Trends im Ersatzteilmanagement

© Fraunhofer ·· Seite 1

Björn Schweiger

TRENDS IM ERSATZTEILMANAGEMENT – Welche Entwicklungen im Ersatzteilmanagement sind mit der zunehmenden

Vernetzung und Informationsverfügbarkeit der Industrie 4.0 zu erwarten?


Herzlich Willkommen

Björn Schweiger, 30 Jahre, Dipl.-Wirt. Ing. (FH) M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter seit 2008


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle

Lebenszyklusbetrachtung

Generative Fertigungsverfahren: 3D-Druck

Fazit

© fotolia.com # 7154408


Forschen für die Praxis – Die Fraunhofer-Gesellschaft

67 Institute und selbstständige Forschungseinrichtungen

Mehr als 23 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Forschungsvolumen: Über 2 Milliarden Euro

Rund zwei Drittel erwirtschaftet Fraunhofer aus Aufträgen der Industrie und öffentlich finanzierten Forschungsprojekten

Rund ein Drittel Grundfinanzierung

Internationale Niederlassungen: Kontakt zu den wichtigsten Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen

Wertheim/ Bronnbach

Mannheim

Karlsruhe

Pfinztal

Ettlingen Stuttgart

Freiburg

Kandern

Efringen-Kirchen

Alzenau

Würzburg Bayreuth

Erlangen, Nürnberg, Fürth

Regensburg

Straubing

Augsburg

Weßling München, Garching

Freising

Prien

Holzkirchen

Bremen

Teltow

Wildau Potsdam-

Golm

Cottbus

Bremerhaven Hamburg

Kassel

Frankfurt

Darmstadt

Rostock

Oldenburg

Hannover

Braunschweig

Goslar

Göttingen

Münster Lemgo

Paderborn Dortmund

Schmallenberg

Gelsenkirchen

Duisburg

Oberhausen

Köln

Euskirchen

Aachen Wachtberg

Bonn, Sankt Augustin

Kaiserslautern

Saarbrücken

St. Ingbert

Sulzbach

Leipzig

Chemnitz

Freiberg

Dresden, Moritzburg

Zittau

Magdeburg

Halle

Schkopau

Leuna

Itzehoe

Lübeck

Erfurt Jena

Hermsdorf Ilmenau

Berlin

Sulzbach-Rosenberg

Remagen

Institut/selbständige Einrichtung sonstiger Standort Zentrale

Standorte in Deutschland


DAS FRAUNHOFER IML

Weltweit größte Logistikforschungseinrichtung

Gegründet 1981

Ca. 500 Mitarbeiter/-innen

24 Mio.€ Umsatz, davon 50% aus Projekten mit Industrie, Handel und DL


Das Fraunhofer IML

Portfolio in Beratungs- und Forschungskompetenzen (Beispiele)

Zellulare Transportsysteme

Logistics Mall

Cloud Computing für die Logistik

Schwarmintelligenz in der Logistik

Hardware Software Prozesse

LEAN @ Fraunhofer IML

Operational Excellence für kontinuierliche Verbesserung


Das Fraunhofer IML

RackRacer – Flexibles Bediengerät für Behälterlager


Das Fraunhofer IML

InBin – Der intelligente Behälter


Das Fraunhofer IML

Der Coaster – Mensch-Maschine-Schnittstelle


Das Fraunhofer IML

Die Abteilung Anlagen- und Servicemanagement

Total

Productive

Management

Instandhaltungs-

management

Ersatzteil-

management

Service-

mangement

Prozessorientierte

kontinuierliche

Verbesserung

Einrichtung von

Arbeitsgruppen

Kennzahlen

Rüstworkshops

Grundinspektionen

Optimierung der

Instandhaltungs-

organisation

Strategische

Ausrichtung der

Instandhaltung

Technologische

Unterstützung der

Instandhaltung

Condition Monitoring

Auswahl für Verfahren

und Anbieter

Versuchsfeld Condition

Monitoring

Aufnahme von

Ersatzteilbeständen

Einführung neuer

Strategien

Optimierung der

Bestände

Software-Tools

Zertifizierung

Lagerplanung

Dienstleistungs-

analyse und

Konzeption

Produktbegleitende

Mehrwertdienste

Outsourcing

Kooperation

After-Sales Service

Ganzheitliche

Lösung des

Fraunhofer IML


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit



Neue Technologien

Spannungsfeld in der Produktion von heute

Die Parameter stehen in einem ausgeglichenen Verhältnis zueinander.

Anlagen-verfügbarkeit

Flexibilität Beherrschung

der Komplexität Durchlaufzeit

Bestands-reduzierung


Neue Technologien

Industrie 4.0

»Autonome Produkte und Anlagen steuern im Zuge einer dezentralen Selbstorganisation, Selbstoptimierung und Selbstdiagnose aktiv ganze

Wertschöpfungsnetzwerke in nahezu Echtzeit.«

Hydraulik

Druckluft

Steuerungs-system

Spindel

Getriebe

Motor

RFID


Neue Technologien

Industrie 4.0

»Autonome Produkte und Anlagen steuern im Zuge einer dezentralen Selbstorganisation, Selbstoptimierung und Selbstdiagnose aktiv ganze

Wertschöpfungsnetzwerke in nahezu Echtzeit.«

Anlagen-verfügbarkeit

Reaktions-fähigkeit

Beherrschung der Komplexität

Durchlaufzeit Bestands-

reduzierung


Neue Technologien

Konzernweites Ersatzteilmanagement und Industrie 4.0

Schlagworte von Industrie 4.0

Beherrschung komplexer Systeme

Cloud Computing

Reale und virtuelle Welt verschmelzen

Horizontale Integration über Wertschöpfungsnetzwerke

Standardisierung, Referenzarchitektur

Internet der Dinge, Intelligentes Instandhaltungsmanagement

Ressourceneffizienz

Fokus Ersatzteil-management

Entwickeln von Prozessen für konzernweite Zusammenarbeit

Konzernweit harmonisierte Stammdaten auf einem zentralen Server

Zusammenfassen der konzernweiten Bestände in einem virtuellen Lager

Ersatzteil- und Wissensmanagement sowie Kommunikation zwischen den Werken

Standardisierung und Klassifizierung der Ersatzteile mittels „eCl@ss“

Konzernweite Bestandstransparenz und gemeinsame Bestandsplanung (Risikomangement)

Reduzierung der konzernweiten Ersatzteilbestände bei gleicher Verfügbarkeit


Neue Technologien

Smart Maintenance

Condition Monitoring

Fernwartung

Mobile Devices

Global standardisierte Software

Cloud


Neue Technologien

Smart Maintenance

Augmented Reality

Intelligente Behälter

Digitale Dokumentation

3D-Druck von Ersatzteilen


Neue Technologien

iPod-touch im Lager

Die Idee:

Mobile Terminals handlicher machen

Einfaches, intuitives Bedienkonzept

Drahtlose Kommunikation ohne Middleware

Anbindung an SAP

Nutzung von alltäglichen Gebrauchsgegenständen für industrielle Zwecke zur Kosteneinsparung

Apps als Grundlage erweiterbarer und individueller Funktionalität

http://www.ios-rodatagroup.com/faq/faqverwaltung/


Neue Technologien

Eigenschaften und Anwendung

Funktionsumfang des Scanners wie bei konventionellem Handheld aber ergonomisch günstiger

Zusätzliches Auslesen von anderen Codetypen über integrierte Kamerafunktion

Instandhalter / Lagermitarbeiter haben beide Hände zur Verfügung

Scannerintegration ist optional – größerer Funktionsumfang durch Kamera und Software gegenüber Handheld (Einsatz in Instandhaltung und Ersatzteilmanagement)

Eigenschaften

Gewicht 0,28kg

Batterielaufzeit 10h

Ladezeit 4h

Temperaturbereich -20°C bis 35°C

Lesefähigkeit 1D- und 2D-Barcodes


Eine Lösung mit iPod-touch bietet eine variable und bedienerfreundlich Anwendung

Die Sicherheit der Bestände steigt durch die Einführung neuer Technologien

Mit standardisierten Apps oder App-Generatoren sinken die Anschaffungskosten für eine mobile Lösung

Berücksichtigt man die Reduzierung der Ausfallkosten an den Anlagen kann eine Optimierungsmaßnahme eine akzeptable Amortisationszeit erreichen

Operative Prozesse werden vereinfacht, verkürzt oder eliminiert

Neue Technologien

Fazit aus dem Projektbeispiel

http://flowgistics.de/img/products/usageBox/speed/01_fabrik.jpg


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit



Stammdaten

Potentiale eines konzernweiten Ersatzteilmanagements mit harmonisierten Stammdaten

Transparentes konzernweites Ersatzteilmanagement mit SAP

Stammdaten- harmonisierung und

-erfassung

Bestands-reduzierung

Bündelung der Einkaufsvolumina

Kostenreduzierung in der Beschaffung

Standardisierung der zukünftigen

Anlagen-komponenten

Reduzierung der Artikel-Nr.

Nachhaltige Bestandsoptimierung bei mindestens gleicher Ersatzteilverfügbarkeit


Stammdaten

Globale Stammdatenharmonisierung – Voraussetzung globaler Stammdaten-Server

Für die globale Harmonisierung der Stammdaten ist ein zentraler, systemunabhängiger Stammdatenserver erforderlich.

Dieser…

…ist systemunabhängig.

…verwaltet die Stammdaten.

…stellt die Stammdaten den lokalen Systemen zur Verfügung.

….ermöglicht ein werksübergreifendes Suchen von Ersatzteilen.

zentraler Stammdaten- Server

M

M


Stammdaten

Ersatzteile aufnehmen – eCl@ss zur Reduzierung von Gleichteilen

Produkte und Dienstleistungen lassen sich der vierstufigen, numerischen

Klassenstruktur von eCl@ss zuordnen.

Suchbegriffe und Synonyme ermöglichen ein zielgerichtetes Auffinden von

Produkten und Dienstleistungen innerhalb der Klassifikation.

Merkmalleisten mit genormten Merkmalen und Wertetabellen ermöglichen

eine exakte Beschreibung und spätere Identifikation von Produkten und

Dienstleistungen.

eCl@ss hat aktuell mehr als 39.000 Klassen, rund 16.000 Merkmale und

über 52.000 Schlagwörter.


Stammdaten

Produkte klassifizieren nach eCl@ss


Stammdaten

Dublettenidentifizierung mittels Klassifizierung

Quelle: IFCC

Artikelbezeichnung … Flanschkugelhahn 2-Wege-Kugelhahn

Art der Ausführung ……. mit Handhebel mit Handhebel

Bauform …………….……………. C C

Dichtung ………………………… TFM PTFE

Länge ………………………..... 160 mm 160 mm

Nenndruck ………………………. PN 40 PN 40

Nennweite ………………………. DN 50 DN 50

Werkstoff-Nummer ..................... 1.4408 1.4408

=Vorgehensweise

6 identische Merkmale identifiziert

2 unterschiedliche Merkmale Prüfung

!Globale Dublettenprüfung – Systematik

© 2011 IFCC GmbH 2625.10.2013


Stammdaten

Vorteile von eCl@ss entlang der Wertschöpfungskette

Engineering

Dokumentation, Normung

Produktion, Lagerhaltung

Einkauf

Externe Dienstleister

IT

Controlling Management

Wiederverwendung von

Bauteilen

Standardisierung

Optimierung Lagerhaltung

Senkung der Lagerkosten

Bedarfsbündelung

Lieferantenkonsolidierung

Lieferanten Portal

Prozessoptimierung

Kostensenkung & Steigerung

der Unternehmenseffizienz


Stammdaten

Globale Stammdatenharmonisierung und Dublettenabgleich

Globale Stammdaten-

datenbank

Überprüfen und Ergänzen

der Stammdaten

und Merkmale

Harmonisierung

Lokale Stammdaten

(SAP, Maximo,…)

Teil-automatische Klassifizierung und Merkmals-

pflege

Werk Konzernweites Projekt

Dublettenabgleich und Bewertung der Wahrschein-

lichkeit einer Übereinstimmung

Bewertung der potentiellen Dubletten

Manuelle Dubletten-

prüfung

Stammdatenstruktur


Stammdaten

Erwartete Entwicklung des Bestandswertes

Projektlaufzeit

Beschaffungsvolumen von Ersatzteilen

globaler Ersatzteilbestand

Stammdaten- Harmonisierung

Pilot-Werke

Bestandsreduktion durch

transparente Bestände in den

Werken

Die Standardisierung der

verbauten Komponenten

beginnt.

Das volle Potential der

Beschaffungsvorteile kann

ausgeschöpft werden

Stammdaten- erfassung übrige

Werke

Durch die Aktivierung der

Bestände steigt der tatsächliche

Lagerbestand an.

Erste Rahmenverträge können

abgeschlossen werden,

Synergien im Bestand.

Wert (€)


Verlagerung zum Lieferanten

Stammdatenharmonisierung

Aufbau eines Super- marktes

Virtuelles Lager und Pooling

Drucken/ Fertigen

Stammdaten

Logistische Strategiezuordnung von konzernweit harmonisierten Ersatzteilen

Klassifizierung mit dem Baukasten der

Materialwirtschafts-Strategien

Vor-Ort Lager, Bestands-

optimierung


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit



Pooling

Potentiale der gemeinsamen Ersatzteilbevorratung

Zusammenlegung und gemeinsame Verwaltung von Beständen

Unternehmensintern und in Kooperation/im Netzwerk möglich

Benötigt eine schnittstellen-gerechte Verwaltungssoftware

Verbrauchsorientierte Kostenverrechnung

Geteiltes Risiko von Beständen

Resultiert in einem reduzierten Gesamtbestand der Partner

S 25 St.

4x

2x

2x

4x

1x

2x

0x

10x

0x

Pool

2x

1x

1x

2x

1x

1x

0x

7x

0x

Pool

S 15 St. - 40%


Bestellablauf über das Assistenzsystem

Assistenzsystem/ virtuelles Lager


Von der Bestellung zur Lieferung

Assistenzsystem/ virtuelles Lager

KMS-Auftrag

KMS: Kommissionierung

Transport- Auftrag


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit




Wissensentstehung im Anlagenlebenszyklus

Ersatzteilauswahl, Instandhaltungs- und

Garantievorgaben

Erkennen von Problemen bei der Inbetriebnahme

Erstes Abnutzungs-verhalten von Bau-teilen, Belastung,

technische Änderungen, …

Abnutzungsverhalten von Bauteilen, Belastung, technische

Änderungen, Instandhaltungsstrategie…

Bauteildimensionierung, Materialauswahl,

Instandhaltbarkeit


Lebenszyklusbetrachtung Spezifisches Anlagenwissen im Lebenszyklus - Konventionell

Das anlagenspezifische Fachwissen (Kernkompetenz) der Instandhalter wächst mit zunehmender Betriebsdauer.

Das Fachwissen des Herstellers nimmt hingegen ab.

Anlagenlebensdauer

Anlagenspezifisches Wissen

Inbetriebnahme

Betreiber

Hersteller

Wissensdifferenz



Kooperative MTBF-Ermittlung

Datentransparenz

Zugriff auf Lebensdauer der Ersatzteile

Zugriff auf (anonymisierte) Condition-Monitoring-Daten anderer Betreiber

Fehlerhäufungen baugleicher oder ähnlicher Maschinen werden bekannt

Überwachungsfenster (spezielle Frequenzen, Warnschwellen) können angepasst werden

Lösungsansätze für Probleme können recherchiert werden

Ersatzteilbestände und Instandhaltung können an Probleme anderer Betreiber angepasst werden



Wissensnutzung im Ersatzteilwesen / der Instandhaltung

Betreiber

Hersteller

Wissensspeicher

Auswertung: Visualisierung von Erkenntnissen, Lebensdauer-auswertung der Bauteile, Anpassung der Bestandsprognose für das eigene Ersatzteillager, Feststellen des Abnutzungsverhaltens

Auswertung beim Betreiber: Anpassen des Ersatzteil-sortiments an aktuelle Lebens-dauern von Ersatzteilen, Anpassung der Wartungs- und Inspektionsintervalle an das Abnutzungsverhalten der Bauteile, Anpassung von Grenzwerten der Überwachung, Suche nach auffälligen Schadensmustern, Überwachungsstellen

Nutzungsphase

Einsatz von CMT

Übertragen von CM-Daten



Spezifisches Anlagenwissens im Lebenszyklus - Wissensspeicher

Durch den Einsatz eines Wissensspeichers wird das anlagenspezifische Wissen für alle Teilnehmer verfügbar, so dass ein wirtschaftlicher Nutzen für

Hersteller und Betreiber erzielt werden kann und Optimierung in Instandhaltung und Ersatzteilmanagement initiiert werden können.

Anlagenlebensdauer

Anlagenspezifisches Wissen

Inbetriebnahme

Betreiber

Hersteller


Kosten für Anlagenstillstände in

Verhältnis zur Bestandshöhe


Gesamtkostenberechnung im Ersatzteilmanagement

Gesamtkosten basierend auf den

einzelnen Kostenfaktoren

Lagerkosten im Verhältnis zur Bestandshöhe

Abschätzung der voraussichtlichen

Verschrottungskosten


Lebenszyklusbetrachtung – Gesamtkostenberechnung im Ersatzteilmanagement

Beispiel Bestandsfestlegung: Bestandsplanung

Wunsch-bestand

Berechneter Bestand

Differenz

Lagerkosten pro Jahr [€/a] 16.423,98 € 17.459,40 € - 1.035,42 €

voraussichtliche Verschrottungs-kosten pro Jahr [€/a]

339,35 € 510,55 € - 171,20 €

voraussichtliche Stillstandskosten pro Jahr [€/a]

202.100,07 € 56.517,41 € 145.582,66 €

voraussichtliche Gesamt-kosten pro Jahr [€/a]

218.863,40 € 74.487,36 € 144.376,04 €

Vergleich der Berechnung mit den Bestandswünschen der Betriebsingenieure für die neu anzulegenden Materialien

Ergebnis: Nicht der Bestandswert weicht wesentlich von der bisherigen Vorgehensweise ab, sondern – insbesondere im mittleren Preissegment – die Menge an Ersatzteilen.

Die voraussichtliche Stillstandsdauer ändert sich damit allerdings erheblich


Lebenszyklusbetrachtung – Gesamtkostenberechnung im Ersatzteilmanagement

Ergebnisse

Ergebnisse der Methode

■ Strukturierte Vorgehensweise zur Bestandsfestlegung von Ersatzteilen

■ Entscheidungsgrundlage für

■ Die Erhöhung von Beständen zur Vermeidung von Stillständen

■ Die Senkung von Beständen und Inkaufnahme von Stillständen

■ Die Inkaufnahme von Verschrottungen

Vorteile durch die kooperative MTBF-Ermittlung

■ Spezifizierung der Lebenszyklusdaten insbesondere der MTBF von Komponenten

■ Optimierung der Berechnung mit validierten Daten und sukzessive Bestandsoptimierung


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit




Visionen

www.esa.int www.tagesschau.de



Praxisanwendung am Fraunhofer IML

EOS P395 Lasersinteranlage für Kunststoff

Maker-Bot Fused Deposition Modeling Anlage für Kunststoff

Sauggreifer mit Bajonettverschluss

Pneumatikzylinder Kühlhaube für Makerbot



Einschränkungen im Bereich des 3D-Drucks

Potentielle Restriktionen:

Menge

Größe

Material

Gewicht

Herstellungsdauer und Folgekosten Ausfall vs. Lagerkosten

Montageeigenschaften

Schweißteile



Möglicher flächendeckender Einsatz: 3D-Druck on demand

Zu beachtende Aspekte

Beschaffung erforderlicher Konstruktionsdaten

Kapazitätsplanung

Preisverhandlung bzw. Kostenaufteilung

Transportaufwand

Zuverlässigkeit

Verantwortlichkeiten

Priorisierung der Nutzer


Agenda

Das Fraunhofer IML

Neue Technologien

Stammdaten

Pooling-Modelle



Fazit



Fazit

Wir sind niemals am Ziel, sondern immer auf dem Weg.

(Vinzenz von Paul, 1581-1660)

Neue Technologien der Industrie 4.0 wirken sich in vielen Punkten auf Produktion, Instandhaltung und Ersatzteilwesen aus.

Standardisierte Stammdaten und die Kooperationen im Unternehmen und in Netzwerken wird zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Die Industrie 4.0 ist ein komplexes Gebilde und entsteht aus vielen kleinen und größeren Bausteine, die flexibel in jedes Unternehmen integriert werden können.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Björn Schweiger M.Sc. Anlagen- und Servicemanagement Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4 l 44227 Dortmund Telefon +49 231 9743-488 l Mobil +49 152 54501351 [email protected]

Technology

Trends im Ersatzteilmanagement