57. treffen des arbeitskreises instandhaltung...ibm predictive maintenance and quality [3] siemens...
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SmartMaintenance
Softwareunterstützung für ein bedarfsorientiertes
Instandhaltungsmanagement in Produktionsumgebungen
Roman Emonts-Holley
Maintenance 2016 Dortmund
24.02.2016
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© FIR
EinleitungHerausforderung zukünftiger Instandhaltung
11%3% 3% 3%
43%
40%
28%21%
46%57%
69%76%
1990 2000 2010 2015
Geringe Komplexität Mittlere Komplexität Hohe Komplexität
Komplexität der Produktion
Volatilität von Auftragseingängen
Variantenreichtum der Produkte
Planungshorizont
Flexibles und Leistungsfähiges
Instandhaltungsmanagement
Maximierung der Produktionsfähigkeit
Minimierung von Ausfallrisiken
Minimierung Wartungs- und Betriebskosten
Anlagenkomplexität (Anzahl verbauter Elemente, Anzahl Verknüpfungen
zwischen den Elementen und Art der Verknüpfung) im Verlauf der Zeit. (Quelle:
FIR Expertenstudie)
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© FIR
Potentiale Smart Maintenance
Wirtschaftliche Bedeutung der Instandhaltung
ACATECH 2015; Smart Maintenance für Smart Factories
0,25
2,2
1
0 0,5 1 1,5 2 2,5
vermiedene Kosten ausFolgeschäden
direkte Kosten
Maschinen- und
Anlagevolumen
Instandhaltungs-
maßnahmen
In Deutschland beträgt das Maschinen- und Anlagenvolumen über 2,2 Billionen Euro
Die jährlichen direkten Ausgaben für Instandhaltungsmaßnahmen betragen rund 250
Milliarden Euro
Das wertschöpfende Potenzial der Instandhaltung ergibt sich in diesem Kontext aus
den vermiedenen drei- bis fünfmal höheren Folgekosten einer mangelhaften oder
vernachlässigten Instandhaltung
Billionen Euro
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© FIR
Stand von Wissenschaft und Technik
Condition
Monitoring
Smart
Maintenance
Umfangreiche Messmöglichkeiten durch
Sensorik, z. B. kraftabhängige oder
akustische Messmethoden [1]
Bereits langjähriger Einsatz in der Praxis
[2]
Anwendung von überwachten
Lernverfahren der Mustererkennung [4]
Beispiel: IBM Predictive Maintenance and
Quality
Noch kein SmartMaintenance-System
verfügbar
[1] JEMIELNIAK 1999; Commercial Condition Monitoring System
[2] FRAUNHOFER IML 2015; CoMiS; Link: http://www.iml.fraunhofer.de/content/dam/iml/de/documents/OE%20240/Forschungsskizze_CoMiS.pdf
[3] GFM 2015; Link: http://www.maschinendiagnose.de/seminare-condition-monitoring.html
[4] SCHENKDORF U. BÖHM 2015; Aspekte einer datengetriebenen, zustandsabhängigen Instandhaltung
[5] EODA 2014; Predictive Maintenance (mit R)
[6] FRAUNHOFER IWU 2015; Twitternde Produktionsmaschine; Link: http://www.e3-fabrik.de/de/e3-konkret/iMain.html
[7]IBM 2015; Link: http://www-03.ibm.com/software/products/de/predictive-maintenance-quality
Auswertung beschränkt sich auf
erfahrungsgestützte und manuelle
Methoden [3]
Projekt „SeSi“ mit dem IMR
Weites Projekt „iMAIN“ durch Fraunhofer
IWU [6]
Auswertemethoden i. d. R. statistisch
Automatisierte Auswertung der Daten
Automatisierter Abgleich der ermittelten
Daten mit Referenzkennzahlen
Interaktion zwischen
Instandhaltungsplanungssystem und
Produktionsplanungssystem
WissenschaftTechnik
Daten-
auswertung
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© FIR
Stand der Technik
Reactive
Maintenance
Preventive
Maintenance
Condition-based
Maintenance
Predictive
Maintenance
Industrie 4.0
Maintenance
IBM Predictive
Maintenance and
Quality [3]
Siemens Plant
Maintenance &
Condition
Monitoring [2]
Oracle
PeopleSoft Asset
Management [1]
Zeitreagierend
agierend
Wertschöpfungs-
orientierungSmart
Maintenance
[1] Oracle; Link: https://docs.oracle.com/cd/E52390_01/fscm92pbr3/eng/fscm/famp/concept_UnderstandingAssetMaintenanceRepairWarrantiesandInsurance-9f7a3c.html
[2] Siemens; Link: http://help.sap.com/saphelp_pdm_od_1411/helpdata/de/44/d03a53b6ad6a57e10000000a44538d/frameset.htm
[3] IBM; Link: http://www-03.ibm.com/software/products/de/predictive-maintenance-quality
Korrektive
Wartung nach
Störung
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Smart Maintenance
Softwaretool für die
Dokumentation und
Bewertung von
Zustandsdaten
Automatisierte Zuordnung
und Propagierung der
Wartungsprioritäten
Erstellung einer bedarfs-
abhängigen IH-Strategie
Interaktive, APS-gekoppelte
Software für ein bedarfs- und
produktionsoptimiertes
Instandhaltungsmanagement
Smart-Objects-
Bibliothek
Condition
Monitoring
sensorischer
Werkzeughalter
Empfangsstation
Visualisierungssoftware
Grafikbasierte, interaktive
Benutzerschnittstelle
APS-System
Defekt
Wartung fällig
In Betrieb
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© FIR Bild 3: Struktur Smart Maintenance (Quelle: FIR 2016)
Struktur Smart Maintenance
Smart Objects Bibliothek
Datenerfassung Prognose & IH-Planung Produktionsplanung
Wartungsauftrag
• Anlegen eines
Wartungsauftrags
unter Einbeziehung
der Produktion
• Parallelisierung
Einplanung Wartungsaufgabe
mit Ressourcen
Smart Object
• Datenaufnahme und -
weitergabe
Datenverarbeitung
• Erstellung Polarplot
und Kurvenschar
• Normierung
Prognose
• Visualisierung der
aufgenommen Daten
• Auswahl einer statistischen
Methode zur Prognose
• Vorschlag eines
Planungszeitraums
Produktion
• Regeln &
Kriterien
ID
Anfang
Ende
Daten
Optimierung
• Festlegung der
Aktualisierungs
-intervalle
IH
Job
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© FIR
Aktueller Stand des Projekts
Die Smart-Objects-Bibliothek zur quantitativen Bewertung der Messergebnisse
30 Fräsungen 120 Fräsungen 210 Fräsungen
© pro micron © pro micron© pro micron
Anzahl der Fräsungen
Entwicklung der Werkzeugkurve
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© FIR
Aktueller Stand des Projekts
Die Smart-Objects-Bibliothek zur quantitativen Bewertung der Messergebnisse
In der Visualisierungssoftware kann die
Musterform eines optimalen Werkzeugs
hinterlegt werden und mit der aktuellen
Werkzeugkurve verglichen werden:
optimale Werkzeugkurve
mögliche aktuelle Werkzeugkurve
© pro micron
Bessere Visualisierung des
Verschleißfortschritts
Genaue Überwachung
der Verschleißgrenze
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© FIR
© pro micron
Aktueller Stand des Projekts
Die Smart-Objects-Bibliothek zur quantitativen Bewertung der Messergebnisse
Weitere mögliche Muster der Werkzeugkurven:
© pro micron
In der Praxis sehr vielfältiger
Einsatz der Werkzeuge
► Sehr viele verschiedene
Werkzeugkurven
► Schwer Muster der
Verschleißkurven
zusammenzufassen
► Findung eines allgemeingültigen
Algorithmus zur automatischen
Verschleißfortschrittsermittlung
sehr kompliziert
Herausforderung:
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Smart Maintenance
Softwaretool für die
Dokumentation und
Bewertung von
Zustandsdaten
Automatisierte Zuordnung
und Propagierung der
Wartungsprioritäten
Erstellung einer bedarfs-
abhängigen IH-Strategie
Interaktive, APS-gekoppelte
Software für ein bedarfs- und
produktionsoptimiertes
Instandhaltungsmanagement
Smart-Objects-
Bibliothek
Condition
Monitoring
sensorischer
Werkzeughalter
Empfangsstation
Visualisierungssoftware
Grafikbasierte, interaktive
Benutzerschnittstelle
APS-System
Defekt
Wartung fällig
In Betrieb
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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Roman Emonts-Holley, M.Sc
Dienstleistungsmanagement
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