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© Fraunhofer ·· Seite 1 Industrie 4.0 - Nur mit smarter Instandhaltung! Prof. Dr. Michael Henke

Industrie 4.0 Nur mit smarter Instandhaltung! - easyfairs.com · Projektidee „Smart Maintenance for Smart Factories“ Projekthintergrund Durch Industrie 4.0 wird der Grad der Vernetzung

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Industrie 4.0 -

Nur mit smarter Instandhaltung!

Prof. Dr. Michael Henke

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Daten und Fakten des Fraunhofer IML

Gegründet 1981

260 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen

250 Doktoranden und studentische Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen

23,6 Mio. € Umsatz, davon 40% aus der Wirtschaft (2013)

Außenstellen und Projektzentren in Frankfurt am Main, Hamburg, Prien / Chiemsee

Kooperationen mit HSG St. Gallen (Schweiz), Georgia Tech (USA), Lissabon (Portugal), Shanghai (China), Rio de Janeiro (Brasilien)

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Organigramm Fraunhofer IML und verbundene Lehrstühle

MATERIALFLUSS- SYSTEME

UNTERNEHMENS- LOGISTIK

LOGISTIK, VERKEHR UND UMWELT

Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen Institutsleiter

Prof. Dr. Michael Henke Institutsleiter

Prof. Dr. Michael ten Hompel Geschäftsführender Institutsleiter

INSTITUTSBEREICHE

Division Director Information Management + Engineering

Prof. Dr. Boris Otto

Leiter Fraunhofer CML, Hamburg

Prof. Dr.-Ing. Carlos Jahn

Lehrstuhl Förder- und Lagerwesen

Lehrstuhl Unternehmenslogistik

Institut für Transportlogistik

Institut für Maritime Logistik

Lehrstuhl Supply Net Order Management

Kurzvorstellung IML und TU Dortmund

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AGENDA

Industrie 4.0: Vision und Ziele

Industrie 4.0: Ein gemeinsames Projekt

Smart Maintenance: Basis von Industrie 4.0

Die Instandhaltung der Zukunft

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MENSCHEN planen, steuern, vernetzen…

Bildquellen: Fraunhofer IML, Jettainer, Daimler

Industrie 4.0 - Internet der Dinge - Alles wird autonom!

BEHÄLTER sagen was zu entnehmen ist.

CONTAINER organisieren ihre Ladung – viele Container das logistische Netz.

LKW fahren Güter u. Waren autonom.

FAHRZEUGE und STAPLER organisieren sich im Schwarm.

REGALE ordern selber ihren Nachschub.

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Ziel von Industrie 4.0 – die Smart Factory

Altersgerechte Arbeitsplätze Routineaufgaben entfallen Be

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Qualifikationsanforderungen steigen Training On-the-Job

Produktionsressource „Information“ steigt auf neuen Level

Vollständige Vernetzung von Materialien, Produkten, Produktionsanlagen, Werkzeugen, Transporttechnologien, Förder- und Lagersystemen, Gebäuden und Mitarbeitern

„Gläserne“ Wertschöpfungskette in Echtzeit

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Logistik 4.0: Entwicklungen hin zur Smart Factory

autonomes Klettern Diagonalfahrt im Regal bionische Formgebung

Rack Racer Zellulare Transportsysteme Intelligenter Behälter

autonomes Fahren Selbststeuerung Schwarmintelligenz

Selbstversorger kommunikativ Energiespeicher

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Industrie 4.0: Die Notwendigkeit des Wandels der Organisation

Transformation der Organisation

Klassische Automatisierungspyramide

Hierarchisch organisiert

Deterministisch

Systemanpassung durch Customizing

Applikationsspezifische Lösung

Flexibel und wandelbar

Nicht deterministisch

Hochgradig dezentralisiert

Multi-Agenten-Steuerung

Cloud-basiert

Industrie 4.0 Konventionelles

System

Migration Cyberphysischer Systeme

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AGENDA

Industrie 4.0: Vision und Ziele

Industrie 4.0: Ein gemeinsames Projekt

Smart Maintenance: Basis von Industrie 4.0

Die Instandhaltung der Zukunft

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„Betriebsinterne Industrie 4.0“

Instand-haltung

Einkauf

Vertrieb

Controlling

Personal

Produktion

FuE

Marketing

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Der Blick über den Tellerrand

Industrie 4.0 spricht eine Vielzahl von Stakeholdern an und wird weitreichende Einflüsse auf Wirtschaft und Gesellschaft mit sich bringen!

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Projektidee „Smart Maintenance for Smart Factories“

Projekthintergrund

Durch Industrie 4.0 wird der Grad der Vernetzung und der Automatisierung sowie der Einsatz von Technologie erheblich steigen

Effiziente Nutzung begrenzter Ressourcen erfordert Ausfallsicherheit und optimalen Zustand der Anlagen

Es droht ein akuter Mangel an gut ausgebildeten Fachkräften

Projektziele:

Erarbeitung einer acatech POSITION zur Stärkung und Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Industriestandortes

Erarbeitung von Handlungsempfehlungen für ein optimales Zusammenspiel von Instandhaltung und Produktion für das zukünftige Instandhaltungsmanagement

Smart Maintenance for Smart Factories

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AGENDA

Industrie 4.0: Vision und Ziele

Industrie 4.0: Ein gemeinsames Projekt

Smart Maintenance: Basis von Industrie 4.0

Die Instandhaltung der Zukunft

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Ganzheitliche Bedeutung der Instandhaltung für die Industrie 4.0

Einführung von Industrie 4.0 betreuen und Akzeptanzproblemen vorbeugen

Beherrschungs- und Stabilisierungsfaktor der Automatisierung der Produktion

Stabilisierung personeller Kapazitätsbedarfe

Eigenes internes und externes Geschäftsfeld

Auswahl

Die Instandhaltung verkörpert einen strategischen Erfolgsfaktor und muss immer

mehrere Züge im voraus planen.

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Ganzheitliche Bedeutung der Instandhaltung für die Industrie 4.0

Verfügbarkeit wird wichtiger für Produktion im Kundentakt

Schnittstellenfunktion zwischen verschiedenen Produktionsbereichen

Weiter- und Wiederverwendung von Investitionsgütern

Weiterentwicklung bestehender und zukünftiger Anlageninfrastruktur

Projektcharakter von Unternehmen ist auf hohe Verfügbarkeit angewiesen

Energie- und Ressourceneffizienz

Investition in und für die Zukunft

Auswahl

Die Instandhaltung als Einheit soll unsichtbar sein – dafür benötigt sie die richtigen

Fähigkeiten und Qualifikationen.

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Instandhaltung als „Enabling Technology“ der Industrie 4.0

Instandhaltung verantwortlich für Produktionsressourcen „Information“

Integration von CPS in bestehende Strukturen

Pflege und Überwachung der physischen Komponenten der Industrie 4.0, im besonderen der CPS

Nach wie vor Querschnittsfunktion zwischen Bereichen

Realisierung und Erhalt von dezentralen, autonomen Steuerungskreisen

Auswahl

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AGENDA

Industrie 4.0: Vision und Ziele

Industrie 4.0: Ein gemeinsames Projekt

Smart Maintenance: Basis von Industrie 4.0

Die Instandhaltung der Zukunft

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Datenmobilität der Instandhaltung in der Industrie 4.0

Condition Monitoring

Fernwartung

Mobile Devices

Global standardisierte Software

Cloud

Auswahl I

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Datenmobilität der Instandhaltung in der Industrie 4.0

Augmented Reality

Intelligente Behälter

Digitale Dokumentation

3D-Druck von Ersatzteilen

Auswahl II

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Arbeitsinhalte, Organisation und Struktur der Instandhaltung in der Industrie 4.0

Realisierung von Potentialen (Bsp.)

Ungeplante Stillstände 5-10%

Ø Anlagenverfügbarkeit 88%

Menschliche Reibungsverluste 20%

Manueller Kommunikations- und Koordinationsaufwand sinkt

Opportunistische Nutzung von Instandhaltungszeiten

Verschmelzung von Wissens- und Produktionsarbeit

Bedeutungszuwachs für die Instandhaltung (Betreibermodelle, Wissens- und Datenquelle, Koordination und Verfügbarkeit)

Zentrale und dezentrale Instandhaltungs-einheiten sowie integrierte Instandhaltung

Die Instandhaltung der Industrie 4.0 ist elementar für die Beherrschung der Komplexität.

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Operative Instandhaltung in der Industrie 4.0

Überwiegend manuell (Einmaligkeit, sensomotorische Anforderungen, Intelligenz und Erfahrungswissen)

Assistenzsysteme zur Unterstützung

Verbesserte Dokumentation (Daten und Wissen) bei geringerem Aufwand

Condition-Monitoring (permanent oder als punktuelle Messung, stationär oder mobil) wird zunehmen

Anforderungen an IT-Kenntnisse und Fähigkeiten werden durch CPS zunehmen

Entpersonalisierung von leichteren Instandhaltungstätigkeiten / Learning-by-doing

Bessere Vorhersehbarkeit = bessere Work-Life-Balance „Verlängerung des virtuellen (unbegrenzten)

Lösungsraums in die Realität“

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Das Ersatzteilwesen in der Industrie 4.0

Bessere Übersicht über Bestände und Bedarfe

Autonome und automatisierte Bestandsführung

Erleichterung der Planbarkeit und Kombination von Bedarfsbestimmungsverfahren

Eliminierung von Bevorratungsstufen

Vermeidung Eilbestellungen

Vermeidung von Einlagerungen, Kommissionierung, doppeltem Anfassen etc.

Mögliche Entwicklungen: Austauschmodule oder Elementarisierung

3D-Druck

Exkurs

RackRacer des Fraunhofer IML

inBin des Fraunhofer IML

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Warum nur mit „smarter“ Instandhaltung?

Die Potentiale der Instandhaltung werden unterschätzt bzw. sind nicht bekannt

Wissenschaftliche Defizite

Proaktive Berücksichtigung der Instandhaltung in der Wirtschaft notwendig

Aktivere Kommunikation der Instandhaltung gegenüber der öffentlichen, politischen und auch industriellen Wahrnehmung

Bedeutung der Instandhaltung wird wachsen

Im ganzheitlichen Systemgedanken

Als eigenständiger Bereich

Es heißt „Industrie 4.0“ – nicht Produktion 4.0.