FIR e. V. an der RWTH Aachen
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Institute
Industrie 4.0 schafft die Grundlage zur effizienten Planung und echtzeitfähigen Steuerung der Produktion. ERP-Systeme können dabei eine zentrale Rolle spielen. Hierfür müssen ERP-Systeme folgende Anforderungen erfüllen: Datenvolumen, Analysefähigkeit + Prognoseverfahren, Geschwindigkeit + Latenzzeiten, Sicherheitsanforderungen, Flexibilität + Schnittstellen.
Industrie 4.0 und SCM
(2016)
DispoOffshore: Interaktive und dynamische Aufgaben- und Ressourcensteuerung in Offshore-Windparks
(2017)
DispoOffshore ist ein Tool zur interaktiven und dynamischen Aufgaben- und Ressourcensteuerung in Offshore Windparks. Durch eine optimierte Instandhaltung können die Betriebskosten gesenkt und die Verfügbarkeit erhöht werden. Bei der Aufgaben- und Ressourccendisposition in Offshore Windparks sind komplexe Herausforderungen zu meistern. Das Tool DispoOffshore unterstützt bei der Aufgaben-, Ressourcen- und Personaldisposition. Die Anforderungen wurden systemantisch erfasst und in die Softwareentwicklung überführt. Eine Livevorstellung des entwickelten Tools, welches sich bereits im Einsatz befindet und von den Anwendern ausgiebig gestetet wird, zeigt die Funktionalität und die sich ergebenden Möglichkeiten.
Schnittstelle Produktionsplanung - Entwicklungsrichtungen in einer zusammenwachsenden Systemwelt
(2017)
Normung und Standardisierung bei nationalen Verbundprojekten zwischen Forschung und Industrie
(2017)
Der Vortrag zeigt in Kürze auf, in welchem Kontext Standardisierung und Normungaktivitäten in Verbundprojekten mit der Industrie behandelt werden.
Als Beispiel dient das Projekt FlaixEnergy, in dem eine DIN SPEC zur Beschreibung der Energieflexibilität erarbeitet wird, sowie die aus dem Projekt POLAR entwickelte Energieinformationsarchitektur. Weiterhin wurde auf das ehemalige Forschungsprojekt myOpenFactory eingegangen, da die Inhalte (und Standardisierung) des Projekts insbesondere als ein "Leuchtturmbeispiel" sich als Innovation heute am Markt durchsetzt hat.
Hohe erwartete Potenziale von Industrie 4.0 treffen auf große Unsicherheiten bei der Umsetzung in den Unternehmen. Die durchgängige digitale Aufzeichnung der Produktions- und Instandhaltungsprozesse wird durch günstig verfügbare IT-Infrastruktur jetzt realisierbar. Durch Demonstratoren und Prototypen nähern wir uns schrittweise der Umsetzung von Industrie 4.0 in der Instandhaltung unter dem Schlagwort Smart Maintenance.
In a subproject of the cluster of excellence “Integrative Production Technology for High-Wage Countries” at RWTH Aachen University a configuration logic is under development that enables companies to configure their production system according to the dynamic requirements of the market. As a result of this project, a holistic description model for production systems has been defined. With numerous attributes in the sub-models a detailed characterization of the production system is possible.
The sub-model for the design of the supply chain will be depicted in detail in this paper. Representative for the design of a supply chain, the spare parts logistics of the wind energy industry is analyzed in depth. Designing this supply chain is not only one of the most challenging tasks in logistics. Only a responsive but also cost efficient design of the spare parts supply chain guarantees high productivity, extended life spans of the wind turbines as well as the expected profit for all companies in the supply chain.
Das (volks-)wirtschaftliche Umfeld produzierender Unternehmen wird aktuell mehr denn je durch unvorhersehbare und tiefgreifende Veränderungen geprägt. Die deutsche Industrie muss die Dynamik zukünftig aus eigener Kraft beherrschen. Teilweise nachteilige Standortfaktoren müssen kompensiert werden, um die Produktion in Deutschland langfristig zu sichern. Wandlungs- und Echtzeitfähigkeit in Prozessen und Strukturen stellen die zentralen Enabler zur Beherrschung des Produkt-Produktionssystems dar.
In dem Vortrag sollen die Projektziele für das gemeinsame Forschungsprojekt FlaixEnergy vorgestellt werden. Das Projekt umfasst die Konzeption, Entwicklung und prototypische Implementierung einer Plattform zur Interaktion zwischen zu Clustern zusammengefassten industriellen Energieverbrauchern und virtuellen Kraftwerken, die dezentrale Erzeuger von regenerative Energie zusammenschalten. Kernelement der Plattform ist ein Mechanismus, der die Flexibilität der industriellen Verbraucher bewertet und ihnen damit eine Möglichkeit zur Partizipation am Energiemarkt ermöglicht. Dabei soll grundsätzlich ein Ausgleich auf lokaler Ebene (Verteilnetz) einem Ausgleich auf überregionaler Ebene (Übertragungsnetz) vorgezogen werden. Das Ziel des Projektes ist die prototypische Umsetzung der Plattform in der Modellregion Aachen.
Dies ist ein Vortrag zu der Inforamtionstechnologie "Intelligente Produkte" im Rahmen des Rountatbles von der Fachgruppe Informationstechnologiemanagement:
Intelligente Produkte stellen eine wegweisende Entwicklung dar, die unsere Alltagsgegenstände in leistungsstarke, datengetriebene Innovationen verwandelt. Ein spannendes Beispiel ist die intelligente Kaffeemaschine. Diese Maschine nutzt Daten, um den ultimativen Espresso zu zaubern. Sie demonstriert eindrucksvoll die Möglichkeiten personalisierter Produkte, die durch Daten gesteuert werden.
ZIEL DES VORTRAGS
Kennenlernen der Technologie, Erörterung von Potenzialen in Unternehmen und Angebot von Forschungsaktivitäten.
Der Vortrag behandelt die theoretischen Grundlagen des Dokumentenmanagements. Hierzu wird zunächst die aktuelle Ausgangssituation der Informations- und Applikationsflut durch eine Analogie zur aktuellen Situation der Digitalisierung im Straßenverkehr dargestellt, bevor das Dokumentenmanagement wissenschaftlich beleuchtet wird. Über den Nutzen und die Strukturen von Dokumentenmanagement wird der Zuhörer zu den theoretisch dargestellten Funktionen aktueller Dokumentenmanagementsysteme geleitet, welche Mitarbeiter bei den Aufgaben des Dokumentenmanagements unterstützen.
Der zweite Teil des Vortrags zeigt das 3Phasen-Konzept DMS, welches vom FIR zur individuell optimalen Softwareauswahl als Beratungsprojekt angeboten wird, und stellt hierbei die Methodik sowie detailiert die Phasen der Auswahl vor. Hierbei wird der bewährte und neutrale Charakter dieser Auswahlmehtodik betont, welcher von vielen Beratungsunternehmen nicht gewährleistet werden kann.
Abschließend werden neue Trends und ein Ausblick auf die Zukunft des Dokumentenmanagements präsentiert, wobei der Trend "Simplicity", also die Rückkehr von komplexen Systemen zu Systemen, die nur noch die Grundbedürfnisse erfüllen und damit die Usability steigern, fokussiert wird.
Dieser Vortrag war der erste Teil des Vortragsabends "Wirtschaft digital" der IHK. Im zweiten Teil folgte eine DMS-Live-Demonstration des Partners BCT Deutschland GmbH mit der Lösung "Elemenz", vorgestellt von Romy Farber.
Ziele des Energiemanagements von produzierenden Unternehmen können durch ein IT-gestütztes Energiemanagement erreicht werden. Zukunftsszenarien sagen grundlegende Änderungen im Strommarkt voraus – zusätzliche Herausforderungen an das Energiemanagement prod. Unternehmen entstehen. Zusätzliche Hebel zur Beeinflussung der Energiekosten müssten vom Energiemanagement produzierender Unternehmen berücksichtigt werden. Produzierende Unternehmen sollten sich von Anfang an die richtigen Fragen zur Ausrichtung ihres IT-gestützten Energiemanagements stellen. Produzierende Unternehmen benötigen eine klare Energiemanagementstrategie. Aus den Zielen der Energiemanagementstrategie lassen sich die benötigten Energiemanagementfunktionen ableiten. Aus den Energiemanagementfunktionen lassen sich die Anforderungen an die vorhandene IT-Landschaft ableiten. Vermutlich werden nicht alle Anforderungen erfüllt – es entsteht ein Anpassungsbedarf in der IT-Landschaft. Die nötigen Änderungen in der IT-Landschaft müssen analysiert und in einer IT-Entwicklungsroadmap geplant werden.
Systematization models for taylor-made sensor system applications and sensor data fit in production
(2015)
Industrial digitalization to realize smart factories is driven by an informatory base of high-resolution data provided by sensor systems on the shop-floor level. The challenge of technical availability of fitting measurement solutions nowadays turns in a struggle of finding the optimal solution for a specific task in an ever-growing sensor market. This paper analyzes and specifies necessary models to systematically derive and describe organizational, technical and informatory requirements for sensor system applications increasing the technological fit for faster integration and lower misinvestment rates.
Heute begegnen wir den Herausforderungen einer VUCA-Welt mit Flexibilität und Veränderlichkeit in unseren Produktionssystemen. Seit 2012 gerät die Globalisierung ins Stocken. Das Investitionsvolumen zeigt einen Trend der De-Globalisierung. Ein Umdenken muss insbesondere in Deutschland herbeigeführt werden.
Veröffentlichung im Rahmen des eigenen Dissertationsvorhabens vor internationalem Fachpublikum aus der Forschung
Der 37. KVD-Service-Congress widmet sich der Diskussion, wie effektiver und effizienter Service in der Zukunft gestaltet werden muss. Im Mittelpunkt des Service stehen die Kunden, die Mitarbeiter und das Unternehmen. Und über allem schwebt das Schlagwort Digitalisierung. Was macht sie mit dem Service - heute und morgen?
Eine bedeutende Domäne der digitalen Transformation sind Daten. Wer weiterhin wettbewerbsfähig sein will, muss ihren Wert erkennen und sie für sein Geschäftsmodell nutzbar machen. Das umfasst zum einen das Aggregieren der richtigen Daten sowie zum anderen das Lernen aus und Innovieren durch Daten. Jedoch wird im Service das Potenzial von Daten heute oftmals nicht ausgenutzt. Unternehmen analysieren meist nur Kunden- oder unternehmensbezogene Daten. Sie verwenden dazu individuelle Ad-hoc-Analysen mit einfachen Tools wie Excel. Komplexere Verfahren mit Daten einer heterogenen Struktur und aus unterschiedlichen Quellen werden kaum genutzt, obwohl der gesteigerte Nutzen für den Service daraus nachgewiesen ist.
General classification of mobile communication technologies like 5G for the production and logistic
(2018)
5G as a new technology promises many potentials that come to bear in different use cases according to the technical, promised improvements of loads, bandwidth and network subscribers. The presentation presents a classification of applications for the area of production and logistics in comparison to the technical requirements.
Der Branchenindikator Instandhaltung ist ein vom FIR an der RWTH Aachen und dem Forum Vision Instandhaltung (FVI) geschaffenes Stimmungsbarometer, dass die konjunkturelle Entwicklung der innerbetrieblichen und industriellen Instandhaltung untersucht. Zusätzlich werden in den quartalsweisen Umfragen aktuelle Sonderthemen adressiert.
Im Rahmen dieses Vortrags während des FVI-Treffens in Dortmund wurden die Ergebnisse der Umfrage aus dem 2. Quartal 2018 vorgestellt. Ein besonderer Fokus lag auf der "Mitarbeiterqualifikation in der Instandhaltung". Hier wurde untersucht, ob die neuen Anforderungen durch Industrie 4.0 auch den Weg in die Entwicklungsprogramme der Instandhaltungsorganisation finden. Dabei konnten unterschiedliche Herangehensweisen aufgezeigt werden: Innerbetriebliche Instandhaltungsorganisationen setzen eher auf das vorhandene Domänenwissen, während industrielle Instandhalter zunehmend auch die Felder Datenanalyse/IT für sich entdecken.
Unternehmen und ihre Instandhaltungsorganisationen wissen im Rahmen von Industrie 4.0 oftmals nicht, welche Aktivitäten ihre Instandhaltungsorganisation zielbringend und nachhaltig verbessern. Ein Grund dafür ist, dass oft schon keine klare Kenntnis darüber herrscht, wie die aktuelle Instandhaltungsorganisation über verschiedene Ebenen und Bereiche hinweg aufgestellt ist. Hier setzt der Reifegrad-Instandhaltungs-Check der GreenGate AG bzw. der IH-Check des FIR an der RWTH Aachen an. Beide verwandte Methoden ermöglichen eine schnelle und effektive Bewertung der Reife einer Instandhaltungsorganistion anhand von fünf Reifegradstufen. Gemeinsam mit Partnern werden in Workshops der aktuelle Reifegrad dem gewünschten Soll-Reifegrad gegenübergestellt. Das sich dadurch ergebende Gap wird mittels einer Roadmap adressiert, sodass die betroffenen Unternehmen sich schrittweise und zielgerichtet weiterentwickeln können. Hierfür wurden im Rahmen des gemeinsamen Vortrags nicht nur die Vorgehensweise dargelegt, sondern auch die Notwendigkeit sowie einige Praxisbeispiele demonstriert.
Ziel des Forschungsprojekts MarryIT war es, KMU durch eine methodisch angeleitete Erhebung und Potenzialbewertung ihres IT-OT-Integrationsstandes zu unterstützen. IT-OT-Integration beschreibt die Vernetzung der Shopfloorsysteme (OT-Systeme) mit den Officefloorsystemen (IT-Systemen). Im Rahmen des Forschungsprojekts „MarryIT“ wurde eine WebApp entwickelt, die anhand der Systemlandschaft des Nutzenden und den von ihm zu erzielenden Nutzenpotentialen die aktuelle Umsetzbarkeit sowie Maßnahmen, die zu einer Erfüllung der jeweiligen Anforderungen notwendig sind, evaluiert. Es wurde außerdem ein Leitfaden zur Anwendung der „MarryIT“-Methodik – zur Vernetzung der Systeme auf dem Shopfloor mit den Systemen auf dem Office-Floor – entwickelt.
Digitales Prozessmanagement
(2022)
Die aktuellen Krisen (Pandemie, Krieg) zeigen sehr deutlich, wie empfindlich die globalisierte Wirtschaft auf Störungen der Märkte und Lieferketten bei Rohstoffen, Nahrungsmitteln, Energie usw. reagiert. Der Erfolg heutiger Unternehmen ist aber auch zu einem hohen Grad vom digitalen Umfeld geprägt. Dabei spannt sich der Bogen vom defensiven Ansatz der IT-Security bis zum kooperativen Ansatz eines neuen wertschöpfenden Datenaustausches, bei dem zertifizierte Plattformen volle Datensouveränität gewährleisten.
Der digitale Umbruch stellt Organisationen vor gewaltige Veränderungen: etablierte Marktstrukturen werden durch disruptive Innovationen verändert und die Unternehmen sind mit der Herausforderung konfrontiert, sich an neue Gegebenheiten anzupassen. Eine Bereitschaft zur Veränderung wird zwar gerne kommuniziert, scheitert jedoch oft an internen Widerständen und fehlenden Ressourcen.
Der Begriff der digitalen Resilienz meint die Verbindung der klassischen Unternehmensresilienz mit der IT-Resilienz zu einem umfassenden Konzept der unternehmerischen Widerstandfähigkeit. Dadurch soll die Aufrechterhaltung der alltäglichen Wettbewerbsfähigkeit in einer dynamischen, digitalisierten Umgebung gewährleistet werden.
Digitalisierung findet überall in Unternehmen statt, jede Abteilung beschäftigt sich damit, die eigenen Prozesse effizient zu digitalisieren oder neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Gleichzeitig hat das Jahr 2021 gezeigt: Geht man dabei nicht mit Bedacht vor, steigt die Gefahr von Cyber-Angriffen und Datenschutzverstößen deutlich. Bei dieser Gradwanderung soll ausgerechnet das seit Jahren totgesagte EAM ein Baustein sein, um Unternehmen zu unterstützen? Wir sagen: Ja!
Allerdings muss EAM dafür die Besenkammer der IT verlassen und komplett neu gedacht werden. Viele existierende Methoden und Ansätze sind dabei sinnvoll und wertstiftend aber ohne einen entsprechenden sinnstiftenden Überbau und einer Integration von EAM in die Fachbereiche und Unternehmensprozesse kann EAM in der Praxis nicht gelingen. Nur bei einer Neuausrichtung der IT-Organisation, einer Neudefinition der notwendigen Kompetenzen und Veränderungen des Mindsets in EAM-Funktionen von Unternehmen kann diese echte Mehrwerte für das Gesamtunternehmen schaffen.
In diesem Vortrag skizzieren wir die Sicht des FIR e. V. an der RWTH Aachen darauf, wie man ein pragmatisches EAM gestaltet und wie man dieses in Unternehmensprozesse & -strukturen integriert.
Technologien und Know-how zur klimafreundlichen Energieversorgung „Made in Germany“ sind weltweit gefragt. Immer mehr Regierungen und Unternehmen erkennen: Erneuerbare Energien und Energieträger sowie Energieeffizienz und intelligente Systemlösungen, verringern die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen, leisten einen Beitrag zum Klimaschutz und helfen dabei, Kosten zu senken und damit die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.
Mit dem Ziel, deutsche Technologien und Know-how weltweit zu positionieren, unterstützt die Exportinitiative Energie des BMWK, Anbieter von klimafreundlichen Energielösungen bei der Erschließung von Auslandsmärkten. Dies trägt zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland und der Erreichung globaler Klimaschutzziele bei. Dieser Vortrag behandelt das Potential von künstlicher Intelligenz in Verteilnetzen.
Technologies and know-how for climate-friendly energy supply “Made in Germany” are in demand worldwide. More and more governments and companies are realizing: Renewable energies, energy efficiency and intelligent system solutions reduce the dependency on fossil resources, make a contribution to climate protection and help to cut costs and thus strengthen competitiveness. With the aim of positioning German technologies and know-how worldwide, the Energy Solutions Made In Germany of the BMWK supports the provider of climate-friendly energy solutions in opening up foreign markets. This helps to strengthen Germany as a business location and to achieve global climate protection goals. This presenatation gave an insight into the potential of artificial intelligence in distribution grids.
Crises pose significant short and long-term threats to companies. The research project PAIRS aims to strengthen the resilience of actors in the supply-chain, en-ergy, and healthcare sectors in crisis situations. The basis for this is the newly created potential in data exchange, which is leveraged by combining internal with external (company-)data, e.g. in the GAIA-X network. AI is then the key to iden-tifying the time of the crisis and deriving appropriate actions to deal with it. Therefore, crisis scenarios are generated, and risks are assessed. In this paper, the project fundamentals are discussed. This includes the development of a project definition of the term "crisis", which is based on literature research of various scientific disciplines (e.g. economics or political science), as well as interviews with professional and academic experts from different fields. Moreover, a specif-ic example from the supply-chain domain is introduced to illustrate the process of requirement identification.
Neben der Darstellung der derzeitigen Marktsituation von Fremdinstandhaltern und den ihre Wettbewerbsfähigkeit beeinflussenden Faktoren wurden im Rahmen der Studie die Zusammenarbeit zwischen Kunde und Dienstleister untersucht. Als Schlüsselfaktoren für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Kunde und Dienstleister wurden Kommunikation, Leistungsvereinbarung und Kundenorientierung identifiziert. Neben einer Ableitung von Unternehmensstrategie für mehr Wettbewerbsfähigkeit wurden die Potentiale von Kooperationen beschrieben und aktuelle Trends im Markt der Fremdinstandhaltung aufgezeigt.
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.
Nachhaltigkeit im Service
(2022)
Smart-Farming-World
(2018)
In agriculture, data can already be generated from numerous machines and systems. Different manufacturers and value-added steps offer their own solutions for this. However, there is as yet no comprehensive platform in which data can be processed across all value-added steps. This is dealt with in the research project smart farming by presenting a value chain comprehensive use case for a digital potato.
Der Wettbewerb unter diesen "Ökosystemen" ist groß: Landmaschinenhersteller wie Claas bieten solche Plattformen, aber auch Saatgut und Düngemittelhersteller, die großen Internet Companies und innovative Start-ups. Das heißt u. a.: Die Digitalisierung der Landwirtschaft kommt gut voran. Um diesen Prozessnoch zu beschleunigen, arbeitet ein Konsortium von Unternehmen und Forschungseinrichtungen an der "Smart-Farming-Welt", die bestehende digitale Plattformen verbinden soll. Ziel ist es, die Akteure der gesamten Wertschöpfungskette umfassend digital zu vernetzen, eine unternehmensübergreifende Kollaboration zu fördern und über diese "Meta-Plattform" Smart Services anzubieten.
Smart Service Engineering
(2018)
Global manufacturing companies currently face an increasingly turbulent economic environment known as the "VUCA-world" (volatility, uncertainty, complexity and ambiguity). After the transformation of many companies from product to solution providers in the last 15-20 years, the focus of many corporate change processes is on digital solutions such as data-driven services. In this context, service development is of particular relevance for industrial services. Companies develop digital strategies and try to maximize the added value for their customers, by offering, for example, smart services. They are based on smart products, which are connected to the internet, interact with their environment and gather environmental data. The collected data sets are combined with other easily accessible information and processed into so-called smart data. Based on this smart data, smart services are designed. They can be defined as individualized combinations of physical and digital services. They generate added value for providers and customers and offer context-related and demand-oriented value via digital platforms. The contribution of this paper to this research field of data-driven services is a service engineering approach for industrial smart services.
Since the 1990s, service engineering has established itself as a systematic process for the development of services. Currently existing service engineering processes are based on engineering science and business model innovation toolsets. However, the increasing digital components in service engineering reveal deficits in the direct application of the classical methods of service engineering to smart services. We suggest that the successful development and implementation of smart services requires a more agile service engineering process. Studies show that companies who develop services successfully (top-performer) act up to six times faster than those with less success (follower). They involve customers in the first running prototype of their digital service to increase customer centricity and focus their development activities on core functionalities of the service to reduce its development time and test it early with customers.
To strengthen the successful development pf data-driven services in future industrial service development projects, this paper contributes to a more agile service engineering approach. Smart service engineering combines elements of linear phase models and implements agile and customer-centric findings to decrease the overall development time by focussing on core functionalities that offer a high value for customers. The paper focuses on the service development steps and presents strategic scenarios for smart service engineering. It presents the interaction and interconnection of different elements of smart services based on a case study research. In addition to this, it illustrates the implications of a customer-centric engineering approach and possible strategic decisions based on the customer feedback. The paper focuses on the successful application of the smart service engineering approach and its impact in a German medium-size company in the textile machine industry.
Smart-Farming-Welt
(2018)
Digitale Service-Kultur
(2018)
Industrial 5G applications
(2019)
In der Demonstrationsfabrik werden 3 exemplarische 5G-Anwendungsfälle entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines produzierenden Unternehmens vorgestellt. Das Future Warehouse ermöglicht neben der Datenerfassung und -verfolgung in Echtzeit auch die einfache Nachrüstung von Technologie-Upgrades. 5G-Intralogistik zeichnet sich durch autonome Antriebssysteme aus, die durch niedrige Latenzen und Netzwerk-Slicing in Echtzeit steuerbar und zuverlässig sind. Die 5G-Montage umfasst die vollständige drahtlose Vernetzung von Montagelinien und ermöglicht eine kontinuierliche und kurzzyklische Optimierung des Montageprozesses.
Projektvorstellung ReStroK
(2020)
In dem Vortrag "New Industrial Work – Gestaltung neuer Arbeits-und Lernwelten" bei dem Global Production Management Center des WZL/RWTH Aachen wurde die Veränderung der Arbeitswelt insbesondere auch vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie thematisiert. In einer lebhaften Diskussion wurden mit den Teilnehmern von Unternehmen wie Miele etc. die Handlungsfelder des MTO-Dreiecks (Mensch, Technik und Organisation) analysiert und Handlungsbedarfe abgeleitet (Online-Veranstaltung).
The design, planning and control of complex integrated solutions are seen as a key capability of the competitiveness of companies in the future. The integration of complex value systems will be the leading paradigm for future design and key element of learning and innovation processes in the dynamically changing manufacturing and service industries. To meet with this challenges entirely new perspectives and ways of researching and the integrated designing of complex, highly interdependent value delivery systems will be required. Currently dominating single perspective and static frameworks and research methods fall short in this perspective.
Machine Learning
(2019)
Nowadays, cyber physical systems support the improvement of efficiency in intralogistics by controlling and manipulating the production and logistic environment autonomously. Due to the complexity of the individual production processes, designing suitable cyber-physical systems based on their existing production environment is a challenge for companies. This paper presents a new methodology on how to design cyber-physical systems conceptually to suit an individual production environment. Compared to existing design approaches, this methodology matches immediately the required functions to existing information and communication technology’s components insisting on the neutral assimilation of requirements. Therefore, the requirement specification asks for needed functions in relating to offered functions of information and communication technology (ICT) components. The paper focusses the use case of implementing a cutting-edge mobile network technology into an existing tracking and tracing process.
The maintenance department is an incubator for further developments in many companies and drivers for digital transformation. The basic essence of industry 4.0 is the optimisation of the information flows within and outside the company for accelerated adjustment of corporate organisations in the context of increasing competitive pressure. Due to the multitude of interfaces, information and data streams as well as their service characteristic, the maintenance department is ready to take the next step towards industry 4.0 and smart maintenance.
Despite endless publications and advertisements, the promise of smart maintenance is not technology but productivity. To achieve sustainable transformation, use cases need to be transformed into business cases. For that matter, lighthouse projects are not the key to success but transforming your departments, processes, data management, reporting and so on is. Another big misconception of industry 4.0: Transformational change does not happen with sensors or dashboards but with people. Therefore, companies which already invested in their people, culture and in lean six sigma have a head start. Nevertheless, it is no reason to rest. The journey to smart maintenance is long and no company can truly say that they achieved it already. In order to advance in industry 4.0 a digitisation roadmap is the best tool to show the big picture and at the same time link this vague vision to concrete measures. It is the only way to justify investment in infrastructure and guide your people into change.
But the first two questions on your way to smart maintenance are always the hardest:
1. What do I aim to achieve and how can industry 4.0 contribute to my goals?
What measure am I already pursuing to reach that goal and how do they further my aspirations?
Eine Vielzahl innovativer, digitaler Technologien, wie z. B. Machine Learning und AR/VR, drängen derzeit auf den Markt. Die Nutzung dieser Technologien eröffnet der Instandhaltung das große Potential, die bedarfsgerechte Verfügbarkeit von Maschinen/Anlagen datenbasiert, effektiver und effizienter gewährleisten zu können. Folglich gewinnt die Instandhaltung künftig einen noch höheren Stellenwert hinsichtlich ihres Beitrags zum Unternehmenswert. Die Basis hierfür bilden digital verfügbare Daten, genauer Betriebs-, Zustands, und Ereignisdaten. Als ein vielversprechender Use Case hat sich hier in den letzten Jahren das Konzept „Predictive Maintenance“ hervorgetan, bei dem mittels Prognosemodellen Ausfallzeitpunkte von Maschinen/Anlagen bzw. deren Komponenten vorhergesagt und entsprechende Instandhaltungsbedarfe abgeleitet werden können. Die resultierende prädiktive Instandhaltungsstrategie zählt zu einem wichtigen Bestandteil der Smart Maintenance. Einblicke in die Praxis zeigen jedoch, dass es vielen Unternehmen aktuell noch schwerfällt, die notwendigen Technologien mit der bestehenden Instandhaltungsorganisation zusammenzuführen. Die dafür notwendigen Entwicklungsschritte, wie sie z. B. der „acatech Indsturie 4.0 Maturity Index“1 beschreibt, sind Unternehmen häufig unbekannt. Zudem fehlen oftmals praxisnahe Einblicke, die über die eigenen Unternehmensgrenzen hinausgehen. Entsprechend neigen viele Unternehmen dazu, auf dem Weg zur Etablierung von Predictive Maintenance das Rad für sich stets neu zu erfinden.
Vor diesem Hintergrund hat das FIR an der RWTH Aachen eine umfangreiche Konsortialstudie zum Thema Smart bzw. Predictive Maintenance erstellt2. Zusammen mit sieben Partnern aus Industrie und Forschung (u.a. Daimler, Evonik und thyssenkrupp Industrial Solutions) konnten vielversprechende Ansätze von erfolgreichen Unternehmen (Top-Performer) identifiziert und durch zusätzliche Fallstudien sowie Unternehmensbesuche, übergeordneten Erfolgsprinzipien definiert werden. Die Ergebnisse unterstützen somit Unternehmen bei der Gestaltung ihrer Aktivitäten.
Die Studie konnte zeigen, dass für die Anwendung datenbasierter Instandhaltungskonzepte, wie Predictive Maintenance, zunächst eine geeignete Basis geschaffen werden muss. Diese setzt sich aus einer (detaillierten) digitale Anlagenstruktur sowie dem systematischen Erfassen von Betriebs-, Zustands- und Ereignisdaten zusammen. Hier konnte den Ergebnissen der Studie entnommen werden, dass Top-Performer viel Aufwand in eine klare, prozessorientierte Datenerfassung investieren und bevorzugt auf vorhandene Standards (z. B. OPC UA) zurückgreifen. Das Abarbeiten dieser „Hausaufgaben“ im ersten Schritt ist für Top-Performer unerlässlich, bevor mit dem Aufbau prädiktiver Fähigkeiten begonnen werden kann. Für das Meistern des nächsten Entwicklungsschrittes, im Sinne des Industrie 4.0 Maturity Index, bedarf es anlagespezifischer Prognosemodelle, mit deren Hilfe potentielle Störungen oder kritische Ereignisse frühzeitig identifiziert werden können. Auch hier hat die Studie angesetzt und konnte so unter anderem die Aufarbeitung schwerwiegender Störungen als einen Haupt-Anwendungsfall für die Datenanalyse identifizieren. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass erfolgreiche Instandhaltungsorganisationen häufig langfristige Partnerschaften mit IT-/Data-Analytics-Dienstleistern eingehen, um so die neuen Technologien agil und flexibel an die eigenen Bedürfnisse anpassen zu können. Hierdurch können Top-Performer sowohl vorhandene Kapazitäts- als auch Know-How-Engpässe auffangen.
Neben der Entwicklung digitaler Kompetenzen liegt das Hauptaugenmerk aus Unternehmenssicht auf dem wirtschaftlichen Potential von Predictive Maintenance – insbesondere in der Einsparung indirekter Instandhaltungskosten (z. B. Ausfallfolgekosten). Allerdings zeigt die Studie, dass erst wenige Unternehmen solche indirekten Kosten – bspw. entgangene Deckungsbeiträge durch Produktionsausfall/Qualitätsverluste oder erhöhte Aufwände für die Neu-/Umplanung des Produktions-/Instandhaltungsprogramms – messen können. Trotzdem können Unternehmen durch den Erfahrungsgewinn im Bereich Datenerfassung/-analyse auf dem Weg zu Predictive Maintenance bereits andere Nutzenpotentiale realisieren, die wiederum zur Steigerung von Produktivität oder Qualität genutzt werden können. In diesem Sinne leistet die Transformation zu Predictive Maintenance vor allem hier einen wichtigen Wertbeitrag für produzierende Unternehmen, der über die reine Vorhersage von Ausfallzeitpunkten hinausgeht.
Return on Maintenance
(2018)
This presentation will show how the use of digital technology in the context of industry 4.0 can contribute to understanding maintenance as a value driver for manufacturing companies. In addition, principles that can help companies to maximize this "return on maintenance" for their maintenance organization and company will be presented.
In diesem Vortrag wird dargestellt, wie der Einsatz digitaler Technologie in Kontext Industrie 4.0 dazu beitragen kann, die Instandhaltung als Werttreiber produzierender Unternehmen zu verstehen. Zusätzlich werden Prinzipien aufgezeigt, die Unternehmen dabei helfen können, diesen "Return on Maintenance" für ihreInstandhaltungsorganisation und ihr Unternehmen zu maximieren.
Industrie 4.0 trägt dazu bei, das Unternehmen vermehrt in der Lage sind, Entscheidungen deutlich schneller und durch eine dahinter liegende Datenbasis auch zuverlässiger zu Treffen. Auch für die Instandhaltung nimmt die Entscheidungsgeschwindigkeit zu. Um die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen nachhaltig zu steigern, ist es wichtig die Instandhaltung als Werttreiber eines produzierenden Unternehmens zu verstehen. Ähnlich wie die Finanzkennzahl des Return on Capital Employed (ROCE) sollte auch die Instandhaltung durch den Ansatz "Return on Maintenance" als wertbeitragende Unternehmenseinheint verstanden werden. Erfolgsfaktoren, die zur Maximierung dieses "Returns" beitragen können, sind die Nutzung bestehender Standards, die Erfassung des digitalen Schattens, die Umsetzung nach dem Prinzip "Minimum Viable Service" und eine Erreichung einer Wissens- und Innovationskultur.
Industrie 4.0 is hitting the market. The e.GO Life – an electric car for the city – is developed in under three years and only € 30M investment
RWTH Campus pairs research and industry partners to pursue innovative ideas and yield cutting-edge products and services to face next-level digitization.
Digital, agile businesses outperform traditional businesses because of lower latencies in the entire reaction chain
acatech Industrie 4.0 Maturity Index: Helping established companies to build the development path to Industrie 4.0
The Maturity Index is offered to the Plattform Industrie 4.0 for transferring the approach to industry and defining Industrie 4.0 performance levels.
An open infrastructure allows testing of new innovative possibilities for the manufacturing industry Industrie 4.0 is hitting the market. The e.GO Life - an electric car for the city - is developed in under three years and only € 50M investment.
Digital shadow enables fast adaption of products and production.
Digital, agile businesses outperform traditional businesses because of lower latencies in the entire reaction chain. The capability of using data and generate knowledge will different digital champions from losers.
The goal of Industrie 4.0 is a learning agile company;a mere technology driven approach is not sufficient.
A successful implementation of Industrie 4.0 in manufacturing companies requires a holistic transformation approach.
There are many reasons why the shift towards a learning, agile company fails.
For a successful implementation, the entire company structure has to be considered. A stepwise approach is required to build the agile enterprise - smart use of data is the critical success factor.
Company development within the structuring forcesis based on an Industrie 4.0 development path.
The four structuring forces illustrate the fundamental Industrie 4.0 development and are captured by key questions.
The Maturity Index is developed by renowned partners from industry and research Overview on strategic goals and derived projects.