Kongressvortrag von Thomas Heller, Fraunhofer Institut IML, bzgl. TPM (Total Productive Maintenance) mit den Themen Was ist TPM, was bedeutet Smart Maintenance, mit TPM und Smart Maintenance die Zukunft gestalten.

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Bild: ©Mimi Potter / Fotolia.com
Die Zukunft von TPM
Dr.-Ing. Thomas Heller

2. © Fraunhofer · Slide 2
AGENDA
Was ist TPM?
Was bedeutet Smart Maintenance?
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
Mit TPM und Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen die Zukunft gestalten

3. © Fraunhofer · Slide 3
Seiichi Nakajima William Edwards Deming
Plan
DoCheck
Act
Ziele
Muda, mura and muri
(Verschwendung, Unausgeglichenheit,
Überbeanspruchung)
Effektivität
Vermeiden von Verschwendung
Null-Fehler
Der Ursprung von TPM
Erfunden von W. E. Deming in den USA
in den frühen 1940er Jahren
Erste konkrete Umsetzungen 1950 in
Japan
TPM wurde von Seiichi Nakajima 1960
weiterentwickelt
1971 in einer Toyota factory eingesetzt
Bildquellen: https://alchetron.com/Seiichi-Nakajima; https://andrewstotz.com/dr-w-edwards-deming/

4. © Fraunhofer · Slide 4
Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

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Säule 1: Kontinuierliche Verbesserung
Bildquelle: 448764_original_R_by_w.r.wagner_pixelio.de.jpg
KVP

6. © Fraunhofer · Slide 6
Säule 1: Kontinuierliche Verbesserung
Wie denkt man Kaizen?
• Alle Abläufe sollten hinterfragt werden
Der optimale Zustand
existiert nicht
• Sich nicht vom ersten Problem ablenken lassen, sondern
nach der Wurzel suchen
Der wahre Grund des
Problems muss identifiziert
werden
• Suche nach einer Lösung, nicht nach einem Grund, um
nicht zu der Lösung zu kommen
Der Fokus liegt auf der
Lösung
• Löse Probleme immer im Team
• Jeder ist verantwortlich für Verbesserungen
Teamwork
• Wir kreieren einen kontinuierlichen
VerbesserungsprozessHöre niemals auf zu KAIZEN!

7. © Fraunhofer · Slide 7
Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

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Säule 2: Gemeinschaftliche Produktion
Bildquellen: T. Heller
Die Dokumentation ist die Grundlage für eine Verbesserung
Mängelkarten helfen Mängel für jeden Sichtbar zu machen
Mängel sind für jeden
unmittelbar sichtbar!
MängelkartengelkarMänggelkarrtenenrteen
Mängel sindd ffür jedden

9. © Fraunhofer · Slide 9
Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

10. © Fraunhofer · Slide 10
Periodisch vorbeugend
Reaktive
Instandhaltung
Vorteile
volle Nutzung des
Abnutzungsvorrats
geringer Planungsaufwand
Nachteile
z.T. hohe Ausfallkosten
hohe
Instandsetzungskosten
mangelhafte Planbarkeit
der Maßnahmen
keine Garantie für hohe
Anlagenverfügbarkeit
Vorteile
Instandsetzungsmaßnahmen
im voraus planbar
gute Ausnutzung der
Komponenten
hohe Anlagenverfügbarkeit
Nachteile
z.T. hohe Inspektionskosten
z.T. Einsatz von
Diagnosesystemen notwendig
Nicht alle auftretenden Fehler
sind durch Prüfung zu
erfassen
Vorteile
Instandsetzungsmaßnahmen
im voraus planbar
Senkung von
Produktionsausfallkosten
Nachteile
seltenes Vorliegen der Daten
über Ausfallverhalten
z.T. unvollständige
Ausnutzung des
Abnutzungsvorrates
z.T. hohe Kosten für
präventive Maßnahmen
Präventive Instandhaltung
Zustandsabhängig
Säule 3: Instandhaltungsstrategien
Quelle: Luczak, 2004

11. © Fraunhofer · Slide 11
• Nur mit der geeigneten Datengrundlage lässt
sich eine Strategieentscheidung treffen.
• Verbinden Sie Betriebsdaten, Zustandsdaten
und Produktionsplan miteinander. Nur die
Vernetzung und Verknüpfung der
Informationen lässt sichere
Strategieentscheidungen zu.
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Säule 3: Instandhaltungsstrategien
Bildquellen: T. Heller, FLIR

12. © Fraunhofer · Slide 12
Elektronische Dokumentation – Störmeldung
Direkte Vorteile
Kein Papier mehr ausfüllen
Schnellere Eingabe durch Störungsliste auf
Maschinenebene
Langfristige Vorteile
Feedback an den Mitarbeiter
Exakte Verfügbarkeit auf Maschinenebene
ermöglicht gezielte Investitionen
Störungsvermeidung kann direkt in
Verbesserungsprozesse mit einbezogen werden
Hohe Transparenz
Daten bilden die Grundlage für
die richtige Auswahl der
vorbeugenden Maßnahmen
Säule 3: Instandhaltungsstrategien
Bildquellen: T. Heller,

13. © Fraunhofer · Slide 13
Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

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Säule 4: Kompetenz und Qualifikation
Methodische und fachliche (produktbezogene Kompetenz)
6 Sigma/Wertanalyse
Akquise
Ausschreibungsunterlagen erstellen
Auto-ID Techniken (RFID / Barcode etc.)
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess/Kaizen
Kostenrechnung, z. B. Prozesskosten,
Wirtschaftlichkeitsberechnung, LCC
MS Access
MS Excel
Projektmanagement
Prozessanalyse und -optimierung
Risikomanagement (FMEA, …)
SAP MM / WM / LVS
SAP PM IPS
Supply Chain (z. B. Netzwerkgestaltung)
Wissensmanagement
MethodischeQualifikation
After Sales für ET
Audits
Condiiton Monitoring (Beratung und Anwendung)
Dienstleistungsgestaltung im After Sales
ERBORAS
Ersatzteilmanagement
Instandhaltung
Lagerplanung
Lean
Outsourcing
Total Productive Management
ProduktbezogeneQualifikation

15. © Fraunhofer · Slide 15
Säule 4: Kompetenz und Qualifikation
Zuordnung von Ist- und Ziel
Qualifikationsmatrix
Mitarbeiter
aktuell durch
interne
Fortbildungen
erreichbarer
Status
Oliver Björn Martin Britta
Ist Ziel Ist Ziel Ist Ziel Ist Ziel
MethodischeQualifikation
6 Sigma/Wertanalyse Legende:
Akquise (0) keine Kenntnisse
Ausschreibungsunterlagen erstellen (1) Grundkenntnisse
Auto-ID Techniken (RFID / Barcode etc.) (2) Fortgeschritten
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess/Kaizen (3) Profi
Kostenrechnung, z. B. Prozesskosten,
WWirtschaftlichkeitsberechnung, LCC
(4) Experte
MS Access
MS Excel
Projektmanagement
Prozessanalyse und -optimierung
Risikomanagement (FMEA, …)
SAP MM / WM / LVS
SAP PM IPS
Supply Chain (z. B. Netzwerkgestaltung)
Wissensmanagement

16. © Fraunhofer · Slide 16
Säule 4: Kompetenz und Qualifikation
Ableitung von Handlungsbedarfen
Qualifikationsmatrix
Mitarbeiter
Ergebnis IST-Ziel Gewichtung Handlungsbedarf
MeierMethodischeQualifikation
6 Sigma/Wertanalyse 1 2 -1 -9 1 --9
Akquise 3 4 -1 -8 3 --24
Ausschreibungsunterlagen erstellen 2 3 -1 -6 1 --6
Auto-ID Techniken (RFID / Barcode etc.) 2 2 0 -3 2 --6
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess/Kaizen 2 3 -1 -6 2 --12
Kostenrechnung, z. B. Prozesskosten, Wirtschaftlichkeitsberechnung, LCC 2 2 0 -6 2 --12
MS Access 2 2 0 -6 1 --6
MS Excel 3 3 0 -3 3 --9
Projektmanagement 3 3 0 -9 3 --27
Prozessanalyse und -optimierung 4 4 0 -7 3 --21
Risikomanagement (FMEA, …) 2 3 -1 -6 2 --12
SAP MM / WM / LVS 1 2 -1 -8 2 --16
SAP PM IPS 1 2 -1 -8 2 --16
Supply Chain (z. B. Netzwerkgestaltung) 2 2 0 -6 1 --6
Wissensmanagement 2 3 -1 -7 2 --14
Individuelle Gewichtung
entsprechend der
Anforderung (z. B.
Gruppenleiter,
Software-Entwickler
etc.) ist als Faktor
möglich
x3 = -3

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Säule 4: Kompetenz und Qualifikation
Ableitung von Handlungsbedarfen - Abteilungssicht
Qualifikationsmatrix
Mitarbeiter
Ergebnis IST-Ziel Gewichtung Handlungsbedarf
MeierMethodischeQualifikation
6 Sigma/Wertanalyse 1 2 -1 -9 1 --9
Akquise 3 4 -1 -8 3 --24
Ausschreibungsunterlagen erstellen 2 3 -1 -6 1 --6
Auto-ID Techniken (RFID / Barcode etc.) 2 2 0 -3 2 --6
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess/Kaizen 2 3 -1 -6 2 --12
Kostenrechnung, z. B. Prozesskosten, Wirtschaftlichkeitsberechnung, LCC 2 2 0 -6 2 --12
MS Access 2 2 0 -6 1 --6
MS Excel 3 3 0 -3 3 --9
Projektmanagement 3 3 0 -9 3 --27
Prozessanalyse und -optimierung 4 4 0 -7 3 --21
Risikomanagement (FMEA, …) 2 3 -1 -6 2 --12
SAP MM / WM / LVS 1 2 -1 -8 2 --16
SAP PM IPS 1 2 -1 -8 2 --16
Supply Chain (z. B. Netzwerkgestaltung) 2 2 0 -6 1 --6
Wissensmanagement 2 3 -1 -7 2 --14
Handlungsbedarf!

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Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

19. © Fraunhofer · Slide 19
Säule 5: Qualität
Stehen auch in Ihren Qualitätshandbüchern
die „falschen“ Prozesse?

20. © Fraunhofer · Slide 20
Gesamtanlageneffektivität (GAE)
Säule 5: Qualität
GAE = B/A x D/C x F/E
Zeitfaktor Leistungsfaktor Qualitätsfaktor
Potenziale/ableitbare
Aussage bei
Werten < 100%
Stillstände
reduzieren
StillständeSt lilll tä dd
Betriebszeit
verlängern
Geschwindigk
eit erhöhen
GGeschwindigkG h i di k
Kapazität
erhöhen
Ausschuss
reduzieren
AusschussA h
Ist-Menge
erhöhen

21. © Fraunhofer · Slide 21
Kontinuierliche
Verbesserung
Gemeinsam immer besser
werden
Gemeinschaftliche
Produktion
Gemeinsam produzieren
und instandhalten
Instandhaltungs-
Strategien
Die passende Strategie
anforderungsgerecht wählen
Qualität
Prozesse im Blick haben
und messbar besser
werden
Kompetenz und
Qualifikation
Wissen schaffen,
behalten und verteilen
Lebenszyklus-
Management
Anlagen und Ersatzteile
im Fokus
6 Säulen für einen umfassenden Verbesserungsprozess

22. © Fraunhofer · Slide 22
Säule 6: Lebenszyklus-Management
Bildquellen: salvagnini
Energieeffizienz
Umweltschutz
Arbeitssicherheit
Retrofit
Obsoleszenz
Ersatzteilmanagement
Effizienz
Die Säule des Lebenszyklus-Management
ermöglicht ein ganzheitliches Bild über die
Produktionsanlagen.

23. © Fraunhofer · Slide 23
Säule 6: Lebenszyklus-Management
Kennzahlen als Grundlage für die Instandhaltungs-Strategie

24. © Fraunhofer · Slide 24
AGENDA
Was ist TPM?
Was bedeutet Smart Maintenance?
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
Mit TPM und Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen die Zukunft gestalten

25. © Fraunhofer · Slide 25
Was bedeutet Smart Maintenance?
Der Kern der Industrie 4.0 – die Smart Factory
Bildquelle: Fraunhofer IML

26. © Fraunhofer · Slide 26
Bildquelle: Fraunhofer IML, TU Dortmund
Die Instandhaltung sichert die
Funktionsfähigkeit sämtlicher
Betriebsmittel – auch in einer
Smart Factory
Mit der Digitalisierung der
Produktionsumgebung
wachsen die Herausforde-
rungen, deren Verfügbarkeit
weiterhin zu gewährleisten
Ohne eine innovative
Instandhaltung kann der
Transformationsprozess zur
Smart Factory nicht gelingen
Was bedeutet Smart Maintenance?
Mit einer smarten Instandhaltung zur Smart Factory

27. © Fraunhofer · Slide 28
Was bedeutet Smart Maintenance?
Deutschland braucht Smart Maintenance für Industrie 4.0
Historie
Mechanische
Komponenten
Einzelne Maschinen
& Anlagen
Historische Daten &
Erfahrungswissen
Reaktive
Instandhaltung
Damit die Smart Factories der Industrie 4.0 Wirklichkeit werden können,
muss sich die Instandhaltung zur Smart Maintenance weiterentwickeln.
Industrie 4.0
Digitalisierung der
Produktions-Anlagen
Übergreifende
Vernetzung
Big Data / höhere
Komplexität
99,9%
Verfügbarkeit
Smart Maintenance
Mehr IT in der
Instandhaltung
Kooperation von
Betreiber, Hersteller und
Lieferanten
Wissensmanagement
verfügbarkeitsorientierte
Instandhaltung

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Smart Factory
Was bedeutet Smart Maintenance?
Paradigmenwechsel: Vom Getriebenen zum Treiber
Bildquellen: in Anlehnung an IFCC GmbH, © nils.ackermann.gmail.com, depositphotos.com
Smart
Production
Produktion
Smart
Maintenance
Verfügbarkeit
Smart Services
Ersatzteilwesen
Automatisierung und Digitalisierung
erfordert erfordert

29. © Fraunhofer · Slide 30
AGENDA
Was ist TPM?
Was bedeutet Smart Maintenance?
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen – So geht es los.

30. © Fraunhofer · Slide 31
Gegenwärtige Situation in vielen Unternehmen
Smarte Instandhaltung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
?
Produktion
und Instand-
haltung
planen
getrennt
Gemeinsame
Planung von
Produktion
und Instand-
haltung
Geringe
Flexibilität in
der
Produktion
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
?
Stark
personen-
gebundenes
Know-how
Wissens-
management
?
Ersatzteil-
wesen ist
nicht
strukturiert
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
?
Instand-
haltung ist
nur Kosten-
verursacher
Wertbeitrag
der Instand-
haltung ist
bekannt
?
Über-
wiegend
reaktive
Instand-
haltung
Verfügbarkeits-
orientierte
Instandhaltung
?

31. © Fraunhofer · Slide 32
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
In welchem Silo liegen Ihre Daten?
Bildquelle: Fotolia_111603873
Gemeinsame Nutzung verschiedener Datenquellen ist die Basis für eine
effiziente Instandhaltungs-Planung
Produktions-
Daten
Instand-
haltungs-
daten
Vertriebs-
daten Dienst-
leister-
Daten
Hersteller-
daten

32. © Fraunhofer · Slide 33
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Welche Fragen wollen Sie beantworten?
Bildquelle: Salvagnini Deutschland GmbH, Fiber-Laser
ANLAGEN-STRUKTUR
Ort
Linie
Baujahr
Leistungsdaten
Relevante
Bauteile /
Stückliste
ZUKUNFT
Lebenszyklus
Nutzungs-
intensität
Retrofits/
Umbauten
PRODUKTION
Nutzungs-Daten
Produktions-
programme
Belastung
…
INSTANDHALTUNG
IH-Planung
Störungen/
Historie
Ersatzteilbedarfe
Anlagenzustand/
Condition
Monitoring
Wieviel Restnutzung ist
möglich?
Instandhaltungs- & Ersatzteilbedarf
Wieviel Restnutzung
brauche ich?

33. © Fraunhofer · Slide 34
Bildquelle: https://blogs.sap.com/wp-content/uploads/2020/06/6-32.png
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Digitalisierung als Basis für eine anforderungsgerechte Produktion

34. © Fraunhofer · Slide 35
Montag, 12.01 Dienstag, 13.01 Mittwoch, 14.01
Donnerstag,
15.01
Teilnehmener 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00 8:00 14:00
Herr Maier
Herr Schneider
Frau Sonntag
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Flexibles Agieren und Reagieren bei Änderungen
Bildquelle: Fraunhofer IAO, vote2work.de
Nutzung sozialer Netzwerke im Unternehmen
Mitarbeitergruppen stimmen über ihre
kurzfristigen Arbeitseinsätze zu einem
vorgegebenen Termin eigenverantwortlich ab
Teil
Her

35. © Fraunhofer · Slide 36
Zusagen
Absagen
Samstag
geht leider
nicht.
Status:
7 Mitarbeiter angefragt,
1 Rückmeldung
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Flexibles Agieren und Reagieren bei Änderungen
Bildquelle: Fraunhofer IAO, vote2work.de
Ich kann
diesen Samstag
arbeiten.
Umsetzung: www.vote2work.com/

36. © Fraunhofer · Slide 37
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Anwendungsbeispiel vote2work.com
Quelle: https://vote2work.com/wp-content/uploads/2016/08/tablet-smartphone_mockup_700x433.png

37. © Fraunhofer · Slide 38
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wissensmanagement: Augmented Reality in der Instandhaltung
Bildquelle: Fraunhofer IML

38. © Fraunhofer · Slide 39
Bildquelle: CMPi

39. © Fraunhofer · Slide 40
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Wertbeitrag der Instandhaltung
Voraussichtliche Kosten
für die Durchführung
einer Maßnahme
- Personal
- Material
- Geplante
Stillstandszeit
Voraussichtliche
Kosten beim
Stillstand
- Ungeplante Ausfallzeit
- Qualitätsverlust
- Kundenverlust
Abnutzungsgrenze
Optimum ?

40. © Fraunhofer · Slide 41
AGENDA
Was ist TPM?
Was bedeutet Smart Maintenance?
Handlungsfelder – Das müssen Sie im Griff haben!
Lösungsansätze – so kann es funktionieren!
Mit TPM und Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen die Zukunft gestalten

41. © Fraunhofer · Slide 42
Sie brauchen eine Strategie!
Umsetzung von TPM und Smart Maintenance in Ihrem Unternehmen
Unternehmens-
Strategie
Reifegrad-Modell
Leuchttürme
und
Handlungsfelder
Mensch und
Digitalisierung
Geschäfts-
modelle
Wahrnehmung
beim Kunden
Management-
Modell

42. © Fraunhofer · Slide 44
TPM und Smart Maintenance als entscheidender Teil Ihrer Unternehmensstrategie
Das können auch Ihre Handlungsfelder sein – Das müssen Sie im Griff haben!
Sechs zentrale Bausteine für eine smarte Instandhaltung
Gemeinsame
Planung von
Produktion
und Instand-
haltung
Flexibles
Agieren und
Reagieren bei
Änderungen
Wissens-
management
Anforderungs-
gerechtes
Ersatzteil-
management
Wertbeitrag
der Instand-
haltung ist
bekannt
Verfügbarkeits-
orientierte
Instand-
haltung

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Bildquelle: Fraunhofer IML
TPM ist noch längst kein alter Hut. Gemeinsam mit den Möglichkeiten der Digitalisierung stellt TPM
eine hervorragende Möglichkeit dar, die Zukunft ihres Unternehmen zu gestalten!
Lassen Sie uns anfangen!