Digitalisierte Instandhaltung

Stand und Perspektiven

Köln: TÜV-Verlag, 2019
ISBN 978-3-7406-0467-7

Die Beiträge im Tagungsband zum 33. Instandhaltungsforum

Digitalisierte Instandhaltung
  • Stefan ERLACH
    DI Dr., Leitung Weltkompetenzzentrum Bogies, Siemens Mobility GmbH
  • Robin KÜHNAST-BENEDIKT
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Geschäftsführer der ÖVIA, Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben
  • Thomas MOSHAMMER
    Dipl.-Ing. Dr. techn., Head of Structure, Simulation, Validation, Siemens Mobility GmbH
  • Philipp HOCHSTRASSER
    Instandhaltungsleiter, Siemens Mobility GmbH

Die digitale Transformation bietet dem Siemens Mobility Weltkompetenzzentrum für Fahrwerke in Graz die Möglichkeit sich in zwei unterschiedlichen Themengebieten der Instandhaltung weiterzuentwickeln. Durch die gezielte Optimierung und Weiterentwicklung der internen Abläufe und Prozesse einerseits, sowie durch den Einsatz neuester Diagnosesystem in den Produkten andererseits, können die Gesamtlebenszykluskosten reduziert werden und damit ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung der Wertschöpfung des Unternehmens geleistet werden. Der folgende Beitrag stellt die zwei Ansätze vor, demonstriert den bereits erreichten Nutzen und gibt einen Ausblick in die zukünftigen Entwicklungen. Es wird gezeigt, wie das Anlagenmanagement am Standort Graz weiterentwickelt wurde und welche Maßnahmen besonders zur digitalen Instandhaltung beigetragen haben. Zusätzlich wird die Instandhaltung der Produkte betrachtet und wie die Digitalisierung als Enabler für neue Geschäftsmodelle wirkt. Dabei wird der Ist-Stand der bereits entwickelten Lösungen gezeigt und wie die Siemens Mobility Graz das vorhandene Systemwissen nutzt, um den Weg zu einer vorausschauenden Instandhaltung zu ermöglichen.

  • Hubert BIEDERMANN
    o.Univ.-Prof. Dr. mont., Montanuniversität Leoben, Departmentleiter wBw, Präsident der ÖVIA

Die zunehmende Digitalisierung bietet der Instandhaltung die Chance einen höheren Reifegrad im strategisch-operativen Management zu erreichen und damit nachhaltig zur Unternehmenswertschöpfung beizutragen. Die unternehmensinterne Agilität lässt sich durch schnellere Anpassung des Managementsystems der Instandhaltung und deren Prozesse erhöhen. Neben der hierzu nötigen Anpassung der Unternehmens- und Führungskultur sind es die durch zunehmende Digitalisierung verfügbaren Daten und Analysetools die eine Dynamisierung der Instandhaltungsstrategie ermöglichen. In der Philosophie „Lean-Smart-Maintenance“ bildet die Dynamisierung derselben ein wesentliches Element. Gleichzeitig ermöglichen die Real Time verfügbaren Daten Maßnahmen zur Effizienzsteigerung in der Instandhaltungsdurchführung (Lean-Ansatz). Durch die Integration der Datenbasen und die Weiterentwicklung der Verfahren der Zustandsprognose ergeben sich vielfache Möglichkeiten die Zuverlässigkeit (Smart-Ansatz) und gleichzeitig die Ressourceneffizienz (Lean-Ansatz) zu erhöhen. Der vorliegende Beitrag adressiert die Handlungsfelder im Kontext zum LSM-Konzept und zeigt Entwicklungspfade auf.

  • Harald APEL
    Prof. Dr.-Ing., Institutsdirektor, HS Magdeburg-Stendal (FH), Institut für Technische Betriebswirtschaft
  • Martin ALTROCK
    DI (FH), Leiter Instandhaltung, Doppstadt Calbe GmbH

Das Tätigkeitsfeld der Instandhaltung für technische Systeme (TS) konzentriert sich vor allem auf die Sicherung geforderter Funktionen mit dem Ziel ihrer Verfügbarkeit. Seine komplexe Umsetzung ist in Abhängigkeit von der Aufgabensituation und dem Bezug zum TS mit der Anbindung an typische Servicesysteme verbunden. Instandhaltungs- und Service- (IuS)-Systeme erfordern eine durchgängige Informationsverarbeitung über zeitliche und objektbezogene Strukturen. Eine Digitalisierung dieser Leistung bedarf eines hohen Grades an Systematik. Die Umsetzung der Digitalisierungsaufgaben wird am Beispiel des Ersatzteilmanagements bzgl. der Anforderungen und Inhalte untersucht. Es werden Erfahrungen aus einer strukturierten Analyse in zwölf Untersuchungsunternehmen vorgestellt und Aussagen zur Machbarkeit eines durchgängig digitalisierten Systems abgeleitet sowie Hinweise für die Umsetzung eines digitalisierten Ersatzteilmanagements gegeben.

  • Alexander AIGNER
    Dipl.-Ing., Technical Sales, Pankl Systems Austria GmbH

Der Begriff Additive Fertigung umfasst eine Vielzahl an Fertigungsmethoden des 3D-Drucks, welche sich durch Art und Form des Rohmaterials, Energieeintrag, Anwendungsfälle und andere Merkmale unterscheiden. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile gegenüber anderen Prozessen der additiven Fertigung, aber auch gegenüber den konventionellen Fertigungsmethoden. Das starke Industriewachstum legt nahe, wie sehr sich diese noch relativ junge Technologie in den letzten Jahren technisch weiterentwickelt hat und es ist absehbar, dass additive manufacturing (AM) innerhalb der nächsten Jahre eine breite Verwendung und Akzeptanz, über sämtliche Industriebranchen hinweg, bekommen wird. Anwendungsfälle innerhalb eines Unternehmens zu finden ist mehr oder weniger eine einfache Kosten-Nutzen-Rechnung, wobei sowohl auf der Kosten-, als auch auf der Nutzenseite sehr viel vom Know-How der Personen abhängt, die sich mit AM beschäftigt.

  • Franz WEGHOFER
    Projektleiter Smart Factory, Magna Steyr AG & Co KG

Die Smart Factory ist eines der zentralen Innovationsthemen bei Magna Steyr. Der holistische Ansatz der Fabrik der Zukunft erfordert die intelligente Vernetzung von Maschinen und Anlagen sowie Produkte und Mitarbeiter über den gesamten Fertigungsprozess. In diesem Zusammenhang bildet die Instandhaltung als Bewahrer der Funktions- und Leistungsfähigkeit sämtlicher technischer Einheiten und der zugehörigen Infrastruktur das Fundament, nicht nur zum Erhalt bestehender technischer Produktionsressourcen, sondern auch für die Entwicklung der Smart Factory. Die Digitalisierung umfasst hierbei sämtliche Bereiche einer Instandhaltungsorganisation. Die Basis bildet die Digitale Fabrik als „Digitaler Backbone“ für Produkt-, Prozess- und Ressourceninformation.

  • Bernhard A. ZIMMERMANN
    Mag. DI (FH) MSc, Business Development Manager & Prokurist, Zühlke Engineering Austria GmbH
  • Paul NIGSCH
    MSc, BSc, Advanced Software Engineer, Zühlke Engineering (Austria) GmbH

Im Rahmen dieses Artikels zeigen wir anhand von umgesetzten Projekten, wie Mixed Reality am Beispiel der Microsoft HoloLens in der Instandhaltung eingesetzt wird. So zeigen wir z.B. wie Bilfinger diese Technologie zur Schulung der richtigen Flanschenmontage und Jungheinrich im Bereich Training und Wartung eines Niederflurförderfahrzeuges mittels eines Digital Twins einsetzt. Ein weiteres Beispiel ist thyssenkrupp, die diese Technologie für die Beschleunigung der Lieferzeit im Bereich der Treppenlifte einsetzt. Wir streifen auch das Thema künstliche Intelligenz, um zu zeigen wie z.B. Akustikanalyse das richtige Betriebsfenster von KSB Pumpen feststellt.

  • Helmut GUGGENBICHLER
    Dipl.-Ing., CEO, Augmensys GmbH

Dieser Beitrag beleuchtet die derzeitigen Möglichkeiten Industrie 4.0 und Digitalisierung mittels Augmented Reality (AR) in der Industrie umzusetzen. Er nimmt dabei Bezug auf den aktuellen technologischen Standard der relevanten Soft- und Hardware. Weiters wird die Notwendigkeit der Datenanbindung an bestehende IT-Systeme herausgearbeitet ohne die diverse Anwendungsfälle wie Inspektion, Instandhaltung und Inbetriebnahme mobil nicht sinnvoll möglich sind. Abschließend werden zwei Anwendungsfälle aus der Industrie vorgestellt (Energieversorger, Automotiv Firma) und die Fragestellung des Untertitels aufgrund derzeitiger technologischer Möglichkeiten beantwortet.

  • Christine GEIER
    DI (FH), MBA, COO, Tablet Solutions GmbH

Für die Einführung moderner, digitaler Softwarelösungen in der Industrie sind herkömmliche Projektansätze nur bedingt geeignet. Projektansätze basierend auf agilen Methoden und mit Fokussierung auf die Zielgruppe der tatsächlichen Nutzer sind deutlich besser für die Durchführung dieser Projekte geeignet und können bei entsprechender Projektausgestaltung schnelle Ergebnisse und hohe Benutzerakzeptanz liefern.

  • Robert BERNERSTÄTTER
    Dipl.-Ing. Dr., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Montanuniversität Leoben, wBw

Die steigenden Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit erhöhen die Anforderung an die Instandhaltung Stillstandzeiten zu verringern und die Effizienz zu erhöhen. Die Möglichkeiten der Smart Maintenance bieten die Methoden dies zu erreichen. Die wachsende Datenmenge in der produzierenden Industrie setzt Unternehmen unter Druck datenanalytische Projekte zu starten. In vielen Fällen herrscht jedoch Ratlosigkeit, ob im Unternehmen die Voraussetzungen gegeben sind Projekte mit Data-Mining durchführen zu können. Oft werden Projekte gestartet, um später im Verlauf festzustellen, dass das geforderte Ziel nicht erreicht werden kann, da entweder das Datenmanagementsystem nicht ausgereift genug, oder die Datenqualität nicht ausreichend hoch ist. Daher wurde ein Reifegradmodell entwickelt, welches in der Projektkonzeptionsphase Aufschluss darüber gibt, ob die gesteckten Ziele erreichbar sind, oder ob vorab Maßnahmen umgesetzt werden müssen.

  • Harald PIRINGER
    Dipl.-Ing. Dr., Head of Visual Analytics Group, VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH

Viele Studien zeigen, dass 80% des Aufwands für die Erstellung prädiktiver Modelle ins Kennenlernen und Aufbereiten der Daten gehen und nicht in die Modellierung selbst. Visual Analytics ist eine Forschungsrichtung, die Visualisierung großer Datenmengen mit Analytik und Interaktion verbindet, um Benutzern die Gewinnung neuer Erkenntnisse unter Einbringung ihres Fachwissens zu ermöglichen. In diesem Vortrag geht es um die Anwendung einer Visual Analytics Software namens „Visplore“ für die Exploration und Aufbereitung großer Prozessdaten zur Modellierung von Sensorwerten einer Turbine. An Hand dieses konkreten Beispiels werden mehrere Schritte der Datenbereinigung illustriert, die letztlich die Erstellung eines guten Modells für einen operativen Einsatz zur frühen Erkennung von Sensoranomalien erlauben.

  • Andreas MEYER
    Dipl.-Ing., Head of Maintenance Execution IT UER, Covestro Deutschland AG
  • Klaas KÖLLN
    Dr., Head of Maintenance Management Uerdingen, Covestro Deutschland AG

Die Instandhaltung von industriellen Produktionsanlagen stellt einen beeinflussbaren Wertschöpfungsfaktor innerhalb des gesamten Produktionsprozesses dar. Eine fortlaufende Weiterentwicklung der Instandhaltung ist ein wichtiger Baustein zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit des Produzenten. Eine Möglichkeit der aktiven Beeinflussung ist die Organisation der Instandhaltungsarbeiten in einem geregelten, dokumentierten Prozess. Durch eine verbesserte Planung und Vorbereitung der notwendigen Arbeiten kann über eine verbesserte Auslastung der verfügbaren Ressourcen eine Verbesserung der Kostenposition erlangt werden. Eine Festlegung der Prioritäten der um Ressourcen konkurrierenden Maßnahmen ist dabei unerlässlich. Die Nutzung eines risikobasierten Ansatzes ist hierbei ein geeignetes Mittel.

  • Rainer DROESE
    Dipl.-Ing., Leiter Strategisches Instandhaltungsmanagement, thyssenkrupp Steel Europe AG

Die Fähigkeiten und Kompetenzen der Mitarbeiter sind heute für die Herausforderungen der Instandhaltung 4.0 nicht mehr ausreichend. Vor dem Hintergrund der Weiterentwicklung des Rollenverständnisses der Instandhaltungsmitarbeiter wird dargestellt, mit welcher Herangehensweise thyssenkrupp Steel AG (tkSE AG) dieses Thema angeht. Ausgehend von den Zielen wird das Vorgehen bei der Entwicklung der Themenfelder, bei der Erstellung von Schulungsunterlagen und bei der Durchführung der Schulungen selbst dargestellt. Begleitend zur Maintenance Academy wird eine interaktive Wissensplattform entwickelt, die die Einbindung der Mitarbeiter verstärken und zur nachhaltigen Wissenssicherung vor dem Hintergrund des demografischen Wandels dienen soll.

  • Robert ERASMUS
    Ing., Leiter Professional Services AT / SEMEA, EPLAN Software & Service GmbH
  • Michael WILHELM
    Ing., Teamleitung E-Projektmanagement und E-Konstruktion, Fill GmbH

Durchgängig verfügbare Daten vom Engineering bis zur Fertigung und darüber hinaus: in Zeiten von Industrie 4.0 ein Muss für erfolgreiche Unternehmen. Doch wie weit sind die Unternehmensprozesse im Engineering schon digitalisiert und wie passen die Anforderungen des Engineerings mit den Anforderungen im Service und Maintenance zusammen? Die mechatronische Sichtweise und der Einsatz von neuen Technologien wie Cloud, Virtual Reality, Augmented Reality und Smart Wiring ist der Schlüssel zum Erfolg im Maschinenbau. Mehrere Projektgruppen beschäftigen sich bei der Fill G.m.b.H. seit Frühjahr 2018 mit herausfordernden Engineering Themen. Ziel ist die Optimierung von Prozessen, Verbesserung der Qualität und Senkung der Kosten im Projektdurchlauf. Diese Themen werden aus der Sicht von EPLAN kurz dargestellt und Fill stellt die Sicht eines Maschinenbauers dar!

  • Klaus GEBESHUBER
    Dipl.-Ing. Dr.-techn., FH-Professor für IT-Security, FH Joanneum GmbH, Institut für Internet-Technologien & Anwendungen

Hacker Angriffe auf die IT Infrastruktur von Unternehmen laufen heute oft nach dem gleichen Schema ab. Der erste Eintrittspunkt in ein Firmennetzwerk geht meist über die Office Infrastruktur. Phishing Emails mit nicht vertrauenswürdigen Links, Nachrichten mit verseuchten Dokumenten im Anhang, oder auch infizierte USB Sticks ermöglichen den ersten Zugang in das Netzwerk. Von dort stehen dem Angreifer meist alle Türen offen. Interne Systeme sind ungehindert und ungefiltert erreichbar, selbst der Weg aus dem Office Netzwerk direkt zu Produktionsanlagen, bzw. zurück zu einem Command & Control Server des Angreifers ist oft einfach möglich. Klassische Schutzmaßnahmen, wie eine einzige Firewall an der Schnittstelle zum Internet sind mittlerweile nicht mehr ausreichend. Beginnend beim Faktor Mensch bis hin zur Netzwerksegmentierung, Patch Management, Intrusion Detection/Prevention Systeme und die massive Datenverkehrsfilterung und laufende Überwachung (Logging/Alerting) der Aktivitäten im Netzwerk sind notwendig um ein bestimmtes Maß an Sicherheit zu gewährleisten.

  • Hermann LÖDDING
    Prof. Dr.-Ing. habil., Universitätsprofessor, Institutsleiter, TU Hamburg, Institut für Produktionsmanagement und -technik
  • Nikolaj MELUZOV
    MSc, BSc, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Produktionsmanagement und -technik, Technische Universität Hamburg
  • Axel FRIEDEWALD
    Dr.-Ing., Oberingenieur, Institut für Produktionsmanagement und -technik, Technische Universität Hamburg
  • Christopher MUNDT
    MSc, BSc, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Produktionsmanagement und -technik, Technische Universität Hamburg

Ausgedruckte Zeichnungen und Anleitungen sind nach wie vor das häufigste Informationsmedium für die Durchführung von Instandhaltungsarbeiten. Servicetechniker und Betreiber der Anlagen müssen die erforderlichen Informationen aus den Papieranleitungen heraussuchen. Diese Handhabung der Dokumente führt häufig dazu, dass wichtige Informationen unberücksichtigt bleiben, was zu Ausführungsfehlern und Störungen führen kann. Abhilfe schaffen können digitale Assistenzsysteme, die Servicetechniker durch die Arbeitsaufgabe führen und die notwendigen Informationen situationsgerecht bereitstellen. Der vorliegende Beitrag zeigt auf, wie der Einsatz digitaler Assistenzsysteme Suchaufwände in Papieranleitungen senken und die Produktivität und Qualität steigern kann.

  • Matthias KARNER
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Fraunhofer Austria Research
  • Tanja NEMETH
    Dipl.-Ing., Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Fraunhofer Austria Research GmbH
  • Wilfried SIHN
    Univ.Prof. Dr., Geschäftsführer, Fraunhofer Austria Research GmbH

Der Einsatz von Zustandsüberwachungssystemen (engl. Condition Monitoring, CM) ermöglicht die zustandsorientierte Instandhaltung von Anlagen und Maschinen und bildet die Basis für moderne Instandhaltungsparadigmen wie prädiktive und präskriptive Instandhaltung. CM basiert dabei auf Sensordaten, die mittels Datenanalysemethoden im Zeit- und Frequenzbereich weiterverarbeitet werden, um Zustandsindikatoren abzuleiten. Im Rahmen eines industrienahen Anwendungsbeispiels im Kontext der metallverarbeitenden Industrie wird die Integration der aus Condition Monitoring Systemen stammenden Zustandsinformationen innerhalb der Produktionsplanung und -steuerung thematisiert. Dazu wird eine Methode vorgestellt, die (i) die Erfassung von produktionsplanungsrelevanten Zuständen behandelt und (ii) die Kategorisierung von Produkten hinsichtlich ihrer spezifischen Zustandsanforderungen und Verschleißerscheinungen adressiert.