Smart Maintenance -

Smart Maintenance -

Vom Sprinter zur Schnecke

2014 galt Deutschland in Sachen Industrie 4.0 noch als Vorreiter. Heute dagegen dümpelt die deutsche Industrie im internationalen Mittelmaß herum. Eine Studie der Wissenschaftsakademie acatech zeigt: Während die Produktion smart(er) wird, steckt besonders die Instandhaltung noch in den Kinderschuhen und spielt für viele Unternehmen eine untergeordnete Rolle. Um das zu ändern, zeigen die Forscher konkrete Handlungsfelder auf, um die Instandhaltung fit für die Industrie 4.0 zu machen. T.A. Cook-Instandhaltungsexperte Uwe Sahl hat sich die Studie genauer angeschaut und ordnet die Ergebnisse vor dem Hintergrund seiner eigenen Projekterfahrungen ein.

 

Text: Jens Rospek

„Die meisten Unternehmen verfügen über keine oder kaum technologische Grundlagen, um eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie implementieren zu können“. Eindeutiger und schlechter könnte das Fazit zum Status Quo der Instandhaltung auf dem Weg in die digitale Zukunft kaum ausfallen. Und doch kommen die Verfasser der aktuellen acatech-Studie „Smart Maintenance – Der Weg vom Status quo zur Zielvision“ genau zu diesem Urteil. Zuvor hatten sie zwei Monate lang 96 Unternehmen – vom Maschinenbauer bis hin zum Dienstleister – befragt und die Rahmenbedingungen sowie bereits eingesetzten Instandhaltungsmethoden untersucht. Auch bei der Suche nach Gründen für die große Lücke zwischen Theorie –  Smart Maintenance ist auf nahezu jeder einschlägigen Veranstaltung ein wichtiges Thema – und Praxis wurden die Forscher schnell fündig.

Obwohl die Studie mehrere Komponenten aufzählt, sticht eine Begründung besonders heraus und steht sinnbildlich für die Position der Instandhaltung im Gesamtprozess: „Die Produktion wird gegenüber der Instandhaltung priorisiert“. Während die Unternehmen ihre Budgets also in neue Maschinen und Technologien stecken, um die Produktion zu optimieren, bleiben vorausschauende Wartungsmaßnahmen (noch) häufig auf der Strecke.

 

Grundprobleme: Datenmangel und Wissensvermittlung

Die Analyse des Forscherteams zeigt: Besonders die Datenverfügbarkeit und -nutzung bremsen die Entwicklung hin zur technologischen Instandhaltung aus. So nutzen 57 Prozent der befragten Unternehmen keine Daten zur Einleitung von Wartungsmaßnahmen. Gerade einmal vier Prozent können dafür auf Live-Daten zurückgreifen. Etwas besser sieht es bei der Datenerfassung aus: Zwar sammelt knapp die Hälfte der Unternehmen Zustands-, Störungs- oder Ausfallinformationen immer noch manuell. Immerhin 35 Prozent setzen aber auch Tools ein, die sämtliche Informationen automatisch erfassen und an ein zentrales System wie ERP senden. Die verhältnismäßig geringe Datennutzungsquote begründen die Befragten vor allem mit Sicherheitsbedenken und hohen Kosten.

Weitere Hürden auf dem Weg zur vorausschauenden Instandhaltung stellen Wissensmanagement, Mitarbeiterkompetenzen sowie fehlende technische Voraussetzungen dar. In über der Hälfte der befragten Unternehmen verläuft das Teilen von Knowhow unstrukturiert und ohne festgelegte Standards. Konkret heißt das: Entweder das Wissen wird „bei Bedarf“ unter den Mitarbeitern weitergegeben (27 Prozent) oder in Papierform erfasst, allerdings ohne definierte Weitergabeprozesse (32 Prozent). Dazu passt, dass 53 Prozent der Befragten bisher keine speziellen Schulungsmaßnahmen für Instandhaltungs-mitarbeiter im Hinblick auf die Digitalisierung anbieten. Schaut man sich die technologischen Rahmenbedingungen an, überrascht das wenig. Gerade einmal fünf Prozent setzen Augmented Reality bereits aktiv in der Instandhaltung ein. Auch ERP-Systeme und weitere Software-basierte Tools kommen erst teilweise zum Einsatz.

„Die meisten Unternehmen verfügen über keine oder kaum technologische Grundlagen, um eine vorausschauende Instandhaltungs-strategie implementieren zu können."

acatech-Studie 'Smart Maintenance – Der Weg vom Status quo zur Zielvision'

Fünf Handlungsfelder auf dem Weg zur „echten“ Smart Maintenance


Die Studie zeigt deutlich: Von einer Smart Maintenance sind viele Unternehmen noch weit entfernt. Um das selbst gesetzte Ziel, eine vorausschauende Instandhaltung zu etablieren, erreichen zu können, definiert die Studie fünf zentrale Bausteine. Nur wer diese schnellstmöglich und mit entsprechenden Ressourcen angeht, hat laut der Forscher eine Chance, die Zielvision zu erreichen.

Mehr Informationen 1. Gemeinsame Planung

Trotz zahlreicher Softwarelösungen bewegen sich Produktion, Instandhaltung und weitere Unternehmensbereiche immer noch in ihren eigenen Silos. Als wichtigsten Schritt auf dem Weg zur Smart Maintenance sehen die Forscher daher eine „gezielte Informationslogistik“. Konkret bedeutet das: Eine bessere Abstimmung und mehr Interdisziplinarität. So entstehen unter anderem zusätzliche Produktionsfreiräume, und Stillstandszeiten können effizienter ausgenutzt bzw. verkürzt werden. Grundlage für die gemeinsame Planung ist das Datenmanagement: Durch die Vernetzung der eingesetzten Anwendungssysteme wie IPS und MES können Informationen ausgetauscht werden und so direkt in die Planung einfließen. Zudem können mittel- und langfristige Datenmodelle generiert werden, die eine vorausschauende Instandhaltungsplanung begünstigen.

Mehr Informationen 2. Flexibilität

Je smarter die Produktionsanlage, desto flexibler die Produktion – Kundenwünsche können zusehends auch sehr kurzfristig erfüllt werden. Entsprechend steigt der Druck auf die Instandhaltung, ebenfalls spontan und flexibel reagieren zu können. So muss qualifiziertes Personal ‚on time‘ verfügbar sein, ebenso wie benötigte Ersatzteile. Um dieses Ziel zu erreichen, zeigt die Studie einen mehrstufigen Prozess auf, an dessen Ende im Optimalfall die automatische Ressourcenoptimierung steht. Erreicht wird diese durch einen dauerhaften Abgleich von allokierten Ressourcen und tatsächlich benötigten/verbrauchten Ressourcen. So können Planzeiten für Aufträge sowie Lagerbestände und Bestellmengen von Ersatzteilen kurzfristig und nach Bedarf angepasst werden.

Mehr Informationen 3. Wissensmanagement

Expertenwissen und dessen Weitergabe ist aufgrund des hohen Spezialisierungsgrades in smarten Fabriken der zentrale Erfolgsfaktor, so die Forscher in ihrer Analyse. Gleichzeitig jedoch ist gutes Wissensmanagement auf dem Weg zur Smart Maintenance aufwendig und kommt (auch) deshalb in vielen Unternehmen oft zu kurz. In ihrer Roadmap fordert acatech daher zusätzliche Ressourcen. Konkret geht es vor allem darum, dass vorhandene Wissen in Form von Serviceberichten digital zu sammeln katalogisieren, um es für sämtliche Mitarbeiter jederzeit abrufbar zu machen. Auch der Einsatz von digitalen Zwillingen sowie die Erstellung Lösungskataloge können helfen, die laut der Forscher „höchste Stufe des Wissensmanagements zu erreichen: kontextsensitive, automatische Bereitstellung von notwendigen Informationen im laufenden Prozess“.

Mehr Informationen 4. Verfügbarkeitsorientierung

Dank Predictive Maintenance, gewissermaßen die Vorstufe der Smart Maintenance, konnten viele Unternehmen ihre Asset-Verfügbarkeit bereits steigern. Verantwortlich dafür ist vor allem das Condition Monitoring, also die hochfrequente Überwachung der Anlagen auf Basis moderner Sensorik. Um den nächsten Schritt hin zur smarten Instandhaltung zu schaffen, muss die Datenanalyse so weiterentwickelt werden, dass Kennzahlen zur Verfügung stehen, anhand der der Leistungsumfang der Instandhaltung messbar wird. Neben der OEE (Overall Equipment Effectiveness) hält die Studie auch die Ermittlung von Output und Ausschussmengen für relevant. Durch die Kennzahlen können Instandhaltungsmaßnahmen auf Effizienz und Effektivität untersucht und Folgemaßnahmen eingeleitet werden. Das Ergebnis: eine verbesserte Verfügbarkeit.

Mehr Informationen 5. Ersatzteilmanagement

Auch beim Ersatzteilmanagement identifiziert die Studie Datenquantität und –qualität als zentrale Faktoren, um Sicherheitsbestände und lange Stillstände zu vermeiden und so die vorausschauende Instandhaltung zu etablieren. Im ersten Schritt empfiehlt die Studie daher die Einrichtung eines Stammdatenmanagements – im Optimalfall nach einheitlichen Standards über einzelne Standorte hinaus. Eine standortübergreifende Datengrundlage macht Folgeschritte möglich: So können die Unternehmen virtuelle Zentrallager einrichten und per 3D-Druck kurzfristig Ersatzteile beschaffen. Zielvision sollte nach Meinung der Forscher sein, jede Anlage in die Lage zu versetzen, den eigenen Ersatzbedarf selbst bestimmen und automatisiert Bestellungen durchführen zu können, sodass die Bestände an jedem Standort so gering wie möglich sind.




 

Roadmap zur Smart Maintenance

Obwohl sich die vorgestellte Studie auf die deutsche Industrie als Ganzes konzentriert, trifft die Analyse weitestgehend auch speziell auf die Chemiebranche bzw. die Prozessindustrie zu. So zeigt die Praxis, dass der von Forscher zurecht betonte Wertbeitrag der Instandhaltung häufig verkannt wird. Immer noch wird sie vor allem als Kostenfaktor betrachtet und im Vergleich zur Produktion stiefmütterlich behandelt. Dabei könnte die bewusste Integration der Instandhaltung in bestehende (Produktions-)Prozesse das Gegenteil bewirken: Die Smart Maintenance wird bei fachgerechter Umsetzung schnell vom Kosten- zum Wertschöpfungsfaktor. Die umfangreiche Projekterfahrung von T.A. Cook in der anlagenintensiven Industrie zeigt zudem: Eine Roadmap, wie sie die Forscher aufzeigen, könnte vielen Unternehmen als eine Art Leitplanke auf dem langen Weg von einer reaktiven Instandhaltung hin zur Smart Maintenance dienen.

Der größte Mehrwert der Studie: Zusammenhänge und Kausalitäten zwischen den einzelnen Handlungsfeldern einer leistungsfähigen Smart Maintenance werden deutlich aufgezeigt. Das klingt unspektakulär, trifft aber genau den Punkt, mit dem viele Unternehmen bis dato zu kämpfen haben. Denn: Wer eine Smart Maintenance etablieren will, die ihren Namen auch tatsächlich verdient, dem nützt es nichts, einzelne in der Studie identifizierte Handlungsfelder wie Wissenstransfer, Ersatzteilmanagement oder Flexibilität autonom zu beackern.

An dieser Stelle ist die vorgestellte Studie insofern kritisch zu betrachten, als dass sie indirekt zwei Grundbedingungen als gegeben voraussetzt, die in der Unternehmensrealität bisher eher Ausnahme als Regel sind. So basieren sämtliche in der Roadmap geforderten Maßnahmen und Prozesse für die einzelnen Handlungsfelder auf einer übergeordneten Gesamtstrategie. Fakt ist jedoch: Eine solche Strategie existiert oftmals gar nicht – oder höchstens in den Köpfen einzelner Verantwortlicher. Das ist vor allem deshalb unverständlich, weil längst internationale Initiativen und Vorlagen existieren, die genau diesen Strategieaspekt aufgreifen. Zu nennen ist hier allen voran die ISO 55000, die einen beispielhaften ‚Strategic Asset Managment Plan‘ (SAMP) beschreibt. Ein SAMP definiert Faktoren von Performance, Risiken bis hin zu Kosten und bildet somit ist die Grundlage sämtlicher Teilstrategien in einer Anlage, unter anderem für die Instandhaltung. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Alle Teilstrategien basieren auf dem SAMP und damit am Ende aufeinander.

 

Lücke zwischen Theorie und Realität

In der Praxis dagegen arbeiten einzelne Bereiche wie Produktion, Engineering und Instandhaltung immer noch häufig in ihren eigenen Silos. Solange dies der Fall ist, lässt sich eine Smart Maintenance, wie sie die Roadmap vorsieht, höchstens in einzelnen Teilbereichen, aber kaum für ein gesamtes Unternehmen erreichen. Zudem wird jedes Instandhaltungsteam bis dahin vor allem operativ getrieben sein. Konkret heißt das: Die Teams betreiben mehr Aufwand und verbrauchen mehr Mittel als eigentlich nötig.

Um eine Gesamtstrategie und damit eine Smart Maintenance etablieren zu können, braucht es jedoch eine technische Bedingung, deren Bedeutung in der Studie zwar wiederholt, aber eher beiläufig auftaucht: gute Daten. Oder noch konkreter formuliert: Gute Stammdaten, eine hohe Datenqualität, einheitliche Datenformate und durchgängige Datenkonnektivität. Hier machen sowohl die Studie als auch viele Unternehmen den ersten vor dem zweiten Schritt: Ein Wissens- oder Ersatzteilmanagement und eine Verfügbarkeitsorientierung auf höchsten Smart-Maintenance-Niveau sind richtig und wichtig – funktionieren aber nur dann, wenn zunächst die notwendigen Rahmenbedingungen geschaffen wurden.

Auch hier liegen die Forderungen der Forscher und die Realität also aktuell noch ein ganzes Stück auseinander. Zwar bemüht sich die Prozessindustrie derzeit intensiv, die Datenproblematik zu lösen. Fakt ist aber auch: Obwohl in vielen Teilbereichen durchaus Daten vorliegen oder zumindest bei Bedarf abgerufen werden können, mangelt es an Schnittstellen. Produktions- und Instandhaltungsdaten liegen immer noch mehrheitlich in ihren eigenen Silos, statt gemeinsam erfasst und analysiert zu werden. Das entscheidende Stichwort lautet denn auch: Analysefähigkeit. Erst wenn diese gegeben ist, können die von den Forschern definierten Handlungsfelder wirksam und nachhaltig angegangen und eine tatsächliche Smart Maintenance etabliert werden.

Fazit

Die Studie rückt das Thema Smart Maintenance in den Fokus und definiert wichtige Eckpfeiler, die als Grundlage für entsprechende Instandhaltungsstrategien dienen können. Wichtig dabei ist jedoch, die Reihenfolge zu beachten: Erst mit der richtigen Strategie und den gut ausgebildeten technischen Rahmenbedingungen kann eine Smart Maintenance von der Theorie in die Praxis überführt werden und die deutsche Industrie wieder zum Vorreiter werden.

Die gesamte acatech-Studie 'Smart Maintenance – Der Weg vom Status quo zur Zielvision' können Sie hier herunterladen.
Zur Person

Uwe Sahl, Principal

Uwe Sahl ist als Direktor bei T.A. Cook verantwortlich für internationale Organisations- und IT-Projekte in der Prozess- und Versorgungsindustrie. Zuvor war der Wirtschaftsingenieur und Betriebswirt in EDV- und Organisationsprojekten im Instandhaltungs- und Serviceumfeld tätig, unter anderem bei der Neuausrichtung des Service Field Industrial Engineering, Untersuchungen zur Gruppenarbeit sowie Systemeinführungen.

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