RFID in der Instandhaltung

RFID in der Instandhaltung Planung und Bewertung des RFID Einsatzes bei RWE Power (TT-HW) Inden, 05. Mai 2010 Tobias Rhensius, (FIR an der RWTH Aachen) Veronika Gau (RWE Power)

Kurzprofil FIR Direktor Prof. Dr. Günther Schuh Geschäftsführer Dr.-Ing. Volker Stich Produktionsmanagement Supply Chain Design Auftragsmanagement Logistikmanagement Competence Center IT-Auswahl Das FIR Gründung: 1953 rund 140 Mitarbeiter, davon ca. 50 wissenschaftliche Mitarbeiter jährlich ca. 40 öffentlich geförderte Projekte jährlich ca. 60 Projekte mit Industriekunden Dienstleistungsmanagement Service Engineering Lean Services Community Management Competence Center Instandhaltung Informationsmanagement Informationslogistik Informationstechnologiemanagement Competence Center Electronic Commerce 2

Agenda Zielsetzung & Vorgehen I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse) II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse) III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit) Ergebnis 3

Zielsetzung des Projekts Machbarkeitsprüfung und Bewertung des RFID Einsatzes bei RWE Power Herausforderungen der Instandhaltung Transparenz von Wartungs- und Lebenszyklen von Werkzeugen, Bauteilen und Maschinen Lückenlose Dokumentation Steigende Effizienzanforderungen... Ziele Prüfung der Potenziale und Einsatzmöglichkeiten von RFID Untersuchung der technischen Machbarkeit des RFID- Einsatzes und Definition von Soll-Prozessen Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Einführung von RFID und Erstellung einer Entscheidungsvorlage 5

RFID Business Case Calculation Wissenschaftlich fundiertes Vorgehen zur Planung und Bewertung des Auto-ID Einsatzes Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse) I I.1 I.2 Auswahl Objekte Analyse Ist-Prozess Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse) II II.1 II.2 II.3 Technologieauswahl Feldtest Definition Soll-Prozess Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit) III III.1 III.2 III.3 Ermittlung Kostentreiber und Nutzenpotenziale Bewertung von Kosten und Nutzen Erhebung Erweiterungsoptionen 6

Agenda Zielsetzung & Vorgehen I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse) II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse) III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit) Handlungsempfehlung & Diskussion 7

Vorgehen - Potenzialanalyse Workshops zur Analyse der Prozesse & Erhebung von Potenzialen Aufnahme der Prozesse & Erhebung der Potenziale Dokumentation Prozesse & Steckbriefe Review durch die Fachbereiche Überarbeitung & Ergänzung Dokumentation 8

Ergebnisse - Potenzialanalyse Es können 3 wesentliche Prozessvarianten unterschieden werden Tagebau Transport / Magazine TT-HW Ausbau Transport Lagerung Transport Prüfung / Dispo Einbau Transport Lagerung Transport Versand Mit SAP & Equi-Nummer Mit SAP ohne Equi-Nummer Ohne SAP 9

Ergebnisse - Potenzialanalyse Die Potenziale sind in den verschiedenen Produktgruppen ähnlich Potenziale Produktgruppen Schwingen Turasse Bodenplatten Getriebe Trommeln Betriebsmittel Tragrollen E-Motoren Automatische Buchung / Dokumentation Automatische Identifikation Transparenz Komplexitätsbeherrschung Detailanalyse: Machbarkeit & Wirtschaftlichkeit 10

Ergebnisse - Technologieszenario Harte Umgebungsbedingungen im Tagebau & Anbringung Transponder Umgebungsbedingungen Metallische Umgebungen Witterungseinflüsse Verschmutzungen Fahrwerk Mechanische Beanspruchung Anbringung Transponder Vermeidung von mechanischer Beanspruchung Auswahl geeigneter Klebstoffe Turas im Fahrwerk Vielfältige Bauformen & Produktgruppen 12

Ergebnisse - Technologieszenario Feldtest mit verschiedenen Transpondern und Frequenzen LF Transponder Trommel im Test Vielfältige Anforderungen der Produktgruppen bzw. Fachbereiche bzgl. Lesereichweiten und Anbringung UHF Transponder Unterschiedliche bauliche und logistische Gegebenheiten 13

Ergebnisse - Technische Machbarkeit Technologieauswahl und Empfehlungen Frequenzbereich LF Robusten und kleine Bauformen Einfluss Metallen & Flüssigkeiten gering Pulklesung nicht nötig/unerwünscht Reichweite ausreichend Breites Marktangebot, geringer Preis UHF Lesedistanz nur für Trommeln im laufenden Betrieb nötig Größere Bauformen (insb. On-Metal) Höherer Preis Empfindlichkeit bei Flüssigkeit Energieversorgung Passiv Hohe Lebensdauer Kein Wechsel nötig Niedriger Preis Geringere Lesereichweite Aktiv Hohe Reichweite Hoher Preis Lebensdauer beschränkt Große Bauformen Datenhaltung Data-on-Network Geringerer Preis Kein Datenverlust Datenverfügbarkeit über Handhelds Keine Synchronisation mehrer Tags Data-on-Tag Daten am Objekt Synchronisation aufwändig Datenverlusts bei Beschädigung Höherer Preis Anbringung mechanischer Schutz gute Auffindbarkeit geringer Aufwand Kleben Schnell Preiswert Anbringungsort entscheidend Schrauben, Nieten, etc. Aufwändig & teuer 14

Ergebnisse - Technologieszenario Regelmäßige Beobachtung vor Ort und einmalige Labortests Ergebnisse Feldtest Alle angebrachten Transponder haben die erste Testphase (6-10 Wochen) überstanden Auch zweite Testlesung (~4 Monaten) positiv Alle Transponder waren noch auslesbar Hohe Haltbarkeit (z.b. nach Lackierung von Betriebsmittel) Aber: Langzeitbeobachtung erforderlich Ergebnisse Laboruntersuchung* Drucktest Temperaturtests Schweißtests alle Transponder waren noch auslesbar Schlagversuche eingekapselte Transponder nicht mehr lesbar; Smart Labels noch auslesbar (Ausnahme: Chip wurde getroffen) * im Rahmen einer Bachelor-Arbeit bei PCW durchgeführt 15

Ergebnisse - Technologieszenario Definition von Soll-Prozessen mit den Fachbereichen & Verallgemeinerung Bahn Symbol Erläuterung Prozessschritt mit Funktionsbereich und Tätigkeit Generische Soll-Prozesse Produktgruppen, ortsfeste & ortsveränderliche Betriebsmittel Vorhergehender bzw. nachfolgender Teilprozess Prozess Objektfluss IT-System Daten Defekt / Schaden 3 Defekt / Schaden Wartungsintervall Wartungsintervall Prozess Zustand / Auslöser Tagebau Defekt / Schaden feststellen Tagebau Bauteil (eingebaut) Bauteil inspizieren Prozessverzweigung Nummer der Funktion der mobilen Lösung 2 Tagebau Bauteil identifizieren Tagebau I-Punkt Mobile Lösung 6 / 7 IH-Meldung anlegen Mobile Lösung Objektfluss Objekt Identifikationspunkt Interne Instandset zung AV Tagebau IH- / Wechselauftrag erzeugen Betrieb Interne Instandset zung Betrieb SAP PM? IT- System Benutztes IT-System Bereichssteiger Auftrag freigeben Magazin HW Bestand (Magazin) Neues Bauteil entnehmen Bauteil (neu) Daten Daten der Transaktion(en) 5 Magazin HW Neues Bauteil ausbuchen I-Punkt Mobile Lösung Potenziale Magazin HW Neues Bauteil Transportieren Sonstige Transport Defektes Teil Transport Anmerkungen 16

Vorgehen - Wirtschaftlichkeit Die prozessbezogene Bewertung erfolgte mit den Fachbereichen durch Soll-/Ist-Vergleich Identifikation der Potenziale in Prozessen Beispielhafte* Bewertung einzelner Nutzenpotenziale Anzahl [#/Jahr] Automatisierter Warenausgang (Vereinnahmung und Verbuchung) Arbeitszeit * pro Vorgang * [h/#] Stundensatz [ /h] Minimal 200 0,5 55... Erwartet 300 0,5 55... Anzahl Fehler [#/Jahr] Minimal 1000 Erwartet 1200 * + Fehlervermeidung beim Einbau Reduktion mit RFID [%] 0,6 0,8 Fehler- *( folge- kosten beitungs- + * [ /Fehler] 3 Nachbear- zeit pro Fehler [h] 0,5 = Summe [ /Jahr] Stundensatz [ /h] 35 4 0,5 35 +... )= Summe [ /Jahr]...... *fiktive Zahlen 18

RFID - Business Case Calculator Hinterlegte Bewertungsvorschriften erleichtern die Monetarisierung Technologieszenario Entscheidungsvorlage 19

Vorgehen - Wirtschaftlichkeit Kostenabschätzungen durch RFID-Anbieter und Szenarien bilden die Bewertungsgrundlage Kosten- und Nutzen Prozesse Ermittlung von Potenzialen und Hemmnissen durch RFID für 6 Produktgruppen Kosten- und Nutzenbewertung (monetär, qualitativ) Implementierungskosten Ermittlung von Mengengerüsten (Transponder, Reader) Entwicklung einer Grobspezifikation Kostenabschätzung durch 4 Anbieter Entwicklung unterschiedlicher Szenarien Entwicklung von 5 Implementierungsszenarien (Kombination verschiedener Produktgruppen) Investitionsrechnung & Entscheidungsvorlage für verschiedene Szenarien 20

Ergebnisse - Wirtschaftlichkeit Neben monetären Vorteilen bietet der RFID Einsatz qualitative Verbesserungen (Auszug) Reduktion der Umlaufreserven, abhängig von den einzelnen Typen Vermeidung unnötiger Nacharbeiten, Fehlervermeidung Reduktion von Übertragungsfehlern, Harmonisierung von IT-Systemen Automatische Rückmeldung Lieferschein, Transportauftrag können automatisch generiert werden, Ablieferungsliste kann entfallen Equi-Pflege, Umbuchung des technischen Platz in SAP wird automatisiert Einbauorte werden gepflegt Historie nachvollziehbar, Transparenz über den Produktlebenszyklus... 21

Ergebnis Transparente Entscheidungsvorlage und detaillierte Handlungsempfehlungen Monetäre Bewertung aller untersuchten Szenarien Kapitalwert Amortisationsdauer Kapitalwert 1 1,42 1,93 2 3 4 5 Jahre Erwartetes Szenario Minimales Szenario Grobspezifikation als Vorlage für das Lastenheft Vorlage für einen revierweiten Standard für weitere RFID-Anwendungen Detaillierte Ist-Prozessanalyse & Ableitung von Handlungsempfehlungen, z. B. Einführung Prozessmanagement & Dokumentation Ist-Prozesse Harmonisierung IT-Landschaft & Abschaffung proprietärer Systeme und Excel- bzw. Access-Lösungen Bereinigung von Schnittstellen-Problemen Pilotprojekt in Planung 23

Kontakt Pontdriesch 14/16 52062 Aachen Germany www.fir.rwth-aachen.de Dipl.-Wirt.-Ing., MSc Tobias Rhensius Informationsmanagement Telefon: +49 (0)241 477 05-510 Fachgruppenleiter ITM Fax: +49 (0)241 477 05-199 Mobil: +49 (0)177 34 763 69 Email: Tobias.Rhensius@fir.rwth-aachen.de 24