Real Time Maintenance

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1 Real Time Maintenance Vorteile der zustandsorientierten Instandhaltung Leistungsbezogene und zustandsorientierte Instandhaltungsstrategien. Norddeutsche Instandhaltungstage 2009 Magdeburg, 25. und 26. Februar 2009

2 Inhalt Vorstellung ifm Gruppe Kernaufgaben und Ziele ifm consulting Projektkonzept Projektbeispiele & Referenzprojekte Projektbeispiel Pumpen Projektbeispiel BAZ & WZM Projektbeispiel Presse Projektbeispiel Hydraulik / Druckluft / Temperatur ROI - Amortisation

3 Konzept aus einer Hand Beratung vom Sensor bis ins SAP Planung Projektierung Installation Inbetriebnahme Schulung / Training Planungsebene: Instandhaltungsmeldungen SAP ERP EAM - Remote Potenzialanalyse Schwachstellenanalyse SAP PM Consulting Condition Monitoring Systeme Instandhaltung & Fertigung SAP PM Customizing SAP PM RTM AddOn Maintenance Consulting Forschung & Entwicklung Leitebene: Instandhaltungsregeln RTM AddOn Prozessoptimierung Zellenebene: Auswertung, Visualisierung OPC Server OPC Client Instandhaltungsorganisation Instandhaltungsstrategie Steuerungsebene: Parameter, Grenzwerte Efector Octavis Software Kennzahlenmanagement Schwachstellenanalyse Aktor / Sensorebene: Signale, Sensoren Sensoren digital analog. SPS Optimierungskonzepte Einführung von: Instandhaltungsstellen Technische Plätze Equipments CMS & RTM AddOn OEE Kennzahlensystem IPS Systemen (SAP ) Seite 3

4 Unternehmensaufbau Bremen Hamburg Hannover Berlin ifm consulting gmbh Hauptsitz ist Essen in NRW Niederlassung Vertriebsbüro Unternehmenssitz Produktion ifm consulting Essen Düsseldorf Kassel Köln Frankfurt Erfurt Magdeburg Leipzig Dresden Nürnberg Stuttgart München Tettnang Rosenheim Weitere NL in Europa ab 2010 Seite 4

5 ifm Gruppe Produkte für die Automatisierung Fluidsensorik und Diagnosesysteme Zeichen für Automatisierung Die ifm electronic gmbh optimiert und schafft zuverlässige technische Abläufe mit innovativen Sensoren und Systemen für unsere Kunden in aller Welt. Bus-, Identifikationsund Steuerungssysteme Positionssensorik und Objekterkennung Seite 5

7 Kernaufgaben und Ziele in der Instandhaltung & Produktion Steigerung der technischen Verfügbarkeit durch Online Diagnose & Überwachung der ausfallwürdigen Baugruppen Equipments wie: Spindel, Motor, Getriebe, Achsen, Pumpen, Kugelrollspindel.. Reduzierung der Instandhaltungskosten durch optimales Ausreizen der Abnutzungsvorräte. Kostensenkung bei Wartung und Instandsetzungs- maßnahmen, da in der Regel nur die Verschleißbauteile ausgetauscht werden und nicht die gesamte Baugruppe. Optimierung der Planungseffizienz. Durch die Instandhaltungsmeldungen bei Verschleißvorund Hauptalarm (Ampel), besteht die Möglichkeit die Instandhaltungsmaßnahmen in Produktionsfreie Zeiten zu Verlegen. Dadurch wird neben der technischen Verfügbarkeit auch der Gesamtwirkungsgrad optimiert. Wissensaufbau über das Verschleißverhalten der Baugruppen und Equipments. Datengrundlage für Schwachstellenanalyse und LCC (Life Cycle Costs). Seite 7

9 Projektvorgehensweise für ein Implementierungskonzept Projektvorgehensweise für ein Integrationskonzept 1. Prozessanalyse 2. Schwachstellenanalyse 3. Erstellung einer Risikomatrix 4. Potenzialanalyse 5. Erstellung einer Diagnosematrix 6. Konzeptentwicklung und Implementierung Seite 9

10 RTM Konzept in einer Maschine - Linie Die Maschine meldet eigenständig SPS MDE - BDE Condition Monitoring RTM AddOn CMSpro Meldungen für: Inspektions- & Wartungszeitpunkt Instandsetzungsbedarf & Strategie Schwachstellen & Mikrostörungen Verfügbarkeit & Auslastung Monitoring und Visualisierung für: Wirtschaftlichkeit Energie- und Wirkungsgradfresser Ressourcen- & Verbrauch Kennzahlen- OEE, MTBF Kosten - Verschwendung Seite 10

11 Online: Condition Monitoring Condition Based Maintenance Integrierte SCADA Funktion für MDE und BDE Anbindung SAP EAM bzw. R/3 PM Leistungsbezogene Inspektion & Wartung im SAP Zustandsorientierte & verschleißbezogene Instandhaltung im SAP Instandhaltungsmeldung & Auftrag auf dem SAP TP / EQ und als - SMS OPC Router OPC Server Zentrale Instandhaltungsplanung im SAP RTM Cockpit Vorhandene & zusätzliche Sensoren Datenbanken Steuerungen Verschleißdaten, Messdaten, Messwerte, Physikalische Messgrößen digital o. analog DB OEE, MTBF, MDE, BDE, SCADA, Kennzahlen Daten aus S5, S7, 840D - SPS & PLC MS SQL Seite 11

13 Referenzkunden Maintenance - RTM & CMS Projekte Airbus Bosch Carl Zeiss Corus Daimler DMG Engel Homag Krones Mars MTU Rege Spitz Teekanne Viessmann Wieland Weso ZF Seite 13

15 ifm consulting Maintenance Partner von Krones LCS Anlagenbetreiber Steigerung der Verfügbarkeit und Produktivität bei gleichzeitiger Kostensenkung Maschinenhersteller Service und Support Maximale Verfügbarkeit und Betriebssicherheit bei vertretbarem Instandhaltungsaufwand i-for-t GmbH Romeo Odak Maintenance Technologie- & Solutionspartner Online Verschleißüberwachung & Anlagen - Ausfallsicherheit Optimierung der Instandhaltungs- Strategie Seite 15

16 ifm consulting gmbh Maintenance Partner...vom Sensor bis ins SAP RTM 3.0 SAP PM Condition Monitoring System (CMS) Instandhaltungs- Meldung / SMS Instandhaltungsregeln RTM Middleware Instandhaltungsmeldung Auftrag im SAP RTM Cockpit Seite 16

17 ifm consulting gmbh Maintenance Partner Der Praxis - Verschleißverlauf und Prozess mit den einzelnen Maßnahmen bzw. Meilensteinen Praxis Pumpe im optimalen Produktionsprozess - Verschleiß im Grünen Bereich kein Instandhalter kümmert sich um die Pumpe! Pumpe meldet erste Verschleißerscheinungen, die 1. RTM Meldung Voralarm geht im Service Center ein! Fa. Krones wird aktiviert es beginnt die Beobachtungsphase! Die Ersatzteile werden organisiert. Instandsetzung Planung Produktion Seite 17

18 ifm consulting gmbh Maintenance Partner Der Praxis - Verschleißverlauf und Prozess mit den einzelnen Maßnahmen bzw. Meilensteinen Praxis Pumpe befindet sich im Rot Bereich jetzt wird ein kurzfristiger Termin geplant vor einem ungeplantem Produktionsausfall! Pumpe ist in der Tiefendiagnosephase Instandhalter melden laute Geräusche Pumpe wird instand gesetzt, Abnutzungsvorrat wieder auf 100% Pumpe ist wieder bei max. Verfügbarkeit! Krones hat den LCC Vertrag erfüllt!!! Seite 18

19 ifm consulting gmbh Maintenance Partner Bauteilanalyse nach Demontage Pumpe und Wälzlagerung Vergleich der CMS Schwingungsdaten mit Schadensbild Pumpenverschleiß laut Condition Monitoring ist ROT Pumpenwälzlager nach Demontage ist ROT mit Verschleiß entsprechend der Online Diagnose! Seite 19

20 Pumpendiagnose Kavitation und Gaseintrag Die Pumpe arbeitet im idealen bereich Durch Gaseintrag oder Kavitation wird die Pumpe geschädigt Seite 20

22 CMS & RTM Konzept WZM.ganzheitliche Zustandsüberwachung & Diagnose Pumpen- Diagnosesensor Baureihe PIM Temperatur- Sensor Baureihe TAD Füllstands- Sensor & Leckage- Überwachung Baureihe LL Drucksensor Baureihe PN Wälzlager- Diagnose Efector Octavis Druckluft- Verbrauch & Leckagesensor Efector Metris Seite 22

23 CMS & RTM für BAZ Heller bei MTU Online Diagnose mit Referenzlaufdiagnose für Achsen Quelle: MTU Real Time Maintenance (RTM) CMS Konzept: RTM Konzept mit Anbindung Produktionsmaschinen am RTM System Produktionsmaschinen der A Kategorie Schwingungsüberwachung mit efector octavis - Technologie Einspareffekt durch das Condition Monitoring System: MTU Quelle: Herr Bernhard Seite 23

24 Diagnoseprozess am Beispiel eines BAZ von HELLER Ganzheitliches Condition Monitoring Konzept Quelle: MTU L Betriebstunden-Erfassung Druckluft-Überwachung Betriebszustand-Messung Öl-Temperatur Rücklauf Hydr. Temperatursensor Schaltschrank f. Messsystem Temperatursensor Schaltschrank Netzteil L L L L Historie auf VSE 100 Crash-Recorder in Diagnose-Elektronik VSE 100 OPC Server & OPC Router Diagnose Historie SQL Nach Intervall Achsenstrom Langzeittrend Historie RTM AddOn Zentraler Rechner Diagnose Auswertung Visualisierung Trendverlauf Historie Instandhaltungs- Meldungen per Mail u. SAP PM Lagerüberwachung Hauptspindel, Motor, Getriebe conditi on condition X Y Z B time time Achs-Ströme / Erfassung Zustand CNC-Achsen Testprogramm ( immer gleiche Bedingungen ) Seite 24

25 Diagnoseprozess am Beispiel eines BAZ von HELLER Ganzheitliches Condition Monitoring Konzept Quelle: MTU Seite 25

26 CMS & RTM ZF Friedrichshafen Das RTM überwacht mehr als 200 Produktionsanlagen" Real Time Maintenance (RTM) CMS Konzept: ZF Friedrichshafen Quelle: Herr Schlieker, Herr Wieser RTM Konzept mit und SAP PM - Anbindung 250 Produktionsmaschinen am RTM System Produktionsmaschinen der A Kategorie Schwingungsüberwachung mit efector octavis - Technologie Einspareffekt durch das Condition Monitoring System: 520 Maschinenstunden konnten in produktionsfreie Zeiten verlegt werden. Dadurch mehr Verfügbarkeit und Produktivität. Das Gesamtprojekt liegt im positiven ROI Seite 26

27 Online Condition Monitoring System - bei ZF Liebherr Verzahnungsschleifspindel Schwingungsanalyse: Wälzlager HC7016, 6214, HC7210 Unwucht 2x Analog Eingänge: Spindelgeschw., Schaltschranktemp. Seite 27

28 Online Condition Monitoring System - bei ZF BAZ - Heller MC26 Schwingungsanalyse: Wälzlager HC71918E, HC71916E 2x Analog Eingänge Spindelgeschw., Schaltschranktemp. 6x Digital Eingänge: Öl Leckage, Öl Qualität, Öl Temperatur, Luftdruck- / Verlust, Kühlschmiermitteldruck- / Temperatur, Seite 28

29 Steigerung der Verfügbarkeit und Reduzierung der Instandhaltungskosten durch CMS & RTM Erfolgsstatistik ZF: 59 x wurden über das CM-System Lagerschäden an Spindeln erkannt und rechtzeitig Instandhaltungsmaßnahmen eingeleitet 11 x wurden fehlerhafte Werkzeuge (Schleifschnecken) erkannt und anschl. ausgetauscht 16 x wurde das System zur Überprüfung der Maschine bzw. der Spindel nach einem Crash erfolgreich eingesetzt 520 Maschinenstillstandsstunden konnten in produktionsfreie Zeiträume verlagert werden Verfügbarkeitssteigerung! Seite 29

30 Spindel- Diagnose-System SDS Funktionalität und Kundennutzen Spindel Diagnose System SDS vorbeugend hauptzeitparallel Spindellager- Referenzmessung: Überprüfung der Spindellagersystems auf Beschädigung Warnung / Alarm Kundennutzen: Zustandsorientierte Wartung & Instandhaltung Planbarkeit der Produktionskapazität Check vor und während Abarbeitung Schwinggeschwindigkeit Überprüfung/Optimierung des Fräsprozesses Warnung / Alarm Unwucht: Wuchtgüte von Werkzeug bei entsprechender Spindeldrehzahl Warnung / Alarm Kundennutzen: Erhöhung der Spindellebensdauer Erkennen von Ursachen bei Spindelausfällen Optimierung des Bearbeitungsprozesses Schonung von Maschine und Werkzeugen Stoß / Crash: permanente Überwachung Alarm Planbarkeit von Wartung und Instandhaltung Frühzeitige Abschaltung bei Unwuchterkennung Spindel- Diagnosesystem SDS 30 P/KC/KET,

31 Spindel -Diagnosesystem SDS Einführung bei Deckel Maho Pfronten Standard bei Spindeln von U/min bis U/min Optional bei Spindeln von U/min bis U/min Baureihe Monoblock DMU40T bis DMU100T Duoblock DMU60P/U bis DMU125P/U Duoblock DMU160P/U H-Baureihe DMC55H bis DMC125H Portalbaureihe DMU200P/U Portalbaureihe DMU340P/U verfügbar ab KW51/07 KW07/08 KW07/08 KW07/08 KW07/08 KW07/08 Spindel- Diagnosesystem SDS 31 P/KC/KET,

33 Diagnose Hauptantrieb Seite 33

34 Schwungradlager Diagnose Seite 34

35 Wälzlagerdiagnose an Kurbelwellenlager Seite 35

36 Druckluftleckage und Controlling Seite 36

37 Diagnose am Hydraulikaggregat Seite 37

39 Hydraulikanlagen Temperatursensor im Ölrücklauf C Alarm Warngrenze Überlastung, Schäden, falsche Einstellung an Servoantrieben Hinweise auf Fehler im Hydrauliksystem Öl-Rückl. Veränderungen im Temperaturniveau von Motoren bzw. des Hydrauliköls weisen auf Defekte hin Seite 39

40 Hydraulik und Pneumatik Pneumatik Zentral Überwachung Auflagenkontrolle Druckabfall im System - Maschinentischklemmung - Werkstükklemmung - Blasenspeicherüberwachung Seite 40

42 Amortisation - Projektbeispiel mit 67 Werkzeugmaschinen Basis ist die Betrachtung bei einer Maschine Maschinen Typ. Maschinen Typ. Maschinen Typ. Zwischen- Die Aufsummierung entsteht durch die Eingabe der Einheit Gruppe A Gruppe B Gruppe C Summe "Anzahl der Maschinen" bzw. Spindeln pro Maschine Chrion DMG imt Maschinenstundensatz Anzahl der Maschinen Zahl Durchschnittliche produktionsstillstände 0,73 0,03 0,21 Anzahl der ungeplanten Produktionsausfälle pro Jahr Zahl 16 0,1 9 Produktionsausfallzeit bei ungeplanter h Instandsetzung pro Ausfall Einsparung durch Einsatz Produktionsausfallkosten bei von Condition Monitoring ungeplanter Instandsetzung Anzahl installierter Spindeln Instandhaltungskosten Spindel bei ungeplanter "reaktiver" Strategie Amortisationskompass 1,3 Jahre Instandhaltungskosten bei Spindel bei geplanter "zustandsorientierter" Strategie Einsparung durch Einsatz Einsparung bei "zustandsorientierter" Strategie von Condition Monitoring Invest Condition Monitoring Hardware / Sensorik Invest Condition Monitoring interne Installation Invest Condition Monitoring externe Installation Invest für Einsatz von Invest für CMS Hardware und Installation Condition Monitoring Gesamt Invest für einmalige Projektierung / Engineering Gesamt Invest für Real Time Maintenance Software als einmalige Werkslizenz RTM 3.0 mit SAP PM Anbindung und CMSpro Visualisierung Seite 42

43 Die Produktion muss laufen! Die Kosten müssen runter! Zusammenfassung der Investpositionen Gesamt Invest für Hardware und Installation Gesamt Invest für einmalige Projektierung / Engineering Gesamt Invest für Real Time Maintenance Software als einmalige Werkslizenz RTM 3.0 mit SAP PM Anbindung und CMSpro Visualisierung Gesamt Invest für ein Werk Zusammenfassung der Einsparungspositionen Einsparung durch Vermeidung von ungeplantem Produktionsausfall Einsparung durch Vermeidung von Druckluftverlusten Einsparung durch geplante Instandsetzung dadurch niedrigere Material / Baugruppenkosten Gesamte Einsparung für ein Werk Amortisation = Invest / Einsparung Invest Einsparung Amortisation in Jahren Jahr 1,3 Kostenreduzierung in der Produktion & Instandhaltung Reduzierung der ungeplanten Produktionsausfälle, dadurch Steigerung der Verfügbarkeit Vermeidung von Verschwendung im Bereich der Medien- und Energietransporte Optimierung der Instandhaltungsstrategie, weniger reaktiv und präventiv, dafür nachhaltig mehr zustandsorientiert nach Verschleiß und Leistung Seite 43

44 BMBF Forschung für die Produktion & Instandhaltung von Morgen VerStand Verstand - verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung Stellhebel zur Steigerung der Verfügbarkeit in produzierenden Unternehmen. ReMain Zuverlässigkeitsprognose von mechatronischen Systemen zur Ableitung restnutzungsdauerbezogener Betriebs- und Instandhaltungsstrategien. ReVista Ressourcen- und verfügbarkeitsorientierte Instandhaltungsstrategien. O(EE)² Overall Equipment Effectiveness & Energy Efficiency Seite 44

45 Eine wirklich gute Idee erkennt man daran, dass ihre Verwirklichung von vorne herein ausgeschlossen erscheint. Albert Einstein Danke für f r Ihre Aufmerksamkeit! Romeo Odak ifm ifm consulting consulting gmbh gmbh Teichstraße Teichstraße Essen Essen Phone: Phone: Fax: Fax: Web: Web: Mail: Mail: info.consulting@ifm.com info.consulting@ifm.com Seite 45