reinhard.winkler@capgemini.com


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