instandhaltung 4.0 – chancen durch die digitalisierung

Instandhaltung 4.0 – Chancen durch die Digitalisierung 3. Kongress Fahrzeuginstandhaltung 2016 (Düsseldorf)

Düsseldorf, 13.04.2016

Georg Güntner

Kurzfassung

Instandhaltung 4.0 – Chancen durch die Digitalisierung

Herausforderungen, Bedürfnisse und Trends in der Instandhaltung: Was kommt auf

die Instandhaltung im Spannungsfeld zwischen Mensch, Organisation und Technik

zu? Welche Auswirkungen ergeben sich auf die Instandhaltungsstrategien und die

Qualifikationsprofile?

Zukunftsszenarien: Wird die Instandhaltung zum innerbetrieblichen „Shooting

Star“? Wer hat Zugriff auf welche Daten? Steht uns ein Paradigmenwechsel in der

Instandhaltung bevor?

Der Blick in die Zukunft: „Technologie- und Forschungs-Radar“: Welche Rolle spielt

das Internet der Dinge in der Instandhaltung der Zukunft?

08.04.2016 Instandhaltung 4.0 2

Instandhaltung der Zukunft

Quelle: BOSCH SI. „Predictive Maintenance with the Service Portal. The Intelligent Way to Maximize Machine Availability” - http://bit.ly/1vCe2Vd

3 08.04.2016 Instandhaltung 4.0

http://bit.ly/1vCe2Vd



„Die technischen Dinge in der Instandhaltung 4.0 sind

gelöst. Was wir als Menschen noch nicht schaffen ist die

Technologie so zu nutzen, dass wir damit arbeiten können.“

„The technical issues of maintenance 4.0 have been

solved. What we did not manage properly yet is to utilize

the technologies in such a way that people are able to work

with them.“

An expert in an interview during the qualitative analysis phase – April 2014

Instandhaltung 4.0: Eine Frage der Technologie?


Ursachen?


Bildquelle: © trainingsakademie, Messfeld GmbH

Wer ist der Instandhalter von morgen?


Quelle: Ingo Busch, verlag moderne industrie GmbH © fotolia.com

„Equipment Engineer“

Instandhaltung 4.0


Forschungsthemen

Industrial Internet of Things

Produktionsmittel, Produkte und

Prozesse im (Industrial) Internet

of Things

Instandhaltung 4.0

Informationstechnische

Modellierung von Sensorik,

Assets (Anlagen, Maschinen,

technischen Plätzen),

Produkten und Prozessen

Technologie-Stacks und

Architekturen für Industrial

Internet Systems

Geschäftsmodelle für Industrie

4.0

www.salzburgresearch.at


Mitglied bei: EFFRA, AIOTI, ECSEL, Forschung Austria, Plattform Industrie 4.0, Digital Networked Data,

Maintenance Competence Center, IoT-Group Salzburg (u.a.)

http://www.salzburgresearch.at/

Eckdaten des Projekts „Instandhaltung 4.0“

Projektbezeichnung: Instandhaltung 4.0

(Akronym: IH40)

http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ (Projekt-Website)

[email protected] (e-Mail-Adresse)

Förderprogramm: „Produktion für die Zukunft“

Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)

Projektpartner

Salzburg Research (Salzburg): Koordinator

dankl+partner (Wals)

Messfeld (Klagenfurt)

Bilfinger Chemserv (Linz)

Laufzeit

01.02.2014 bis 30.04.2015


http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/

mailto:[email protected]

Instandhaltung 4.0: Projektberichte


Okt. 2014

• Bericht über Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung

Jan. 2015

• Szenarien der Instandhaltung 4.0

Mai 2015

• Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap für Instandhaltung 4.0

• inkl. Technologie- und Forschungs-Radar

Roadmap der Instandhaltung 4.0


Hrsg.: G. Güntner, M. Benisch, A. Dankl, J. Isopp

Erscheinungsdatum: Mai 2015

Download: http://bit.ly/1IFGJfu

Slideshare: http://bit.ly/1Q2F4oC

Inhalt:

Der Bericht aktualisiert die Ergebnisse der Bedürfnis-

und Trendanalyse anhand der in der Szenarien-

entwicklung gewonnenen Aussagen der ExpertInnen

und zeichnet Spannungsfelder und Paradigmen-

wechsel in der Instandhaltung auf. Daraus werden

die Handlungsfelder sowie die Forschungs- und

Entwicklungsfragen der Instandhaltung abgeleitet.

Der Bericht wird abgerundet mit einem Technologie-

und Forschungsradar für ausgewählte Themen der

Informations-Integration in der Instandhaltung.


http://bit.ly/1IFGJfu

http://bit.ly/1IFGJfu

http://bit.ly/1Q2F4oC

http://bit.ly/1Q2F4oC

„Instandhaltung 4.0“ in der Fach-Presse


Instandhaltung 4.0 auf russisch


Bedürfnisse und Trends in der Instandhaltung


Bedürfnisse und Trends

Instandhaltungsstrategien: heute und morgen

Die Instandhaltungsstrategien der

Zukunft sind zustandsorientiert

und voraussagend

Verfahren des Condition

Monitorings (basierend auf

intelligenter Sensorik) und des

Data Minings unterstützen die

prädiktive Instandhaltung und

tragen zur Vermeidung von

Produktionsausfällen bei

Die richtige Wahl des

Strategiemix bleibt in der

Instandhaltung weiterhin

entscheidend (Risiko-Analysen)


Die Herausforderungen: nicht-technische überwiegen


Abb. aus der Umfrage zur Zukunft der Instandhaltung

Stand und Ausblick auf Projektvorhaben:

Die Zukunft der Instandhaltung ist mobil


Kompetenzprofile: heute und morgen


Antworten auf die Frage nach der Wichtigkeit von

Weiterbildungsmöglichkeiten im Bereich

Instandhaltung und Anlagenmanagement

Kompetenzen wie Steuertechnik, Datenanalyse und Programmieren (Instandhaltung 4.0 relevante

Fähigkeiten) nehmen in den kommenden fünf Jahren an Bedeutung für die Instandhaltung zu,

während klassische Kompetenzen wie Mechanik, Pneumatik und Schweißtechnik abnehmen

werden.

Bedürfnisse bei der Kompetenzentwicklung

Miteinander sprechen ist zu wenig

Den größten Bedarf im Bereich der

Kompetenzen sehen die

TeilnehmerInnen der Umfrage im

Bereich der (fachübergreifenden)

Kommunikationskompetenz

zwischen Technikern und Nicht-

Technikern


Quelle: www.weiterbildungsmarkt.at/magazin/kommunikation-der-technik-

herausforderungen-fuer-die-instandhaltung-im-vierten-industriellen-zeitalter/ Quelle: http://business24.ch/

http://www.weiterbildungsmarkt.at/magazin/kommunikation-der-technik-herausforderungen-fuer-die-instandhaltung-im-vierten-industriellen-zeitalter/





















http://business24.ch/

http://business24.ch/

Spannungsfelder der Instandhaltung 4.0

Mensch – Technik – Organisation Beobachtungen und Konsequenzen


Nicht-technische Herausforderungen

überwiegen

Nutzung der Technologien ermöglichen

Qualifikation und Tätigkeitsprofil der

Instandhalter/-innen ändern sich: von

manuellen hin zu steuerungstechnischen

Prozessen (aber: die manuellen Prozesse

bleiben natürlich weiterhin)

Generationenwechsel

Neue Technologien aus dem Internet der

Dinge und Services

Instandhaltung als Teil des

Wertschöpfungsprozess (nicht als

Kostenfaktor)

Die Instandhaltung der Zukunft ist mobil

Beherrschung der Komplexität der Systeme

Mix der Instandhaltungsstrategien

Mix an internen und externen Leistungen

Szenarien


Zukunftsszenarien


Daten als

strategische

Ressource

Innerbetriebli-

cher Stellenwert

der IH

Umsetzung

von IH4.0

Menschen &

Kompetenzen

Zukunftsszenarien


Thema: Innerbetrieblicher Stellenwert der Instandhaltung

IST-Stand

Innerbetrieblich wird Instandhaltung immer noch weitgehend als ein

Kostenfaktor gesehen.

Die Instandhaltung als Wertschöpfungsfaktor ist in den

Expertengesprächen kaum sichtbar geworden.

Das Thema Lebenszykluskosten wird zwar bedeutsamer, hat aber noch

geringe Priorität.

Bei Investitionsentscheidungen dominieren der Einkaufspreis und der

Amortisationszeitraum.

Divergierende Abteilungsziele behindern ein gemeinsames Vorgehen zur

Steigerung des Stellenwerts der Betrachtung von Lebenszykluskosten.



Szenarien

Szenario 12:

Evolution light,

no revolution

Szenario 10:

IH als innerbetrieb-

licher Shooting Star

Szenario 11:

Industrie 4.0 –

so what: IH bleibt IH

Endlich! Durch eine

unterschiedlichen Abteilungen

vernetzende Virtualisierung

katapultiert sich die IH aus dem

Schattendasein der Produktion

zum innerbetrieblichen Shooting

Star. Warum? Smarte IT-

Maßnahmen führten zu

erheblichen Kostensenkungen

und die Instandhaltung trägt

erheblich zur Wertschöpfung

des Unternehmens bei.

Instandhaltung bleibt

Instandhaltung: Daten und

Virtualisierung hin oder her, die

Instandhaltung bleibt das unbeliebte

oder unsichtbare „Kind“, dem man

sich nur in Anlagen-not- oder -

ausfällen zuwendet, das ansonsten

aber wenig Aufmerksamkeit und

Gehör findet.

Die Virtualisierungsinitiativen

führen zu einer leichten

strategischen Aufwertung der

Instandhaltung im

innerbetrieblichen Kontext. Die

Instandhaltung bleibt aber nach

wie vor in erster Linie ein

Nebenprozess und die „Magd“ der

Produktion. Sie muss weiterhin

um ihre Stimme im

innerbetrieblichen Gefüge hart

kämpfen.

Wahrscheinlich Unwahrscheinlich Möglich


Eintrittswahr-

scheinlichkeit Auswirkungen Zeitpunkt

Szenario 3:

Evolution light

– no revolution

Szenario 1:

IH als inner-

betrieblicher

„Shooting

Star“

Szenario 2:

Industrie 4.0 –

so what: IH

bleibt IH

Szenarien Wichtigste Experten-Zitate


Experteneinschätzung von Szenarien

• Die Auswirkung zentraler Datenverwaltung für

die Instandhaltung wird deren Prozesse

beschleunigen und somit die Stellung heben.

• Mit teureren und komplizierteren modernen

Anlagen wird aber die Instandhaltung in der

Wertigkeit sicher steigen.

• Die Instandhaltung wird selbst die Schnittstelle

zwischen den Abteilungen werden.

Rele-

vanz-

Faktor

Unwahrschein-

lich (2,0)

Groß

(3,8)

Nach 10

Jahren (4,1) 7,5

Möglich

(3,4)

Mittel

(3,3)

In 4-6 Jahren

(1,9)

11,2

Wahrschein-

lich (3,7)

Mittel

(2,7)

4-6 Jahre

(1,6)

9,8

• Instandhaltung ist im Vergleich zu anderen

Produktionsfaktoren (z.B. Energie) immer von

untergeordneter Bedeutung.

• Die Produktion wird in ihrer Wertigkeit immer vor

der Instandhaltung stehen.

• ‚Early Movers’ werden kurzfristig Kostenvorteile

gegenüber ihren Mittbewerbern haben.

Mittelfristig wird dieses Szenario zu einer

Notwendigkeit aber zu keinem strategischen

Vorteil. Wer die Instandhaltung in Zukunft nicht

effizient plant und abwickelt wird ineffizienter und

damit teurer produzieren als die Konkurrenz. Die

Auswirkungen auf das eigene Unternehmen

wären dramatisch.



Handlungsempfehlungen (1)

Instandhaltung messbar machen

Um den Wert der Instandhaltung innerbetrieblich klarer hervorheben zu

können, sollte der Beitrag („earned value“) der Instandhaltung zunächst

messbar gemacht werden. Idealerweise lässt sich quantifiziert und visuell

aufzeigen, welche Leistungen die Instandhaltung erbringt und wie viel

Kosten eine IT-basierte Instandhaltung einsparen kann. Entsprechende

Berechnungsmethoden und -modelle könnten gesammelt, aufbereitet und

den Verantwortlichen in der Instandhaltung angeboten werden. Es ist dabei

wichtig, die Messgrößen zur Bestimmung der Instandhaltungseffektivität und

-effizienz (KPI) eng mit der Gesamtstrategie des Unternehmens

abzustimmen. Instandhaltung messbar zu machen beginnt schon bei der

Beschaffung von Anlagen. Angesicht ihrer Langlebigkeit spielt in diesem

Kontext das Beherrschen von statischen und dynamischen Methoden der

Investitionsrechnung eine wichtige Rolle.



Handlungsempfehlungen (2)

Die Leistung der Instandhaltung innerbetrieblich kommunizieren

und vermarkten

Der messbare Wert der Instandhaltung ist eine notwendige Bedingung für

alle Kommunikationsinitiativen, die darauf abzielen, den innerbetrieblichen

Stellenwert der Instandhaltung zu erhöhen. Ohne wirkungsvolle

Kommunikationsmaßnahmen werden auch die besten Wertnachweise wenig

zur Erhöhung des Stellenwerts beitragen. Daher ist es wichtig, den

erhobenen und messbaren Wert der Instandhaltung auf unterschiedlichen

Ebenen im Unternehmen zu kommunizieren und entsprechend zu verankern

im Sinne: Tu Gutes und sprich darüber. Hier sollten nicht nur die

Instandhaltung-Manager in die Pflicht genommen werden, sondern genauso

die MitarbeiterInnen bzw. TechnikerInnen, die nach Auffassung von

ExpertInnen entsprechend geschult werden sollen.

Internet of Things

Quelle: www.comsoc.org/blog


Instandhaltung und das Internet der Dinge

Möglich, aber:

Haben Sie schon einmal von MQTT, AMQP,

CoAP, 6LoWPAN gehört?

Wen holt Ihr Instandhaltungsleiter, wenn Ihre

Maschine einen Virus hat?

Kennen Sie die Geschichte vom „roten

Teppich“?

Potenziale des IoT in der Instandhaltung

Breitere Verwendung der voraussagenden

Instandhaltung (Predictive Maintenance)

Datenanalyse in Echtzeit

Aktuelle und präzise Performance-Metriken

Automatische Software Upgrades

Vorschläge für IH-Aktivitäten (UBM, CBM)

Ersatzteilplanung und Inventarkontrolle

Instandhaltung für „abgelegene Assets“

… u.a. …

Nach: www.reliableplant.com/Read/29962/internet-improve-maintenance


„Die technischen Dinge in der Instand-

haltung 4.0 sind gelöst. Was wir als

Menschen noch nicht schaffen ist die

Technologie so zu nutzen, dass wir

damit arbeiten können.“

(Zitat aus einem Experteninterview in

„Instandhaltung 4.0“)

http://www.reliableplant.com/Read/29962/internet-improve-maintenance





Die Treiber für das „Internet der Dinge“ ...

30

(1) Miniaturisierung & Preissenkung von Chips

(2) Hoher Vernetzungseffekt

(3) Große Datenmengen

08.04.2016 Innovationsperspektiven Industrie 4.0 / IoT

Das Internet der Dinge: „Smart Everything“

31

IoT in der Industrie

32

Intelligente Logistik: Solar-betriebene

Mülleimer, die historische Daten speichern, über

GSM ihren aktuellen Füllstand kommunizieren

Assistenzsysteme für MitarbeiterInnen in der

Produktion (virtuelle Realität)

Source: http://www.nuveon.de

Vernetzte Produkte ermöglichen zuverlässige

Rückmeldungen über die Nutzung und das

Nutzungsverhalten: neue Geschäftsmodelle

(Service, Ersatzteilmanagement, etc.)

Dezentrale Intelligenz in der Fertigung

Füllstands-Information auf Behälterebene

Component-level Technology

Source: http://www.wuerth-industrie.com/

Source: http://www.bigbelly.com/solutions/stations/smartbelly

08.04.2016 Instandhaltung 4.0

IoT in der Instandhaltung

33

Condition Monitoring: Die Erfassung von

Umgebungsparametern ermöglicht die Überwachung

der Zustände und Analyse von Zusammenhängen

Source: http://www.evolaris.net/

Anbinden und Sammeln von Sensor-,

Maschinendaten: Internet-basierte

Kommunikationsprotokolle, Cloud-Services, usw.

Source: https://linemetrics.com/

Assistenzsysteme für MitarbeiterInnen in der

Instandhaltung (Wartungsanweisungen,

Handbücher, usw.)

Source: http://www.parstream.com http://www.envisioncn.com/

Source: http://www.messfeld.com/

Predictive Maintenance: Erfassung von Sensor-

Datenströmen in Echtzeit, Big-Data-Analyse,

Planung von Instandhaltungsmaßnahmen, usw.

08.04.2016 Instandhaltung 4.0

1. Verteidigung bzw. Rechtfertigung der

IH-Kosten

2. Erfüllungsorgan der Produktion

3. Fokussiert auf Technik

4. Ausgerichtet auf operative

Problemlösungen

5. Tagesgeschäft dominiert

Entscheidungen

6. Individuelle, unvollständige

Aufzeichnungen

7. Personalentscheidungen basieren auf

Kostenvorgaben und aktuellen Daten

1. Zukunftsgerichtete Begründung von

IH-Kosten und Wirtschaftlichkeit

2. Strategisch positionierter interner

Dienstleister

3. Gesamtheitliches Anlagen- und

Leistungsmanagement

4. Ausgerichtet auf taktisch-strategische

Problemvermeidung

5. Langfristig ausgerichtete daten- und

fakten-basierende Entscheidungen

6. Lückenlose, vollständige Nachweis-

und Dokumentationspflichten

7. Systematische Personalentwicklung

erfolgt auf Basis strategischer Kern-

kompetenzen

„Traditionelles“ IH-Management „Modernes“ IH-Management

Zusammenfassung: Wandel in der Instandhaltung


Zusammenfassung

Gibt es einen Weg aus dem „Dschungel der

Standards”?

“Maintenance by Design“: Frühzeitige

Einbeziehung von instandhaltungsrelevanten

Überlegungen im vernetzten Produktions-prozess

(vgl. Auch Ansätze wie TPM, TAM, LCM usw.)

Gibt es ein digitales Pendant zum

“Maschinenflüsterer”?

Training und Ausbildung: Dokumentation,

Management und Erweiterung des Wissens in den

Instandhaltungsteams

Definition von Regeln und Prozessen zum

Management, Transfer und Teilen von Daten („Data

Sharing Economy“)

Gewinnung von Information und

(handlungsweisendem) Wissen aus den Daten

(Analytik, Added Value)!

Mit kleinen Schritten starten – wichtig ist jedoch:

zu starten! (z.B. Condition Monitoring)


DI Georg Güntner

Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H.

Internet of Things | Industrial Internet

Jakob-Haringer-Straße 5/3 | Salzburg, Austria

Tel. +43 662 2288-401 | Fax +43 662 2288-222

[email protected]

Besuchen Sie uns auf http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ Georg Güntner ist Leiter des Themenfelds Industrial Internet und Senior Researcher bei der Salzburg

Research Forschungsgesellschaft. Die Schwerpunkte seiner Forschungstätigkeit liegen im Bereich der

Begleit- und Akzeptanzforschung von Internet-Technologien und des Internets der Dinge in Produktions- und

Instandhaltungsunternehmen, sowie im Bereich der semantischen Technologien, Wissensrepräsentation und

Enterprise Information Integration. Er leitete das Sondierungsprojekt „Instandhaltung 4.0“ bei Salzburg

Research.

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