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Maschinendatenerfassung

WIRTSCHAFTSINGENIERWESEN- Maschinenwesen

Name: Ilic MihajloKlasse: 2 AHWIMJahr: 2013/2014


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1 Quelle: http://www.sgupdate.com/media/fv_0293/pu_1791/ProSeS_MDE.jpg

Mihajlo Ilic Maschinendatenerfassung 02.10.13 Seite 1 von 25

http://www.sgupdate.com/media/fv_0293/pu_1791/ProSeS_MDE.jpg



Inhaltsverzeichnis

Aufgabenstellung...................................................................................................................................6

MS- WORD DATEI (AUFGABENSTELLUNG)...................................................................................................6

VORGABE MS- EXCEL DATEI.....................................................................................................................7

MDE- Dateien.....................................................................................................................................8

Beschreibung der Vorgangsweise...........................................................................................................8

1. Schritt.........................................................................................................................................8

2. Schritt (Öffnen MS-Excel Datei)..................................................................................................8

3. Schritt (Filtern)............................................................................................................................8

3.1 Maschine 8 Filtern..............................................................................................................................8

3.2 Datum und Stunden Filtern.................................................................................................................9

4. Schritt (Zeilennummern „richtig“ setzen)...................................................................................9

5. Schritt (Stillstands Bezeichnung und Störungsarten bestimmen)...............................................9

6. Schritt (Beginn-Stillstands Dauer).............................................................................................10

7. Schritt (TTR(alle Fehler))...........................................................................................................10

8. Schritt (Ende-Stillstands Dauer)................................................................................................10

9. Schritt (TBF(alle Fehler)............................................................................................................11

10. Schritt (Plausibilitätskontrolle).............................................................................................11

11. Schritt (TTR (Time To Repair- techn. Störungen)).................................................................12

12. Schritt (MTTR (Mean Time To Repair)).................................................................................13

13. Schritt (TBF (Time Between Failure))....................................................................................13

14. Schritt (MTBF (Mean Time Between Failure)).......................................................................14

15. Schritt (Verfügbarkeit)..........................................................................................................14

16. Schritt (Einteilung in TRU, TI, TW ermitteln).........................................................................15

17. Schritt (TB)............................................................................................................................15

18. Schritt (TRU)..........................................................................................................................16

.........................................................................................................................................................16

19. Schritt (TI).............................................................................................................................16

20. Schritt (TW)...........................................................................................................................17

21. Schritt (TN)............................................................................................................................18

22. Schritt (Nutzungsgrad)..........................................................................................................18




Beschreibung des Lösungsansatzes......................................................................................................19

Verfügbarkeit.......................................................................................................................................20

Nutzungsgrad.......................................................................................................................................21

Plausibilität:......................................................................................................................................23

Falsch: 23

Richtig: 23

Stillstandsursachen:..........................................................................................................................24

Störungsarten:..................................................................................................................................25

Verfügbarkeit:..................................................................................................................................25

Nutzungsgrad:..................................................................................................................................25

Flussdiagramm.....................................................................................................................................26

Resümee(Kommentare).......................................................................................................................27

Index.....................................................................................................................................................27




Aufgabenstellung

MS- WORD DATEI (AUFGABENSTELLUNG)

HÖHERE TECHNISCHE BUNDES- LEHR-UND VERSUCHSANSTALT ST.PÖLTEN

W A L D S T R A ẞ E 3 , A - 3 1 0 1 S T . P Ö L T E N T E L . : + 4 3 / 2 7 4 2 / 7 5 0 5 1 - 0 F A X . :+ 4 3 / 2 7 4 2 / 7 5 0 5 1 - 2 4 0

Huemer/KuscheiBIPR-Projekt “Maschinendatenerfassung (MDE)”

Name:...............................................................................................................

Klasse:........................ Jahrgang:............................

Projektbezeichnung:...........Maschinendatenerfassung (MDE)

Abgabetermin: ............................. Note: ...................................Für die Zwecke der Maschinendatenerfassung , werden von einer SPS Signale von Maschinen erfasst und in Form von Text-Dateien im Format „jjjjmmtt.log“ abgespeichert und für weitere Auswertungen zur Verfügung gestellt. Die Projektaufgabe besteht darin , diese Daten in Excel zu analysieren, Berichte zu erstellen und die Verfügbarkeit und den Nutzungsgrad der jeweiligen Maschine, für den jeweiligenBetrachtungszeitraum zuberechnen.

Das Projekt ist ausführlich zu dokumentieren und in richtiger Reihenfolge ausgedruckt in einer Kombo-Mappe mit korrekter Kopf-/Fußzeile (grün !) abzugeben:1. Deckblatt & Inhaltsverzeichnis (Logo und Kopfzeile/Fußzeile wird beigestellt)2. Pflichtenheft / Angabe3. Allgemeine Beschreibung über den Lösungsansatz4. Verfügbarkeit und Nutzungsgrad erklären (Quellenangaben)5. Flußdiagramm oder Nassi-Schneidermann-Diagramm über die Vorgangsweise6. Grafiken der Ergebnisse (Managementreport!)7. Beschreibung der Vorgangsweise (Nachvollziehbarkeit!)8. Besonderheiten, KommentarenAnhang:9. Datenträger (oder Link auf Skydrive,Sharepoint)10. Aktuelle Marktrecherche zum Thema BDE/MDE in english !)11. div. Kopien technischer Datenblätter /Normen12. Tätigkeitsbericht (xls)

Termine:1. Beginn des Projektes: 25.9.20132. Zwischenbericht: Mitte Oktober




VORGABE MS- EXCEL DATEI

Für die Maschinendatenerfassung wurde eine log- Datei von den Professoren Huemer und Kuschei auf Sharepoint hochgeladen. Wir mussten sie kopieren und in eine neue Excel- Datei einfügen.




MDE- Dateien Uns wurden für die Maschinendatenerfassung 5 verschiedene Dateien auf den WI SharePoint gestellt.

Beschreibung der Vorgangsweise

1. Schritt Dateien vom SharePoint der Abteilung WI herunterladen.

2. Schritt (Öffnen MS-Excel Datei)

MS-Excel öffnen -> Datei -> Öffnen -> Computer -> Laufwerk (I) -> INFI -> MDE ILIC/2AHWIM/2013

3. Schritt (Filtern)

Die erste Zeile Markieren und dann auf das Symbol Filtrieren klicken.

3.1 Maschine 8 Filtern

Klick auf Maschine dann auf(Alles auswählen) und dann auf 8 klicken.




3.2 Datum und Stunden Filtern

Auf Datum / Stunden klicken dann auf(Nach Datum / Stunden sortieren aufsteigend) klicken.

4. Schritt (Zeilennummern „richtig“ setzen)

Kopieren der Tabelle in eine neue Arbeitsmappeum die Zeilennummern „richtig“ zu setzen.

5. Schritt (Stillstands Bezeichnung und Störungsarten bestimmen)

Die Stillstands Bezeichnungen und die Störungsarten kann man mit der Funktion SVERWEIS bestimmen.

6. Schritt (Beginn-Stillstands Dauer)




Der Beginn der Stillstands Dauer ist schon gegeben. Jedoch stehen in der ersten Spalte die Stunden, in der zweiten Spalte die Minuten und in der dritten Spalte die Sekunden.

Wir wollen aber alle Spalten in eine zusammenfügen. Dies haben wir mit der Funktion Zeit gemacht.

7. Schritt (TTR(alle Fehler))

Man kann die Stillstands Dauer auf zwei verschiedene Arten berechnen.1. Möglichkeit:Die gegebene Stillstands Dauer in [s] mit der Funktion Zeit in Minuten Umrechnen.

2. Möglichkeit:Man kann die „Time to repair- Zeit“ auch berechnen indem man den Beginn der Stilstands Dauer vom Ende der Stillstands Dauer subtrahiert.

8. Schritt (Ende-Stillstands Dauer)

Man kann das Ende der Stillstands Dauer berechnen, indem man den Beginn der Stillstands Dauer mit der „Time to repair- Zeit“ addiert.


h m s1 14 6

Beginn Stillstand01:14:06

Beginn Stillstand Ende Stillstand TTR01:14:06 01:15:04 00:00:58

Beginn Stillstand TTR Ende Stillstand

01:14:0600:00:5

8 01:15:04



9. Schritt (TBF(alle Fehler)

Ich habe die Time Between Failure mit der Formel: =WENN(A3>A2;“1“-M2+L3; L3-M2) berechnet. Ich habe für die Berechnung das darauf folgende Datum mit einbeziehen.

10. Schritt (Plausibilitätskontrolle)

Um die Plausibilität zu prüfen habe ich eine Formel erstellt, bei der auch der nächste Tag/ vorherige Tag mit einbezogen wird.

Anfangsformel (Falsch):

=WENN(l3>l2;"OK";“Ü“) falsch noch negative Werte, der darauf folgende Tag wurde nicht beachtet.




Endformel (Richtig):

=WENN(M2>L3;WENN(A3>A2;"OK";"Ü");"OK") richtig, weil es keine Überschneidungen gibt und alle Werte positiv sind.

11. Schritt (TTR (Time To Repair- techn. Störungen))

Ich habe die Zeit, die zur Reparatur benötigt wird, mit der Formel „=WENN(H2="technische Störung"; M2-L2;"-")“ berechnet. Dazu musste ich zuerst einen SVERWEIS(wie bei Schritt 5 beschrieben worden ist) machen um die technischen und organisatorischen Störungen einzuteilen. Danach habe ich für alle technischen Fehler die End-Stillstandszeit minus der Anfangs-Stillstadszeit gerechnet.




12. Schritt (MTTR (Mean Time To Repair))

Bei der Mean Time To Repaire habe ich die Summe der TTR`s durch die Anzahl der Reparaturen gerechnet.

Die Summe der TTR`s habe ich mit der Formel: „=SUMME(Q2:Q1698)“ berechnet.Die Anzahl der Fehler habe ich mit der Funktion Zählenwenn berechnet. Die fertige Formel schaut so aus: „=ZÄHLENWENN(Q2:Q1698;">0")“.Die durchschnittliche Zeit die zur Reparatur benötigt wird habe ich mit der Formel: „=SUMME(Q2:Q1698)/ZÄHLENWENN(Q2:Q1698;">0")“ berechnet.

13. Schritt (TBF (Time Between Failure))

Zum Berechnen der Time Between Failure habe ich alle technischen Störungen gefiltert. Danach habe ich sie kopiert und in meine originale Excel- Tabelle eingefügt. Da ich auch die verschiedenen Tage mit einbeziehen musste habe ich die Time Between Failure mit der Formel: „=WENN(R3>R2;"1"-V2+U3;U3-V2)“ berechnet.




14. Schritt (MTBF (Mean Time Between Failure))

Bei der Mean Time Between Failure habe ich die Summe der TBR`s durch die Anzahl der Fehler gerechnet.

Die Summe der TBR`s habe ich mit der Formel: „=SUMME(W2:W562)“ berechnet.Die Anzahl der Fehler habe ich mit der Funktion Zählenwenn berechnet. Die fertige Formel schaut so aus: „=ZÄHLENWENN(W2:W562;">0")“.Die Zeit die durchschnittlich zur Reparatur benötigt wird habe ich mit der Formel: „=SUMME(W2:W562)/ZÄHLENWENN(W2:W562;">0")“ berechnet.

15. Schritt (Verfügbarkeit)

Zur Berrechnung der Verfügbarkeit habe ich die MTBF durch die Summe von TTR + der MTBF gerechnet. Die Formel zur berrechnung schaut so aus: „=(Z8/(Z8+Z6))*100%“




16. Schritt (Einteilung in TRU, TI, TW ermitteln)

Damit ich den nutzungsgrad berechnen konnte, habe ich die Stillstandsursachen nach TRU(Ruhezeit); TI(Instandhaltungszeit) und TW(Wartungszeit) eingeteilt.

Danach habe ich sie mit einem SVERWEIS(wie in Schritt 5 beschrieben) in meine originale Excel- Datei eingefügt.

17. Schritt (TB)

Bei der Planbelegungszeit, habe ich die Anzahl der Tage, über die ich die Maschinendatenerfassung gemacht hat mit 24(Weil ein Tag 24 Stunden hat) multipliziert.

Definition.:

Ist die für den überschaubaren Zeitraum festgelegte Einsatzzeit der Maschine. Sie wird in unserem Projekt über einen bestimmten Zeitraum(bei meiner Maschine 40 Tage) beobachtet.

Die Planbelegungszeit ist die für den überschaubaren Zeitraum festgelegte Einsatzzeit der Maschine. Die Planbelegungszeit muss nicht mit der bei der Investitionsplanung in Ansatz gebrachten Zeit identisch sein, da sie vom augenblicklichen Produktionsprogramm abhängt.

18. Schritt (TRU)Bei der Ruhezeit habe ich durch die Formel: „=WENN(AC2="TRU";WENN(A3>A2;"1"-M2+L3;L3-M2);"-")“ alle Ruhezeiten herausgefiltert. Dann habe ich die mit der Formel: „=SUMME(AD2:AD1698)“ die Summe gebildet.

Definition.:




Die Summe aller organisatorischen Stillstandszeiten. Während der Ruhezeit ist die Anlage zwar betriebsbereit, wird aber nicht genutzt. Die Ruhezeit ist die Summe aller organisatorischen Stillstandszeiten. Dies können sein: Mittagspausen, Rüstzeiten, Warten auf Material,…

19. Schritt (TI)

Bei der Instandhaltungszeit habe ich durch die Formel: =WENN(AC2="TI";WENN(A3>A2;"1"-M2+L3;L3-M2);"-") alle Instandhaltungszeiten herausgefiltert. Dann habe ich mit der Formel: „=SUMME(AE2:AE1698)“ die Summe gebildet.

Definition.:

Stillstandszeiten die auf technische Störungen an der Fertigungsanlage selbst zurückzuführen sind. Zu den Instandsetzungszeiten gehören alle Stillstandszeiten, die unmittelbar oder mittelbar auf technische Störungen an der Fertigungsanlage selbst zurückzuführen sind. Während der Instandsetzungszeit produziert die Maschine nicht. Dazu zählen: Reparaturzeit (störungsbedingt),Wartezeit auf Ersatzteile, Wartezeit für Kundendienstpersonal, Probeläufe zur Fehlerfindung, Probläufe zur Überprüfung

nach Störungsbeseitigung




20. Schritt (TW)

Bei der Wartungszeit habe ich durch die Formel: =WENN(AC2="TW";WENN(A3>A2;"1"-M2+L3;L3-M2);"-") alle Wartungszeiten herausgefiltert. Dann habe ich mit der Formel: „=SUMME(AF2:AF1698)“ die Summe gebildet.

Definition.:

Nach Wartungsplan vorgesehene Arbeiten. Hierunter fallen alle nach Wartungsplan vorgesehenen Arbeiten (präventive Instandhaltung). Das sind: Verbeugende Instandhaltung, Maschinenpflege, Schmierdienst, Inspektion




21. Schritt (TN)

Ich habe die Nutzungszeit mit der Formel: „TB-(TRU+TI+TW) berechnet.

Definition:

Während der Nutzungszeit wird die Maschine für ein Erzeugnis genutzt. Dies ist als die reine Produktionszeit, die nach Abzug aller Stillstände übrig bleibt.

22. Schritt (Nutzungsgrad)

Den Nutzungsgrad habe ich mit der Formel: „=((TB-(TRU+TI+TW))/TB)*100%“ berechnet. Dann habe ich mit der Formel: „=SUMME(AF2:AF1698)“ die Summe gebildet.

Definition:

Er gibt das Verhältnis von Nutzungszeit und Planbelegungszeit an und dient der vergleichenden Betrachtung zwischen verschiedenen Maschinen und Betriebsbereichen.




Beschreibung des Lösungsansatzes

Mein Ziel ist es die Verfügbarkeit und den Nutzungsgrad meiner Maschine (Maschine 8) zu ermitteln.

Anfangs habe ich mir aus der Grund-Excel-Mappe meine Maschine (8) in eine eigene Excel-Mappe kopiert. Danach habe ich den Stillstandsbeginn und das Stillstandsende errechnet und die Stillstandsursache mit den Stillstandsbezeichnung durch einen SVERWEIS zugewiesen. Nachdem habe ich die gesamte Excel-Mappe nach Datum und Uhrzeit sortiert. Da einige Ereigniszeiten nicht plausibel waren und/oder sich einige überlappten, habe ich diese mit der Formel „=WENN(M2>L3;WENN(A3>A2;"OK";"Ü");"OK")“ entfernt.

In dieser Tabelle „ORIGINAL“ habe ich mir zusätzlich zu der Dauer der Stillstandsursachen, TTR (Time To Repair) und TBF (Time Between Failure) ausgerechnet. Mit Farben wurden die wichtigsten Werte herausgehoben.

Als nächstes habe ich die Verfügbarkeit berechnet. Um alles genauer überschauen zu können kopierte ich mir die Formel der Verfügbarkeit in meine Excel- Tabelle. Daraufhin errechnete ich mir MTTR (Mean Time To Repair) und MTBF (Mean Time Between Failure). Mithilfe dieser Werte konnte ich mir dann die Verfügbarkeit ausrechnen. Danach erstellte ich ein Diagramm um diesen Wert zu verdeutlichen:

Danach habe ich eine neue Tabelle geöffnet -> „Nutzungsgrad“. Hier habe ich mir die Stillstandsursachen in TRU(Ruhezeit), TI(Instandhaltungszeit) und TW(Wartungszeit) unterschieden. Diese habe ich dann mit den dazugehörigen Formeln berechnet. Die Planbelegungszeit betrug 960 Stunden. Aufgrund dieser Werte konnte ich mir den Nutzungsgrad ausrechnen, und auch hier zur Verdeutlichung ein Diagramm erstellen:


4%

96%

Verfügbarkeit

TTRTBF



Verfügbarkeit

Unter Verfügbarkeit versteht man die Messgröße für die Zuverlässigkeit einer Maschine. Sie steht für die Wahrscheinlichkeit, die Maschine in funktionstüchtigem Zustand und einsatzbereit vorzufinden. Hierbei werden jedoch nur die technischen Stillstände (MTTR), und nicht die organisatorischen Stillstände berücksichtigt. Dabei ist es aber wichtig anzugeben, welcher Zeitraum betrachtet wurde, da man nur so einen sinnvollen Vergleich aufstellen kann, der Zeitraum aber in der Formel nicht festgelegt ist. Die Verfügbarkeit ist nach DIN 40041 und DIN 40042 genormt.

* V Gibt die durchschnittliche Verfügbarkeit zwischen den Reparaturzeiten an. Die Verfügbarkeit zeigt auf wie störsicher eine Maschine ist, bezogen auf die jeweilige Arbeitszeit.

* MTBF(mean time between failure = Durchschnittliche Zeit zwischen den Fehlschlägen) Zeit in der keine Störung aufgetreten ist. Es ist darauf zu achten das Mittagspausen oder im Zwei-Schicht-Betrieb die Stillstandszeit auch als MTBF aufgefasst werden könnten, und daher die Verfügbarkeit verfälschen, um genau zu sein sogar verbessern würde. Solche organisatorischen Stillstände müssen aus der Berechnung der Verfügbarkeit weggenommen werden. Man kann zum Beispiel, wenn die Maschine in der Nacht stillsteht, nicht sagen, dass die sie während der ganzen Nacht keine technische Störung hatte.

* MTTR (mean time to repair = Durchschnittliche Zeit die die Maschine still stand) Beinhaltet alle Störzeiten bei der die Maschine zum Stillstand gekommen ist und zwar aus technischen gebrechen aber nicht Zeiten die Aufgrund von organisatorischen Problemen entstehen wie z.B. Materialmangel




Nutzungsgrad

Da die Verfügbarkeit nur technische Stillstände berücksichtigt, hat man den Begriff des Nutzungsgrades definiert, der auch alle anderen Stillstandsursachen in eine Messgröße einbindet.

Der Nutzungsgrad gibt das Verhältnis von Nutzungszeit und Planbelegungszeit an. Er dient der vergleichenden Betrachtung zwischen verschiedenen Maschinen und Betriebsbereichen.

TB... PlanbelegungszeitSie ist die für den überschaubaren Zeitraum festgelegte Einsatzzeit der Maschine. Die Planbelegungszeit muss nicht mit der bei der Investitionsplanung in Ansatz gebrachten Zeit identisch sein, da sie vom augenblicklichen Produktionsprogramm abhängt.

TRU... RuhezeitWährend der Ruhezeit ist die Anlage zwar betriebsbereit, wird aber nicht genutzt. Die Ruhezeit ist die Summe aller organisatorischen Stillstandszeiten. Dies können sein: Mittagspausen, Rüstzeiten, Warten auf Material,…

TI... InstandsetzungszeitenZu den Instandsetzungszeiten gehören alle Stillstandszeiten, die unmittelbar oder mittelbar auf technische Störungen an der Fertigungsanlage selbst zurückzuführen sind. Während der Instandsetzungszeit produziert die Maschine nicht. Dazu zählen: Reparaturzeit (störungsbedingt),Wartezeit auf Ersatzteile, Wartezeit für


TN TN TN TN TN TN TN

TRU TRU TITITWTRUTWTRU

6:00

Uhr

22:00 Uhr

TB

Störung

Zeit



Kundendienstpersonal, Probeläufe zur Fehlerfindung, Probläufe zur Überprüfung nach Störungsbeseitigung

TW… Wartungszeit Hierunter fallen alle nach Wartungsplan vorgesehenen Arbeiten (präventive Instandhaltung). Das sind: Verbeugende Instandhaltung, Maschinenpflege, Schmierdienst, Inspektion

TN... NutzungszeitWährend der Nutzungszeit wird die Maschine für ein Erzeugnis genutzt. Dies ist als die reine Produktionszeit, die nach Abzug aller Stillstände übrig bleibt.




2DiagrammePlausibilität:

Falsch:

Richtig:

2 Dipl.- Ing Dr. HuemerDipl.- Ing Kuschei


83.0245%

16.9755%

Plausibilität

RichtigÜberschneidungen

100%

Plausibilität

RichtigÜberschneidung



Stillstandsursachen:




Störungsarten:

Verfügbarkeit:

Nutzungsgrad:


66.942%

33.058%

Störungsarten

organisatorische Störungtechnische Störung

4%

96%

Verfügbarkeit

TTRTBF



Flussdiagramm


MaschinendatenerfassungExcel Tabelle öffnenMaschine auswählenMaschine 8



Resümee(Kommentare)

Ich finde dieses Projekt sehr sinnvoll, weil man den Umgang mit zahlreichen Programmen (wie z.B.: Word, Excel oder PowerPoint) lernt und weil es uns einen kleinen Einblick in die Vorgehensweise in einem Betrieb und die Verarbeitung der anfälligen Daten verschafft. Wir erfuhren wie man die anfallenden Daten sortiert und berechnet, um sinnvolle Ergebnisse zu bekommen. Nun weiß ich was der Nutzungsgrad und die Verfügbarkeit aussagen und wie man diese steigern kann.Es war ein anstrengendes, jedoch sehr lehrreiches und interessantes Projekt.

Index

B

Beginn-Stillstands Dauer 8

E

Ende-Stillstands Dauer 8

F

Filtern 6

I

Inhaltsverzeichnis 2

M

MDE- Dateien 6

S

Störungsarten 21

T

TB... Planbelegungszeit 18TBF 9TTR 8


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