Roadmap 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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Roadmap der Herausgeber: Georg Güntner Michael Benisch Andreas Dankl Jutta Isopp 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, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) Forschungs- und EntwicklungsRoadmap der Instandhaltung 4.0 Das von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und vom österreichischen Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) geförderte Sondierungsprojekt “Instandhaltung 4.0” startete im Februar 2014 mit dem Ziel, die Auswirkungen der vierten industriellen Revolution auf den Instandhaltungssektor zu untersuchen und eine Roadmap für die Instandhaltung der Zukunft zu entwickeln. Die Ergebnisse stellen einen strategischen Beitrag zu den österreichischen Aktivitäten rund um „Industrie 4.0“ dar. In der ersten Phase des Projekts (Februar bis Oktober 2014) beschäftigte sich das Projektteam mit der Analyse der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung. In der zweiten Phase des Projekts (November 2014 bis Januar 2015) wurden die Kernaussagen der Analysephase als Ausgangspunkt für die Entwicklungen von Szenarien für die Instandhaltung der Zukunft herangezogen. Der vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse dieser Untersuchungen zusammen und stellt die Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap für die Instandhaltung der Zukunft vor. Er beinhaltet ein Technologie- und Forschungsradar für die Instandhaltung mit Fokus auf Informations-Integration. Der Bericht wurde von Salzburg Research Forschungsgesellschaft in Kooperation mit Bilfinger Chemserv GmbH, dankl+partner consulting gmbh und Messfeld GmbH erstellt. Die Herausgeber des Berichts sind Mitglieder des Projektmanagement-Teams von „Instandhaltung 4.0“ und vertreten ihre Organisationen als Konsortialpartner im Steuerungsgremium. Die Ergebnisse basieren auf Befragungen und Interviews mit einer Reihe von nationalen und internationalen ExpertInnen aus dem Instandhaltungssektor, sowie aus der Produktions- und Automatisierungstechnologie. Wir bedanken uns an dieser Stelle herzlich bei allen, die zur „Roadmap der Instandhaltung 4.0“ beigetragen haben. © Bilfinger Chemserv © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015)

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 Inhaltsverzeichnis 1 2 Einleitung ....................................................................................................................... 5 Instandhaltung 4.0: Stand und Ausblick ..................................................................... 7 2.1 Szenarien der Instandhaltung 4.0 ............................................................................ 9 2.1.1 Szenarien im Themenbereich „Menschen und Kompetenzen“...................... 9 2.1.2 Szenarien im Themenbereich „Umsetzung von Instandhaltung 4.0“ ............10 2.1.3 Szenarien im Themenbereich „Daten als strategische Ressource“ ..............11 2.1.4 Szenarien im Themenbereich „Innerbetrieblicher Wert der Instandhaltung“.12 2.2 Spannungsfeld Mensch – Organisation – Technik ..................................................13 2.3 Spannungsfeld Engineering – Betrieb – Instandhaltung .........................................15 2.4 Paradigmenwechsel ...............................................................................................19 2.5 Roadmap ...............................................................................................................23 2.5.1 Handlungsfelder ..........................................................................................23 2.5.2 Forschungs- und Entwicklungsfragen ..........................................................24 Technologie-Radar .......................................................................................................28 3.1 Im Dickicht der Standards ......................................................................................28 3.1.1 Einführung ...................................................................................................28 3.1.2 Automatisierungsprotokolle und -Standards ................................................28 3.1.3 AutomationML .............................................................................................30 3.1.4 OPC Unified Architecture (OPC UA)............................................................31 3.2 Internet of Things (IoT) ...........................................................................................32 3.2.1 Einführung ...................................................................................................32 3.2.2 IoT und Analytik: eine starke Symbiose .......................................................33 3.2.3 IoT-A – eine Referenz-Architektur für das IoT .............................................34 3.3 Semantische Technologien ....................................................................................35 3.3.1 Einführung ...................................................................................................36 3.3.2 Das Semantic Web als Vorbild ....................................................................36 3.3.3 Linked Data .................................................................................................37 3.3.4 Semantic Sensor Network Ontology ............................................................38 Forschungs-Radar .......................................................................................................40 4.1 Blick auf die Forschungslandkarte ..........................................................................40 4.1.1 Thematische Programme ............................................................................40 4.1.2 Kompetenzzentren (COMET) ......................................................................40 4.1.3 Zukunftsprojekt Industrie 4.0 .......................................................................40 4.1.4 Europäisches Rahmenprogramm: Horizon 2020 .........................................41 4.2 Ausgewählte Forschungsvorhaben ........................................................................42 4.2.1 ASSIST 4.0 .................................................................................................42 4.2.2 ComVantage ...............................................................................................43 4.2.3 IMP..............................................................................................................44 4.2.4 Instandhaltung 4.0 .......................................................................................46 4.2.5 PROSAM.....................................................................................................47 4.2.6 Smart Maintenance .....................................................................................48 4.2.7 SUPREME ..................................................................................................49 4.3 Weitere Forschungsprojekte ...................................................................................51 3 4 Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 3 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 5 Anhang..........................................................................................................................52 5.1 Die Herausgeber ....................................................................................................52 5.2 Berichte zur „Instandhaltung 4.0“............................................................................53 5.3 Die Sondierungsmaßnahme „Instandhaltung 4.0“ ..................................................54 5.4 ExpertInnen und MitarbeiterInnen der Studie .........................................................55 5.5 Referenzen ............................................................................................................57 5.6 Impressum .............................................................................................................59 Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 4 /59

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Roadmap 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“ (IoT - Internet of Things) und der Dienste (IoS - Internet of Services) in industriellen Prozessen gekennzeichnet ist. Den Kern der Vision von „Industrie 4.0“ bildet die Vernetzung zwischen Produkten, Produktionsmitteln und Prozessen mithilfe von InternetTechnologien. 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 Ressourcenund Energieeffizienz) unterstützen (vergl. „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0”1, [Kager2013], 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. Das Projekt geht der Frage nach, wie sich die vierte industrielle Revolution auf den Instandhaltungssektor und auf die handelnden Personen – die InstandhalterInnen auswirken wird. Projektphasen In der ersten Projektphase (Februar 2014 bis Oktober 2014) wurde dazu eine Analyse der Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung durchgeführt. Die Ergebnisse der Trendanalyse wurden im Oktober 2014 in einem Bericht5 zusammengefasst und auf der Instandhaltungskonferenz im November 2014 der Fachwelt vorgestellt. In der zweiten Phase des Projekts (November 2014 bis Januar 2015) wurden die Kernaussagen der Analysephase als Ausgangspunkt für die Entwicklungen von Szenarien herangezogen. Die Ergebnisse der Szenarienentwicklung wurden im Januar 2015 in einem Bericht6 zusammengefasst und im April 2015 bei den Instandhaltungstagen 20157 in Klagenfurt der Fachwelt vorgestellt. In der abschließenden Phase des Projekts (Oktober 2014 bis April 2015) wurde die vorliegende Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap entwickelt. 1 2 3 4 5 6 7 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 Public-Private-Partnership „Factories of the Future“ (European Commission): http://bit.ly/SBwtwK FTI-Initiative „Produktion der Zukunft“ (Österreich): https://www.ffg.at/produktionderzukunft Georg Güntner, Robert Eckhoff, Mark Markus: “Bedürfnisse, Anforderungen und Trends in der Instandhaltung 4.0” http://bit.ly/1zvOWxS, Oktober2014 Georg Güntner, Mark Markus: “Instandhaltung 4.0: Entwicklungsszenarien und Handlungsempfehlungen” http://bit.ly/1Ot2Rbf, Januar 2015 Instandhaltungstage: www.instandhaltungstage.at Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 5 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 Roadmap der Instandhaltung 4.0 Die vorliegenden Roadmap der Instandhaltung 4.0 führt zunächst eine Positionsbestimmung der Instandhaltung durch (Abschnitt 2: „Instandhaltung 4.0: Stand und Ausblick“). Ausgehend von den Szenarien für die Instandhaltung wurden dabei zwei konkrete Spannungsfelder untersucht: Einerseits wird das Spannungsfeld zwischen Mensch, Organisation und Technologie beleuchtet, andererseits wurde das Spannungsfeld zwischen AnlagenbauerInnen, AnlagenbetreiberInnen und InstandhalterInnen näher beleuchtet. Es zeichnet sich ein Paradigmenwechsel in der Instandhaltung ab - daraus wurden die Handlungsfelder, sowie Forschungs- und Entwicklungsfragen abgeleitet (Abschnitt 2.5: „Roadmap“). Technologie- und Forschungsradar in den Abschnitten 3 und 4 zeigen aktuelle technologische und wissenschaftliche Herausforderungen in der Instandhaltung mit Fokus auf Fragen der Informations-Integration auf. Der Anhang (ab Seite 52) enthält Informationen zu den AutorInnen des Berichts, weitere Angaben über die Zielsetzungen der Sondierungsmaßnahme „Instandhaltung 4.0“ und über das Projektkonsortium. Weiters sind dort die Liste der involvierten ExpertInnen, Referenzen und weitere Informationsquellen angeführt. 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 endete im April 2015. Für eine detaillierte Projektbeschreibung und die Darstellung des Projektkonsortiums verweisen wir auf den Anhang (s. Seite 53). Die Projektergebnisse sowie weitere relevante Informationen und Veröffentlichungen werden auf der Website des Projekts zur Verfügung gestellt (instandhaltung40.salzburgresearch.at). Danksagung Wir bedanken uns bei allen Mitwirkenden und ExpertInnen für die vielen Anregungen und spannenden Diskussionen im Projektverlauf. Ebenso bedanken wir uns beim BMVIT und bei der FFG, die das Sondierungsprojekt im Rahmen der FTI-Initiative “Produktion der Zukunft” förderten und damit überhaupt ermöglicht haben. Ein Projekt wie „Instandhaltung 4.0“ ist nur dann erfolgreich, wenn alle Beteiligten „wie die Zahnräder einer gut instandgehaltenen Maschine ineinandergreifen“. Das ist im Projekt in äußerst produktiver Weise gelungen. Unser Dank gilt insbesondere dem Studienteam, das die Entwicklung der vorliegenden Ergebnisse wesentlich mitgetragen und mitgestaltet hat. Namentlich gilt unser Dank: Michael Benisch, Klaus Huber und Ulrich Wieltsch von Bilfinger Chemserv GmbH; Andreas Dankl und Lydia Höller von dankl+partner consulting gmbh, Thomas Kasper von Innovationsmanager (vormals Bilfinger Chemserv), Günter Loidl von Loidl Unternehmensberatung (vormals dankl+partner consulting); Jutta Isopp von Messfeld GmbH; sowie Robert Eckhoff und Mark Markus von Implicity OG (vormals Salzburg Research) Georg Güntner Projektleiter Instandhaltung 4.0 Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H. Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 6 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 2 Instandhaltung 4.0: Stand und Ausblick Die Zukunftsvision der Instandhaltung 4.0 geht von einer umfassenden Digitalisierung, Überwachung und Auswertung aller Produktionsanlagen aus. Gemäß dieser Vision besteht der Kernnutzen der Instandhaltung 4.0 in einer deutlichen Reduktion der Instandhaltungskosten sowie in Wettbewerbsvorteilen durch unternehmensübergreifende Vernetzungen. Ihre Treiber sind der globale Wettbewerb, der sich im innerbetrieblichen Kostendruck niederschlägt, kleinere Losgrößen, Flexibilisierung der bzw. Just-in-Time-Produktion und die neuen technischen Möglichkeiten im Bereich der Hardware und Software. Gegenwärtig wird die Instandhaltung jedoch innerbetrieblich immer noch weitgehend als ein Kostenfaktor gesehen. Der Wandel der Instandhaltung zum Wertschöpfungspartner vollzieht sich langsam. Erschwerend wirkt die Tatsache, dass der Nutzen einer systematischen Instandhaltung 4.0 erst mittel- und langfristig entsteht. Investierende Unternehmen müssen also länger auf die Amortisation ihrer Investitionen warten. Mit zunehmender Vernetzung von Anlagen sowie Verschmelzung von Produktion und Instandhaltung nimmt der innerbetriebliche Stellenwert der Instandhaltung zu. Manager beginnen zu verstehen, dass „Lean Production“ mit „Lean Maintenance“ eng verknüpft ist, dass beide Bereich eng ineinander greifen und nur gemeinsam wertschöpfend tätig sein können. Auch behindern divergierende Abteilungsziele und Kommunikationsschwierigkeiten die Hervorhebung der Wichtigkeit von Lebenszyklusbetrachtungen. Ganzheitliche Ansätze wie „Total Productive Maintenance“ (TPM – vgl. Seite 21), „Total Asset Management“ (TAM – vgl. Seite 21), und „Maintenance by Design“ (vgl. Seite 19) gewinnen an Bedeutung und haben hohes Potenzial zur Bewältigung der Herausforderungen der Instandhaltung 4.0. Industrie 4.0: Fluch oder Segen für die Instandhaltung? Die Frage, ob Industrie 4.0 „Fluch oder Segen“ für die Instandhaltung ist, lässt sich anhand der Ergebnisse unserer Studie nicht eindeutig beantworten. Vielmehr ergibt sich ein Mix aus Chancen und Herausforderungen. Tendenziell überwiegen die Chancen im Instandhaltungsbereich:      Die Bereiche Produktion und Instandhaltung werden durch Industrie 4.0 stärker integriert. Dies begünstigt einen Wandel weg vom Kostenfaktor hin zum „Wertschöpfungsfaktor Instandhaltung“ Neue Technologien machen die Instandhaltung attraktiver und werten das Image der Instandhaltung auf. Vernetzte cyber-physische Produktionssysteme unterstützen fortschrittliche Instandhaltungsstrategien wie die zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung (auch in Verbindung mit Remote-Service-Konzepten). Die Anlagenverfügbarkeit wird dadurch erhöht. Die indirekten Instandhaltungskosten sinken. Demgegenüber stehen aber auch neue Herausforderungen und Risiken auf organisatorischer und technologischer Ebene, aber auch im Aus- und Weiterbildungsbereich:     Die steigende Systemkomplexität stellt zusätzliche Anforderungen an das Kompetenzprofil der InstandhalterInnen. Dies löst die bestehenden Probleme durch den Facharbeitermangel nicht, sondern verschärft diese eher. Ausbildungsmaßnahmen greifen erst mittelfristig, darum sind rasch Maßnahmen zu setzen. Die mit Industrie 4.0 einhergehenden Veränderungen bedürfen eines professionellen Change-Managements – auch in den Instandhaltungsabteilungen. Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 7 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 Herausforderungen in der Instandhaltung Richtungsweisend für die Positionierung der aktuellen Herausforderungen in der Forschungs- und Entwicklungs-Roadmap ist ein Ergebnis aus der Bedürfnis und Trendanalyse: Befragt nach ihrer Einschätzung der Herausforderungen einzelner Aspekte der Instandhaltung zeigt sich, dass die TeilnehmerInnen der quantitativen Umfrage die größten Anforderungen vor allem in nicht-technischen Bereichen sehen (s. Abbildung 1): Über 75 % der Befragten sehen die Herausforderungen im Bereich der „Etablierung neuer Arbeitspraktiken und Prozesse“ sowie in der „abteilungsübergreifenden Kooperation“ (sowohl in der Einfü hrungs- als auch in der operativen Phase) und in der „Auswahl richtiger Instandhaltungsm ethoden“ als „hoch“ und „sehr hoch“. Aber auch technischen Aspekte, wie die „Auswertung der Daten“ und die „Ableitung sinnvoller Maßnahmen aus den gewonnen Daten“ werden überwiegend als „hoch“ und „sehr hoch“ eingeschätzt. Geringere Herausforderungen sehen die Befragten im Bereich der „Instandsetzung von Hardware“ und mit dem „Vertrauen in die technische Sensorik“. Abbildung 1: Herausforderungen in der Instandhaltung Die Schwerpunkte bei den Herausforderungen liegen im Spannungsfeld zwischen Mensch, Organisation und Technologie und führten bei der Entwicklung der Roadmap zu einer intensiven Auseinandersetzung mit Lösungsansätzen. Es zeichnet sich ab, dass ganzheitliche Strategien - wie z.B. „Total Productive Maintenance“, „Total Asset Management“ und „Management by Design“ (s. auch Abschnitt 2.4 ab Seite 19) hohes Potenzial zur Begegnung der Herausforderungen haben. Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 8 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 2.1 Szenarien der Instandhaltung 4.0 Einen zentralen Stellenwert in der Entwicklung der Roadmap der Instandhaltung 4.0 nehmen die entwickelten Szenarien und die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen ein. Aus den Analysen der Bedürfnisse haben sich vier Themenbereiche der Szenarien ergeben: Der detaillierte Bericht zur Szenarienentwicklung steht auf der Projekt-Website (http://instandhaltung40.salzburgresearch.at/) zum Download zur Verfügung8. An dieser Stelle werden die Ergebnisse nur insoweit wiedergegeben, als es zum Verständnis der Argumentation und zur Lesbarkeit des Berichts im Sinne der Vollständigkeit erforderlich ist. Im Folgenden werden die Beschreibung der Szenarien und die im Rahmen der Studie gewonnene Einschätzung der ExpertInnen in Bezug auf die Eintrittswahrscheinlichkeit, auf die Auswirkungen und auf den Zeitpunkt des Eintretens zusammen wiedergegeben. In den darauffolgenden Abschnitten werden die Auswirkungen der Szenarien in den Spannungsfeldern „Mensch – Organisation – Technik“ und „Engineering – Betrieb – Instandhaltung“ und die sich daraus ergebenden Handlungsfelder abgeleitet. 2.1.1 Szenarien im Themenbereich „Menschen und Kompetenzen“ Szenario 1 – Fachkräftemangel: Weil MitarbeiterInnen mit erforderlichen Kompetenzen nicht gefunden werden können, bleiben 30 Prozent der Stellen in der Instandhaltung unbesetzt. Szenario 2 – Renaissance des Berufsbildes: Neue digitale Werkzeuge (z.B. mobile Endgeräte, tragbare Devices, Datenbrillen), innovative Methoden und Arbeitspraktiken attraktivieren die Branche und führen unter technikaffinen Menschen zu einer steigenden Nachfrage nach dem Berufsbild Instandhaltung. Szenario 3 – Entwicklungsblockade: MitarbeiterInnen mit langjähriger Erfahrung sind Kompetenzträger in der Instandhaltung. Den neuen Methoden und Technologien der Instandhaltung stehen sie jedoch skeptisch gegenüber. Sie bremsen daher und verhindern zum Teil den Umstieg zu einer ITbasierten Instandhaltung. Die Folge: IT-basierte Instandhaltung wird sich erst bei einem Generationenwechsel realisieren lassen. Der Begriff „IT-basierte Instandhaltung“ wurde in den Umfragen und Interviews mit den E xpertInnen vereinfachend als Synonym für die mit Industrie 4.0 einhergehende Virtualisierung der Instandhaltungsprozesse verwendet. Die in den Augen der Herausgeber korrekte Bezeichnung lautet „Methoden- und IT-basierte Instandhaltung“. 8 Georg Güntner, Mark Markus: “Instandhaltung 4.0: Entwicklungsszenarien und Handlungsempfehlungen” http://bit.ly/1Ot2Rbf, Januar 2015 Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 9 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 Einschätzung Nachfolgende Tabelle zeigt die quantitative Einschätzung von ExpertInnen zum Themenausschnitt „Menschen und Kompetenzen“. Szenarien 1. Fachkräftemangel 2. Renaissance des Berufsbildes 3. Entwicklungsblockade Eintrittswahrscheinlichkeit Wahrscheinlich (3,6) Möglich (3,1) Möglich (3,3) Auswirkungen Groß (4,2) Mittel (3,3) Mittel (3,1) Zeitpunkt In 4-6 Jahren (2,4) In 7-9 Jahren (2,9) In 4-6 Jahren (1,9) Plausibilität 14,9 10,2 10,2 Skalen Eintrittswahrscheinlichkeit: 1 = Unmöglich; 2 = Unwahrscheinlich; 3 = Möglich; 4 = Wahrscheinlich; 5 = sehr wahrscheinlich Auswirkungen: 1 = Unbedeutend; 2 = Gering; 3 = Mittel; 4 = Groß; 5 = Sehr groß Zeitpunkt: 1 = In 1-3 Jahren; 2 = In 4-6 Jahren; 3 = In 7-9 Jahren; 4 = Nach 10 Jahren; 5 = Nie Plausibilität = Eintrittswahrscheinlichkeit x Auswirkungen Tabelle 1: Einschätzung von Szenarien „Menschen und Kompetenzen“ (N=15) 2.1.2 Szenarien im Themenbereich „Umsetzung von Instandhaltung 4.0“ Szenario 4 – Digitale Ablöse: Eine frühe Mehrheit von Unternehmen setzt IT-Lösungen zur Planung, Steuerung und Analyse der Instandhaltung systemisch ein. Instandhaltung 4.0 hat die traditionelle Welt der Instandhaltung endgültig abgelöst. Die meisten Anlagen sind mit Sensoren ausgestattet und die Daten digital erfasst. Die zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung sind die Regel. Die Daten werden nicht nur zwischen verschiedenen Abteilungen, sondern auch über die Grenzen des Unternehmens systematisch getauscht, intelligent ausgewertet und handlungsleitend interpretiert. Die Auswirkungen in Bezug auf die Vermeidung von Stillständen, Ersatzinvestitionen, Kostensenkungen und Arbeitserleichterungen sind klar nachvollziehbar und dokumentiert. Szenario 5 – Zwischen zwei Welten: Eine frühe Mehrheit von Unternehmen setzt ITLösungen zur Planung, Steuerung und Analyse der Instandhaltung in Teilbereichen, aber nicht systemisch ein. Trotz des Teileinsatzes von Softwareprogrammen, mobilen Endgeräten und neuen Methoden, spielt die traditionelle Welt der Instandhaltung einen sehr hohen Stellenwert und existiert weiterhin neben der neuen IT-Welt. Es werden einzelne Anlagen mit Sensoren ausgestattet und digitalisiert, etwa dort wo man sich einen schnellen und hohen Nutzen verspricht. Zustandsorientierte Instandhaltung ist vereinzelt umgesetzt und die vorausschauende Instandhaltung eine seltene Ausnahme. Szenario 6 – Stecken in der traditionellen Instandhaltung: Eine frühe Mehrheit von Unternehmen in der Instandhaltung experimentiert mit IT in Pilotprojekten. Instandhaltung wird aber durch traditionelle Vorgänge dominiert. Da nur wenige Projekte die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen können (bedingt durch viele technologischen und organisatorischen Herausforderungen), wendet man sich von Instandhaltung 4.0 ab und andere Projekte bekommen den Vorrang und die Geldmittel. Die Unternehmen verschlafen ihre digitale Zukunft. Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 10 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 Einschätzung Szenarien 4. Digitale Ablöse 5. Zwischen zwei Welten 6. Stecken in der traditionellen Instandhaltung Eintrittswahrscheinlichkeit Möglich (2,5) Wahrscheinlich (3,9) Unwahrscheinlich (2,3) Auswirkungen Groß (3,6) Groß (3,5) Mittel (2,8) Zeitpunkt In 7-9 Jahren (3,4) In 4-6 Jahren (1,5) In 4-6 Jahren (1,7) Plausibilität 8,9 13,9 6,5 Skalen Eintrittswahrscheinlichkeit: 1 = Unmöglich; 2 = Unwahrscheinlich; 3 = Möglich; 4 = Wahrscheinlich; 5 = sehr wahrscheinlich Auswirkungen: 1 = Unbedeutend; 2 = Gering; 3 = Mittel; 4 = Groß; 5 = Sehr groß Zeitpunkt: 1 = In 1-3 Jahren; 2 = In 4-6 Jahren; 3 = In 7-9 Jahren; 4 = Nach 10 Jahren; 5 = Nie Plausibilität = Eintrittswahrscheinlichkeit x Auswirkungen Tabelle 2: Einschätzung von Szenarien „Umsetzung von Instandhaltung 4.0“ (N=14) 2.1.3 Szenarien im Themenbereich „Daten als strategische Ressource“ Szenario 7 – Maschinenhersteller haben die Daten: Maschinenhersteller werden in Zukunft bestrebt sein, die Daten von Anlagen für sich zu sichern, anstatt diese ihren Kunden zur Verfügung zu stellen. Sie werden aufbauend auf den Anlagendaten Services (z.B. für Anlagenbetreiber) anbieten oder aber neue Geschäftsmodelle umsetzen wollen. Szenario 8 – Anlagenbetreiber haben die Daten: Zugang zu Anlagendaten (z.B. über eine Schnittstelle) wird immer mehr zu einem Kaufkriterium bei der Anschaffung von Anlagen. Zusätzlich generieren Anlagenbetreiber weitere (z.B. Umfeld-)Daten. Damit sichern sie sich einen eigenen Datenschatz für strategische Entscheidungen über die Anlagen, der sie von externen Playern unabhängig macht. Szenario 9 – Daten als verteilte Ressource: Da die Anlagendaten an verschiedenen Orten entstehen bzw. generiert und ausgewertet werden, kommen verschiedene Player nicht umhin als die Daten untereinander zu teilen und gemeinsam zu nutzen. Nur so kann aus unterschiedlichen Dateninseln ein gemeinsames Datenbild erzeugt werden. Nur so können die Daten nutzbringend für alle Player (Maschinenhersteller, Anlagenbetreiber, Dienstleister) ausgewertet werden. Einschätzung Szenarien 7. Maschinenhersteller haben die Daten 8. Anlagenbetreiber haben die Daten 9. Daten als verteilte Ressource Eintrittswahrscheinlichkeit Möglich (3,5) Wahrscheinlich (3,8) Möglich (3,2) Auswirkungen Groß (3,5) Groß (3,9) Groß (4,4) Zeitpunkt In 4-6 Jahren (2,0) In 4-6 Jahren (1,7) In 7-9 Jahren (2,6) Plausibilität 12,4 14,7 13,9 Skalen Eintrittswahrscheinlichkeit: 1 = Unmöglich; 2 = Unwahrscheinlich; 3 = Möglich; 4 = Wahrscheinlich; 5 = sehr wahrscheinlich Auswirkungen: 1 = Unbedeutend; 2 = Gering; 3 = Mittel; 4 = Groß; 5 = Sehr groß Zeitpunkt: 1 = In 1-3 Jahren; 2 = In 4-6 Jahren; 3 = In 7-9 Jahren; 4 = Nach 10 Jahren; 5 = Nie Plausibilität = Eintrittswahrscheinlichkeit x Auswirkungen Tabelle 3: Einschätzung von Szenarien „Daten als strategische Ressource“ (N=15) Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 11 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 2.1.4 Szenarien im Themenbereich „Innerbetrieblicher Wert der Instandhaltung“ Szenario 10 – Instandhaltung als innerbetrieblicher Shooting Star: Endlich! Durch eine unterschiedlichen Abteilungen vernetzende Virtualisierung katapultiert sich die IH aus dem Schattendasein der Produktion zum innerbetrieblichen Shooting Star. Warum? Smarte IT-Maßnahmen führten zu erheblichen Kostensenkungen und die Instandhaltung trägt erheblich zur Wertschöpfung des Unternehmens bei. Szenario 11 – Industrie 4.0 – so what: Instandhaltung bleibt Instandhaltung: Daten und Virtualisierung hin oder her, die Instandhaltung bleibt das unbeliebte oder unsichtbare „Kind“, dem man sich nur in Anlagennot- oder -ausfällen zuwendet, das ansonsten aber wenig Aufmerksamkeit und Gehör findet. Szenario 12 – Evolution light, no revolution: Die Virtualisierungsinitiativen führen zu einer leichten strategischen Aufwertung der Instandhaltung im innerbetrieblichen Kontext. Die Instandhaltung bleibt aber nach wie vor in erster Linie ein Nebenprozess und die „Magd“ der Produktion. Sie muss weiterhin um ihre Stimme im innerbetrieblichen Gefüge hart kämpfen. Einschätzung Szenarien 10. Instandhaltung als innerbetrieblicher „Shooting-Star“ 11. Industrie 4.0 – so what: Instandhaltung bleibt Instandhaltung 12. Evolution light – no revolution Eintrittswahrscheinlichkeit Unwahrscheinlich (2,0) Möglich (3,4) Wahrscheinlich (3,7) Auswirkungen Groß (3,8) Mittel (3,3) Mittel (2,7) Zeitpunkt Nach 10 Jahren (4,1) In 4-6 Jahren (1,9) In 4-6 Jahren (1,6) Plausibilität 7,5 11,2 9,8 Skalen Eintrittswahrscheinlichkeit: 1 = Unmöglich; 2 = Unwahrscheinlich; 3 = Möglich; 4 = Wahrscheinlich; 5 = sehr wahrscheinlich Auswirkungen: 1 = Unbedeutend; 2 = Gering; 3 = Mittel; 4 = Groß; 5 = Sehr groß Zeitpunkt: 1 = In 1-3 Jahren; 2 = In 4-6 Jahren; 3 = In 7-9 Jahren; 4 = Nach 10 Jahren; 5 = Nie Plausibilität = Eintrittswahrscheinlichkeit x Auswirkungen Tabelle 4: Einschätzung von Szenarien „Innerbetrieblicher Stellenwert der Instandhaltung“ (N=13) Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 12 /59

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Roadmap der Instandhaltung 4.0 2.2 Spannungsfeld Mensch – Organisation – Technik Die mit Industrie 4.0 einhergehenden Veränderungen erzeugen neue Wechselwirkungen im Spannungsfeld von Mensch, Organisation und Technik. Die nachfolgende Untersuchung der Auswirkungen auf die Instandhaltung stützt sich dabei auf die Ergebnisse der Bedürfnis- und Trendanalyse. Diese werden ergänzt mit den Resultaten der Szenarienentwicklung und des Technologie- und Forschungsradars. Abbildung 2: Spannungsfeld Mensch - Organisation Technik Menschen in der Instandhaltung Die Expertenumfrage hat gezeigt, dass Menschen und ihre Kompetenzen eine sehr wichtige, wenn nicht die entscheidende Rolle für die Instandhaltung der Zukunft spielen: Viele der im Rahmen des Projekts befragten ExpertInnen sind der Meinung, dass die technischen Aspekte in der Instandhaltung weitestgehend gelöst sind und die wesentliche Herausforderung darin besteht, die Menschen in die Lage zu versetzen, die verfügbaren Technologien auch tatsächlich zu nutzen. Allerdings schaffen technologische Entwicklungen, wie zum Beispiel die fortschreitende Virtualisierung und das Internet der Dinge und Dienste, im Produktionsbereich völlig neue technologische und organisatorische Herausforderungen für die Instandhaltung: Diese sind größtenteils nicht unmittelbar von den Instandhaltungsabteilungen zu lösen sein, sondern müssen von den Anbietern von Software-Lösungen und von sensorischen Systemen gelöst werden. Dennoch werden diese Technologien letztlich auch einen Einfluss auf die Instandhaltung haben: InstandhalterInnen müssen beispielsweise die „Dashboards“ von cyber-physischen Systemen bedienen, auswerten „Die technischen Dinge in der und korrektive Maßnahmen durchführen können Instandhaltung 4.0 sind gelöst. Was wir als Menschen noch nicht schaffen ist die Techoder sie müssen die internet-basierte Sensorik nologie so zu nutzen, dass wir damit arbeiüberprüfen, austauschen und konfigurieren könten können.“ (Kommentar eines Experten) nen, ohne dadurch unwissentlich und unabsichtlich Sicherheitslücken zu schaffen. Die fortschreitende Virtualisierung führt zu einer zunehmenden Komplexität der Produktions- und Instandhaltungssysteme und steigert den Anspruch an die InstandhalterInnen. Immer öfter sind Mechatroniker gefragt, die sich in den unterschiedlichen Disziplinen (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. Auch die Fähigkeit zum analytischen Vorgehen und methodischen Auswerten von Daten wird immer wichtiger. Dies erfordert viel stärker gesamtheitlich orientierte Ausbildungsstrategien: Auf diese Herausforderungen reagieren jüngste Seminar- und Lehrveranstaltungsinhalte (vgl. „AMMT+: Asset Management and Maintenance Technologies“9 bzw. „Fit for Service 4.0“10). Gesamt9 AMMT+: Asset Management and Maintenance Technologies – www.ammt.eu Georg Güntner, Michael Benisch, Andreas Dankl, Jutta Isopp (Hrsg.) © Projektkonsortium Instandhaltung 4.0 (2015) 13 /59

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