Open Access

Das Dienstleistungsgeschäft gehört bereits seit einigen Jahren zum zentralen Wachstumstreiber vieler Unternehmen in Deutschland. Auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des Maschinenbaus haben diesen Trend erkannt und sind bestrebt, ihr Leistungsangebot hinsichtlich After-Sales-Services (AS-Services) auszubauen. Dabei stoßen sie allerdings immer wieder an Kapazitätsgrenzen. Das vorhandene und hochqualifizierte Personal ist häufig bereits voll ausgelastet, während der Mangel an Fachkräften ein geeignetes Gegensteuern erschwert. Somit beschränken die Ressourcenengpässe KMU des Maschinenbaus, ihr eigenes Geschäft mit AS-Services auszubauen. Digitale Technologien bieten in diesem Zusammenhang das Potenzial, diesen Engpässen entgegenzuwirken, indem die vorhandenen Ressourcen effizienter eingesetzt werden. Ein prominentes Beispiel hierfür ist der Einsatz von Datenbrillen im Bereich des Remote-Service. Statt dass ein Servicetechniker gezwungen ist, wegen einer Maschinenstörung zum Kunden zu fahren, können die Diagnose und auch einfache Maßnahmen zur Störungsbehebung vom Kunden selber vor Ort durchgeführt werden, während der Servicetechniker mittels Datenbrille live zugeschaltet ist und anleiten kann. Dadurch können Reisezeiten, in den der Servicetechniker üblicherweise nicht wertschöpfend tätig ist, reduziert und im besten Fall mehr Serviceaufträge pro Servicemitarbeiter bearbeitet werden. Im Zuge der fortschreitenden digitalen Vernetzung durch Industrie 4.0 sind in den letzten Jahren viele digitale Technologien entwickelt und zur Marktreife gebracht worden. Die große Vielfalt dieser technischen Lösungen macht es insbesondere KMU mit ihren ohnehin schon begrenzten Ressourcen fast unmöglich, einen angemessenen Überblick zu behalten. Zusätzlich können Verantwortliche und Fachkräfte der KMU nur schwer beurteilen, welche digitale Technologie sich für ihre unternehmensspezifischen Anforderungen überhaupt eignet. Eine Bewertung, die eine technologieübergreifende Vergleichbarkeit ermöglichen würde, fehlt. Genau hier setzt das erste Modul des Digitalisierungsnavigators an, der als Demonstrator auf dem AiF Forschungsprojekt ScaleUp entstanden ist.

Die Instandhaltung, konsequent zu Ende gedacht, ist ein zentraler Treiber für den Unternehmenswert und wird damit für viele produzierende Unternehmen zum strategischen Erfolgsfaktor. Da für die meisten Unternehmen ein umfangreicher Mitarbeiter- und Ressourcenaufbau nicht in Frage kommt, stehen diese Unternehmen vor der Herausforderung, den Wertbeitrag vorhandener Mitarbeiter und Ressourcen zu maximieren. Dies führt zum Konzept Return on Maintenance (RoM). Der Wertbeitrag der Instandhaltung geht dabei über die reine Herstellung von Verfügbarkeit zu möglichst geringen Kosten weit hinaus. Zielgrößen wie Ausschussrate, Energieeffizienz, Materialeffizienz aber auch die Minimierung von Rüstzeiten zeigen die vielfältigen Zielgrößen der Instandhaltung auf.

1. Die heutige Rolle der Instandhaltung Die Bedeutung der Instandhaltung für produzierende Unternehmen in Hochlohnländern, wie Deutschland, wird seit mindestens 20 Jahren sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis regelmäßig hervorgehoben. In der industriellen Praxis wird der Instandhaltung heute dennoch immer nicht der angemessene Stellenwert beigemessen. In der Praxis werden Instandhaltungsfunktionen in Unternehmen meist nur als Kostenstelle betrachtet. Vernachlässigt werden hierbei die vielfältigen Wechselwirkungen und Potentiale einer erfolgreichen Instandhaltung. Die (positiven) Wechselwirkungen sind in den meisten produzierenden Betrieben zumindest implizit bekannt, werden aber dennoch in der operativen Praxis häufig nicht bei Entscheidungen berücksichtigt. Oft noch leicht abzuschätzen sind die Auswirkungen der Instandhaltung auf die Betriebs- oder Produktionskosten. In den allermeisten Fällen wird dabei zugunsten der Produktion und der Erfüllung von Kundenaufträgen entschieden, sodass langfristige negative Effekte durch die Instandhaltung aufgefangen werden müssen. Ein weiteres Potential der Instandhaltung liegt in der Verlängerung der Nutzungsdauer von technischen Assets, insbesondere wenn statt reaktiven zustandsorientierte bzw. prädiktive Instandhaltungsstrategien zur Anwendung kommen. Die Instandhaltung spart so einerseits Kosten für teure Neuanschaffung ein und verlängert andererseits die Zeit, in der die bestehenden (teils abgeschriebenen) Assets wirtschaftlichen Ertrag generieren. Zusätzlich besteht ein Potential in der Rückführung von Erfahrungswissen oder Informationen aus dem Betrieb von Maschinen sowie ihrer Wartungshistorie in die Entwicklung und Herstellung der selbigen. Letzteres sowie auch prädiktive Instandhaltungsstrategien scheitern in vielen Betrieben allerdings schon alleine aufgrund einer nicht vorhandenen aber notwendigen Datenbasis, da bestehende IT-Systeme (z. B. IPS, ERP, SMS) oft nur unzureichend an existierende technische Assets gekoppelt sind. 2. Der Einfluss von Industrie 4.0 auf die Instandhaltung Zukünftig wird die Debatte und damit die Wahrnehmung der Instandhaltung in produzierenden Betrieben im Rahmen von Industrie 4.0 frischen Wind erhalten. Aus Sicht der Instandhaltung ist dies die Chance, den eigenen Stellenwert im Unternehmen noch einmal auf den Prüfstand zu stellen. Der durch die fortschreitende Vernetzung von Objekten, Maschinen und Menschen initiierte Wandel schafft die Grundlage für die Entwicklung der notwendigen Datenbasis für die Instandhaltung. Neben den oben genannten Potentialen hat diese Datenbasis mit der bei Industrie 4.0 einhergehenden Analysefähigkeit insbesondere positive Auswirkungen auf die organisationalen Anpassungsprozesse von produzierenden Unternehmen. Die hierunter fallenden Lern- und Verbesserungsprozesse im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses gewinnen deutlich an Geschwindigkeit, da Latenzzeiten vom Eintritt eines Ereignisses, über die Analyse- und Entscheidungsphase bis hin zur Initiierung und (automatisierten) Umsetzung von Maßnahmen erheblich verkürzt werden. Dies wiederum begünstigt die Innovationsgeschwindigkeit, d. h. die erfolgreiche Entwicklung und Einführung neuer Produkte, Dienstleistungen und Lösungen. Sowohl die erheblich verkürzten Lern- als auch Innovationsprozesse sind Kernelemente eines agilen Unternehmens. Für die Instandhaltung bedeutet dies, dass die dazugehörigen Instandhaltungsstrategien ebenso schnell angepasst werden müssen, damit die verbundenen Einsparungspotentiale bei direkten und indirekten Instandhaltungskosten realisiert werden können. Die Integration geeigneter IT-Systeme unterstützt das Heben dieser Potentiale maßgeblich, indem die dazu notwendigen Daten der veränderten Asset-Nutzung bereitgestellt und aufbereitet werden. 3. Das Konzept des Return on Maintenance Allgemein wird die zentrale Rolle der Instandhaltung im agilen produzierenden Unternehmen der Zukunft schnell deutlich. Die Instandhaltung, konsequent zu Ende gedacht, ist ein zentraler Treiber für den Unternehmenswert und wird damit für viele produzierende Unternehmen zum strategischen Erfolgsfaktor. Da für die meisten Unternehmen ein umfangreicher Mitarbeiter- und Ressourcenaufbau nicht in Frage kommt, stehen diese Unternehmen vor der Herausforderung, den Wertbeitrag vorhandener Mitarbeiter und Ressourcen zu maximieren. Dies führt zum Konzept Return on Maintenance (RoM). Der Wertbeitrag der Instandhaltung geht dabei über die reine Bereitstellung von Verfügbarkeit zu möglichst geringen Kosten deutlich hinaus. Zielgrößen wie Ausschussrate, Energieeffizienz, Materialeffizienz aber auch die Minimierung von Rüstzeiten zeigen die vielfältigen Zielgrößen der Instandhaltung auf. Mit der Erkenntnis, welchen Beitrag die Instandhaltung tatsächlich leistet oder potentiell leisten kann, müssen Business Cases, Investitionsrechnungen, Instandhaltungsstrategien, etc. neu bewertet werden. Die eingeläutete Abkehr von einer rein auf direkten Kosten basierten Bewertung hin zu einer Wertbeitrag-orientierten Betrachtung führt in der Instandhaltung zu einem Paradigmenwechsel hinsichtlich der handlungsleitenden Prinzipien. 4. Die vier Erfolgsprinzipien des RoM Die erfolgreiche Umsetzung des Konzepts des RoM basiert dabei im Wesentlichen auf vier aufeinander aufbauenden Prinzipien. Zum einen muss, wie oben beschrieben, eine für die Instandhaltung geeignete Datenbasis geschaffen werden, auf der alle anknüpfenden Instandhaltungsmaßnahmen – seien es Reaktive, Präventive oder Prädikative – aufsetzen können. Die hierzu benötigte hinreichend genaue digitale Abbildung der realweltlichen Prozesse und Anlagen (digitaler Schatten) ist dabei auf die Integration und Weiterentwicklung bestehender IT-Systeme (z. B. IPS, ERP, SMS) angewiesen. Zum zweiten verlangen verkürzte Produktinnovationszyklen und hochfrequente Anpassungsprozesse in der Produktion ebenso kürze adaptive Zyklen in der Instandhaltung, die neuartige Systeme wie z. B. Augmented Reality aktiv miteinbinden. Aufgrund der Vielfalt an technologischen Weiterentwicklungsmöglichkeiten bringt eine Fokussierung auf wenige entscheidende Kernfunktionalitäten mit einkalkulierten iterativen und kurzzyklischen Anpassungsprozessen im Sinne des Minimum Viable Services (MVS) Ansatzes einen langfristigen Vorteil für die Instandhaltung mit sich. Hierzu ist die Verfügbarkeit von Standards bei der Anbindung von Maschinen, Objekten und Menschen an IT-Systeme ein dritter entscheidender Faktor. Die Nutzung bestehender Standards in der Instandhaltung erspart die zeit- und kostenintensive Entwicklung eigener Lösungen, wodurch die zuvor geschilderten schneller werdenden Wandlungs- und Umsetzungsprozesse im Sinne von MVS erst realisiert werden können. Zuletzt kommt es darauf an, dass die vermehrt faktenbasierten Entscheidungen im Rahmen der auf Standards aufbauenden iterativen Innovationszyklen auch von beteiligten Mitarbeitern in der Instandhaltung aber auch der Produktion akzeptiert und gelebt werden. Dieser unternehmenskulturelle Aspekt, der auch angepasste Lern- und Weiterbildungskonzepte berücksichtigen muss, bildet einen umspannenden Rahmen des Paradigmenwechsels durch das Konzept des RoM.

Gemeinsamer Abschlussbericht zum Forschungsprojekt mit dem Bewilligungszeitraum vom 01.04.2016 bis 31.03.2019 und den Förderkennzeichen 03ET7549 A bis I. Ziel des Forschungsvorhabens eSafeNet war die Erforschung, Konzeption und Demonstration eines innovativen informationstechnischen Kommunikationsansatzes für das Internet der Energie. Grundlegend sollten die Potenziale einer dedizierten Kommunikationsnetzinfrastruktur mittels Mobilfunk als Primärtechnologie und unterstützenden kabelgebundenen Übertragungstechnologien, wie z. B. Powerline, untersucht werden, um den Anforderungen sicherheitskritischer Strukturen an Stabilität, Zuverlässigkeit und Sicherheit gerecht zu werden. Zur Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit wurde eine Dienstleistungsplattform entworfen, die sicherheitsrelevante und zusätzliche Smart Services durch Serviceprovider bereitstellt.

In diesem Vortrag wird dargestellt, wie der Einsatz digitaler Technologie in Kontext Industrie 4.0 dazu beitragen kann, die Instandhaltung als Werttreiber produzierender Unternehmen zu verstehen. Zusätzlich werden Prinzipien aufgezeigt, die Unternehmen dabei helfen können, diesen "Return on Maintenance" für ihreInstandhaltungsorganisation und ihr Unternehmen zu maximieren.