Vortrag bei den 6. INFORMATICS SAPshots am 09.10.2014 in Linz. Kurzfassung: Wie wirkt sich der Trend zu Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung aus? Welche Chancen, Gefahren und Möglichkeiten ergeben sich durch den Einsatz von Internet-Technologien für die Branche? Wie schützen wir uns vor unerwünschten Zugriffen auf die Daten unserer Maschinen und Sensoren? Was kommt auf die InstandhalterInnen zu? Antworten auf diese Fragen sucht ein in Salzburg gestartetes Sondierungsprojekt mit Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“: Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Bedürfnis- und Trendanalyse für die Branche im vierten industriellen Zeitalter vor.

1. Instandhaltung 4.0
Ergebnisse der Analyse der Bedürfnisse und Trends der Instandhaltung im vierten industriellen Zeitalter
Informatics SAPshots, Linz, 09.10.2014
Georg Güntner

2. Kurzfassung
Informatics SAPshots - Instandhaltung
Vortrag am 09.10.2014 (Courtyard Marriott Linz )
Kurzfassung
Wie wirkt sich der Trend zu Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung aus? Welche Chancen, Gefahren und Möglichkeiten ergeben sich durch den Einsatz von Internet-Technologien für die Branche? Wie schützen wir uns vor unerwünschten Zugriffen auf die Daten unserer Maschinen und Sensoren? Was kommt auf die InstandhalterInnen zu?
Antworten auf diese Fragen sucht ein in Salzburg gestartetes Sondierungsprojekt mit Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“: Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Bedürfnis- und Trendanalyse für die Branche im vierten industriellen Zeitalter vor.
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3. Salzburg Research
Die 1996 gegründete Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. ist die Forschungsorganisation des Landes Salzburg.
Salzburg Research ist am Techno-Z Salzburg angesiedelt und angewandte Forschung und Entwicklung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien.
Salzburg Research beschäftigt ca. 70 MitarbeiterInnen.
Forschungsbereiche
Internet of Things | Industrial Internet
Knowledge and Media Technologies
Spatio-Temporal Data Mining, Qualitätsaspekte im Bereich geografischer Information (GI), GI-Softwaretechnologien
Begleitung und Optimierung der frühen Phase des Innovationsmanagements, Entwicklung von Businessmodellen
IT-Sicherheit und QoS Netzwerke
Computational Logistics
Die Kernaktivitäten umfassen angewandte Forschung, technologische und methodische Support- und Serviceleistungen, Koordination und Networking, Know-How-Transfer und Studien www.salzburgresearch.at
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Forschung ist die Brücke zur Zukunft
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4. Wer ist der Instandhalter von morgen?
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Quelle: Ingo Busch, verlag moderne industrie GmbH
© fotolia.com

5. Das Sondierungsprojekt Instandhaltung 4.0
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Sondierungsprojekt

6. Kurzbeschreibung de Projekts
Die Sondierungsmaßnahme “Instandhaltung 4.0” geht der Frage nach, wie sich der von den Proponenten der “Industrie 4.0” postulierte Trend zur Virtualisierung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung und auf die Instandhalter/innen auswirken wird.
Industrie 4.0 sieht Produktionsbetriebe als Cluster von “Cyber-Physical Systems”, die man über webbasierte Dienste sowohl steuern als auch überwachen kann.
Im Zuge einer Analyse werden Produktionsbetriebe im Hinblick auf ihre Instandhaltungs-Bedürfnisse und -strategien befragt, Szenarien und Metriken zur Virtualisierung erstellt, und eine österreichische Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap zum Thema “Instandhaltung 4.0” definiert.
Die Ergebnisse der Sondierungsmaßnahme stellen einen strategischen Beitrag dar, den wir als Input zu anderen österreichischen Aktivitäten rund um Industrie 4.0 verstehen.
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7. Eckdaten des Projekts „Instandhaltung 4.0“
Projektbezeichnung: Instandhaltung 4.0 (Akronym: IH40)
http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ (Projekt-Website)
instandhaltung40@salzburgresearch.at (Kontakt E-Mail-Adresse)
http://srfg.at/i40-umfrage (als Anlaufstelle für die Online-Umfrage)
Förderprogramm: „Produktion für die Zukunft“
Beantragt im Call 4: September 2013
Programmlinie 2: Automatisierte Fertigungssysteme für die wandlungsfähige, flexible Produktion
Projektpartner
Salzburg Research (Salzburg): Koordinator
dankl+partner (Wals)
Messfeld (Klagenfurt)
Bilfinger Chemserv (Linz)
Laufzeit:
01.02.2014 bis 30.04.2015
Projektvolumen
Kosten gesamt: ~260.000 €
Förderung gesamt: ~200.000 €
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8. Geplante Projektergebnisse
31.05.2014
•Bericht zur qualitativen Bedürfnis- und Trendanalyse (intern)
15.10.2014
•Bericht über Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instand- haltung
15.12.2014
•Szenarien der Instandhaltung 4.0
15.02.2014
•Informations- Integration in der Instandhaltung 4.0
15.04.2014
•Forschungs- und Entwicklungs- Roadmap für Instandhaltung 4.0
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9. 09.10.2014
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Industrie 4.0 Instandhaltung 4.0

10. „Integrated Industry – Next Steps“ Industrie 4.0 ist angekommen
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Quelle: ORF - www.orf.at (08.04.2014)
Quelle: Frankfurter Allgemeine http://bit.ly/1huGs1E (06.04.2014)
Quelle: Die Welt - www.welt.de/126634304 (06.04.2014)

11. Industrie 4.0 im Überblick
Schlagworte
•High Tech Strategie (Deutschland)
•4. industrielle Revolution
•Fabrik der Zukunft
•Industrial Internet
•Advanced Manufacturing
•Smart Factory
•Smart Production
Themen
•Cyber-physische Systeme (CPS)
•Internet of Things (IoT)
•Virtualisierung
•Machine-to-Maschine Kommunikation (M2M)
Kennzeichen
•Verknüpfung von klassischen Industrien mit Internettechnologien
•Horizontale Integration (Geschäftsprozesse)
•Vertikale Integration (Produktionszellen)
•Vernetzung und autonome Produktion
•Starke Individualisierung der Produkte
•Hoher Flexibilität der Serienproduktion
•Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Wertschöpfungsprozesse
•Kopplung von Produktion und hochwertigen Dienstleistungen
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Quelle: www.hightech-strategie.de/de/59.php

12. Industrielle Revolutionen
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13. Industrie 4.0 – Produktion der Zukunft
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© Fraunhofer IWU (Prof. Matthias Putz): ServTec 2014 (März 2014)

14. Leitstudie: Zukunftsprojekt Industrie 4.0
Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 (acatech, April 2013)
Use Case 3: Intelligentes Instandhaltungsmanagement
Die indirekten Kosten ungeplanter Maschinenstillstände können die direkten Kosten einer Wartung oder Reparatur beträchtlich übersteigen. Mit antizipierenden Instandhaltungskonzepten lassen sich für die Betreiber die Folgekosten ungeplanter Stillstände deutlich reduzieren.
Kein ungeplanter Stillstand durch rechtzeitige Wartung bei Nennbetrieb
Mittels intelligenter, kostengünstig nachrüstbarer Sensorik können Daten über Lasten und Maschinenzustände in Echtzeit erfasst werden. Anhand dieser Daten können mit entsprechenden Algorithmen in Kombination mit lastabhängigen Zuverlässigkeitsanalysen detaillierte Prognosen über das Ausfallverhalten kritischer Komponenten erstellt werden. Diese Interaktionen ermöglichen den Mitarbeitern eine optimierte Instandhaltungseinsatzplanung und Ersatzteilbereitstellung. Komponentenabhängig kann die ideale Servicestrategie abgeleitet und konfiguriert werden. Ressourcen werden effizient eingesetzt und geschont. Ungeplante Stillstände werden reduziert und das betroffene Instandhaltungs- und Betriebspersonal unterstützt.
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H. Kagermann, W. Wahlster: "Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0" (acatech, April 2013)

15. Hypothesen
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Instandhaltung 4.0 Ergebnisse

16. Methodik zur Erhebung der Bedürfnisse und Trends
Qualitative Analyse
Für die Erhebung der Bedürfnisse wurde zunächst ein Interview-Leitfaden als Basis für strukturierte Experten- Interviews entwickelt und es wurden zwölf ExpertInnen ausgewählt, die unterschiedliche Rollen in den Instandhaltungs-Prozessen haben.
Experten-Interviews (12 Experten)
Allgemeine Fragen zur Verbindung zw. Industrie 4.0 und Instandhaltung
Strategische Auswirkungen & innerbetriebliche Aspekte
Menschen und Instandhaltung 4.0
Treiber und Barrieren für Instandhaltung 4.0
Zeitraum: April – Mai 2014
Quantitative Analyse
Die Ergebnisse der Experten-Interviews bildeten die Grundlage für die Entwicklung einer Online-Umfrage, die zur Erhebung quantitativer Aussagen über die Bedürfnisse des Instandhaltungssektors von im deutschsprachigen Raum durchgeführt wurde.
Von 250 TeilnehmerInnen beendeten 116 den Fragebogen
Umfrage: Mitte Juni – Mitte Juli 2014
Zeitraum: Mai – Oktober 2014
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Mark Markus und Robert Eckhoff im Experten-Interview mit Gerhard Stöger, Siemens AG

17. Instandhaltungsstrategien: heute und morgen
Die Instandhaltungsstrategien der Zukunft sind zustandsorientiert und vorausschauend
Verfahren des Condition Monitorings (basierend auf intelligenter Sensorik) und des Data Minings unterstützen die prädiktive Instandhaltung und tragen zur Vermeidung von Produktionsausfällen bei
Die richtige Wahl des Strategiemix bleibt in der Instandhaltung weiterhin entscheidend (Risiko-Analysen)
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18. Die Herausforderungen: nicht-technische überwiegen
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19. Die Zukunft der Instandhaltung ist mobil
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20. Die Bedürfnisse der Instandhaltung
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1: Produktionsausfälle verringern und vermeiden
2: Mit der IH auf dem neuesten Stand der IT-Technik sein
3: Kosten für Ersatzteilmanagement senken
4: Potentielle Anlagenstörungen frühzeitig erkennen
5: Gesamtkosten der Instandhaltung senken
6: Flexibilität der Produktion erhöhen
7: Planbarkeit von Anlagenstillständen erhöhen
8: Anlagenverfügbarkeit trotz Ausfall der IT beibehalten
9: Rufbereitschaftszeiten von IH-Mitarbeitern verringern

21. Vergleich zw. kleineren und größeren Unternehmen
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Unterschiede zwischen kleineren und größeren Unternehmen ergaben sich v.a.
bei der Zufriedenheit mit der frühzeitigen Erkennung potenzieller Anlagenstörungen (vgl. Aussage 4), und
mit der Zufriedenheit bei der Beibehaltung der Anlagenverfügbarkeit trotz Ausfalls der IT (vgl. Aussage 8).
Größere Unternehmen waren in diesen Bereichen signifikant zufriedener als kleinere Unternehmen.

22. Der Nutzen der Instandhaltung
Der größte Nutzen von Instandhaltung 4.0 liegt heute vor allem in folgenden Bereichen:
Planung und Überwachung,
Auswertung und Schwach- stellenanalyse
Anlagendokumentation.
An Bedeutung deutlich gewonnen haben gegenüber 2010:
Planung und Überwachung
Kostenerfassung und -Kontrolle
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23. Erfassung instandhaltungs-relevanter Information
Instandhaltungs-relevante Informationen werden am häufigsten mit Hilfe einer Instandhaltungs-Software (72%) und hier maßgeblich durch manuelle Eingabe in IT-Programme erfasst (56%). Dies erklärt auch die Popularität der mobilen Endgeräte als geplante Instandhaltungs-Maßnahme.
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24. Kompetenzprofile: heute und morgen
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Antworten auf die Frage nach der Wichtigkeit von Weiterbildungsmöglichkeiten im Bereich Instandhaltung und Anlagenmanagement
Kompetenzen wie Steuertechnik, Datenanalyse und Programmieren (Instandhaltung 4.0 relevante Fähigkeiten) nehmen in den kommenden fünf Jahren an Bedeutung für die Instandhaltung zu, während klassische Kompetenzen wie Mechanik, Pneumatik und Schweißtechnik abnehmen werden.

25. Bedürfnisse bei der Kompetenzentwicklung
Miteinander sprechen ist zu wenig
Den größten Bedarf im Bereich der Kompetenzen sehen die TeilnehmerInnen der Umfrage im Bereich der (fachübergreifenden) Kommunikationskompetenz zwischen Technikern und Nicht- Technikern
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Quelle: www.weiterbildungsmarkt.at/magazin/kommunikation-der-technik- herausforderungen-fuer-die-instandhaltung-im-vierten-industriellen-zeitalter/
Quelle: http://business24.ch/

26. Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 1
Stand der Umsetzung
Die vierte industrielle Revolution lässt auf sich warten
Wenige Unternehmen haben Virtualisierungsmaßnahmen in der Instandhaltung umgesetzt (zw. 5 % und 20%). Pilotprojekte sind oft zu breitflächig angelegt (=> hohe Erwartungen).
Die Ergebnisse der bereits durchgeführten Pilotprojekte haben nicht immer die Erwartungen erfüllt. Deswegen kam es kaum zu einer Ausrollung von Pilotprojekten.
Die technischen Maßnahmen sind nicht ausreichend mit den damit einhergehenden organisatorischen Maßnahmen synchronisiert.
Ansätze wie Total Asset Management, Total Cost of Ownership und Wissensmanagement haben Potenzial
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Total Asset Management Quelle (mit freundlicher Genehmigung): Prof. Lennart Brumby, Duale Hochschule Baden-Württemberg Mannheim – Remote Service Forum (Feb. 2014)

27. Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 2
IT-Aspekte
Ein systematischer Datenaustausch ist noch selten (mangelnde Standardisierung, mangelnde Erfassung des Kontexts, mangelndes Vertrauen, fehlende „Data Agreements“, fehlendes „Data- Banking“)
Cloud-Lösungen werden (noch) nicht genutzt (mangelndes Vertrauen)
Hoher Bedarf an „intelligenter“ Auswertung von Daten (Big Data, Datenanalytik)
Unklarheit über die Verantwortung für Sicherheitskonzepte (derzeit bei Maschinenherstellern gesehen)
IT-Abteilungen als „Verhinderer“? Die IT muss die Infrastruktur (Netzwerke, Software) sicherer machen und zum Dienstleister werden und organisatorisch enger mit anderen Bereichen zusammengeführt werden.
Der schrittweise Weg zur Umsetzung erfolgt über Sensorik, Daten-Analytik, Condition Monitoring, mobile Endgeräte, Ansätze aus dem Internet der Dinge und integrierte Software- Lösungen.
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28. Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 3
Kulturelle und organisatorische Änderungen
Zusammenrücken von Produktion und Instandhaltung: Verschmelzung von IT und anderen Abteilungen bewirkt Bedarf an Reorganisation. Das Management muss sich dieser Herausforderung stellen.
Wandel von der Reparaturfähigkeit zur Funktionsfähigkeit (weg vom „Retter-Syndrom“ hin zum „stillen Optimierer“).
Zahlen und Fakten (integrierte Sicht auf Planungs-, Sensor-, Betriebs-, Maschinendaten) sind die Kernelemente zukünftiger Instandhaltungsstrategien: die Bedeutung der zustandsorientierten und der vorausschauende Instandhaltung steigt.
Menschen in der Instandhaltung
„Die technischen Dinge in der Instandhaltung 4.0 sind gelöst. Was wir als Menschen noch nicht schaffen ist die Technologie so zu nutzen, dass wir damit arbeiten können.“
Die Komplexität steigt: neben der fachlichen Kompetenz ist soziale, methodische und IT- Kompetenz gefragt.
Die Instandhaltungsbranche befürchtet einen Fachkräftemangel und erhofft sich durch den Einsatz moderner Technologien (z.B. mobile Lösungen), dass der Beruf für junge Menschen attraktiver wird.
Ausbildungsprogramme müssen auf den steigenden Bedarf an Soft-Skills reagieren.
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29. Zusammenfassung: Bedürfnis- und Trendanalyse 4
Strategische Aspekte
Die von Industrie 4.0 ausgerufene horizontale Integration (Integration entlang des Wertschöpfungsprozesses) unterstützt Lebenszyklus-Betrachtungen. Instandhaltung erhält dadurch die Chance, vom Kostenfaktor zum Teil des Wertschöpfungsprozess zu werden.
Der Aufbau von Instandhaltungskompetenzen in den Betrieben nimmt zu, während Outsourcing tendenziell abnimmt. Ausgelagert werden entweder sehr komplexe Aufgabenstellungen (z.B. Roboterprogrammierung) oder sehr einfache Tätigkeiten (z.B. Malerarbeiten).
Während die zentrale Instandhaltung weiterhin die bedeutendste Organisationsform bleibt, werden dezentrale Organisationsformen zugunsten von Profit-/Cost-Centers in den nächsten fünf Jahren abnehmen.
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30. 09.10.2014
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Veranstaltungen & Öffentlichkeitsarbeit

31. Wo finden Sie „Instandhaltung 4.0“?
SAPshots (Informatics) (09.10.2014), Courtyard Marriott Linz
AWO Roadshow (27.10.2014), Salzburg
IoT Talks (05.11.2014), Wien
Instandhaltungskonferenz 2014 (12.11.2014), Linz
AKIDA (19.-20.11.2014), Eurogress Aachen
Tagung Instandhaltung (IFC Ebert) (02.-03.12.2014), Nürnberg
FVI Campus (Frühjahr 2015), Gladbeck
Instandhaltungstage 2015 (21.-23.04.2015), Klagenfurt Call for Papers
VIERNULL Magazin (http://www.viernull-magazin.de/)
Artikel zum Projekt „Instandhaltung 4.0“ (S. 72 ff.)
Website: http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/
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32. Referenzen
H. Kagermann, W. Wahlster: "Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0" (acatech, April 2013, http://bit.ly/LKITPD)
G. Schuh, e.a.: “Intelligent Maintenance - Potenziale zustandsorientierter Instandhaltung”, Studie im Auftrag von ifm electronic gmbH, RWTH Aachen und Fraunhofer IPT, 2005
A. Dankl, A. Stuber: “Asset Manager 2010 - Marktstudie und Handbuch zur industriellen Instandhaltung und zum technischen Gebäudemanagement”, Trade Press Agency, www.physical-asset- manager.eu, 2010
M. Schenk: „Innovative Lösungen für die Instandhaltung von Anlagen“; 11. Industriearbeitskreis "Kooperation im Anlagenbau"; Hrsg.: Michael Schenk; Fraunhofer IFF, Magdeburg; 2010, 147 Seiten; Fraunhofer Verlag, ISBN 978-3-8396-0045-0
VIERNULL Magazin (http://www.viernull-magazin.de/)
Quellen:
Bilder (falls nicht anders angegeben): © Fotolia
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33. DI Georg Güntner
Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H.
Internet of Things | Industrial Internet
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Tel. +43 662 2288-401 | Fax +43 662 2288-222
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Besuchen Sie uns auf http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/
Georg Güntner ist Senior Researcher in der Salzburg Research Forschungsgesellschaft. Die Schwerpunkte
seiner Forschungstätigkeit liegen im Bereich der Begleit- und Akzeptanzforschung von Internet-Technologien
und des Internets der Dinge in Produktions- und Instandhaltungsunternehmen, sowie im Bereich der
semantischen Technologien, Wissensrepräsentation und Enterprise Information Integration. Er leitet das
Sondierungsprojekt „Instandhaltung 4.0“ bei Salzburg Research.
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