Smart Maintenance

3D-Scan Foto © Hochschule Furtwangen/ Bernd Müller
3D-Druck Foto © Hochschule Furtwangen/ Bernd Müller

Smart Maintenance beschreibt eine „intelligente“ Form der Instandhaltung, welche vor allem durch den Fortschritt der Digitalisierung und der Industrie 4.0 geprägt ist. Von hoher Bedeutung ist dabei die umfassende und vorausschauende Instandhaltung der Produktionskomponenten. Dazu können unter anderem Daten von Sensoren verwendet werden, um den aktuellen Zustand von Produktionseinrichtungen abzubilden (condition based maintenance). Des Weiteren werden gesammelte Diagnosedaten ergänzt, um anschließend mithilfe von intelligenter Verarbeitung eine gezielte Diagnose stellen zu können und mögliche Ausfälle vorherzusagen. Somit soll eine nutzungsabhängige Instandhaltung ermöglicht werden, um eine Wartung zum optimalen Zeitpunkt durchzuführen. Ein weiterer Fortschritt in der Instandhaltung ist die digital unterstützte und bedarfsgerechte Erstellung von Ersatzteilen. Smart Maintenance verfolgt das Ziel, die technische und ökonomische Wirksamkeit von Instandhaltungsmaßnahmen zu maximieren. Über einen längeren Zeitraum gesehen kann Smart Maintenance dazu führen, dass bei bestimmten Ersatzteilen mögliche Schwachstellen identifiziert und exaktere Lebensdauern bestimmt werden können. Ein Tochterunternehmen eines deutschen Automobilherstellers konnte bereits die Ersatzteilproduktion durch Smart Maintenance effizienter gestalten. Dazu wurde ein digitales Ersatzteillager eingerichtet, um eine Ersatzteileigenfertigung mittels 3D-Druck zu ermöglichen.

Ein Beispiel für Smart Maintenance ist der 3D-Scan und -Druck im Ersatzteilmanagement.

Der Use-Case aus Kundenperspektive

Das Beispiel Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan und -Druck aus der Kundenperspektive wird in diesem Video der Hochschule Furtwangen zum Ersatzteilmanagement auf Youtube erklärt.

Leon hat vor kurzem das Industrieunternehmen von seinem Vater übernommen. Die Maschinen des Unternehmens sind schon etwas älter und eine Maschine ist bereits ausgefallen. Bei einer näheren Betrachtung konnte Leon feststellen, dass es lediglich an einem Teil lag, welches die Maschine zum Stillstand brachte. Den Hersteller der Maschine gibt es allerdings nicht mehr. Auf der Suche nach Möglichkeiten, welche Leon zur Verfügung stehen, stößt er neben teuren Maschinen auf das Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan/-Druck. Leon muss das defekte Teil ausbauen und dem Anbieter schicken. Für das Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan/-Druck benötigt man eine Scan-Station und einen 3D-Drucker. Das defekte Teil wird dann in der Scan-Station eingescannt, wodurch ein 3D-Modell entsteht. Dieses 3D-Modell kann nun bearbeitet und repariert werden. Zuletzt wird das 3D-Modell ausgedruckt und zurück an Leon geschickt. Durch das Ersatzteilmanagement kann Leon seine Maschine kostengünstig reparieren.

Added-Value aus der Kundenperspektive:

  • Effizienz: deutlich kürzere Herstellungs- und Lieferzeiten, geringere Stillstandzeit der zu reparierenden Maschine
  • Ersatzteile sind immer neu und nicht schon Jahre eingelagert
  • Kostengünstig alte Maschinen reparieren: keine Neuanschaffung nötig
  • Keine Mindestabnahmemengen von Ersatzteilen, nur benötigte Stückzahl
  • Prozessoptimierung durch Produktions- und Maschinendaten

Herausforderungen aus der Kundenperspektive

  • Rentabilität beachten
  • Safety und Security: Vernetzung der Maschinen erhöht Sicherheitsrisiken
  • Defektes Teil finden und ausbauen: technisches Know-How muss vorhanden sein

Der Use-Case aus Anbieterperspektive

Das Beispiel Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan und -Druck aus der Anbieterperspektive wird in diesem Video der Hochschule Furtwangen zum Ersatzteilmanagement auf Youtube erklärt.

Max ist Geschäftsführer eines Maschinenbauunternehmens und möchte in Zukunft Kosten einsparen und profitabler sein. Dafür soll das Ersatzteilmanagement umstrukturiert werden, da Max enorm viele verschiedene Ersatzteile hat. Dies führt zu sehr hohen Lagerkosten. Bei der Recherche nach seinen Möglichkeiten stößt er auf das Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan/-Druck als Dienstleistung. Um das Ersatzteilmanagement mit 3D-Scan/-Druck als Dienstleistung anbieten zu können, benötigt Max eine Scan-Station und einen 3D-Drucker. Der Kunde schickt sein defektes Teil zu Max. Das defekte Teil wird in der Scan-Station eingescannt, wodurch ein 3D-Modell entsteht. Das 3D-Modell kann nun bearbeitet und repariert werden. Zuletzt wird das 3D-Modell ausgedruckt und zurück an den Kunden geschickt. Max spart hierdurch Lagerkosten, da keine Ersatzteile über Jahre eingelagert werden müssen. Auch Werkzeuge wie beispielsweise Formen, welche zum Erstellen von Ersatzteilen benötigt werden, sind durch den 3D-Druck nicht mehr notwendig. Zudem gelingt es Max mit diesem Modell, neue Kunden für sich zu gewinnen. Max kann nun mit seiner neuen Ersatzteilmanagement-Dienstleistung durchstarten.

Added-Value aus der Anbieterperspektive

  • Effizienz: deutlich kürzere Herstellungs- und Lieferzeiten, höhere Kundenzufriedenheit
  • Neukundengewinnung durch neue Zielgruppe
  • Kosteneffizienz: keine Überproduktion, d.h. weniger Abfall, Einsparung bei Werkzeug- und Lagerkosten (keine physischen Objekte im physischen Lager)
  • Kostengünstig
  • Nachhaltigkeit: Dank der dezentralen Fertigung entfallen lange Transportwege
  • Flexibilität: Die Produktion kann genau nach den tatsächlichen Anforderungen ausgeführt werden
  • Produkte für den 3D-Druck bieten eine hohe Festigkeit und dabei ein geringes Gewicht
  • 3D-Druck könnte einige Lieferketten von rein physisch zu vollständig elektronisch verändern
  • Geringere Fixkosten beim 3D-Druck: kleinere Produktionsmengen möglich

Herausforderungen aus der Anbieterperspektive

  • Rentabilität beachten (Anschaffung von 3D-Scanner und -Drucker bei ungewisser Abnahmemenge)
  • Defekte Teile reparieren à technisches Know-How nötig
  • Datensicherheit erhöhen