Bedürfnisse, Anforderungen & Trends in der Instandhaltung 4.0

 

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“Instandhaltung 4.0” ist die Bezeichnung einer Sondierungsmaßnahme, die der Frage nachgeht, wie sich die vierte industrielle Revolution auf den In-standhaltungssektor und auf die Instandhal-ter/innen auswirken wird.

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Autoren: Robert Eckhoff Georg Güntner Mark Markus http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ instandhaltung40@salzburgresearch.at Projektkonsortium © bigpa - Fotolia.com Die Sondierungsmaßnahme „Instandhaltung 4.0“ wird durch das österreichische Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) und die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Rahmen der FTI-Initiative „Produktion der Zukunft“ gefördert.

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Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 “Instandhaltung 4.0” ist die Bezeichnung einer Sondierungsmaßnahme in der FTI-Initiative „Produktion der Zukunft“, die der Frage nachgeht, wie sich die vierte industrielle Revolution auf den Instandhaltungssektor und auf die Instandhalter/innen auswirken wird. Im Rahmen der ersten Phase beschäftigte sich das Projektteam mit der Analyse der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung. Zunächst wurde eine qualitative Erhebung durchgeführt. Dazu führte das Projektteam Interviews mit internationalen Expert/innen und bat diese um ihre Einschätzung der Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Methoden, Strategien und Prozesse, aber auch auf die Menschen und die Organisationen in der Instandhaltung. Basierend auf den Ergebnissen der Experteninterviews wurde in der Folge ein Fragebogen für eine quantitative Erhebung der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung durchgeführt. Mit dem Fragebogen wurde im Juni und Juli 2014 eine Online-Umfrage im deutschsprachigen Raum gestartet. Dieser Bericht fasst die Ergebnisse der quantitativen und qualitativen Erhebung der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der „Instandhaltung 4.0“ zusammen. Er wurde von Salzburg Research Forschungsgesellschaft in Kooperation mit Bilfinger Chemserv (Linz), dankl+partner consulting (Wals bei Salzburg), und Messfeld (Klagenfurt) in Kooperation mit den internationalen Experten und den TeilnehmerInnen der Online-Umfrage erstellt. © Bilfinger Chemserv © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014)

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ....................................................................................................................... 5 1.1 Instandhaltung 4.0 – eine Sondierungsmaßnahme ................................................. 5 1.2 Methodik ................................................................................................................. 6 2 Ergebnisse der Experten-Interviews ............................................................................ 6 2.1 Grundsätzliche Beobachtungen............................................................................... 7 2.2 Stand der Umsetzung.............................................................................................. 7 2.3 Engpässe ................................................................................................................ 8 2.4 Kulturelle und organisatorische Veränderungen ...................................................... 9 2.5 Menschen in der Instandhaltung.............................................................................10 2.6 Strategische Aspekte .............................................................................................10 2.7 Umsetzungsschritte zu einer Instandhaltung 4.0 ....................................................11 3 Ergebnisse der Online-Umfrage ..................................................................................12 3.1 Demografische Untersuchung ................................................................................12 3.2 Aussagen über die Zukunft der Instandhaltung ......................................................14 3.2.1 Der Nutzen der Instandhaltung 4.0 ..............................................................14 3.2.2 Die Instandhaltungsstrategie der Zukunft ist zustandsorientiert ...................14 3.2.3 Organisationsformen der Instandhaltung im Wandel ...................................15 3.2.4 Welche Themen bestimmen die Projekte der Instandhaltung 4.0 ................15 3.2.5 Die Zukunft der Instandhaltung ist mobil ......................................................16 3.3 Nicht technische Herausforderungen überwiegen ..................................................17 3.4 Die Bedürfnisse der Instandhaltung ........................................................................18 3.5 IT-Lösungen für die Instandhaltung ........................................................................22 3.5.1 Erfassung von Instandhaltungs-relevanten Informationen ...........................22 3.5.2 Zufriedenheit mit vollfunktionale Software-Lösungen ...................................22 3.6 Instandhaltungs- Kompetenzen im Wandel ............................................................23 4 Ausblick ........................................................................................................................24 A Anhang..........................................................................................................................25 A.1 Die Autoren ............................................................................................................25 A.2 Die Sondierungsmaßnahme „Instandhaltung 4.0“ ..................................................26 A.3 Die ExpertInnen der qualitativen Erhebung ............................................................27 A.4 Der Fragebogen zur Zukunft der Instandhaltung ....................................................28 Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 3 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Impressum „Instandhaltung 4.0“ ist ein Kooperationsprojekt unter der Koordination von der Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. mit Bilfinger Chemserv GmbH (Linz), dankl+partner consulting gmbh (Wals bei Salzburg) und Messfeld GmbH (Klagenfurt). Das Projekt wird durch das BMVIT und die FFG im Rahmen der FTI-Initiative “Produktion der Zukunft” gefördert. Titel Kommentar Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Dieser Bericht bildet das Deliverable D1.2 des Sondierungsprojekts „Instandhaltung 4.0“ und stellt ein Ergebnis des Arbeitspakets „IHAnalyse“ dar. Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus (Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H.) IH40 Analyse (final).docx 24. Oktober 2014 Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) p.a. Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. Die Fotos in diesem Bericht unterliegen, so ferne nicht anders angegeben, dem Copyright © fotolia.com / Salzburg Research. Die Diagramme wurden im Rahmen des Projekts „Instandhaltung 4.0“ entwickelt und sind lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz. Die Diagramme sind unter dem Copyrightvermerk „Quelle: IH40 Online-Umfrage - © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014)“ zu zitieren. http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/ instandhaltung40@salzburgresearch.at Autoren Dateiname Speicherungsdatum Copyright Fotos & Grafiken WWW  Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 4 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 1 Einleitung Seit 2012 kamen in Europa unter der Federführung Deutschlands strategische Diskussionen zu einer industriepolitischen Wende in Gange. Die so genannte „vierte industrielle Revolut ion“ leitet ein neues industrielles Zeitalter ein, welches durch die Einführung von cyberphysischen Systemen in der Produktion und in der Logistik, sowie die Anwendung des Internets der Dinge und der Dienste in industriellen Prozessen gekennzeichnet ist. Den Kern der Vision von „Industrie 4.0“ bildet die Vernetzung zwischen Produkten, Produktionsmitteln und Prozessen mithilfe von Internet-Technologien. Dies hat Auswirkungen auf die Wertschöpfung, die Geschäftsmodelle und die Arbeitsorganisation und soll nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie stärken, sondern auch die Bewältigung globaler Herausforderungen (wie die Ressourcen- und Energieeffizienz) unterstützen (vergl. „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0”1, S. 18). Unabhängig davon, unter welchem Schlagwort man den Trend zur Virtualisierung in den Produktionsunternehmen einreiht – ob dies das von General Electrics geprägte „Industrial Internet“2, die europäisch geprägten „Factories of the Future“3, die „Produktion der Zukunft4“ oder einfach nur das „(Industrial) Internet of Things and Services“ ist: Nach der Etablierung von „Industrie 4.0“ als nationale Hightech-Strategie Deutschlands liegt es nahe, die Herausforderungen der damit verbundenen technologischen und organisatorischen Änderungen in den Kernprozessen der industriellen Wertschöpfung zu untersuchen. Diese Aufgabe hat sich eine öffentlich geförderte österreichische Sondierungsmaßnahme mit der Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“ zum Ziel gesetzt, die der Frage nachgeht, wie sich die vierte industrielle Revolution auf den Instandhaltungssektor und auf die InstandhalterInnen auswirken wird. Im Folgenden geben wir einen Überblick über die Inhalte und die Methodik des Projekts (Abschnitte 1.1 und 1.2). Danach stellten wir die Ergebnisse der Analyse der Bedürfnisse, Herausforderungen und Trends in der Instandhaltung vor und betrachten dazu die Auswertung einer qualitativen (Abschnitt 2) und einer quantitativen Erhebung (Abschnitt 3). Der Anhang enthält Informationen zu den Autoren, zu den Zielsetzungen der Sondierungsmaßnahme „Instandhaltung 4.0“, zum Projektkonsortium. Weiters finden Sie dort eine Liste der involvierten Experten (s. Anhang ab Seite 25). 1.1 Instandhaltung 4.0 – eine Sondierungsmaßnahme Die offenen Fragen zu den Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Instandhaltung waren der Ausgangspunkt für die Entwicklung einer Sondierungsmaßnahme in Österreich: In diesem öffentlich geförderten Projekt mit der Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“ wird systematisch untersucht, wie sich der Trend zur Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung auswirkt. Das Ergebnis ist eine Roadmap zum Thema Instandhaltung. Die Sondierungsmaßnahme wurde im Februar 2014 gestartet und endet Ende April 2015 mit der Präsentation der Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap für die Instandhaltung 4.0 bei den Instandhaltungstagen 2015 (www.instandhaltungstage.at). Für eine detaillierte Projektbeschreibung und die Darstellung des Projektkonsortiums verweisen wir auf den Anhang (s. Seite 26). 1 Kagermann Henning, Wahlster Wolfgang, Helbig Johannes: “Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0”, Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, April 2013 - http://bit.ly/LKITPD General Electrics: Industrial Internet Blog: https://www.gesoftware.com/industrial-internet 3 Public-Private-Partnership „Factories of the Future“ (European Commission): http://bit.ly/SBwtwK 4 FTI-Initiative „Produktion der Zukunft“ (Österreich): https://www.ffg.at/produktion 2 Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 5 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 1.2 Methodik Das Projekt „Instandhaltung 4.0“ wird beginnend mit Februar 2014 in vier Phasen durchg eführt: Einer Analyse-Phase schließen sich die Szenarien-Entwicklung und die Entwicklung einer Referenzarchitektur („Research Sprints“) an. Diese münden schließlich in eine im April 2015 endende Phase, in der das Kernergebnis entwickelt wird: Eine Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap beschreibt die Trends, sowie die kurz- und mittelfristigen Forschungsfragen für die Instandhaltung. Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse der Analyse zusammen, die zur Erhebung der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung zwischen Februar und Oktober 2014 durchgeführt wurde. Die Methode zur Durchführung der Analyse umfasste zwei Teile: 1. Qualitative Analyse: Für die Erhebung der Bedürfnisse wurde zunächst ein InterviewLeitfaden als Basis für strukturierte Experten-Interviews entwickelt und es wurden zwölf ExpertInnen ausgewählt, die unterschiedliche Rollen in den Instandhaltungs-Prozessen haben. Diese ExpertInnen repräsentieren Instandhaltungs- und Produktionsleiter unterschiedlicher Branchen, Software-Anbieter, Systemintegratoren und Berater im Instandhaltungs-Umfeld (siehe Abschnitt 2). 2. 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 Mitte Juni bis Mitte Juli 2014 im deutschsprachigen Raum durchgeführt wurde. Die dabei gewonnenen Informationen wurden mittlerweile evaluiert und ausgewählte Ergebnisse unserer Auswertung werden im Abschnitt 3 dargestellt. Die Projektergebnisse sowie weitere relevante Informationen und Veröffentlichungen werden auf der Website des Projekts (http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/) zur Verfügung gestellt. Im Folgenden geben wir einen Überblick über die Ergebnisse der qualitativen und der quantitativen Analyse zur Erhebung der Bedürfnisse, Herausforderungen und Trends in der Instandhaltung. 2 Ergebnisse der Experten-Interviews Die qualitative Analyse der Bedürfnisse, Herausforderungen und Trends basierte auf der Durchführung und Auswertung von ExpertenInterviews: Anhand eines Leitfadens führte das Projektteam im April und Mai 2014 mit zwölf ExpertInnen strukturierte Interviews über deren Einschätzung zur gegenwärtigen und zukünftigen Lage des Instandhaltungssektors durch. Dabei wurden allgemeine und strategische Aspekte der Instandhaltung 4.0, der Stand der Umsetzung, Treiber und Verhinderer, kulturelle und organisatorische Veränderungen, die Auswirkungen auf die Menschen in der Instandhaltung und mögliche Umsetzungsschritte in Richtung Instandhaltung 4.0 untersucht. Abbildung 1: Experten-Interviews - Robert Eckhoff und Mark Markus (Salzburg Research) im Gespräch mit Gerhard Stöger (Siemens AG) (v.l.n.r.) Die von uns ausgewählten und befragten ExpertInnen stammen aus unterschiedlichen Branchen (z.B. Energieversorgung, Papier- und Pharma-Industrie, Leiterplattenhersteller, Automotive), haben unterschiedliche Rollen im Instandhaltungsprozess (z.B. Instandhaltungsund Produktionsleiter, Industriedienstleistungen, Entwickler von Instandhaltungssoftware, Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 6 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Berater) und repräsentierten verschiedene technologische Expertisen (z.B. Condition Monitoring, Energie-Monitoring, industrielle Messtechnik, Remote und Reliability Service, Instandhaltungsplanung). Eine Liste der befragten ExpertInnen ist im Anhang auf Seite 27) angeführt. Welches Bild ergibt sich aufgrund der Interviews mit den ExpertInnen? Im Folgenden fassen wir die Ergebnisse der Auswertung der Interviews insbesondere in Bezug auf den Stand der Umsetzung, die Rolle von Daten, Analytik und Vertrauen, die erwarteten kulturellen und organisatorischen Veränderungen und die Rolle des Menschen zusammen. Detaillierte Ergebnisse werden ab September 2014 in einem Bericht zur Verfügung stehen. 2.1 Grundsätzliche Beobachtungen Die Zukunftsvision der Instandhaltung 4.0 geht von einer umfassenden Digitalisierung, Überwachung und Auswertung aller Produktionsanlagen aus. Ihr Kernnutzen ist eine deutliche Reduktion der Instandhaltungskosten sowie Wettbewerbsvorteile durch unternehmensübergreifende Vernetzungen. Ihre Treiber sind der globale Wettbewerb, der sich im innerbetrieblichen Kostendruck niederschlägt, kleinere Losgrößen, Flexibilisierung der bzw. Just-inTime-Produktion und die neuen technischen Möglichkeiten im Bereich der Hardware und Software. Die Software- und Maschinenhersteller – nicht die Kosteneinsparungen – sind die stärksten Treiber von Instandhaltung 4.0. Positive Auswirkungen auf die Kosten können wir erst mittel- und langfristig erwarten. Die technischen Grundlagen für die Instandhaltung 4.0 – Sensoren, Software, Algorithmen – sowie Fallbeispiele von Pionierunternehmen sind vorhanden. Das Bewusstsein über die Wichtigkeit der Virtualisierung für die Zukunft der Instandhaltung scheint genauso da zu sein: Die befragten ExpertInnen sind weitgehend davon überzeugt, dass an der Instandhaltung 4.0 kein Weg vorbeiführt. Manche sehen überdies einen (möglichen) Paradigmenwechsel, andere sind zurückhaltender. 2.2 Stand der Umsetzung Die Implementierung von Maßnahmen, die dem Bereich Instandhaltung 4.0 zuzurechnen sind, ist nach Auffassung unserer ExpertInnen ungleich verteilt, sowohl zwischen den Unternehmen als auch innerbetrieblich zwischen den einzelnen Abteilungen. Nach wie vor haben nur wenige Unternehmen und wenige Abteilungen innerbetriebliche Virtualisierungsmaßnahmen in Pilotprojekten umgesetzt. Die Schätzungen des Anteils an den Unternehmen, die schon Maßnahmen umgesetzt haben, lagen zwischen 5 % und 20 %. Die Ergebnisse haben nicht immer die ursprünglichen Erwartungen (Kostensenkungen, Arbeitserleichterungen) erreicht. Das bremst eine schnelle breitflächige Ausrollung. Oft fehlte eine klare Systematik für die Nutzung von Daten und für die Ableitung von klaren Maßnahmen. Außerdem sind die technischen Maßnahmen mit den bestehenden organisatorischen Maßnahmen nicht ausreichend synchronisiert worden und deshalb oft gescheitert (vgl. dazu den folgenden Abschnitt über „Kulturelle und organisatorische Veränderungen“). Manche Unternehmen scheiterten weil die Maßnahmen von Anfang an zu breitflächig angelegt sind, anstatt dass zunächst punktuelle „Keimprojekte“ gestartet werden. Einige Beispiele zeigen jedenfalls, wie man Anlagen mit einfachen Mitteln und geringen Einfache Pilotprojekte mit hoher Wirkung Sensorik und smarte Analytics sind auf dem Vormarsch. Erfolgreiche Maßnahmen lassen sich mitunter jedoch auch ohne großen Aufwand umsetzen: Ein Anlagenbauer wollte messen, wie viel Strom Anlagen verbrauchen. Der Stromverbrauch wurde mit Hilfe eines Schwellwerts in ein binäres Signal umgewandelt: Daraus konnten Kennzahlen der prozentuellen Auslastung von Anlagen gewonnen werden. Die Ergebnisse führen zur regelmäßigen Abschaltung der Anlagen und Einsparungen von Stromkosten und Energiesteuern. Dieses Beispiel zeigt, dass schon einfache Maßnahmen erhebliche Wirkung zeigen können. Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 7 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Kosten überwachen und die Amortisationszeit verkürzen kann. Einige Unternehmen haben es geschafft, die ungeplanten Stillstände in den letzten drei Jahren komplett zu vermeiden. Solche Beispiele zeigen gut auf, wie „Keimprojekte in blühendes Beet verwandelt werden können“. Ein systematischer Austausch der Informationen zwischen den Anlagenherstellern, -Betreibern und InstandhalterInnen ist noch selten (vgl. dazu die Ergebnisse der quantitativen Umfrage in Abbildung 11): Fehlendes Vertrauen steht einer stärkeren unternehmensübergreifenden Kooperation im Weg. Auch wollen Unternehmen ihre Produktionsdaten nicht in die Cloud stellen. In Teilbereichen (z.B. Monitoring und Remote-Services) könnte allerdings ein Umdenken einsetzen: Es ist beispielsweise wurde ein Fall genannt, bei dem gegen die Nutzung eines Cloud-Service zur Analyse von Energieverbrauchsdaten keine Einwände bestanden. Die Daten sind allerdings nur der erste Schritt in Richtung Instandhaltung 4.0: wichtig sind auch Kontextparameter, die noch kaum erfasst werden. Trotz guter Argumente für eine moderne Instandhaltung entsteht in den Experten-Interviews der Eindruck, dass Umsetzungsprojekte keine dringende Angelegenheit sind und andere Vorhaben den Vorzug erhalten. Unternehmen scheinen die anfänglichen Entwicklungen abwarten zu wollen. Nach grober Schätzung der ExpertInnen werden erst in zehn bis 15 Jahren eine frühe Mehrheit der Unternehmen Virtualisierungsmaßnahmen umsetzen. In den nächsten fünf Jahren, so die Schätzung, folgen Pilotprojekte und erst dann eine breite Umsetzung. 2.3 Engpässe Die Umsetzungsengpässe liegen im fehlenden Verständnis für die Möglichkeiten der Wertgenerierung. Momentan werden einige Daten von Anlagen erfasst, daraus aber nur wenig Substantielles abgeleitet. Die Investitionen sollen durch Vermeidung von Kosten (Produktionsausfälle durch Anlagenstillstände), Vermeidung von Ersatzinvestitionen (Anlagen länger nutzen durch einen gezielten Tausch von Einzelteilen) und Optimierung von Instandhaltungsprozessen gerechtfertigt werden. Die Beispiele für Wertschöpfung durch Instandhaltung 4.0 (vgl. Kasten rechts) hören sich vielversprechend an, aber konkrete Kostenreduktionsnachweise sind noch rar. Interviewte ExpertInnen gehen nicht von kurzfristigen Einsparungen aus. Hinzu kommt, dass eine smarte Instandhaltung, die Ausfälle rechtzeitig verhindert, für Betriebe erst unter bestimmten Bedingungen interessant ist (z.B. insbesondere bei einer Vollauslastung der Anlagen). Bei geringer Auslastung hätte man auch Zeit für traditionelle Instandhaltung. Beispiele für Wertschöpfung durch Instandhaltung 4.0     Die Instandhalter wählen sich via Remote-Lösungen in die Maschine ein, womit die An- und Abreise wegfallen. Just-in-Time-Maintenance Schnellere Fehlerfindung und Reaktion bei Störungen; Bessere Vorhersagen bei Ersatzteilmanagement Während die Vorreiterbetriebe Pilotprojekte im Bereich von Instandhaltung 4.0 durchführen, weil sie schlichtweg neue Möglichkeiten der Digitalisierung ausprobieren wollen, wird es solche Nachweise brauchen, um eine noch große Anzahl der Skeptiker zu überzeugen. Manche ExpertInnen warnen, dass Unternehmen die kommende Welle der Digitalisierung auch verpassen könnten. Viele ExpertInnen sind der Meinung, dass sich Menschen von bestehenden Praktiken nicht lösen wollen und, dass große Hemmschwellen für die Verwendung von IT bestehen. Menschen fehlen die Kompetenzen, um neue EDV-Lösungen überhaupt zu bedienen. Fehlendes Vertrauen steht einer stärkeren unternehmensübergreifenden Kooperation im Weg (z.B. Datenaustausch zwischen Maschinenherstellern und Betreibern). Die Unternehmen geben nur ungern tiefe Einblicke in die internen Prozesse, weil sie strategische Nachteile und Autonomieverlust fürchten. Außerdem möchten sie kein Fehlverhalten wie z.B. das Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 8 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 übermäßige Ausreizen der Maschinenkapazitäten nach außen zeigen. Hinzu kommt die Angst vor Datenklau und Spionage. In Teilbereichen (z.B. Monitoring und Remote-Services) findet allerdings ein Umdenken statt: Hier schaffen bestehende, langjährige Geschäftsbeziehungen die Voraussetzungen für Vertrauen und Offenheit in Bezug auf den Datenaustausch. Zum Teil erlauben es die aktuellen technischen Systeme nicht, Daten selektiv weiterzureichen („Data-Agreements“, „Data-Banking“). Hier müssen nach Meinung der ExpertInnen Betreiber selbst Sicherheitssysteme einführen. Momentan müssen Maschinenhersteller oft die Sicherheit von Daten garantieren. Überhaupt fehlen noch Systeme für die Organisation von Daten und Wissen und Ableitung von entsprechenden Maßnahmen bei Maschinenherstellern und Betreibern. Das Management muss sich mit der Frage auseinandersetzen, ob und in welchem Ausmaß einem Datenaustausch über die Grenzen des Unternehmens hinweg zugestimmt wird. Eine systematische Lösung dieser Herausforderung wird die Bedeutung von Beratern in der Instandhaltung in den kommenden Jahren steigen lassen („Berater Boom“). Organisatorisch stellt die Trennung zwischen IT, Instandhaltung und Produktion ein Kommunikationshindernis dar. Die Systematik der Instandhaltung 4.0 macht intensivere Verschmelzung zwischen IT und anderen Abteilungen – also Reorganisation – erforderlich. Nur so, d.h. durch gemeinsame Aktionen, werden auch Menschen aus nicht IT-Abteilungen die ITLösungen hinreichend verstehen und bedienen können. Deshalb muss sich in anderen Abteilungen eine parallele Struktur mit neuen IT-Kompetenzen und neuem Denken (Teilen des Wissens und der Informationen) entwickeln. Hier wiederum ist ein neues Managementverständnis nötig, das die Entwicklung dieser Strukturen möglich macht. Neben dem Konflikt zwischen IT und nicht IT kommt noch dazu, dass die alte IT-Welt mit den neuen Möglichkeiten des Internet of Things auch nicht harmoniert. Zum Teil sind gerade die IT-Abteilungen die größten Bremser der neuen Möglichkeiten. Es ist daher auch die Frage, ob die ITAbteilungen neue Systeme zulassen werden. 2.4 Kulturelle und organisatorische Veränderungen Der Anteil von kulturellen und organisatorischen Veränderungen durch Instandhaltung 4.0 wird als hoch eingeschätzt. „Instandhaltung 4.0“ meint nicht nur Sensoren, mobile Endgeräte und moderne Software, sondern auch geänderte Arbeitspraktiken und -kulturen. Ohne profundes Change-Management wird sich Instandhaltung 4.0 schwer entwickeln. Mit zunehmender Vernetzung von Anlagen sowie Verschmelzung von Produktion und Instandhaltung nimmt der innerbetriebliche Stellenwert der Instandhaltung zu. Darüber hinaus entwickelt sich im Management ein Verständnis dafür, dass „Lean Production“ mit „Lean Maintenance“ eng verknüpft ist und dass man das eine ohne das andere nicht optimieren kann. Aus Sicht der Mitarbeiter wird die Vermeidung von Ausfällen und Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit von Anlagen wichtiger als die Reparaturtätigkeit. Daraus entsteht ein neues Selbstverständnis der Instandhaltung, d.h. weg vom „Retter-Syndrom“ („Gut, dass Du die Anlage so rasch wieder zum Laufen gebracht hast.“) hin zum stillen Optimierer und Bewahrer des Status-quo. Zahlen (Sensor- und Betriebs-Daten) und Fakten sind die Kernelemente künftiger Instandhaltungsstrategien. Die Menschen sind jedoch noch nicht gewohnt, datenbasierte Entscheidungen zu treffen, wenngleich die quantitative Umfrage (s. Abschnitt 3 ab Seite 12) den Schluss zulässt, dass das Vertrauen in die technische Sensorik grundsätzlich vorhanden ist (vgl. Abbildung 13 auf Seite 18). Hier steht eine große Kulturveränderung bevor. Sie geht weg vom „Maschinenflüsterer“ („Franz erkennt am Geruch und Ton der Maschine, was zu tun ist“) zum Daten-Analytiker, weg von menschlichen hin zu den maschinellen Sensoren. Die Digitalisierung in der Instandhaltung entlang der Wertschöpfungskette erfordert jedenfalls Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 9 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 sowohl inner- als auch zwischenbetrieblich mehr Kooperation, (Daten-)Transparenz und Vertrauen. Die Realisierung dieser Soft-Skills ist wesentlich aufwändiger als der Einsatz neuer Technologien. 2.5 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.“ Nach Meinung aller ExpertInnen spielen Menschen und ihre Kompetenzen eine sehr wichtige, ja für eine „Instandhaltung der Zukunft“ die wichtigste Rolle. Durch zunehmende Komplexität der Instandhaltung steigt auch der Anspruch an die InstandhalterInnen. Immer öfter gefragt sind Mechatroniker, die sich in beiden Welten (Mechanik, Elektronik und vor allem moderne IT) gut auskennen. Früher reichte es oft aus, ein guter Techniker zu sein, heute muss ein Instandhalter neben IT-Kompetenz auch fachliche, methodische, soziale und Führungskompetenzen vorweisen. Gleichzeitig ist das Instandhaltungs-Personal in den letzten Jahren abgebaut worden. Die zunehmenden Anforderungen und personelle Ausdünnung spiegeln sich in der hohen BurnOut-Rate wider. Die Instandhaltung kämpft mit einem schlechten Image und gewinnt junge Menschen nur schwer für sich. Es besteht Hoffnung, dass Jobs in der Instandhaltung durch systematische Planung (anstatt 24/7-Verfügbarkeit des Personals), durch die Einführung von Internet-Technologien und durch mobile Geräte harmonischer und attraktiver werden könnten. Technische und soziale Kompetenzen von MitarbeiterInnen sind nach Meinung der ExpertInnen sehr gut entwickelt, die Schwächen bestehen im Bereich der Methodik und der Führung. Analytisches Vorgehens und methodisches Auswerten von Daten wird immer wichtiger. Diese Tendenz spiegelt sich auch in der später durchgeführten quantitativen Umfrage wieder (vgl. Abbildung 13 auf Seite 18). Neue zielgerichtete Ausbildungen, die alle Kompetenzbereiche und Anforderungsniveaus abdecken sind nötig, um Instandhaltung als interessantes Berufsfeld festigen und um nötige Veränderungen herbeizuführen. Der systematische Kompetenztransfer und -aufbau sind angesichts der bevorstehenden Pensionierungswellen akut. Unternehmen spüren schon deutlich einen Fachkräftemangel („in DE schon da, in AT vereinzelt“). Andererseits ist Instandhaltung 4.0 mit einem intensiven Generationenwechsel („Digital Natives) leichter zu realisieren. Wichtig ist systematische Erfassung des Wissens von erfahrenen MitarbeiterInnen vor ihrer Pensionierung. Neue zielgerichtete Ausbildungen, die unterschiedliche Kompetenzbereiche abdecken sind nötig, die Instandhaltung als Beruf festigen und um nötige Veränderungen herbeiführen zu können. Die Dringlichkeit vom Kompetenzaufbau ist wiederum auch durch die Umsetzungsgeschwindigkeit von Instandhaltung 4.0 bedingt. Für ältere MitarbeiterInnen, die Anlagen auf Basis der langjährigen Erfahrung bislang manuell überwacht und gewartet haben stellt Instandhaltung 4.0 eine größere Veränderung und möglicherweise auch eine Bedrohung dar. Einerseits geht es ums Vertrauen in die Daten aus der Sensorik (anstatt in die eigenen Sinneseindrücke und Erfahrungswerte) und IT und andererseits um Machtverlust, wenn Monitoring von Sensoren und Algorithmen übernommen wird. 2.6 Strategische Aspekte Der Nutzen einer systematischen Instandhaltung 4.0 entsteht erst mittel- und langfristig. Investierende Unternehmen müssen also länger auf die Amortisation ihrer Investitionen warten. Das könnte börsennotierten Unternehmen mit ausgeprägten Abschöpfungsstrategien schwerer fallen. Kleinere (Familien-)Unternehmen investieren eher in nachhaltige MaßnahGeorg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 10 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 men im Bereich von Instandhaltung 4.0 als börsennotierte Unternehmen ein. Die Umsetzung von flexiblen Produktionsprozessen begünstigt die Einführung von Instandhaltung 4.0. Wenn Unternehmen ihre Anlagen nach einem strategischen Plan zu entwickeln beginnen, führt das automatisch zur Instandhaltung 4.0. Mit zunehmender Vernetzung von Anlagen sowie Verschmelzung von Produktion und Instandhaltung nimmt der innerbetriebliche Stellenwert von Instandhaltung zu. Manager beginnen zu verstehen, dass „Lean Production“ mit „Lean Maintenance“ eng verknüpft ist, dass man das eine ohne anderen nicht optimieren kann. Der Aufbau von Instandhaltungskompetenz nimmt in Betrieben zu, während das Outsourcing tendenziell abnimmt bzw. sehr selektiv betrieben wird. Tendenziell werden nur sehr komplexe (Roboterprogrammierung) oder sehr einfache Tätigkeiten (Malerarbeiten) ausgelagert während die Basiskompetenz im Betrieb aufgebaut wird. Betriebe versuchen sich auf diese Weise, von externen Partnern weniger abhängig zu machen. Instandhaltung bekommt immer mehr den Charakter einer Querschnittsdisziplin entlang der gesamten Wertekette und wird organisatorisch dezentral organisiert anstatt in einer zentralen Instandhaltungs-Abteilung konzentriert. Entlang der Wertekette sind die Instandhaltung 4.0Lösungen in der Phase der Wartung angesiedelt und nur sehr vereinzelt in den Phasen Inspektion und Instandsetzung. Innerbetrieblich wird Instandhaltung immer noch weitgehend als ein Kostenfaktor gesehen. Die Instandhaltung als Wertschöpfungsfaktor ist in den Expertengesprächen kaum sichtbar geworden. Das Thema Lebenszykluskosten wird zwar bedeutsamer, hat aber noch geringe Priorität. Der Einkaufspreis und der Amortisationszeitraum dominieren bei Kaufentscheidungen. Verschiedene Abteilungsziele behindern eine gemeinsame Hervorhebung der Wichtigkeit von Lebenszykluskosten. Über die möglichen Gewinner und Verlierer von Instandhaltung 4.0 konnten keine eindeutigen Aussagen gewonnen werden. Es besteht ein leiser Verdacht, dass der Anpassungsbedarf für die reinen Instandhalter (neben Maschinenherstellern und Produktionsbetrieben) am größten ausfallen wird. Es wird mehr Anbieter mit einem stärker spezialisierten Angebot geben. 2.7 Umsetzungsschritte zu einer Instandhaltung 4.0 Die Ansätze wie Total Asset Management, Total Cost of Ownership und Wissensmanagement haben das Potenzial, die Instandhaltung 4.0 voran zu treiben. Vieles scheitert hier an den bestehenden Praktiken, die sich schwer verändern lassen. Es geht zunächst darum, die systematisch-strategischen Methoden der Instandhaltung kennenzulernen und anzuwenden und offen zu sein für die moderne Techniken und Softwareansätze. Der schrittweise Weg zur Umsetzung wird über die so genannte zustandsorientierte Instandhaltung, Condition Monitoring, mobile Endgeräte und moderne Softwareansätze führen. Visualisierungs- und Bilderkennungstechnologien tauchten in Gesprächen nur vereinzelt auf und sind noch Zukunftsmusik. Für die Datenbrillen fehlt noch vielfach der Content, damit sie sinnvoll genutzt werden können. Innerbetrieblich machen mobile Geräte wie PDAs das Thema Instandhaltung 4.0 sichtbar, außerdem sind sie von Menschen gut akzeptiert, werden als Aufwertung betrachtet und damit ein wichtiger psychologischer Faktor. Mobile Geräte könnten Instandhaltung insbesondere für jüngere Menschen etwas attraktiver machen. Tiefergehende Veränderungen der Geschäftsmodelle, Integrationsmaßnahmen entlang unterschiedlichen Unternehmen in der Wertschöpfungskette, und die Bildung neuer strategischen Allianzen sind noch sehr selten, genauso wie die Strategie einer vorausschauenden Instandhaltung. Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 11 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 3 Ergebnisse der Online-Umfrage Für die qualitative Analyse der Bedürfnisse, Herausforderungen und Trends der Instandhaltung wurde auf Basis der Ergebnisse der Experten-Interviews und der durchgeführten Recherchen ein Fragebogen entwickelt, der zur Ermittlung des aktuellen Umsetzungsstands und zur Einschätzung zukünftiger Entwicklungen im Bereich von Instandhaltung 4.0 dient. Der Fragebogen ist im Anhang angeführt (s. Seite 28). Die Fragen wurden in einem OnlineFragebogen im Zeitraum Juni bis Juli 2014 im deutschsprachigen Raum über die Netzwerke der Konsortialpartner und über die Fachmedien verteilt. Von 250 TeilnehmerInnen beendeten in diesem Zeitraum 116 den Fragebogen vollständig. Die Antworten unserer TeilnehmerInnen bildeten die Grundlage für die Auswertung und Darstellung der Ergebnisse, auf die wir im Folgenden. Fragen und Themen der Online-Umfrage   Demografische Daten (Herkunft, Unternehmensgröße, Branche, Rolle bzw. Bezug zur Instandhaltung) Einschätzung der Wichtigkeit von und der Zufriedenheit mit einigen grundlegenden Aussagen zur Instandhaltung bzw. zu Instandhaltungsszenarien Instandhaltungsstrategien und Organisationsformen (heute und in fünf Jahren) Erwarteter Nutzen Aktuelle und (in fünf Jahren) erwartete Maßnahmen im Bereich von Instandhaltung 4.0 Einschätzung der Herausforderungen bei der Umsetzung von Maßnahmen im Bereich von Instandhaltung 4.0 Status und Zufriedenheit mit IT-Anwendungen in der Instandhaltung Einschätzung der Wichtigkeit von und der Zufriedenheit mit Kompetenzen der Instandhaltungsmitarbeiter/innen (aktuell und in fünf Jahren) Wichtigkeit von Weiterbildungsmaßnahmen im Bereich Instandhaltung (generell und im eigenen Unternehmen)        Eine stichprobenartige Befragung unter den TeilnehmerInnen ergab, dass der Fragebogen in 20 bis 25 Minuten zu bearbeiten war, dass die TeilnehmerInnen mitunter aber eine hohe Komplexität der Fragestellung beklagten. Dies hänge in einigen Fällen damit zusammen, dass man sich über einzelne Aspekte noch keine Gedanken gemacht habe. 3.1 Demografische Untersuchung Die überwiegende Mehrheit der TeilnehmerInnen (64 %) kam aus Österreich, 31 % der TeilnehmerInnen kamen aus Deutschland, der Rest entfiel auf die Schweiz und andere Länder. Die Verteilung der Befragten auf Branchen war gleichmäßig - mit Schwerpunkten auf Metallverarbeitung, Maschinen- und Stahlbau, Basischemie, Instandhaltungs- und Industriedienstleistern, sowie der Automobilfertigung und Fahrzeugtechnik (vgl. Abbildung 4). Wichtig für die Relevanz der Aussagen erscheint die Tatsache, dass 68 % der TeilnehmerInnen direkt mit der Instandhaltung befasst sind (vgl. Abbildung 2) und dass für 84 % der Befragten Instandhaltung entweder Kerntätigkeit oder häufiger Bestandteil ihrer Aufgaben ist (vgl. Abbildung 3). Die Beteiligung kleiner, mittlerer und größerer Unternehmen war sehr gleichmäßig verteilt: 48 % der Befragten stammten aus Unternehmen mit bis zu 500 MitarbeiterInnen, der Rest aus größeren Unternehmen (d.h. mehr als 500 MitarbeiterInnen). Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 12 /33

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Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0 Abbildung 2: Bezug der TeilnehmerInnen zur Instandhaltung Abbildung 3: Anteil der Instandhaltung an den Aufgaben der Befragten im Unternehmen Abbildung 4: Branchenverteilung der TeilnehmerInnen Die Beteiligung kleiner, mittlerer und größerer Unternehmen und die Verteilung der Größe der Instandhaltungsabteilungen waren sehr gleichmäßig verteilt (vgl. Abbildung 5 und Abbildung 6). Es zeigte sich, dass für einzelne Fragestellungen eine gute Differenzierung nach der Unternehmensgröße durchgeführt werden kann, wenn man Unternehmen mit bis zu 500 MitarbeiterInnen und größere Unternehmen unterscheidet, denn die Verteilung war innerhalb dieser Gruppen gleichmäßig: 48 % der Befragten stammten aus Unternehmen mit bis zu 500 MitarbeiterInnen, der Rest aus größeren Unternehmen (d.h. mehr als 500 MitarbeiterInnen). 76 % der TeilnehmerInnen bei der Umfrage gaben an, in ihren Unternehmen bereits ITbasierte Projekte im Bereich der Instandhaltung durchgeführt zu haben. Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2014) 13 /33

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