Dr. Thomas Heller, Leiter Abteilung Instandhaltung, Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik Speaker presentation for the Process Manufacturing Gipfel 2017 & Maintenance Gipfel 2017

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Bild: ©Mimi Potter / Fotolia.com
Mit Smart Maintenance zurück zum
Wirtschaftsstandort Nr. 1
Maintenance Gipfel, 20.-21- November 2017
Thomas Heller

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AGENDA
 Fraunhofer und Industrie 4.0
 Was bedeutet Smart Maintenance?
 Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
 Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
 Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen – So geht es los.

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DAS FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR MATERIALFLUSS UND LOGISTIK IML
 Weltweit größte
Logistikforschungseinrichtung
 Gegründet 1981
 Mehr als 250 Mitarbeiter und
Mitarbeiterinnen

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Fraunhofer und Industrie 4.0
Schwarmlogistik
Forschungshalle für Zellulare Fördertechnik

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Fraunhofer und Industrie 4.0
Bin:Go
Bin:Go – Die rollende Transportdrohne des Fraunhofer IML

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Fraunhofer und Industrie 4.0
Instandhaltungs- und Ersatzteilmanagement
Zuverlässig verfügbare
Ersatzteile
Passende
Instandhaltungs-Strategien
Strategie-
Entwicklung
Software-Auswahl
Passende Technologie
und mobile Geräte
Total
Productive
Management
Bestands-
Optimierung
Kooperations-Gestaltung
Prozess-Gestaltung
Stammdaten-
Management
Kennzahlen
Dienstleister-
Auswahl

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AGENDA
 Fraunhofer und Industrie 4.0
 Was bedeutet Smart Maintenance?
 Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
 Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
 Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen – So geht es los.

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Was bedeutet Smart Maintenance?
Der Kern der Industrie 4.0 – die Smart Factory

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Was bedeutet Smart Maintenance?
Automatisierungsgrad und Industrie 4.0
Vollautomatisierung
der physischen
Prozesse
 Der Mensch als Flexibilisierungs- und Wandelbarkeitsgarant in der Industrie 4.0
Autonomisierung auf
Basis cyberphysischer
Systeme und neuer
Geschäftsmodelle
INDUSTRIE
≠ 4.0 =

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Was bedeutet Smart Maintenance?
CPS + Internet der Dinge = Alles wird autonom!
Intelligente Behälter
sagen was zu entnehmen ist.
REGALE
ordern selber ihren Nachschub.
MENSCHEN
planen, steuern, vernetzen…
Es ist keine Frage, ob ein System ausfallen wird, sondern wann!Aber…
Drohnen
autonomer Transport in 3D
Container
Organisieren ihre Ladung – viele
Container das logistische Netz
FAHRZEUGE und STAPLER
organisieren sich im Schwarm.

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Was bedeutet Smart Maintenance?
Deutschland braucht Smart Maintenance für die Industrie 4.0
Historie
Mechanische
Komponenten
Einzelne Maschinen
& Anlagen
Historische Daten &
Erfahrungswissen
Reaktive
Instandhaltung
Damit die Smart Factories der Industrie 4.0 Wirklichkeit werden können,
muss sich die Instandhaltung zur Smart Maintenance weiterentwickeln.
Industrie 4.0
Digitalisierung der
Produktions-Anlagen
Übergreifende Vernetzung
Big Data / höhere
Komplexität
99,9%
Verfügbarkeit
Smart Maintenance
Mehr IT in der
Instandhaltung
Kooperation von Betreiber,
Hersteller und Lieferanten
Wissensmanagement
verfügbarkeitsorientierte
Instandhaltung

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Was bedeutet Smart Maintenance?
Zentrale Anforderungen an die Smart Maintenance
Beherrschung der technischen und konzeptionellen Komplexität – Organisation
der Anforderungen an die digitalisierte Produktion
Bedarfsgerechte Verbesserung von Verfügbarkeit, Flexibilität und
Wandlungsfähigkeit, um eine Produktion im Kundentakt zu erreichen
Ausrüstung bestehender Anlagen und Maschinen,
um Industrie 4.0-Fähigkeit auf dem Shopfloor zu realisieren
3
1
2
Zwei von drei Anlagen weltweit sind älter als 15 Jahre
70 % der Unternehmen haben Probleme bei der
Planung von Wartungsintervallen
Jährlicher Suchaufwand nach Informationen in der
Industrie: 23 Mio. Arbeitstage

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Was bedeutet Smart Maintenance?
Paradigmenwechsel: Vom Getriebenen zum Treiber
Instandhaltung ist
der weiteste
Anwendungs-
bereich des
Internet der Dinge
(IoT)
Hauptsächlicher
Nutzen des permanenten
Systemabbildes in der
Industrie 4.0 ist die
Koordination von
Instandhaltungs-
maßnahmen
Kosteneinsparung in der
Instandhaltung ist einer der
wichtigsten Gründe für WLAN in
der Industrie
The example that excites
[…] me the most revolves
around maintenance.
Companies could deploy
systems in which nothing
fails.
VDI
2009
World Economic Forum 2015
Bitkom 2014
Industrial Internet
Consortium 2015
Die Smarte Instandhaltung ist nicht irgendein Teilbereich von Industrie 4.0!
Sie wird als Treiber Industrie 4.0 vielfach erst ermöglichen.

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Smart Factory
Was bedeutet Smart Maintenance?
Paradigmenwechsel: Vom Getriebenen zum Treiber
Bildquellen: in Anlehnung an IFCC GmbH, © nils.ackermann.gmail.com, depositphotos.com
Smart Production
Produktion
Smart
Maintenance
Verfügbarkeit
Smart Services
Dienstleistung
Automatisierung und Digitalisierung
erfordert erfordert

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AGENDA
 Fraunhofer und Industrie 4.0
 Was bedeutet Smart Maintenance?
 Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
 Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
 Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen – So geht es los.

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Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
?
Produktion
und Instand-
haltung
planen
getrennt
Gemeinsame
Planung von
Produktion und
Instand-haltung
Geringe
Flexibilität
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
?
Stark
personen-
gebundenes
Know-how
Wissens-
management
?
Ersatzteil-
wesen ist
nicht
strukturiert
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
?
Instand-
haltung ist
nur Kosten-
verursacher
Wertbeitrag der
Instand-haltung
ist bekannt
?
Über-
wiegend
reaktive
Instand-
haltung
Verfügbarkeits-
orientierte
Instand-haltung
?

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Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
?
Produktion
und Instand-
haltung
planen
getrennt
Gemeinsame
Planung von
Produktion und
Instand-haltung

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Gemeinsame Planung von Produktion u. Instandhaltung
Lösungsansatz 1 Lösungsansatz 2
Bildquelle: https://www.himac.de/mediathek/bilder/projektplanung_plantafel.940x632.jpg
http://blog.verner-panton.de/wp-content/gallery/amoeba/amoebe_amoeba_vitra_verner_panton_
orange_purple_lila_violett_tagwerc_grossraum_buero_tagwerc.jpg

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Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Über-
wiegend
reaktive
Instand-
haltung
Verfügbarkeits-
orientierte
Instand-haltung
?

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung
Bildquelle: Fotolia_111603873
Gemeinsame Nutzung verschiedener Datenquellen ist die Basis für eine
effiziente Instandhaltungs-Planung
Produktions-
Daten
Instand-
haltungs-
daten
Hersteller-
daten

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung
Beschreibung Diagnose Prognose
Handlungs-
anweisung
Was ist passiert? Warum ist es passiert? Was wird passieren? Was muss ich tun?
vorausschauendreaktiv
1 2 3 4
Die bedarfsgerechte Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen erfordert
bedarfsgerechte Informationen.
Die bedarfsgerechte Kombination und Bereitstellung von Daten und Informationen bietet neue
Möglichkeiten:
Bilder v.l.n.r.: © masterzphotofo, fotomek, skvoor, Art3D / Fotolia.com

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung
Sensorik
Überwachung
Fernwartung
Übergreifendes
Datenmanagement
Cloud
Mobile Geräte
Augmented Reality
Digitale
Dokumentation
Die Technologien für eine smarte Instandhaltung
sind (nahezu) alle bereits vorhanden!

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeitsorientierte Instandhaltung
Bildquelle: Salvagnini Deutschland GmbH, Fiber-Laser
ANLAGEN-STRUKTUR
 Ort
 Linie
 Baujahr
 Leistungsdaten
 Relevante Bauteile
/ Stückliste
ZUKUNFT
 Lebenszyklus
 Nutzungs-intensität
 Retrofits/
Umbauten
PRODUKTION
 Nutzungs-Daten
 Produktions-
programme
 Belastung
 …
INSTANDHALTUNG
 IH-Planung
 Störungen/
Historie
 Ersatzteilbedarfe
 Anlagenzustand/
Condition
Monitoring
Wieviel Restnutzung ist
möglich?
Instandhaltungs- & Ersatzteilbedarf
Wieviel Restnutzung
brauche ich?

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Bildquelle: https://www.industry.siemens.com/services/global/en/portfolio/plant-data-services/cloud-for-
industry/Documents/Onepager_MindSphere-Siemens-Cloud-for-Industry_3-44465-DFCS-B10065-00_de.pdf
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Verfügbarkeits-
orientierte
Instandhaltung
Beispiel Siemens
Mindsphere

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Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Geringe
Flexibilität
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
?

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Montag, 12.01 Dienstag, 13.01 Mittwoch, 14.01
Donnerstag,
15.01
Teilnehmener 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00
Herr Maier
Herr Schneider
Frau Sonntag
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Flexibles Agieren und Reagieren bei Änderungen
Webservice:
Personengruppen stimmen über Termine ab
Nutzung sozialer Netzwerke im
Unternehmen
Mitarbeitergruppen stimmen über ihre
kurzfristigen Arbeitseinsätze zu einem
vorgegebenen Termin eigenverantwortlich ab

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Zusagen
Absagen
Samstag
geht leider
nicht.
Status:
7 Mitarbeiter angefragt,
1 Rückmeldung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Flexibles Agieren und Reagieren bei Änderungen
Ich kann
diesen
Samstag
arbeiten.

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Flexibles Agieren und Reagieren bei Änderungen

29. © Fraunhofer · Slide 31
Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Stark
personen-
gebundenes
Know-how
Wissens-
management
?

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wissensmanagement
 Escape Game: Unterstützung der Instandhaltungsprozesse durch die Augmented
Reality-Technologie mittels Smart Devices wie Tablet, Datenbrille

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32. © Fraunhofer · Slide 34
Quelle: In Anlehnung an: Andreas Weber / Maintenance Gipfel 2017
Asset
Betreiber
Technik-
anbieter
Akademia
Fach-
verband A
Fach-
verband B
BDI
Politik
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wissensmanagement

33. © Fraunhofer · Slide 35
Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Ersatzteil-
wesen ist
nicht
strukturiert
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
?

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Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Ersatzteilwesen
…der ideale logistische Raum ist leerOrdnung wird überbewertet….

35. © Fraunhofer · Slide 37
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Ersatzteilwesen
Ziel
finden
Kennzahlen definieren
Prozesse gestalten
Gesamt-
Konzept
erstellen
Technologien auswählen
UmsetzenStamm-
daten
erfassen
Strategien
festlegen
1 2
3
4
87
9 10
Strategien
zuordnen
5
Beschaffen und
Bestände optimieren
6

36. © Fraunhofer · Slide 38
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Ersatzteilwesen
www.et-checkliste.de
Sie beantworten 15 Fragen und
erhalten von den Fraunhofer-Experten
eine Analyse Ihrer aktuellen Situation
und eine Handlungsempfehlung.
– abhängig von Ihren
unternehmensspezifischen Zielen.
Die Checkliste ist im Internet frei
verfügbar unter:
Die Daten werden nur genau für diesen Zweck verwendet und nicht anderweitig genutzt.

37. © Fraunhofer · Slide 39
Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Instand-
haltung ist
nur Kosten-
verursacher
Wertbeitrag der
Instand-haltung
ist bekannt
?

38. © Fraunhofer · Slide 40
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wertbeitrag der Instandhaltung
Voraussichtliche Kosten
für die Durchführung
einer Maßnahme
- Personal
- Material
- Geplante
Stillstandszeit
Voraussichtliche
Kosten beim
Stillstand
- Ungeplante Ausfallzeit
- Qualitätsverlust
- Kundenverlust
Abnutzungsgrenze
Optimum ?

39. © Fraunhofer · Slide 41
AGENDA
 Fraunhofer und Industrie 4.0
 Was bedeutet Smart Maintenance?
 Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
 Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
 Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen – So geht es los.

40. © Fraunhofer · Slide 42
Vorgehensmodell
Umsetzung von Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen
Digitalisierungs-
Strategie
Reifegrad-Modell
Leuchttürme und
Handlungsfelder
Mensch und
Digitalisierung
Geschäfts-
modelle
Wahrnehmung
beim Kunden
Vision und Kultur

41. © Fraunhofer · Slide 43
Smart Maintenance als entscheidender Teil Ihrer Digitalisierungsstrategie
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Gemeinsame
Planung von
Produktion und
Instand-haltung
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
Wissens-
management
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
Wertbeitrag der
Instand-haltung
ist bekannt
Verfügbarkeits-
orientierte
Instand-haltung

42. © Fraunhofer · Slide 44
Vorgehensmodell
Umsetzung von Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen
Erfassen:
„Wo liegen
meine
Probleme
heute?“
Bewerten der
Schwachstellen
und Ableitung
von Handlungs-
feldern
Plakative
Beispiele als
„Leuchtturm“
schnell
umsetzen
Überzeugen
aller Beteiligter
Fahrplan zur
Umsetzung
erarbeiten
• Schwingungssensoren nutzen
• Verfügbarkeit verketteter Anlagen
ermitteln
• Mobile Lösung einführen
• ….

43. © Fraunhofer · Slide 45
Industrie 4.0 wird auch Sie treffen
„Es gibt kein geeigneteres Anwendungsfeld für
Industrie 4.0 als Ihre Instandhaltung!“
Thomas Heller
Dr.-Ing.
Abteilungsleiter
Anlagen- und Servicemanagement
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4 l 44227 Dortmund
Telefon +49 231 9743-444 l Mobil +49 173 2722285
thomas.heller@iml.fraunhofer.de l www.iml.fraunhofer.de