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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Betriebliche Instandhaltung im Wandel zur Industrie 4.0
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 … Prof. Dr. Lennart Brumby
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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. Prof. Dr. Lennart Brumby
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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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