Instandhaltungslogistik - Qualität und Produktivität steigern

Kurt Matyas

Instandhaltungslogistik

Qualität und Produktivität steigern

2022

371 Seiten

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ISBN: 9783446470095

 

Inhalt

7

Vorwort zur 8. Auflage

17

1 Logistik

19

1.1 Begriffsabgrenzung, Geschichte

19

1.2 Logistik, heute

20

1.3 Funktionsbereiche der Logistik

21

1.4 Logistik und Instandhaltung

23

1.5 Logistikkosten

27

1.5.1 Gesamtkostendenken in der Logistik

27

1.5.2 Zielkonflikt

28

1.6 Supply Chain Management

29

1.6.1 Traditionelle Supply Chain

30

1.6.2 Integrierte Supply Chain

30

1.6.2.1 Partnerschaftliche, unternehmensübergreifende Kooperation

32

1.6.2.2 Re-Design der Kernprozesse

33

1.6.2.3 IT-System

33

1.6.3 Supply Chain vs. Supply Network

33

1.6.4 Logistik-Prozessentwicklung anhand von Referenzmodellen am Beispiel des SCOR-Modells

34

1.6.4.1 Aufbau des SCOR-Modells

34

1.6.4.2 Prozesstypen im SCOR-Modell

35

1.6.4.3 Prozessebenen

36

1.7 Der Beitrag der Logistik zur Erreichung der Unternehmensziele

39

2 Instandhaltung

43

2.1 Kosten und Nutzen der Instandhaltung

43

2.2 Instandhaltung im Wandel

45

2.3 Ziele der Instandhaltung

48

2.4 Begriffe der Instandhaltung

49

2.4.1 Inspektion

51

2.4.2 Wartung

54

2.4.3 Instandsetzung

55

2.4.4 Verbesserung

56

2.5 Ausfallrate

58

2.5.1 Badewannenkurve

58

2.5.2 Ausfallrate bei komplexen Anlagen

59

2.5.3 Ausfallursachen

61

2.6 Kostenminimierung durch Instandhaltung

64

2.6.1 Bestimmung der optimalen Instandhaltungsintensität

65

2.6.2 Berücksichtigung der Instandhaltungskosten beim Anlagenkauf

65

2.6.3 Ermittlung und Budgetierung des Instandhaltungsaufwands

66

2.6.4 Produktionsausfallkosten

69

2.6.5 Ermittlung der Eigeninstandhaltungskosten mit Hilfe der Prozesskostenrechnung

71

2.6.5.1 Grundlagen der Prozesskostenrechnung

71

2.6.5.2 Vorteile der Prozesskostenrechnung

73

2.6.6 Ermittlung und Darstellung der Instandhaltungsprozesse

74

2.6.6.1 Grundgedanken zur Prozessorientierung

74

2.6.6.2 Merkmale eines Prozesses

74

2.6.6.3 Darstellungsformen von Prozessen

75

2.6.6.4 Vorgangsweise bei der Prozessdefinition

76

2.6.6.5 Ermittlung der Prozesszeiten

77

2.6.6.6 Prozesskosten als Basis für Verbesserungen oder Outsourcingentscheidungen

78

3 Instandhaltungsmanagement

79

3.1 Organisation der Instandhaltung

79

3.1.1 Aufbauorganisation der Instandhaltung

80

3.1.1.1 Linienorganisation

81

3.1.1.2 Stab-Linienorganisation

82

3.1.1.3 Matrix-Organisation

82

3.1.1.4 Kombination der Organisationsformen

83

3.1.2 Prozessorientiertes Instandhaltungsmanagement

84

3.1.2.1 Prozessorientierung und Prozessmanagement

84

3.1.2.2 Prozessorientiertes Anlagen- und Instandhaltungsmanagement

87

3.1.3 Ablauforganisation

87

3.2 Die Organisation der Instandhaltung im Wandel

90

3.3 Zentrale/Dezentrale Instandhaltung

92

3.4 Outsourcing oder Re-Insourcing?

93

3.4.1 Outsourcing in der Instandhaltung

93

3.4.2 Gründe für das Outsourcing von Instandhaltungstätigkeiten

95

3.4.3 Voraussetzungen im eigenen Unternehmen

96

3.4.4 Mögliche Risiken durch das Outsourcing

97

3.4.5 Kriterien für die Auswahl von Dienstleistungsunternehmen

97

3.4.6 Durchführung eines Instandhaltungs-Outsourcingprojekts

99

3.5 Make-or-Buy? Ermittlung der Kerneigenleistungstiefe der Instandhaltung

99

3.5.1 Konzentration auf Kernkompetenzen

99

3.5.2 Verfahrensbeschreibung

101

3.5.2.1 Verfahrensziel

101

3.5.2.2 Erster Schritt: Erfassung der Rahmenbedingungen

102

3.5.2.3 Zweiter Schritt: Erfassung eines unternehmensspezifischen Anforderungsprofils

102

3.5.2.4 Darstellung möglicher Leistungsklassen und Bestimmung der sicheren Fremdleistung

103

3.5.2.5 Dritter Schritt: Bestimmung des Leistungsindex

104

3.5.2.6 Vierter Schritt: Bestimmung des Anlagenindex

106

3.5.2.7 Fünfter Schritt: Bestimmung der Kerneigenleistungstiefe: Einordnung der Einzelleistungen je Anlage und Visualisierung im Portfolio

107

3.5.3 Zusammenfassung und Ausblick

109

3.6 Zusammenarbeit mit Dienstleistern – Instandhaltungsnetzwerke

110

4 Kennzahlen und Controlling in der Instandhaltung

113

4.1 Kennzahlen in der Instandhaltung

113

4.1.1 Nutzen und Gefahren der Kennzahlenanwendung

113

4.1.2 Von Kennzahlen zu Kennzahlensystemen

114

4.1.3 Kategorien von Kennzahlen in der Instandhaltung

115

4.2 Die Balanced Scorecard in der Instandhaltung

119

4.3 Instandhaltungs-Controlling

121

4.3.1 Instandhaltungs-Controlling-System

121

4.3.2 Fehlerquellen

122

4.3.3 Erstellung von Instandhaltungsbudgets

123

4.4 Benchmarking in der Instandhaltung

124

4.4.1 Was ist Benchmarking?

124

4.4.2 Benchmarking-Definitionen

125

4.4.3 Arten des Benchmarking

126

4.4.4 Allgemeine Vorgangsweise beim Benchmarking

128

4.4.5 Benchmarkingprojekt in der Instandhaltung

131

5 Instandhaltungsstrategien

135

5.1 Instandhaltung als „Verteidigungssystem gegen Schäden“

135

5.2 Arten von Instandhaltungsstrategien

136

5.3 Ausfallbehebung

137

5.4 Zeitgesteuerte periodische Instandhaltung

138

5.4.1 Mittlere Zeit zwischen zwei Schäden (Mean Time Between Failures – MTBF)

139

5.4.2 Streuung der Nutzungsdauer

139

5.4.3 Schadensdokumentation

139

5.4.4 Unzureichende statistische Erfahrung

140

5.5 Zustandsorientierte Instandhaltung

140

5.5.1 Condition Monitoring (Zustandsüberwachung)

144

5.5.1.1 Zustandsüberwachung durch den Menschen

144

5.5.1.2 Condition Monitoring mit Sensoren

144

5.5.1.3 Online- und Offline-Überwachung

145

5.5.1.4 Einflussgrößen auf den Anlagenzustand

146

5.5.2 Einführung eines Condition Monitoring-Systems

147

5.5.3 Techniken für die Zustandsüberwachung

148

5.5.3.1 Dynamische Effekte

149

5.5.3.2 Temperatureffekte

149

5.5.3.3 Chemische Effekte

149

5.5.3.4 Physikalische Effekte

149

5.5.3.5 Elektrische Effekte

150

5.5.3.6 Partikeleffekte

150

5.5.4 Ferndiagnose von Werkzeugmaschinen

150

5.5.4.1 Ferndiagnose und Ferninstandhaltung

150

5.5.4.2 Videodiagnose in der Instandhaltung

151

5.6 Vorausschauende Instandhaltung

152

5.7 Instandhaltung 4.0 – „Smart Maintenance“

154

5.7.1 Industrie 4.0

154

5.7.2 Mit „Smart Maintenance“ zur antizipativen Qualitäts- und Instandhaltungsplanung

155

5.7.3 Unterstützung durch Data-Mining

159

5.7.4 Nutzen der „Smart Maintenance“

159

5.8 Welche Strategie ist die Richtige? – Methode der risikoorientierten Strategieauswahl

160

5.8.1 Rahmenbedingungen

160

5.8.2 5-Schritte-Analyse der Anlagen

161

5.8.3 Schritt 1: Vergleich der Anforderungen an die Anlage mit den möglichen Leistungen

163

5.8.4 Schritt 2: Klassifizierung kritischer Anlagen durch Bewertung der Ausfallwirkungen (Wertstromfokus)

164

5.8.5 Schritt 3: Erfassung der Schadensmöglichkeiten an den kritischen Anlagen

166

5.8.6 Schritt 4: Risikobewertung der kritischen Anlagen – Quantifizierung der Ausfallwirkungen durch Berechnung des Risikos mittels der SMEA

167

5.8.6.1 Definition des Begriffs Risiko

168

5.8.6.2 Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit

168

5.8.6.3 Systematisches Durchführen einer Risikoanalyse

169

5.8.6.4 SMEA (Schadensmöglichkeits- und Einflussanalyse) zur risikobasierten Strategieauswahl

172

5.8.7 Schritt 5: Systematische Verringerung des Risikos durch richtige Strategieauswahl

173

5.8.8 Ausblick

174

6 Instandhaltungslogistik

175

6.1 Verknüpfung der Logistik- und Instandhaltungsprozesse

175

6.2 Aufgaben und Ziele der Instandhaltungslogistik

177

6.3 Ersatzteilbewirtschaftung zur Verfügbarkeitssicherung

179

6.3.1 Ersatzteilorganisation als Querschnittsfunktion zwischen Logistik und Instandhaltung

179

6.3.2 Aufgaben und Ziele der Ersatzteilbewirtschaftung

180

6.3.3 Ersatzteil-Management

181

6.3.4 Definition des Ersatzteils

182

6.3.5 Ersatzteilauswahl

182

6.3.6 Vorgangsweise für eine effiziente Ersatzteilbewirtschaftung beim Abnehmer

184

6.3.7 Unternehmensmodelle der Ersatzteillogistik

185

6.3.8 Arten der Ersatzteilbevorratung

185

6.4 Dimensionierung der Ersatzteillager

188

6.4.1 Ersatzteilbedarfsermittlung

188

6.4.2 Instrumente zur Bestandsführung

188

6.4.2.1 ABC-Analyse

189

6.4.2.2 XYZ-Analyse

190

6.4.2.3 Kombination von XYZ-Analyse und ABC-Analyse

191

6.4.3 Komponenten des Lagerbestandes

191

6.4.4 Lagerkennzahlen und -begriffe

193

6.4.5 Lagerdurchlaufdiagramm

193

6.4.6 Gesamtkosten der Lagerhaltung

194

6.4.6.1 Beschaffungskosten

195

6.4.6.2 Lagerkosten

195

6.4.6.3 Fehlmengenkosten

196

6.4.7 Stochastisches Modell – Lagerhaltungsstrategien

196

6.4.7.1 Strategien mit Bestellbestand

197

6.4.7.2 Strategien mit Bestellzyklus

197

7 Lean Maintenance

199

7.1 „Lean Production“ als Zustand

199

7.1.1 Grundlagen

199

7.1.2 Vermeidung von Verschwendung

200

7.2 Wie wird meine Instandhaltung „lean“?

201

7.3 Verschwendung in der Instandhaltung

202

7.3.1 Interpretation der 7 Arten der Verschwendung im Instandhaltungsbereich

203

7.3.1.1 Überproduktion und Blindleistung

203

7.3.1.2 Wartezeiten

203

7.3.1.3 Unnötiger Transport

203

7.3.1.4 Nicht sachgerechter Technologieeinsatz oder nicht sachgerechter Arbeitsprozess

203

7.3.1.5 Bestände

204

7.3.1.6 Unnötige Bewegung

204

7.3.1.7 Mängel

204

7.3.2 „Lean Thinking“ im Instandhaltungsbereich

204

7.4 Standardisierung von Instandhaltungsprozessen

205

7.4.1 Instandhaltung in 8 Schritten

205

7.4.1.1 Auslöser

207

7.4.1.2 AV-Planung

207

7.4.1.3 AV-Durchführung

207

7.4.1.4 Manuelle Durchführung

207

7.4.1.5 Wiederinbetriebnahme

208

7.4.1.6 Funktionscheck

208

7.4.1.7 Freigabe

208

7.4.1.8 Abschluss

208

7.4.2 Vorteile der Standardisierung

210

7.5 Optimierung der Instandhaltungsprozesse durch Wertstromdesign

210

7.5.1 Auswahl des Wertstroms

211

7.5.2 Zeichnung des Ist-Zustandes

212

7.5.3 Vorgehensweise bei der Zeichnung des Soll-Zustandes

218

7.5.4 Umsetzungsprojekte

219

7.6 Vorteile des Wertstromdesigns für Instandhaltungsprozesse

219

8 Total Productive Management (TPM)

221

8.1 Von Total Productive Maintenance zu Total Productive Management

221

8.1.1 Definition und Kennzeichen

221

8.1.2 Geschichte von TPM

222

8.1.3 Der TPM-Award

223

8.2 Erhöhung der Gesamtanlageneffizienz (OEE-Analyse)

224

8.2.1 Die 6 großen Verluste

224

8.2.2 Erkennen von Verlusten – Grafische Aufbereitung der OEE

226

8.2.3 Wie beeinflusst man die OEE positiv?

229

8.3 Säulen und Leitlinien von TPM

232

8.3.1 Säule 1: Beseitigung von Schwerpunktproblemen – Anlagenmanagement

233

8.3.2 Säule 2: Autonome Instandhaltung

234

8.3.3 Säule 3: Geplantes Instandhaltungsprogramm

236

8.3.4 Säule 4: Instandhaltungsprävention

237

8.3.5 Säule 5: Schulung und Training

237

8.4 Einführung und Organisation von TPM

238

8.4.1 Die 4 Phasen der TPM-Einführung

238

8.4.2 TPM auf der Managementseite

240

8.4.3 TPM auf der Maschinenarbeiterseite – die 6 Schritte zu TPM

243

8.4.4 TPM auf der Anlagenseite

248

8.5 Auswirkungen von TPM

250

9 Weitere Methoden zur Erhöhung von Produktivität und Anlagenverfügbarkeit

251

9.1 Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit durch Rüstzeit-Minimierung

251

9.1.1 Grundsätzliche Vorgangsweise beim Rüsten

251

9.1.2 Was ist SMED?

252

9.1.3 Einführung von SMED

253

9.2 Konstruktion und Instandhaltung

257

9.2.1 Die Bedeutung der Konstruktion für die Instandhaltung

257

9.2.2 Instandhaltungsarme Konstruktion

257

9.2.3 Instandhaltungsgerechte Konstruktion

258

9.2.4 Berücksichtigung der Lebenszykluskosten

259

9.2.5 Simultaneous Engineering

262

10 Qualitäts- und Prozessmanagement

263

10.1 Qualitätsmanagement und Instandhaltung

263

10.2 Die prozessorientierte Sichtweise

265

10.3 Der Begriff „Qualität“

266

10.4 Qualitätsmanagement

268

10.4.1 Der prozessorientierte Ansatz

268

10.4.2 Das Prozessmodell der ISO 9001:2015

269

10.5 Bedeutung der IATF 16949:2016 für die Instandhaltung

270

10.6 Prozessmanagement

272

10.6.1 Prozessmanagement-System

272

10.6.2 Prozess-Lifecycle – Lebensweg eines Prozesses

273

10.6.2.1 Prozessaufnahme in die Prozesslandschaft

273

10.6.2.2 Prozessdefinition

274

10.6.2.3 Prozessausführung/-regelung

274

10.6.2.4 Prozessmonitoring

274

10.6.2.5 Prozesse außer Betrieb nehmen

275

10.7 Total Quality Management – TQM

275

10.8 Excellence

278

10.8.1 Begriffsbestimmungen

278

10.8.2 Das EFQM-Modell für Excellence [26]

279

10.8.3 RADAR-Logik

280

10.9 Der Unternehmerische Regelkreis

281

10.10 Resümee

283

11 Abnahme und Qualifikation von Fertigungseinrichtungen

285

11.1 Einleitung

285

11.2 Geometrische Prüfverfahren

286

11.2.1 Geradheit

287

11.2.2 Ebenheit

287

11.2.3 Parallelität und Rechtwinkligkeit von Führungen und Achsen

288

11.2.4 Rundlauf

288

11.2.5 Spezialprüfungen

288

11.3 Prüfverfahren mit Musterwerkstücken

289

11.4 Fähigkeitsuntersuchungen

290

11.4.1 Was bedeuten Maschinenfähigkeit und Prozessfähigkeit?

290

11.4.1.1 Maschinenfähigkeit

291

11.4.1.2 Prozessfähigkeit

291

11.4.1.3 Fähigkeitsindizes

292

11.4.1.4 Vorgangsweise für Fähigkeitsuntersuchungen

293

11.4.2 Gültigkeit und Einflussgrößen der Fähigkeitsuntersuchungen

295

11.4.2.1 Gültigkeit der Untersuchungen

295

11.4.2.2 Randbedingungen

295

11.4.2.3 Messmittelfähigkeit

295

11.4.2.4 Einheitliche Richtlinien

296

11.5 Maßnahmen zur Erhöhung der Maschinenfähigkeit und der Prozessfähigkeit

296

11.6 Zusammenfassung

297

12 Digitale Transformation in der Instandhaltung

299

12.1 Innovative Trends und Technologien im Bereich Instandhaltungsplanung

299

12.1.1 Überblick zu aktuellen Trends in der Instandhaltung

299

12.1.2 Internet of Things (IoT)

302

12.1.3 Mixed & Virtual Augmented Reality

305

12.1.4 Digital Twin in der Instandhaltung

310

12.1.5 Datengetriebene Instandhaltungsplanung

313

12.1.6 Digitale Geschäftsmodelle und Innovative Servicekonzepte

318

12.2 Knowledge-based Maintenance

321

12.2.1 Charakteristik der Problemlösung in der Instandhaltung: Der Rubik’s Würfel der Instandhaltung

321

12.2.2 Wissensgenerierung aus Big Data: Sind Daten das Öl der Zukunft?

324

12.2.3 Instandhaltung vor dem Hintergrund der Industrie 4.0: Ist die Öl-Gewinnung ausreichend?

327

12.2.4 Wissensbasierte Instandhaltung: Anforderungen an die Instandhaltung der Zukunft

329

12.2.5 Präskriptives Instandhaltungs-Model (PRIMA)

334

12.2.6 Text Mining in der wissensbasierten Instandhaltung

337

12.2.7 Anwendungsbeispiel für Knowledge-based Maintenance in der industriellen Praxis

341

12.2.7.1 Problemstellung und Methodisches Vorgehen

341

12.2.7.2 Anforderungsspezifikation und Definition des Prognoseproblems

342

12.2.7.3 Bereitstellung und Harmonisierung der Daten

343

12.2.7.4 Explorative Daten- und Korrelationsanalyse

344

12.2.7.5 Modellierung und Evaluierung des Prognosemodells

345

12.2.7.6 Überführen der Prognoseergebnisse in die Instandhaltungsplanung

347

12.2.7.7 Tools und Werkzeuge zur Anwendung von maschinellen Lernalgorithmen im Bereich Instandhaltung

348

12.2.8 Zukünftige Herausforderungen der Wissensbasierten Instandhaltung

349

13 Verzeichnisse

351

13.1 Glossar

351

13.2 Abbildungsverzeichnis

352

13.3 Tabellen

358

13.4 Checklisten

358

13.5 Leitfäden

359

13.6 Literaturverzeichnis

360

13.7 Stichwortverzeichnis

367

13.8 Autor

370

 

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