Industrie 4.0

Herausforderungen, Konzepte und Praxisbeispiele

Verlag	Springer Vieweg
Erscheinungsjahr	2017
Seitenanzahl	186 Seiten
ISBN	9783658181659
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	59,99 EUR

Das Fachbuch greift das Konzept Industrie 4.0 - Ausdruck der vierten industriellen Revolution - mit seinen Chancen und Risiken für produzierende Unternehmen auf. Das Herausgeberwerk bringt das Thema durch anschauliche Beispiele aus der Praxis näher und zeigt die Visionen auf, mit denen sich nicht nur die akademische Welt bereits auseinandersetzt. Die Autoren der Beiträge thematisieren einerseits Kernthemen der Digitalisierung und beleuchten andererseits nicht zu vernachlässigende Begleiterscheinungen: In der Fabrik von morgen wachsen reale und virtuelle Welt zusammen. Schlagworte wie Internet der Dinge und Cyber-Physische Systeme (CPS) wurden bereits geprägt, um diese Verschmelzung anzudeuten. Industrie 4.0 verspricht neue Optionen für die Flexibilisierung und weitergehende Automatisierung der Fertigung. Sie schafft die Grundlage für neue Geschäftsmodelle, erfordert aber auch ein Umdenken in der Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Die Beitragssammlung trägt zu einem umfassenden Bild der im Industrie 4.0-Umfeld zu berücksichtigenden Veränderungen bei.

Dr. Stefan Reinheimer versteht sich als klassischer Wirtschaftsinformatiker mit Business- und IT-Wissen. Er ist seit fast 20 Jahren als Consultant an der Schnittstelle von Business und IT tätig. Daher ist er täglich mit der Herausforderung konfrontiert, das technische Machbare mit dem wirtschaftlich Sinnvollen in Einklang zu bringen. Die Schlagworte 'Industrie 4.0' und 'Digitalisierung' geben dabei zur Zeit den Ton an.

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Inhaltsverzeichnis

Industrie 4.0	4
Herausforderungen, Konzepte und Praxisbeispiele	4
Impressum	5
Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	8
Die Autoren	11
1: Geschäftsmodelle im Internet der Dinge	17
1.1 Einfluss des Internet auf Geschäftsmodelle bis heute	18
1.1.1 IT spielt eine zentrale Rolle in zahlreichen branchenverändernden Fallstudien und Geschäftsmodellmustern	18
1.1.2 Jede neue Internet-Welle hat bisher zu neuen digitalen Geschäftsmodellmustern geführt	19
1.1.3 Viele Internet-getriebene Geschäftsmodellmuster folgen drei übergeordneten Trends	19
1.1.4 Die großen Umbrüche brachten digitale Geschäftsmodellmuster bisher in digitalen Branchen	20
1.2 Die betriebswirtschaftliche Kraft des IoT	21
1.2.1 Das IoT ermöglicht High Resolution Management nun auch in der physischen Welt	21
1.2.2 Digitale Geschäftsmodellmuster werden neu auch in der physischen Industrie relevant	22
1.2.3 Physische Produkte und digitale Services verschmelzen zu hybriden Lösungen	24
1.3 Geschäftsmodellmuster im IoT	25
1.3.1 Bausteine, die bestehende Geschäftsmodellmuster digital erweitern	25
1.3.2 Bausteine, die die Anwendbarkeit bestehender Geschäftsmodellmuster für physische Dinge erweitern	26
1.3.3 Eigenständige Geschäftsmodellmuster im IoT	27
1.4 Unternehmerische Herausforderungen bei der Umsetzung von Geschäftsmodellen im IoT	28
1.4.1 Produkt- versus Servicegeschäft	28
1.4.2 Zusammenprall der Hardware- und Internetkultur	29
1.4.3 Umgang mit Anwendungsdaten	30
1.5 Einige Antworten und viele offene Fragen	31
Literatur	31
2: Wie das Internet der Dinge neue Geschäftsmodelle ermöglicht	33
2.1 Neue Möglichkeiten – Industrie 4.0 und das Internet der Dinge	33
2.2 Anwendungen und Beispiele im Umfeld Industrie 4.0 und Internet der Dinge	36
2.3 Smart Services, neue Geschäftsmodelle und Allianzen	39
2.4 Technische Herausforderungen und Big Data Architektur	40
Literatur	42
3: Industrial Cloud – Status und Ausblick	44
3.1 Motivation	44
3.2 Industrie 4.0 und Cloud	46
3.3 Was ist Cloud Computing	48
3.4 Marktentwicklung und Prognosen	50
3.5 Aktuelle Situation	51
3.6 Anwendungen in der Industrial Cloud	54
3.6.1 Automatisierungsdienste	55
3.6.2 Steuerungen in der Cloud	56
3.6.3 Big Data-Analyse in der Cloud	59
3.7 Ausblick	60
Literatur	61
4: Herausforderungen und Lösungsansätze zur einheitlichen Kommunikation von Messdaten für Industrie 4.0 und das Internet of Things	63
4.1 Zukunftsbild Industrie 4.0	64
4.2 Industrie 4.0 – Cyber-Physical Systems – Internet of Things	64
4.3 Probleme der Kommunikation cyber-physikalischer Systeme	66
4.4 Weitergabe von Messwerten	67
4.5 TraCIM, ein System zur Validierung von Mess-Software	69
4.6 Ohne valide Werte keine Industrie 4.0	71
Literatur	71
5: Lebensmittelindustrie 4.0 – Cyber-physische Produktionssysteme zur sicheren und unverfälschbaren Datenverarbeitung	73
5.1 Lebensmittelsicherheit: Ein für die Gesellschaft relevantes Thema	74
5.2 Die Wertschöpfungskette der Fleischverarbeitung	75
5.3 Transparente Produktionsprozesse in der Lebensmittelindustrie durch Einsatz von Industrie 4.0-Konzepten	77
5.3.1 RFID-basierter Lösungsansatz	78
5.3.2 Manipulationssichere Produktionsprozesse	78
5.3.3 Transparenz durch IT-Unterstützung	80
5.4 Nutzenpotenziale und Risiken	81
Literatur	82
6: Industrie 4.0 in der Wertschöpfungskette Bau – Ferne Vision oder greifbare Realität?	84
6.1 Motivation	85
6.2 Stand der Anwendung von Industrie 4.0 Technologien in der Bauindustrie	86
6.2.1 Branchenspezifische Definition des Industrie 4.0 Begriffs für die Bauindustrie	86
6.2.2 Stand der Forschung und Praxis	89
6.3 Industrie 4.0 Anwendungsszenario in der Bauindustrie	90
6.3.1 Gesamtkonzeption und Charakteristika Industrie 4.0 in der Bauindustrie	90
6.3.2 Industrie 4.0 Anwendungsszenario in der Bauindustrie	92
6.4 Nutzeffekte und Adoptionsbarrieren	96
6.5 Herausforderungen für Wissenschaft und Praxis	100
Literatur	101
7: Wandlungsbereitschaft und Wandlungsfähigkeit von Mitarbeitern bei der Transformation zu Industrie 4.0	103
7.1 Problemstellung und Motivation	104
7.2 Veränderungspfade im Kontext von Industrie 4.0	105
7.3 Grundlagen zur Modellbildung	106
7.3.1 Wandlungsmanagement, Wandlungsbereitschaft und Wandlungsfähigkeit	107
7.3.2 Akzeptanz	109
7.3.3 Toleranz	111
7.3.4 Opposition	112
7.4 Modell der Verhaltensfaktoren	113
7.5 Implikationen für die Entwicklungspfade	118
7.6 Fazit	125
7.7 Förderhinweis	126
Literatur	126
8: Die neue Rolle des Mitarbeiters in der digitalen Fabrik der Zukunft	128
8.1 Der Faktor Mensch in der Industrie 4.0	129
8.2 Mitarbeiterzentrierung im Projekt FACTS4WORKERS	130
8.2.1 Vorstellung des Projektes	130
8.2.2 Fallbeispiele des Projektes	132
8.2.2.1 Fallbeispiel 1: Awareness für flexible Produktionsmitarbeiter	132
8.2.2.2 Fallbeispiel 2: Selbstlernender Produktionsarbeitsplatz	133
8.2.2.3 Fallbeispiel 3: Kompetenzmanagement in der Qualitätssicherung	134
8.2.2.4 Fallbeispiel 4: Problemlösungsunterstützung in der mobilen Instandhaltung	136
8.3 Die Chancen der Selbstbestimmung	137
8.3.1 Autonomie	139
8.3.2 Kompetenz	139
8.3.3 Verbundenheit	140
8.3.4 Abwechslungsreichtum	140
8.4 Attraktive Arbeitsplätze in der Fabrik der Zukunft	141
Literatur	142
9: Smart HRM – das „Internet der Dinge“ im Personalmanagement	143
9.1 Smart HRM als Zukunft des digitalen Personalmanagements?	144
9.2 Konzeption des Smart HRM	145
9.2.1 Anwendungsgrundlagen	145
9.2.2 Anwendungspotenziale	146
9.3 Exploration des Smart HRM	149
9.3.1 Konzeption der Studie	149
9.3.2 Ergebnisse der Studie	150
9.4 Implikationen des Smart HRM	153
Literatur	154
10: Verwaltung 4.0 als Beitrag zur Wertschöpfung am Standort Deutschland 4.0 – Bedeutung einer weiterentwickelten Wirtschaftsförderung 4.0	156
10.1 Problemstellung und Motivation	157
10.2 Terminologische Grundlagen	158
10.2.1 Industrie 4.0	158
10.2.2 Verwaltung 4.0	159
10.2.3 Weitere ausgewählte 4.0 Initiativen	159
10.2.4 Kommunale Wirtschaftsförderung	160
10.3 Untersuchungsgang	161
10.3.1 Vorgehen	161
10.3.2 Untersuchung der Zielsetzung 1: Bedeutung der Verwaltung für die Strategie von Industrie 4.0	161
10.3.3 Untersuchung der Zielsetzung 2: Bedeutung der wirtschaftsrelevanten Fachverwaltung	164
10.4 Lösungsmodell „Wirtschaftsförderung 4.0“	165
10.5 Zusammenfassung und Ausblick	166
Literatur	167
11: Die Industrie 4.0 aus Sicht der Ethik	169
11.1 Merkmale der Industrie 4.0	169
11.2 Die Bereichsethiken und die Maschinenethik	171
11.3 Die Industrie 4.0 in der Moral	173
11.3.1 Informationsethik	173
11.3.2 Technikethik	174
11.3.3 Wirtschaftsethik	174
11.3.4 Umweltethik	175
11.3.5 Maschinenethik	176
11.4 Lösungsansätze und Handlungsempfehlungen	176
11.5 Ein gutes, glückliches Leben	178
Literatur	178
Zwischenruf: Hochschule 4.0 – ein Paradigmenwechsel?	180
Stichwortverzeichnis	182

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