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?

Quelle:

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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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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


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

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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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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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Wertbeitrag der Instandhaltung

Voraussichtliche Kosten

für die Durchführung

einer Maßnahme

- Personal

- Material

- Geplante

Stillstandszeit

Voraussichtliche

Kosten beim Stillstand

- Ungeplante

Ausfallzeit

- Qualitätsverlust

- Kundenverlust

Abnutzungsgrenze

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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!

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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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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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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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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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Ihre Ansprechpartner

innowise research & consulting GmbH

Bürgerstr. 15 47057 Duisburg

www.innowise.de

Tel.: 0203 / 3937 64-0

Markus Schroll [email protected]

Thomas Heller [email protected]

Birgitt Helms [email protected]

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4

44227 Dortmund www.iml.fraunhofer.de

Tel.: 0231 / 9743-444

Effizienz-Agentur NRW Regionalbüro Münster

Berliner Platz 33 48143 Münster

www.ressourceneffizienz.de

Tel.: 0251 / 74 77 230

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