Betriebliche Instandhaltung im Wandel zur Industrie 4.0

Betriebliche Instandhaltung im Wandel zur Industrie 4.0 RETIBNE-Abschlusstagung Oldenburg, 07. März 2019 Prof. Dr.-Ing. Lennart Brumby

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Betriebliche Instandhaltung im Wandel zur Industrie 4.0

Instandhaltung im Wandel Beispiel Autoreparaturen – früher, heute und morgen

Früher

Heute

Morgen

(2)

„Kollege Bordcomputer hilft“

(3)

(1) Bildquellen: (1) http://ecx.images-amazon.com/images/I/51RYEQNeEtL._SY344_BO1,204,203,200_.jpg (2) http://www.mag-mobil.de/2013/speed/img/kfz-diagnose.jpg (3) http://winfwiki.wi-fom.de/images/thumb/6/62/Artesasbmw.png/350px-Artesasbmw.png

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Betriebliche Instandhaltung im Wandel zur Industrie 4.0

Überblick Instandhaltung als wertschöpfender Partner der Produktion Entwicklung in den letzten Jahrzehnten der betrieblichen Instandhaltung Digitalisierung und Vernetzung sind die neuen Treiber der betrieblichen Instandhaltung Erforderliche Kompetenzen für die betriebliche Instandhaltung werden immer vielfältiger

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Instandhaltung als Teilfunktion des betrieblichen Anlagenmanagements Anlagenlebenszyklus (Asset Life Cycle)

Anlagenbetrieb Anlagenplanung und -entwicklung

Beschaffung und Bereitstellung

Anlagenanlauf

Ausmusterung Instandhaltung und Verbesserung

Fokus des „traditionellen“ Instandhalters Prof. Dr. Lennart Brumby

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Herausforderungen der Instandhaltung im industriellen Umfeld Sorgetragen für einen konkurrenzfähigen Maschinenpark  Der Maschinenpark im industriellen Umfeld ist oftmals veraltet (38% der Nennungen)

Wissenssicherung in der Instandhaltung Das Durchschnittsalter in der Instandhaltung ist hoch:  Mehr als 75 % der Mitarbeiter der Instandhaltung sind älter als 35 Jahre alt  mehr als 45 % der Mitarbeiter sind zwischen 45 und 55 Jahre alt.

Quelle: Trendbericht Instandhaltungsleiter der Zukunft 2018

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Die Instandhaltung befindet sich im Wandel  Ausfälle und Fehlerursachen waren in der Regel offensichtlich  Typische Werkzeuge waren Hammer und Schraubenschlüssel

Instandhaltung früher

 Der Leiter der Instandhaltung war üblicherweise ein Meister

 Maschinentechnik ist komplex, Störungsursachen oft nicht eindeutig  Laptop und Smartphone sind die neuen Werkzeuge der Instandhaltung  Der Leiter der Instandhaltung ist üblicherweise ein/eine IngenieurIn Bildquelle: http://www.nikon-fotografie.de/vbulletin/picture.php?albumid=374&pictureid=38398

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Instandhaltung heute Bildquelle: http://www.paledo.net/39-0-Case-Study---Kernkraftwerk-Isar.html

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Heutige Anforderungen an das Instandhaltungsmanagement Betriebswirtschaftliche Einflussgrößen

Volkswirtschaftliche Einflussgrößen

 Erhöhte Verfügbarkeits-  Zunehmender Anteil anforderungen der Instandhaltungskosten am Brutto Steigende Anlagensozialprodukt kosten  Überproportionales Ansteigen der Schadensfolgekosten

 Stetiger Zuwachs des Anteils der Erwerbstätigen im Instandhaltungsbereich

Technologische Einflussgrößen

Sonstige Einflussgrößen

 Steigende Anlagenkomplexität

 Verschärfte Umweltund Arbeitsschutzvorschriften

 Höheres Anlagenalter  Moderne Informationsund Kommunikationstechnologien  Neue Diagnosetechnologien

 Zunehmende Ressourcenknappheit  Höheres Anforderungsprofil an Instandhaltungstätigkeiten

Instandhaltungsmanagement verstärkt im Fokus für den Unternehmenserfolg Der daraus resultierende Veränderungsprozess zeigt sich in unterschiedlichen Punkten des Anlagenmanagements In Anlehnung an: Wildemann 2009, S. 2

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Heutiges Aufgabenprofil des Instandhalters als Asset-Manager

Fokus des AssetManager  Mitwirken bei der instandhaltungsgerechte Anlagenkonstruktion  Definieren der benötigten Serviceleistungen des Anlagenherstellers  Reduzieren der Anlaufzeit  Verbessern der Energieeffizienz während des Anlagenbetriebs  Regelmäßiges Anpassen der anforderungsgerechten Instandhaltungsstrategie  Rückgewinnen von Komponenten und Ersatzteilen  …

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Überblick Instandhaltung als wertschöpfender Partner der Produktion Entwicklung in den letzten Jahrzehnten der betrieblichen Instandhaltung Digitalisierung und Vernetzung sind die neuen Treiber der betrieblichen Instandhaltung Erforderliche Kompetenzen für die betriebliche Instandhaltung werden immer vielfältiger

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Instandhaltungsstrategien im Wandel der Zeit WertschĂśpfungsorientierung

Ausfallorientierte Instandhaltung (Breakdown Maintenance) Zeitliche Entwicklung der Instandhaltung Prof. Dr. Lennart Brumby

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Instandhaltungsstrategien im Wandel der Zeit WertschĂśpfungsorientierung

Vorbeugende Instandhaltung (Preventive Maintenance) Ausfallorientierte Instandhaltung (Breakdown Maintenance) Zeitliche Entwicklung der Instandhaltung Prof. Dr. Lennart Brumby

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Instandhaltungsstrategien im Wandel der Zeit Wertschöpfungsorientierung

Zustandsabhängige Instandhaltung (Condition Based Maintenance) Vorbeugende Instandhaltung (Preventive Maintenance) Ausfallorientierte Instandhaltung (Breakdown Maintenance) Zeitliche Entwicklung der Instandhaltung Prof. Dr. Lennart Brumby

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Instandhaltungsstrategien im Wandel der Zeit Wertschöpfungsorientierung

Predictive Maintenance

agierend

Instandhaltung als Asset Management Ganzheitlich Produktive Instandhaltung (TPM) Zustandsabhängige Instandhaltung (Condition Based Maintenance) Vorbeugende Instandhaltung (Preventive Maintenance)

reagierend

Ausfallorientierte Instandhaltung (Breakdown Maintenance) Zeitliche Entwicklung der Instandhaltung

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Überblick Instandhaltung als wertschöpfender Partner der Produktion Entwicklung in den letzten Jahrzehnten der betrieblichen Instandhaltung Digitalisierung und Vernetzung sind die neuen Treiber der betrieblichen Instandhaltung Erforderliche Kompetenzen für die betriebliche Instandhaltung werden immer vielfältiger

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Vision Industrie 4.0

 Industrie 4.0 adressiert den

  

technologischen Wandel des Zusammenwachsens moderner Technologien der Informationstechnik mit klassischen industriellen Prozessen zu Cyber-Physical Systems (CPS).

Kernelement der Industrie 4.0 ist die intelligente Fabrik – die Smart Factory.

Neue Intensität sozio-technischer Interaktion aller an der Produktion beteiligten Akteure und Ressourcen.

Vernetzung von autonomen, sich situativ selbst steuernden, sensorgestützten und räumlich verteilten Produktionsressourcen inkl. derer Planungs- und Steuerungssysteme.

 Die Ziele von Industrie 4.0 erfordern eine Durchgängigkeit des Engineerings über den gesamten Lebenszyklus des Produkts und des zugehörigen Produktionssystems hinweg.

Quelle: BMBF 2012

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Digitale Technologien bilden die Basis der Smart Maintenance

Soziale Technologien

Cloud Plattformen für die Instandhaltung

Zustandsüberwachungs- und Remotesysteme

Smart Maintenance

3D-Druck von Ersatzteilen

Big Data in der Instandhaltung

Mobile Kommunikationssysteme

Bauteil-Identifikation (mittels RFID) Augmented Reality

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Industrie 4.0 aus Sicht der Instandhaltung 2.0

1.0

Arbeitsmaschinen Typische Störungsursachen

 Gebrochener Hebel

3.0

Fließband

4.0

Automatisierung

Kollaboration

 Fehler in der Steuerung

 Fehlerhafte Updates

 Gerissener Riemen

 Verkettete Fehlerfolge

…

 Synchronisation

 Signalfehler

…

…

…

Diagnose

leicht

mittel

schwer

 Viren, Trojaner

???

Informatik, … (?)

Erforderliche Kompetenzen in der IH

Elektronik, Steuerungstechnik, …

Elektrik, Logistik, …

Mechanik, Werkstoffkunde, …

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Überblick Instandhaltung als wertschöpfender Partner der Produktion Entwicklung in den letzten Jahrzehnten der betrieblichen Instandhaltung Digitalisierung und Vernetzung sind die neuen Treiber der betrieblichen Instandhaltung Erforderliche Kompetenzen für die betriebliche Instandhaltung werden immer vielfältiger

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Das demographische Problem in der Instandhaltung

Instandhaltung

?

Ingenieur- und Fachkräfte-Mangel („MINT-Lücke“)

Ein Großteil der Mitarbeiter aus Service und Instandhaltung werden in den nächsten Jahren in Ruhestand gehen.

 Die erforderliche Kompetenzssicherung im demographischen Wandel stellt die Instandhaltung vor besondere Herausforderungen.  Für qualifizierten Nachwuchs im Service- und Instandhaltungsbereich müssen Unternehmen bereits heute die Weichen stellen.

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Service und Instandhaltung in der akademischen Hochschulausbildung Nachfrage  Wachsender Bedarf nach hochqualifiziertem Service-/IH-Personal  Lernziele müssen dem interdisziplinären Angebot Charakter des Service & Instandhaltung gerecht werden  In der Vergangenheit kaum Hochschulangebote zu Instandhaltung  Hoher Praxisbezug erforderlich  Zahlreiche Bildungsangebote von REFA, Unternehmensberatungen … o.ä.  In letzten Jahren mehrere neue Hochschulangebote

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Studium Service-Ingenieurwesen an der DHBW Mannheim  Studienangebot innerhalb der Fakultät Technik  Studieninhalte sind ausgerichtet auf die speziellen Anforderungen des Aufgabengebiet des Service-Ingenieurs / Instandhalters  Enge Verzahnung von Theorie und Praxis  Abschluss: Bachelor of Engineering

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr.-Ing. Lennart Brumby VDI Studiengangsleiter Service-Ingenieurwesen Duale Hochschule Baden-Württemberg Mannheim Coblitzallee1-9 68163 Mannheim      

Obmann des DIN-Normungsausschusses 152-06-07 AA „Instandhaltung“ Stellv. Obmann des Expertpanels im Standardization Council Industrie 4.0 Mitglied diverser Normungsausschüsse im CEN/TC319 „Maintenance“ Mitglied im VDI-Fachausschuss 202 „Instandhaltung“; Mitverfasser zahlreicher VDI-Richtlinien zur Instandhaltung Mitglied im European Asset Management Committee (EAMC) der European Federation of National Maintenance Societies (EFNMS)

Tel. 0621-4105-1140 Fax: 0621-4105-1321 mailto: lennart.brumby@dhbw-mannheim.de

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