UdZ 2-2016

30 UdZ – Unternehmen der Zukunft 2/2016 FIR-Forschungsprojekte SmartMaintenance: Industrie 4.0 in der Instandhaltung – Zum aktuellen Stand des Projekts Integrative Softwarelösungen für ein intelligentes, bedarfsorientiertes Instandhaltungsmanagement in komplexen Produktionsumgebungen DasVerbundprojekt"SmartMaintenance"zieltaufeineneuartigeSoftwarelösungfüreinvorausschauendesInstandhaltungsmanagement zur Maximierung der Produktionsverfügbarkeit und Minimierung von Ausfallrisiken und Wartungs-/Betriebskosten ab. Aufgrund zunehmender Komplexität der Produktion, Volatilität von Auftragseingängen und Variantenreichtum der Produkte bei immer kür- zeren Planungshorizonten gewinnt ein flexibles und leistungsfähiges Instandhaltungsmanagement rasch an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund entwickeln die Verbundpartner FIR e. V. an der RWTH Aachen, GreenGate AG, pro-micron GmbH & Co. KG und die flexis AG gemeinsam eine Lösung zur flexiblen Optimierung von Instandhaltung und Produktion. Die angestrebte IT-Lösung soll nicht nur eine durchgängige Verarbeitung und Analyse aller relevanten Betriebsinformationen der gesamten Produktionsumgebung ermög- lichen, sondern zugleich in Abstimmung mit der Produktionsplanung konkrete Handlungsempfehlungen geben, um die optimale Instandhaltungsstrategie zu realisieren. Instandhaltungsmanagement bedeutet heute noch in vielen produzierenden Unternehmen die Planung und Abwicklung von notwendigen oder routinebedingten Wartungsmaßnahmen, deren Prioritäten häufig hinter die Vorgaben der Produktion gestellt werden. Dabei ent- fallen, je nach Branche, 15 – 40 Prozent der Produk tionskosten auf fer tigungsbezo - gene Instandhaltungsmaßnahmen [1], so- dass sie mittlerweile die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens sign i f i kan t bee i n f lussen . Das jäh r l iche Umsatzvolumen von ca. 250 Mrd. € zeigt auch in der volkswirtschaftlichen Betrachtung eine hohe Relevanz des Instandhaltungssektors, die deutlich über anderen, zumeist stärker beachte- ten Industriebranchen einzuordnen ist. Die Unterstützung der Instandhaltung durch Condition-Monitoring-Systeme ermöglicht eine Reduzierung des Aufwands bei den Inspektionen, da diese selbständig zyklisch oder kontinuierlich durchgeführt werden kön- nen. Das Ziel sollte dabei sein, mit möglichst wenigen Sensoren eine maximale Anzahl von Bauteilen und Baugruppen überwachen zu können, um einerseits die Investitionskosten gering zu halten und andererseits unnötige Fehlerquellen zu vermeiden. Im Projekt "SmartMaintenance" ist vorgesehen, dass die Datenaufnahme durch die Smart Objects drahtlos erfolgt und die Datenerhaltung in eine Smart-Objects-Bibliothek ausgelagert ist. Als we- sentliche Faktoren der zur Messung relevanten Kenngrößen wurden • die Steigung der Verschleißkurve, • der Grenzwert für Instandhaltungsmaßnahmen (Ampelfunktion), • das Werkzeug (zur Identifikation des Alters und Abnutzungsgrades) und • das Werkstück (Einflussfaktor auf die Steigung der Verschleißkurve) identifiziert. Dabei geht es im Wesentlichen zunächst darum, die benötigten Werte zu erfassen und verlustfrei an eine Datenbank weiterzugeben. Unabhängig davon, ob die Messwerte dabei z. B. optisch, induktiv oder anderweitig erzeugt werden, ist hier bereits darauf zu achten, dass die erhobenen Werte kompatibel untereinander sind. Dies betrifft sowohl die Frequenz, mit der die Daten erho- ben werden, als auch das Format dieser. Im Usecase bei der Firma Berger Holding GmbH & Co. KG wird bezüglich der erforder- lichen Sensorik ein spezielles Sensormodul m i t d r a h t l o s em K r a f t a u f n e hme r z u r Werkzeugüberwachung zum Einsatz kom- men, mit dem entstehende Belastungen (Axialkräften, Torsions- und Biegemomente) während des Bearbeitungsprozesses di- rekt am Werkzeughalter gemessen werden können. Hiermit lassen sich die typischen Bearbeitungsprozesse wie Schleifen, Drehen, Fräsen, Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Rollieren etc. sehr detailliert überwachen – und zwar ohne eine Beeinflussung der Dynamik und ohne Steifigkeit des Werkzeughalters zu verursachen. Zusammenspiel der Instandhaltung und Produktion Nachdem relevante Messwerte von Smart Objects aufgezeichnet und diese in einer Smar t- Objec t s- Bibliothek log isch abge - speichert wurden, gilt es, die gewonnenen Erkenntnisse sinnvoll zu verwenden. Dies be- deutet zunächst die ermittelten Prognosen so in das Instandhaltungsplanungssystem (IPS) und das Produktionsplanungssystem (PPS) zu integrieren, dass es möglichst zu keinen Projekttitel SmartMaintenance Projekt-/Forschungsträger BMBF; DLR Förderkennzeichen 01IS14028D Projektpartner ForumVisionInstandhaltung e.V.; GreenGateAG;Berger GruppeGmbH; BILSTEIN SERVICEGmbH;GETRAG Getriebe-undZahnradfabrik, Untergruppenbach AMAVerbandfürSensorik undMesstechnike.V.; pro-micronGmbH&Co.KG; flexisAG;DFADemonstrations- fabrikAachenGmbH Ansprechpartner RomanEmonts-Holley,M. Sc. Internet smartmaintenance.de