Beginnend mit der Signalerfassung, weitergehend über die nachfolgende intelligente Auswertung und Schadenseinschätzung bis hin zur Archivierung relevanter Betriebssignale ist im Projekt ZuPack ein umfassendes Zustandsüberwachungssystem entwickelt worden. Ziel war es, speziell für die hochbelasteten Komponenten und besonderen Anforderungen im Verpackungsmaschinenbereich, eine kostengünstige und durchgängige Lösung zu bieten, die prototypisch an den Maschinen der drei im Projekt vertretenen Maschinenhersteller aufgebaut wurde. Durchgängigkeit bedeutet in diesem Fall eine saubere Integration intelligenter Komponenten und Sensorsysteme in die Maschine und ihre Bedienung. Resultierend aus der exakten Kenntnis des Maschinenzustands wird Anwendern die vorausschauende Planung ihrer Instandhaltungseinsätze und deren Abstimmung auf die meist kontinuierliche Produktion ermöglicht.

Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit werden an Produktionssysteme ständig höhere Anforderungen gestellt. Damit einher geht eine steigende Komplexität der Maschinen und Anlagen, wobei die Sicherstellung einer zuverlässigen Funktion des Gesamtsystems immer wichtiger und anspruchsvoller wird. Neben den reinen Investitionskosten spielen zunehmend die Kosten in der Betriebsphase eine wichtige Rolle; diese werden erheblich vom Aufwand zur Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit der Systeme bestimmt. Mit dem Ziel die Forschung und Entwicklung zur Verbesserung der Verfügbarkeit zu unterstützen, wurde innerhalb des Verbundprojekts VeraPro ein ganzheitliches Konzept entwickelt und umgesetzt, das einem verbesserten Management der Verfügbarkeit dient. Der Begriff „ganzheitliches Verfügbarkeitsmanagement“ weist auf eine erweiternde Sichtweise hin. Die Verfügbarkeit muss als Aufgabe verschiedener Kompetenzpartner betrachtet werden, um ein erfolgreiches Management umzusetzen. Damit ist nicht nur die Gestaltung der internen Wartungs-/Instandhaltungsprozesse entscheidend, sondern auch ein erfolgreiches Zusammenwirken von Herstellern und Betreibern sowie Sensorherstellern und Dienstleistern, die ihr Expertenwissen für ein gemeinsames Ziel einsetzen. Im Kernaspekt wurde ein anpassungsfähiges Zustandsinformationssystem konzipiert, dass durch eine Regelbasis immer wieder mit neuen Erkenntnissen erweitert werden kann; neben der technischen Verfügbarkeit wird dabei auch die organisatorische Verfügbarkeit mit in die Zustandsbewertung einbezogen. Für ein verbessertes Management der Verfügbarkeit setzt sich der Lösungsansatz somit zusammen aus einer durchgängigen, prozessbegleitenden Erfassung von Maschinen-, Betriebs- und Prozessdaten zur zeitnahen Reaktion auf aktuelle Betriebszustände. Während der Laufzeit des Projekts wurden Tools entwickelt und in das VeraPro-System integriert, die zum einen eine Zusammenführung heterogener Daten auf eine homogene Systemplattform ermöglichen und zum anderen Möglichkeiten schaffen, die verfügbarkeitsrelevanten Daten für eine bessere Zustandserfassung und -bewertung mittels Regeln zu verknüpfen. Die Validierung des VeraPro-Systems erfolgte prototypenhaft an zwei unterschiedlichen Produktionssystemen. Dabei wurden Tools entwickelt, die sowohl für eine verkettete Schweißanalage als auch für eine hochkomplexe Einzelbearbeitungsmaschine angepasst wurden. Es werden die Teilentwicklungen und Umsetzungen der Komponenten des VeraPro-Systems vorgestellt und fügen sich somit zu einem ganzheitlichen regelbasierten Verfügbarkeitsmanagement zusammen.

Projektziel von VIPRO war es, Maschinenhersteller und -betreiber in die Lage zu versetzen, anhand von Kennwerten den Zustand von Maschinen zu verfolgen und die Restlebensdauer der überwachten Baugruppen vorauszusagen. Dazu wurden ausgewählte Maschinenbaugruppen unter maximaler Nutzung vorhandener Signale aus Steuerung und Antrieben und mit Hilfe von Sensoren überwacht, die Messdaten verdichtet und durch intelligente Mess- und Auswertemethoden der Zusammenhang zwischen Sensordaten und Verschleißzustand der Maschine hergestellt. Die ermittelten Kennwerte sind über eine internetfähige Service-Plattform abrufbar und damit für unterschiedliche Nutzer (Bedienpersonal, Wartungszentrale, Maschinenhersteller) im Sinne der zustandsorientierten Instandhaltung verwendbar. Aufgrund der ermittelten Kennwerte können Wartungs- und Instandhaltungsanweisungen hinterlegt werden. Im Rahmen des Projektes wurden folgende Baugruppen betrachtet: - Hauptspindeln (Lager, Werkzeugspannung, Drehdurchführung) - Antriebe (KGT, Führung) - Hydraulik (Pumpen, Ölzustand) - Pneumatik (Ventile, Luftverbrauch) Die Projektergebnisse konnten durch gezielte Baugruppenuntersuchungen an verschiedenen Prüfständen bei den einzelnen Projektpartnern und gleichzeitig durch mehrjährige Messdatenerfassung an Produktionsmaschinen im VW Motorenwerk Chemnitz erreicht werden. Die wesentlichsten und im Sinne der zustandsabhängigen, vorausschauenden Instandhaltung Erfolg versprechendsten Ergebnisse wurden an mehreren Produktionsmaschinen der Projektpartner umgesetzt und dienen als Vorlage/Muster für die Nachrüstung vorhandener Maschinen bzw. Ausrüstung von neuen Maschinen.

Steigende Anforderungen an die Dynamik von Produktionsanlagen führen oftmals zu hochkomplex aufgebauten Anlagen, die sich im Grenzbereich des technisch Machbaren bewegen. Bei den entsprechend hohen Investitions- und Betriebskosten wirken sich Verfügbarkeitseinbußen besonders stark aus. Die technische Verfügbarkeit hängt direkt von den Betriebsbedingungen und den im Betrieb auftretenden Belastungen ab. Für die Vereinbarung und Garantie konkreter Verfügbarkeiten über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine ist die genaue Kenntnis des Zustandes, der Belastungen und der korrespondierenden Belastbarkeit erforderlich. Im Fokus des Projekts OPTILAST standen die Analyse und das Monitoring der auf die Maschinentechnik wirkenden Belastungen. Aus der Kenntnis der Belastungen und der Auswirkungen auf den Verschleiß kritischer Komponenten wurden Strategien für einen last- und verschleißoptimalen Betrieb der Maschine abgeleitet. Abschließend stand die Erarbeitung und Bewertung von Dienstleistungsangeboten für eine effiziente, zustandsabhängige Instandhaltung über den gesamten Lebenszyklus einer Werkzeugmaschine. Die grundlegenden experimentellen Untersuchungen wurden sowohl auf einer Referenzmaschine, an verschiedenen Produktionsmaschinen der Projektpartner sowie in verschiedenen Prüffeldern bei Komponentenherstellern und Hochschulen durchgeführt. Wesentliche Ergebnisse des Projekts sind Methoden auf Basis von zusätzlicher Sensorik und antriebsinternen Signalen zur Zustandsüberwachung von Kugelgewindetrieben und Linearführungen und die Ermittlung von Komponentenbelastungen mittels simulationsbasiertem Übertragungsverhalten. Weiterhin wurde ein steuerungsintegrierter Ansatz zur Online-Belastungserfassung (Belastungsintegral) umgesetzt, sowie Condition Monitoring von Baugruppen wie dem Werkzeugwechsler und der Hydraulik untersucht. Auf Basis dieser Ergebnisse konnten neue Ansätze für die Analyse von Ausfallkosten umgesetzt und daraus Konzepte für unterschiedliche Dienstleistungen entwickelt werden.

In produzierenden Unternehmen weist die Instandhaltung wesentliche Stellhebel auf, um die Verfügbarkeit und Produktivität nachhaltig zu steigern. Zu diesem Zweck wurden im BMBFProjekt Verstand Methoden und Werkzeuge entwickelt, um die Instandhaltung verfügbarkeitsorientiert aufzustellen. Die Forschungsaktivitäten gliederten sich dabei in technologische und organisatorische Aspekte: Für die Organisation der Instandhaltung wurden Methoden entwickelt, um die Wahl der Instandhaltungsstrategie anwendungsspezifisch zu treffen. Entwickelte Softwarewerkzeuge helfen dabei, den Instandhaltungszeitpunkt optimal zu wählen sowie die Verfügbarkeit der Produktionsprozesse transparent abzubilden. Auf technologischer Ebene wurden dabei Lösungen erarbeitet, die durch eine geeignete MDE/ BDE-Anbindung einen durchgängigen Informationsfluss von der Maschine bis in das ERP-System realisieren. So wurde die Möglichkeit geschaffen, Instandhaltungs- und Produktionskennzahlen in Echtzeit zu generieren und die Maschinen verfügbarkeitsorientiert instand zu halten. Wesentlich war hierfür neben der Konzeption einer unternehmensunabhängigen IT-Infrastruktur die Entwicklung eines Quasistandards, um unterschiedlichste Maschinensteuerungen an die Infrastruktur anzubinden.

Das Ziel des Projektes "ZuPro" war die Verfügbarkeitssteigerung von Produktionsanlagen durch den Einsatz eines umfassenden Diagnosemoduls. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich führende deutsche Unternehmen der Produktionstechnik gefunden und gemeinsam am erklärten Ziel gearbeitet. Zentrales Element des Diagnosemoduls ist eine softwarebasierte Korrelationsmatrix, die auf Basis einer durchgängigen Mehrgrößenauswertung verlässliche Zustandsbeurteilungen für die hoch belasteten Schlüsselkomponenten (z. B. Lager, Führungen, Hauptspindeln, etc.), insbesondere in Werkzeugmaschinen ermöglicht. Dadurch ist es in Ansätzen möglich, die Wartungs- und Instandhaltungsintervalle dieser Produktionsanlagen planbar zu gestalten und die Instandhaltungsstrategien anlagenspezifisch anzupassen. Die Projektergebnisse wurden gemeinsam mit den Projektpartnern erarbeitet und auf Prüfständen der Komponentenhersteller, im Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen sowie im Industrieeinsatz bei der Leiber Group und bei EADS auf ihre Einsatzfähigkeit hin untersucht.

Umformprozesse, allen voran das Tiefziehen, nehmen in der deutschen Industrie eine Schlüsselstellung in Bezug auf Qualität, Kosten und Zeit ein. Der Nutzwert der Produktionssysteme wird dabei in starkem Maße von der Verfügbarkeit von Presse und Werkzeug bestimmt. Sowohl im Pressenbau als auch im Werkzeug- und Formenbau besetzt Deutschland eine Spitzenposition im internationalen Wettbewerb. Beide Sektoren sind von einem starken Preisverfall bedroht, der auf die Öffnung der Binnenmärkte und das wachsende Angebot aus China zurückzuführen ist. Um der Preisspirale zu entgehen, müssen Lösungen entwickelt werden, die einen deutlichen Mehrwert für den Anwender bieten und so höhere Preise am Markt erzielen können. Im Verbundforschungsprojekt „SMART STAMPING“ wird die Steigerung der Verfügbarkeit des Presse-Werkzeug-Systems durch technologiebasierte Dienstleistungen als Lösungsansatz verfolgt. Die Basis für diese Dienstleistungen ist die Gewinnung erweiterter Prozess- und Zustandsdaten aus der Presse und direkt aus dem Werkzeug. Aufbauend auf diesen Informationen können detaillierte Zustandsinformationen abgeleitet werden, die eine höhere Verfügbarkeit der Presse und der eingesetzten Werkzeuge während des Prozessanlaufs und des Serieneinsatzes ermöglichen. Dabei werden die zusätzlichen Sensoren sowohl mit den schon an der Presse vorhandenen Sensoren kombiniert, als auch mit Verschleißzuständen und Schadensereignissen in Bezug gesetzt, mit dem Ziel einer rechtzeitigen Indikation der Schadensereignisse.

Das Gesamtziel des Vorhabens bildete die Entwicklung, Erprobung und pilothafte Realisierung eines ganzheitlichen Konzeptes zur signifikanten Erhöhung der Verfügbarkeit von äußerst komplexen mechatronischen Montageanlagen. Im Verbund bearbeitete ein Konsortium bestehend aus Montageanlagenhersteller (SITEC), Systemlieferant (XENON), Softwareentwickler (ALAUN) und einem Endanwender (digades) in Verbindung mit einem beratenden Unternehmen (ATB) und einem Fraunhofer Institut (IWU) die anspruchsvolle Aufgabenstellung. Teilziele dazu stellten einerseits die Erhöhung der MTBF (Mean Time Between Failure) und andererseits die Senkung der MTTR (Mean Time To Repair) mit Hilfe abgestimmter Eingriffe in die Steuerungs- und Assistenzebene dar. Die Projektidee von VerMont stützt sich unter der Prämisse der Minimierung der Lifecycle-Kosten konkret auf fünf Lösungsansätze (fehlertolerante Ablaufsteuerung; Online-Diagnose; Offline-Diagnose; modellgestützte Instandsetzung und Assistenzsystem). Durch die fehlertolerante Sensor-/ Zeit-Ablaufsteuerung wird ein fehlendes Sensorsignal als Weiterschaltbedingung dann toleriert, wenn keine Gefährdung für Anlage, Produkt oder Bediener drohen, so dass Reparaturen in die Produktionspausen verschoben werden können. Auch die Methoden der Offline- und Online-Diagnose ermöglicht durch aufwändige Analysen gesammelter Produkt-, Anlagen- und Prozessdaten die langfristige Maschinen- und Prozessverbesserung. Weitere Ansätze unterstützen die Minimierung der Reparaturzeit einerseits durch eine echtzeitnahe, mehrkriterielle Auswertung von Sensorsignalen zur Prognose von Ausfällen mit schwerwiegenden Folgen und andererseits durch optimale Unterstützung des Personals bei der Erkennung, Lokalisation und Behebung von Fehlern mit Hilfe einer Modellgestützten Instandsetzung und eines Assistenzsystems.

Successful founders often point to their early hires and how these hires contributed to their ventures’ success. However, entrepreneurship literature lacks sufficient research on such early employees of new ventures. Therefore, this dissertation investigates how employees’ human capital develops over time and how it influences ventures’ outcomes. It thereby sheds new light on the role of employees as a success factor and informs human capital and entrepreneurship literature.