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Digitalisierung und instandhaltung 2018
Die Fabrik der Zukunft bringt durch Industrie 4.0 eine erhebliche Flexibilität und optimierten Ressourceneinsatz, was Deutschland als Produktionsstandort stärkt. Die Entwicklung hin zur digitalen und vernetzten Produktion betrifft sowohl Unternehmen als auch Mitarbeiter, indem neue Geschäftsmodelle und eine stärkere Integration von Kundenwünschen gefördert werden. Trotz der Chancen der Industrie 4.0 bestehen auch Herausforderungen, wie Datenschutz und die Notwendigkeit von IT-Know-how, die Unternehmen bewältigen müssen.
Digitalisierung und instandhaltung 2018
- 1. „Die Fabrik derZukunft bietet eine ungeahnte Flexibilität bei optimalem Ressourceneinsatz. Industrie 4.0 ist eine Chance für Deutschland, als Produktionsstandort, Fabrikausrüster und Anbieter von Business-IT noch stärker zu werden. Es ist ermutigend, dass in Deutschland nun mit der Plattform Industrie 4.0 alle beteiligten Akteure in enger Kooperation mit der Umsetzung beginnen.“ Prof. Dr. Henning Kagermann acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. Sprecher der Promotorengruppe Kommunikation der Forschungsunion und Co-Vorsitzender des Arbeitskreises Industrie 4.0
- 2. Begriff ist nichtfest definiert. Eine Form der Automatisierung mittels IT Führt zu Veränderungen Fördert und fordert bessere Verzahnung von Prozessen Erzeugt neue Geschäftsmodelle DIGITALISIERUNG 2
- 3. Maschinen und Produktesind miteinander vernetzt M2M: Machine to Machine M2H: Machine to Human /Human to Machine Internet of Things 3
- 4. INDUSTRIE 4.0 Was stecktdahinter? • Digitalisierung & Vernetzung • Vertikale & horizontale Verknüpfung • Intelligente Maschinen • Smart Factory • Steuerung & Optimierung in Echtzeit INDUSTRIE 4.0 Intelligente Produkte M2M Sensoren und Aktoren Daten- schutz Informations- sicherheit Echtzeitdaten IPv6 Apps Big Data Mobilgeräte Mobilfunk Breitband Visualisierung (VR/AR) HMI Low-Cost- Automation Plug & Poduce Social Machines Embedded Systems CPS Smart Factory Robuste Netze Cloud Computing IT-Security
- 5. EINFLUSS VON INDUSTRIE4.0 Einfluss auf Unternehmen und Mitarbeiter Lokalisierbare und identifizierbare intelligente Produkte ermöglichen mehr Wissen über Herstellungsprozesse Firmenübergreifende Vernetzung Flexible Feinsteuerung von Prozessen mit kontinuierlicher Erfassung von aktuellen internen und externen Daten Wettbewerbsvorteile Individualisierte Kundenwünsche und stärkere Kundenintegration Unternehmen Mitarbeiter Zusätzliche Anforderung an Mitarbeiter (IT-Know-How) Stärkere Einbindung in Innovationsprozesse Neue Mensch-Technik-Interaktion mit weniger standortgebundener Fabrikarbeit, sondern mit mehr virtueller mobiler Arbeit Unterstützung durch intelligente Assistenzsysteme Qualifizierungs- und Weiterbildungsmaßnahmen Mehr selbstverantwortliche Autonomie und dezentrale Führungsformen Mehr Entscheidungsspielräume SOCIAL MEDIA Global facilities Augmented operators Smart products Virtual productions cts
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- 7. ENTWICKLUNGSSTUFEN VON INDUSTRIE1.0 ZU INDUSTRIE 4.0 1. 2. 3. 4. Erste industrielle Revolution: Nutzung von Dampfkraft ermöglicht mechanische Produktionsanlagen (Ende 18. Jahrhundert) Zweite industrielle Revolution: Elektrische Energie ermöglicht Fließbandproduktion (Beginn 20. Jahrhundert) Dritte industrielle Revolution: IT-und Computertechnologie ermöglichen weitere Automatisierung der Produktion (Beginn 1970er Jahre) Vierte industrielle Revolution: Internet der Dinge ermöglicht vernetzte Produktion (Seit 21. Jahrhundert)
- 8. ENTWICKLUNGSSTUFEN DER INSTANDHALTUNG 1.2. 3. 4. Reparatur im Schadensfall Reaktive Instandhaltung Wartung in regelmäßigen Abständen Vorbeugende Instandhaltung Kontinuierliche Statusüberwachung Zustandsorientierte Instandhaltung Erweiterte Analyse von Maschinen- und Prozessdaten Vorhersagende Instandhaltung Entwicklung von Industrie 4.0 Mehrwerten
- 9. ALLGEGENWÄRTIGE DATENVERARBEITUNG –SENSOREN,PROZESSOREN UND AKTOREN WERDEN MITEINANDER VERNETZT, KÖNNEN AKTIONEN AUSLÖSEN UND STEUERN. DAMIT AUSGESTATTETE GEGENSTÄNDE SIND IN DER LAGE, UMGEBUNGSINFORMATIONEN AUFZUNEHMEN UND AUF DEREN BASIS ZU „HANDELN“. „ Dr. Johann Bizer, (2006) (Unabhängigen Landeszentrums für Datenschutz)
- 10. EMPFEHLUNGEN FÜR UNTERNEHMEN INFORMATIONS-TECHNOLOGIE OhneStandort Nachteile Verbindung und permanente Vernetzung Informationen in Echtzeit Zugriff, Eingriff und Steuerung jederzeit Vernetzung über Unternehmensgrenzen Teilautonomes „fahren“ des Unternehmens ELECTRICITY BUILDINGS LOGISTICS PRODUCTS SMART FACTORY MOBILITY
- 11. MASSNAHMEN FÜR UNTERNEHMEN HorizontaleIntegration Vertikale Integration Technische Voraussetzungen Echtzeitanalyse Überwachung INSTANDHALTUNG physisch cyber
- 12. EMPFEHLUNGEN FÜR UNTERNEHMEN BEISPIEL EINEIT-PLATTFORM für • Digitalisierung • IoT • INDUSTRIE 4.0 Sicherheit Echtzeitanalyse Massendaten
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- 14. VOR- UND NACHTEILEDER INDUSTRIE 4.0 Individualisierung Flexibilisierung Entlastung Neue Wertschöpfungen Erhöhte Wettbewerbsfähigkeit Produktivität & Effizienz Bewältigung von neuen Herausforderungen VORTEILE NACHTEILE Fehlender Datenschutz Manipulation Nachteil für ländliche Gegenden Infrastruktur Hohe Standards Anforderungen an IT-Know-how VS
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- 16. ZUKUNFTSPROGNOSE Eine Befragung zuden Herausforderungen zur Umsetzung – Meinungen von Unternehmen STANDARTISIERUNG PROZESS/ ARBEITSORGANISATION VERFÜGBARE PRODUKTE NEUE GESCHÄFTSMODELLE SECURITY KNOW-HOW-SCHUTZ VERFÜGBARE FACHKRÄFTE FORSCHUNG AUS-UND WEITERBILDUNG RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN 52,80% 46,40% 35,30% 30,60% 28,10% 25,20% 23,00% 15,10% 10,80%
- 17. ZUKUNFTSPROGNOSE Forschungsbedarf Wissen Wertschöpfungsnetzwerke Standardisierung Nachhaltigkeit
- 18. ZUKUNFTSPROGNOSE Expertenmeinungen „Derjenige, der flexiblerauf Veränderungen reagieren kann, hat in Zukunft einen strategischen Vorteil.“ Manfred Wittenstein (Wittenstein AG) „Vollautomatisch werden wir den Flexibilitätsanforderungen der volatilen Märkte auf absehbare Zeit nicht Herr werden. Hier ist nach wie vor der Mensch mit seinen Fähigkeiten gefragt.“ Dieter Spath (Fraunhofer-Institut)
- 19. ZUKUNFTSPROGNOSE Expertenmeinungen „Die Limitationen liegenweniger im Stand der Technik als im Stand unserer Fähigkeiten, diese Technik in einer sinnvollen Art und Weise zu kombinieren und einzusetzen.“ Manfred Broy (TU München)
- 20. „Vielen Dank. “ DetlefAden all4cloud GmbH & Co. KG www.all4cloud.de Lesen Sie auch meinen Blog-Beitrag: WIE NUTZE ICH FÜR MEIN UNTERNEHMEN DIE CHANCEN VON INDUSTRIE 4.0?
Hinweis der Redaktion
- #2 Guten Tag meine Damen und Herren, Herzlich willkommen zu meinem Webinar. Es geht um Digitalisierung, Industrie 4.0 und um die Frage „Welche Rolle sollte die Instandhaltung in diesem Umfeld spielen?“ und dies hat auch mit den Instandhaltungskonzepten viel zu tun. Mein Name ist Detlef Aden und ich beschäftige mich seit vielen Jahren mit der Fragestellung: „Warum die Instandhaltung so wenig Anerkennung in den Unternehmen erfährt?“. In dieser Woche findet die HANNOVERMESSE statt und auch hier dreht sich alles um Digitalisierung und wie wird sich unsere Arbeitswelt verändern. Ein für mich sehr auffälliges Merkmal, dass die Hürden im Umgang mit neuen Technologien fallen, sind die Roboter. Bis auf wenige Ausnahmen arbeiten diese heute meist hinter Zäunen. Nun aber werden die Roboter immer mehr zu Arbeitskollegen mit direkten Kontakt zum Menschen. Das Ziel ist immer das gleiche: Permant besser werden! Ein Unternehmen muss gerade ab heute wie ein Uhrwerk funktionieren. Warum sage ich heute? Ganz einfach. Wer sich als Unternehmer heute noch mit der Frage beschäftigt: Muss ich nun auch mein Unternehmen digitalisieren, Industrie 4.0 Prozesse etablieren wird sich diese Frage nicht mehr lange stellen müssen. Es geht eher um die Frage: „Was kann ich jetzt tun um den Anschluss nicht zu verpassen?“. Oder: „Wo finde ich die Menschen die mir helfen können einen erfolgreichen Weg zu finden?“. „Was mache ich mit meiner alten IT?“ ->Ich bin bei dieser Frage gerade heraus: Ihre IT die Sie vor 15,20 oder gar 30 Jahren eingeführt haben wird Ihnen nicht mehr weiterhelfen. Oder hatten Sie vor 20 Jahren schon ein SmartPhone?
- #3 Der Begriff Digitalisierung kann auf unterschiedliche Art und Weise interpretiert werden. Traditionell ist die technische Interpretation. Danach bezeichnet Digitalisierung einerseits die Überführung von Informationen von einer analogen in eine digitalen Speicherform und andererseits thematisiert er die Übertragung von Aufgaben, die bisher vom Menschen übernommen wurden, auf den Computer. Die Digitalisierung im Sinne der zweiten und neueren Interpretation bezeichnet eine spezielle Form der Automatisierung, nämlich die (Teil-)Automatisierung mittels Informationstechnologien (IT). Heute wird Digitalisierung häufig auch mit digitaler Transformation gleichgesetzt. Digitale Transformation bezeichnet den durch Informationstechnologien hervorgerufenen Wandel. Digitale Transformation lässt sich mittlerweile in allen gesellschaftlichen Bereichen erkennen. So verändern sich durch digitale Transformation z.B. Angebot und Nachfrage auf Arbeitsmärkten, die politische Willensbildung oder auch die rechtlichen Rahmenbedingungen. Digitalisierung und die darauf aufbauende digitale Transformation ist keineswegs ein neues Phänomen – schon vor 20 Jahren war die IT-basierte Verbesserung von Geschäftsprozessen ein Thema vieler Unternehmen. Bedingt durch umfangreiche Fortschritte in vielen technologischen Feldern hat der Druck zur Transformation in den letzten Jahren aber stark zugenommen.
- #4 Das Internet of Things bedeutet alles mit allem zu vernetzen. Das zu tun erfordert: „Ich muss alle Informationen in digitaler Form zur Verfügung haben!“ Also Zählerstände, z.B. mein Stromzähler zu Hause aber auch der Betriebsstundenzähler an meiner Maschine. Ich habe mal den Bereich markiert wo wir in dieser Welt unser Industrie 4.0 finden. Industrie 4.0 ist nur ein Teil, ein kleiner Teil des „Internet of things“ also der weltweit vernetzten Welt von Menschen und Maschinen.
- #5 Warum trommeln alle soviel mit Industrie 4.0? Nun aus meiner Sicht gibt es dafür eine simple Antwort. Im Privatleben kommunizieren wir bereits nicht mehr nur in dem wir miteinander telefonieren. Nein heute unterhalten wir uns per WhatsApp, messenger, über soziale Netzwerke. Statt einem Brief oder Fax schicken wir Emails. Wir bestellen immer mehr online, siehe die Entwicklung von amazon. Unsere Erwartungen als Kunde steigen. Nun reicht es nicht mehr wenn die Ware wenige Tage nach der Bestellung bei uns eintrifft. Nein. Ich erwarte das meine Bestellung unverzüglich auf den Weg gebracht wird. Wir alle sehen ja bereits erste Anstrengungen, wie den Versand per Drohnen. Industrie 4.0 kann, soll eine Antwort darauf sein. Mit der Einschränkung nur ein Teil vom ganzen zu sein. Wir benötigen eine vernetzte Produktion und das über Unternehmensgrenzen hinweg. Dafür gilt es technische Voraussetzungen zu schaffen, es gilt aber auch die gesetzlichen Bedingungen dafür zu definieren. Nicht umsonst hat das BMWi hier eine schon seit einigen Jahren laufende Initiative aktiv. Betrachten wir all diese Anforderungen dann wird schnell klar das kann nur funktionieren wenn jeder Prozess beginnend bei der Kundenkommunikation und Gewinnung neuer Kunden bis hin zur Auslieferung und Abrechnung reibungslos ineinander greift. Die geforderte Schnelligkeit kann nur durch eine weitere Erhöhung in der Automatisierung erreicht werden.
- #6 DEFINITION Eine durchgehende Anbindung von Produktionseinrichtungen bietet den Ansatz verschiedene Notfall- und/oder Engpass-Szenarien mit entsprechenden Ausweichstrategien zu konfigurieren. Der Gestaltungsrahmen der vertikalen Integration ist die Fabrik. In der zukünftigen Smart Factory werden die Produktionsstrukturen nicht mehr von vornherein konkret und fest vorgegeben. Stattdessen werden informationstechnische Konfigurationsregeln definiert, aus denen automatisiert eine fallspezifische fallspezifische Struktur (Topologie) entsteht
- #7 DEFINITION Unter dem Begriff „horizontale Integration“ versteht man gemeinhin den optimierten Material- und Informationsfluss verschiedener Lieferanten in einem Wertschöpfungsnetzwerk von und nach einem verbrauchenden Unternehmen. Das ttP-SCM-System schafft es alle Materialbedarfe einer Lieferstufe in Versorgungsplänen zusammenzufassen und Bedarfsinformationen in Echtzeit an das Lieferantennetzwerk weiterzugeben, so dass Produzenten die richtigen Bauteile, zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort zur Verfügung haben.
- #8 Kommunikation mit standardisierten Diensten auf Basis standardisierter Semantik Wertschöpfung durch Dienstsysteme und ihre Verknüpfung Speicherung von Daten in standardisierter Syntax/ Semantik Schreib-Anbindung an I40-Dienstsystem mit Prüfinstanz I40-Maschine zu Maschine Kommunikation Lese-Anbindung an standardisiertes I40 Dienstsystem mit Möglichkeit zur Selbstauskunft und Adaption Traditionelles oder künftiges I40-Produktions-Netz
- #12 A Die diesem Feld zugeordneteten Industrie 4.0-Technologien und- Anwendungen sind grundsätzlich vorhanden marktreif, werden jedoch vom Mittelstand noch nicht oder nur unzureichend genutzt. B Die in diesem Feld enthaltenen Technologien und Anwendungen sind noch nicht anwendungsreif
- #15 14
- #17 Wenn wir über Industrie 4.0 sprechen kommen wir natürlich nicht an den Entwicklungsstufen der industriellen Revolutionen vorbei In der ersten und zweiten Revolutionsphase war es üblich eine Maschine erst dann zu reparieren wenn Sie die Produktions eingestellt hatte. Vorbeugende Wartung gab es in Teilen zwar schon. Zum Beispiel war schnell klar das wenn ich die Lager meiner Maschine regelmäßig schmiere diese länger laufen konnten. Aber es war die Zeit der reaktiven Instandhaltung. Ein Ausfall wurde erst mit Beginn des 20. Jahrhunderts relevanter, wurde doch dann die Fließbandproduktion unterbrochen. Es war nicht ein einzelner Bereich, Arbeitsplatz betroffen sondern gleich ganze Segmente. Stellen Sie einmal vor, da standen dann die Arbeiter an den Bändern und packten Ihre Butterbrote aus. Kennen Sie Film mit Charly Chaplin? Wir haben im letzten Jahr eine Umfrage durchgeführt. Das Ergebnis war eigentlich etwas frustierend. Viele der Unternehmen sind und verharren immer noch diesem Modus. Mit Beginn des IT-Zeitalters begann auch eine deutliche Zunahme in der Automatisierung und nun in der Vierten Revolution sind die Möglichkeiten der vernetzten Produktion vorhanden. Und ich sage nun ist auch die Zeit der vernetzten Instandhaltung. Die Instandhaltung muss wie alle anderen Bereiche vernetzt im Unternehmen eingebunden in die Prozesse agieren können.
- #18 Einhergehend mit den industriellen Revolutionszyklen oder Entwicklungszyklen hat dies auch Auswirkungen auf die Instandhaltung. Wenn wir also über Industrie 4.0 sprechen kommen wir natürlich auch nicht an den Entwicklungsstufen Instandhaltung vorbei Die Instandhaltung hat sich seit Beginn der Industrialisierung stetig verändert. Unternehmen erkennen, dass die Instandhaltungsstrategie „Reparatur erst bei Ausfall“ betriebswirtschaftlich zu viele Nachteile mit sich bringt. Die Automation von Abläufen bedingt, dass Anlagen möglichst ausfallfrei funktionieren müssen. Dieser Trend wird durch die zunehmende Digitalisierung weiter verstärkt. Aber auch die technischen Möglichkeiten haben sich verbessert. Eine moderne Maschine kann heute Zustandsinformationen an ein IT-System liefern und so die Instandhaltungsabteilung(en) rechtzeitig informieren. Alte Maschinen nachgerüstet werden (Siemens, TELEKOM) Auf Basis von Daten – wie beispielsweise Zählerstände, Sensoren – können automatisch anhand hinterlegter Regeln Arbeitsaufträge für die Techniker erstellt werden. Diese Möglichkeiten der zustandsorientierten Instandhaltung werden aber kaum genutzt. Die überwiegende Zahl – knapp 48% der deutschen Unternehmen – arbeitet nach fest definierten Wartungsplänen. Ich bin davon überzeugt das die Instandhaltung selbst den Bedarf an moderneren IT-Lösungen also Stufe 3 und 4 bereits erkannt hat. Aber da die Instandhaltung in den Unternehmen oft ein eher stiefmütterliches Dasein fristet, wird das hier mögliche Wertschöpfungspotential seitens der Geschäftsleitung dem Management oftmals nicht erkannt. Hier muss es gelingen die Instandhaltung zur Chefsache zu machen.
- #19 Dr. Johann Bizer beschreibt recht gut die Eigenschaften und Auswirkungen der vierten Revolution auf die Instandhaltung. Die Instandhaltung wird auf dieser Basis die Kontrolle und Einflußmöglichkeiten erhalten um das Ziel von Zero-Downtime näher zu kommen.
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- #34 Ich hoffe Ihnen neue und interessante Informationen geliefert, insbesondere aber Anregungen und Ideen in Gang gesetzt zu haben. Zum Schluss möchte ich Sie nur noch auf unsere Checkliste hinweisen. In unserer Checkliste geben wir Ihnen einige Tipps und auch Fragen die Sie stellen sollten an die Hand. Diese Checkliste stellen wir in den nächsten Tagen auf unserer Webseite zur Verfügung. Nun wünsche ich Ihnen eine spannende Zeit und wenn Sie mit mir sprechen, diskutieren wollen. Sie finden mich auf unserer Webseite aber auch bei Xing und LinkedIn. Vielen Dank für Ihre Geduld, Ihr Interesse und ich freue mich auf ein Wiedersehen.