Industrie 4.0 als unternehmerische Gestaltungsaufgabe (eBook)

Professor Dr. Robert Obermaier ist Inhaber des Lehrstuhls für Accounting und Controlling an der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der Universität Passau.

Vorwort zur 2. Auflage 5
Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 11
Autorenverzeichnis 13
Teil I Industrie 4.0: Vision, Innovation, Konzeption 15
Industrie 4.0 als unternehmerische Gestaltungsaufgabe: Strategische und operative Handlungsfelder für Industriebetriebe 16
1Problemstellung 16
2Zum Begriff „Industrie 4.0“ 20
3„Gesetze der Digitalisierung“ als Treiber von Industrie 4.0 22
4Technologieinnovationen als Befähiger von Industrie 4.0 25
5Unternehmerische Gestaltungsfelder im Kontext von Industrie 4.0 26
5.1Produktionsfaktoren 26
5.2Produktionsprozesse 29
5.3Produkte und Dienstleistungen 36
5.4Geschäftsmodelle 39
6Fazit 44
Literatur 45
Industrie 4.0: Von der Vision zur Implementierung 48
1Was verbirgt sich hinter Industrie 4.0? 48
2Betriebswirtschaftliche Treiber von I4.0 49
2.1„Smart Factory“ 51
2.2Produktsicht 52
2.3Logistik 54
2.4Neue Businessmodelle in I4.0 55
3Implementierungsstrategien für I4.0 56
3.1Stufenkonzepte 57
3.2Smart Services 60
4Roadmap zu I4.0 63
5Neue Anforderungen an IT-Systeme 63
6Komplementäre Konzepte zu I4.0 65
Literatur 65
Industrie 4.0: Strategische Innovation durch Strategische Sensitivität 66
1Einführung 66
2Das Value Process Framework: Wert schaffen und Wert abschöpfen 68
3Strategische Innovation: Mit strategischen Paradigmen brechen 70
4Strategische Sensitivität: Grundvoraussetzung für Strategische Innovation 72
5Industrie 4.0: Infragestellung strategischer Paradigmen 73
5.1Nutzendimensionen 73
5.2Geschäftsprozesse 75
5.3Wertabschöpfung 76
6Zukunft gestalten: Mehr Strategische Sensitivität! 77
Literatur 79
Rechtliche Herausforderungen der Industrie 4.0 81
1Industrie 4.0 als technisch-soziale Innovation 81
2Das Verhältnis technischer Innovationen zum Recht 82
3Ausgewählte Rechtsfragen 84
3.1Vertragsrecht und neue Vertragsmodelle 84
3.2Haftungsrecht 85
3.3Datenschutzrecht 86
3.4Arbeitsrecht 88
3.5IT-Sicherheitsrecht 89
3.6Spezifische Fragestellungen 90
4Ausblick 91
Literatur 91
Teil II Industrie 4.0: Stand und Perspektiven 94
Stand und Entwicklungspfade der Digitalen Transformation in Deutschland 95
1Verständnis der digitalen Transformation 95
2Auf dem Weg zur digitalen Transformation 96
2.1Fähigkeiten 96
2.2Strategische Planung 98
3Untersuchung zum Stand der Digitalisierung 99
3.1Methodik 99
3.2Ergebnisse 101
4Fazit und Ausblick 105
Literatur 106
Controlling von Digitalisierungsprozessen – Veränderungstendenzen und empirische Erfahrungswerte aus dem Mittelstand 107
1Controlling im Kontext von Industrie 4.0 107
2Transformation von Geschäftsmodellen 109
2.1Begriffsabgrenzung 109
2.2Elemente eines Geschäftsmodells 110
2.3Transformation zum digitalen Geschäftsmodell 111
3Mittelstandsverständnis 113
4Erkenntnisse der Digitalisierungsstudie 115
4.1Stichprobencharakteristika 115
4.2Begriff der Digitalisierung 116
4.3Vorbereitung der Funktionsbereiche 117
4.4Digitalisierungsgrad des Geschäftsmodells 118
5Erkenntnisse der Studie Data Analytics 120
5.1Stichprobencharakteristika 120
5.2Bedeutung der Entscheidungsfindung 121
5.3Datenqualität in Funktionsbereichen 122
5.4Nachholbedarfe 123
6Schlussfolgerung 124
6.1Controlling der Digitalisierung 124
6.2Digitalisierung des Controllings 126
Literatur 127
Teil III Industrie 4.0: Betriebswirtschaftliche, technische und rechtliche Lösungsansätze 129
„Smart Decisions“ als integraler Bestandteil von Industrie 4.0 130
1Einführung 130
2Modell der Fertigungssteuerung 133
3Notwendigkeit einer „intelligenten“ Steuerung 134
4Begründung des hybriden Entscheidungsmodells 135
5Generelle Lösungsstrategie 137
5.1Analyse 137
5.2Bildung von (teil)-autonomen Einheiten 137
5.3Festlegung der Entscheidungslogik, des Entscheidungsmodus und Entscheidungszyklus pro (teil-)autonomer Einheit 138
5.4Optimierung der Entscheidungslogik und des Entscheidungsmodus 138
6Demonstration anhand einer praktischen Fallstudie 139
7Zusammenfassung und Ausblick 143
Literatur 143
Optimierung Anlagenanlauf und Fertigungsumstellung 146
1Motivation 146
2Einleitung 147
3Aktueller Status in der automatisierten Fertigung 147
4Ansatz 149
5Schlussfolgerung 155
Von der Digitalen Fabrik zur Digitalen Lieferkette in der Halbleiterindustrie: Bestandsaufnahme, Lösungsansätze und viele Herausforderungen 157
1Einleitung und Motivation 157
2Lieferketten in der Halbleiterindustrie 158
3Bestandsaufnahme und Problemstellung 159
4Simulation von Lieferketten in der Halbleiterindustrie 161
5Herausforderungen 164
6Zusammenfassung und Ausblick 165
Literatur 166
Industrie 4.0 in der Dienstleistungsproduktion – eine Konzeptanalyse am Beispiel universitärer Leistungsprozesse in Forschung und Lehre 167
1Einführung 167
2Case Study-Analyse 169
2.1Fallstudie A 170
2.2Fallstudie B 171
2.3Fallstudie C 173
2.4Fallstudie D 174
2.5Analytische Synopse 175
3Ausblick 176
Literatur 177
Datenschutz in der Industrie 4.0 178
1Problemstellung 178
1.1Gefahrenlage für natürliche Personen 178
1.2Gefahrenlage für Unternehmen 179
1.3Gesamtbetrachtung 179
2Grundsätze des Datenschutzes 180
3Die europäische Datenschutzreform 181
3.1Überblick über die Reform 181
3.2Problematische Verarbeitungssituationen 182
3.3Moderne Instrumente 183
3.3.1 Technischer Datenschutz 183
Datensicherheit 183
Datenschutz durch Technik im bisherigen Ansatz – Datensparsamkeit 184
Datenschutz durch Technik in der Verordnung – „Lebenszyklusmanagement“ 185
Normadressaten und Folgen der Nichtbeachtung in der Verordnung 186
3.3.2 Datenschutzsiegel – Auditierung und Zertifizierung 187
Prüfungsmaßstab und Verfahren 187
Anreizsystem 188
Siegel in Wertschöpfungsketten 189
3.3.3 Selbstregulierung 189
3.3.4 Data Breach Notification 190
4Unternehmensgeheimnisse 190
4.1Grundsätze des Schutzes von Unternehmensgeheimnissen 190
4.2Lösungsansätze aus dem Bereich des Datenschutzes 191
Literatur 192
Teil IV Industrie 4.0: Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Kalkulation 195
Betriebswirtschaftliche Wirkungen digital vernetzter Fertigungssysteme – Eine Analyse des Einsatzes moderner Manufacturing Execution Systeme in der verarbeitenden Industrie 196
1Problemstellung 196
2Die digital vernetzte Fabrik als Untersuchungsobjekt 197
2.1Die CIM-Vision der digitalen Fabrik 197
2.2Die Industrie 4.0-Vision der digital vernetzten Fabrik 199
3Betriebswirtschaftliche Wirkungen: Hypothesen 202
4Methodik 203
4.1Untersuchungsdesign 203
4.2Untersuchungsobjekt 204
5Ergebnisse 206
5.1Prozessanalyse 206
5.1.1 CADCAM-NC-Programmierer 206
5.1.2 WOP-NC-Programmierer 208
5.1.3 Werkzeugeinsteller 210
5.1.4 Maschinenbediener 214
5.2Rüstzeiten 215
5.2.1 Werkzeugeinstellung 215
5.2.2 Maschinenpark 218
Dauer einer Werkzeugbeladung 218
Anzahl Rüstvorgänge 219
5.3Werkzeugbestände 220
6Fazit 221
Literatur 222
Effizienzbewertung und -darstellung in der Produktion im Kontext von Industrie 4.0 223
1Einleitung 223
2Grundlagen zur Beurteilung der anlagenwirtschaftlichen und der produktionslogistischen Effizienz 225
2.1Bestimmung der anlagenwirtschaftlichen Effizienz in der Produktion 225
2.2Bestimmung der produktionslogistischen Effizienz in der Produktion 227
2.3Bestimmung der Gesamtsystemeffizienz in der Produktion 229
3Ergebnisse einer Simulationsstudie zur ganzheitlichen Effizienzbewertung in der Produktion 230
3.1Datengrundlage und Modellbildung zur Durchführung der Simulationsstudie 230
3.2Ergebnisse der Simulationsstudie zur ganzheitlichen Effizienzbewertung 232
4Integratives Datenerfassungskonzept zur echtzeitfähigen Darstellung der Effizienz im Produktionssystem 238
4.1Datenerfassungskonzept zur echtzeitfähigen Bewertung der systemweiten Effizienz 238
4.2Echtzeitfähige Effizienzbewertung mit Manufacturing Execution Systemen (MES) 242
5Zusammenfassung und Ausblick 245
Literatur 246
Produktkalkulation im Kontext von Industrie 4.0 248
1Einleitung und Problemstellung 248
2Forschungsmethodik und Vorgehensweise 249
3Auswirkungen auf die Vorkalkulation 249
4Lösungskonzept 251
5Zusammenfassung und Ausblick 254
Literatur 254
Teil V Industrie 4.0: Voraussetzungen, Veränderungen und Akzeptanz 255
Voraussetzungen für den Einsatz von MES schaffen – Erfahrungsbericht aus Sicht einer Fertigung 256
1Problemstellung 256
2MES als Industrie 4.0-Basistechnologie für die Fertigung 260
3Voraussetzungen für den Einsatz eines MES 261
3.1Horizontale und vertikale Vernetzung der Fertigung 261
3.2Datenqualität 263
3.2.1 Werkzeugdatenbank 264
Werkzeugmontagegrafiken 265
3D-Simulationsgrafiken 266
3.2.2 ERP-Stammdaten 267
3.3Mitarbeiter in einer Industrie 4.0-Umgebung 267
4Fazit 269
Literatur 270
Industrie 4.0 durch strategische Organisationsgestaltung managen 271
1Einleitung 271
2Management als Querschnittsaufgabe 272
3Industrie 4.0 273
3.1Hintergrund und Konzepte von Industrie 4.0 273
3.2Konsequenzen und Herausforderungen von Industrie 4.0 274
4Strategische Organisationsgestaltung als Perspektive für das Management 276
4.1Modelle mit Fokus horizontale Integration 277
4.2Modelle mit Fokus vertikale Integration 278
5Geschäftsmodellinnovation und horizontale Integration 279
5.1Kernaussagen 279
5.2Illustration 280
5.3Entwicklung und Umsetzung 282
5.3.1 Phase 1: Geschäftsmodellanalyse 282
5.3.2 Phase 2: Geschäftsmodellgestaltung 282
5.3.3 Phase 3: Geschäftsmodellumsetzung 283
64-Ebenen-Modell und vertikale Integration 283
6.1Kernaussagen 283
6.2Illustration 285
7Schlussbetrachtung 287
Literatur 288
Akzeptanzanalyse in der Industrie 4.0-Fabrik 290
1Einleitung 290
1.1Problemdefinition 291
1.2Untersuchungsgegenstand 292
2Wandlungsprozess, Akzeptanzmodelle und Innovationen 293
2.1Begriffe und Konzepte 293
2.2Umgang mit dem Wandlungsprozess 294
2.3Der Akzeptanzprozess 296
2.4Innovationen und Akzeptanzmodelle 297
2.5Auswirkungen auf die Industrie 4.0-Fabrik 298
3Entwicklung eines methodischen Ansatzes 300
4Schlussfolgerungen und nächste Schritte 303
Literatur 304
Unternehmerische Herausforderungen bei Industrie 4.0-Projekten – Einsichten aus zwei Prozessstudien 307
1Einleitung 307
2Literaturabgrenzung 309
3Datenbasis und Grundstrukturen der Prozesse 311
3.1Datenbasis 311
3.2Grundstrukturen der Prozesse 311
4Unternehmerische Herausforderungen bei Industrie 4.0 Projekten 313
4.1Herausforderungen bei der Beschaffung 313
4.2Herausforderungen bei der betriebswirtschaftlichen Gestaltung des Produktionsprozesses bei Industrie 4.0-Projekten 314
4.3Herausforderungen für den Vertrieb von Industrie 4.0-Produkten 315
4.4Herausforderungen für die Organisation von Industrie 4.0-Projekten 316
5Der Einfluss des Umfelds auf den Erfolg von Industrie 4.0-Projekten 317
6Fazit 318
Literatur 319