Zusammenfassung: Dieser Artikel stellt ein für ein Luftfahrtunternehmen entwickeltes Informationssystem zur Instandhaltung von CNC-Werkzeugmaschinen vor. Er beschreibt die Systemarchitektur, das Programmdesign und konzentriert sich auf die funktionale Zusammensetzung des Softwaresystems. Abschließend werden die praktische Anwendung des Systems und seine zukünftige Entwicklung kurz erläutert. 1 Überblick: Da CNC-Werkzeugmaschinen in der Fertigungsindustrie meines Landes eine immer wichtigere Rolle spielen, ist ihr Betriebszustand oft ein Schlüsselfaktor für die Produktqualität und den Produktionsfortschritt. Einige Unternehmen in meinem Land haben jedoch weiterhin folgende Probleme im Anlagenmanagement: (1) Die technischen Dokumentationen und Aufzeichnungen der Anlagen sind verstreut und die Speichermethoden veraltet. Die meisten Dokumente sind noch handschriftlich, was umfassende Abfragen und den schnellen Zugriff erschwert. (2) Informationen im Anlagenmanagement, wie z. B. Basisdaten der Anlagen, Fehlerberichte, Wartungsberichte und Informationen zum Ersatzteilverbrauch, werden in Excel- und Word-Dokumenten gespeichert. Die erfassten Inhalte weisen kein einheitliches Format auf, die Informationen sind verstreut und die Abfrage ist sehr schwierig. (3) Die verschiedenen Instandhaltungsabteilungen sind geografisch weit voneinander entfernt. Die Instandhaltungsabteilungen und das Management kommunizieren hauptsächlich über gedruckte Dokumente und Berichte. Diese Methode ermöglicht keinen Echtzeit-Austausch wichtiger Instandhaltungsinformationen. (4) Der Aufwand für die Verwaltung von Ersatzteilen und Zubehör ist hoch, und die manuelle Verwaltung ist sehr umständlich. (5) Die Überprüfung des Nutzungszustands der Geräte erfolgt hauptsächlich manuell, und die Rückmeldung der Informationen erfolgt nicht zeitnah. Angesichts dieser Probleme ist es notwendig, ein Softwaresystem einzuführen, das die Instandhaltungsinformationen von CNC-Werkzeugmaschinen im Unternehmen effektiv verwalten kann, um die Geräteverwaltung zu standardisieren, die Informationen umfassender zu gestalten und die Produktion besser zu unterstützen. Aus diesen Gründen beschloss die Instandhaltungsabteilung eines großen Luftfahrtunternehmens, gemeinsam mit uns ein webbasiertes Instandhaltungsmanagementsystem für CNC-Maschinen zu entwickeln. Ziel ist es, die bisherige dezentrale, manuelle Verwaltung der Instandhaltung schrittweise zu ersetzen, dem Instandhaltungspersonal einen umfassenden und komfortablen Zugriff auf Instandhaltungsinformationen zu ermöglichen und gleichzeitig eine Grundlage für die Geräteverwaltung auf allen Ebenen der Produktionsleitung zu schaffen. 2 Systemstruktur Entsprechend den spezifischen Anforderungen des Instandhaltungsgeschäfts von CNC-Werkzeugmaschinen und der Struktur des Unternehmensnetzwerks verwendet dieses Softwaresystem eine B/S-Architektur. Dank der B/S-Architektur können Client-Rechner das System ohne Installation von Tools oder Programmen ausführen, was den Bedienkomfort erheblich steigert. Innerhalb des bestehenden Firmennetzwerks (LAN) können zudem mehrere Client-Rechner gleichzeitig und störungsfrei laufen, was die Systemeffizienz deutlich erhöht. Angesichts der geografisch verteilten Wartungsstandorte des Unternehmens ist diese Architektur auch für die Entwicklung praktikabel und effizient. Bezüglich der Programmstruktur verwendet das System basierend auf bisherigen Entwicklungserfahrungen eine JSP+Servlet+Bean-Architektur. Dies vereinfacht die Entwicklung des Programmcodes erheblich und verbessert die Programmportabilität deutlich. Das bedeutet, dass die Nutzung bestehender Funktionsmodule nicht beeinträchtigt wird, falls während der Wartung neue hinzugefügt werden müssen. Als Webserver und Datenbankserver kommt Tomcat zum Einsatz, da dieser kostenlos ist und somit Kosten spart. Darüber hinaus bietet Tomcat einen strengeren Konfigurations- und Sicherheitsmodus, der optimal auf die Branchenanforderungen des Unternehmens zugeschnitten ist. 3. Hauptfunktionen Die Software lässt sich in fünf Hauptmodule unterteilen: Geräteverwaltung, Instandhaltungsmanagement, Ersatzteilmanagement, Dateiverwaltung und Systemverwaltung. Das Instandhaltungsmanagement bildet das Kernstück der Software. Die Systemfunktionsstruktur ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Dateiverwaltungsmodul verwaltet die Basisinformationen umfangreicher Gerätedokumentationen einheitlich und effizient. So können Instandhaltungsmitarbeiter bei Bedarf schnell den Speicherort und die wichtigsten Inhalte relevanter Dokumente finden. Zusätzlich verwaltet das System die Ausleih- und Rückgabeinformationen der Dokumentnutzer. Abbildung 1: Systemfunktionsstruktur. Das Systemverwaltungsmodul verwaltet die grundlegenden Arbeits- und persönlichen Daten des Instandhaltungspersonals sowie die Software-Nutzungsberechtigungen und Passwörter für verschiedene Instandhaltungsabteilungen. Das Ersatzteilmanagementmodul, das die große Vielfalt und Menge der im Unternehmen verfügbaren Werkzeugmaschinen-Ersatzteile berücksichtigt, standardisiert den Ein- und Ausgang von Ersatzteilen sowie deren Basis- und Nutzungsinformationen. Dies ermöglicht eine effektive Kontrolle des Ersatzteilbestands und reduziert Kostenverschwendung sowie Verzögerungen bei der Anlagenwartung, die durch unsachgemäße Lagerung und Namens- und Codeverwechslungen entstehen. Das Anlagenmanagementmodul bietet eine einheitliche Verwaltung grundlegender Anlageninformationen sowie Informationen zu Problemen, die bei der Installation und Abnahme der Anlagen auftreten. Dadurch wird der Abruf von Anlageninformationen durch das Wartungspersonal erleichtert. Das Modul für die Anlagenwartungsverwaltung bildet den Kern des Softwaresystems und besteht im Wesentlichen aus mehreren Submodulen: Anlagenfehlerinformationsmanagement, Anlagenwartungsinformationsmanagement, Inspektionsinformationsmanagement, Schichtinformationsmanagement und Anlagennutzungsstatusmanagement. Die Benutzeroberfläche dieses Moduls verwendet ein rahmenbasiertes Seitenlayout (die obere Ebene zeigt Anlageninformationen, die untere Ebene die Informationsverwaltung für jedes Submodul) und ermöglicht so verknüpfte Abfragen zwischen Anlageninformationen und den zugehörigen Submodulinformationen. Um den Dateneingabeaufwand für das Wartungspersonal zu reduzieren und die Bedienung zu vereinfachen, verknüpft das Softwaresystem Inspektionsinformationen, Schichtprotokolle, Fehlerinformationen und Wartungsinformationen der Anlagen. Dies bedeutet, dass Wartungspersonal aller Ebenen die Inspektions- und Schichtinformationen nur einmal eingeben muss, wenn es während Inspektionen und Schichten festgestellte Wartungsprobleme erfasst. Die ermittelten Fehler- und Wartungsinformationen werden automatisch in das Submodul für Fehler- und Wartungsmanagement eingetragen und stehen dem übergeordneten Wartungsmanagement zur Verfügung. Um dem Management den Überblick über den Betriebszustand aller Anlagen zu erleichtern und eine optimale Anlagenzuordnung in der Produktion zu ermöglichen, bietet das Softwaresystem ein Modul zur Verwaltung des Anlagennutzungsstatus. Benutzer müssen lediglich wenige Basisdaten eingeben, woraufhin das System automatisch eine Reihe von Statistiken zu den Betriebsparametern der Anlagen generiert, die in Balkendiagrammen dargestellt werden können. Zu den zahlreichen statistischen Betriebsparametern gehören: MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen), FDR (Ausfalldauerrate), MTTR (mittlere Reparaturzeit), FFR (Ausfallhäufigkeit), Anlagenverfügbarkeit, geplante und ungeplante Ausfallzeiten, Ausfallrate, Systemausfallrate, elektrische Ausfallrate, mechanische Ausfallrate, hydraulische Ausfallrate, Schmierstoffausfallrate, Spindelausfallrate, Servoausfallrate und Kühlungsausfallrate. Dies liefert Managern umfassende statistische Parameter zum Betriebszustand der Anlagen und unterstützt das Produktionsmanagement, einschließlich der Anlagenzuordnung, optimal. Abbildung 2 zeigt die Benutzeroberfläche zur Verwaltung des Anlagennutzungsstatus. Die obere Ebene der Benutzeroberfläche zeigt die abgerufenen Geräteinformationen an, während die untere Ebene die Betriebsparameter des jeweiligen Geräts über einen beliebigen Zeitraum darstellt. Abbildung 3 zeigt eine grafische Darstellung einiger Betriebsparameter. Abbildung 2: Benutzeroberfläche ohne in Betrieb befindliches Gerät. 3. Fazit. Nach einer Phase des praktischen Einsatzes hat sich diese Software zur Instandhaltungsverwaltung von CNC-Werkzeugmaschinen als äußerst wirksam zur Verbesserung der Instandhaltungsprozesse im Unternehmen erwiesen. Dies zeigt sich insbesondere in folgenden Aspekten: (1) Die Verarbeitung von Instandhaltungsinformationen wurde standardisiert und die papierlose Büroarbeit im Instandhaltungsbereich weitgehend realisiert, wodurch ein Beitrag zur Digitalisierung des Unternehmensnetzwerks geleistet wurde. (2) Die Software ermöglicht die zeitnahe Rückmeldung von Instandhaltungsinformationen, sodass Manager den Gerätestatus im gesamten Unternehmen zeitnah erfassen und die Instandhaltungszeiten verkürzen können. (3) Die Entscheidungsunterstützungsfunktion ermöglicht es Managern, die Gerätenutzung basierend auf dem Nutzungsstatus innerhalb eines beliebigen Zeitraums besser zu planen und so die Instandhaltungsprozesse weiter zu optimieren. Abbildung 3: Grafische Darstellung einiger Betriebsparameter.