Kapitel 2 - Innovationsmanagement

Industrie 1.0: Industrielle Revolution durch Einführung mechanischer Produktionsanlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft

Industrie 2.0: Industrielle Revolution durch Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie

Industrie 3.0: Industrielle Revolution durch Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion

Industrie 4.0: Industrielle Revolution auf Basis von Cyber-Physical Systems

1. Lerneffekte

2. Beschaffung

3. Absatz

4. Führung

5. Technischer Fortschritt

6. Veränderung des Produktes

7. Statischer Skaleneffekt

• Die Effizienz einer Tätigkeit steigt durch häufige Wiederholungen, indem die Tätigkeit schneller und mit weniger Fehlern ausgeführt werden kann.

• Bessere Gestaltung der Arbeitsabläufe und

weitergehende Spezialisierung sowohl in der

Produktion als auch in Forschung und Entwicklung

• Verbesserter Materialeinsatz

• Billigere Beschaffung durch verbesserte

Markttransparenz und Beziehungen zum Hersteller

• Bessere Kundenkontakte, bessere Absatzkanäle ...

• Effizientere Verkaufsförderung und Werbung

• Verbesserte Führung und Organisation, insbesondere der Operationsprozesse

• Verbesserung im Informations und Kontrollsystem

• Effizienzsteigerung durch fortschreitende qualitative Verfahrenstechniken/Produktqualität (Wertanalyse, Standardisierung, Kanban etc.)

• Effizienzsteigerung durch Automatisierung und

Rationalisierung

durch eine Reduzierung der Zahl der Bauteile, die Vereinfachung der Montage oder

durch Einsatz eines günstigeren Werkstoffes bei der

Herstellung eines Produktes.

Fixkostendegression, Betriebsgrößendegression

(Skaleneffekte, Verbundeffekte) und von der

Ausstoßmenge abhängige Übergänge zu

kostengünstigeren Produktionstechnologien (zum

Beispiel von Werkstatt zu Fließfertigung).

Aufnahme neuartiger Produkte als Ergebnis eigener oder fremder Forschung und Entwicklung in das

Absatzprogramm.

• Invention (Erfindung)

• Innovation (erfolgreiche Markteinführung)

—> Produktdiversifikation (Ausweitung des Leistungsprogramms auf neue Produkte und neue Märkte)

—> Produktdifferenzierung (oft zur Ausdehnung der Wachstumsphase im

In welche Technologien soll investiert werden?

Soll eine Vorreiterposition bezüglich der technologischen Leistungsfähigkeit angestrebt werden?

Wie soll das notwendige technologische Wissen geschaffen bzw . woher soll es bezogen werden?

Zu welchem Zeitpunkt soll in ein neues Technologiefeld eingestiegen werden?

Auf welche Art und Weise kann die neue Technologie verwendet werden?

• neue Produktionsverfahren

• Gegebenes Produkt billiger mit neuem Produktionsprozess herstellen. Dies betrifft viele Industriebereiche (z.B. Produktion von Stahl, Düngemittel).

Zielsetzung: "Produktion eines Produktes (mit definierten und möglichst guten Eigenschaften) aus möglichst billigem Einsatzstoff mit möglichst billigem Verfahren".

(bestimmte Produkte immer unverändert angeboten, kein Lebenszyklus keine Produktinnovation z. B. Schwefelsäure, daher Prozessinno).

• Innovationspotenzial wird begrenzt durch

Substitutionsbeziehung zwischen Verfahren und

Rohstoffen in Abhängigkeit der Preise für die

Einsatzfaktoren

Z.B. Energieeinsatz, Stoffeinsatz, Prozessfphrung, Qualität, Quantität, Produktspektrum

• Differenzierung durch exklusive Produkte /

Zusatznutzen

• Spezialisierung, z.B. Standort, Sortimentsbildung,

Service

• besondere Produktqualität

(Preis-Mengen.Strategie)

• basierend auf der Lernkurve

• Politik der Marktdurchdringungspreise

Produktinnovation = Segmentführerschaft

Prozessinnovation = Kostenführerschaft

Man sollte versuchen entweder Segment-Führerschaft oder Kosten-Führerschaft zu sein und nicht in der Mitte, denn nur an den Enden kann man Gewinne erzielen

Link zu Innovationsmanagement

unterschiedliche Strategien für die beiden Führerschaften, bei Segment wesentlich höhere Kosten in F&E, um Segment anzuführen, --> Produktinnovation

während bei Kosten versuchen Möglichkeiten zu finden möglichst Kostengünstig zu produzieren --> Prozessinnovation

Innovation ist eine Neuerung, die bestehende Marktstrukturen zerstört

Praktisch alle bahnbrechenden Technologiesprünge, wie die Entwicklung von der Schreibmaschine zur Textverarbeitung am Computer wurden von den Branchenführern verpasst.

Es sind immer die kleinen und jungen Unternehmen, die auf eine neue Technologie setzen und damit alte Strukturen im Markt aufbrechen oder ganz zerstören. Sie entwickeln eigene Märkte und schaffen neue Geschäftsmodelle für ihre Branchen.

Das Gegenteil disruptiver Innovation wäre eine Neuerung, die bestehende Strukturen festigt erhaltende Innovation

Unternehmen, die selbst wenig Güter (Assets) besitzen also z.B. Immobilien, Kinos

sondern setzen voll auf Digitalisierung und sind Vermittler von Dienstleistungen

Technisch gesehen entsteht Industrie 4.0 aus sogenannten

Cyber Physischen Systemen (CPS) auf der Basis von eingebetteten Systemen (embedded systems) in einer Kommunikationsinfrastruktur des Internets der Dinge.

Industrie 4.0 ist ein Metabegriff für die Weiterentwicklung der Produktions- und Wertschöpfungssysteme durch die Verknüpfung der realen und der digitalen Welt zur effizienten, dezentral organisierten und flexiblen Produktion von Erzeugnissen oder Durchführung von Dienstleistungen.

CPS!

CPS umfassen eingebettete Systeme, Produktions-, Logistik -, Engineering -, Koordinations und Managementprozesse sowie

Internetdienste, die mittels Sensoren unmittelbar physikalische Daten erfassen und mittels Aktoren auf physikalische Vorgänge

einwirken, mittels digitaler Netze untereinander verbunden sind, weltweit verfügbare Daten und Dienste nutzen und über

multimodale Mensch Maschine Schnittstellen verfügen.

CPS […] sind Objekte, Geräte, Gebäude, Verkehrsmittel, aber auch Produktionsanlagen, Logistikkomponenten etc., die

eingebettete Systeme enthalten, die kommunikationsfähig gemacht werden. Diese Systeme können über das Internet

kommunizieren und Internetdienste nutzen. Cyber physische Systeme können ihre Umwelt unmittelbar mit ihrer entsprechenden Sensorik erfassen, sie mit Hilfe weltweit verfügbarer Daten und Dienste auswerten, speichern und sie können mit Hilfe von Aktoren auf die physikalische Welt einwirken.

• Verknüpfung von technischen mit kaufmännischen Geschäftsprozessen über Unternehmensgrenzen hinweg unter Einbeziehung der Informations-, Kommunikations-, Steuerungs- und Managementsysteme (vertikale Integration)

• Vernetzung von Ressourcen entlang der Wertschöpfungskette über eine maschinelle Kommunikation zwischen Lieferanten, Unternehmen und Kunden (horizontale Integration).

• Effizientere Produktion durch erhöhte Produktivität und gezielten Ressourceneinsatz

• Höhere Variantenvielfalt, da die Produktion von Einzelstücken und Kleinstmengen rentabler wird.

• Stärkere Kundenorientierung durch individuellere Produkte.

• Der Mitarbeiter soll vom Bediener zum Problemlöser werden und sich so auf kreative Aufgaben konzentrieren,

• die Expertise, Erfahrungen und Problemlösungskompetenz benötigen:

  • Änderung der Mensch-Maschine-Interaktion zur Unterstützung der Mitarbeiter

  • Assistenzsysteme unterstützen die Mitarbeiter bei ihrer Tätigkeit und können digitale Lerntechnologie in den Arbeitsplatz integrieren.

  • Schwere Arbeit wird automatisiert, sodass auch ältere Arbeitnehmer länger ihrer Tätigkeit nachgehen können (Fokus auf Erfahrung und Problemlösungskompetenz).

• Funktionsbereiche fassen die einzelnen Industrie 4.0 Anwendungen über die Einsatzbereiche im Unternehmen hinweg zusammen.

• Die Funktionsbereiche sind über mehrere Unternehmensbereiche hinweg (z.B. Produktion, Logistik, Instandhaltung) gültig.

• Die Gruppierung wird nach Grundfunktion und Nutzenaspekt vorgenommen.

• Die fünf Funktionsbereiche sind:

  1. Datenerfassung und verarbeitung z.B. Komponenten werden in der Produktion über RFID erfasst

  2. Assistenzsysteme z.B. Datenbrillen (Augmented Reality) in der Kommissionierung

  3. Vernetzung und Integration z.B. automatische Produktion von Make to order Aufträgen

  4. Dezentralisierung und Serviceorientierung z.B. Modularisierung in der Produktion (Werkstattfertigung)

  5. Selbstorganisation und Autonomie z.B. Behälter, die automatisch Teile nachbestellen

Grundlagen:

• Grundlage der Industrie 4.0

• Erhebung und Auswertung von Daten über Prozesse, Qualität, Produkte, Produktionsmittel und Beschäftigte

• IT basierte Datenerfassung von Kunden-, Produkt-, Produktions- und Nutzungsdaten

• Weiterleitung der Daten an spezialisierte/ zentrale Systeme —> Entscheidung durch Mitarbeiter oder anhand von vorab definierten Regeln

• Leitfrage: Welche Daten werden erfasst und verarbeitet?

• Ziel: Prozess und Qualitätsverbesserung

Schlagworte:

• Sensortechnik/RFID/Barcode

• Datenanalyse/ Big Data

• Datensicherheit

Grundlagen

• Umfasst alle Technologien, welche die Beschäftigten bei der Ausführung ihrer Arbeit unterstützen und ihnen ermöglichen, sich auf Kernaufgaben zu konzentrieren

• Insbesondere Technologien zur Informationsbereitstellung wie Visualisierungssysteme, Tablets, Datenbrillen oder

Hilfsgeräte, die motorisch unterstützen —> Datenbrillen ( Augmented Reality) in der Kommissionierung

• Leitfrage: Durch was werden die Beschäftigten bei ihrer Arbeit unterstützt, sodass sie sich auf ihre Kernkompetenz konzentrieren können?

• Ziel: Dem Mitarbeiter einfach, schnell und jederzeit benötigte Informationen zur Verfügung zu stellen.

Schlagworte

• Augmented Reality/ Datenbrillen

• Mensch Maschine Interaktion

• 3 D Druck/ Scan

Grundlagen:

• Die Vernetzung und Integration zwischen Unternehmensbereichen (vertikale Integration) und zwischen Unternehmen im Rahmen von Wertschöpfungsnetzwerken (horizontale Integration) ist ein zentraler Bestandteil der Industrie 4.0

• Zur Vereinfachung der Zusammenarbeit soll die Etablierung des Cloud Computing beitragen

• Leitfrage: Wie muss die Zusammenarbeit unternehmensintern und extern koordiniert werden und welche Daten müssen hierzu ausgetauscht werden?

• Ziel: Verbesserte Koordination und Transparenz zwischen Unternehmensbereichen und Unternehmen sollen die Zusammenarbeit erleichtern.

Schlagworte:

• Internet der Dinge und Cloud Computing

• Flexible Vernetzung von Anlagen, Produkten und Prozessen

Grundlagen:

• Wechsel von zentraler Steuerung zu dezentraler Prozessverantwortung.

• Wechsel von Produktorientierung zu Kunden und Serviceorientierung.

• Aufbau von Leistungseinheiten innerhalb eines Unternehmens zur Modularisierung von Produkten und Prozessen —> bieten Leistung oder Service den Netzwerkpartnern an.

• Leitfrage: Welche Leistungen werden anderen Netzwerkpartnern (intern und extern) angeboten und welche werden selbst benötigt?

• Ziel: Etablierung einer klaren Koordination um Komplexität beherrschbar zu machen, indem die Steuerung nicht ausschließlich an einem zentralen Ort erfolgt.

Schlagworte:

• Everything as a service Xaas

• Wandlungsfähigkeit

• Dezentrale Steuerung

Grundlagen:

• Technologien und Prozesse reagieren selbstständig auf Basis einer vorhergehenden automatischen Datenauswertung.

• Etablierung von Regelkreisen (Selbstkonfiguration, Selbstoptimierung und Selbstorganisation)

• Schaffung von Freiheitsgraden für selbstständige Anlagen (z.B. Behälter die selbstständig nachbestellen)

• Leitfrage: Wie wird gesteuert und welche Schritte werden automatisch geregelt?

• Ziel: Das intelligente Produkt steuert die eigene Herstellung durch Interaktion mit anderen CPS.

Schlagworte:

• Regelkreise

• Prozessüberwachung

• Selbstkonfiguration und Optimierung

Automatisierungsszenario:

• CPS lenken die Fachkräfte

• Entscheidungen werden von der Technik getroffen, die Autonomie der Fachkräfte ist eingeschränkt

• Gefahr einer Kompetenzlücke im Falle eines Störfalls

Spezialisierungsszenario:

• Die Fachkräfte lenken die CPS

• Die Expertise der Fachkräfte wird bei jedem Auftrag benötigt

• Notwendige Informationen zur Beherrschung der Prozesse müssen bereitgestellt werden.

• Technik dient primär der Unterstützung menschlicher Entscheidungen

• Eher prozessorientierte Arbeitsorganisation

• System aus einzelnen Wertschöpfungsprozessen, die über komplexe wechselseitige Beziehungen miteinander verbunden sind.

• Die einzelnen Wertschöpfungsprozesse werden durch autonome Akteure selbstständig durchgeführt.

• Die Akteure des Netzwerks verfolgen gemeinsame Interessen und möchten einen nachhaltigen, ökonomischen Mehrwert schaffen.

• Die einzelnen Stufen des Wertschöpfungsprozesses sollen automatisiert durchlaufen werden.

• Wichtige Aspekte hierfür sind:

• Durchgängige Informationsflüsse

• Verfahren zur Modellierung, Simulation und Optimierung

• Integration von Konzepten und Anwendungen (z.B. SCM und ERP)

• Einbindung von Mitarbeiter als kreativen Akteur (Mensch Maschine Interaktion)

Divergent = möglichst viele Ideen generieren

Konvergent = Ideen selektieren

—> man braucht beides

Business Modell Canvas

Morphologischer Kasten

Dient zur Visualisierung von Geschäftsmodellen und strukturiert diese in 9 Bestandteile.

—> Beschreibt, wie Wert geschaffen, dem Kunden angeboten und letzendlich auch finanziert wird

1. Kundensegmente

2. Wertversprechen

3. Kanäle

1. Kundenbeziehungen

2. Erlösstruktur

3. Kernressourcen

4. Kernaktivitäten

5. Kernpartner

6. Kostenstruktur

Verschiedene Gruppen oder Organisationen, die ein Unternehmen erreichen und bedienen möchte

• Beispiele:

• Massenmarkt: keine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Kundensegmenten

• Nischenmarkt: spezifische, spezialisierte Kundensegmente

• Segmentiert: Marktsegmente mit leicht unterschiedlichen Wünschen und Problemen

• Diversifiziert: zwei nicht miteinander zusammenhängende Kundensegmente mit sehr

• unterschiedlichen Ansprüchen und Problemen

• Multi sided Platforms : zwei oder mehr voneinander abhängende Kundensegmente

Bündel an Produkten und Dienstleistungen, das für ein bestimmtes Kundensegment quantitativ (z. B. über Preis,

Leistungsgeschwindigkeit) oder qualitativ (z. B. über Gestaltung, Kundenerfahrung) Wert schafft

• Beispiele:

• Neuheit

• Arbeit abnehmen

• Konfigurierbarkeit

• Design

• Marke/Status

• Preis

• Kostenreduktion

• Risikominderung

• Verfügbarkeit

Möglichkeit, wie ein Unternehmen seine Kundensegmente erreicht und anspricht, um ein Wertangebot zu vermitteln.

• Kommunikations-, Distributions-, und Verkaufskanäle

• Beispiele:

• Außendienst

• Internethandel

• Eigene Filialen

• Partnerfilialen

• Großhandel

• Arten von Beziehungen, die ein Unternehmen mit bestimmten Kundensegmenten eingeht

• Beispiele:

• Persönliche Unterstützung

• Individuelle persönliche Unterstützung

• Selbstbedienung

• Automatisierte Dienstleistungen

• Communitys

• Mitbeteiligung (Partizipation/Interaktion)

Einkünfte, die ein Unternehmen aus jedem Kundensegment bezieht

• Beispiele:

• Verkauf

• Nutzungsgebühr

• Mitgliedsgebühren

• Verleih/Vermietung/Leasing

• Lizenzen

• Maklergebühren

• Werbung

• Preisgestaltungsmechanismen:

• Festpreise

• Variable Preise

Die wichtigsten Wirtschaftsgüter, die für das Funktionieren eines Geschäftsmodells notwendig sind

•Kategorien:

• Physische

• Intellektuelle

• Menschliche

• Finanzielle

Die wichtigsten Dinge, die ein Unternehmen tun muss, damit sein Geschäftsmodell funktioniert

• Kategorien:

• Produktion

•Problemlösung

• Plattform/Netzwerk

Netzwerk von Lieferanten und Partnern, die zum Gelingen des Geschäftsmodells beitragen

• Motivation:

• Optimierung und Mengenvorteil (economy of scale)

• Minderung von Risiken und Unsicherheiten

• Akquise bestimmter Ressourcen und Aktivitäten

Kosten, die bei der Ausführung eines Geschäftsmodells anfallen

• Kosten sollten bei jedem Geschäftsmodell minimiert werden. Für einige Geschäftsmodelle sind geringe Kosten jedoch

wichtiger als für andere. Es kann daher sinnvoll sein, grob zwischen zwei Kostenstrukturen zu unterscheiden:

• Kostenorientiert: schlanke Kostenstruktur, Niedrigpreisversprechen, maximale Automation, extensives

Outsourcing

• Wertorientiert: Fokus auf die Wertschöpfung, Premium Wertversprechen

Merkmale:

• Fixkosten

• Variable Kosten

• Mengenvorteil (economies of scale)

• Verbundvorteil (economies of scope)

• Weit verbreitet in Praxis und Forschung

• Einfacher, leicht zu erlernender Ansatz

• Einfache Anwendung im Workshop

• Breite Anwendbarkeit

• Einfluss des Kunden auf das Geschäftsmodell wird nicht

betrachtet

• Darstellung komplexer Netzwerke nicht möglich

• Generischer Ansatz, der erst teilweise an bestimmte Voraussetzungen angepasst werden muss

• Technik zur Beschreibung eines beliebigen Systems

• Heuristische Methode, um komplexe Problembereiche vollständig zu erfassen und alle möglichen Lösungen

vorurteilslos zu betrachten

• Zerlegung des Systems in seine Strukturelemente (Parameter, Dimensionen) und deren Ausprägungen (Merkmale)

• Neue Ausprägungen des Systems durch Re-Kombination von Merkmalen

1. Definition der Fragestellung

2. Parameter bestimmen

   Anforderungen für Parameter:

   • Relevante, aber nicht zu viele

   • Anwendbar auf alle Lösungen

   • Möglichst unabhängig voneinander

3. Ausprägungen von Parametern sammeln

4. Varianten bilden

5. Varianten bewerten und auswählen

—> Je nachdem, wie man die Parameter kombiniert, kommen unterschiedliche Schokoladen dabei raus

—> vorurteilslos, weil man erstmal alles miteinander kombiniert und erst im nächsten Schritt beurteilt, wie gut die Kombi ist

• Systematische und ergebnisoffene Ideenfindung

• Intuitiv anwendbar

• Qualität der Ergebnisse abhängig vom vorgegebenen Lösungsraum

• Zeitaufwand