RFID in der Instandhaltung Planung und Bewertung des RFID Einsatzes bei RWE Power (TT-HW)
Inden, 05. Mai 2010
Tobias Rhensius, (FIR an der RWTH Aachen) Veronika Gau (RWE Power) © FIR 2010
Kurzprofil FIR
Direktor
Geschäftsführer
Prof. Dr. Günther Schuh
Dr.-Ing. Volker Stich
Produktionsmanagement
Supply Chain Design Auftragsmanagement Logistikmanagement Competence Center IT-Auswahl
Dienstleistungsmanagement
Das FIR Gründung: 1953 rund 140 Mitarbeiter, davon ca. 50 wissenschaftliche Mitarbeiter jährlich ca. 40 öffentlich geförderte Projekte jährlich ca. 60 Projekte mit Industriekunden
Service Engineering Lean Services Community Management Competence Center Instandhaltung
Informationsmanagement Informationslogistik Informationstechnologiemanagement Competence Center Electronic Commerce
© FIR 2010
2
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Ergebnis
© FIR 2010
3
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Ergebnis
© FIR 2010
4
Zielsetzung des Projekts Machbarkeitsprüfung und Bewertung des RFID Einsatzes bei RWE Power Herausforderungen der Instandhaltung
Transparenz von Wartungs- und Lebenszyklen von Werkzeugen, Bauteilen und Maschinen
Lückenlose Dokumentation Steigende Effizienzanforderungen ... Ziele
Prüfung der Potenziale und Einsatzmöglichkeiten von RFID Untersuchung der technischen Machbarkeit des RFIDEinsatzes und Definition von Soll-Prozessen
Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Einführung von RFID und Erstellung einer Entscheidungsvorlage
© FIR 2010
5
RFID – Business Case Calculation Wissenschaftlich fundiertes Vorgehen zur Planung und Bewertung des Auto-ID Einsatzes Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
I I.1 Auswahl Objekte I.2 Analyse Ist-Prozess
Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
II II.1 Technologieauswahl II.2 Feldtest II.3 Definition Soll-Prozess
III III.1 Ermittlung Kostentreiber und Nutzenpotenziale III.2 Bewertung von Kosten und Nutzen III.3 Erhebung Erweiterungsoptionen
© FIR 2010
6
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Handlungsempfehlung & Diskussion
© FIR 2010
7
Vorgehen - Potenzialanalyse Workshops zur Analyse der Prozesse & Erhebung von Potenzialen
Aufnahme der Prozesse & Erhebung der Potenziale
Dokumentation Prozesse & Steckbriefe
Review durch die Fachbereiche
Überarbeitung & Ergänzung Dokumentation
© FIR 2010
8
Ergebnisse - Potenzialanalyse Es können 3 wesentliche Prozessvarianten unterschieden werden
Tagebau Ausbau
Einbau
Transport / Magazine Transport
Transport
Lagerung
Lagerung
Transport
Transport
TT-HW Prüfung / Dispo
Versand
Mit SAP & Equi-Nummer Mit SAP ohne Equi-Nummer Ohne SAP
© FIR 2010
9
Ergebnisse - Potenzialanalyse
E-Motoren
Tragrollen
Betriebsmittel
Trommeln
Getriebe
Bodenplatten
Potenziale
Turasse
Produktgruppen
Schwingen
Die Potenziale sind in den verschiedenen Produktgruppen ähnlich
Automatische Buchung / Dokumentation Automatische Identifikation Transparenz Komplexitätsbeherrschung
Detailanalyse: Machbarkeit & Wirtschaftlichkeit © FIR 2010
10
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Ergebnis
© FIR 2010
11
Ergebnisse - Technologieszenario Harte Umgebungsbedingungen im Tagebau & Anbringung Transponder
Umgebungsbedingungen
Metallische Umgebungen
Witterungseinflüsse
Verschmutzungen
Mechanische Beanspruchung
Fahrwerk Anbringung Transponder
Vermeidung von mechanischer Beanspruchung
Auswahl geeigneter Klebstoffe
Vielfältige Bauformen & Produktgruppen
Turas im Fahrwerk © FIR 2010
12
Ergebnisse - Technologieszenario Feldtest mit verschiedenen Transpondern und Frequenzen
LF Transponder
Trommel im Test UHF Transponder
Vielfältige Anforderungen der Produktgruppen bzw. Fachbereiche bzgl. Lesereichweiten und Anbringung
Unterschiedliche bauliche und logistische Gegebenheiten
© FIR 2010
13
Ergebnisse - Technische Machbarkeit Technologieauswahl und Empfehlungen
Frequenzbereich
Energieversorgung
Datenhaltung
Anbringung mechanischer Schutz gute Auffindbarkeit geringer Aufwand
LF
UHF
Lesedistanz nur für Trommeln im laufenden Betrieb nötig Größere Bauformen (insb. On-Metal) Höherer Preis Empfindlichkeit bei Flüssigkeit
Robusten und kleine Bauformen Einfluss Metallen & Flüssigkeiten gering Pulklesung nicht nötig/unerwünscht Reichweite ausreichend Breites Marktangebot, geringer Preis
Passiv
Aktiv
Hohe Lebensdauer Kein Wechsel nötig Niedriger Preis Geringere Lesereichweite
Hohe Reichweite Hoher Preis Lebensdauer beschränkt Große Bauformen
Data-on-Network
Data-on-Tag
Geringerer Preis Kein Datenverlust Datenverfügbarkeit über Handhelds Keine Synchronisation mehrer Tags
Daten am Objekt Synchronisation aufwändig Datenverlusts bei Beschädigung Höherer Preis
Kleben
Schrauben, Nieten, etc.
Schnell Preiswert Anbringungsort entscheidend
Aufwändig & teuer
© FIR 2010
14
Ergebnisse - Technologieszenario Regelmäßige Beobachtung vor Ort und einmalige Labortests Ergebnisse Feldtest
Alle angebrachten Transponder haben die erste Testphase (6-10 Wochen) überstanden
Auch zweite Testlesung (~4 Monaten) positiv
Alle Transponder waren noch auslesbar
Hohe Haltbarkeit (z.B. nach Lackierung von Betriebsmittel)
Ergebnisse Laboruntersuchung*
Drucktest Temperaturtests Schweißtests alle Transponder waren noch auslesbar
Schlagversuche eingekapselte Transponder nicht mehr lesbar; Smart Labels noch auslesbar (Ausnahme: Chip wurde getroffen)
Aber: Langzeitbeobachtung erforderlich
* im Rahmen einer Bachelor-Arbeit bei PCW durchgeführt
© FIR 2010
15
Ergebnisse - Technologieszenario Definition von Soll-Prozessen mit den Fachbereichen & Verallgemeinerung Bahn
Symbol
Erläuterung Prozessschritt mit Funktionsbereich und Tätigkeit
Generische Soll-Prozesse Produktgruppen, ortsfeste & ortsveränderliche Betriebsmittel Prozess
Vorhergehender bzw. nachfolgender Teilprozess Prozess
Defekt / Schaden
Zustand / Auslöser
Objektfluss
3
Wartungsintervall
Defekt / Schaden
IT-System
Daten
Wartungsintervall
Tagebau Defekt / Schaden feststellen
Bauteil (eingebaut) Tagebau Bauteil inspizieren
Prozessverzweigung Tagebau
Nummer der Funktion der mobilen Lösung
2
I-Punkt
Tagebau
6 / 7
Objektfluss
Mobile Lösung
Bauteil identifizieren
Mobile Lösung
IH-Meldung anlegen
Objekt Interne Instandset zung
Betrieb
Interne Instandset zung
Betrieb
AV Tagebau IH- / Wechselauftrag erzeugen
Identifikationspunkt
SAP PM?
Bereichssteiger
ITSystem
Bestand (Magazin)
Auftrag freigeben
Benutztes IT-System Magazin HW Neues Bauteil entnehmen
Daten
Daten der Transaktion(en)
Bauteil (neu)
Magazin HW
5
Mobile Lösung
Neues Bauteil ausbuchen I-Punkt
Magazin HW
Potenziale Sonstige
Neues Bauteil Transportieren
Transport
Defektes Teil
Transport
Anmerkungen
© FIR 2010
16
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Ergebnis
© FIR 2010
17
Vorgehen - Wirtschaftlichkeit Die prozessbezogene Bewertung erfolgte mit den Fachbereichen durch Soll-/Ist-Vergleich Identifikation der Potenziale in Prozessen
Beispielhafte* Bewertung einzelner Nutzenpotenziale
Automatisierter Warenausgang (Vereinnahmung und Verbuchung) Anzahl [#/Jahr]
*
Arbeitszeit pro Vorgang [h/#]
*
Stundensatz [€/h]
=
Summe [€/Jahr]
Minimal
200
0,5
55
...
Erwartet
300
0,5
55
...
+ Fehlervermeidung beim Einbau Anzahl Fehler [#/Jahr]
*
Reduktion mit RFID [%]
NachFehlerbearfolgebeitungs*( + * kosten zeit pro [€/Fehler] Fehler [h]
StundenSumme )= satz [€/h] [€/Jahr]
Minimal
1000
0,6
3
0,5
35
...
Erwartet
1200
0,8
4
0,5
35
...
+ ... *fiktive Zahlen © FIR 2010
18
RFID - Business Case Calculator Hinterlegte Bewertungsvorschriften erleichtern die Monetarisierung
Technologieszenario
Entscheidungsvorlage
© FIR 2010
19
Vorgehen - Wirtschaftlichkeit Kostenabschätzungen durch RFID-Anbieter und Szenarien bilden die Bewertungsgrundlage
Kosten- und Nutzen Prozesse
Ermittlung von Potenzialen und Hemmnissen durch RFID für 6 Produktgruppen
Kosten- und Nutzenbewertung (monetär, qualitativ)
Implementierungskosten
Ermittlung von Mengengerüsten (Transponder, Reader)
Entwicklung einer Grobspezifikation Kostenabschätzung durch 4 Anbieter
Entwicklung unterschiedlicher Szenarien
Entwicklung von 5 Implementierungsszenarien (Kombination verschiedener Produktgruppen)
Investitionsrechnung & Entscheidungsvorlage für verschiedene Szenarien
© FIR 2010
20
Ergebnisse - Wirtschaftlichkeit Neben monetären Vorteilen bietet der RFID Einsatz qualitative Verbesserungen (Auszug)
Reduktion der Umlaufreserven, abhängig von den einzelnen Typen
Vermeidung unnötiger Nacharbeiten, Fehlervermeidung
Reduktion von Übertragungsfehlern, Harmonisierung von IT-Systemen
Automatische Rückmeldung Î Lieferschein, Transportauftrag können automatisch generiert werden, Ablieferungsliste kann entfallen
Equi-Pflege, Umbuchung des technischen Platz in SAP wird automatisiert
Einbauorte werden gepflegt Î Historie nachvollziehbar, Transparenz über den Produktlebenszyklus
...
© FIR 2010
21
Agenda
Zielsetzung & Vorgehen
I - Objekt- und Informationsfluss (Potenzialanalyse)
II - Technologieszenario (Technische Machbarkeit & Soll-Prozesse)
III - Entscheidungsvorlage (Wirtschaftlichkeit)
Ergebnis
© FIR 2010
22
Ergebnis Transparente Entscheidungsvorlage und detaillierte Handlungsempfehlungen
Monetäre Bewertung aller untersuchten Szenarien – Kapitalwert – Amortisationsdauer
Grobspezifikation als Vorlage für das Lastenheft
Vorlage für einen revierweiten Standard für weitere RFID-Anwendungen
Detaillierte Ist-Prozessanalyse & Ableitung von Handlungsempfehlungen, z. B.
1,93
– Einführung Prozessmanagement & Dokumentation Ist-Prozesse
Kapitalwert
1,42 1 2
3
4
5 Jahre
Erwartetes Szenario Minimales Szenario
– Harmonisierung IT-Landschaft & Abschaffung proprietärer Systeme und Excel- bzw. Access-Lösungen – Bereinigung von Schnittstellen-Problemen
Î Pilotprojekt in Planung © FIR 2010
23
Kontakt
Pontdriesch 14/16 · 52062 Aachen · Germany www.fir.rwth-aachen.de Dipl.-Wirt.-Ing., MSc
Tobias Rhensius Informationsmanagement Fachgruppenleiter ITM
Telefon: Fax: Mobil: Email:
+49 (0)241 477 05-510 +49 (0)241 477 05-199 +49 (0)177 34 763 69
[email protected]
© FIR 2010
24
