Instandhaltung in der Industrie 4.0: Herausforderungen und ... · Instandhaltung Damit die Smart...
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Instandhaltung in der Industrie 4.0:
Herausforderungen und Lösungen
für den betrieblichen Alltag
Markus Schroll [email protected]
Instandhaltungsnetzwerk Münsterland 21. November 2017 Wirtschaftsförderung des Kreises Borken, Ahaus
Thomas Heller [email protected]
Birgitt Helms [email protected]
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Agenda
Vorstellungsrunde
Einführung
Kartenabfrage und Diskussion: Erfolge und Herausforderungen
Pause
Gruppenarbeit an Thementischen
Schlussrunde (Zusammenfassung, Klärung offener Fragen/nächste Schritte, Unterstützungsmöglichkeiten)
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Vorstellungsrunde
je 2 Teilnehmer interviewen sich auf Basis des Steckbriefes
jeder Teilnehmer stellt im Anschluss seinen Interviewpartner vor (max. 1 Min./TN)
jedes „Paar“ muss eine Gemeinsamkeit darstellen
Ziele:
sich „richtig“ kennenzulernen
Netzwerkgedanken stärken
Potentiale für gegenseitigen Austausch und Unterstützung entdecken
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Instandhaltung 4.0: Eine kurze Einführung
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Industrie 4.0 – Was verbirgt sich dahinter?
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Fraunhofer und Industrie 4.0
Schwarmlogistik
Forschungshalle für Zellulare Fördertechnik
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Fraunhofer und Industrie 4.0
Bin:Go
Bin:Go – Die rollende Transportdrohne des Fraunhofer IML
Think!innowise Was bedeutet Smart Maintenance?
Der Kern der Industrie 4.0 – die Smart Factory
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Was bedeutet Smart Maintenance?
Automatisierungsgrad und Industrie 4.0
Vollautomatisierung
der physischen
Prozesse
Der Mensch als Flexibilisierungs- und Wandelbarkeitsgarant in der Industrie 4.0
Autonomisierung auf
Basis cyberphysischer
Systeme und neuer
Geschäftsmodelle
INDUSTRIE
≠ 4.0 =
Think!innowise Was bedeutet Smart Maintenance?
CPS + Internet der Dinge = Alles wird autonom!
Intelligente Behälter sagen was zu entnehmen ist.
REGALE ordern selber ihren Nachschub.
MENSCHEN planen, steuern, vernetzen…
Es ist keine Frage, ob ein System ausfallen wird, sondern wann! Aber…
Drohnen autonomer Transport in 3D
Container Organisieren ihre Ladung – viele
Container das logistische Netz
FAHRZEUGE und STAPLER organisieren sich im Schwarm.
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Was bedeutet Smart Maintenance?
Deutschland braucht Smart Maintenance für die
Industrie 4.0
Historie
Mechanische
Komponenten
Einzelne Maschinen
& Anlagen
Historische Daten &
Erfahrungswissen
Reaktive
Instandhaltung
Damit die Smart Factories der Industrie 4.0 Wirklichkeit werden können,
muss sich die Instandhaltung zur Smart Maintenance weiterentwickeln.
Industrie 4.0
Digitalisierung der
Produktions-Anlagen
Übergreifende
Vernetzung
Big Data / höhere
Komplexität
99,9%
Verfügbarkeit
Smart Maintenance
Mehr IT in der
Instandhaltung
Kooperation von
Betreiber, Hersteller und
Lieferanten
Wissensmanagement
verfügbarkeitsorientierte
Instandhaltung
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Smart Factory
Was bedeutet Smart Maintenance?
Paradigmenwechsel: Vom Getriebenen zum Treiber
Bildquellen: in Anlehnung an IFCC GmbH, © nils.ackermann.gmail.com, depositphotos.com
Smart
Production
Produktion
Smart
Maintenance
Verfügbarkeit
Smart Services
Dienstleistung
Automatisierung und Digitalisierung
erfordert erfordert
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Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
?
Produktion und Instand-
haltung planen
getrennt
Gemeinsame
Planung von
Produktion
und Instand-
haltung
Geringe Flexibilität
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
?
Stark personen-
gebundenes Know-how
Wissens-
management
?
Ersatzteil-wesen ist
nicht strukturiert
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
?
Instand-haltung ist
nur Kosten-verursacher
Wertbeitrag
der Instand-
haltung ist
bekannt
?
Über-wiegend reaktive Instand-haltung
Verfügbarkeits
-orientierte
Instand-
haltung
?
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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung
ANLAGEN-STRUKTUR
Ort
Linie
Baujahr
Leistungsdaten
Relevante Bauteile
/ Stückliste
ZUKUNFT
Lebenszyklus
Nutzungs-intensität
Retrofits/
Umbauten
PRODUKTION
Nutzungs-Daten
Produktions-
programme
Belastung
…
INSTANDHALTUNG
IH-Planung
Störungen/
Historie
Ersatzteilbedarfe
Anlagenzustand/
Condition
Monitoring
Wieviel Restnutzung ist
möglich?
Instandhaltungs- & Ersatzteilbedarf
Wieviel Restnutzung
brauche ich?
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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wertbeitrag der Instandhaltung
Voraussichtliche Kosten
für die Durchführung
einer Maßnahme
- Personal
- Material
- Geplante
Stillstandszeit
Voraussichtliche
Kosten beim Stillstand
- Ungeplante
Ausfallzeit
- Qualitätsverlust
- Kundenverlust
Abnutzungsgrenze
Optimum ?
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Industrie 4.0 – Vernetzung von Menschen und Objekten
Quelle:
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Quelle:
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Instandhaltung 4.0 in der Praxis: Was macht man mit den Daten?
Quelle: TU Chemnitz: S-CPS – Ressourcen-Cockpit für Sozio-Cyber-Physische Systeme https://www.tu-chemnitz.de/mb/FabrPlan/fo-thema5.php
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Eines ist sicher: Die Zukunft der industriellen Instandhaltung ist multimedial!
Quelle:
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und umfasst auch Kompetenzentwicklung und Wissensmanagement Unser OPO-Projekt (Oleon-Prozess-Optimierung) bei OLEON, Emmerich
Prozess beschreiben/ Wissen dokumentieren
(Text, Grafik, Dokument, Bild, Video etc.)
QR-Code platzieren/ scannen
Lernen/ Wissen abrufen
z.B. Bedienungs- anleitung per Video (von Azubis erstellt) Konzept: „Lernen durch Lehren“
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Instandhaltung 4.0: Die Bausteine
Technologie 4.0: Welche 4.0-Technologien sind für die Instandhaltung relevant und
bereits im Einsatz (z.B. intelligente Überwachungssysteme, Darstellung virtueller
Realitäten zur Unterstützung der Instandhalter vor Ort, autonome Transport- und
Lagersysteme)?
Arbeit 4.0: Wie verändert sich die Arbeit der Instandhaltung in der Industrie 4.0 (z.B.
neue Qualifizierungsbedarfe, selbstorganisierte Arbeitszeiten, Zusammenarbeit Mensch-
Maschine)?
Prozesse 4.0: Wie sind Instandhaltungsprozesse in der 4.0-Welt zu gestalten, welche
Prozessveränderungen in der Produktion haben Einfluss auf die Instandhaltung (z.B.
zunehmende Automatisierung und Vernetzung) und die dadurch erreichbare
Ressourceneffizienz?
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Handlungsfelder in der Instandhaltung: Was man nicht digitalisieren kann
Instandhaltungsmanagement Festlegung von Zielen und Zielvereinbarungen, Entwicklung von Strategien, Definition von Instandhaltungsprozessen, Ableitung von Kennzahlen etc.
Selbstverständnis, Kultur und Kompetenzen
Ganzheitliche Betrachtung, Einbeziehung aller Bereiche, Offenlegung von Qualifizierungsbedarfen und Qualifizierung der Mitarbeiter, Aktivierung des betriebliches Vorschlagswesen etc.
Zusammenarbeit und Kommunikation Schadensanalyse (zusammen mit der Produktion und ggf. mit Maschinenherstellern), Erfahrungsaustausch mit internen und externen Kunden sowie Experten, Festlegung von Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten etc.
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Zur Vertiefung: Industrie 4.0 – Zentrale Informationsplattform www.plattform-i40.de
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Gruppenarbeit und Diskussion
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Instandhaltung 4.0 in Ihrem Unternehmen
Was ist aktuell die größte Herausforderung in Ihrer Instandhaltung?
Womit haben Sie in der Vergangenheit bereits gute Erfolge erzielt?
Bitte jeweils maximal 2 Karten pro Frage.
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Siehe folgende Folien!
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Gute Erfolge in „meiner“ Instandhaltung (Ergebnis der Kartenabfrage)
Vorbeugende IH Digitalisierung & 4.0 Organisation & Personal
Umsetzung von stückzahlabhängiger Wartung leistungsbasierte Wartung
Fernzugänge zu Anlagen für Hersteller
Mitnahme von Elektrikern beim Ankauf von Maschinen (evtl. Schulung)
Wartungsintervalle auf Basis von Erfahrungswerten
QR Codes & NFC Tags; Cloud & Browser & App zur Kontrolle
Instandhaltung und Wartung mit der Produktionsplanung (AV) zu planen
Checklisten (Excel) auf Basis von Maschinen FMEA
Erfassung von BDE Daten (ISPRO); Zentralisierung der Daten auf dem Server
Abfahren von Anlagen in „ruhigeren“ Phasen
Umsetzen der Wartungsplanung in das ERP „SAP“
Einführen von Kostenkontrolle über das eigene Instandhaltungsprogramm
Vorbeugende Reparaturen und manuelle Dokumentation
Einführung einer Gebäudeleittechnik (z.T.)
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Vorbeugende IH Digitalisierung & 4.0 Organisation & Personal
Notwendige Wartungen zu definieren und Zugang zu Maschinen zu erhalten
Intelligentes Ersatzteillager Elektro und Mechanik zeitlich und organisatorisch unter einen Hut zu bekommen
Die komplette Jahreswartung in 2,5 Wochen durchzuführen
Wissensmanagement (Meister Schlosser/Elektriker)
Der Euphorie der Werksleitung zu begegnen
Dokumentation der Anlagenzustände
Digitalisierung & Verfügbarkeit Mitarbeiter Know-how
Ankündigung von technischen Mängeln
Systemschnittstellen
Fehlende Daten; Planung problematisch
Datenüberblick zu erhalten (mit welchen Systemen?)
Nutzen der vorhandenen Daten Eine gute Softwarelösung für die Wartung und IH finden
Aktuelle Herausforderungen in der IH (Ergebnis der Kartenabfrage)
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Thementische: Gruppenarbeit zu den Herausforderungen
Gruppenarbeit der Teilnehmer an 3 Thementischen (ca. 30-40 Minuten) Ziel: Erstellung Landkarte/MindMap/Tabelle zur jeweiligen Herausforderung
Kernfragen: Woran muss ich denken? Was ist zu tun?
Tisch 1: Wissensmanagement
Tisch 2: Verfügbarkeit durch Digitalisierung
Tisch 3: Gemeinschaftliche Produktion und Instandhaltung
Vorstellung der Ergebnisse und Diskussion (ca. 10 Minuten/Thementisch)
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• Tools zur
Wissensbeschaffung
• Fokus auf
Wissenstransfer
legen
• Motivation
• Wissensdatenbank /
FAQ
• Datebank-Struktur
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• Datenbasis muss geschaffen
werden
• Nutzen und Kosten – Was ist
prozessrelevant?
• Ausfallhäufigkeit und Ausfallzeit
• Maschinenzugänglichkeit muss
geplant werden
• Ist das Material zur Wartung
vorhanden?
• Wartungspunkte müssen mit
Wartungsmaterial abgestimmt
sein
• SMED / Rüstzeit
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• Wartungsplan erstellen und
Kommunizieren
• Verantwortliche benennen
• Arbeitsvorbereitung in
Terminplanung einbeziehen
• Terminplanung mit
Produktion, internem und
externem
Instandhaltungspersonal
(Verfügbarkeit von Personal
und Material)
• Wartung wird durchgeführt
• Einhaltung von Planzeiten
• Rückmeldung an die AV
• Anpassen von Ist-Zeiten an
die Planzeiten
• Neue Wartungsintervalle
festlegen und dokumentieren
• Wartungsüberwachung durch
Software
• Abrufauftrag für feste
Wartungstermine über die AV
einplanen
• Wartung durchführen mit
Foto- oder Videoaufnahmen
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Schlussrunde
Zusammenfassung
Klärung offener Fragen/nächste Schritte
Unterstützungsmöglichkeiten (z.B. Förderung)
Verabschiedung
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Sammlung von Praxistipps aus den bisherigen Instandhaltung 4.0-Workshops
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Praxistipps für die erfolgreiche Umsetzung
Datenanalyse und Kennzahlen
Erfassen Sie nur die Daten, die Sie brauchen: Wer benötigt welche Daten WOZU?
Die Nutzung einer einheitlichen oder zumindest aufeinander abgestimmten Software reduziert Aufwand, Kosten und Störanfälligkeit.
Die Auswertung der Daten sollte automatisch erfolgen und möglichst keine Programmierkenntnisse erfordern.
Erleichtern Sie den Umgang mit den Daten: Benutzerfreundlichkeit und Visualisierung stehen an oberster Stelle!
Den Datenschutz nicht vergessen: Gesetzliche Vorgaben sind einzuhalten und die Mitarbeiter(vertretung) müssen frühzeitig mit ins Boot genommen werden.
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Praxistipps für die erfolgreiche Umsetzung
Anlagenverfügbarkeit
„Was ich nicht messen kann, kann ich auch nicht verbessern!“. Schaffen Sie eine Datengrundlage, die Ihnen Aufschluss darüber gibt, wo Sie Zeit und Qualitätseinbußen haben. Die OEE oder GAE-Berechnung kann hier eine sinnvolle Grundlage sein.
Erfassen Sie Störgründe auswertbar. Nehmen Sie sich die Zeit und überlegen sich die TOP 10 der Störungen aus der Vergangenheit und erstellen ein (nach Möglichkeit elektronisches) Formular, in dem einfach Störung und Zeit eingetragen werden können.
Suchen Sie gemeinsam nach Lösungen für die Störungen, z. B. durch KVP-Teams. Lassen Sie den Kollegen ausreichend Freiraum für die Durchführung und sparen Sie nicht mit Lob. Und: die benötigten Fähigkeiten sind nicht angeboren, überlegen Sie, welche Kompetenzen erforderlich sind und welche Schulungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen.
Führen Sie Grundinspektionen an den relevanten Anlagen durch, um aktuelle Schwachstellen zu erkennen und Ihren Wartungsplan aufzustellen oder zu aktualisieren. Sie schaffen damit auch Verständnis dafür, warum die Zusammenarbeit zwischen Produktion und Instandhaltung für die Verfügbarkeit der Anlagen so wichtig ist.
„Was können die Bediener tun, was müssen die Instandhalter übernehmen?“ Autonome Instandhaltung ist als Begriff weit verbreitet, klappt aber häufig genug nicht richtig. Versuchen Sie das Thema Bedienerwartung gemeinschaftlich anzugehen. Besprechen Sie gemeinsam mit den Bedienern, was Sie tun können und vor allem, welche Qualifikation und Schulung sie dazu benötigen. Eine Grundinspektion ist hierfür eine gute Basis.
Unterschätzen Sie das Thema Kommunikation nicht, insbesondere die Rolle der Vorgesetzten. Wenn Sie eine Veränderung wollen, dann müssen Sie (u. a.) die unmittelbar Vorgesetzten mit ins Boot holen.
Messen Sie den Erfolg Ihrer Maßnahmen und stellen Sie ihn plakativ dar. Wenn eine höhere Anlagenverfügbarkeit Ihre Zielsetzung ist, dann finden Sie einen Ort und eine Darstellung, die für alle Beteiligte passend ist.
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Praxistipps für die erfolgreiche Umsetzung
Kommunikation und Abstimmung
Kommunikation ist sicherlich das am häufigsten unterschätzte Thema im betrieblichen Alltag. Glauben Sie nicht? Machen Sie einen Workshop mit unterschiedlichen Abteilungen wie Produktion, Einkauf, Instandhaltung, QS, Vertrieb. Stellen Sie die Frage, was gegenwärtig die größten Herausforderungen in Ihrem Unternehmen sind*. Entweder wird Kommunikation direkt als Nr. 1 genannt, oder die Probleme hängen direkt damit zusammen.
Überlegen Sie gemeinsam, welche Maßnahmen Sie zur Kommunikationsverbesserung einleiten können (Gruppenarbeit, Teamtafeln, gemeinsame Events, regelmäßige Workshops sind nur einige Beispiele).
Machen Sie Kommunikationserfolge messbar! Beschreiben Sie, was Sie verbessern wollen und woran Sie den Erfolg messen wollen. Bsp: Weniger Verluste in der Produktion durch rechtzeitige Kommunikation von Problemen am Anfang der Linie. „Wie kann ich das messen?“ Es wird Ihnen dazu gemeinsam etwas einfallen, was zu Ihrem Arbeitsalltag passt. Ganz sicher.
Vorgesetzte müssen auch hier Vorbild sein. Wenn die Abteilungsleiter nicht klar kommen, dann wird es für die Mitarbeiter umso schwerer.
Sie denken, Sie können es nicht alleine lösen. Engagieren Sie einen Kommunikationsexperten für Ihr Unternehmen. Ja, diese gibt es. Für die technischen Herausforderungen greifen Sie ja vermutlich auch auf Externe zu. Warum nicht dafür?
*) Natürlich bezogen auf den betrieblichen Alltag, der Verkauf von Unternehmensteilen an Investor Y oder die Absatzprobleme von Produkt X haben hier nichts zu suchen, Sie können nicht in einem Workshop gelöst werden.
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Praxistipps für die erfolgreiche Umsetzung
Qualifikation
Qualifikation sollte sich an Ihren Prozessabläufen orientieren – Welche Qualifikation benötigen Sie an welcher Stelle?
Eine Qualifikationsmatrix stellt die Fähigkeiten der Mitarbeiter den Anforderungen gegenüber. Daraus ergeben sich Schulungsbedarfe, aber auch Möglichkeiten für einen flexiblen Mitarbeitereinsatz.
Aufwände für Schulungen werden gerne unterschätzt.
Die Grafik über die zukünftigen Anforderungen (nachfolgende Seite) zeigt auch zukünftige Qualifikationsbedarfe.
Schulen Sie nicht nur technische Fähigkeiten – Kommunikationsfähigkeit ist oftmals noch wichtiger und lässt sich ebenfalls (in einem gewissen Rahmen) schulen.
Automatisierungstechnik wird mit zunehmender Digitalisierung immer wichtiger. Sehen Sie zu, dass keine zu große Abhängigkeit vom Anlagenhersteller entsteht.
Die Verfügbarkeit von Automatisierungstechnikern auf dem Arbeitsmarkt ist – insbesondere abseits der Metropolen und Konzerne – fast gleich 0. Hier müssen eigene Qualifizierungsmaßnahmen greifen.
Unterschätzen Sie das Thema Wissensmanagement und Wissenstransfer nicht. Gerade in der Instandhaltung gibt es häufig zu bestimmten Themen nur einen Wissensträger. Wie sieht ihr Plan B aus, wenn dieser Wissensträger nicht (mehr) im Hause ist?
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Quelle: Prof. Dr. Lennart Brumby
Übersicht
Die zukünftigen Anforderungen an die Instandhaltung
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INDUSTRIE 4.0 WIRD AUCH SIE TREFFEN
„ES GIBT KEIN GEEIGNETERES ANWENDUNGSFELD FÜR
INDUSTRIE 4.0 ALS IHRE INSTANDHALTUNG!“
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Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4
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