instandhaltung 4.0 bei den 6. informatics sapshots
Post on 19-Jun-2015
233 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Instandhaltung 4.0 Ergebnisse der Analyse der Bedürfnisse und Trends der Instandhaltung im vierten industriellen Zeitalter
Informatics SAPshots, Linz, 09.10.2014
Georg Güntner
Kurzfassung
Informatics SAPshots - Instandhaltung
Vortrag am 09.10.2014 (Courtyard Marriott Linz )
Kurzfassung
Wie wirkt sich der Trend zu Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und
Strategien der Instandhaltung aus? Welche Chancen, Gefahren und Möglichkeiten ergeben
sich durch den Einsatz von Internet-Technologien für die Branche? Wie schützen wir uns vor
unerwünschten Zugriffen auf die Daten unserer Maschinen und Sensoren? Was kommt auf die
InstandhalterInnen zu?
Antworten auf diese Fragen sucht ein in Salzburg gestartetes Sondierungsprojekt mit
Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“: Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Bedürfnis- und
Trendanalyse für die Branche im vierten industriellen Zeitalter vor.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 2
Salzburg Research
Die 1996 gegründete Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. ist die Forschungsorganisation des Landes Salzburg.
Salzburg Research ist am Techno-Z Salzburg angesiedelt und angewandte Forschung und Entwicklung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien.
Salzburg Research beschäftigt ca. 70 MitarbeiterInnen.
Forschungsbereiche Internet of Things | Industrial Internet
Knowledge and Media Technologies
Spatio-Temporal Data Mining, Qualitätsaspekte im Bereich geografischer Information (GI), GI-Softwaretechnologien
Begleitung und Optimierung der frühen Phase des Innovationsmanagements, Entwicklung von Businessmodellen
IT-Sicherheit und QoS Netzwerke
Computational Logistics
Die Kernaktivitäten umfassen angewandte Forschung, technologische und methodische Support- und Serviceleistungen, Koordination und Networking, Know-How-Transfer und Studien
www.salzburgresearch.at
09.10.2014 3
Forschung ist die
Brücke zur Zukunft
Instandhaltung 4.0
Wer ist der Instandhalter von morgen?
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 4
Quelle: Ingo Busch, verlag moderne industrie GmbH © fotolia.com
Das Sondierungsprojekt Instandhaltung 4.0
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 5
Sondierungsprojekt
Kurzbeschreibung de Projekts
Die Sondierungsmaßnahme “Instandhaltung 4.0” geht der Frage nach, wie
sich der von den Proponenten der “Industrie 4.0” postulierte Trend zur
Virtualisierung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der
Instandhaltung und auf die Instandhalter/innen auswirken wird.
Industrie 4.0 sieht Produktionsbetriebe als Cluster von “Cyber-Physical
Systems”, die man über webbasierte Dienste sowohl steuern als auch
überwachen kann.
Im Zuge einer Analyse werden Produktionsbetriebe im Hinblick auf ihre
Instandhaltungs-Bedürfnisse und -strategien befragt, Szenarien und
Metriken zur Virtualisierung erstellt, und eine österreichische Forschungs-
und Entwicklungs-Roadmap zum Thema “Instandhaltung 4.0” definiert.
Die Ergebnisse der Sondierungsmaßnahme stellen einen strategischen
Beitrag dar, den wir als Input zu anderen österreichischen Aktivitäten rund
um Industrie 4.0 verstehen.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 6
Eckdaten des Projekts „Instandhaltung 4.0“
Projektbezeichnung: Instandhaltung 4.0 (Akronym: IH40) http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ (Projekt-Website)
instandhaltung40@salzburgresearch.at (Kontakt E-Mail-Adresse)
http://srfg.at/i40-umfrage (als Anlaufstelle für die Online-Umfrage)
Förderprogramm: „Produktion für die Zukunft“ Beantragt im Call 4: September 2013
Programmlinie 2: Automatisierte Fertigungssysteme für die wandlungsfähige, flexible Produktion
Projektpartner Salzburg Research (Salzburg): Koordinator
dankl+partner (Wals)
Messfeld (Klagenfurt)
Bilfinger Chemserv (Linz)
Laufzeit: 01.02.2014 bis 30.04.2015
Projektvolumen Kosten gesamt: ~260.000 €
Förderung gesamt: ~200.000 €
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 7
Geplante Projektergebnisse
31.05.2014
• Bericht zur qualitativen Bedürfnis- und Trendanalyse (intern)
15.10.2014
• Bericht über Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instand-haltung
15.12.2014
• Szenarien der Instandhaltung 4.0
15.02.2014
• Informations-Integration in der Instandhaltung 4.0
15.04.2014
• Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap für Instandhaltung 4.0
8 09.10.2014 Instandhaltung 4.0
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 9
Industrie 4.0
Instandhaltung 4.0
„Integrated Industry – Next Steps“
Industrie 4.0 ist angekommen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 10
Quelle: ORF - www.orf.at (08.04.2014)
Quelle: Frankfurter Allgemeine
http://bit.ly/1huGs1E (06.04.2014)
Quelle: Die Welt - www.welt.de/126634304 (06.04.2014)
Industrie 4.0 im Überblick
Schlagworte
• High Tech Strategie (Deutschland)
• 4. industrielle Revolution
• Fabrik der Zukunft
• Industrial Internet
• Advanced Manufacturing
• Smart Factory
• Smart Production
Themen
• Cyber-physische Systeme (CPS)
• Internet of Things (IoT)
• Virtualisierung
• Machine-to-Maschine Kommunikation (M2M)
Kennzeichen
• Verknüpfung von klassischen Industrien mit Internettechnologien
• Horizontale Integration (Geschäftsprozesse)
• Vertikale Integration (Produktionszellen)
• Vernetzung und autonome Produktion
• Starke Individualisierung der Produkte
• Hoher Flexibilität der Serienproduktion
• Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Wertschöpfungsprozesse
• Kopplung von Produktion und hochwertigen Dienstleistungen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 11
Quelle: www.hightech-strategie.de/de/59.php
Industrielle Revolutionen
12 09.10.2014 Instandhaltung 4.0
Industrie 4.0 – Produktion der Zukunft
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 13
© Fraunhofer IWU (Prof. Matthias Putz): ServTec 2014 (März 2014)
Leitstudie: Zukunftsprojekt Industrie 4.0
Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 (acatech, April 2013)
Use Case 3: Intelligentes Instandhaltungsmanagement
Die indirekten Kosten ungeplanter Maschinenstillstände können die direkten Kosten einer Wartung oder Reparatur beträchtlich übersteigen. Mit antizipierenden Instandhaltungskonzepten lassen sich für die Betreiber die Folgekosten ungeplanter Stillstände deutlich reduzieren.
Kein ungeplanter Stillstand durch rechtzeitige Wartung bei Nennbetrieb
Mittels intelligenter, kostengünstig nachrüstbarer Sensorik können Daten über Lasten und Maschinenzustände in Echtzeit erfasst werden. Anhand dieser Daten können mit entsprechenden Algorithmen in Kombination mit lastabhängigen Zuverlässigkeitsanalysen detaillierte Prognosen über das Ausfallverhalten kritischer Komponenten erstellt werden. Diese Interaktionen ermöglichen den Mitarbeitern eine optimierte Instandhaltungseinsatzplanung und Ersatzteilbereitstellung. Komponentenabhängig kann die ideale Servicestrategie abgeleitet und konfiguriert werden. Ressourcen werden effizient eingesetzt und geschont. Ungeplante Stillstände werden reduziert und das betroffene Instandhaltungs- und Betriebspersonal unterstützt.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 14
H. Kagermann, W. Wahlster: "Umsetzungsempfehlungen für das
Zukunftsprojekt Industrie 4.0" (acatech, April 2013)
Hypothesen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 15
Instandhaltung 4.0
Ergebnisse
Methodik zur Erhebung der Bedürfnisse und Trends
Qualitative Analyse Für die Erhebung der Bedürfnisse wurde zunächst ein
Interview-Leitfaden als Basis für strukturierte Experten-Interviews entwickelt und es wurden zwölf ExpertInnen ausgewählt, die unterschiedliche Rollen in den Instandhaltungs-Prozessen haben.
Experten-Interviews (12 Experten)
Allgemeine Fragen zur Verbindung zw. Industrie 4.0 und Instandhaltung
Strategische Auswirkungen & innerbetriebliche Aspekte
Menschen und Instandhaltung 4.0
Treiber und Barrieren für Instandhaltung 4.0
Zeitraum: April – Mai 2014
Quantitative Analyse Die Ergebnisse der Experten-Interviews bildeten die
Grundlage für die Entwicklung einer Online-Umfrage, die zur Erhebung quantitativer Aussagen über die Bedürfnisse des Instandhaltungssektors von im deutschsprachigen Raum durchgeführt wurde.
Von 250 TeilnehmerInnen beendeten 116 den Fragebogen
Umfrage: Mitte Juni – Mitte Juli 2014
Zeitraum: Mai – Oktober 2014
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 16
Mark Markus und Robert Eckhoff im
Experten-Interview mit Gerhard Stöger,
Siemens AG
Instandhaltungsstrategien: heute und morgen
Die Instandhaltungsstrategien der
Zukunft sind zustandsorientiert
und vorausschauend
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)
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 17
Die Herausforderungen: nicht-technische überwiegen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 18
Die Zukunft der Instandhaltung ist mobil
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 19
Die Bedürfnisse der Instandhaltung
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 20
1: Produktionsausfälle verringern und vermeiden
2: Mit der IH auf dem neuesten Stand der IT-Technik sein
3: Kosten für Ersatzteilmanagement senken
4: Potentielle Anlagenstörungen frühzeitig erkennen
5: Gesamtkosten der Instandhaltung senken
6: Flexibilität der Produktion erhöhen
7: Planbarkeit von Anlagenstillständen erhöhen
8: Anlagenverfügbarkeit trotz Ausfall der IT beibehalten
9: Rufbereitschaftszeiten von IH-Mitarbeitern verringern
Vergleich zw. kleineren und größeren Unternehmen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 21
Unterschiede zwischen kleineren und größeren Unternehmen ergaben sich v.a. bei der Zufriedenheit mit der frühzeitigen Erkennung
potenzieller Anlagenstörungen (vgl. Aussage 4), und
mit der Zufriedenheit bei der Beibehaltung der Anlagenverfügbarkeit trotz Ausfalls der IT (vgl. Aussage 8).
Größere Unternehmen waren in diesen Bereichen signifikant zufriedener als kleinere Unternehmen.
Der Nutzen der Instandhaltung
Der größte Nutzen von
Instandhaltung 4.0 liegt
heute vor allem in folgenden
Bereichen:
Planung und Überwachung,
Auswertung und Schwach-
stellenanalyse
Anlagendokumentation.
An Bedeutung deutlich
gewonnen haben gegenüber
2010:
Planung und Überwachung
Kostenerfassung und
-Kontrolle
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 22
Erfassung instandhaltungs-relevanter Information
Instandhaltungs-relevante Informationen werden am häufigsten mit Hilfe
einer Instandhaltungs-Software (72%) und hier maßgeblich durch manuelle
Eingabe in IT-Programme erfasst (56%). Dies erklärt auch die Popularität
der mobilen Endgeräte als geplante Instandhaltungs-Maßnahme.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 23
Kompetenzprofile: heute und morgen
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 24
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
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 25
Quelle: www.weiterbildungsmarkt.at/magazin/kommunikation-der-technik-
herausforderungen-fuer-die-instandhaltung-im-vierten-industriellen-zeitalter/ Quelle: http://business24.ch/
Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 1
Stand der Umsetzung
Die vierte industrielle Revolution lässt auf sich warten
Wenige Unternehmen haben Virtualisierungsmaßnahmen in der Instandhaltung umgesetzt
(zw. 5 % und 20%). Pilotprojekte sind oft zu breitflächig angelegt (=> hohe Erwartungen).
Die Ergebnisse der bereits durchgeführten Pilotprojekte haben nicht immer die Erwartungen
erfüllt. Deswegen kam es kaum zu einer Ausrollung von Pilotprojekten.
Die technischen Maßnahmen sind nicht ausreichend mit den damit einhergehenden
organisatorischen Maßnahmen synchronisiert.
Ansätze wie Total Asset Management, Total Cost of Ownership und Wissensmanagement
haben Potenzial
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 26
Total Asset Management
Quelle (mit freundlicher Genehmigung): Prof. Lennart
Brumby, Duale Hochschule Baden-Württemberg
Mannheim – Remote Service Forum (Feb. 2014)
Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 2
IT-Aspekte
Ein systematischer Datenaustausch ist noch selten (mangelnde Standardisierung, mangelnde
Erfassung des Kontexts, mangelndes Vertrauen, fehlende „Data Agreements“, fehlendes „Data-
Banking“)
Cloud-Lösungen werden (noch) nicht genutzt (mangelndes Vertrauen)
Hoher Bedarf an „intelligenter“ Auswertung von Daten (Big Data, Datenanalytik)
Unklarheit über die Verantwortung für Sicherheitskonzepte (derzeit bei Maschinenherstellern
gesehen)
IT-Abteilungen als „Verhinderer“? Die IT muss die Infrastruktur (Netzwerke, Software) sicherer
machen und zum Dienstleister werden und organisatorisch enger mit anderen Bereichen
zusammengeführt werden.
Der schrittweise Weg zur Umsetzung erfolgt über Sensorik, Daten-Analytik, Condition
Monitoring, mobile Endgeräte, Ansätze aus dem Internet der Dinge und integrierte Software-
Lösungen.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 27
Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 3
Kulturelle und organisatorische Änderungen
Zusammenrücken von Produktion und Instandhaltung: Verschmelzung von IT und anderen
Abteilungen bewirkt Bedarf an Reorganisation. Das Management muss sich dieser
Herausforderung stellen.
Wandel von der Reparaturfähigkeit zur Funktionsfähigkeit (weg vom „Retter-Syndrom“ hin zum
„stillen Optimierer“).
Zahlen und Fakten (integrierte Sicht auf Planungs-, Sensor-, Betriebs-, Maschinendaten) sind
die Kernelemente zukünftiger Instandhaltungsstrategien: die Bedeutung der zustandsorientierten
und der vorausschauende Instandhaltung steigt.
Menschen in der Instandhaltung
„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.“
Die Komplexität steigt: neben der fachlichen Kompetenz ist soziale, methodische und IT-
Kompetenz gefragt.
Die Instandhaltungsbranche befürchtet einen Fachkräftemangel und erhofft sich durch den
Einsatz moderner Technologien (z.B. mobile Lösungen), dass der Beruf für junge Menschen
attraktiver wird.
Ausbildungsprogramme müssen auf den steigenden Bedarf an Soft-Skills reagieren.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 28
Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 4
Strategische Aspekte
Die von Industrie 4.0 ausgerufene horizontale Integration (Integration entlang des
Wertschöpfungsprozesses) unterstützt Lebenszyklus-Betrachtungen. Instandhaltung erhält
dadurch die Chance, vom Kostenfaktor zum Teil des Wertschöpfungsprozess zu werden.
Der Aufbau von Instandhaltungskompetenzen in den Betrieben nimmt zu, während Outsourcing
tendenziell abnimmt. Ausgelagert werden entweder sehr komplexe Aufgabenstellungen (z.B.
Roboterprogrammierung) oder sehr einfache Tätigkeiten (z.B. Malerarbeiten).
Während die zentrale Instandhaltung weiterhin die bedeutendste Organisationsform bleibt,
werden dezentrale Organisationsformen zugunsten von Profit-/Cost-Centers in den nächsten fünf
Jahren abnehmen.
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 29
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 30
Veranstaltungen &
Öffentlichkeitsarbeit
Wo finden Sie „Instandhaltung 4.0“?
SAPshots (Informatics) (09.10.2014), Courtyard Marriott Linz
AWO Roadshow (27.10.2014), Salzburg
IoT Talks (05.11.2014), Wien
Instandhaltungskonferenz 2014 (12.11.2014), Linz
AKIDA (19.-20.11.2014), Eurogress Aachen
Tagung Instandhaltung (IFC Ebert) (02.-03.12.2014), Nürnberg
FVI Campus (Frühjahr 2015), Gladbeck
Instandhaltungstage 2015 (21.-23.04.2015), Klagenfurt
Call for Papers
VIERNULL Magazin (http://www.viernull-magazin.de/)
Artikel zum Projekt „Instandhaltung 4.0“ (S. 72 ff.)
Website: http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 31
Referenzen
H. Kagermann, W. Wahlster: "Umsetzungsempfehlungen für das
Zukunftsprojekt Industrie 4.0" (acatech, April 2013, http://bit.ly/LKITPD)
G. Schuh, e.a.: “Intelligent Maintenance - Potenziale
zustandsorientierter Instandhaltung”, Studie im Auftrag von ifm
electronic gmbH, RWTH Aachen und Fraunhofer IPT, 2005
A. Dankl, A. Stuber: “Asset Manager 2010 - Marktstudie und Handbuch
zur industriellen Instandhaltung und zum technischen
Gebäudemanagement”, Trade Press Agency, www.physical-asset-
manager.eu, 2010
M. Schenk: „Innovative Lösungen für die Instandhaltung von Anlagen“;
11. Industriearbeitskreis "Kooperation im Anlagenbau"; Hrsg.: Michael
Schenk; Fraunhofer IFF, Magdeburg; 2010, 147 Seiten; Fraunhofer
Verlag, ISBN 978-3-8396-0045-0
VIERNULL Magazin (http://www.viernull-magazin.de/)
Quellen:
Bilder (falls nicht anders angegeben): © Fotolia
09.10.2014 Instandhaltung 4.0 32
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
georg.guentner@salzburgresearch.at
Besuchen Sie uns auf http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ Georg Güntner ist Senior Researcher in 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 leitet das
Sondierungsprojekt „Instandhaltung 4.0“ bei Salzburg Research.
© Salzburg Research Forschungsgesellschaft 2014. No reproduction without written permission. Certified in accordance with ISO 9001:2008
Machen Sie mit! Wir freuen uns über Ihre Anregungen und Gedanken zur Zukunft der Instandhaltung: Sie finden uns auf unseren
Veranstaltungen (Instandhaltungskonferenz, AKIDA, Instandhaltungstage) und über unsere Website. Per e-Mail
erreichen Sie uns unter instandhaltung40@salzburgresearch.at
top related