Smart Maintenance für Smart Factories

Transkript

1 Smart Maintenance für Smart Factories NEMAS 3.Innovationstreff 14. März 2016 Sven Wojciechowski Anlagen- und Servicemanagement, Fraunhofer IML Fraunhofer Seite 1

2 AGENDA Vorstellung Fraunhofer IML Was ist Industrie 4.0? Smart Maintenance für Smart Factories Ihr Weg zur Smart Maintenance Fazit Bild: everythingpossible / Fotolia.com Fraunhofer Seite 2

3 Joseph von Fraunhofer ( ) Forscher Entdeckung der»fraunhofer- Linien«im Sonnenspektrum Erfinder Neue Bearbeitungsverfahren für Linsen Unternehmer Leiter und Teilhaber einer Glashütte Deutsches Museum Fraunhofer-Gesellschaft Fraunhofer lines Fraunhofer Seite 3

4 DAS FRAUNHOFER IML Weltweit größte Logistikforschungseinrichtung Gegründet 1981 Ca. 500 Mitarbeiter/-innen 26 Mio. Umsatz Fraunhofer Seite 4

5 Organigramm Fraunhofer IML und verbundene Lehrstühle INSTITUTSBEREICHE MATERIALFLUSS- SYSTEME Prof. Dr. Michael ten Hompel Geschäftsführender Institutsleiter Division Director Information Management + Engineering Prof. Dr. Boris Otto UNTERNEHMENS- LOGISTIK Prof. Dr. Michael Henke Institutsleiter LOGISTIK, VERKEHR UND UMWELT Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen Institutsleiter Leiter Fraunhofer CML, Hamburg Prof. Dr.-Ing. Carlos Jahn Lehrstuhl Förderund Lagerwesen Lehrstuhl Supply Net Order Management Lehrstuhl Unternehmenslogistik Institut für Transportlogistik Institut für Maritime Logistik Fraunhofer Seite 5

6 Wertschöpfungsorientierte Instandhaltung Sicherung einer anforderungsgerechten Anlagenverfügbarkeit Passende Instandhaltungs-Strategien Zuverlässig verfügbare Ersatzteile Total Productive Management Strategie- Entwicklung Kooperations-Gestaltung Prozess-Gestaltung Kennzahlen Stammdaten- Management Passende Technologie und mobile Geräte Bestands- Optimierung Dienstleister- Auswahl Software-Auswahl Fraunhofer Seite 6

8 Industrie 4.0 Kennen Sie Industrie 4.0? Frage: Haben Sie bereits vom Begriff Industrie 4.0 und den damit verbundenen Veränderungen gehört? Deutschland (DE) Österreich (AT) Schweiz 40% 29% 31% 52% 22% 25% 59% 9% 31% Ja, ich kenne den Begriff Industrie 4.0 und habe von den damit verbundenen Veränderungen gehört. Ja, aber mir war bisher nicht klar, was er genau bedeutet. Nein. Quelle: CSC-STUDIE INDUSTRIE 4.0 Ländervergleich DACH, 2015 Fraunhofer Seite 8

9 Industrie 4.0 Internet der Dinge - Alles wird autonom! MENSCHEN planen, steuern, vernetzen LKW fahren Güter u. Waren autonom. Smarte Boxen damit die Ware sicher den Anforderer erreicht. REGALE ordern selber ihren Nachschub. Intelligente Behälter sagen was zu entnehmen ist. FAHRZEUGE und STAPLER organisieren sich im Schwarm. Fraunhofer Seite 9

10 Industrie 4.0 Ziele der Industrie 4.0 Durchlaufzeit Anlagenverfügbarkeit Reaktionsfähigkeit Bestandsreduzierung Beherrschung der Komplexität OEE steigern Kosten senken Kundenzufriedenheit erhöhen Fraunhofer Seite 10

11 Industrie 4.0 Coaster des Fraunhofer IML Mensch-Maschine-Schnittstelle Fraunhofer Seite 11

12 Industrie 4.0 InBin der intelligente Behälter Fraunhofer Seite 12

13 Industrie 4.0 Schwarmlogistik Forschungshalle für Zellulare Fördertechnik Fraunhofer Seite 13

14 Industrie 4.0 smartbox Zuverlässige Bereitstellung von Ersatzteilen direkt am Einsatzort. Fraunhofer Seite 14

16 Smart Maintenance für Smart Factories Mit intelligenter Instandhaltung die Industrie 4.0 vorantreiben Ergebnis des von der acatech begleiteten Projektes zur Bedeutung der Instandhaltung für den Standort Deutschland: Ohne Smart Maintenance wird die Vision der Industrie 4.0 scheitern! Projektleitung: Prof. Dr. Michael Henke (Technische Universität Dortmund, Institutsleiter Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML)), Prof. Dr. Axel Kuhn (Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML)) Laufzeit: 1.Dezember 2014 bis 30.September 2015 Gemeinsames Projekt von, Wissenschaft, Wirtschaft und Industrie- Verbänden Fraunhofer Seite 16

17 Deutschland braucht Smart Maintenance für die Industrie 4.0 Die industrielle Instandhaltung ist seit jeher für die Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung von Maschinen und Anlagen zuständig. Konventionelle Instandhaltung Mechatronische Komponenten Einzelne Maschinen & Anlagen Historische Daten & Erfahrungen Viel reaktive Instandhaltung Industrie 4.0 Digitalisierung & Automatisierung Vernetzte Systeme Informationsmanagement (Big Data) Nahe 100%-Verfügbarkeit Smart Maintenance Mehr Objekte & IT-Schwerpunkt Beherrschung der Komplexität Optimale Instandhaltungsmethoden Optimale Instandhaltungsstrategien Aufgabe der Instandhaltung ist es, bestehenden Maschinen und Anlagen mit neuen und Industrie 4.0-fähigen Technologien auszurüsten: Um überhaupt den Anforderungen der Industrie 4.0 gerecht werden zu können Um international gegenüber modernen Neu-Anlagen in Niedriglohnländern konkurrenzfähig zu bleiben Damit die Smart Factories der Industrie 4.0 langfristig erfolgreich betrieben werden können, muss sich die Instandhaltung zur Smart Maintenance weiterentwickeln. Fraunhofer Seite 17

18 Aktuelle und zukünftige Herausforderungen - Umfrageergebnis Welche Fähigkeiten werden aus Ihrer Sicht zukünftig für die Mitarbeiter der Instandhaltung eine Rolle spielen? 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Operative Fähigkeiten Technologische Fähigkeiten Methodische Fähigkeiten Organisatorische Fähigkeiten Geringere Rolle / Genau wie heute Größere Rolle als heute Die Qualifikationsbedarfe von Instandhaltern werden zukünftig in vielen Bereichen steigen aus rein auf die Technik fokussierten Instandhaltern müssen Anlagenmanager werden. Aus- und Weiterbildungskonzepte für ein Lebenslanges Lernen sind notwendig. Stichprobenumfang: sechzig vollständig ausgefüllte Fragebogen. Davon entfallen rund dreißig auf mittelständische Unternehmen und weitere dreißig auf großindustrielle Betriebe.. Fraunhofer Seite 18

19 Aktuelle und zukünftige Herausforderungen - Umfrageergebnis Wie ist die Instandhaltung auf die verschiedenen mit der Realisierung der Industrie 4.0 verbundenen Themen vorbereitet? 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Integration neuer Technologien Integration neuer Arbeitsmethoden Integration von Assistenzsystemen Daten Management Kurzfristig ausreichend vorbereitet Handlungs- und Entwicklungsbedarfe bestehen Die Instandhaltung ist nicht auf die Herausforderungen der Industrie 4.0 vorbereitet. Potenziale der Industrie 4.0 für die Instandhaltung können nicht genutzt und umgekehrt Potenziale der Instandhaltung für die Industrie 4.0 nicht erschlossen werden. Stichprobenumfang: sechzig vollständig ausgefüllte Fragebogen. Davon entfallen rund dreißig auf mittelständische Unternehmen und weitere dreißig auf großindustrielle Betriebe.. Fraunhofer Seite 19

20 Fokusthema Forschungslandschaft Produktion Logistik Lager, Intralogistik, Planung und Steuerung Produktentwicklung Nutzung Anlagen- und Fabrikplanung Supply Chain Management Zulieferer Instandhaltung Produktionsengineering Wissen und Bildung Distribution Beschaffung Geschäftsmodelle & Strategie Forschung und Entwicklung End of Life Auftragsabwicklung After Sales Services Analyse von über 100 Förderprojekten (~ 450 Mio. Euro) zur Industrie 4.0 Spitzencluster-Wettbewerb IKT 2020 Forschung für die Produktion von morgen AUTONOMIK für Industrie 4.0 AUTONOMIK - Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand microtec Südwest Forschungsvolumen in Euro Industrie 4.0 ist bisher überwiegend produktionsgetrieben Entwicklung der Industrie 4.0 allein über die Produktion birgt enorme Risiken: indirekte Produktionsbereiche werden abgehängt Insbesondere der Hochlohnstandort Deutschland muss sich auf die Weiterentwicklung von Qualität, Leistung und Kostenkontrolle der indirekten Bereiche fokussieren Vor allem kleine und mittelständische Unternehmen (kmu) verlieren ohne Unterstützung auf dem Weg zur Industrie 4.0 den Anschluss, da viele Unternehmen die Kosten- und die personellen Kapazitätsanforderungen parallel zum Betriebsalltag nicht alleine getragen werden können. Fraunhofer Seite 20

21 Die sechs Handlungsempfehlungen 1 Förderprogramme mit dem Fokus Instandhaltung 2 Nachwuchsförderung durch geeignete Ausbildung und Imagewechsel 3 Berücksichtigung von Sicherheit in Smart Factories 4 Rahmenbedingungen für neue Geschäftsmodelle in der Instandhaltung 5 Standardisierung und Normierung 6 Wissensmanagement Fraunhofer Seite 21

23 Der Weg zur Industrie 4.0 Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen Trennung von Produktion und Instandhaltung Überwiegend reaktive Instandhaltung Gewachsene starre Strukturen Stark personengebundenes Know-how Unstrukturiertes Ersatzteilwesen Keine verursachungsgerechte Kostenübersicht?????? Bild der Zukunft Übergreifende Planung von Produktion und Instandhaltung Risikobasierte Instandhaltung Flexible Maschinenkapazitäten und Personaleinsätze Wissensmanagement Anforderungsgerechtes Ersatzteilmanagement Ganzheitliche und transparente Kostenerfassung Fraunhofer Seite 23

24 Technologien Industrie 4.0 ermöglicht die Planung von Verfügbarkeit Anlagen- Struktur Ort Linie Baujahr Leistungsdaten Stücklisten Anlage/Equipment Ersatzteilwesen Lagerorte Lieferanten Lieferzeiten Bestände Produktion Produktionsprogramm Rüstwechsel Anlagen-Zustand Instandhaltungsbedarf Instandhaltung IH-Plan Störungen/ Historie Anleitungen Information & Kommunikation Bildquelle: Salvagnini Deutschland GmbH, Fiber-Laser Fraunhofer Seite 24

25 Technologien Zusammenführung von Informationen - Beispiel Historische Daten Betriebsdaten Planungsdaten Zustandsdaten Unvollständige Informationen erlauben (nahezu) ausschließlich reaktive und präventive Maßnahmen. Fraunhofer Seite 25

26 Technologien Zusammenführung von Informationen - Beispiel Gemeinsame Datenbasis Historische Daten Betriebsdaten Planungsdaten Zustandsdaten Genaue Berechnung des Ausfallrisikos Prognose des Instandhaltungsbedarfs Planung der Instandhaltungstätigkeiten Fraunhofer Seite 26

27 Der Weg zur Industrie 4.0 Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen Trennung von Produktion und Instandhaltung Überwiegend reaktive Instandhaltung Gewachsene starre Strukturen Stark personengebundenes Know-how Unstrukturiertes Ersatzteilwesen Keine verursachungsgerechte Kostenübersicht?????? Bild der Zukunft Übergreifende Planung von Produktion und Instandhaltung Risikobasierte Instandhaltung Flexible Maschinenkapazitäten und Personaleinsätze Wissensmanagement Anforderungsgerechtes Ersatzteilmanagement Ganzheitliche und transparente Kostenerfassung Fraunhofer Seite 27

28 Flexible Arbeitszeiten - Mitarbeiterinteressen Selbstorganisation Motivation durch Verantwortung Bild: koelnervaeter.df-kunde.de, fotolia Arbeitszeitmodelle für Lebensphasen Langfristige Planbarkeit Work-Life-Balance Selbstbestimmte flexible Arbeitszeiten Fraunhofer Folie 28

29 KapaflexCy Idee»KapaflexCy App«KapaflexCy App : Mitarbeitergruppen stimmen über ihre kurzfristigen Arbeitseinsätze zu einem vorgegebenen Termin eigenverantwortlich ab Webservice: Personengruppen stimmen über Termine ab Montag, Dienstag, Mittwoch, Donnerstag, Teilnehmener 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00 Herr Maier Herr Schneider Frau Sonntag Fraunhofer Folie 29

30 KapaflexCy Umsetzung»KapaflexCy App«Mitarbeiter bekommen Einsatzanfragen auf ihre mobilen Endgeräte Samstag geht leider nicht. Kundenauftrag: 5000 Glühkerzen bis Montag Ich kann diesen Samstag arbeiten. Regeln des intelligenten Assistenten: wer kann, wer darf, wer soll, wer möchte arbeiten Einsatzanfrage auf Smartphone Zusatzschicht am Samstag durchführen Meistercockpit für Einsatzanfragen Fraunhofer Folie 30

31 KapaflexCy Umsetzung» KapaflexCy App«und entscheiden kooperativ und dezentral! Ich kann diesen Samstag arbeiten. Zusagen Absagen Samstag geht leider nicht. Status: 7 Mitarbeiter angefragt, 1 Rückmeldung 3 Mitarbeiter benötigt, 1 Zusage Fraunhofer Folie 31

32 Der Weg zur Industrie 4.0 Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen Trennung von Produktion und Instandhaltung Überwiegend reaktive Instandhaltung Gewachsene starre Strukturen Stark personengebundenes Know-how Unstrukturiertes Ersatzteilwesen Keine verursachungsgerechte Kostenübersicht Bild der Zukunft Übergreifende Planung von Produktion und Instandhaltung Risikobasierte Instandhaltung Flexible Maschinenkapazitäten und Personaleinsätze Wissensmanagement Anforderungsgerechtes Ersatzteilmanagement Ganzheitliche und transparente Kostenerfassung Fraunhofer Seite 32

34 Ihr Weg zur Smart Maintenance Die Schritte in Richtung Umsetzung Fangen Sie an! Entwicklung von Maßnahmen- und Ressourcenplänen Pilot Ihre ROADMAP Identifizierung von Handlungsfeldern Formulierung einer Unternehmensstrategie Fraunhofer Seite 34

35 Anforderungsgerechtes Ersatzteilmanagement Checkliste zur Optimierung der Ersatzteilwirtschaft Die Checkliste zur Ersatzteilwirtschaft ermöglicht an Hand von 20 Fragen eine genaue Bestimmung der gegenwärtigen Situation und des erforderlichen Handlungsbedarfs abhängig von den unternehmensspezifischen Zielen. Die Checkliste ist im Internet frei verfügbar unter: Fraunhofer Seite 35

36 Einladung 28. April 2016 Die Teilnahme ist kostenlos! Fraunhofer Seite 36

37 Vielen Dank Sven Wojciechowski B. Sc. Anlagen- und Servicemanagement Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik IML Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4 I Dortmund Telefon I Fax sven.wojciechowski@iml.fraunhofer.de Fraunhofer Seite 37