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Real Time Maintenance®
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Nachhaltiges Konzept zur Reduzierung der Instandhal tungskosten &
Steigerung der technischen Verfügbarkeit
MTU, Bernhard Roland
3. RTM Forum – 15.04.08 StuttgartRTM & CMS – Konzept MTU Friedrichshafen
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Inhaltsübersicht
� Vorstellung MTU & Bernhard Roland
� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit
� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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Vorstellung MTU & Bernhard Roland
Ein Unternehmen der Tognum-Gruppe
MTU Friedrichshafen GmbH
Diesel- und GasmotorenAntriebs- und Energiesysteme
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Vorstellung MTU & Bernhard Roland
Tognum ist einer der führenden Anbieter von schnellaufenden, leistungsstarkenDieselmotoren und kompletten Antriebssystemen für Schiffe, schwere Land- und Schienenfahrzeuge, Industrieantriebe und dezentrale Energieanlagen („Off-Highway-Anwendungen“).
Die Geschäftstätigkeiten umfassen Dieselmotoren, Elektroniksysteme, Gasmotoren und Gasturbine, Einspritzsysteme und Gelenkwellen sowie dezentrale Energieanlagen auf Diesel- und Gasmotoren- bzw. Brennstoffzellen – Basis.
Im Jahr 2007 erzielte die Tognum – Gruppe einen pro-forma Umsatz von 2.835 Mio. €. Die Unternehmensgruppe beschäftigte zum 31.12.2007 weltweit 8.100 Mitarbeiter
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Vorstellung MTU & Bernhard Roland
� Maschinenbautechniker
� Seit 2002 in der MTU – Friedrichshafen,als TPM – Koordinator
� Seit 2007 Teamleiter der Instandhaltungsplanung (12 Mitarbeiter)
� Hauptaufgabenschwerpunkt der IH-Planung ist dieWeiterentwicklung des TPM – Prozesses und insbesondereder präventiven Instandhaltung.
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Inhaltsübersicht
� Vorstellung MTU & Bernhard Roland
� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit
� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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Instandhaltungsstellen Technische PlätzeEquipments
Forschungsaufgabe: „RTM – Leitfaden“ konstruieren Die Einführung des Real Time Maintenance erfolgt in sechs Schritten
Steuerungsebene: Parameter, Grenzwerte
Efector Octavis Software
Zellenebene:Auswertung, Visualisierung
OPC ServerOPC Client
Planungsebene:Instandhaltungsmeldungen
SAP ERP EAMEmail - Remote
Leitebene:Instandhaltungsregeln
RTM AddOn
Aktor / Sensorebene: Signale, Sensoren
Sensoren digitalanalog…. SPS
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Diagnoseprozess: „Real Time & Trend – Historie“
Betriebstunden-ErfassungNutzlaufzeit - Erfassung
Öl-TemperaturRücklauf Hydr.
Amplitutenwerterfassung der
Messsystem
TemperatursensorLeistungsteile Antriebe
L L L
Lagerüberwachung Hauptspindel
LL
X Y Z
Achs-Ströme / Erfassung Zustand CNC-Achsen
Testprogramm ( immer gleiche Bedingungen )
B
Druckluft –Lecktagenerfassung
Schritt 1 u. 2 Schritt 3
Historie aufVSE 100
time
cond
ition
„Crash-Recorder“in Diagnose-Elektronik
VSE 100
DiagnoseHistorie SQLNach IntervallAchsenstrom
OPC Server&
OPC Router
„Langzeittrend“Historie
time
cond
ition
Schritt 4
RTM AddOnZentraler Rechner• Diagnose• Auswertung• Visualisierung• Trendverlauf• Historie• Instandhaltungs-Meldungen per Mail u. SAP PM
Schritt 5 u. 6
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Reaktiv
Präventiv
Zukünftig
30%Reaktive IH
60%
Präventive IH
10%
Condition Monitoring
Steigerung der präventiven Instandhaltung
Die Instandhaltungsmeistereien sollen zukünftig durch die „zentrale AV“ gesteuert werden
70%Reaktive IH
30%Präventive IH
Reaktiv
Präventiv
Gestern
Instandhaltungsstrategie- & Organisation
Condition Monitoring &Real Time Maintenance
SAP PM
Visualisierung,MDE, BDE,Kennzahlen
Höchstes OptimierungspotenzialHöchstes Risiko: Faktor Mensch
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Inhaltsübersicht
� Vorstellung MTU & Bernhard Roland
� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit
� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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Risikoanalyse der Instandhaltungsstellen /Entscheidungsmatrix für das Condition Monitoring System
Servicesignal Fernsteuersignal
geringmittelgeringgeringgeringPneumatik
mittelgeringgeringmittelgeringHydraulik
mittelmittelgeringgeringmittelLader
hochhochhochmittelgeringArbeitspindeleinheit
mittelhochhochgeringgeringMesssystem
mittelmittelgeringgeringmittelWZ - Wechsel
geringgeringgeringhochmittelKSS
hoch (X, Y, Z)
hoch
gering
Teilespektrum
hoch
mittel
hoch
Materialkosten
mittelmittelgeringAchsen
mittelgeringgeringElektronik
hochhochgeringRundtisch / Palette
InstandsetzungszeitAusfallzeitAusfallhäufigkeitBaugruppen
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Ergebnis der Risikoanalyse mit Darstellung der möglichen Messorte, Messpunkte und Diagnoseverfahren – bezogen auf Equipment & Baugruppe
+/-
+
-
+
+
+/-
+/-
+
-/+
+
CMS
Für Fangschaltung, Evtl. für RTM – AktionManuelle Signalüberprüfung
Servicesignal Fernsteuersignal
Zuleitung Maschine
In Rücklauf
Lt. Auflistung von H.Hillebrand/H.Bauer
Evtl. Auswerteeinheit im Schaltschrank
Offen
Offen
Entf. (direkt aus Wandler / Phoenix
MCR)
Bereich Achsantrieben
Entf.
Einbauort
Leckagensensor+ zwei digitale Zustandssignale
Temperatursensor
3-4 SchwingungssensorenEvtl. Ölanalysesensor
AmplitudenmessungRückspr. Heller; Marktanalyse vorh. System
Öltemperatur über Hydrauliksensor,ggf. ZUPRO (Dehnung, Stauchung)
offen
Stromaufnahme aus Achs-CPUggf. ZUPRO
Temperatursensor für den Schaltschrank
StromaufnahmeCrasherfassung über HP-Spindel
Sensorik
Ursache: Druckluftlecktagen, -kostenPneumatik
Ursache: Ölverschleißhohe Temperatur durch def. Teile, Ölverluste
Hydraulik
Ursache: Lager, Konus, Verschmutzung, Lüfter, Temperatur
Ursache: Verschmutzung, VerschleißFührungen,
Ursache: Verschleiß, Übergabepos., WZ –Datenverwaltung
Befragung IH-MA (Verschmutzung Siebtrommel, Verschleiß
Ursache: Verschleiß, CrashEinbau, Verschmutzung, Steifigkeit, Dehnung
Ursache: evtl. Leistungsteil
Ursache: Crash/Feuchtigkeit
Ursache
Lader
Arbeitspindeleinheit
Messsystem
WZ – Wechsel
KSS
Achsen
Elektronik
Rundtisch / Palette
Baugruppen
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Diagnoseprozess: „Real Time & Trend – Historie“
DiagnoseHistorie SQLNach IntervallAchsenstrom
OPC Server&
OPC Router
„Langzeittrend“Historie
time
cond
ition
RTM AddOnZentraler Rechner• Diagnose• Auswertung• Visualisierung• Trendverlauf• Historie• Instandhaltungs-Meldungen per Mail u. SAP PM
Betriebstunden-ErfassungNutzlaufzeit - Erfassung
Öl-TemperaturRücklauf Hydr.
Amplitutenwerterfassung der
Messsystem
TemperatursensorLeistungsteile Antriebe
L L L
Lagerüberwachung Hauptspindel
LL
X Y Z
Achs-Ströme / Erfassung Zustand CNC-Achsen
Testprogramm ( immer gleiche Bedingungen )
B
Druckluft –Lecktagenerfassung
Historie aufVSE 100
time
cond
ition
„Crash-Recorder“in Diagnose-Elektronik
VSE 100
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RTM – Überwachungsmatrix für BAZ & WZM„Konzept für Echtzeit- & Historiendiagnose“
Baugruppe Spindel Motor Getriebe X - Y - Z - B - Achse n Hydraulik Druckluft Messsystem Achsantriebe
Wälzlager Spindelwelle
Wälzlager Antriebswelle
Wälzlager Getriebe- stufen Wellen
CNC-Achsen Führungsbahn Kugelrollspindel
Rücklauf Öl - Behälter
Drucksystem Schaltschrank Schaltschrank
Messstelle Spindel Motor Getriebe Servoregler, Achs - CPU Hydraulik-Öl Wartungs-einheit Messsystem Netzteil
MessartenSchwingung x x x xTemperatur x x x xVolumenstrom xDruck x xStrom x x x xDrehmoment x
MesszeitpunktFertigungsprozess x x x x x x xReferenzlauf Trigger x x x x
DiagnosesignalVerschleiß x x x xUnwucht x x xStoß x xKollision x xÜberlast x xSchmiermangel x x xWeg - Genauigkeit x
DiagnosezeitpunktEchtzeit x x x x x x x xLangzeittrend Historie x x x x x x
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Diagnosekonzept für BAZ & WZM - Beispiel BAZ HELLERCMS integriert in Server- Workstation
• Visualisierung• Diagnose• Tiefendiagnose• Auswertung• Analyse• Trendverlauf• IH - Meldungen• Remoteservice• Historie• Ampel
• Visualisierung• Diagnose• Tiefendiagnose• Auswertung• Analyse• Trendverlauf• IH - Meldungen• Remoteservice• Historie• Ampel
SchwingungStromDrehmomentPositionDrehzahlDruckTemperaturVolumenstromTrigger Referenz
ConditionMonitoring
Tool
LangzeittrendSQL DB - z. B.Achsenanalyse
Visualisierung TrendVerschleißverhalten
Echtzeit & Trend - Historie
Instandhaltungs-Meldung per eMail / SMS
Instandhaltungs-Meldung / Auftrag
Im SAPOPC Server
& Router
Condition Monitoring &Tiefendiagnose an der Workstation - Client
SoftwarepaketRTM 3.0
Remoteservice – Diagnosemittels VPN durch Experte oder Masch.- Hersteller
Ferndiagnose
Daten aus CMS - Sensorikvorh. o. zusätzlich
Daten aus SPS – PLC Analogwerte aus DB
Laufleistung
Ver
schl
eiß
Zustand i. O.
Inspektion erforderlich
Instandsetzung erforderlich
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Inhaltsübersicht
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� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit
� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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RTM 3.0 ProzessskizzeFunktion und Adaption
OPC Server…OPC Router
RTM 3.0 Middleware
MS SQL
Verschleißdaten, Messdaten, Messwerte,Physikalische Messgrößen digital o. analog
DB – OEE, MTBF,MDE, BDE, SCADA,
Kennzahlen…
Daten aus S5, S7, 840D - SPS & PLC…
Vorhandene & zusätzliche Sensoren Datenbanken Steuerungen
SAP EAMbzw. R/3 PM
Leistungsbezogene Wartung: die Messwerte werden in Messbelege online zum MP am EQ eingetragen
Bei Verschleiß / Grenzwertüberschreitung wird online eine Meldung u. o. ein Auftrag auf dem TP o. EQ erstellt
Die Meld. / Aufträge aus Condition Monitoring und leistungsbezogener Wartung werden im SAP RTM Cockpit visualisiert
Bei Verschleiß / Grenzwertüberschreitung wird eine IH – Mail / SMS versendet
Bei OEE Unterschreitung wird ein Auftrag bzw. eine Meldung auf dem TP o. EQ Erstellt. Die Auswertung OEE erfolgt auf einer MS SQL DB
Daten aus MDE und BDE –SCADA Systemen können ins SAP oder eine DB übertragen werden.
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RTM 3.0„Die wesentlichen Funktionsmerkmale“
ZustandsorientierteInstandhaltung
LeistungsbezogeneWartung
Condition MonitoringEchtzeit & Trend
MaschinendiagnoseMaschinenhistorie
InstandhaltungsregelnBasis Messgrößen
Schnittstelle SAP PM
SchnittstelleOPC Server - DB
Schnittstelle OEEPerformance Analyser
SchnittstelleCMSpro Visualisierung
SchnittstelleeMail – SMS Account
Reduzierung der IH Kosten
Steigerung der Verfügbarkeit
Ausfallsicherheit der Produktionsanlagen
Ausnutzen der Abnutzungsvorräte
Wissensaufbau beiMaschinen & Equipment
RTMRTM3.0
Grundfunktionen Online Schnittstellen Nutzen - Vorteile
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Inhaltsübersicht
� Vorstellung MTU & Bernhard Roland
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� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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Werksspezifische Darstellung auf Standort - Werk, Abteilung und Maschinenebene – Ampeldiagnose bei EinstiegEbene 1
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Einstieg über Werksebene auf Maschinenebene => anschließend per „Doppelklick“ auf Equipment / Baugruppe z. B. AntriebstemperaturEbene 2
21.05.07 13:25
3568 h
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Verschleißanalyse auf Equipmentebene => direkter Vergleich.Beispiel am BAZ: Achsenhistorie, Spindelhistorie und GetriebehistorieEbene 3
Verschleiß – TrendanalyseBAZ Achse: X, Y, Z, BStrom, Drehmoment undSchwingung
Verschleiß – TrendanalyseBAZ Spindel: Wälzlager Kollision und UnwuchtTemp. & Schwingung
Verschleiß – TrendanalyseBAZ Getriebe - Motor: Wälzlager - GetriebestufenTemp., Strom & Schwingung
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Tiefendiagnose bei „Doppelklick“ auf Ampelanzeige – Trend / Historie der relevanten Verschleißparameter => Zeit- und MessgrößenbezugEbene 4
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� BMBF Projekt Verstand - Reduzierung der Instandhaltungskosten & Steigerung der Verfügbarkeit
� Teilprojekt CMS - Condition Monitoring System an Heller BAZ
� Teilprojekt RTM 3.0 - Real Time Maintenance – zustandsorientierte Instandhaltungsmeldung zur richtigen Zeit - per eMail / SMS - und SAP PM
� Teilprojekt CMSpro - Visualisierung der Diagnose / Echtzeit- & Historiendaten, komplexe Messungen an BAZ mittels Referenzlaufdiagnose
� Veränderung der Instandhaltungsstrategie mit CMS
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Die „Optimierungspyramide“ innerhalb der InstandhaltungDas MTU Projekt bezieht sich in der ersten Phase auf Ebene 2 und 3, dann auf 1 und zum Ende auf Ebene 4
Instandhaltungsstrategie- & Organisation
Condition Monitoring System &Real Time Maintenance
Visualisierung, MDE,BDE, OEE - Kennzahlen
ERPSAP PM
Direkte Wirkung auf dieInstandhaltungskosten &
Verfügbarkeitsoptimierung
Ebene 4
Ebene 3
Ebene 2
Ebene 1
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Condition Monitoring & RTM Prozess „Konsequents für die Instandhaltungsstrategie“Ebene 1
1 h
0,5 h
2 h
AufwandNeu / Jahr
…
+
reaktiv
+
+
+
TPM (Fertigung)
2 h
1 h
4 h
geplanterAufwandAlt / Jahr
…
nein
nein
Nein
jajaja
nein
nein
nein
größereDemontage erforderlich
…………
100 %Werkzeug-wechsler
~ 80 %~20 %Hydraulik
~ 50 %~ 50 %KSS
~ 20 %~ 80 %x-Achsey-Achsez-Achse
~ 80 %~20 %Getriebe
~ 80 %~20 %Motor
~ 30 %~ 40 %~ 30 %Spindel
nach Zustand
nach Nutzung
nach ZeitBau-
gruppen
Instandhaltungs-strategie
SAP -Organisation
Condition Monitoring System (CMS)
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Condition Monitoring & RTM Prozess „Vom Sensor bis ins SAP “Ebene 2
Condition Monitoring System (CMS)
InstandhaltungsregelnRTM 3.0
Instandhaltungsmeldung Auftrag im SAP RTM Cockpit
Instandhaltungs-Meldung eMail / SMS
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Anforderungen & Erwartungen an das Forum, ifm / i-for-T und die Maschinenhersteller
� Orientieren sich CM-Systeme am tatsächlichen Störverhalten / Ausfallverhalten?
� Wie wird zwischen den Branchen differenziert?
� Großindustrie (Papier, Stahl, Chemie etc)
� Automotiv (Transverstrasen, hohe Stückzahlen, etc.)
� Maschinenbau (geringere Stückzahlen und Automatisation
� Wie sehen bei andere Anwender die Konzepte aus (CMS / BDE / SAP)?
� Welche Optimierungspotentiale gibt es für das MTU – CMS?
� Wie haben sich durch CMS die IH- Strategien verhändert?
� Gibt es einen Trend zur Standardisierung von CMS für die Maschinenhersteller?