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Condition Monitoring
 Permanente Zustandsüberwachung für
Prozesssicherheit und Maschineneffizienz
Übersicht

                  Condition Monitoring

                                 Themen der Endkunden
                            

                                 Ambitionen ans Condition Monitoring
                            

                                 Wartungs- und Instandhaltungspolitik
                            

                                 Bedeutung ungeplanter technischer Störungen
                            

                                 Optimierungspotential / Ziele
                            

                                 Kosten für Condition Monitoring
                            




      Michael Roick – Produktmanager – April 2009   Innovationsforum 2009 TU Dresden   Seite 2
Condition Monitoring  Predictive Maintenance


  Gegenwärtige Themen der Endkunden


           Hohe Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Maschinen.
     

           Flexible Produktionsumstellung.
     

           (Anlageneffektivität, Rezeptverwaltung)

           Hohen reproduzierbaren Qualitätsstandard seiner Produkte.
     

           (FDA, EU 178/2002)
           Nutzung globaler Standards wie OMAC, Minimierung von
     
           Integrationskosten und –risiken.

           Transparenz der Produktion und Wartung, Schnittstellen.
     

           Wenig gebundenes Kapital.
     




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance

  Was kann Condition Monitoring zu diesen Themen beitragen?

  Das Konzept basiert auf einer regelmäßigen Erfassung des Maschinenzustandes
  durch Messung aussagefähiger Größen  Zustandsüberwachung.

  Ziel
  Diagnose und Hinweis über einen bevorstehenden Teileausfall.
   Vorteil:  Der Austausch wir planbarer.
             Keine festen Serviceintervalle erforderlich.
  Der Informationsstand kann natürlich auch dazu verwendet werden, die notwendigen
  Ersatzteile bei einem Lieferanten automatisch anzufordern.


          Condition Monitoring ist heute zentraler Erfolgsfaktor im
    Spannungsfeld zwischen Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit.




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


     2 Ziele – Prozesssicherheit und Maschineneffizienz
     1. Ziel  Prozesssicherheit

     • Die Basis sind analysierende Sensordaten in Echtzeit.
     • Realisierung eines verlässlichen und sehr schnell reagierenden
        Sicherheitssystems. (Notabschaltung)
     • Online - Condition Monitoring ermöglicht eine Notabschaltung aufgrund
        der erfassten Daten und somit eine Analyse über den Störfaktor.


                      Messen

                                   Markieren

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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


     2. Ziel  Maschineneffizienz / Produktionssteigerungen

     Zwingende Voraussetzung
     Überwachung des Maschinenzustands „Zustandsorientierte Instandhaltung“

     Anforderungen
     Höchste Anforderung an Sensorik, Messdatenverarbeitung und anlagen-
     spezifische Kenntnisse.
     Vorteil  Potential zur Kosteneinsparung
     • Die Lebensdauer kritischer Maschinenelemente werden praktisch
       vollständig ausgenutzt.
     • Terminierung notwendiger Instandsetzungs-
       maßnahmen kann in Abstimmung mit dem
       Produktionsplan erfolgen.




      Michael Roick – Produktmanager – April 2009   Innovationsforum 2009 TU Dresden   Seite 6
Condition Monitoring  Predictive Maintenance
Die häufigsten genannten Vorteile in %.
                  Unternehmen ohne                                                                         Unternehmen mit
            zustandorientierte Instandhaltung                                                       zustandorientierter Instandhaltung

                                                                                   Erhöhung der
                                                     Stillstandszeiten
     86%                                                                                                                                  81%
                                                                               Betriebssicherheit
                                                     sind planbar



                                                     Erhöhung der               Stillstandszeiten
                                                                                                                                    69%
      82%                                            Betriebssicherheit              sind planbar



                                                     Verringerung un-           Verringerung un-
                                                                                                                                    69%
           71%                                       nötiger Reparaturen     nötiger Reparaturen



                                                                                 Sicherheit von
                                                     Erhöhung der Instand-
                                                                                                                                   63%
                                                                                       Umwelt
              64%                                    haltungseffizienz
                                                                                 und Maschinen



                                                     Verringerung der     Erhöhung der Instand-
                                                                                                                                  59%
                     50%                             Zeit für Fehlersuche      haltungseffizienz



                                                                                 Erhöhung der
                                                     Erhöhung der
                                                                                                                                  59%
                                                                                wartungsfreien
                                                     wartungsfreien
                     50%
                                                                              Maschinenlaufzeit
                                                     Maschinenlaufzeit



                                                                               Verringerung der
                                                     Sicherung des
                            36%                                                                                           50%
                                                                             Zeit für Fehlersuche
                                                     Fertigungsstandorts

                            Quelle Studie: RWTH Aachen WZL „Potenziale zustandsorientierter Instandhaltung“ Prof. Günther Schuh




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


   Wartungs- und Instandhaltungspolitik

   Strategie
   Vergangenheit                     Durchführung von vorbeugenden Wartungen
   Zukunft                           Zeitgesteuerte und zustandsorientierte Wartung

   Beispiel: Beiersdorf AG
            3-Schichten, 7 Tage Betrieb
            Bereich Filling and Packaging
                 •    Störungsorientiert                                         80%
                 •    Vorbeugend zeitorientiert                                   5%
                 •    Vorbeugen Belastungsorientiert                              5%
                 •    Zustandsorientiert                                         10%




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


   Wartungs- und Instandhaltungspolitik

   MDE System
   • Automatische Erfassung produktionsrelevanter Daten und Zustände.
                 o Protokollierung der Taktzeiten.
                 o Überwachung der Zykluszeit-Abweichungen.
                 o Analyse langfristiger Driften, Trends etc..
   • Erfassung der Stillstandsgründe. (Rüsten, Reinigen, Pause, Störung etc.)
   • Erfassung von Maschinenstörungen, Einzel- bzw. Sammelstörungen.
   • Erfassung mechanischer Verschleißteile mittels existenter oder zusätzlicher
     Sensorik.
   • Protokollierung der Reaktionszeit der Instandhaltung.
   • Auswertungen und Reports nach relevanten Kennzahlen.




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


    Bedeutung ungeplanter technischer Störungen


    • Betriebszeit in Bezug auf störungsbedingten Anlagenstillstand.
    • Systematische Erfassung von Störungsursachen.
      (Wichtigsten Ursachen, Bedeutung des Ausfalls von Komponenten)

    • Führen Störungen zu Produktionsausfall  Verlagerung möglich?
    • Untersuchung störungsverursachter Ausfallzeiten.
      (Beschaffung / Dauer von Ersatzteilen und Personal sowie die tatsächliche
       Instandsetzungszeit)




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 Verfügbarkeit von Verpackungsmaschinen
 Beispiel: Einfluss Prozessumgebung – Branche Lebensmittelverpackung


                                            Maschinen-                      Maschinen-    • Reinigung
                                            störungen 7%                                  • Produktwechsel
                                                                            unabhängige
                                                                            Störungen 13% • Org. Ausfallzeit….


                                                                                        Füllgutwechsel 6%
                                                                                        Formatwechsel 3%
                                                                                        Kundenwechsel 1%
                                                                                        -------------------------------
                                                                                        Anteil der Umstellzeiten
                                                                                        Insgesamt 10%

                         Produktionszeit 70%


      Quelle: Auftragsstudie FhG AVV




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance


   Optimierungspotential / Ziele


   • Ausführliche Informationsbasis aller Komponenten.
     (Steuerung, Sensoren, Antriebe, Modelle)
   • Überwachung und Diagnose aller Informationssysteme.
   • Prozessnahe Reaktion. (Meldung – Notbetrieb – Notaus)
   • Behebung „kleinerer“ Störungen durch den Bediener.
   • Einsparung von Ersatzteilen (Verschleißteile) bei verschleißorientierter
     Wartung  Minimierung der Ersatzteilhaltung.
   • Weltweite Service-Dienstleistungen durch Web-Portal.
     Remoteunterstützung
   • Auf Basis historischer Daten können Lebenszyklusanalysen und
     -optimíerungen erstellt werden.




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Condition Monitoring  Predictive Maintenance

     Beispiel
     Betriebsverhalten von Verpackungsmaschinen

                                                              Verfügbarkeit / Wirkungsgrad




                                                                                                               beeinflussung
                                             Betriebsverhalten




                                                                                                                 Umwelt-
                                                                               Ausbringung

                                                           Zuverlässigkeit                Produktqualität

                                                                           Verarbeitungs-           Maschinen-
                                               Organisation
                                                                               güter                 technik
                                                                                                  • Arbeits-
                                                                          • Art
                                            • Zusammen-
                                                                          • Formate                 geschwindigkeit
                                              wirken mit
                                                                                                  • Flexibilität
                                                                          • Toleranzen
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                                            • Organisation
                                            • Personal
                                            • Umwelteinflüsse



      Michael Roick – Produktmanager – April 2009      Innovationsforum 2009 TU Dresden                                        Seite 13
Condition Monitoring  Predictive Maintenance


   Aufwand – Nutzen / Kosten von Condition Monitoring?


   Die Kosten hängen immer vom jeweiligen Maschinentyp sowie vom
   Produktionsprozess und dem damit verbundenen Systemkomponenten ab.
   (Ausfallrisiko)



    bei Neuanschaffungen maximal 5% vom Maschinenwert

    bei Nachrüstungen maximal 10% vom Maschinenwert




      Michael Roick – Produktmanager – April 2009   Innovationsforum 2009 TU Dresden   Seite 14
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

                                        Michael Roick
                                     +49 911 8602 787
                            michael.roick@gossenmetrawatt.com
                                GMC-I Messtechnik GmbH




 Michael Roick – Produktmanager – April 2009   Innovationsforum 2009 TU Dresden   Seite 15

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Condition Monitoring ‐ permanente Zustandsüberwachung der Prozesssicherheit und Maschinen‐Effizienz. Michael Roick, GMC‐I Gossen‐Metrawatt GmbH, Nürnberg

  • 1. Condition Monitoring Permanente Zustandsüberwachung für Prozesssicherheit und Maschineneffizienz
  • 2. Übersicht Condition Monitoring Themen der Endkunden  Ambitionen ans Condition Monitoring  Wartungs- und Instandhaltungspolitik  Bedeutung ungeplanter technischer Störungen  Optimierungspotential / Ziele  Kosten für Condition Monitoring  Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 2
  • 3. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Gegenwärtige Themen der Endkunden Hohe Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Maschinen.  Flexible Produktionsumstellung.  (Anlageneffektivität, Rezeptverwaltung) Hohen reproduzierbaren Qualitätsstandard seiner Produkte.  (FDA, EU 178/2002) Nutzung globaler Standards wie OMAC, Minimierung von  Integrationskosten und –risiken. Transparenz der Produktion und Wartung, Schnittstellen.  Wenig gebundenes Kapital.  Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 3
  • 4. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Was kann Condition Monitoring zu diesen Themen beitragen? Das Konzept basiert auf einer regelmäßigen Erfassung des Maschinenzustandes durch Messung aussagefähiger Größen  Zustandsüberwachung. Ziel Diagnose und Hinweis über einen bevorstehenden Teileausfall. Vorteil:  Der Austausch wir planbarer.  Keine festen Serviceintervalle erforderlich. Der Informationsstand kann natürlich auch dazu verwendet werden, die notwendigen Ersatzteile bei einem Lieferanten automatisch anzufordern. Condition Monitoring ist heute zentraler Erfolgsfaktor im Spannungsfeld zwischen Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 4
  • 5. Condition Monitoring  Predictive Maintenance 2 Ziele – Prozesssicherheit und Maschineneffizienz 1. Ziel  Prozesssicherheit • Die Basis sind analysierende Sensordaten in Echtzeit. • Realisierung eines verlässlichen und sehr schnell reagierenden Sicherheitssystems. (Notabschaltung) • Online - Condition Monitoring ermöglicht eine Notabschaltung aufgrund der erfassten Daten und somit eine Analyse über den Störfaktor. Messen Markieren Visualisieren Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 5
  • 6. Condition Monitoring  Predictive Maintenance 2. Ziel  Maschineneffizienz / Produktionssteigerungen Zwingende Voraussetzung Überwachung des Maschinenzustands „Zustandsorientierte Instandhaltung“ Anforderungen Höchste Anforderung an Sensorik, Messdatenverarbeitung und anlagen- spezifische Kenntnisse. Vorteil  Potential zur Kosteneinsparung • Die Lebensdauer kritischer Maschinenelemente werden praktisch vollständig ausgenutzt. • Terminierung notwendiger Instandsetzungs- maßnahmen kann in Abstimmung mit dem Produktionsplan erfolgen. Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 6
  • 7. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Die häufigsten genannten Vorteile in %. Unternehmen ohne Unternehmen mit zustandorientierte Instandhaltung zustandorientierter Instandhaltung Erhöhung der Stillstandszeiten 86% 81% Betriebssicherheit sind planbar Erhöhung der Stillstandszeiten 69% 82% Betriebssicherheit sind planbar Verringerung un- Verringerung un- 69% 71% nötiger Reparaturen nötiger Reparaturen Sicherheit von Erhöhung der Instand- 63% Umwelt 64% haltungseffizienz und Maschinen Verringerung der Erhöhung der Instand- 59% 50% Zeit für Fehlersuche haltungseffizienz Erhöhung der Erhöhung der 59% wartungsfreien wartungsfreien 50% Maschinenlaufzeit Maschinenlaufzeit Verringerung der Sicherung des 36% 50% Zeit für Fehlersuche Fertigungsstandorts Quelle Studie: RWTH Aachen WZL „Potenziale zustandsorientierter Instandhaltung“ Prof. Günther Schuh Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 7
  • 8. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Wartungs- und Instandhaltungspolitik Strategie Vergangenheit  Durchführung von vorbeugenden Wartungen Zukunft  Zeitgesteuerte und zustandsorientierte Wartung Beispiel: Beiersdorf AG 3-Schichten, 7 Tage Betrieb Bereich Filling and Packaging • Störungsorientiert 80% • Vorbeugend zeitorientiert 5% • Vorbeugen Belastungsorientiert 5% • Zustandsorientiert 10% Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 8
  • 9. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Wartungs- und Instandhaltungspolitik MDE System • Automatische Erfassung produktionsrelevanter Daten und Zustände. o Protokollierung der Taktzeiten. o Überwachung der Zykluszeit-Abweichungen. o Analyse langfristiger Driften, Trends etc.. • Erfassung der Stillstandsgründe. (Rüsten, Reinigen, Pause, Störung etc.) • Erfassung von Maschinenstörungen, Einzel- bzw. Sammelstörungen. • Erfassung mechanischer Verschleißteile mittels existenter oder zusätzlicher Sensorik. • Protokollierung der Reaktionszeit der Instandhaltung. • Auswertungen und Reports nach relevanten Kennzahlen. Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 9
  • 10. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Bedeutung ungeplanter technischer Störungen • Betriebszeit in Bezug auf störungsbedingten Anlagenstillstand. • Systematische Erfassung von Störungsursachen. (Wichtigsten Ursachen, Bedeutung des Ausfalls von Komponenten) • Führen Störungen zu Produktionsausfall  Verlagerung möglich? • Untersuchung störungsverursachter Ausfallzeiten. (Beschaffung / Dauer von Ersatzteilen und Personal sowie die tatsächliche Instandsetzungszeit) Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 10
  • 11. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Verfügbarkeit von Verpackungsmaschinen Beispiel: Einfluss Prozessumgebung – Branche Lebensmittelverpackung Maschinen- Maschinen- • Reinigung störungen 7% • Produktwechsel unabhängige Störungen 13% • Org. Ausfallzeit…. Füllgutwechsel 6% Formatwechsel 3% Kundenwechsel 1% ------------------------------- Anteil der Umstellzeiten Insgesamt 10% Produktionszeit 70% Quelle: Auftragsstudie FhG AVV Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 11
  • 12. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Optimierungspotential / Ziele • Ausführliche Informationsbasis aller Komponenten. (Steuerung, Sensoren, Antriebe, Modelle) • Überwachung und Diagnose aller Informationssysteme. • Prozessnahe Reaktion. (Meldung – Notbetrieb – Notaus) • Behebung „kleinerer“ Störungen durch den Bediener. • Einsparung von Ersatzteilen (Verschleißteile) bei verschleißorientierter Wartung  Minimierung der Ersatzteilhaltung. • Weltweite Service-Dienstleistungen durch Web-Portal. Remoteunterstützung • Auf Basis historischer Daten können Lebenszyklusanalysen und -optimíerungen erstellt werden. Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 12
  • 13. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Beispiel Betriebsverhalten von Verpackungsmaschinen Verfügbarkeit / Wirkungsgrad beeinflussung Betriebsverhalten Umwelt- Ausbringung Zuverlässigkeit Produktqualität Verarbeitungs- Maschinen- Organisation güter technik • Arbeits- • Art • Zusammen- • Formate geschwindigkeit wirken mit • Flexibilität • Toleranzen Prozessumgeb. • Zeitverhalten • Organisation • Personal • Umwelteinflüsse Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 13
  • 14. Condition Monitoring  Predictive Maintenance Aufwand – Nutzen / Kosten von Condition Monitoring? Die Kosten hängen immer vom jeweiligen Maschinentyp sowie vom Produktionsprozess und dem damit verbundenen Systemkomponenten ab. (Ausfallrisiko)  bei Neuanschaffungen maximal 5% vom Maschinenwert  bei Nachrüstungen maximal 10% vom Maschinenwert Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 14
  • 15. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Michael Roick +49 911 8602 787 michael.roick@gossenmetrawatt.com GMC-I Messtechnik GmbH Michael Roick – Produktmanager – April 2009 Innovationsforum 2009 TU Dresden Seite 15