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Erste Ergebnisse des VDI-FML-Fachbereichs A3 Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme von Maschinen und Anlagen 25.09.2008 Martina M. Maier

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Page 1: Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme · PDF fileErste Ergebnisse des VDI-FML-Fachbereichs A3 Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme von Maschinen

Erste Ergebnisse des VDI-FML-Fachbereichs A3

Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme von Maschinen und Anlagen

25.09.2008Martina M. Maier

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Gliederung

� Der Fachbereich A3: Zuverlässigkeit in der Intralogistik

� Verfügbarkeit heute

� Abnahmen heute

� Leistungsverfügbarkeit

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� Ablauf zukünftiger Abnahmen

� Ausblick

25.09.2008Martina M. Maier

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VDI-Gesellschaft Fördertechnik, Materialfluss, Logistik

Zuverlässigkeit in der Intralogistik3

Logistik

25.09.2008Martina M. Maier

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Ziel und Struktur

� Leiter: Prof. Michael ten Hompel, TU Dortmund

� Ziel: � Bearbeitung der Aspekte Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Instandhaltung in der Intralogistik

� Erstellung neuer technischer Regeln zu den speziellen

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� Erstellung neuer technischer Regeln zu den speziellen Anforderungen

� Derzeit: Leistungsverfügbarkeit zur Beurteilung intralogistischerAnlagen

� Arbeitsweise:� Gründung: Mai 2007

� seitdem 15 Sitzungen, in Düsseldorf, Offenbach, Beckum oder als Telefonkonferenz

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Mitglieder und Vernetzungen

� Mitglieder:� Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik

� Uni Stuttgart

� Dematic

� P&L Hoffbauer

Vernetzungen:

� TU Ilmenau

� SSI Schäfer

� BEUMER

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� Vernetzungen:� VDMA

� FEM

� VDI-Gesellschaft Systementwicklung und Projektgestaltung, Kompetenzfeld Zuverlässigkeit

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Definition nach den RichtlinienVDI 3580, VDI 3581, VDI 3649

Verfügbarkeit heute6

VDI 3580, VDI 3581, VDI 3649

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Heutige Kenngrößen

� MTBF: Mean Time BetweenFailure

MTTR: Mean Time to

Einschaltzeit und Ausfallzeit MTBF und MTTR

� Einschaltzeit

� AusfallzeitET

AT

7

MTTRMTBF

MTBFV

+=

� MTTR: Mean Time toRepair

� Verfügbarkeit:� Verfügbarkeit:

E

AE

T

TTV

−=

A

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Verknüpfung zur Gesamtverfügbarkeit

� Gewichtungsfaktor k� Nach Redundanz

Nach Durchsatz

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Boole´sche Verknüpfung Gewichtungsfaktoren

� Nach Durchsatz

� Nach Funktion

25.09.2008Martina M. Maier

∑−=i

AiE

iTk

TV

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Erfahrungen aus der Praxis

Abnahmen heute9

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Voraussetzungen im Idealfall

� Intralogistische Anlage, z.B. Hochregallager mit mehreren Gassen, Fördertechnik zur Verbindung des HRL vom Wareneingang aus, mit den Arbeitsplätzen und Warenausgang

� Zeitpunkt des Verfügbarkeitstest:

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� Zeitpunkt des Verfügbarkeitstest:3-6 Monate nach Inbetriebnahme

� Gut eingearbeitetes Personal

� Betreiber ist grundsätzlich zufrieden

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Ablauf

� Protokoll der Stillstände� Ca. 80 Stillstände an 5 Testtagen

� Gesamtdauer ca. 12 h

� Mittlere Dauer ca. 10 min

� Bewertung als techn. Störung oder betreiberbedingtenStillstand

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Stillstand� Ca. 6 der 80 Stillstände sind echte technische Störungen

� Gesamtdauer ca. 50 min

� Gewichtung� Resultierende Ausfalldauer ca. 8 min

� Berechnung der Gesamtverfügbarkeit� Vertraglich relevante technische Verfügbarkeit 99,x%

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Ergebnis

� 5 Arbeitstage, mind. 3 Personen

� Besprechungen über Wertung der Stillstände

� Formaler Abschluss des Vertrags

� Bestätigung der Erfahrung: die Anlage

Aufwand Nutzen

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� Besprechungen über Wertung der Stillstände

� Ggf. Simulation eines höheren Durchsatzes

� Bestätigung der Erfahrung: die Anlage läuft stabil

� Der Verfügbarkeitswert gibt keinerlei Auskunft über die tatsächlichen Stillstände

� Aufwendig und teuer bei begrenzter Aussagekraft25.09.2008Martina M. Maier

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Die neue Kenngröße

Leistungsverfügbarkeit13

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Begriffsdefinition – zurück zu den Grundlagen

VDI 4001, Blatt 2: Terminologie der Zuverlässigkeit:

„Verfügbarkeit:

Wahrscheinlichkeit, eine Einheit zu einem gegebenen Zeitpunkt

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Wahrscheinlichkeit, eine Einheit zu einem gegebenen Zeitpunkt

in einem Zustand anzutreffen, in dem sie eine geforderte

Funktion unter gegebenen Bedingungen erfüllen kann,

vorausgesetzt, dass die erforderlichen äußeren Mittel

bereitgestellt sind.“

25.09.2008Martina M. Maier

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Definition Leistungsverfügbarkeit

Leistung

Akt des Leistens

Prozess der Leistungserbringung

(Arbeitseinsatz) innerhalb einer

bestimmten (vorgegebenen) Zeitspanne

LeistungsressourcenZur Durchführung des Prozesses erforderliche personelle und technische Ressourcen

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Ressourcen

Ergebnis dieses ProzessesAnhand bestimmter Kriterien als ordnungsgemäß eingestuft und mit einem bestimmten Wert versehen

Leistungs-verfügbarkeit

Beschreibt, inwieweit ein Prozess anforderungsgemäß durchgeführt und das geforderte Ergebnis termingerecht fertig gestellt werden kann. Dies schließt ein, dass zum Zeitpunkt des Abrufs die zu Leistungserstellung notwendigen Ressourcen verfügbar sind, und zwar unabhängig von auftretenden Unsicherheiten, d.h. Schwankungen des Bedarfs oder von Störungen.

Nach Wittenstein, Anna-Katharina: Bedarfssynchrone Leistungsverfügbarkeit in der kundenspezifischen Produktentwicklung. Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2007. Jost-Jetter, 2007 (IPA-IAO Forschung und Praxis 463). – ISBN 978-3-939890-19-5 , S. 34

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Verwendung in der Praxis (I)

� Definition der relevanten Geschäftsziele

� z.B. Lager und Kommissioniersystem:Waren auftragsgerecht zusammenstellen und rechtzeitig versenden

� Konkrete Anforderungen an den wichtigen Schnittstellen den Anlage

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Anlage

� Annahme von Warenpaletten am Wareneingang gemäß Materialflussdaten

� Auslastung des Kommissionierarbeitsplatzes gemäß Materialflussdaten

� Tourenreine Bereitstellung der Auftragspaletten gemäß Materialflussdaten am Warenausgang

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Verwendung in der Praxis (II)

� Definition der Randbedingungen (Lasten- und Pflichtenheft)

� Festlegung der maximal tolerierbaren Wartezeit

WareneingangKommissionier-

Warenausgang

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WareneingangKommissionier-

arbeitsplatzWarenausgang

Normalleistung 30 Paletten/h 72 Paletten/h 20 Paletten/h

Maximalleistung 40 Paletten/h 90 Paletten/h 40 Paletten/h

TolerierteWartezeit

1 min, 48 sek/h 1 min, 30 sek/h 1 min, 12 sek/h

Resultierende Leistungs-verfügbarkeit

97% 97,5% 98%

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Eine Vision

Ablauf zukünftiger Abnahmen18

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Verfügbarkeitsnachweis (I)

� Festlegung des Beobachtungszeitraums

� z.B. 5 Tage, je 2 Schichten

� Einteilung in Zeitabschnitte

� Jeweils 2 h, ergibt 40 Abschnitte

Für Einhaltung der Randbedingungen sorgen

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� Für Einhaltung der Randbedingungen sorgen

� Protokollierung der erbrachten Leistung und der Wartezeiten für jeden Abschnitt

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Verfügbarkeitsnachweis (II)

� Bewertung der Wartezeiten

� Die geforderte Leistung wurde erbracht: evtl. Wartezeiten werden nicht angerechnet

� Die Randbedingungen wurden nicht eingehalten: derzeit in Diskussion: der Abschnitt wird nicht gewertet oder

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derzeit in Diskussion: der Abschnitt wird nicht gewertet oder Wartezeiten werden nicht angerechnet

� Andernfalls: Summierung der angefallenen Wartezeiten

� Mittelwert der Wartezeiten aus den gewerteten Zeitabschnitten

� resultierende Leistungsverfügbarkeit

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Erwartete Vorteile

� Geringerer Aufwand� Wichtige Schnittstellen statt jede Anlagenkomponente� Regelbar durch Anzahl der Zeitabschnitte� Keine generelle Ursachenanalyse bei Wartezeiten

� Wenige EinflussgrößenZu erbringende Leistung

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� Zu erbringende Leistung� Randbedingungen� Wartezeit

� Auskunft über das Erreichen der Geschäftsziele� Direkter Zusammenhang: Leistungsverfügbarkeit ↔ Zielerfüllung

� Eindeutiger Kennwert� Keine willkürliche Wertung von Anlagenteilen

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Wie geht’s weiter?

Ausblick22

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Geplante nächste Schritte

� Präzisierung

� Nächste Arbeitssitzung: Am 30. September per Telefonkonferenz

� Simulationsstudien an der TU Dortmund und der Uni Stuttgart

Test an bestehender Anlage zur Bewertung der Kenngröße

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� Test an bestehender Anlage zur Bewertung der Kenngröße Leistungsverfügbarkeit

� Test an neuer Anlage zur Bewertung der Durchführbarkeit des Nachweises

� Formale Details

� Entwurf (Gründruck): 2009

� 4-6 Monate Einspruchsfrist25.09.2008Martina M. Maier

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Ihr Beitrag

� Mitarbeit im VDI-FML-A3

� Test an Ihrer bestehenden Anlage

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� Test an Ihrer geplanten Anlage

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Kontaktdaten

Vielen Dank25

Dipl.-Geogr. Josefa WolfVDI-FML, Düsseldorf Telefon: +49 (0)2 11 62 14-2 62 E-Mail: [email protected]

Dipl.-Ing. Martina M. Maierirp, TU IlmenauTelefon: +49 (0) 7345 92 99 67E-Mail: [email protected]

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