Predictive Maintenance Mexis‘schen Instandhaltungslogik

Präsentation zum Thema: "Predictive Maintenance Mexis‘schen Instandhaltungslogik"—  Präsentation transkript:

1 Predictive Maintenance Mexis‘schen Instandhaltungslogik
auf der Basis der Mexis‘schen Instandhaltungslogik (ⓂILO)

2 Prof. Dr.h.c. Nikolaos Ansgar N. Mexis
Das IH-Wissen Prof. Dr.h.c. Nikolaos Ansgar N. Mexis Prof. Mexis arbeitet seit 1978. 150 wissenschaftliche Veröffentlichungen, 17 Fachbücher, ca. 900 Seminare über Studien bei über 800 Klienten im Europäischen Raum Der Vater der intelligenten Instandhaltung ⓂILO Mexis‘sche Instandhaltungslogik

3 Das alte Institut Institut für Analytik und Schachstellenforschung Prof. Dr. h.c. Dipl.-Ing. N. Mexis Casterfeldstr D Mannheim Tel.: +49 (0) Mobil: +49 (0)

4 Referenzen Prof. Mexis

5 Die Werke Fachbücher Prof. Mexis Das gesamte Wissen aus 35 Jahren
Prof. Mexis lehrte an vielen in- und ausländischen Hochschulen und veröffentlichte seine Forschungs-ergebnisse in vielen Büchern. Die Werke Das gesamte Wissen aus 35 Jahren Forschung und Praxis

6 Instandhaltungsstrategie
„Denkanstöße für exzellente Wertschöpfungssysteme“ Signale für die Zukunft, 2013 Herausgeber: Institut für Produktionserhaltung e.V. Prof. Dr. Constantin May, Direktor des CETPM (TPM) Säulen des Operational Excellence Kontinuierliche Verbesserung Autonome Instandhaltung Geplante Instandhaltung „Die geplante IH muss vielmehr eine vorrauschauende IH sein und nicht mehr eine Instandhaltung bei plötzlich auftretenden Ausfällen. Durch Zeit- bzw. Zustandsorientierte Instandhaltung fallen die Anlagen nicht mehr aus, ...“ Kompetenzmanagement

7 DIN 31051

8 ⓂILO Die drei Säulen von MILO
1. Intelligente Instandhaltungsintervalle nach der mexis‘schen Verfügbakeitsformel® ⓂILO 2. Intelligente Ersatzteilwirtschaft nach der mexis‘schen Kulminationstheorie® 3. Das System IHS Prometheus auf Basis eines integrativen Open Source Modells und MILO als IH-Planungs- und Steuerungseinheit

9 Datenbasis MILO

10 Die Basisversuche

11 Beanspruchung von Bauteilen

12 Systemübersicht

13 Condition Monitoring in MILO®
Prinzip der Verarbeitung von Indikatorwerten MILO® MTBF Bauteil © Dr. Heinrich Kehl / Prof. Nikolaus Mexis Temperatur, Luftfeuchte, Vibration, Stresswellen, IR-Messung, Schwingung, etc. Die Gradientenüberwachung führt direkt zur Wartungsmeldung!

14 BBI: Bauteilbelastungsindex*
ⓂILO® Intervallkubus mit Belastungsdreieck (BBI*) BBI: Bauteilbelastungsindex*

15 Algorithmen nach Mexis (Der andere, bessere Ansatz)
Ersatzteilbestand als Funktion von MTBF {n= f(MTBF)} aus der Praxis – für die Praxis

16 Wirkung Ersatzteil Ersatzteil Instandsetzung Personalkosten 200.- €
Materialkosten € Verfügbarkeitsverluste: keine Ersatzteil Produktionsausfallkosten keine Reparatur Personalkosten € Materialkosten € Verfügbarkeitsverluste: 25% Ersatzteil Produktionsausfallkosten z.B. ca €

17 Das „neue“ Institut Portfolio: - Schwachstellenanalyse,
- Bereitstellen von Bauteilwissen (MTBF, IH-Massnahmen, Checklisten, Verfüg- barkeitsalgorithmus, etc.) Erstellen von Instandhaltungsplänen Bereitstellen einer vorrausschauenden Instandhaltungsdatenbank (MILO) Predictive Maintenance System (Prometheus®) Instandhaltungsoptimierung mit Verfügbarkeitsgarantie Fertigungsmanagementsystem Industrie 4.0

18

19 Wie alles begann.... 1985 ... alles für diesen einen Moment !
Geesthacht Kehl ... alles für diesen einen Moment !

20 © Dr. Heinrich Kehl

21 2000 kam die ISA 95 © Dr. Heinrich Kehl production operation
management quality operation management inventory operation management maintenance operation management Vorgangsdispatching und Vorschriften- und Ressourcenverwaltung © Dr. Heinrich Kehl manufacturing or supply chain operation management System (activities of value chain)

22 Fertigungsmanagement nach DIN / ANSI-ISA
DIN / ISA 95

23 (Stammdaten und -funktionen)
Integriertes Fertigungsmanagement Lifecycle Management (Stammdaten und -funktionen) Produktion Intralogistik Mengenorientierte Lagerverwaltung Projektplanung (F&E, IH, Invest) Mengenorientierte Lagerverwaltung Stammdaten, Dokumente, Workflows, Vorschriften, Ressourcen Qualitätssicherung Instandhaltung Prometheus® © Dr. Heinrich Kehl

24 PLM –basiertes Fertigungsmanagementsystem (FMS)
Intralogistik (WE, IB-Transport, WA) Produktionsmanagement Bestandsmanagement Qualitätsmanagement Instandhaltungsmanagement © Dr. Heinrich Kehl

25 Prometheus ® - Oberfläche

26 Simulationsgestützte Auftragsplanung

27 Optimierung

28 Basisfunktionen Prometheus® (Beispiele)
Produkt/Material/Teile-Verwaltung Projektplanung (KVP-Projekte) Dokumentenverwaltung Arbeitsplanerstellung

29 Das Referenzsystem Modulnetzwerk von selbstregulierenden, untereinander kommunizierenden und mit eigener Intelligenz ausgestatteten Assistenzsysteme (Basis: Internet) Einkauf Netzplanung Verkauf Basisanwendungen* und Stammdaten F&E u. Labor-Projekte Prognose u. Disposition IH-Verbesserungen Prüfplanung Planung WE, Prod, WA Transportplanungen Instandhaltungsplanung *Basisanwendungen - Bestandsführung - Material- und Teileverw. - Dokumentenverwaltung - Vorschriftenverwaltung - Workflowmgmt. - etc. © Dr.Heinrich Kehl

30 Prometheus® Prometheus® Prometheus® Prometheus® Prometheus®
Die Marke Production Prometheus® Inventory Maintenance Quality Prometheus® Produktion Operation System (MES) Manufacturing Operation System (DIN 62264/ISA 95) Prometheus® Prometheus® Inventory Operation System Prometheus® Maintenance Operation System mit MILO® Prometheus® Quality Operation System © Dr. Heinrich Kehl

31 Das Expertensystem der Instandhaltung
Mindestbestand Bauteile Wartungs- intervalle Wissens- datenbank MTBF Bauteiledaten, Messwerte, Betriebsdaten, Faktoren, etc. ey IHS Prometheus basiert auf dem Mexis’schen Instandhaltungswissen (ⓂILO ist wissensbasiert) Es ist ein Expertensystem der IH Prometheus „weiss“ wann eine IH-Maßnahme notwendig ist und wieviel Ersatzteile ich vorhalten muss ( macht jede IH-Software schlau) Stammdaten und Mexis - Algorithmen Quelle: DFKI GmbH

32 Industrie 4.0

33 Was ist Industrie 4.0? Der Begriff Industrie 4.0 steht im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung für den längst überfälligen nationalen Aufbruch der deutschen Industrie zu einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten und Prozessen. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen und unterstützenden Aktivitäten. Basis ist die ubiquitäre Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten. Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen. Hierdurch werden die bisherigen starren Strukturen der IT-Systeme durch agile verbundene Funktionsbausteine abgelöst, die die Anforderungen der unternehmensspezifischen Geschäftsprozesse unterstützen können. Industrie 4.0 setzt fort bzw. vollendet die Vorstellungen und Visionen des CIM-Gedankens aus den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts. Es entstehen ganz neue Geschäftsprozesse sowie Produkte und die vorhandenen werden effizienter und sicherer. Industrie 4.0 wird unser tägliches Leben weiter dynamisieren und verbessern.

34 Simulationsgestützte
Auftragsplanung

35 Instandhaltung Industrie 4.0
(Produktions- und) Instandhaltungsplanung incl. Personalplanung Wirkung: keine Maschinenausfälle bei niedrigem Ersatzteilbestand WLAN WLAN WLAN CPMS* (*CPMS= Cyber Physical Maintenance System) © Dr. Heinrich Kehl

36 Condition Monitoring und Big Data
Die Frage, ob sich der Aufwand für ein Condition Monitoring oder Big Data lohnt oder sinnvoll ist, hängt einzig und allein davon ab, wie hoch die Ausfall- bzw. Folgekosten sind und welche Konsequenzen sich aus dem Ausfall oder einer Fehlfunktion ergeben. Der Flugzeugabsturz, die Vergiftung von Lebensmittel oder die Havarie im Atomkraftwerk aufgrund technischen Versagens hat nicht nur monetäre Auswirkungen! Die Kenntnis dieser Kosten und die Tragweite der zu erwartenden Ereignisse sind deshalb entscheidend für die Strategie und die Massnahmen in der Instandhaltung, Qualitätssicherung und Betriebsführung. Was wir bräuchten, wäre ein mit der MTBF-gestützten vorrauschende Instandhaltung gekoppelte vorausschauende Kostenrechnung und Risikomanagement, welches online, auf Basis der aktuellen Gegebenheiten sowie deren Bewertungsansätzen und eines aktuell erstellten Risikoscenarios, einer Art Online-FMEA, die die tatsächlichen Ausfallkosten und die relastisch zu erwartenden Risiken aufzeigt (prognostiziert) und Maßnahmen iniziiert bzw. einleitet. Die Basis dafür sind schnelle Rechen- und Kommunikationssysteme, ereignisorientierte Kostenkalkulationsmodelle und Entscheidungs- und Wirksysteme auf der Basis von Expertenwissen oder Künstlicher Intelligenz. Solche Funktionen sind im Umfeld von Industrie 4.0 realistisch geworden!

37 Mindestbestand Bauteile Simulationsgestützte Autonome Instandhaltung
MILO® und Prometheus® ey Wissens- datenbank ERP Disposition Einkauf Mindestbestand Bauteile MTBF Verbesserungs- projekte Faktoten Umweltparameter Wartungs- intervalle „Digitales Abbild“ Historie ERP Ersatzteil- lager Maschinen- hersteller Simulationsgestützte Auftragsplanung Schicht- modelle Maschinenzustände Bestandsführung Messgeräte HMI/PLS BDE/MES Wartungs- vorschriften Auftragsdispatching Autonome Instandhaltung Werkzeuge Ersatzteile Auftragsausführung Produktion © Dr. Heinrich Kehl

38 (Instandhaltung as a Service)
Steuerung der Instandhaltung aus der Cloud SaaS Software as a Service (Instandhaltung as a Service) KVP = Verbesserungs- projekte WLAN WLAN WLAN Abgleich mit der Produktionsplanung WLAN WLAN © Dr. Heinrich Kehl WLAN CPMS CPMS CPMS CPMS „Die Maschinen sagen, was sie brauchen, damit sie nicht ausfallen!“

39 MILO® embedded (auch als Dienstleistung)
© Dr. Heinrich Kehl zustands- bzw. belastungsabhängiger Wartungsmanager

40 Mindestbestand Bauteile Autonome Instandhaltung
MILO® ergänzt SAP®-Welt (und jede andere Software auch) ey Wissens- datenbank ERP Disposition Einkauf Mindestbestand Bauteile MTBF Verbesserungs- projekte Faktoten ERP Umweltparameter Wartungs- intervalle „Digitales Abbild“ Historie Ersatzteil- lager Maschinen- hersteller PS Maschinenzustände Bestandsführung Schicht- modelle Messgeräte PM WM ME Wartungs- vorschriften Auftragsdispatching Autonome Instandhaltung Werkzeuge Ersatzteile Auftragsausführung Produktion

41 Geschäftsprozesslandkarte 2014 (2D und 3D)