Smart Maintenance

1. Funktionale Definition: Ziel der Industrie 4.0 ist die Autonomisierung, Digitalisierung und Dezentralisierung von Produktionssystemen zur Herstellung kundenindividuell maßgeschneiderter Lösungen in der Losgröße 1. Die Smart Maintenance gewährleistet zu diesem Zweck die erforderliche hochgradige Flexibilität, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Produktionseinrichtungen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Die vier Maßnahmen der konventionellen Instandhaltung Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung gemäß DIN 31051 haben in diesem Zuge als zentrale Tätigkeitsinhalte in der Smart Maintenance Bestand, müssen sich aber in Zukunft mit einem erweiterten Spektrum an Anforderungen der Prozesse von Produktion und Instandhaltung sowie der technischen Gegebenheiten auseinandersetzen.

2. Technische Bedeutung: Aus der Industrie 4.0 ergeben sich für die Smart Maintenance drei zentrale technische Anforderungen:
Bestehende Produktionseinrichtungen müssen aus- und aufgerüstet werden, um die Anforderungen der Industrie 4.0 an Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Wandlungsfähigkeit zu erfüllen.
Die zunehmende Vernetzung muss dahingehend beherrscht werden, dass eine anforderungsgerechte Verfügbarkeit der Produktionseinrichtungen und -systeme sichergestellt werden kann.
Die Ausbildungs- und Qualifikationsmöglichkeiten der Instandhaltungsmitarbeiter müssen angepasst und weiterentwickelt werden, da die Industrie 4.0 eine Verschiebung des inhaltlichen Tätigkeitsschwerpunktes hin zu mechatronischen und informationstechnologischen Systemen bewirkt.

3. Bedeutung für Anlagenbetreiber: Die Digitalisierung des Shopfloor in Form von Produktionseinrichtungen, -strukturen und -prozessen in der Industrie 4.0 führt zu Transparenz über technische und betriebswirtschaftliche Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge. Direkte Instandhaltungskosten der Durchführung einer Instandhaltungsmaßnahme können verursachungsgerecht den einzelnen Produktionseinrichtungen zugewiesen werden. Ebenso werden die für die Produktionseinrichtung und das gesamte Produktionssystem entstehenden Kosten, wenn die Instandhaltungsmaßnahme nicht oder zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführt wird, identifiziert, erfasst und bewertet. Darauf aufbauend lässt sich in Kombination mit einer sensorbasierten Erfassung des technischen Zustandes einer Produktionseinrichtung die Bedarfsgerechtigkeit von Instandhaltungsmaßnahmen exakt spezifizieren: Es wird zu dem Zeitpunkt instandgehalten, zu dem es wirtschaftlich und funktional die größte Nachhaltigkeit erzielt. Der Verschwendung durch den vorzeitigen Austausch noch intakter Komponenten wird gleichermaßen vorgebeugt wie potenziellen Folgekosten durch Folgeschäden an weiteren technischen Elementen oder am Produkt. Ebenso werden negative Auswirkungen wie verzögerte Lieferungen, Pönalen, Kundenverluste, Imageschäden u.v.m. aufgrund einer nicht bedarfsgerecht umgesetzten Instandhaltung reduziert.

Darüber hinaus ermöglicht die großflächige Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologie, Instandhaltungsmaßnahmen untereinander und im Zusammenspiel mit der Produktionssteuerung optimal zu terminieren und zu koordinieren. In Summe steigen die Produktivität, die Verfügbarkeit, die Zuverlässigkeit und die Betriebssicherheit von Produktionseinrichtungen und in der Folge ganzer Produktionssysteme, während ungeplante Stillstände und Stillstandzeiten reduziert werden.

Insgesamt lässt sich in der Industrie 4.0 der wirtschaftliche Wertbeitrag der Smart Maintenance am Erfolg der Produktion exakt bestimmen, wobei die konventionell abgegrenzten Bereiche Produktion und Instandhaltung enger zusammenwachsen werden. In der Smart Maintenance besitzt die Instandhaltung somit einen explizit produktiven, wertschöpfenden Charakter.

4. Bedeutung für Anlagenhersteller: Die Smart Maintenance besitzt vor allem in Deutschland ein hohes wirtschaftliches Potenzial in Bezug auf zukunftsweisende Geschäftsmodelle, insbesondere in Form von Betreibermodellen. Industrielle Geschäftsmodelle der Zukunft sehen anstelle des Kaufs einer technischen Produktionseinrichtung die Entlohnung gemäß dem generierten Output, also der produzierten Menge (z. B. Stückzahl, Volumen…) bzw. genutzten Leistung (z. B. genutzte Druckluft…) vor. Diese Art von Geschäftsmodellen setzt die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Produktionseinrichtungen voraus, sodass die Smart Maintenance ein operatives, taktisches und strategisches Kernelement solcher Geschäftsmodelle verkörpert. Zugleich erlaubt ein systematisches Wissensmanagement in der Smart Maintenance den schnelleren Rückfluss von Erfahrungen aus dem Betrieb von Produktionseinrichtungen in die Forschung und Entwicklung, sodass Verbesserungs- und Innovationszyklen beschleunigt werden können. Auf diese Weise erschließen sich für den Maschinen- und Anlagenbau sowie industrielle Dienstleister neue Märkte, Geschäftsfelder und Geschäftsmodelle.

5. Volkswirtschaftliche Bedeutung: Die fortschreitende Automatisierung und Autonomisierung der produzierenden Industrie wird zu einem Rückgang an Arbeitsplätzen im direkten Produktionsbereich führen, da der Mensch durch automatisierte und autonome Lösungen ersetzt wird. Dadurch kommt es im produzierenden Gewerbe zu einer Verschiebung der Beschäftigungsschwerpunkte in die indirekten Produktionsbereiche, einerseits in Richtung der Produktionssteuerung, andererseits in Richtung des strategischen, taktischen und operativen Managements von Produktionseinrichtungen. Damit wird die Smart Maintenance sowohl für Anlagenbetreiber als auch für Anlagenhersteller sowie für industrielle Dienstleister zu einem wichtigen Arbeitgeber der Zukunft.

6. Kritik und Ausblick: Die Smart Maintenance wird zum einen eine entscheidende und elementare Rolle bei der Verwirklichung der Industrie 4.0 einnehmen, zum anderen wird sie selbst von der Industrie 4.0 in hohem Maße profitieren. Doch trotz dieser Erkenntnis tritt die Instandhaltung fast ausschließlich als Appendix der Produktion denn als Partner in der Forschung und Entwicklung der Industrie der Zukunft auf. Dies führt dazu, dass einzelne Technologien oder Methoden als Insellösungen isoliert voneinander betrachtet, vornehmlich im Produktionskontext entwickelt und für die Smart Maintenance „nebenher“ angewandt werden. Um das Potenzial der Smart Maintenance – und damit in hohem Umfang des Potenzial der Industrie 4.0 - vollständig zu erschließen, ist ein Wandel im Verständnis der Instandhaltung und die Einbeziehung sämtlicher Stakeholder in eine systematische Entwicklung der Smart Maintenance notwendig. Nur mit einer zukunftsfähigen, anforderungsgerecht aufgestellten Smart Maintenance werden die im Kontext der Industrie 4.0 postulierten technischen, betriebs- und volkswirtschaftlichen Potenziale sich nachhaltig realisieren lassen.