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Predictive Maintenance hat sich in der Instandhaltung als Begriff etabliert. Produzierende Unternehmen versuchen durch vorausschauende Instandhaltungsaktivitäten, die bedarfsgerechte Verfügbarkeit ihrer Maschinen und Anlagen bei möglichst geringen Kosten sicherzustellen. Die Instandhaltung soll damit noch effektiver und effizienter werden.
Dieser Artikel zeigt, wie mit Hilfe des Ansatzes des "Smart Service Engineering" vom Center Smart Services ein Predicitive Maintenace Service bei Heidelberger Druckmaschinen in Zusammenarbeit mit der KATANA Plattform von USA Software entworfen und ausgerollt wurde. Auf Basis der gewonnen Erkenntnisse wurden zudem weitere Services aufgebaut, die über den Use Case Predictive Maintenance sogar noch hinaus gehen.
Viele Unternehmen im industriellen Service können keine zuverlässige Aussage darüber treffen, wie gut ihr Leistungserbringungsprozess tatsächlich ist und wie mögliche Verbesserungen zur effizienten Befriedigung der Kundenbedürfnisse aussehen können. Zum einen fehlen hierzu oft geeignete Kennzahlen, die eine Messung der Service-Performance ermöglichen. Zum anderen ist meist nicht bekannt, welche Stellhebel zu betätigen sind, um die Performance gemäß den gesteckten Zielen zu steigern. In diesem fünften Teil der Beitragsreihe zum Aachener Lean-Services-Zyklus wird beschrieben, wie Kennzahlen zur Performance-Messung zur Erreichung des Ziels "Perfektion anstreben" beitragen.
The FIR at the RWTH Aachen University continuously develops the concept and the principles of RoM further. It is already noticeable that the gap between companies that began preparing their maintenance departments for Industrie 4.0 years ago and those that are still struggling with the mere foundations of a professional maintenance organisation is rapidly increasing.
The first driver of the development sparked by Industrie 4.0 is the collection of and work with condition data. It is used to create a digital shadow of a service, e.g. maintenance measures in a specific
context. In the future, critical machine functions will be monitored continuously within production processes.
Based on these observations, the likelihood of machine failures can be predicted, which makes it possible to prioritize data-based maintenance measures. This means that maintenance activities, i.e. production plans, are based on prognoses regarding machine failures. By doing so, the currently existing separation between inspection, maintenance and reactive measures can be overcome, resulting in a holistic approach to maintenance. Maintenance specialists receive support from assistance systems, which give them access to all relevant information (e.g. machine history, spare part availability, proposals for measures, etc.). As a result, they can take on routine tasks in different areas as well and contribute to the increased flexibility of the production process. Although data is becoming an increasingly important driver of successful maintenance strategies,
maintenance employees continue to be central to specific tasks, machines and systems. In the future, it can be expected that they choose to become experts in a certain field and, ideally, actively share their knowledge with others within an open maintenance culture. Systems for interdisciplinary collaboration will be made part of everyday practice.
The maintenance department will be a center and distributor of knowledge in the agile company of the future.Only through the interaction of the outlined success principles, which amount to a paradigm shift within the maintenance department, the potential
benefit of maintenance as defined by RoM can be fully exploited, creating a long-term competitive advantage for those who consistently follow the path towards Industrie 4.0 in maintenance.
Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz und den Wandel in der Energieversorgung ergeben sich immer neue Herausforderungen. Aufgrund der zunehmenden Einspeisung durch fluktuierende Erneuerbare-Energie-Erzeugungsanlagen ist der Ausbau von Energienetzen in Kopplung mit einer sicheren, schnell verfügbaren, energieeffizienten und wirtschaftlichen Informations- und Kommunikationstechnologie unabdingbar. Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚eSafeNet‘ werden verschiedene Funk- und Kabelübertragungstechnologien auf ihr Potenzial für das Internet der Energie untersucht. Des Weiteren wird eine
Dienstleistungsplattform für Smart Services entwickelt. Ein interaktiver Demonstrator wird kreiert, der die Lösungsansätze für eine sichere Informations- und Kommunikations- sowie Energieinfrastruktur erlebbar darstellen soll. Das Vorhaben 03ET7549A der Forschungsvereinigung FIR e. V. an der RWTH Aachen wird über den PTJ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
1. Die heutige Rolle der Instandhaltung
Die Bedeutung der Instandhaltung für produzierende Unternehmen in Hochlohnländern, wie Deutschland, wird seit mindestens 20 Jahren sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis regelmäßig hervorgehoben. In der industriellen Praxis wird der Instandhaltung heute dennoch immer nicht der angemessene Stellenwert beigemessen. In der Praxis werden Instandhaltungsfunktionen in Unternehmen meist nur als Kostenstelle betrachtet. Vernachlässigt werden hierbei die vielfältigen Wechselwirkungen und Potentiale einer erfolgreichen Instandhaltung. Die (positiven) Wechselwirkungen sind in den meisten produzierenden Betrieben zumindest implizit bekannt, werden aber dennoch in der operativen Praxis häufig nicht bei Entscheidungen berücksichtigt. Oft noch leicht abzuschätzen sind die Auswirkungen der Instandhaltung auf die Betriebs- oder Produktionskosten. In den allermeisten Fällen wird dabei zugunsten der Produktion und der Erfüllung von Kundenaufträgen entschieden, sodass langfristige negative Effekte durch die Instandhaltung aufgefangen werden müssen. Ein weiteres Potential der Instandhaltung liegt in der Verlängerung der Nutzungsdauer von technischen Assets, insbesondere wenn statt reaktiven zustandsorientierte bzw. prädiktive Instandhaltungsstrategien zur Anwendung kommen. Die Instandhaltung spart so einerseits Kosten für teure Neuanschaffung ein und verlängert andererseits die Zeit, in der die bestehenden (teils abgeschriebenen) Assets wirtschaftlichen Ertrag generieren. Zusätzlich besteht ein Potential in der Rückführung von Erfahrungswissen oder Informationen aus dem Betrieb von Maschinen sowie ihrer Wartungshistorie in die Entwicklung und Herstellung der selbigen. Letzteres sowie auch prädiktive Instandhaltungsstrategien scheitern in vielen Betrieben allerdings schon alleine aufgrund einer nicht vorhandenen aber notwendigen Datenbasis, da bestehende IT-Systeme (z. B. IPS, ERP, SMS) oft nur unzureichend an existierende technische Assets gekoppelt sind.
2. Der Einfluss von Industrie 4.0 auf die Instandhaltung
Zukünftig wird die Debatte und damit die Wahrnehmung der Instandhaltung in produzierenden Betrieben im Rahmen von Industrie 4.0 frischen Wind erhalten. Aus Sicht der Instandhaltung ist dies die Chance, den eigenen Stellenwert im Unternehmen noch einmal auf den Prüfstand zu stellen. Der durch die fortschreitende Vernetzung von Objekten, Maschinen und Menschen initiierte Wandel schafft die Grundlage für die Entwicklung der notwendigen Datenbasis für die Instandhaltung. Neben den oben genannten Potentialen hat diese Datenbasis mit der bei Industrie 4.0 einhergehenden Analysefähigkeit insbesondere positive Auswirkungen auf die organisationalen Anpassungsprozesse von produzierenden Unternehmen. Die hierunter fallenden Lern- und Verbesserungsprozesse im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses gewinnen deutlich an Geschwindigkeit, da Latenzzeiten vom Eintritt eines Ereignisses, über die Analyse- und Entscheidungsphase bis hin zur Initiierung und (automatisierten) Umsetzung von Maßnahmen erheblich verkürzt werden. Dies wiederum begünstigt die Innovationsgeschwindigkeit, d. h. die erfolgreiche Entwicklung und Einführung neuer Produkte, Dienstleistungen und Lösungen. Sowohl die erheblich verkürzten Lern- als auch Innovationsprozesse sind Kernelemente eines agilen Unternehmens. Für die Instandhaltung bedeutet dies, dass die dazugehörigen Instandhaltungsstrategien ebenso schnell angepasst werden müssen, damit die verbundenen Einsparungspotentiale bei direkten und indirekten Instandhaltungskosten realisiert werden können. Die Integration geeigneter IT-Systeme unterstützt das Heben dieser Potentiale maßgeblich, indem die dazu notwendigen Daten der veränderten Asset-Nutzung bereitgestellt und aufbereitet werden.
3. Das Konzept des Return on Maintenance
Allgemein wird die zentrale Rolle der Instandhaltung im agilen produzierenden Unternehmen der Zukunft schnell deutlich. Die Instandhaltung, konsequent zu Ende gedacht, ist ein zentraler Treiber für den Unternehmenswert und wird damit für viele produzierende Unternehmen zum strategischen Erfolgsfaktor. Da für die meisten Unternehmen ein umfangreicher Mitarbeiter- und Ressourcenaufbau nicht in Frage kommt, stehen diese Unternehmen vor der Herausforderung, den Wertbeitrag vorhandener Mitarbeiter und Ressourcen zu maximieren. Dies führt zum Konzept Return on Maintenance (RoM). Der Wertbeitrag der Instandhaltung geht dabei über die reine Bereitstellung von Verfügbarkeit zu möglichst geringen Kosten deutlich hinaus. Zielgrößen wie Ausschussrate, Energieeffizienz, Materialeffizienz aber auch die Minimierung von Rüstzeiten zeigen die vielfältigen Zielgrößen der Instandhaltung auf. Mit der Erkenntnis, welchen Beitrag die Instandhaltung tatsächlich leistet oder potentiell leisten kann, müssen Business Cases, Investitionsrechnungen, Instandhaltungsstrategien, etc. neu bewertet werden. Die eingeläutete Abkehr von einer rein auf direkten Kosten basierten Bewertung hin zu einer Wertbeitrag-orientierten Betrachtung führt in der Instandhaltung zu einem Paradigmenwechsel hinsichtlich der handlungsleitenden Prinzipien.
4. Die vier Erfolgsprinzipien des RoM
Die erfolgreiche Umsetzung des Konzepts des RoM basiert dabei im Wesentlichen auf vier aufeinander aufbauenden Prinzipien.
Zum einen muss, wie oben beschrieben, eine für die Instandhaltung geeignete Datenbasis geschaffen werden, auf der alle anknüpfenden Instandhaltungsmaßnahmen – seien es Reaktive, Präventive oder Prädikative – aufsetzen können. Die hierzu benötigte hinreichend genaue digitale Abbildung der realweltlichen Prozesse und Anlagen (digitaler Schatten) ist dabei auf die Integration und Weiterentwicklung bestehender IT-Systeme (z. B. IPS, ERP, SMS) angewiesen.
Zum zweiten verlangen verkürzte Produktinnovationszyklen und hochfrequente Anpassungsprozesse in der Produktion ebenso kürze adaptive Zyklen in der Instandhaltung, die neuartige Systeme wie z. B. Augmented Reality aktiv miteinbinden. Aufgrund der Vielfalt an technologischen Weiterentwicklungsmöglichkeiten bringt eine Fokussierung auf wenige entscheidende Kernfunktionalitäten mit einkalkulierten iterativen und kurzzyklischen Anpassungsprozessen im Sinne des Minimum Viable Services (MVS) Ansatzes einen langfristigen Vorteil für die Instandhaltung mit sich.
Hierzu ist die Verfügbarkeit von Standards bei der Anbindung von Maschinen, Objekten und Menschen an IT-Systeme ein dritter entscheidender Faktor. Die Nutzung bestehender Standards in der Instandhaltung erspart die zeit- und kostenintensive Entwicklung eigener Lösungen, wodurch die zuvor geschilderten schneller werdenden Wandlungs- und Umsetzungsprozesse im Sinne von MVS erst realisiert werden können.
Zuletzt kommt es darauf an, dass die vermehrt faktenbasierten Entscheidungen im Rahmen der auf Standards aufbauenden iterativen Innovationszyklen auch von beteiligten Mitarbeitern in der Instandhaltung aber auch der Produktion akzeptiert und gelebt werden. Dieser unternehmenskulturelle Aspekt, der auch angepasste Lern- und Weiterbildungskonzepte berücksichtigen muss, bildet einen umspannenden Rahmen des Paradigmenwechsels durch das Konzept des RoM.
Bei der Erbringung von After-Sales-Dienstleistungen stoßen kleine und mittlere Unternehmen (KMU) oftmals an Kapazitätsgrenzen ihrer Ressourcen (Material und Personal). Um die Ressourcenengpässe zu überwinden, zielt das Forschungsprojekt 'ScaleUp' darauf ab, KMU einen Leitfaden zur Identifikation geeigneter digitaler Technologien und zur Steigerung ihrer Prozesseffizienz für After-Sales-Dienstleistungen bereitzustellen. Der Leitfaden soll in Form eines Digitalisierungsnavigators implementiert werden und relevante Technologien in Bezug auf ihren Mehrwert beim Leistungserbringungsprozess bewertbar machen. Zu diesem Zweck wurde nach Recherche geeigneter digitaler Technologien das Scoring-Modell als wissenschaftliche Bewertungsmethodik ausgewählt. Es ermöglicht, die verschiedenen Technologien in Bezug auf ihre unternehmensspezifische Eignung zu vergleichen und die am besten
passende Technologie zu identifizieren.
Das Forschungsprojekt "ScaleUp" zielt darauf ab, kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) einen Digitalisierungsnavigator zur Verfügung zu stellen, der es ihnen ermöglichen wird, digitale Technologien strukturiert zu identifizieren, zu bewerten und zu implementieren.
Nach Validierung der Kernfunktionen für den After-Sales-Dienstleistungsprozess mithilfe des Referenzmodells nach Kallenberg wurden Informationsflüsse entlang der Serviceprozesskette identifiziert und Schwachstellen aufgedeckt. Diese wurden durch ermittelte unternehmensspezifische Ressourcenverbräuche klassifiziert.
Die Instandhaltung, konsequent zu Ende gedacht, ist ein zentraler Treiber für den Unternehmenswert und wird damit für viele produzierende Unternehmen zum strategischen Erfolgsfaktor. Da für die meisten Unternehmen ein umfangreicher Mitarbeiter- und Ressourcenaufbau nicht in Frage kommt, stehen diese Unternehmen vor der Herausforderung, den Wertbeitrag vorhandener Mitarbeiter und Ressourcen zu maximieren. Dies führt zum Konzept Return on Maintenance (RoM). Der Wertbeitrag der Instandhaltung geht dabei über die reine Herstellung von Verfügbarkeit zu möglichst geringen Kosten weit hinaus. Zielgrößen wie Ausschussrate, Energieeffizienz, Materialeffizienz aber auch die Minimierung von Rüstzeiten zeigen die vielfältigen Zielgrößen der Instandhaltung auf.
Die Disposition von Instandhaltungsaufträgen in Offshore Windparks unterliegt einigen organisatorischen Einflüssen, die die Durchführung der Disposition komplex gestalten. Darüber hinaus spielen zeitgleich kurzfristige Einflüsse (z.B. Wetterbedingungen) in den Prozess ein. Das Forschungsprojekt DispoOffshore analysiert die Rahmenbedingungen des Dispositionsprozesses. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen dabei, die Disposition in bestehenden Parks zu optimieren und in neuen Parks zu konzeptionieren. Somit wird die Brücke zwischen einem modernen Windpark der Zukunft unter den Gesichtspunkten von Industrie 4.0 gebildet.
Return on Maintenance
(2017)
Die Instandhaltung, konsequent zu Ende gedacht, ist ein zentraler Treiber für den Unternehmenswert und damit für viele produzierende Unternehmen ein strategischer Erfolgsfaktor. Da für die meisten Unternehmen ein umfangreicher Mitarbeiter- und Ressourcenaufbau nicht in Frage kommt, stehen diese Unternehmen vor der Herausforderung, den Wertbeitrag vorhandener Mitarbeiter und Ressourcen zu maximieren. Dies führt zum Konzept Return on Maintenance (RoM). Der Wertbeitrag der Instandhaltung geht dabei über die reine Herstellung von Verfügbarkeit zu möglichst geringen Kosten weit hinaus. Zielgrößen wie Ausschussrate, Energieeffizienz, Materialeffizienz aber auch die Minimierung von Rüstzeiten zeigen die vielfältigen Zielgrößen der Instandhaltung auf.