Instandhaltung im Wandel (eBook)

Industrie 4.0 - Herausforderungen und Lösungen, 28. Instandhaltungsforum

Prof. Dr. Hubert Biedermann, ÖIVA (Herausgeber)

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2015 | 1. Auflage
197 Seiten
TÜV Media GmbH (Verlag)
978-3-8249-1894-2 (ISBN)

Infos

Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette. Durch die umfassende Vernetzung von Produktionsanlagen und deren Systemperipherien über den gesamten Lebenszyklus werden in naher Zukunft neue Optimierungsansätze ihren Weg auch in die Instandhaltung finden. Daraus ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten vor allem in der IT, etwa die intelligente Instandhaltung mit dem Ziel, Ausfall- und Stillstandszeiten zu minimieren. Dieses Buch stellt hierzu erste Lösungsansätze und Best-Practice-Beispiele vor. Neben konkreten technischen Lösungen für smarte Informationssysteme und mobile Instandhaltung sowie für intelligentes Condition Monitoring werden auch deren Auswirkung auf Managementinstrumentarien und Organisationskonzepte aufgezeigt. Folgende Themen stehen im Mittelpunkt: -Industrie 4.0 - Herausforderungen an dieInstandhaltung im neuen Industriezeitalter -Smarte Informationssysteme und mobile Instandhaltung 4.0 -Intelligentes Condition Monitoring für die 'Smarte Fabrik' -Management- und Organisationskonzepte 4.0 -Was erwartet der Instandhalter von seinem Dienstleister? -ISO 55000 - die normative Grundlage des Asset Managements -Intelligente Datenanalyse in Produktion und Instandhaltung -Zahlreiche praktische Anwendungsbeispiele

Inhalt

Titel 
1 
Impressum 
5 
Inhaltsverzeichnis 
6 
Autorenverzeichnis 8
Industrie 4.0 – Herausforderungen und Handlungsfelder in der industriellen Produktion 
10 
1 Ausgangssituation der industriellen Produktion 10
2 Flexibilität als Treiber weiteren Wachstums 13
3 Intelligente Vernetzung als Schlüsselinnovation 14
4 Industrie 4.0 in Deutschland 16
5 Rolle der Arbeitsgestaltung und –organisation 18
6 Fazit und Ausblick 20
7 Literatur 21
Anlagenmanagement im Zeitalter von Industrie 4.0 
24 
1 Einleitung 24
2 Aufgabenumfang der Instandhaltung (Sachziele) 25
3 Auswirkungen im Kontext zu Industrie 4.0 auf das Aufgabenspektrum der Instandhaltung 26
4 
28 
5 Wissensbasiertes Anlagenmanagement 30
6 Literatur 33
Big Data Analytics in Produktion und Instandhaltung 34
1 Einleitung 34
2 KDD-Prozessmodelle zur Wissensentdeckung 35
2.1 Anbieterneutrale KDD-Prozessmodelle 35
2.2 Anbieterspezifische KDD-Prozessmodelle 36
3 Potenziale und Herausforderungen von Big Data Analytics 37
3.1 Potenziale von Big Data Analytics in Produktion und Instandhaltung 37
3.2 Herausforderungen von Big Data Analytics 39
4 KDID-Prozessmodell zur Realisierung von Big Data Analytics Projekten 40
5 Big Data Analytics Projektbeispiele 43
5.1 Big Data Analytics in der Qualitätsüberwachung 43
5.2 Big Data Analytics in der prädiktiven Instandhaltung 46
6 Fazit 48
7 Acknowledgement 48
8 Literatur 48
Simulationsgestütztes Engineering im 
50 
1 Motivation 50
2 Beherrschen der zunehmenden Komplexität durch Simulation 50
3 Simulationsbasierte Optimierung 52
4 Im Einklang mit der Umsetzungsempfehlung zur Industrie 4.0 52
5 Simulationsbasierte Optimierung von hochautomatisierten Feuerverzinkungsanlagen als Anwendungsbeispiel 54
5.1 Evolutionsstufe 1: Analyse/Gegenüberstellung von Struktur- und Layoutvarianten 55
5.2 Evolutionsstufe 2: Dimensionierung/Entwicklung der Steuerungsstrategien 55
5.3 Evolutionsstufe 3: Umsetzung der Strategien in der Leit- und Steuerungstechnik 56
5.4 Evolutionsstufe 4: Virtuelle Inbetriebnahme des Leitsystems 57
5.5 Evolutionsstufe 5: Modellbasierte Steuerungs- und Leitsystementwicklung 57
5.6 Evolutionsstufe 6: Bestehende Systeme optimal betreiben 58
6 Auswirkung auf die Instandhaltung 58
7 Resümee 59
Das digitale Produkt, Basis für neue Customer 
 
60 
1 Einleitung 60
1.1 Marenco Swisshelicopter AG 60
1.2 SKYe SH09 60
2 Implementierungs-Idee nach CMII 61
3 Configuration Management 64
3.1 Produkt-Konfigurationen: Übersicht 64
3.2 Produktkonfigurationen: Details über den Produktlebenszyklus 66
3.3 Produktkonfigurationen: Abhängigkeiten 67
3.3.1 Development Configuration 67
3.3.2 To-Be Configuration 70
3.3.3 As-Is Configuration 72
3.3.4 Flotten-Management 74
4 Digitales Produkt 75
4.1 Visualisierung des Digitalen Produkts basiert auf Configuration Management 75
4.2 Visualisierung - Worin liegt der Nutzen? 75
4.3 Visualisierung: Einsatzbereich im Unternehmen 75
4.4 Visualisierung im Research and Development 76
4.5 Visualisierung in der Supply Chain 78
4.6 Visualisierung im Quality Management 80
4.7 Visualisierung im Customer Service 81
4.8 Visualisierung im Marketing and Sales 82
4.9 Visualisierung zu Business Analytics 83
5 Umsetzung im Customer Service und Maintenance Repair and Overhaul 83
5.1 Konklusion 83
5.2 Visualisierung über Mobiles 84
5.3 App mit Augmented Reality und Integration des Digitalen Produkts 84
5.4 App für Piloten 86
Picture of the Future 
90 
1 Konzeptioneller Ansatz 90
1.1 „Picture of the Future“ als Modellansatz zur Ableitung einer zukünftigen Strategie 90
1.2 Ersatzteillogistik als Gegenstand eines „Picture of the Future“ 91
2 Identifizierte Trends mit Wirkungen für die Ersatzteillogistik 92
2.1 Wirtschaft und Gesellschaft 92
2.2 Politik, rechtliche Aspekte und Umwelt 92
2.3 Produkt 92
2.4 Technologie 93
2.5 Markt und Kunden 93
2.6 Geschäftsmodell 93
3 Das Szenario einer zukünftigen Ersatzteillogistik in Hypothesen 94
3.1 Ersatzteillogistik in einem starken Wettbewerbsumfeld 94
3.2 Kundenzentrierte Ersatzteillogistik 94
3.3 Selektive und kollaborative Ersatzteillogistik 95
3.4 Big Data und umweltgerechte Ersatzteillogistik 96
4 Schlussfolgerungen und Ausblick 96
Digitales Ersatzteilmanagement mittels 3D-Druck 
98 
1 Einleitung 98
2 3D-Druck entwickelt sich zur Produktionstechnologie 98
2.1 Ein Beispiel von Rapid Manufacturing: Einspritzdüse von GE Aviation 100
2.2 Der Unterschied zwischen 3D-Druck und traditionellen Massenproduktionsverfahren 101
3 Digitales Ersatzteilmanagement 102
3.1 Schwierigkeiten bei der Realisierung 103
3.2 Limitationen der 3D-Druck-Verfahren 104
3.3 Design für 3D-Druck 104
3.4 Änderungen des Ersatzteil-Geschäftsmodells 105
3.5 Implikationen 105
4 Wie sollte an das Thema 3D-Druck herangegangen werden 106
4.1 Anwendungen von 3D-Druck in der Wertschöpfungskette 106
4.2 Der Einstieg in 3D-Druck 107
5 Zusammenfassung 107
6 Literatur 108
Instandhaltung 4.0 aus Sicht der IT – Wo die Reise hingeht 110
1 Einleitung 110
2 Was ist eigentlich Industrie 4.0? 111
3 Der Ausgangspunkt 111
4 Was bedeutet Industrie 4.0 für die Instandhaltung? 112
5 Die Anlage als autonomes Objekt 113
6 ERP-Systeme der Zukunft 114
7 Das ist die Vision, aber wo stehen wir? 114
8 Was können wir aktuell tun? 115
9 Themen, welche noch beachtet werden sollten 116
9.1 Additive Fertigung mit 3D-Druck 116
9.2 Weitere Assistenzsysteme 116
9.3 Big Data 117
9.4 Datenaustausch über Unternehmensgrenzen hinaus 117
10 Ausblick 117
Mobile Lösungen und Condition Monitoring im Zeitalter von Industrie 4.0 
120 
1 Einleitung 120
2 Die Ist Situation in den heutigen Unternehmen 121
3 Die aktuellen Trends: Industrie 4.0 (Smart Manufacturing), Mobilität, Cloud 124
4 Lösung des Problems: Flexible Automatisierung und Integration bringen dem Unternehmen die notwendige Agilität 127
5 Fallbeispiel: Nutzung der BPM Applikation PROCE55 für eine integrierte Instandhaltung mit Einbindung von Produktionssteuerung und von Prozessmonitoring (Condition Monitoring) 129
5.1 Fallbeispiel 1: komplexe und spezifische Instandhaltungslösung 129
5.2 Fallbeispiel 2: Mobilisierung der professionellen Standardanwendung 130
6 Literatur 131
Intelligentes Condition Monitoring für Smart Factories 
132 
1 Industrie 4.0 und das Monitoring-Konzept 132
2 Praktische Vorgaben für ein intelligentes Condition Monitoring System 132
2.1 Intelligente Monitoring Prozesse 133
2.2 Datenerfassung in nahezu Echtzeit 133
2.3 Detaillierte online erfasste Daten 133
2.4 Intelligente Visualisierung 135
3 Die Herausforderungen in der Praxis 137
3.1 Intermittierende Bewegungen mit variablen Lastverhältnissen 137
3.2 Hochdynamische Bewegungsabläufe 139
4 VIBGUARD – Online CMD der nächsten Generation 140
5 Big Data und relevante Informationen 141
6 Literatur 142
Werte durch Wartung 
144 
1 Einleitung: Wenn Maschinen intelligent mit Maschinen sprechen 144
2 Im Zentrum der Revolution: Cyber-physische Systeme plus ERP 145
3 Welche Chancen eröffnet die Industrie 4.0? 146
4 „Instandhaltung 4.0“: Ein Ausblick 147
4.1 Szenario 1: Instandhaltung im Unternehmen 148
4.2 Szenario 2: Instandhaltung als Kundenservice 149
4.2.1 Zum Beispiel: Predictive Maintenance von Kaeser Kompressoren 149
4.2.2 Zum Beispiel: Echtzeit-Maintenance von Hagleitner Hygiene 151
4.3 Mobile Apps als Mehrwerttreiber in der Instandhaltung 151
4.3.1 Carl Stahl GmbH: 20 Prozent schneller mit SAP Work Manager 152
4.3.2 Die Vorteile mobiler Apps aus Perspektive des Serviceteams 152
5 Fazit 153
6 Quellen 154
Schnittstelle Anlagenbetreiber/Dienstleister – Was ist anders, was ist neu unter Industrie 4.0? 
156 
1 Einleitung 156
2 Vision der Instandhaltung 4.0 157
3 Herausforderungen 158
4 Ansatzpunkte für die Entwicklung zu Instandhaltung 4.0 159
5 Zusammenspiel mit dem Dienstleister 161
6 Ausblick 161
Im Spannungsfeld des Kundenwunschs nach mehr Leistung zu geringeren Kosten: Die Flugzeugwartung der Lufthansa Technik 
164 
1 Kurzbeschreibung der Lufthansa Technik AG und des Geschäftsfeldes Wartung 164
2 Herausforderungen der Luftfahrtbranche und des Geschäftsbereichs Flugzeugwartung 165
3 Die Entwicklung des Lean Ansatzes der Flugzeugwartung über die letzten Jahre 165
3.1 Einführung von 5S und einem dezentralen Vorschlagswesen für Ideen der kontinuierlichen Verbesserung 165
3.2 Durchführung von Transformationsprojekten als sprunghafte Prozessverbesserung 166
3.3 Lean als Kultur und System verstehen - Das LOS! Produktionssystem 166
3.4 Auf dem Weg zur lernenden Organisation durch Qualifizierung und Kommunikation 167
3.5 Wertstromdesign als Chance übergreifende Potentiale zu realisieren 167
3.6 Die Herausforderungen mit den Kunden gemeinsam angehen 168
4 Erfolgsfaktoren aus heutiger Sicht 168
5 Die aktuelle Lean Programmarchitektur des Geschäftsbereichs Flugzeugwartung 168
5.1 Transformationsprojekte zu Wartungskonzeptmanagement 169
5.2 Transformationsprojekte zu Kapazitätsmanagement 171
5.3 Ziele bzgl. Kontinuierlicher Verbesserung und Lean-Qualifizierung 171
6 Zusammenfassung 172
Kognitive Ergonomie 
174 
1 Kognitive Ergonomie 174
1.1 Gegenstand und Ziele der kognitiven Ergonomie 174
1.2 Traditionelle Schwerpunkte und begrenzende Faktoren 175
2 Arbeiten in digitalen Welten 175
2.1 Technologische Entwicklungen 175
2.1.1 Ubiquitous Computing: „Everyware“ 175
2.1.2 Verfügbarkeit von Echtzeitdaten 176
2.1.3 Maschinelle Intelligenz 176
2.2 Veränderung von Wertschöpfungsprozessen und Tätigkeiten 177
2.2.1 Wandel der dominanten Einflussfaktoren auf die OEE 177
2.2.2 Der Mensch in der Industrie 4.0 177
3 Industrial Cognitive Engineering 178
3.1 Aus der Nische in den Mainstream 178
3.2 Typische Aufgabenfelder in der Industrie 4.0 179
3.2.1 Standardisierung 179
3.2.2 Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion 180
3.2.3 Lernförderlichkeit von Arbeitssystemen 180
3.3 Unternehmensübergreifende Aspekte 182
3.3.1 Make or Buy 182
3.3.2 Aspekte der Institutionalisierung 182
4 Literatur 183
ISO 55000 – Asset Management 
186 
1 Einleitung 186
2 PAS55:2008 - Die erste Norm für ein umfassendes „Physical Asset Management“ 187
3 Entwicklung der ISO 55000 Serie für Asset Management 189
3.1 Wesentliche Änderungen zwischen PAS 55 und ISO 55000 191
3.2 Lebenszyklus Management 192
3.3 Risikomanagement 193
4 Implementierungsbarrieren eines „Asset Management Systems“ 194
5 Fähigkeiten und Fertigkeiten für den Asset-Manager von heute 195
6 Zertifizierung 196
7 Ausblick 196
8 Literatur 196

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.3.2015
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik
• ISBN-10: 3-8249-1894-3 / 3824918943
• ISBN-13: 978-3-8249-1894-2 / 9783824918942