Die rechtzeitige Wartung von Maschinen und Anlagen trägt entscheidend zu deren Verfügbarkeit bei und ist damit die Grundlage für den reibungslosen Ablauf der Produktion. Die Wartung ist daher von hoher finanzieller Bedeutung für Unternehmen. So lassen sich durch die regelmäßige Überprüfung von Produktionsanlagen vielfach höhere Folgekosten einer ungeplanten Störung vermeiden. Dies wird auch am Produktivitätsbeitrag der Instandhaltungsabteilungen der Unternehmen in Deutschland sichtbar. In einer Erhebung der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften aus dem Jahr 2015 wird er auf rund eine Billion Euro pro Jahr beziffert.
Trotz der großen Bedeutung fällt es vielen Unternehmen schwer, eine effiziente Instandhaltung ihrer Produktionsanlagen sicherzustellen. Bei reaktiven Ansätzen ist mit ungeplanten Stillständen zu rechnen, deren Dauer nicht nur vom Reparaturaufwand, sondern auch von der kurzfristigen Verfügbarkeit von Servicetechnikern und Ersatzteilen abhängt. Dies kann sich schnell in hohen Produktionsausfallkosten niederschlagen. Bei präventiven Ansätzen werden Instandhaltungsarbeiten typischerweise in festen Intervallen durchgeführt, unabhängig vom tatsächlichen Bedarf. Zu kurze Intervalle erhöhen die Kosten für die Arbeiten und beschränken die möglichen Produktionszeiten. Zu lange Intervalle führen zu ungeplanten Ausfällen der Maschinen und Anlagen.
Intelligente Smart Factory
Die Digitalisierung ist die Basis für die vorausschauende Instandhaltung in der Smart Factory, also in intelligent vernetzten Fabriken. Deren Maschinen haben die notwendige Intelligenz, um Instandhaltungsbedarfe auf Basis von Messwerten zu prognostizieren und diese Informationen zur Nutzung bereitzustellen. Ist der Instandhaltungsbedarf aller smarten Maschinen in einer Fabrik bekannt, so ergibt dies eine komplett neue Planungsbasis für Wartungsmaßnahmen. Dies gilt sowohl für die Produktionsplanung innerhalb der Fabrik als auch für die Planung von Servicedienstleistungen, für die zum passenden Zeitpunkt ein geeigneter Servicetechniker mit den notwendigen Ersatzteilen in die Fabrik entsendet werden muss.
Übergreifendes Infoportal
Mit der Integration digitaler Technologien für eine vorausschauende Instandhaltung beschäftigt sich STEP, ein Projekt, das im Rahmen des Technologieprogramms „Smart Service Welt I“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird. Bereits verfügbare, automatisierte Servicebedarfsmeldungen aus intelligenten Anlagen sollen dabei mithilfe einer digitalen Plattform gesammelt und verknüpft werden, um optimierte Technikereinsatzpläne zu erstellen und den neuen Wissensvorsprung durch die Digitalisierung in die Serviceorganisation zu übertragen. Dies erreicht das Forschungsprojekt durch eine Verknüpfung von Daten der Produktionsanlagen mit den bestehenden Systemen wie Mitarbeiterverwaltung, Logistikdatenbanken, Vertragsdatenbank sowie Modulen externer Servicedienstleister, beispielsweise der Routenoptimierung.
Dazu entwickelt das Projektteam eine cloudbasierte Plattform, auf der alle Informationen über die Maschinen sowie Ersatzteil- und Techniker-Verfügbarkeiten zusammenlaufen und systematisch ausgewertet werden. Gleichzeitig dient die Plattform als übergreifendes Informationsportal für Einsatzplaner, Techniker und Maschinenbetreiber, um Wartungseinsätze möglichst automatisiert zu planen.
Optimierte Planung
Die STEP-Plattform ermöglicht die Integration verschiedener Datenquellen zur Optimierung der Techniker-Einsätze. Neben bestehenden Wartungs- und Instandhaltungsaufträgen sowie geplanten Routen spielen hierbei die generelle Verfügbarkeit und Qualifikation der Mitarbeiter, Lieferdauer von Ersatzteilen, Bedürfnisse des Anlagenbetreibers, beispielsweise die Ausnutzung geplanter Stillstandzeiten der Produktionslinien, aber auch die optimale Informationsunterstützung des anstehenden Einsatzes eine wichtige Rolle. Durch die Vielzahl der zu berücksichtigenden Informationen, die zunehmende Komplexität von Maschinen und Anlagen sowie die steigende Anzahl der zu betreuenden Maschinen und Anlagen wird die Planung von Serviceeinsätzen immer komplexer. Aufgabe der Plattform ist es, alle Informationen aus vorhandenen und häufig heterogenen Datenquellen und Systemen zu aggregieren und daraus kontinuierlich den Einsatzplan zu optimieren. Für jeden absehbaren Servicebedarf wird ermittelt, wann und mit welchen Ressourcen der Einsatz am effizientesten durchgeführt werden kann.
Elementar für die automatisierte Planung ist eine breite Informationsbasis aus der Einsatzhistorie. Nur wenn Problemlösungsvorschläge ermittelt und die Dauer von Wartungen näherungsweise vorhergesagt werden können, lassen sich Einsätze effizient planen. Auf der Plattform werden die Einsatzberichte direkt mit den Eingangsdaten verknüpft und daraus neues Wissen für die Verplanung zukünftiger Einsätze generiert. Durch die automatische Koordination der Instandhaltungsabläufe und Nutzung aller Informationen in der Planung können Zeit und Kosten eingespart werden.
Wirtschaftliche Instandhaltung
Von einer solchen intelligenten Vernetzung der Produktionsanlagen und einer umfassenden Auswertung von Maschinendaten profitieren sowohl die produzierenden Unternehmen als auch die Servicedienstleister. Mit der Hilfe von digitalen Technologien und cloudbasierten Plattformen, wie STEP, wird die Instandhaltung in Zukunft effizienter. Unternehmen sollten diese neuen digitalen Möglichkeiten nicht ungenutzt lassen, sondern sich informieren, welches System für ihre speziellen Anforderungen ein bestmögliches Ergebnis verspricht – damit stillstehende Anlagen endgültig der Vergangenheit angehören.
