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Die ÖVIA

Wissenschaftlich fundiert, praxisorientiert & unabhängig

Beiträge zum ÖVIA Tagungsband 2015

Industrie 4.0 - Sind wir bereit?

  • Heinz MOITZI
    Ing., Vorstandsdirektor Technik
  • Sandra LAMM
    DI (FH), Project Manager Manufacturing
  • Wolfgang PROMBERGER
    DI (FH), Group Manager Business Process Excellence
  • Manfred OFNER
    Dipl.-Ing., Group Manager IT
  • alle AT&S AG, Leoben-Hinterberg

Als einer der weltweit führenden Produzenten von technologisch hochwertigen Leiterplatten positioniert sich AT&S erfolgreich in einem hochdynamischen Markt. Um in diesem – von asiatischen Mitbewerbern dominierten - Markt kompetitiv zu bleiben, ist die Beschäftigung mit dem Thema Industrie 4.0 eine Voraussetzung. Unsere Aktivitäten zu diesem Thema konzentrieren sich derzeit vor allem auf den Bereich Produktion – also die Herstellung der Leiterplatten. Ziel ist es, mit Hilfe von Industrie 4.0 unsere Effizienz, die Qualität und/oder die Flexibilität zu erhöhen. Um unserer Zielvorstellung - einer modernen digitalen Fabrik - näher zu kommen, bedarf es vor allem im Produktionsprozess einer genauen Planung, Transparenz und Nachvollziehbarkeit: dies bedingt effiziente Systeme und Funktionen, die klar aufeinander abgestimmt und abgegrenzt sein müssen. AT&S hat sich aufgrund dieser neuen Herausforderungen entschieden, an ihren Standorten ein MES (Manufacturing Execution System) schrittweise einzuführen.

Smart Maintenance: Intelligente, lernorientierte Instandhaltung

  • Hubert BIEDERMANN
    o.Univ.-Prof. Dr.mont., Departmentleiter, Präsident der ÖVIA
    Department Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben

Die Entwicklung, Implementierung und permanente Verbesserung der Wirksamkeit des Managementsystems ist eine dauerhafte Aufgabe. Die Instandhaltung steht vor der Herausforderung, die durch die Integration von IT-Systemen gegebenen Möglichkeiten der vertikalen Integration mit wertschöpfungsorientierter horizontaler Integration und einer Durchgängigkeit des Engineerings (Life Cycle Orientierung) zu verbinden. Erforderlich sind Geschäftsmodelle der Instandhaltung, die die Möglichkeiten von Industrie 4.0 aufgreifen und einen nachhaltigen Wertbeitrag generieren. Hierzu ist das Aufgabenspektrum derselben quantitativ und qualitativ anzupassen sowie mittelfristig eine Lernkultur zu etablieren, die Wissen schafft, welches eine dynamische Anpassung der Instandhaltungsstrategie und damit langfristig erhöhte Kapitalproduktivität (Wertschöpfung) ermöglicht.

Cyber-Physische Systeme in der Instandhaltung

  • Egon MÜLLER
    Prof. Dr.-Ing., Institutsleiter
  • Hendrik HOPF
    DI (FH), Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Michael CLAUSS
    Dr.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Frank BÖRNER
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • alle Technische Universität Chemnitz

Die Instandhaltung ist ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Effektivität von Produktionsprozessen. Mit Hilfe neuartiger Informations- und Kommunikationstechnologien werden Instandhaltungsprozesse unterstützt und verbessert. Im Zuge der Industrie 4.0 bieten Cyber-Physische Systeme vielfältige Potenziale für die Instandhaltung. Cyber-Physische Systeme vereinen grundsätzlich reale Objekte wie Anlagen, Maschinen, Werkzeuge, Behälter oder Teile mit intelligenten Informationselementen. Dadurch werden die informationstechnischen Fähigkeiten dieser Objekte derart erweitert, dass sie aktiver Teilnehmer in intelligenten Netzwerken werden. In diesem Beitrag werden Lösungsansätze dargestellt, die die Herausforderungen und Chancen von Cyber-Physischen Systemen in der Instandhaltung aufzeigen.

Condition Monitoring zur Unterstützung der Instandhaltung 4.0

  • Bruno von den HEUVEL
    Dr.-Ing., Leiter Bereich Diagnose/Dienstleistungen, RWE Power AG

Wenn Industrie 4.0 die Vernetzung durch Internet-Technologien von Produkten, Prozessen und Produktionsmitteln bedeutet, die mit intelligenter Sensorik bestückt sind, und Instandhaltung 4.0 die umfassende Digitalisierung, Überwachung und Auswertung aller Produktionsanlagen mit dem Nutzen der deutlichen Reduktion der Instandhaltungskosten anstrebt, dann kann Condition Monitoring in dieser Runde nur dann erfolgreich sein, wenn es eine von allen Beteiligten verstandene Sprache spricht, die klar definierte Begriffe verwendet und Aussagen macht, aus denen automatisch eindeutige Handlungsvorgaben für Produktion und Instandhaltung abgeleitet werden. Nach einigen Vorüberlegungen zum Thema der technischen Diagnostik werden Beispiele dafür aufgezeigt, wie die in Messdaten vorhandenen Informationen automatisch und zuverlässig durch intelligente Signalverarbeitung und regel- bzw. wissensbasierte Auswertung herausgearbeitet und in instandhaltungsrelevante Aussagen überführt werden, von denen Arbeitsaufträge oder sonstige Aktionen ausgelöst werden.

Smartes Ersatzteilmanagement unter den Zwängen von Lagerbestand vs. Produktionsausfall

  • Wilhelm HODAPP
    Dipl.-Ing., Lehrbeautragter für Instandhaltung, Duale Hochschule Baden-Württemberg

Die mit dem Fortschritt einhergehende Komplexitätssteigerung in technischen Systemen nimmt immer rasantere Züge an. Deshalb sollte insbesondere in der industriellen Anwendung grundsätzlich die Frage aufgeworfen werden, wie diese Systeme im Zusammenspiel ihrer Funktionen über die gesamte Nutzungszeit wirtschaftlich betrieben werden können. Die Praxis zeigt allerdings, dass in der Entwicklungs- und Realisierungsphase dieser Punkt häufig ausgeblendet bleibt, um erfolgskritische Investitionen nicht in Frage zu stellen, dies ist z.B. besonders auffällig bei Großprojekten. Fast zwangsläufig stehen dann für den folgenden Betrieb zu geringe Ressourcen zur Verfügung, die sich tendenziell auch in Budgetkürzungen für Instandhaltung niederschlagen.

Informatisierung und Vernetzung

  • Markus WABNER
    Dipl.-Ing., Gruppenleiter Werkzeugmaschinen, Fraunhofer IWU
  • Marko FRIEDEMANN
    Dipl.-Inf., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Fraunhofer IWU
  • Martin RIEDEL
    Dipl.-Ing., Technisches Marketing und Produkt-Konzeption, imc Meßsysteme GmbH

Die vorausschauende Instandhaltung von komplexen Systemen in der Umformtechnik benötigt viele verschiedene Informationen sowie eine strukturierte Langzeitspeicherung. Eine Lösung dieser Herausforderung verspricht die Informatisierung und Vernetzung von Produktionsanlagen. Durch eine neue Flexibilität bei der eingebetteten Datenerfassung sowie die Entwicklung einer eMaintenance Cloud wird im iMAIN-Pilotprojekt hierfür ein interdisziplinärer und standortunabhängiger Ansatz verfolgt, der sowohl die Einbindung einer Vielzahl von Sensortypen und Kommunikationsprotokollen als auch unterschiedlichen Expertenwissens zulässt. Damit werden die Grundlagen für eine neue Qualität in der industriellen Instandhaltung sowie die Etablierung neuer Geschäftsmodelle im Service- und Wissensmanagementbereich geschaffen.

Wartungsunterstützung durch dynamische Fehlerbäume

  • Ralf GITZEL
    Dr., Principal Scientist
  • Sylvia MACZEY
    Scientist
  • Benjamin KLÖPPER
    Dr.-Ing., Senior Scientist
  • Simone TURRIN
    Dr.-Ing., Senior Scientist
  • alle ABB Forschungszentrum Ladenburg
  • Barry KLEINE
    Privatier, Neuseeland

Der Gesamtwirkungsgrad des korrektiven Wartungsprozesses hängt von der oft zeitaufwendigen Suche nach der Fehlerursache ab. Individuelle technische Erfahrung ist die beste Voraussetzung um diese Zeit zu verkürzen. Dieses Wissen ist jedoch nicht so leicht den weniger erfahrenen Kollegen zur Verfügung zu stellen, z.B. aus Zeitgründen. Wir stellen den Prototypen eines Werkzeugs vor, welches eine systematische Sammlung und Zurverfügungstellung von Wartungserfahrung in Form von Grundursachen ermöglicht. Es basiert auf einem Fehlerbaum, welcher den diversen möglichen Fehlerursachen situationsspezifische Wahrscheinlichkeiten zuordnet. Das Werkzeug stellt eine Prioritätsliste für alle Ursachen bereit, die auf den Symptomen und den über die Anwendung gesammelten Informationen beruht. Nach erfolgreicher Ermittlung der Grundursache ermöglicht das Werkzeug dem Techniker eine gemeinsame Datenbank und (damit die Wahrscheinlichkeiten) mit den neuen Erfahrungen zu aktualisieren. Auf diese Weise reichert jede erfolgreiche Fehlerdiagnose die Wissensbasis an, die von dem Werkzeug benutzt wird. Dieser Artikel zeigt die Grundfunktionalität des Werkzeugs, erklärt seine Benutzung, zeigt die Vorteile seiner praktischen Anwendung und schlägt mögliche Weiterentwicklungen vor.

Trends & Entwicklungen im After Sales Service des Industrie 4.0-orientierten Anlagenbaues

  • Gerald HOFER
    Ing., MBA, Vorstandsvorsitzender, KNAPP AG
  • Manfred FUCHS
    Dr., Director Customer Service, KNAPP AG

Das "Service 4.0TM" der Knapp AG verknüpft digitale und physikalische Service-Produkte und Service-Dienstleistungen in intelligenter Weise miteinander. Das klar definierte Ziel des "Service 4.0TM" ist es, dem Kunden alle notwendigen Service-Dienstleistungen aus dem gesamten Service-Portfolio zum richtigen Zeitpunkt, am richtigen Ort, in der notwendigen Menge und in der notwendigen Qualität zur Verfügung zu stellen. Dies wird durch das System Monitoring & Managementsystem selbstständig durchgeführt. Aus dem Condition Monitoring, der permanenten Überwachung des Anlagensystems, entstehen die für die weitere Verwendung notwendigen Messdaten der Anlage zum aktuellen Zeitpunkt. In der "Knapp Red Box" sind alle Referenz- und Bewertungsdaten für die Einleitung von Korrekturmaßnahmen hinterlegt. Das Knapp e-insight beherbergt alle Informationen der zur Verfügung stehenden Serviceleistungen, welche durch die "Knapp Red Box" Software intelligent und effizient miteinander verknüpft werden bzw. unterstützt deren Kombination in der notwendigen und gewünschten Quantität und schlägt den geeigneten Zeitpunkt der Serviceeinsatzes vor.

"Ready to Race": Innovation und permanente Veränderung als Motor am Weg zu Industrie 4.0

  • Walter UITZ
    Dipl.-Ing., Bereichsleiter Produktion, KTM AG

Unter dem Schlagwort Industrie 4.0 findet derzeit eine unüberschaubare Anzahl von Aktivitäten in unterschiedlichsten Fachrichtungen und Branchen statt. In Fachzeitschriften halten Begriffe wie z.B. Vernetzung, Digitalisierung von Produktionsprozessen, cyber-physische Systeme etc. Einzug und führen teilweise zu Verwirrung. Oftmals ist der Nutzen von gewissen Aktivitäten auf den ersten Blick nur sehr schwer nachzuvollziehen. Positiv daran ist, dass über das Thema Industrie 4.0 Innovationen angestoßen, respektive gefördert werden und ein Umdenkprozess stattfindet. Anhand von drei konkreten Anwendungsbeispielen wird das Thema aus Produktionssicht beleuchtet und ein Ausblick gegeben.

Anwendungsszenarien von mobilen und ubiquitären Technologien in der Instandhaltung

  • Christine LEGNER
    Prof. Dr., Professorin für Wirtschaftsinformatik, Universität Lausanne

Mobile und ubiquitäre Technologien stellen in der Instandhaltung einen wichtigen Schritt in Richtung integrierter, medienbruchfreier Geschäftsprozesse dar. Während in der Vergangenheit bei mobilen Szenarien vor allem die Prozessintegration im Vordergrund stand, ermöglichen es die neueren Generationen von Smartphones und Tablet PCs zusätzlich, Know-How-intensive Tätigkeiten zu unterstützen. Der vorliegende Beitrag fasst die Anwendungsszenarien mobiler und ubiquitärer Technologien in der Instandhaltung zusammen. Er untersucht ausserdem neuere Typen von mobilen Anwendungen, sog. Mobile Checklisten, welche papierbasierte Formulare und Checklisten ersetzen. Damit werden mobile Anwendungen zu mobilen Assistenten, welche Mitarbeiter in ihren Tätigkeiten und Routinen umfassend unterstützen.

Wiener Linien: Smart Maintenance auf Schiene gebracht

  • Bernd FÜRLINGER
    Dipl.-Ing., Leitung Manufacturing Execution Systems CEE, Atos IT Solutions and Services GmbH

In den letzten Jahren investierte Wiener Linien massiv in die Modernisierung der Wartungsprozesse und -systeme, um nicht nur den steigenden Dokumentationspflichten bei Zertifizierungen Rechnung zu tragen, sondern auch Effizienz und Qualität zu steigern. Gemeinsam mit der Firma Atos IT Solutions & Services GmbH konzipierte Wiener Linien das elektronische "Reparaturbuch" als SAP-basierte Instandhaltungslösung für den Fahrzeugbereich. Vorgabe für die Lösungsarchitektur des neuen elektronischen "Reparaturbuches" war die weitgehende Erhaltung der bereits im SAP/ERP implementierten Instandhaltungsprozesse, ein einfaches und flexibles User-Interface für die Mitarbeiter, mobile Endgeräte, Lieferanten-Kollaboration, Traceability aller Prozesse und eine offene Entwicklungsplattform, um das Know-how der Wiener Linien abbilden zu können. Mit Hilfe der strukturierten Erfassung von Schadensbild, Ursachen-, Fehler- und Aktionskatalog können die Mitarbeiter der Wiener Linien im neuen elektronischen "Reparaturbuch" auf effiziente Weise fahrzeugsystemische Schwachstellenanalysen durchführen. Die Erkenntnisse daraus fließen in die Instandhaltungsstrategie ein, verbessern die Fahrzeugzuverlässigkeit in Kollaboration mit den Fahrzeugherstellern und senken gleichzeitig die Instandhaltungskosten.

Entwicklung eines Kennzahlen-Cockpits für die Instandhaltung unterstützt durch Datenanalysemethoden

  • Bernd KLEINDIENST
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Robert BERNERSTÄTTER
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • beide Lehrstuhl Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben

Industrie 4.0 bietet eine Reihe an Möglichkeiten für die Instandhaltung. Sensoren, Aktoren und RFID in Kombination mit neuen Speichertechnologien ermöglichen die wirtschaftliche Erfassung von immensen Datenmengen. Um diesen Datenschatz nutzen zu können, sind Hilfsmittel notwendig. Schlanke Kennzahlen-Cockpits in der Instandhaltung, die maßgeschneidert anhand der Rahmenbedingungen und Bedürfnisse des jeweiligen Unternehmens entwickelt werden, helfen dabei einen Überblick zu schaffen. Sie erlauben eine effektive Steuerung, Analyse und Kontrolle der Instandhaltung. Wird anhand der Cockpits eine Abweichung vom Ziel oder eine negative Entwicklung erkannt, so sind Detailanalysen notwendig. Mit Datamining ist es möglich, gezielt nach Zusammenhängen zwischen den Kennzahlen zu suchen und bei Zielabweichungen den Ursachen nachzuforschen.

Methoden und Perspektiven zur ergonomischen Bewertung und Gestaltung langzyklischer Tätigkeiten

  • Peter KUHLANG
    Prof. Dr., Geschäftsführender Leiter MTM-Institut
  • Steffen RAST
    Dr., Leiter Ergonomie
  • Sören LIEBIG
    Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Anni LÜBEN
    Wissenschaftliche Mitarbeiterin
  • Thomas FINSTERBUSCH
    Dipl.-Ing., Leiter Entwicklung MTM-Bausteinsysteme
  • Thomas MÜHLBRADT
    Dr., Leiter Forschung
  • alle Deutsche MTM-Vereinigung e.V., Zeuthen

Ein ergonomisch gestalteter Arbeitsplatz ist eine Maßnahme, die mit dem Lebensalter zunehmenden Beschwerden, die insbesondere im Muskel-Skelett-System ihre Ursache haben, wirksam zu mildern. Aus diesem Grund ist die Durchführung von Gefährdungsbeurteilungen und damit die Bewertung und Beurteilung ergonomischer Risiken in vielen Staaten Europas für Arbeitgeber verpflichtend und auch in Arbeitsschutzgesetzen – § 4 ASchG in Österreich adressiert bspw. die "Evaluierung" – vorgeschrieben. Das EAWS (Ergonomic Assessment Worksheet) ist ein ergonomisches Bewertungsverfahren, das vorwiegend in der Industrie zur präventiven, prospektiven und korrektiven ergonomischen Gestaltung von Arbeitssystemen eingesetzt wird. Die Intention der EAWS-Anwendung ist es, durch das Aufzeigen ergonomischer Engpässe bzw. Defizite und durch das Beurteilen der daraus resultierenden Risiken, eine fundierte, quantifizierbare und nachvollziehbare Grundlage zu schaffen, um schlussendlich ergonomisch unbedenkliche Arbeitsplätze zu gestalten.

Der Mensch im Umfeld von Smart Production Systems

  • Franz EBERHART
    DI (FH), R&D Industrie 4.0, M&R Automation GmbH, Grambach/Graz

Nach einer allgemeinen Einleitung zur Relevanz von Industrie 4.0 für den Wirtschaftsstandort Europa werden in diesem Artikel die wichtigsten Trends und Entwicklungen der Produktion der Zukunft zusammengefasst. Was sind die Herausforderungen, denen sich der Mensch in diesem Kontext stellen muss, und wie müssen Maschinen geplant und umgesetzt sein, um ein effektives Zusammenspiel zwischen den beiden Akteuren - Mensch und Maschine - optimal zu gestalten? Der Instandhaltung kommt hier ein besonderes Augenmerk zuteil, gilt es doch über die gesamte Nutzungsdauer ein komplexes Produktionssystem aus vielen Komponenten und Variablen am Laufen zu halten. Anhand von zwei innovativen Industrie 4.0 Projekten bei M&R Automation werden Umsetzungsbeispiele aus der Praxis erläutert.

Smart Maintenance durch kombinierte Produktions- und Instandhaltungsplanung

  • Marian KÖLLER
    Dipl.-Ing., Schwerpunktbereich Anlagenmanagement, Innovationszentrum Niedersachsen GmbH
  • Berend DENKENA
    Prof. Dr.-Ing., Institutsleiter für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Leibniz Universität Hannover

Die Produktionssysteme im heutigen Automobilbau zeichnen sich sowohl durch verkettete Maschinen als auch durch eine hohe Automatisierung und Komplexität der Anlagen bzw. Technologien aus. Erst die Kombination der Instandhaltungs- mit der Produktionsplanung ermöglicht es Produktionsverluste, und damit die Produktions- und Instandhaltungskosten, nachhaltig zu reduzieren. Um die Komplexität realer Produktionssysteme mit allen gegen-seitigen Wechselwirkungen der Produktions- und Instandhaltungsplanung abbilden zu kön-nen, bieten dich dafür simulationsgestützte Ansätze an.

Anlagenspezifische Instandhaltungsstrategiewahl durch strukturierte Anlagenbewertung

  • Alfred KINZ
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Geschäftsführer der ÖVIA, Lehrstuhl WBW, Montanuniversität Leoben
  • Hubert BIEDERMANN
    o.Univ.-Prof. Dr.mont., Departmentleiter, Präsident der ÖVIA, Lehrstuhl WBW, Montanuniversität Leoben

Ein kosteneffizientes Anlagenmanagement verlangt die Festlegung eines optimalen, an den Anforderungen der jeweiligen Produktionsanlage orientierten, Instandhaltungsstrate-giemix. Grundlage hierfür bildet eine strukturierte Bewertung sämtlicher Produktionsanla-gen und somit eine Klassifizierung dieser nach bestimmten Kriterien. Zur Durchführung ei-ner solchen Bewertung und zur Ableitung entsprechender Instandhaltungsstrategien bieten sich verschiedene Ansätze an. Dieser Artikel greift einige davon auf und beschreibt die Vor-gehensweise anhand mehrere Beispiele.

 

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