Masterarbeit, 2016
159 Seiten, Note: 1,0
1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Zielsetzung der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Instandhaltung
2.2 Industrie 4.0
2.3 Zwischenfazit Grundlagen
3 Smart Maintenance
3.1 Smart Maintenance als Wegbereiter der Industrie 4.0
3.2 Transformationsbedarf der Instandhaltung
3.3 Zwischenfazit Smart Maintenance
4 Handlungsfelder für die Smart Maintenance
4.1 Der Instandhalter der Industrie 4.0
4.2 Sensorik
4.3 Datenmanagement
4.4 Assistenzsysteme
4.5 Zwischenfazit Handlungsfelder
5 Abschlussbetrachtung
5.1 Zusammenfassung
5.2 Fazit und Ausblick
Ziel der Arbeit ist es, die Potenziale der Industrie 4.0 auf die Instandhaltung zu übertragen, den Transformationsbedarf zur sogenannten Smart Maintenance zu spezifizieren und konkrete Handlungsfelder sowie Konzeptvorschläge für deren Implementierung in industriellen Produktionsumgebungen abzuleiten.
3.1 Smart Maintenance als Wegbereiter der Industrie 4.0
Das Konzept der Industrie 4.0 verkörpert nicht ein spezifisches physisches Produkt oder ein digitales Programm, das in der produzierenden Industrie eingeführt werden soll – Industrie 4.0 ist ein ganzheitlicher Systemgedanke, der Technologien, Arbeitsabläufe und Produktionsprozesse integriert. Dabei zielt Industrie 4.0 sowohl auf die Veränderung einzelner Arbeitsplätze, Prozesse, Maschinen und Anlagen als auch auf die Revolution gesamter Unternehmens- und Arbeitswelten ab. Somit steht in der Industrie 4.0 anstelle einer einmaligen punktuellen Veränderung ein ganzheitlicher fortlaufender Wandel in kleinen Schritten, und unter Berücksichtigung des kontinuierlich anhaltenden technologischen Fortschritts in fortwährenden Iterationsschleifen über mehrere Jahre bevor. Um der Langfristigkeit der Umsetzung der vierten industriellen Revolution angemessen zu begegnen, muss insbesondere möglichen Akzeptanzproblemen und Vorbehalten der Mitarbeiter vorgebeugt und Offenheit sowie eine Vertrauensbasis gegenüber den Veränderungen geschaffen werden (vgl. [HIRSCH-KREINSEN 2014A, S.32]).
Diesbezüglich ist die Instandhaltung im Betriebsalltag zuständig für die Gewährleistung der Funktionalität der cyber-physischen Systeme der Industrie 4.0. Dadurch liegt es im Verantwortungsbereich der Instandhaltung sicherzustellen, dass die Potenziale der neuen Konzepte und Technologien für die Mitarbeiter und in der Folge für die industriellen Unternehmen realisiert werden. Nur so können die Mitarbeiter die Vorteile der Industrie 4.0 erleben und es entstehen die o. g. Offenheit und die notwendige Vertrauensbasis gegenüber den Veränderungen.
1 Einleitung: Erläutert die Ausgangslage der Industrie 4.0 und die daraus resultierende Notwendigkeit, das Konzept der Smart Maintenance zu entwickeln.
2 Grundlagen: Definiert die zentralen Begriffe der Instandhaltung sowie die technologischen Charakteristika und historischen Entwicklungen der Industrie 4.0.
3 Smart Maintenance: Analysiert, wie Smart Maintenance als Wegbereiter fungiert und welchen Transformationsbedarf die Instandhaltung in der Industrie 4.0 aufweist.
4 Handlungsfelder für die Smart Maintenance: Präzisiert spezifische Handlungsfelder wie Instandhalterqualifikation, Sensorik, Datenmanagement und Assistenzsysteme, inklusive konkreter Konzeptvorschläge.
5 Abschlussbetrachtung: Führt die zentralen Ergebnisse zusammen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung und Bedeutung der Smart Maintenance.
Industrie 4.0, Smart Maintenance, Instandhaltung, cyber-physisches System, CPS, Digitalisierung, Data-Mining, Big Data, Assistenzsysteme, Instandhaltungsstrategie, Sensorik, Prozessoptimierung, Wissensmanagement, Verfügbarkeit, Automatisierung
Die Arbeit untersucht, wie sich die Instandhaltung im Zuge der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) verändern muss, um als Smart Maintenance die Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen zu steigern.
Die zentralen Themen sind die technologische Migration bestehender Anlagen zu cyber-physischen Systemen (CPS), das Datenmanagement mittels Big Data und Data-Mining, sowie die Rolle des Instandhalters und der Einsatz von Assistenzsystemen.
Das Hauptziel ist es, Potenziale der Industrie 4.0 für die Instandhaltung zu identifizieren, den Adaptionsbedarf abzuleiten und ein Gesamtkonzept für die Smart Maintenance zu erarbeiten.
Die Arbeit stützt sich auf eine Meta-Analyse bestehender Publikationen und Studien sowie auf die systemische Aufbereitung von Anforderungen an die Smart Maintenance aus dem Industrie-4.0-Kontext.
Der Hauptteil analysiert, wie Instandhaltungsstrategien und Strukturen angepasst werden müssen und betrachtet detailliert vier Handlungsfelder: den Instandhalter, die Sensorik, das Datenmanagement und Assistenzsysteme.
Zu den prägenden Begriffen zählen Smart Maintenance, Industrie 4.0, Instandhaltung, cyber-physische Systeme (CPS) sowie Daten- und Wissensmanagement.
Die Smart Maintenance sorgt durch permanente Überwachung und proaktive Detektion von Anomalien dafür, dass Gefahren für Personal und Umwelt frühzeitig erkannt werden, was die Arbeitssicherheit signifikant erhöht.
Es ist entscheidend, damit Instandhalter trotz der massiven Datenflut aus vernetzten Systemen in der Lage bleiben, die richtigen Entscheidungen zu treffen, ohne durch die Informationsmenge überfordert zu werden.
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