Instandhaltung als Erfolgsfaktor

Strategie, Lebenszyklusbetrachtung und Digitalisierung


Köln: TÜV-Verlag, 2021

ISBN (print) 978-3-7406-0666-4
ISBN (e-book) 978-3-7406-0673-2

 

Die Beiträge im Tagungsband zum 35. Instandhaltungsforum

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

Vor dem Hintergrund der sich rasch verändernden Märkte ist die permanente Verbesserung der Wirksamkeit von Managementsystemen eine dauerhafte sowie lohnende Aufgabe. Das Asset Management und mit ihr die Instandhaltung stehen vor der schwierigen Aufgabe, ein langfristig orientiertes umfassendes Zielsystem in produzierenden Unternehmen zu implementieren und die Erfolgswirksamkeit der daraus abgeleiteten Aufgaben zu quantifizieren. Der Beitrag diskutiert die Zieldimensionen im Asset Management ebenso wie monetäre und nichtmonetäre Instrumente zur Bewertung der gesetzten Maßnahmen.

  • Jens Reichel
    Dr.-Ing., Leiter Sustainable Production & Steel Energy Services, thyssenkrupp Steel Europe AG, Duisburg, Deutschland
  • Guido Lülf
    Prof. Dr.-Ing., Leiter TK Bereich Strom & Infrastruktur, thyssenkrupp Steel Europe AG, Honorarprofessor an der TU Clausthal

Auch während der Corona-Pandemie hat sich gezeigt, wie unterschiedlich die Instandhaltungsorganisationen auf die Digitalisierung vorbereitet waren und wie schnell in den produzierenden Unternehmen mit den neuen Anforderungen umgegangen werden konnte. Die neuen Errungenschaften wie Digitalkonferenzen, Einbindung von Experten über das Smartphone oder den Tablet-Computer wie auch die Verschiebung der Ersatzteil- und Materialbeschaffung auf nahezu 100% Online-Sourcing werden ihre bleibenden Spuren auch nach der Pandemie hinterlassen. Es bleibt zu hoffen, dass der damit einhergehende Produktivitätsschub in den Unternehmen die entstandenen Verluste überkompensieren wird. Der vorliegende Beitrag will die Entwicklung bei thyssenkrupp Steel und im Instandhaltungsnetzwerk 4.OPMC aus der jüngeren Zeit hierzu aufzeigen.

  • Werner Schröder
    Dr. mont., Leitung Produktionssystem Werk Steyr, BMW Motoren GmbH, Steyr, Österreich
  • Harald Hiesberger
    Teamleitung Instandhaltungstechnologie Mech. Fertigung, BMW Motoren GmbH, Steyr, Österreich

Der aktuelle Wandel in der Automobilindustrie und damit verbundene Investitionsentscheidungen führen in letzter Konsequenz auch im Ersatzteilemanagement dazu, neue Strategien zu definieren. Der Beitrag zeigt am Beispiel des BMW Group Werk Steyr, wie auf sich ändernde Rahmenbedingungen (Verlängerung der Laufzeiten von Anlagen und Produktionssystemen) reagiert wird, um trotz steigernder Variantenvielfalt und kürzeren Produktlebenszyklen von Komponenten die Verfügbarkeit dieser im Sinne einer langfristigen Unternehmensplanung für Produktionsanlagen sicherzustellen.

  • Stefan Hölbfer
    Dr. mont., Head of Operations Management Refinery Schwechat, OMV Downstream GmbH, Schwechat, Österreich

Die Strategiewahl in der Instandhaltung stellt ein zentrales Erfolgselement derselben dar, wenngleich sich diese angesichts mannigfaltiger beeinflussender Faktoren als mehrdimensionales Entscheidungs- sowie Optimierungsproblem darstellt. Es existieren Modelle und Verfahren, welche bei der Bewältigung dieser Herausforderungen eine Entscheidungshilfe liefern, allerdings kommen diese in der Praxis nicht uneingeschränkt zur Anwendung. Die Hintergründe hierfür sind vielfältig und der Erfolg derartiger Modelle hängt im hohen Maße von der Qualität und Quantität der zugrundeliegenden Inputparameter, sowie der Entscheidungsfreiheit in der Anwendung ab. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über derartige Modelle und zeigt die praktische Anwendung eines Modells zur Auswahl von Instandhaltungsstrategien für Baugruppen bzw. Bauelementen in verketteten, anlagenintensiven Industriebetrieben. Im Weiteren werden die Ergebnisse sowie die Grenzen derartiger Modelle in der Praxis diskutiert.

  • Theresa Passath
    Dipl.-Ing., Wissenschaftliche Projektmitarbeiterin, Geschäftsführerin der ÖVIA, Lehrstuhl wBw, Montanuniversität Leoben
  • Sophia Ecker
    BSc, Diplomandin, Takeda Austria GmbH, Linz, Österreich
  • Stephan Hinterberger
    Dipl.-Ing. Dr., Manager Data Analytics, Takeda Austria GmbH, Linz, Österreich
  • Matthias Greinecker
    MSc, Technischer Leiter, Prokurist, Takeda Austria GmbH, Linz, Österreich

Der Wunsch von Unternehmen, flexibel auf die sich ständig ändernden Märkte, Kundenwünsche und Prozessbedingungen zu reagieren, wird mit Hilfe der Kritikalitätsbewertung – einer standardisierten, auf das Unternehmen und dessen Komplexität und Datenverfügbarkeit zugeschnittenen Bewertungsmethodik – erfüllt. Durch die Einführung der Kritikalitätsbewertung wird eine Entscheidungsgrundlage für Instandhaltungsstrategieanpassungen gelegt und in weiterer Folge durch gezielte Risikominimierung und Kostenreduktion langfristig die Effizienz und Effektivität gesteigert. Im Beitrag wird ein Vorgehensmodell zur Einführung solch einer Kritikalitätsbewertung am Beispiel eines pharmazeutischen Unternehmens erläutert, die Ergebnisse diskutiert, sowie auf die Herausforderungen bei der Einführung hinsichtlich Datenverfügbarkeit und -qualität aber auch auf Faktoren wie Mitarbeiterintegration und -motivation eingegangen.

  • Tobias Gerstmaier
    Dipl.-Ing. (FH), Leader Operational Excellence (Maintenance & Automation), INNIO Jenbacher GmbH & Co OG, Jenbach, Österreich

Die Anforderungen an die Instandhaltung wachsen in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht. Eine Steigerung von Effizienz, Effektivität und Produktivität wird durch das Einlösen der "Heilsversprechen" der Digitalisierung und Automatisierung erwartet. Hinzu kommen neue Aufgaben aus dem Asset Management, Reduktionsziele hinsichtlich Energie-, CO2- und Rohstoffverbrauch, der Fachkräftemangel und veränderte sozio-ökonomische Vorstellungen der jüngeren Fachkräftegenerationen. Diese Rahmenbedingungen führen zu Widersprüchlichkeiten und Ambivalenzen: Einerseits enormes Potenzial und Chance für einen höheren Stellenwert der Instandhaltung, andererseits Risiko einer "Mission Impossible" angesichts unüberschaubarer Aufgaben, geringer Ressourcenausstattung und fehlender Patentrezepte. Einerseits Beibehalten von Bewährtem ("Schraubenschlüssel") und andererseits Offenheit für Neues ("Cloud"). Dieser Beitrag wirbt dafür, Innovation nicht nur in der Technologie zu suchen, sondern auch auf Seiten der Teamkultur, der Führung und des Umgangs miteinander, modernste wissenschaftliche Einsichten zu nutzen. Anhand von Praxisbeispielen werden Erkenntnisse aus der Hirnforschung, Soziokybernetik und dem hypnosystemischen Ansatz dargestellt, die einen gelingenden Umgang mit den herausfordernden Bedingungen ermöglichen und Motivation, Kreativität, Performance und Ergebnisse fördern.

  • Wilfried Sihn
    Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl. Wirt.-Ing. Prof. e.h. Dr. h.c., Geschäftsführer Fraunhofer Austria Research GmbH, Wien, Österreich
  • Robert Glawar
    Dr. techn., Leiter Produktionsoptimierung und Instandhaltungsmanagement, Fraunhofer Austria Research GmbH, Wien, Österreich
  • Luisa Reichsthaler
    Dipl.-Ing., Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Fraunhofer Austria Research GmbH, Wien, Österreich
  • Gregor Wakolbinger
    Ing., Hilfswissenschaftlicher Mitarbeiter, Fraunhofer Austria Research GmbH, Wien, Österreich

Instandhaltung in der instandhaltungsfreien Fabrik – wie passt das zusammen? Vor dem Hintergrund dieses Widerspruches kommt es zu einer Transformation der Instandhaltungsarbeit von Morgen. Diese Transformation umfasst sowohl eine strategische Neuausrichtung der Unternehmen, eine tiefgreifende Veränderung der Instandhaltungsprozesse, den Einsatz von innovativen digitalen Technologien und Methoden sowie eine Veränderung des Berufsbildes der Instandhaltung. Anhand von konkreten Beispielen werden aktuelle Entwicklungen im Zusammenhang mit der Vision der instandhaltungsfreien Fabrik diskutiert.

  • Oliver Schmiedbauer
    Dipl.-Ing., Universitätsassistent, Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben
  • Hans Thomas Maier
    Dipl.-Ing., Wissenschaftlicher Projektmitarbeiter, Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben
  • Wolfgang Sandner
    Dipl.-Ing., Leitung Techniksteuerung, voestalpine Stahl Linz GmbH
  • Hubert Biedermann
    o.Univ.-Prof. Dr. mont., Departmentleiter Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben, Präsident der ÖVIA

Die Stahlindustrie in Europa steht vor der größten Herausforderung ihrer Geschichte. Durch die fortschreitende Digitalisierung, die damit verbundenen Änderungen der Arbeitsprofile und dem Kampf gegen den Klimawandel fällt diesem Industriezweig eine bedeutende Rolle zu. Dieser Veränderungsprozess wird auch die Anlagentechnik und Instandhaltung der in der Stahlindustrie investitionsintensiven Produktionsanlagen nachhaltig beeinflussen. In Kombination mit immer kürzeren und schwer prognostizierbaren Konjunkturschwankungen sind Organisationen gefordert, flexibel zu reagieren und sich rasch auf diese Veränderungen einzustellen. Vor diesem Hintergrund hat sich die voestalpine Steel Division dazu entschlossen, gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften der Montanuniversität Leoben ein umfassendes Projekt zu starten, um die gesamte Anlagentechnik langfristig auf die bevorstehenden Veränderungen auszurichten. In der vorliegenden Veröffentlichung wird auf einen Teilaspekt des Projekts eingegangen, nämlich das Handlungsfeld der Flexibilisierung. Es wird dargelegt, wie das Anlagenmanagement durch Outsourcing, einen optimierten Instandhaltungsstrategieprozess sowie die Gestaltung der Aufbauorganisation flexibler gestaltet werden kann. Des Weiteren werden die Maßnahmen, welche eine Flexibilisierung der Anlagentechnik der voestalpine Steel Division ermöglichen, überblicksmäßig dargelegt. Ein zentrales Ergebnis ist, dass ein umfassendes Wissensmanagement in Kombination mit einem optimierten Controllingsystem die Voraussetzung für die Flexibilisierung durch Outsourcing, dynamische Instandhaltungsstrategiewahl sowie eine adäquate Gestaltung der Aufbauorganisation darstellt.

  • Katharina Mertens
    Dipl.-Ing., Wissenschaftliche Projektmitarbeiterin, Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben

Lean Smart Maintenance (LSM) als wissenschaftliches Instandhaltungskonzept, bestehend aus den Lean (Effizienz) und Smart (Effektivität) Ansätzen, trägt zur langfristigen Erhöhung des Wertschöpfungsbeitrags in Unternehmen bei. Bisher wird das Werkstättenmanagement als Baustein zur Erhöhung der Instandhaltungseffizienz durch Werkstättenlayout, Arbeitsmethodik und Zentralisierungsgrad angeführt. Tiefergehende Betrachtungen, etwa des Materialflusses oder hinsichtlich der Managementfunktionen Planung und Kontrolle, werden in der Literatur noch nicht vorgenommen und dennoch von den Betreibern der Werkstätten gefordert, da sie als Instanz zur Aufarbeitung und Herstellung von Ersatzteilen eine zentrale und oftmals zeitkritische Rolle im Instandhaltungsprozess einnehmen. Ebenso ist der Wunsch nach Digitalisierung gegeben, der meist durch gewachsene Strukturen und Prozesse nicht ad hoc erfüllbar ist. Durch Beobachtungen in sieben mechanischen Instandhaltungswerkstätten (IHWS) von Anlagenbetreibern und -herstellern, bei denen Grundsituation, derzeitig genutzte Kennzahlen und Problemstellungen erhoben wurden, und einer einschlägigen Literaturstudie wird das System der IHWS abgegrenzt. Darauf baut eine Morphologie zur Typologisierung von IHWS in der anlagenintensiven Industrie auf, die die Basis zur Auswahl und Interpretation von Kennzahlen und Auswahl von weiterführenden Analysen bietet. Somit wird der Grundstein zur Zustandsbestimmung von IHWS gelegt.

  • Uwe Dombrowski
    Univ.-Prof. Dr.-Ing., Technische Universität Braunschweig / IAP GmbH, Braunschweig, Deutschland
  • Constantin Malorny
    Dipl.-Wirt.-Ing. Dr.-Ing., COO Assistant & Project Management Officer, Nordzucker AG, Braunschweig, Deutschland
  • Simon Fochler
    MSc, Program Lead - Digital Factory, Aurubis AG / CEO & Co-Founder, ifips Institut für intelligente Produktionssysteme GmbH, Hamburg (D)

Industrie 4.0 und die zunehmende Digitalisierung sind aktuelle Schlagworte in Industrie und Wissenschaft. Dies gilt somit auch für den Bereich des After Sales Service. Daher wird in dem vorliegenden Beitrag zunächst auf die Digitale Transformation eingegangen, welche sich auch auf den Kundendienst des After Sales Service auswirken wird. Anschließend wird der Einsatz einer der Schlüsseltechnolgien der Industrie 4.0, Augmented Reality, anhand eines Beispiels aus dem Center of Excellence for Lean Enterprise 4.0, einem Lernlabor an der TU Braunschweig, beschrieben. Hierbei werden den Teilnehmenden im Rahmen des Lernlabors Wartungsprozesse mittels Augmented Reality vermittelt, sodass diese autark ohne Vorkenntnisse durchgeführt werden können. Dieser Use Case steht dabei stellvertretend für das Potenzial aus der Kombination von Industrie 4.0 und Ganzheitlichen Produktionssystemen, dem Lean Service 4.0.

  • Stefan Erlach
    Dipl.-Ing. Dr. mont., Leitung Weltkompetenzzentrum Bogies, Siemens Mobility Austria GmbH, Graz, Österreich
  • Andreas Schaller
    CEO, Boom Software AG, Leibnitz, Österreich
  • Oliver Schmiedbauer
    Dipl.-Ing., Universitätsassistent, Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben
  • Werner Kohlbach
    Ing., Leitung Instandhaltung, Siemens Mobility Austria GmbH, Graz, Österreich
  • Robin Kühnast-Benedikt
    Dipl.-Ing. Dr. mont., Head of Product Management, Boom Software AG, Leibnitz, Österreich
  • Laurens Simbeni
    BSc, Werkstudent, Siemens Mobility Austria GmbH, Graz, Österreich
  • Philipp Hochstrasser
    Leitung Standortverwaltung, Siemens Mobility Austria GmbH, Graz, Österreich

In den vergangenen Jahren hat der Megatrend Digitalisierung stetig an Bedeutung gewonnen und hat einen immer stärkeren Einfluss auf die Prozesse industrieller Unternehmen. Auch Instandhaltungs- und Anlagenmanagementorganisationen sind gefordert, Effizienz und Effektivität ihrer Prozesse aufgrund steigender Anforderungen durch ein immer dynamischeres Umfeld und erhöhten Wettbewerb unter Zuhilfenahme der Möglichkeiten der Digitalisierung zu erhöhen. Die Effizienz kann hierbei z.B. durch unterstützende Technologien für die Ablauforganisation und die Effektivität durch neue Möglichkeiten der datenbasierten Schwachstellenanalyse optimiert werden. Um diese Potenziale nutzen zu können, benötigt ein Unternehmen eine entsprechende IT-Architektur und IT-Kompetenzen bei den Mitarbeitern. Im Zuge dieser Veröffentlichung werden die IT-Architektur und die dahinterstehende Organisation eines produzierenden Unternehmens und mehrere darauf aufbauende Anwendungen zur Optimierung von Einzelaspekten des Anlagenmanagements dargelegt.

  • Francisco Hernandez
    MSc, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement, TU Chemnitz, Deutschland
  • Thomas Löffler
    Dr.-Ing., Clusterleiter Industrial Engineering, Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement, TU Chemnitz, Deutschland
  • Tim Schleicher
    Dr.-Ing., Produktionsspezialist, BMW Group Werk Leipzig, Leipzig, Deutschland
  • Angelika Bullinger-Hoffmann
    Univ.-Prof. Dr. habil., Leiterin Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement, TU Chemnitz, Deutschland

Fern- bzw. Remotearbeit ist in der Instandhaltung seit längerem verbreitet. Neben der direkten, softwaregestützten Fernwartung existiert die sog. Guided Maintenance: Vor Ort tätige Instandhalter kommunizieren per Telefon, Video und auch durch AR/VR-Technologien mit räumlich entfernt (remote) arbeitenden Experten, um Instruktionen und Unterstützung zu erhalten. Künftig könnten dafür vermehrt Telepräsenz-Roboter (TPR) zum Einsatz kommen. Ein TPR ist ein Videokonferenzsystem, das von einer Person aus der Ferne gesteuert und auch im Raum verfahren werden kann. Die aus der Ferne agierende Person (z. B. Instandhaltungsexperte) wird durch den TPR an einem anderen Ort präsent, kann sich dort autonom bewegen und dadurch mit anderen, vor Ort befindlichen Personen interagieren. Die räumliche Bewegungsfreiheit und der unabhängige Blickwinkel des TPR bieten eine im Vergleich zu anderen Videokonferenzlösungen natürlichere Kommunikation und ermöglichen den vor Ort tätigen, aus der Ferne unterstützten Personen die freihändige Arbeit. Eine Implementierung von TPR im industriellen Kontext fand bisher kaum statt. Die Autoren stellen eine Reihe von Versuchen sowie Interviews mit Anwendern und Experten vor, um die Potenziale und Anforderungen für die Implementierung eines TPR insbesondere in der industriellen Instandhaltung zu ermitteln.

  • Jochen Deuse
    Univ.-Prof. Dr.-Ing., Institutsleiter IPS, Technische Universität Dortmund, Deutschland
    Director, Centre for Advanced Manufacturing, University of Technology Sydney, Australien
  • Andre Barthelmey
    Dipl.-Wirt.-Ing., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Produktionssysteme, TU Dortmund, Deutschland

Das Verständnis des Digitalen Zwillings im industriellen Kontext könnte heute nicht unterschiedlicher sein. Der Begriff wird als Schlagwort für einfache, etablierte IT-Lösungen aber auch für technologische Visionen mit Eigenschaften wie Ganzheitlichkeit, Autonomie, Dezentralität, Nachhaltigkeit und Agilität verwendet. Zwar ist die technologische Umsetzbarkeit auch für die höchste Ausbaustufe zweifelsohne gegeben, jedoch erfordert sie einen extremen Erstellungs- und Pflegeaufwand. Zur Entscheidung für eine Ausbau- und Integrationsstufe des Digitalen Zwillings ist daher die Einschätzung des erschließbaren Nutzens erforderlich. Dieser Beitrag hat das Ziel, diese Einschätzung im Kontext industrieller Instandhaltung zu unterstützen. Dazu werden konkrete Nutzenpotenziale für die verschiedenen Instandhaltungsstrategien und das Asset Lifecycle Management aufgezeigt. Darüber hinaus erfolgt die Präsentation der technologischen Voraussetzungen für den Digitalen Zwilling und eine exemplarische IT-Lösung zu deren Erfüllung.

  • Bernd Hollauf
    Dipl.-Ing. Dr. mont., Projektleiter, VERBUND Hydro Power GmbH, Wien, Österreich
  • Christine Rienessel
    DI (FH) Dr. mont., Projektleitung, Verfahren Umwelt Management GmbH, Klagenfurt, Österreich

2017 wurde bei VERBUND das Innovationsprogramm "Digitales Wasserkraftwerk" ("Digital Hydro Power Plant") zur praxisnahen technischen und wirtschaftlichen Prüfung vielversprechender Digitalisierungstechnologien zur Weiterentwicklung der technischen Prozesse in den Wasserkraftwerken des Unternehmens gestartet. Ziel des Programmes ist es, Digitalisierungstechnologien, die vor dem Hintergrund zunehmend schwierigerer Rahmenbedingungen weiterhin eine hohe Verfügbarkeit der Anlagen bei hohem Sicherheitsniveau und niedrigen Kosten gewährleisten sollen, zu evaluieren und ggf. weiterzuentwickeln. Die Testsysteme werden großteils im steirischen Pilotkraftwerk Rabenstein umgesetzt. Im gegenständlichen Beitrag wird das "Digitale Wasserkraftwerk", insbesondere mit Beispielen aus den Themenbereichen Sensorik-Konzepte, digitale Inspektionen und Datenanalyse, vorgestellt.

  • Matthias Gutknecht
    Dr., Business Development Manager, STAR AG, Wiesholz, Schweiz
  • Alexander Ristic
    Dipl.-Ing., Vertriebsleitung Österreich, STAR 7 Austria GmbH, Wien, Österreich

Produkt- und Instandhaltungswissen ist oft nur in einer für die Digitalisierung kaum nutzbaren Dokumentenform verfügbar. Eine volldigitale Instandhaltung basierend auf einem digitalen Zwilling ist aber ohne eine Digitalisierung des Produktwissens nicht möglich. In diesem Beitrag werden neue Standards vorgestellt, welche das Problem der Interoperabilität von Produktinformationen unterschiedlicher Hersteller lösen. Es wird gezeigt, welche Rolle sogenannte Knowledge Graphen sowohl bei diesen Standards als auch bei der Aufbereitung von semantischem, maschinen-interpretierbarem Produktwissen spielen. Mit Beispielen wird der praktische Nutzen dieses Ansatzes für die Instandhaltung illustriert.