Informatik Projekt Maschinendatenerfassung (MDE)

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Informatik Projekt

Maschinendatenerfassung (MDE)

Benjamin Wurm

2AHWIL

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WURM Benjamin 27.12.2015 1

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis _______________________________________________________ 2

1 Pflichtenheft/Angabe ____________________________________________________ 3

2 Beschreibung des Lösungsansatzes/Vorgangsweise ____________________________ 4

2.1 Schritt 1: Ermittlung der benötigten Maschine __________________________________ 4 2.2 Schritt 2: Filterung nach Datum, Stunden, Minuten, Sekunden _____________________ 4 2.3 Schritt 3: Neues Blatt ______________________________________________________ 5 2.4 Schritt 4: Ermittlung der Startzeit, Endzeit und Standzeit__________________________ 6 2.5 Schritt 5: SU-Beschreibung, Überschneidungen _________________________________ 7 2.6 Schritt 6: Feststellung Stillstands Ursache ______________________________________ 8 2.7 Schritt 7: Berechnung TBF, MTBF und TBF pro Tag _______________________________ 8 2.8 Schritt 8: Berechnung TTR, TTR pro Tag und MTTR _______________________________ 9 2.9 Schritt 9: Berechnung Tageswechsel _________________________________________ 11 2.10 Schritt 10: Berechnung der Tages- und Gesamtverfügbarkeit _____________________ 11 2.11 Schritt 11: Berechnung des Tages- und Gesamtnutzungsgrades __________________________ 12

3 Flussdiagram über die Vorgangsweise ______________________________________ 13

4 Visualisierungen _______________________________________________________ 14

4.1 Verfügbarkeit pro Tag _____________________________________________________ 14 4.2 Gesamtverfügbarkeit _____________________________________________________ 14 4.3 Nassi- Shneiderman Diagramm _____________________________________________ 15

5 Quellenverzeichnis ______________________________________________________ 15

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Maschinen filtern _______________________________________________________ 4 Abbildung 2: Sortieren finden ________________________________________________________ 5 Abbildung 3: Sortierungskriterien hinzufügen ____________________________________________ 5 Abbildung 4: Startzeit, Endzeit, Standzeit _______________________________________________ 6 Abbildung 5: Funktion für Startzeit ____________________________________________________ 6 Abbildung 6: Funktion für Endzeit _____________________________________________________ 6 Abbildung 7: Funktion zum Erkennen der Stillstands Ursache _______________________________ 7 Abbildung 8:Beschreibung Fehlerquelle ________________________________________________ 7 Abbildung 9:Gliederung Fehlerursache _________________________________________________ 8 Abbildung 10: Berechnung TBF _______________________________________________________ 8 Abbildung 11: Berechnung TBF pro Tag ________________________________________________ 9 Abbildung 12: Berechnung MTBF _____________________________________________________ 9 Abbildung 13: Berechnung TTR _______________________________________________________ 9 Abbildung 14: Berechnung TTR pro Tag _______________________________________________ 10 Abbildung 15: Berechnung MTTR ____________________________________________________ 10 Abbildung 16: Berechnung Tagesanzahl _______________________________________________ 11 Abbildung 17: Berechnung Gesamtverfügbarkeit ________________________________________ 11 Abbildung 18: Berechnung Verfügbarkeit pro Tag _______________________________________ 12 Abbildung 19: Berechnung Nutzungsgrad pro Tag _______________________________________ 12 Abbildung 20: Berechnung Gesamtnutzungsgrad ________________________________________ 12 Abbildung 21: Balkendiagramm Verfügbarkeit pro Tag ___________________________________ 14 Abbildung 22: Tortendiagramm Gesamtverfügbarkeit ____________________________________ 14 Abbildung 23: Nassi- Shneiderman Diagramm __________________________________________ 15

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1 Pflichtenheft/Angabe

BIPR-Projekt “Maschinendatenerfassung (MDE)”

Name:.WURM..Benjamin...

Klasse:.2AHWIL... Jahrgang:.2015/16...

Projektbezeichnung:... Maschinendatenerfassung (MDE)

Abgabetermin: .15.12.2015... 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 jeweiligen

Betrachtungszeitraum zu berechnen.

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 / Angabe

3. Allgemeine Beschreibung über den Lösungsansatz

4. Verfügbarkeit und Nutzungsgrad erklären (Quellenangaben)

5. Flussdiagramm oder Nassi- Shneiderman-Diagramm über die Vorgangsweise 6. Grafiken der Ergebnisse (Managementreport!)

7. Beschreibung der Vorgangsweise (Nachvollziehbarkeit!) 8. Besonderheiten, Kommentaren

Anhang:

9. Datenträger (oder Link auf SkyDrive, SharePoint)

10. Aktuelle Marktrecherche zum Thema BDE/MDE in english !) 11. div. Kopien technischer Datenblätter /Normen

12. Tätigkeitsbericht (xls)

Termine:

1. Beginn des Projektes: 15.09.2015 2. Zwischenbericht: Mitte Oktober 3. Abgabe: 15.12.2015

Beurteilungskriterien:

 Termintreue

 Eigenständigkeit der Arbeit

 Form der abgegebenen Mappe (Erfüllung des Pflichtenheftes & Vollständigkeit))

 Inhalt: Punkteschema

 Mitarbeit

 Referat in english (Powerpoint und Handout)

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2 Beschreibung des Lösungsansatzes/Vorgangsweise

2.1 Schritt 1: Ermittlung der benötigten Maschine

Als Vorlage dient ein zur Verfügung gestelltes, unsortiertes Excel Dokument mit Rohdaten verschiedenster Maschinen. Dieses müssen im ersten Schritt nach der gewünschten Maschine sortiert werden.

Durch einen Klick auf das Kästchen neben ‚Maschine‘ wird das Menükästchen geöffnet.

Durch einen weiteren Klick auf das Häkchen bei ‚(Alles auswählen)‘ werden alle Maschinen entfernt. Jetzt kann man gezielt eine Maschine auswählen.

2.2 Schritt 2: Filterung nach Datum, Stunden, Minuten, Sekunden

In diesem Schritt wird wie die Überschrift schon verrät nach dem Datum, Stunden, Minuten und Sekunden sortiert. Hierzu öffnet man in der Menüleiste den Punkt ‚Daten‘ , dann

‚Sortieren‘.

Abbildung 1: Maschinen filtern

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Um Sortieren zu können muss man auf ‚Ebene hinzufügen‘ klicken und die gewünschten Kriterien auswählen. In unserem Fall sind das: Datum, Stunden (h), Minuten (m), und Sekunden (s). Hat man diesen Schritt richtig gemacht, sollten jetzt die Spalten Kriterien gerecht geordnet sein.

2.3 Schritt 3: Neues Blatt

Nun kopiert man die sortierten Zellen sowie die Tabelle mit dem Namen Stillstands Ursachen auf ein neues Excel Dokument und gibt dem Dokument den Namen Maschine 22.

Abbildung 3: Sortierungskriterien hinzufügen Abbildung 2: Sortieren finden

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2.4 Schritt 4: Ermittlung der Startzeit, Endzeit und Standzeit

 Startzeit:

Mit dem geordneten Dokument können wir jetzt weiter agieren. Dadurch, dass die Startzeit bereits gegeben ist (h, m, s), müssen wir nur noch durch die Funktion

‚Zeit‘ die Felder B2 für h, C2 für m und D2 für s markieren, um die Uhrzeit festzustellen.

 Endzeit:

Nachdem man die Startzeit ermittelt hat, kann man nun die Endzeit ermitteln.

Hierfür benötigt man wieder die Excel Funktion ‚Zeit‘. Das Grundprinzip bleibt das gleiche, jedoch setzt man nun bei Sekunde nicht nur D2 ein, sondern Addiert es auch mit der Stillstands Dauer, die im Feld G2 vorzufinden ist.

Abbildung 4: Startzeit, Endzeit, Standzeit

Abbildung 5: Funktion für Startzeit

Abbildung 6: Funktion für Endzeit

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 Standzeit:

Als letzte Aufgabe in diesem Schritt ermittelt man die Standzeit, welche bereits vorgegeben ist unter dem Namen Stillstands Dauer. Somit ist die Standzeit das gleiche wie die Stillstands Dauer, jedoch anders formatiert (hh:mm:ss).

2.5 Schritt 5: SU-Beschreibung, Überschneidungen

Die SU-Beschreibung (Stillstands Ursachen-Beschreibung) ist abhängig von den Werten der Spalte ‚Stillstands Ursache‘. Diese findet man nun in der zweiten Tabelle des Dokumentes.

Die SU-Beschreibungsspalte dient zum besseren Verständnis der Stillstands Ursache.

Abbildung 7: Funktion zum Erkennen der Stillstands Ursache

Abbildung 8:Beschreibung Fehlerquelle

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2.6 Schritt 6: Feststellung Stillstands Ursache

Um gezielt auf entstandene Probleme eingreifen zu können, ist die Unterscheidung in technische- bzw. organisatorische Stillstands-Ursache notwendig. Abhilfe zur Fehlervermeidung sind zum Beispiel bessere Planung, höhere Wartungsintervalle, Ersatzteillagerung und Mitarbeiterschulungen. Die Ermittlung der Ursache wird über Formeln gesteuert.

Abbildung 9:Gliederung Fehlerursache

2.7 Schritt 7: Berechnung TBF, MTBF und TBF pro Tag

Die MTBF (mean time between failure) wird dazu benötigt, um die Gesamtverfügbarkeit und die Tagesverfügbarkeit zu errechnen.

Berechnung TBF (time between failure):

Sind die Zeiten an dem die Maschine ausgelastet werden kann.

Abbildung 10: Berechnung TBF

Berechnung TBF / Tag: Summe des TBF pro Tag

Hier erfolgt eine Abfrage mit dem Datum um die Tageswerte zu ermitteln.

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Abbildung 11: Berechnung TBF pro Tag

Berechnung MTBF: Mittelwert des TBF

MTBF (mean time to repair) ist die durchschnittliche Zeit in der die Maschine still stand. Hier werden nur die „technischen Stillstands Ursachen“ berücksichtigt. Organisatorische Gründe werden nicht einberechnet. Die Berechnung befindet sich im Tabellenblatt TBF.

Abbildung 12: Berechnung MTBF

2.8 Schritt 8: Berechnung TTR, TTR pro Tag und MTTR

Berechnung TTR (time to repair):

TTR beinhaltet sämtliche Störungen welche mit einer Reparatur verbunden sind.

Stillstände wie Pause, warten auf.., oder kein Auftrag (organisatorische Stillstände) werden nicht berücksichtigt.

Abbildung 13: Berechnung TTR

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WURM Benjamin 27.12.2015 10 Formel: Wenn technische Störungsursache „ja“ dann Zeit [sec] eintragen

Berechnung TTR pro Tag:

Hier erfolgt eine Abfrage um die Datumswerte zu ermitteln, und dann zu summieren.

Abbildung 14: Berechnung TTR pro Tag

Berechnung MTTR:

Wurde als „SummeWenn“ - Formel hinterlegt (addiert alle nicht lehren Zellen der Spalte Q (TTR) und dividiert durch die Anzahl der technischen Fehler

Abbildung 15: Berechnung MTTR

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2.9 Schritt 9: Berechnung Tageswechsel

Anzahl Tageswechsel

Wird benötigt, um Auskunft über die durchschnittliche Reparaturzeit pro Tag zu ermitteln

Abbildung 16: Berechnung Tagesanzahl

2.10 Schritt 10: Berechnung der Tages- und Gesamtverfügbarkeit

Die Verfügbarkeit wird berechnet sich mit MTBF durch MTBF plus MTTR *100%

Berechnung Gesamtverfügbarkeit:

Abbildung 17: Berechnung Gesamtverfügbarkeit

Berechnung Verfügbarkeit pro Tag

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Abbildung 18: Berechnung Verfügbarkeit pro Tag

2.11 Schritt 11: Berechnung des Tages- und Gesamtnutzungsgrades

Nutzungsgrad

ist ganz allgemein der Quotient aus dem tatsächlich erreichbaren und dem maximal möglichen Wert einer Bezugsgröße , z.B. Flächen - oder Maschinennutzungsgrad.

Am häufigsten gebraucht wird er als technischer Fachbegriff für Energieausbeute.

.

Der Nutzungsgrad einer Energieanlage oder eines -gerätes setzt die in einer bestimmten Zeit nutzbar gemachte Energie zur zugeführten Energie ins Verhältnis. In den betrachteten Zeiträumen können Pausen - Leerlauf - , Anfahr- und Abfahrzeiten enthalten sein.

Berechnung Nutzungsgrad pro Tag:

N = ^𝑇 ^𝐵 ^−𝑇 ^𝑅𝑈 ^−𝑇 ^𝐼 ^−𝑇 ^𝑊

𝑇 _𝐵 ∗ 100%

Abbildung 19: Berechnung Nutzungsgrad pro Tag

Berechnung Gesamtnutzungsgrad:

Der Gesamtnutzungsgrad wurde mit dem Mittelwert der Tagesnutzungsgraden berechnet.

Abbildung 20: Berechnung Gesamtnutzungsgrad

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3 Flussdiagram über die Vorgangsweise

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4 Visualisierungen

Auswertung anhand von Diagrammen.

4.1 Verfügbarkeit pro Tag

Abbildung 21: Balkendiagramm Verfügbarkeit pro Tag

4.2 Gesamtverfügbarkeit

Visualisierung Anteile technische und organisatorische Stillstände

Anhand dieser Grafik kann man erkennen, dass die technischen Ursachen überwiegen.

Eine Verbesserung kann durch regelmäßige Wartung erzielt werden.

Abbildung 22: Tortendiagramm Gesamtverfügbarkeit

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4.3 Nassi- Shneiderman Diagramm

Beispiel Berechnung MTBF pro Tag

=WENN(A1628=A1627;"";SUMMEWENN(A:A;A1627;O:O)) Schritt 1: Kontrolle ob sich das Datum zur vorherigen Zelle ändert

Schritt 2: Bei einer Wertänderung in Spalte A mit dem Suchkriterium der jeweiligen Zelle wird die Spalte O bis zu der Zelle berechnet in der sich das Suchkriterium befindet.

Abbildung 23: Nassi- Shneiderman Diagramm

5 Quellenverzeichnis

Titelbild Quelle:

https://www.google.at/search?q=drehmaschine&biw=1920&bih=985&source=lnms&tbm=isch

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Erklärung Nutzungsgrad Quelle:

https://de.wikipedia.org/wiki/Nutzungsgrad

Informatik Projekt Maschinendatenerfassung (MDE)