Biedermann / ÖIVA Instandhaltung im Wandel (E-Book, PDF)

Industrie 4.0 - Herausforderungen und Lösungen, 28. Instandhaltungsforum
1. Auflage 2015
ISBN: 978-3-8249-1894-2
Verlag: TÜV-Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 197 Seiten

Reihe: Praxiswissen für Ingenieure - Instandhaltung

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

Autoren/Hrsg.

Biedermann, Prof. Dr. Hubert

ÖIVA

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Produktionstechnik
• Wirtschaftswissenschaften Betriebswirtschaft Bereichsspezifisches Management Management: Immobilien & Anlagen

Inhaltsverzeichnis

1;Titel
;1
1.1;Impressum
;5
2;Inhaltsverzeichnis
;6
3;Autorenverzeichnis;8
4;Industrie 4.0 – Herausforderungen und Handlungsfelder in der industriellen Produktion
;10
4.1;1 Ausgangssituation der industriellen Produktion;10
4.2;2 Flexibilität als Treiber weiteren Wachstums;13
4.3;3 Intelligente Vernetzung als Schlüsselinnovation;14
4.4;4 Industrie 4.0 in Deutschland;16
4.5;5 Rolle der Arbeitsgestaltung und –organisation;18
4.6;6 Fazit und Ausblick;20
4.7;7 Literatur;21
5;Anlagenmanagement im Zeitalter von Industrie 4.0
;24
5.1;1 Einleitung;24
5.2;2 Aufgabenumfang der Instandhaltung (Sachziele);25
5.3;3 Auswirkungen im Kontext zu Industrie 4.0 auf das Aufgabenspektrum der Instandhaltung;26
5.4;4
Managementinstrumentarium der Instandhaltung;28
5.5;5 Wissensbasiertes Anlagenmanagement;30
5.6;6 Literatur;33
6;Big Data Analytics in Produktion und Instandhaltung;34
6.1;1 Einleitung;34
6.2;2 KDD-Prozessmodelle zur Wissensentdeckung;35
6.2.1;2.1 Anbieterneutrale KDD-Prozessmodelle;35
6.2.2;2.2 Anbieterspezifische KDD-Prozessmodelle;36
6.3;3 Potenziale und Herausforderungen von Big Data Analytics ;37
6.3.1;3.1 Potenziale von Big Data Analytics in Produktion und Instandhaltung;37
6.3.2;3.2 Herausforderungen von Big Data Analytics;39
6.4;4 KDID-Prozessmodell zur Realisierung von Big Data Analytics Projekten;40
6.5;5 Big Data Analytics Projektbeispiele ;43
6.5.1;5.1 Big Data Analytics in der Qualitätsüberwachung;43
6.5.2;5.2 Big Data Analytics in der prädiktiven Instandhaltung;46
6.6;6 Fazit;48
6.7;7 Acknowledgement;48
6.8;8 Literatur;48
7;Simulationsgestütztes Engineering im
Anlagenbau 4.0;50
7.1;1 Motivation;50
7.2;2 Beherrschen der zunehmenden Komplexität durch Simulation;50
7.3;3 Simulationsbasierte Optimierung;52
7.4;4 Im Einklang mit der Umsetzungsempfehlung zur Industrie 4.0;52
7.5;5 Simulationsbasierte Optimierung von hochautomatisierten Feuerverzinkungsanlagen als Anwendungsbeispiel;54
7.5.1;5.1 Evolutionsstufe 1: Analyse/Gegenüberstellung von Struktur- und Layoutvarianten;55
7.5.2;5.2 Evolutionsstufe 2: Dimensionierung/Entwicklung der Steuerungsstrategien;55
7.5.3;5.3 Evolutionsstufe 3: Umsetzung der Strategien in der Leit- und Steuerungstechnik;56
7.5.4;5.4 Evolutionsstufe 4: Virtuelle Inbetriebnahme des Leitsystems;57
7.5.5;5.5 Evolutionsstufe 5: Modellbasierte Steuerungs- und Leitsystementwicklung;57
7.5.6;5.6 Evolutionsstufe 6: Bestehende Systeme optimal betreiben;58
7.6;6 Auswirkung auf die Instandhaltung;58
7.7;7 Resümee;59
8;Das digitale Produkt, Basis für neue Customer
Service und Maintenance Repair and Overhaul Integrationen
für den ersten Schweizer Helikopter;60
8.1;1 Einleitung;60
8.1.1;1.1 Marenco Swisshelicopter AG;60
8.1.2;1.2 SKYe SH09;60
8.2;2 Implementierungs-Idee nach CMII;61
8.3;3 Configuration Management;64
8.3.1;3.1 Produkt-Konfigurationen: Übersicht;64
8.3.2;3.2 Produktkonfigurationen: Details über den Produktlebenszyklus;66
8.3.3;3.3 Produktkonfigurationen: Abhängigkeiten;67
8.3.3.1;3.3.1 Development Configuration;67
8.3.3.2;3.3.2 To-Be Configuration;70
8.3.3.3;3.3.3 As-Is Configuration;72
8.3.3.4;3.3.4 Flotten-Management;74
8.4;4 Digitales Produkt;75
8.4.1;4.1 Visualisierung des Digitalen Produkts basiert auf Configuration Management;75
8.4.2;4.2 Visualisierung - Worin liegt der Nutzen?;75
8.4.3;4.3 Visualisierung: Einsatzbereich im Unternehmen;75
8.4.4;4.4 Visualisierung im Research and Development;76
8.4.5;4.5 Visualisierung in der Supply Chain;78
8.4.6;4.6 Visualisierung im Quality Management;80
8.4.7;4.7 Visualisierung im Customer Service;81
8.4.8;4.8 Visualisierung im Marketing and Sales;82
8.4.9;4.9 Visualisierung zu Business Analytics;83
8.5;5 Umsetzung im Customer Service und Maintenance Repair and Overhaul;83
8.5.1;5.1 Konklusion;83
8.5.2;5.2 Visualisierung über Mobiles;84
8.5.3;5.3 App mit Augmented Reality und Integration des Digitalen Produkts;84
8.5.4;5.4 App für Piloten;86
9;Picture of the Future
;90
9.1;1 Konzeptioneller Ansatz;90
9.1.1;1.1 „Picture of the Future“ als Modellansatz zur Ableitung einer zukünftigen Strategie;90
9.1.2;1.2 Ersatzteillogistik als Gegenstand eines „Picture of the Future“;91
9.2;2 Identifizierte Trends mit Wirkungen für die Ersatzteillogistik;92
9.2.1;2.1 Wirtschaft und Gesellschaft;92
9.2.2;2.2 Politik, rechtliche Aspekte und Umwelt;92
9.2.3;2.3 Produkt;92
9.2.4;2.4 Technologie;93
9.2.5;2.5 Markt und Kunden;93
9.2.6;2.6 Geschäftsmodell;93
9.3;3 Das Szenario einer zukünftigen Ersatzteillogistik in Hypothesen;94
9.3.1;3.1 Ersatzteillogistik in einem starken Wettbewerbsumfeld;94
9.3.2;3.2 Kundenzentrierte Ersatzteillogistik;94
9.3.3;3.3 Selektive und kollaborative Ersatzteillogistik;95
9.3.4;3.4 Big Data und umweltgerechte Ersatzteillogistik;96
9.4;4 Schlussfolgerungen und Ausblick;96
10;Digitales Ersatzteilmanagement mittels 3D-Druck
;98
10.1;1 Einleitung;98
10.2;2 3D-Druck entwickelt sich zur Produktionstechnologie;98
10.2.1;2.1 Ein Beispiel von Rapid Manufacturing: Einspritzdüse von GE Aviation;100
10.2.2;2.2 Der Unterschied zwischen 3D-Druck und traditionellen Massenproduktionsverfahren;101
10.3;3 Digitales Ersatzteilmanagement;102
10.3.1;3.1 Schwierigkeiten bei der Realisierung;103
10.3.2;3.2 Limitationen der 3D-Druck-Verfahren;104
10.3.3;3.3 Design für 3D-Druck;104
10.3.4;3.4 Änderungen des Ersatzteil-Geschäftsmodells;105
10.3.5;3.5 Implikationen;105
10.4;4 Wie sollte an das Thema 3D-Druck herangegangen werden;106
10.4.1;4.1 Anwendungen von 3D-Druck in der Wertschöpfungskette;106
10.4.2;4.2 Der Einstieg in 3D-Druck;107
10.5;5 Zusammenfassung;107
10.6;6 Literatur;108
11;Instandhaltung 4.0 aus Sicht der IT – Wo die Reise hingeht ;110
11.1;1 Einleitung;110
11.2;2 Was ist eigentlich Industrie 4.0?;111
11.3;3 Der Ausgangspunkt;111
11.4;4 Was bedeutet Industrie 4.0 für die Instandhaltung?;112
11.5;5 Die Anlage als autonomes Objekt;113
11.6;6 ERP-Systeme der Zukunft;114
11.7;7 Das ist die Vision, aber wo stehen wir?;114
11.8;8 Was können wir aktuell tun?;115
11.9;9 Themen, welche noch beachtet werden sollten;116
11.9.1;9.1 Additive Fertigung mit 3D-Druck;116
11.9.2;9.2 Weitere Assistenzsysteme;116
11.9.3;9.3 Big Data;117
11.9.4;9.4 Datenaustausch über Unternehmensgrenzen hinaus;117
11.10;10 Ausblick;117
12;Mobile Lösungen und Condition Monitoring im Zeitalter von Industrie 4.0
;120
12.1;1 Einleitung;120
12.2;2 Die Ist Situation in den heutigen Unternehmen;121
12.3;3 Die aktuellen Trends: Industrie 4.0 (Smart Manufacturing), Mobilität, Cloud;124
12.4;4 Lösung des Problems: Flexible Automatisierung und Integration bringen dem Unternehmen die notwendige Agilität;127
12.5;5 Fallbeispiel: Nutzung der BPM Applikation PROCE55 für eine integrierte Instandhaltung mit Einbindung von Produktionssteuerung und von Prozessmonitoring (Condition Monitoring);129
12.5.1;5.1 Fallbeispiel 1: komplexe und spezifische Instandhaltungslösung;129
12.5.2;5.2 Fallbeispiel 2: Mobilisierung der professionellen Standardanwendung;130
12.6;6 Literatur;131
13;Intelligentes Condition Monitoring für Smart Factories
;132
13.1;1 Industrie 4.0 und das Monitoring-Konzept;132
13.2;2 Praktische Vorgaben für ein intelligentes Condition Monitoring System;132
13.2.1;2.1 Intelligente Monitoring Prozesse;133
13.2.2;2.2 Datenerfassung in nahezu Echtzeit;133
13.2.3;2.3 Detaillierte online erfasste Daten;133
13.2.4;2.4 Intelligente Visualisierung;135
13.3;3 Die Herausforderungen in der Praxis;137
13.3.1;3.1 Intermittierende Bewegungen mit variablen Lastverhältnissen;137
13.3.2;3.2 Hochdynamische Bewegungsabläufe;139
13.4;4 VIBGUARD – Online CMD der nächsten Generation;140
13.5;5 Big Data und relevante Informationen;141
13.6;6 Literatur;142
14;Werte durch Wartung
;144
14.1;1 Einleitung: Wenn Maschinen intelligent mit Maschinen sprechen;144
14.2;2 Im Zentrum der Revolution: Cyber-physische Systeme plus ERP;145
14.3;3 Welche Chancen eröffnet die Industrie 4.0?;146
14.4;4 „Instandhaltung 4.0“: Ein Ausblick;147
14.4.1;4.1 Szenario 1: Instandhaltung im Unternehmen;148
14.4.2;4.2 Szenario 2: Instandhaltung als Kundenservice;149
14.4.2.1;4.2.1 Zum Beispiel: Predictive Maintenance von Kaeser Kompressoren;149
14.4.2.2;4.2.2 Zum Beispiel: Echtzeit-Maintenance von Hagleitner Hygiene ;151
14.4.3;4.3 Mobile Apps als Mehrwerttreiber in der Instandhaltung;151
14.4.3.1;4.3.1 Carl Stahl GmbH: 20 Prozent schneller mit SAP Work Manager;152
14.4.3.2;4.3.2 Die Vorteile mobiler Apps aus Perspektive des Serviceteams;152
14.5;5 Fazit;153
14.6;6 Quellen;154
15;Schnittstelle Anlagenbetreiber/Dienstleister – Was ist anders, was ist neu unter Industrie 4.0?
;156
15.1;1 Einleitung;156
15.2;2 Vision der Instandhaltung 4.0;157
15.3;3 Herausforderungen;158
15.4;4 Ansatzpunkte für die Entwicklung zu Instandhaltung 4.0;159
15.5;5 Zusammenspiel mit dem Dienstleister;161
15.6;6 Ausblick;161
16;Im Spannungsfeld des Kundenwunschs nach mehr Leistung zu geringeren Kosten: Die Flugzeugwartung der Lufthansa Technik
;164
16.1;1 Kurzbeschreibung der Lufthansa Technik AG und des Geschäftsfeldes Wartung;164
16.2;2 Herausforderungen der Luftfahrtbranche und des Geschäftsbereichs Flugzeugwartung;165
16.3;3 Die Entwicklung des Lean Ansatzes der Flugzeugwartung über die letzten Jahre;165
16.3.1;3.1 Einführung von 5S und einem dezentralen Vorschlagswesen für Ideen der kontinuierlichen Verbesserung ;165
16.3.2;3.2 Durchführung von Transformationsprojekten als sprunghafte Prozessverbesserung;166
16.3.3;3.3 Lean als Kultur und System verstehen - Das LOS! Produktionssystem;166
16.3.4;3.4 Auf dem Weg zur lernenden Organisation durch Qualifizierung und Kommunikation;167
16.3.5;3.5 Wertstromdesign als Chance übergreifende Potentiale zu realisieren;167
16.3.6;3.6 Die Herausforderungen mit den Kunden gemeinsam angehen;168
16.4;4 Erfolgsfaktoren aus heutiger Sicht;168
16.5;5 Die aktuelle Lean Programmarchitektur des Geschäftsbereichs Flugzeugwartung;168
16.5.1;5.1 Transformationsprojekte zu Wartungskonzeptmanagement;169
16.5.2;5.2 Transformationsprojekte zu Kapazitätsmanagement;171
16.5.3;5.3 Ziele bzgl. Kontinuierlicher Verbesserung und Lean-Qualifizierung;171
16.6;6 Zusammenfassung;172
17;Kognitive Ergonomie
;174
17.1;1 Kognitive Ergonomie;174
17.1.1;1.1 Gegenstand und Ziele der kognitiven Ergonomie;174
17.1.2;1.2 Traditionelle Schwerpunkte und begrenzende Faktoren;175
17.2;2 Arbeiten in digitalen Welten;175
17.2.1;2.1 Technologische Entwicklungen;175
17.2.1.1;2.1.1 Ubiquitous Computing: „Everyware“;175
17.2.1.2;2.1.2 Verfügbarkeit von Echtzeitdaten;176
17.2.1.3;2.1.3 Maschinelle Intelligenz;176
17.2.2;2.2 Veränderung von Wertschöpfungsprozessen und Tätigkeiten;177
17.2.2.1;2.2.1 Wandel der dominanten Einflussfaktoren auf die OEE;177
17.2.2.2;2.2.2 Der Mensch in der Industrie 4.0;177
17.3;3 Industrial Cognitive Engineering;178
17.3.1;3.1 Aus der Nische in den Mainstream;178
17.3.2;3.2 Typische Aufgabenfelder in der Industrie 4.0;179
17.3.2.1;3.2.1 Standardisierung;179
17.3.2.2;3.2.2 Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion;180
17.3.2.3;3.2.3 Lernförderlichkeit von Arbeitssystemen;180
17.3.3;3.3 Unternehmensübergreifende Aspekte;182
17.3.3.1;3.3.1 Make or Buy;182
17.3.3.2;3.3.2 Aspekte der Institutionalisierung;182
17.4;4 Literatur;183
18;ISO 55000 – Asset Management
;186
18.1;1 Einleitung;186
18.2;2 PAS55:2008 - Die erste Norm für ein umfassendes „Physical Asset Management“;187
18.3;3 Entwicklung der ISO 55000 Serie für Asset Management;189
18.3.1;3.1 Wesentliche Änderungen zwischen PAS 55 und ISO 55000;191
18.3.2;3.2 Lebenszyklus Management;192
18.3.3;3.3 Risikomanagement;193
18.4;4 Implementierungsbarrieren eines „Asset Management Systems“;194
18.5;5 Fähigkeiten und Fertigkeiten für den Asset-Manager von heute;195
18.6;6 Zertifizierung;196
18.7;7 Ausblick;196
18.8;8 Literatur;196