Instandhaltung heute und morgen

Transkript

1 Instandhaltung heute und morgen 1 Michael Wächter Digitalisierung und Industrie Wie verändert sich unsere Arbeitswelt? Instandhaltung heute und morgen Überblick Industrie 4.0 Industrie 4.0 in der Instandhaltung: Stand der Technik Zukunftsszenario Entwicklung eines mobilen Assistenzsystems

2 Instandhaltung heute und morgen 2 Überblick Industrie 4.0

3 Quelle: DFKI (2013) Instandhaltung heute und morgen 3 Die intelligente Fabrik Herausforderungen Individualisierung und Losgröße 1 Kürzere Produktlebenszyklen Cyber-physische Systeme Verknüpfung von physischen und virtuellen Objekten/Prozessen über offene, teilweise global verbundene Informationsnetze Steigende Produktvarianz Steigende Bedeutung von Wertschöpfungsnetzwerken Kostendruck Verfügbarkeit von Fachkräften Industrie 4.0 Intelligente, sich selbst steuernde Objekte Selbstständige Steuerung der Aufträge durch gesamte Wertschöpfungskette Selbstständige Buchung von Maschinen/Material automatische Organisation der Auslieferung zum Kunden

4 Quelle: DFKI (2013) Instandhaltung heute und morgen 4 Netzwerk von intelligenten Objekten Erfassung von Kontextinformationen Verknüpfung von Produkten/Maschinen mit Informationen im Internet Vernetzung von Maschinen und Produkten im Fabrik-Intranet Industrie 4.0 Situationsbezogenes Anbieten von Diensten und Dienstleistungen

5 Quelle: DFKI (2013) Instandhaltung heute und morgen 5 Beispiele intelligenter vernetzter Produktion Der Rohling teilt der Fräsmaschine mit, wie er zu formen ist. Der Ladungsträger sagt dem Roboter, wie er zu greifen und wohin er abzulegen ist. Die Maschine meldet sich, wenn ein falsches Teil bei der Instandhaltung eingebaut wird.

6 Instandhaltung heute und morgen 6 Auf dem Weg zur Industrie 4.0 Fallbeispiel Industrie 4.0 für den sächsischen Mittelstand Magna Exteriors & Interiors GmbH (Meerane, Sachsen) Stoßfängerproduktion RFID-basierte Bauteilverfolgung innerhalb der Maschinen und Anlagen Standortübergreifende Vernetzung der Systeme Mehrwert: Schneller, transparenter Datenfluss Hohe Prozesssicherheit Ausschussminimierung 100-Prozent-Auslastung 100-Prozent-Rückverfolgbarkeit

7 Bildquelle: Fraunhofer IAO Instandhaltung heute und morgen 7

8 Instandhaltung heute und morgen 8 Industrie 4.0 in der Instandhaltung: Stand der Technik

9 Instandhaltung heute und morgen 9 Instandhaltungstätigkeit Nach DIN EN Wartung Instandsetzung Maßnahmen zur Verzögerung der Abnutzung Inspektion Instandhaltung Maßnahmen zur Funktionswiederherstellung Verbesserung Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes Maßnahmen zur Steigerung der Funktionssicherheit

10 Bildquelle: Fotolia Instandhaltung heute und morgen 10 Rollen im Instandhaltungsprozess Führungsebene Instandhaltungsleiter/ Planungsleiter/ Servicetechnikleiter Instandhalter Einrichter/ Anlagenführer Servicetechniker

11 Instandhaltung Instandhaltung heute und morgen 11 Herausforderungen der Instandhaltung Vielfältiger Datenbedarf Aufwändige Datenbeschaffung Keine ausreichende Vernetzung, gerade in Bezug auf instandhaltungsrelevante Funktionen, Prozesse und Daten Lücken bei der Vernetzung der unterschiedlichen physischen Systeme (BM) und Informationstechnischen Systeme Mangelnde Integration von Dienstleistern / Ausrüster-Service

12 Instandhaltung heute und morgen 12 Herausforderungen der Instandhaltung Studie bei einem deutschen Automobilhersteller Verteilung der Arbeitsleistung Anlagenführer (n=20) Instandhalter (n=18) Anteil Informationsbeschaffung während des Instandhaltungsprozesses: Anlagenführer: ca. 20%, Instandhalter: ca. 25% Instandhalter: ca. 30% benötigen sehr oft zusätzliche Informationen Unnötige Wege im Instandhaltungsprozess, u.a. durch: Schlechte Positionierung der Bedienpulte und Steuerungen Ungenaue Störtexte bzw. fehlende Informationen Keine Aktualität der Dokumente

13 Instandhaltung heute und morgen 13 Herausforderungen der Instandhaltung Studie bei einem deutschen Automobilhersteller Vermeidung unnötiger Wege im Instandhaltungsprozess Anlagenführer (n=20) Gründe 65% sind der Meinung, dass ein mobiles Assistenzsystem helfen würde, unnötige Wege zu reduzieren mobiler Zugriff auf Bedienpulte und Steuerungen alle notwendigen Dokumente sind direkt auf dem Assistenzsystem zu finden Instandhalter (n=18) Gründe 80% sind der Meinung, dass ein mobiles Assistenzsystem helfen würde, unnötige Wege zu reduzieren mobiler Zugriff auf notwendige Dokumente Versenden von Fotos Sichtbarkeit von Lagerorten Sichtbarkeit von Informationen über Störungsannahmen

14 Instandhaltung heute und morgen 14 Herausforderungen der Instandhaltung Studie bei einem deutschen Automobilhersteller Mobile Technikaffinität der Anlagenbediener und Instandhalter gar nicht wenig überwiegend sehr Wie erfahren sind Sie im Umgang mit mobilen Endgeräten? Wie vertraut sind Sie mit der Bedienung eines Multitouchscreens? Wie aufgeschlossen sind Sie gegenüber mobilen Assistenzsystemen? Für wie wichtig halten Sie die Einbeziehung der Mitarbeiter in die Entwicklung eines solchen Assistenzsystems?

15 Instandhaltung heute und morgen 15 Industrie 4.0 in der Instandhaltung: Zukunftsszenario

16 Instandhaltung heute und morgen 16 Zielstellung Verknüpfung von Produktion und Instandhaltung höhere Effizienz der Instandhaltung durch: aufwandsarme Kommunikation effizientes Planen von Wartungsarbeiten ressourcensparende Überwachung verbessertes Zusammenspiel von Ferndiagnose, Fernwartung und Vor-Ort-Instandhaltung Vernetzung von IT-Systemen intuitives Finden aller relevanten Daten mobiles Assistenzsystem Ressourcen-Cockpit

17 Instandhaltung heute und morgen 17 Lösungsansatz Aktuelle Situation SPS, CNC MES Condition Monitoring ERP/ PPS Ersatzteilmanagement Maschinen- Dokumentationen PDM Service- Disponent (Maschinenhersteller) Maschinen & Anlagen Instandhalter Instandhaltungs- Disponent Service- Mitarbeiter (Maschinenhersteller)

18 Instandhaltung heute und morgen 18 Lösungsansatz Zukunft Integration des Ressourcen-Cockpits? SPS, CNC MES Maschinen & Anlagen Condition Monitoring Ressourcencockpit Instandhalter ERP/ PPS Ersatzteilmanagement Maschinen- Dokumentationen PDM Ressourcencockpit Instandhaltungs- Disponent Ressourcencockpit Ressourcencockpit Service- Mitarbeiter (Maschinenhersteller) Service- Disponent (Maschinenhersteller)

19 Instandhaltung heute und morgen 19 Lösungsansatz Variante A: Umsetzung in der Cloud Cloud SPS, CNC MES Maschinen & Anlagen Condition Monitoring Ressourcencockpit Instandhalter ERP/ PPS Ersatzteilmanagement Maschinen- Dokumentationen PDM Ressourcencockpit Instandhaltungs- Disponent Ressourcencockpit Ressourcencockpit Service- Mitarbeiter (Maschinenhersteller) Service- Disponent (Maschinenhersteller)

20 Instandhaltung heute und morgen 20 Lösungsansatz Variante B: Direkte Vernetzung SPS, CNC MES Maschinen & Anlagen Condition Monitoring Ressourcencockpit Instandhalter Ersatzteilmanagement ERP/ PPS Maschinen- Dokumentationen PDM Ressourcencockpit Instandhaltungs- Disponent Ressourcencockpit Ressourcencockpit Service- Mitarbeiter (Maschinenhersteller) Service- Disponent (Maschinenhersteller)

21 Instandhaltung heute und morgen 21 Lösungsansatz Variante C: Digitales Bewusstsein SPS, CNC MES Condition Monitoring digitales Bewusstsein ERP/ PPS Ersatzteilmanagement Maschinen- Dokumentationen PDM Service- Disponent (Maschinenhersteller) Maschinen & Anlagen Instandhalter Instandhaltungs- Disponent Service- Mitarbeiter (Maschinenhersteller)

22 Instandhaltung heute und morgen 22 Industrie 4.0 in der Instandhaltung: Entwicklung eines mobilen Assistenzsystems

23 Instandhaltung heute und morgen 23 Entwicklung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 Nutzungskontext-/ Anforderungsanalyse 1 Leitfadengestützte Interviews Iteration Einbeziehung der Nutzer Ableitung der Anforderungen an die rollenspezifischen Assistenzsysteme (Software/Hardware) 2 Entwicklung Prototyp 3 Evaluation 2 3 Fokusgruppen, Fragebogen, Story Telling, Fallstudie

24 Instandhaltung heute und morgen 24 Entwicklung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 Nutzungskontext-/ Anforderungsanalyse 1 Leitfadengestützte Interviews Iteration Einbeziehung der Nutzer Ableitung der Anforderungen an die rollenspezifischen Assistenzsysteme (Software/Hardware) 2 Entwicklung Prototyp 3 Evaluation 2 3 Fokusgruppen, Fragebogen, Story Telling, Fallstudie

25 Instandhaltung heute und morgen 25 Softwareseitige Anforderungen Entwicklung einer geeigneten Nutzeroberfläche als Mensch-Maschine Schnittstelle Abbildung aller relevanten Daten intuitive Bedienung Übersichtlichkeit Akzeptanz Herausforderung Usability und Software-Ergonomie schlechte Software-Ergonomie gute Software-Ergonomie

26 Instandhaltung heute und morgen 26 Softwareseitige Anforderungen Studie: Leitfadengestützte Interviews Empirisches Feld: Unternehmen aus den Bereichen Automotive und Windkraft Instandhalter, Einrichter/Anlagenführer, Servicetechniker Ergebnisse Anforderungen mit hoher, mittlerer und niedriger Priorität

27 Instandhaltung heute und morgen 27 Softwareseitige Anforderungen A B C Anforderungen mit hoher Priorität Funktionale Anforderungen Kommunikation Zugriff auf relevante Maschinendaten Zugang auf relevante Webanwendungen Bearbeiten von Dokumenten Inhaltliche Anforderungen Automatische, detaillierte Fehlermeldung inkl. Störungsart Maschinenpläne (Steuerungspläne, SPS, etc.) Handlungsanweisungen Ersatzteilhandling (Information und Verfügbarkeit) Anlagen-, Bauteil, und Maßnahmenhistorie Priorisierung der abzuarbeitenden Tätigkeiten

28 Instandhaltung heute und morgen 28 Maintenance-Service-Cockpit Web Telefon Maintenance-Service-Cockpit ÜBERSICHT Firmenlogo Aktuelles Dokumentation MSC Anlagenübersicht Anlagen Produktionsplanung Technische Verfügbarkeit Service-/Wartungsverträge Anlagendokumentation Fehlerbehebungen Anlagentagebucht Einstellungen Aktuelle Störungen Störungsmeldungen Störungsbehebungen Anlagenhistorie Ausfallzeiten Störungen Personaleinsatz Funktionen Zugriff Anlage Kamera Barcode- Scanner Bedienpult SPS Prozess-gerät Frau Lehmann ist angemeldet. Abmelden 10:35

29 Instandhaltung heute und morgen 29 Firmenlogo Maintenance-Service-Cockpit Web Telefon Aktuell Anlagenübersicht Aktuelle Störungen AKTUELLE STÖRUNGEN Störungsmeldungen Störungsbehebungen Personaleinsatz Dokumentation Anlagen- Dokumentation Anlagenhistorie MSC Einstellungen Funktionen Filtern nach Datum: Zeit: 06:00:05 Anlage: XY Fehler: 1234 Datum: Zeit: 15:10:29 Anlage: Z Fehler: 5837A Filtern nach Datum: Dauer: 15:30:57 Anlage: XY Beheber: G. Meier Zugriff Anlage Kamera Barcode- Scanner Frau Lehmann ist angemeldet. Abmelden Bedienpult SPS Prozess-gerät 10:35

30 Instandhaltung heute und morgen 30 Mensch-Maschine-Schnittstelle 1 Nutzungskontext-/ Anforderungsanalyse 1 Leitfadengestützte Interviews Iteration Einbeziehung der Nutzer Ableitung der Anforderungen an die rollenspezifischen Assistenzsysteme (Software/Hardware) 2 Entwicklung Prototyp 3 Evaluation 2 3 Fokusgruppen, Fragebogen, Story Telling, Fallstudie

31 Instandhaltung heute und morgen 31 Hardwareseitige Anforderungen Anforderungen der Anwender Möglichkeit zum Hinstellen Bedienung über Touchscreen + Hardware-Keys Anforderungen an die Hardware Aufwandsarmer Transport Eingabemöglichkeit über Hardware-Tastatur Befestigung an der Anlage

32 Instandhaltung heute und morgen 32 Hardware - Prototyping 1. Stufe: Kreativ-Workshop 2.Stufe: CAD-Konstruktion 4. Stufe: Rapid-Prototyping 3. Stufe: Anthropometrische Analyse

33 Instandhaltung heute und morgen 33 Industrie 4.0 in der Instandhaltung Mobiles Assistenzsystem: Ressourcen Cockpit Verknüpfung von Produktion und Instandhaltung Verbesserung der Instandhaltungsprozesse durch Aufbereitung von Wissen und Informationen Aufwandsarme Kommunikation M. A. Wächter Höhnel

34 Kontakt Institut Internet Instandhaltung heute und morgen 34 Michael Wächter Instandhaltung heute und morgen Vielen Dank für Ihr Interesse! Erfenschlager Straße 73 D Chemnitz Tel.: mb/arbeitswiss