"Digitale Transformation" - Wohin geht die Reise? - Fricktal
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«Digitale Transformation»
Wohin geht die Reise?
Fachhochschule Nordwestschweiz
Hochschule für Technik
Dipl.-Ing. Markus C. Krack
Klosterzelgstrasse 2
CH - 5210 Windisch Fricktal Regio Planungsverband
markus.krack@fhnw.ch Mittwoch, 15. Januar 2020
Klaus Schwab am WEF 2016 zum Thema Digitalisierung Da kommt ein Tsunami auf uns zu! Wirtschaftswoche Quelle: https://www.wiwo.de/erfolg/beruf/studie-digitalisierung-und-arbeitsplaetze-welche-jobs-betroffen-sind/12724850-2.html www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 2
NZZ 13. Januar 2020 www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 3
Was ist Digital?
Digital1 = (Lateinisch) Finger
= (Technik) in Ziffern dargestellt
in Ziffern dargestellte Informationen
[1] Duden 03-2017
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Woher kommen die Grundlagen? Gottfried Wilhelm Leibniz George Boole 1679 um 1850 Erfindung des binären Zahlensystems Erfindung der boolschen Algebra www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 5
Woher kommen die Grundlagen?
Dezimal Binär
Leibniz → 5 I0I
Digitaltechnik
a
Bool → & x
b
x = aÙb
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Digitaltechnik im Alltag
Commodore SR36 von 1974 IBM Personal Computer, Baujahr 1981
Bildquelle Wikipedia 2017
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 7
Die Grundidee hinter der Digitalisierung
Befehls- und Entscheidungsebene
Rückmeldung
Rückmeldung
Rückmeldung
Meldung
Meldung
Meldung
Warenfluss Warenfluss
System A System B System C
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Die Grundidee hinter der Digitalisierung
Bewilligender Bewilligender
Bearbeitende Stellen Bearbeitende Stellen
Antragsteller Empfänger
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 9
Die Grundidee hinter der Digitalisierung
Antragsteller Empfänger
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 10Elemente der Digitalisierung
Internet Cyber
of Physical Robotic
Things Systems
Künstliche
Big Data ...
Intelligenz
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 11Jahre
10
20
30
40
50
0
1969 SPS
1971 E-Mail
1975 RFID
www.fitt.ch - Markus C. Krack
1981 Personal Computer
1983 Mobile Telefonie
1989 Internet für „Alle“
Meilensteine der Kommunikationstechnik
1993 NATEL D
1995 GPS
2003 Skype
2005 Facebook
2006 Twitter
2009 WhatsApp
14.01.2020
12
1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2012 2016 2020Entwicklung des Internets Web 1.0 1995 Internet als Geschäftsstruktur (Bsp.: E-Commerce) Web 2.0 2005 Internet als Social Media → Wenn Nutzen Werte schafft Web 3.0 2015 Internet der Dinge → Wenn Sensoren Werte schaffen Bildquelle: https://magazin.swisscom.ch/digitalisierung-im-alltag/der-tag-an-dem-das-internet-kam/ www.blick.ch (Januar 2019) www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 13
Das Internet der Dinge IoT
Gerät
http physische
Interaktion
virtuell
Internet
real
User
http virtuelle
Interaktion
Smart Phone
Tablet
Laptop
Computer
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 14Das Internet der Dinge IoT
Bearbeitungsmaschine
Internet
NFC
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 15Das Internet der Dinge IoT – LoRaWAN
WLAN
50m -100m
Mobile Netze
2G – 5G
[Bandbreite]
5km – 20km
NFC (Near Field Communicaton)
Bluetooth 20 cm
10m – 100m
LoRaWAN 2km – 40 km
[Reichweite]
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 16Das Internet der Dinge IoT – LoRaWAN
10 Gbit/s
2030
Geschwindigkeit der Mobilnetze
3500
3000
2500
[MBit/s]
2000
1500
1000
500
0
2002 2005 2008 2011 2014 2017 2020
[Jahr]
53.6 kBit/s 256 kBit/s 384 kBit/s 42 MBit/s 150 MBit/s 1 GBit/s 3 GBit/s
2G 2G+ 3G 3G+ 4G 4G+ 5G
2002 2005 2007 2009 2013 2017 2020
Quelle: Swisscom (Februar 2019)
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 17Internet der Dinge IoT – 5G
Landessender Beromünster 5G Antenne
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 18Das Internet der Dinge IoT – LoRaWAN
Lo Long
Ra Range
WAN Wide Area Network
15 km (Vororte)
Endnodes Gateway Netzwerkserver Applicationserver
Frequenzen
Stromverbrauch
Europa 433 MHz (ISM-Band Region 1)
Endgeräte ca. 10 mA
868 MHz (SRD-Band Europa)
Ruhemodus 100 nA
USA 915 MHz (ISM-Band Region 2)
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 19Das Internet der Dinge IoT
Abdeckung LPN Swisscom
LPN = Low Power Network
Quelle: http://lpn.swisscom.ch/d/unsere-abdeckung// 09-2018
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 20Cyber Physische Systeme CPS
Cyber Space
Physisches System
Bildquelle https://www.mm-logistik.vogel.de/blg-entwickelt-smarte-behaelter-fuer-die-automobilindustrie-a-561960/ November 2019
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 21Cyber Physische Systeme CPS
Daten Dienste Mensch
multimodale
digitale Netze Mensch-Maschine-
• verbinden die Systeme Schnittstellen
eingebettete Systeme: Sensoren
• Produktionsprozesse erfassen von physikalische Daten
• Logistikprozesse
• Engineeringprozesse
• Koordinationsprozesse
• Managementprozesse Aktoren
• Internetdienste wirken auf physikalische Vorgänge
Cyber Physical Systems CPS
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 22Cyber Physische Systeme in der Praxis
Produkt-
spezifikation
Tiefkühlkost
manuelle „Spinat“
Vorgabe
Klima-
gerät Ist-Temperatur
Soll-
Temperatur Temperatur-
Regler Stelleinrichtung
sensor
Regelgrösse
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 23Cyber Physische Systeme in der Praxis
Produkt- CPS
spezifikation
RFID
Sensor / Aktor Tiefkühlkost
„Spinat“
UHF
Klima-
gerät Ist-Temperatur
Soll-
Temperatur
Regler Stelleinrichtung Transceiver
Regelgrösse
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 24Big Data – Data Mining
CPS
RFID
Sensor / Aktor Tiefkühlkost
„Spinat“
Person Produkt
Daten
Auswertung
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 25Wie soll man vorgehen?
digitale Prozesse
4. Technologie I0II0I
3. Standards Code Interface Standard Format ...
Prozess A Prozess AA
2. Prozesse
Ist Soll
1. Geschäftsmodell Fundament
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 26Wann nützt die Digitalisierung?
hoch
[Kunden Nutzen]
Idealzustand
einseitiger Nutzen
kein Nutzen
nieder
[interner Nutzen]
hoch
nieder
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 27Prozessoptimierung – Die Basis der Digitalisierung
Beispiel: Plangenehmigungsverfahren ArG Kanton Aargau
Ablauf
Schritt 1: Input
Die vollständigen Planunterlagen (inklusive des Planunterlagen
Beschreibungsformulars für Bauten) sind bei der Gemeinde in
zweifacher Ausführung einzureichen.
Die Gemeinde leitet die Unterlagen an die Abteilung für Baubewilligung
beim Kanton oder direkt an die IGA zur Plangenehmigung weiter.
Schritt 2:
Plangenehmigung.
Schritt 3:
Nach Vollendung des Projekts meldet der Gesuchsteller die
Output
Fertigstellung. Wurde das Projekt gemäss der Verfügung umgesetzt,
Plangenehmigung
wird eine Betriebsbewilligung erteilt.
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 28Prozessoptimierung – Die Basis der Digitalisierung
AWA Erfassung,
Bewilligung
IGA Überprüfung
Erfassung,
Abt.
Weiter-
Baubewilligung leitung
Weiter-
Gemeinde leitung
Zusammen-
Antragsteller stellung
Unterlagen
Formulare Formulare EDV EDV
Tool 2-fach System
Formular X
2-fach Unterlagen
Zeit 4h 0.5h 0.5h 2h 0.2h
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 29Prozessoptimierung – Die Basis der Digitalisierung
Prozessanalyse mit dem Process
Mining Tool
• Kästchen = Prozessschritt
• Punkt = Verfahren
• Engpässe werden ersichtlich
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 30Linearität
Prozessoptimierung
Loops
Parallelprozesse
Innvolvierte
Stellen
Dauer
Entscheidungsstelle
Interdisziplinäres Team • Zeit
• Kosten
• Qualität
• Komplexität
Toolunterstützung
Beurteilung des Ist-Prozesses
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 31Aktueller Stand Digitaler staatlicher Service
Schlüsselelement „Digitale Identität“
Bildquelle www.srf.ch 2017
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 32Gefahren bei der Umsetzung - Insellösungen
Lösung A
Lösung B
Lösung C
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 33Gefahren bei der Umsetzung - Medienbrüche
Daten
Daten
Daten
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 34Gefahren bei der Umsetzung - Barrieren www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 35
Angst vor Arbeitsplatzverlust – ein Phänomen der Digitalisierung!? 2016 20minuten 1832 Fabrikbrand in Uster www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 36
Rolle des Menschen in der digitalen Arbeitswelt
Erweiterte (virtuelle)
Mensch Sicht auf die reale Fabrik
• entscheiden
• verantworten
Bediener Gestalter • planen
• entwickeln
Benötigt stetige
Weiterbildung und
Erweiterung des
Fachwissens
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 37Neue Technologien – Neue Risiken!
2013 wurde mit Cyber-Kriminalität
mehr Umsatz als mit Drogenhandel gemacht!
[Bildquelle http://thehackernews.com]
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 38Nutzen Sie die Möglichkeiten der Digitalisierung!
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Fachhochschule Nordwestschweiz
Hochschule für Technik
Leiter Technologietransfer FITT
Markus C. Krack
Klosterzelgstrasse 2
CH 5210 Windisch
+41 56 202 78 79
markus.krack@fhnw.ch
www.fitt.ch - Markus C. Krack 14.01.2020 39Sie können auch lesen
