QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec

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QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec
Einführung Qualitätsmanagement SS2020

 QM
Dr. Reinhold Walz, SS2020
QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec
Vorlesungen SS2020

Dr. Reinhold Walz, SS2020
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Vorlesungen SS2020

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 Vorlesungsplan
Dr. Reinhold Walz, SS2020
QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec
Vorlesungsinhalte

 ▪ Bausteine eines QM-Systems
 ▪ QM-Systeme nach ISO 9001:2015, VDA 6.3, DIN EN ISO 13485, IATF 16949
 ▪ Basis-Werkzeuge (7 Qualitäts-Tools, 7 Management-Tools)
 ▪ Methoden des Qualitätsmanagements
 ▪ Risikoanalyse von Produkten/Prozessen (FMEA)
 ▪ Prüfungen in Wareneingang und Fertigung (AQL, SPC, PMFU)
 ▪ EDV-Unterstützung im Qualitätsmanagement (CAQ-Systeme)
 ▪ Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchungen
 ▪ Prozesssteuerung, Regelkarten, Statistik
 ▪ Prüfmittel und Prüfmittelfähigkeitsuntersuchungen
 ▪ Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchungen

 GEWATEC-Lösung
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Vorlesungsinhalte

Dr. Reinhold Walz, SS2020
QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec
Qualitätsmanagement

 Aus: VDI-RICHTLINIEN VDI 5600 Blatt 1
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Qualitätsmanagement

 EMP Erstmuster Prüfbericht
 PPV Prüfplanverwaltung
 Prüfmittelverwaltung
 CAQ
 PMV
 PMÜ Prüfmittelüberwachung
 PMF Prüfmittelfähigkeit
 QDE Qualitätsdatenerfassung
 QST Statistikauswertung
 SPC Statistische Prozess Steuerung
 REK Reklamationsmanagement

 FMEA Fehler-, Möglichkeits- und Einflussanalyse
 Lieferantenbewertung CAQ01
 LBEW
 CAQ02
 AUDIT Auditmanagement GIP

 APQP Produkt- und Qualitätsvorausplanung
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Was ist Qualität?

▪ Qualis (lateinisch) = wie beschaffen

▪ DIN ISO 8402: “Qualität ist die Gesamtheit von Merkmalen (und Merkmalswerten) einer Einheit
 bezüglich ihrer Eignung festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen.”

▪ DIN-ISO 8402: “Total Quality Management ist eine auf der Mitwirkung aller ihrer Mitglieder
 basierende Führungsmethode einer Organisation, die Qualität in den Mittelpunkt stellt und
 durch Zufriedenstellung der Kunden auf langfristigen Geschäftserfolg sowie auf Nutzen für die
 Mitglieder der Organisation und für die Gesellschaft zielt.”

▪ Crosby: “Quality means conformance to customer requirements”

▪ Juran: “Quality means fitness for use”

▪ Friedrich Nietzsche: “Qualität ist (subjektive!) Wertschätzung.”
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Was ist Qualität?

 99% Qualität bedeutet:
 Wenn alle, von denen Sie abhängen, nur 99% korrekt arbeiten, dann …

 ▪ haben Sie jeden Tag für 15 Minuten keinen Strom!
 ▪ haben Sie an 4 Tagen im Jahr kein Wasser oder keine Zeitung!
 ▪ entgeht Ihnen bei jedem Spielfilm eine Minute durch Störungen!
 ▪ finden Sie auf jeder Seite mindestens 9 Rechtschreibfehler!

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Was ist Qualität?

 99% Qualität bedeutet:
 Wenn Sie damit rechnen müssen, dass ...

 ▪ jede 100. Operation fehlerhaft ausgeführt wird?
 ▪ jeder 100. Reifen bei 180 km/h platzt?
 ▪ jedes 100. Rezept falsch ausgeschrieben ist?
 ▪ an jeder 100. Ampel nicht nur Sie grünes Licht haben?
 ▪ jedes 100. Flugzeug abstürzt?

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Qualitäts-Philosophie

 Qualitäts-Philosophie

 ▪ „Qualität heißt den Anforderungen der Kunden zu entsprechen“
 ▪ „Qualität kostet nichts. Aber sie wird einem nicht geschenkt.“
 ▪ „Warum sollten Unternehmen viel Zeit und Geld mit dem Aufspüren, Definieren und
 Bekämpfen von Fehlern vergeuden, wenn es möglich ist, deren Auftreten von vornherein zu
 verhindern? Null Fehler müssen Leistungsstandard werden!“
 ▪ „Qualität beginnt beim Menschen, nicht bei den Dingen. Wer hier einen Wandel herbei-
 führen will, muss zuallererst auf die innere Einstellung aller Mitarbeiter abzielen.“
 ▪ „Gute Qualität ist teuer, schlechte Qualität noch teurer!“
 ▪ „Qualität ist, wenn die Kunden zurückkommen und nicht die Produkte“

 Quelle: www.zitate.de
Was ist Qualität?

 Kundenzufriedenheit

 ▪ hinter jedem unzufriedenen Kunden stehen 26 weitere, die schweigen

 ▪ der unzufriedene Kunde spricht mit 8 bis 10 anderen (potentiellen) Kunden

 ▪ die Kosten zum Gewinn eines neuen Kunden sind 5-mal höher als für den Erhalt eines

 vorhandenen

 ▪ 90% der unzufriedenen Kunden kaufen nicht mehr bei diesem Unternehmen

 ▪ aber 90% der nach einer Reklamationen voll zufriedenen Kunden bleiben erhalten
Was ist ein µ ?

 Stecknadel
 Schweineborste
 0,6 mm
 0,1 mm

 Büroklammer Zeitung
 1 mm 0,08 mm

 1,00

 Zigarettenpapier
 0,06 mm
 Menschenhaar
 0,06 mm 100 m Meter
 1 µm oder 0,001 mm 10−3 m Millimeter
 Spinnfaser 10−6 m Mikrometer
 0.006 mm 10−9 m Nanometer
 10−10 m Ångström

 1 nm ist die Länge, die ein Barthaar in 4 sec wächst!
 Louise 1 µm ist 1 / 1.000.000 Meter
Begriffsdefinitionen

 Prozess
 Prüfprozess
 Prüfen
 Prüfmittel
 Messabweichungen und Messunsicherheiten 45.89

 • Systematische Messabweichung
 • Wiederholpräzision
 • Vergleichspräzision
 • Linearität
 • Stabilität
Einflüsse auf die Qualität (5Ms)

 5 M‘s haben Einfluss auf den Prozess
Mensch
Maschine
Material
Methode
Milieu
Einflüsse auf die Qualität (8Ms)

 8 Ms haben Einfluss auf den Prozess
Mensch
Maschine
Material
Methode
Milieu
Management
Messbarkeit
Money
Prozesseinflüsse (am Beispiel einer Autofahrt)

 Mensch : Fahrkönnen, Konzentration
 Maschine : Lenkungsspiel, Reifenzustand
 Material : Straßenzustand
 Methode : PKW, LKW
 Milieu : Seitenwind, Beleuchtung
Zufällige und systematische Einflüsse

(am Beispiel einer Autofahrt)
 Zufällige Einflüsse: - Wind
 - Straßenbelag
 - Lenkungsspiel
 - Tagesform des Fahrers

 Systematische - Tageszeit
 Einflüsse: - Jahreszeit
 - Fahrpraxis
 - Qualität d. Fahrzeugs

 Rennspiel
Toleranzverletzung
Prozessregelung
 Kleiner Regelkreis
 S M1 Of23
 Produktion
 OFFLINE
 345253

 1,00

 Werker ist verantwortlich für die Fertigungsqualität!
Prozess-Ampel

SPC Statistik in 7 min
Software: Maschinen: Powerpoint:
 Kalk Hardware KALK
 GPPS Arburg GRIPS
 KapPlan Chiron Statistik
 CAQ01 Citizen Datenmodell
 CAQ02 Demag
 CAQ03_Drucken Hermle
 ProVis01_BDE Index Index
 ProVis02_Lager Maier Chiron BI Auswertungen
 ProVis03_Drucken Müga
 ProVis04_Auswertung Star Star
 NCV_TLM_DNC Lager
 End

 ProVis Müga
 Hermle
 Auswertung TLM
 Hardware

 KapPlan CAQ02

 GPPS CAQ01
 Arburg
 Maier

 Kalk

 Demag
 Citizen
 ProVis
 BDE
 NCG
 TLM
 DNC
 CAQ_Drucken
 ProVis_Drucken
 ProVis_Auswertung

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Literatur

• Gerhard Linß (Hrsg.): Qualitätsmanagement für Ingenieure Carl Hanser Verlag München 3. aktualisierte und erweiterte Auflage (2011) ISBN
 978-3-446-41784-7

• Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Statistische Verfahren zur Maschinen- und Prozessqualifikation Carl Hanser Verlag München 5.
 aktualisierte Auflage (2005) ISBN 3-446-22894-2

• Holger Brüggemann, Peik Bremer (Hrsg.): Grundlagen Qualitätsmanagement Springer Vieweg Verlag (2012) ISBN 978-3-8348-1309-1

• Tilo Pfeifer, Robert Schmitt (Herausgeber): Masing Handbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser Fachbuchverlag München Wien, 6. überarbeitete
 Auflage (2014)

• Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Eignungsnachweis von Prüfprozessen Carl Hanser Verlag München 2. aktualisierte und erweiterte Auflage
 (2004) ISBN 3-446-22893-4

• Hans-Joachim Mittag (Hrsg.): Qualitäts Regelkarten Carl Hanser Verlag München Wien (1993) ISBN 3-446-17661-6

• Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Richtlinien zur Beurteilung von Meßsystemen und Prozessen, Abnahme von Fertigungseinrichtungen mit
 Originalrichtlinien von Ford, General Motors und Daimler-Benz Carl Hanser Verlag München Wien (1998) ISBN 3-446-19572-6
Statistik 1

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Versuch

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Glockenkurve

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Gauß‘sche Normalverteilung

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Gauß‘sche Normalverteilung

 Dichtefunktion
 1 1
 − 2 2
 = 
 2 
 Mittelwert
 1 
 µ= σ 
 =1

 Standardabweichung
 1
 S= σ =1( − µ)
 −1

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Carl Friedrich Gauß

 Gauß:
 Mathematiker und Astronom (1777 – 1855)
 Statistik: Gauß-Verteilung -> Normalverteilung
 Magnetische Flussdichte B: 1 Gauß = 10E-8Vs/qcm=10E-4T.
 Klassischen Mechank: Prinzip des kleinsten Zwanges, Extremalprinzip

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4-Sigma

 99% Qualität bedeutet: (4 Sigma = 99,37%)

 ▪ haben Sie jeden Tag für 15 Minuten keinen Strom!
 ▪ haben Sie an 4 Tagen im Jahr kein Wasser oder keine Zeitung!
 ▪ entgeht Ihnen bei jedem Spielfilm eine Minute durch Störungen!
 ▪ finden Sie auf jeder Seite mindestens 9 Rechtschreibfehler!
 ▪ jede 100. Operation wird fehlerhaft ausgeführt
 ▪ jeder 100. Reifen bei 180 km/h platzt?
 ▪ jedes 100. Rezept ist falsch ausgeschrieben
 ▪ an jeder 100. Ampel haben nicht nur Sie grünes Licht
 ▪ jedes 100. Flugzeug stürzt ab

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6-Sigma Methode

 Sigma DPMO Prozent
 1 691.462 30,85375 %
 2 308.537 69,14625 %
 3 66,807 93,31928 %
 4 6.210 99,37903 %
 5 233 99,97673 %
 6 3,4 99,99966 %

 Six Sigma bezeichnet die Fähigkeit eines Prozesses, Merkmale mit +- 6 Sigma innerhalb der
 Toleranz zu erzeugen. Dies entspricht einem Fehleranteil von 0,000197 DPMO.

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Die SPC-Methode

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Statistische Prozessregelung

 Voraussetzungen für die SPC:

 Wann macht die SPC Anwendung Sinn?

 • Produktmerkmale sind identifiziert und messbar
 • Prozess ist regelbar
 • Prozess ist fähig
 • Prozess ist unter statistischer Kontrolle
 • Verteilungsform ist bekannt
 • Messmittel sind fähig
 • Mitarbeiter sind geschult und motiviert
 • Erforderliche Losgrößen sind gegeben

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Verteilungsarten

 Die bekanntesten Verteilungsarten sind:

• Normalverteiung (Gauß)
• Logarithm. Normalverteilung
• Weibull-Verteilung
• Rayleigh-Verteilung
• Betragsverteilung 1. Art
• Mischverteilung

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Test auf Normalverteilung

 • t-Test (Student-Test): Lagetest der Mittelwerte von Stichproben
 • F-Test: Streuungstest der Varianzen von Stichproben
 • Chi-Quadrat-Test: Test auf Verteilungsfunktionen und Verteilungsmodelle
 • Kolmogoroff-Smirnov-Test: Test auf Verteilungsfunktionen
 • Shapiro-Wilk-Test: Test auf Normalverteilungsfunktion

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Prozesskenngrößen

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Prozessstreuungen

 Mittelwert Xq in Toleranzmitte
 S 1/6 der Toleranz,
 Herstellung zu großer und kleiner Maße

 Mittelwert Xq außerhalb der Toleranzmitte, Standard-
 abweichung S
Steuern eines Prozesses

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cp- und cpk-Werte

 cp sowie cpk sollten größer als 1.33 sein!
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Formeln zur Statistik
 Variable Merkmale Fä higkeitsindexe (normalverteile Merkmale)
 Arithmetischer Mittelwert Prozeßfä higkeit
 x + x 2 + .. + x n OSG − USG
 x = 1
 n Cp = 
 oder
 Prozeßmittelwert 6
 ( OSG − USG ) + AMM
 x =
 x 1 + x 2 + ... + x m Cp = 
 (für Prozesse mit systematischer Mittelwertä nderung)
 m 6
 Z
 C p = Krit
 Stichprobenstandardabweichung 3

 s=
  (x i - x)2
 Z Krit =
 OSG − x
 oder
 x − USG
 oder
  
 n −1
  
 1
 x − ( xi ) 2 AMM AMM
 2
 i
 n OSG − x − x − USG −
 s= 2 2
 n −1 Z Krit = 
 oder 
 (für Prozesse mit systematischer Mittelwertä nderung)
  
 Schätzwert für die Standardabweichung
  R  s Maschinenfä higkeit
  = oder  =
 d2 c4 OSG − USG
 Cm =
 6s
 Regelkarten für variab le Merkmale Z Krit
 Cmk =
 Eingriffsg renzen ( x/R - Karte) 3
 OSG − x x − USG
 OEGx , UEGx = x  A2 R Z Krit = 
 oder 

 OEGR = D4 R
  
 UEGR = D3 R
 Fä higkeitsindexe (nicht normalverteilte Merkmale)
 ~ OSG
 Cm : Cp = (null − begrenzte Merkmale)
 Eingriffsg renzen ( x /R - Karte) 99,865%Punkt − 0,135%Punkt
  ~
 OEG~ , UEG~ = x  A 2 R OSG − x
 x x C mk : C pk = (null − begrenzte Merkmale)
 99,865%Punkt − x
 OEGR = D4 R
 UEGR = D3 R
 x − USG
 C mk :C pk = (für Merkmale mit nur unterer Spezifikationsgrenze)
 x − 0,135% Punkt
 Eingriffsg renzen ( x/s - Karte)
 ~
 OEGx , UEG~ = x  A3 s
 x

 OEGS = B4 s
 UEGS = B3 s

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Die Entenjagd

 Ein Jäger auf der Entenjagd
 hat einen ersten Schuss gewagt.
 Der Schuss zu hastig aus dem Rohr,
 lag eine gute Handbreit vor.

 Der zweite Schuss mit lautem Krach,
 lag eine gute Handbreit nach.
 Der Jäger spricht ganz unbeschwert
 voll Glauben an den Mittelwert:
 Statistisch ist die Ente tot!

 Doch wär´ er klug und nähme Schrot
 - dies sei gesagt ihn zu bekehren -
 er würde seine Chancen mehren:
 Der Schuss geht ab, die Ente stürzt,
 weil Streuung ihr das Leben kürzt.

 Prof. P. H. List, Marburg

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Statistik

 Glaube keiner Statistik, die du nicht selber gefälscht hast."
 Churchill

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Regelkarten

 ❖ Urwertkarte U-R, U-S

 ❖ Mittelwertkarte Xq-R, Xq-S

 ❖ Mediankarte

 ❖ Fehlersammelkarte

 ❖ Attributive Karte

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Urwertkarte

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Mittelwertkarte

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Mediankarte

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Prozessverläufe

 Anhand der Prozessverläufe kann erkannt werden, ob sich die Verteilung
 des Prozesses gegenüber dem Anfangsstand (systematischer Vorlauf)
 verändert hat.

 Folgende Kriterien weisen auf ein Veränderung hin:
 • Überschreiten der Eingriffsgrenzen
 • Trend
 • Run (Folge) oder Prozess-Shift
 • Middlethird (zu eng)
 • Middlethird (zu weit)
 • (Zyklisches Verhalten)

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Energiemanagement
 DIN EN ISO 50001

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Bausteine eines MES-Systems

 CAQ

 IPC MDE APS KALK

 PMS BDE DNC

 EnMS PZE
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Warum Energiemanagement

 Gesellschaftspolitische Anforderungen:
 Kyoto- und Nachfolgeprotokolle
 Endlichkeit fossiler Energieträger
 Einsatz erneuerbarer Energien
 Atomausstieg

 Gesetzliche Grundlagen:
 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
 Energie-Einspargesetz (EnEG)
 Energie-Einsparverordnung (EnEV)
 Energie-Effizienz-Gesetz (EnEfG)

 Firmenpolitische Anforderungen:
 Steigende Energiekosten
 Definition von Effizienzzielen in der Firmenpolitik
 Imageverbesserung

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Warum Energiemanagement

 Aus: National Oceanic and Atmospheric Administration
 (NOAA)
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Warum Energiemanagement

 Aus: Food and Agriculture Organization (FAO)
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Warum Energiemanagement

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DIN EN ISO 50001

 Das Ziel der ISO 50001

 Unterstützung bei dem Aufbau von Systemen und Prozessen

 Verbesserung der Energienutzung
 Art und Methode der Anwendung von Energie
 Beispiele: Lüftung, Beleuchtung, Heizung, Kühlung, Transport,
 Produktionslinien

 Reduzierung des Energieverbrauchs
 und der Menge der eingesetzten Energie

 Verbesserung der Energieeffizienz
 Verhältnis zwischen einer erzielten Leistung und der eingesetzten
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DIN EN ISO 50001

 Aus: VDI-RICHTLINIEN VDI 5600 Blatt 1
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DIN EN ISO 50001

 Aus: DIN EN ISO 50001:2011-12
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VDMA 66412-4 Kennzahlen für Energiemanagement

 Aus: VDI-RICHTLINIEN VDMA 66412-4
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Software: Maschinen: Powerpoint:
 Kalk Hardware KALK
 GPPS Arburg GRIPS
 KapPlan Chiron Statistik
 CAQ01 Citizen Datenmodell
 CAQ02 Demag
 CAQ03_Drucken Hermle
 ProVis01_BDE Index
 ProVis02_Lager Maier Star
 BI Auswertungen
 ProVis03_Drucken Müga
 ProVis04_Auswertung Star
 NCV_TLM_DNC ETS Lager
 End

 ProVis Müga
 Auswertung

 Hardware CAQ02

 KapPlan
 CAQ01
 Hermle

 GPPS Arburg

 Maier
 Kalk

 Demag Citizen
 ProVis
 NCG BDE
 TLM
 DNC

 CAQ_Drucken
 ProVis_Drucken
 ProVis_Auswertung

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Hole
 Die digitale Fabrik CNC-Programm 4711
 Jetzt Messung
 durchführen!

 Werkzeuge
 bereit!

 Achtung!
 Dein OEE ist schlecht!
 Achtung!
 Jetzt Werkzeug
 Ich schalte jetzt wechseln
 das Licht aus!

 Dein nächster
 Auftrag!
 Prüfschärfe Mein aktueller
 verringert! Energieverbrauch
 Dein cpk ist
 schlecht!

 Buche 432
 Gutteile ans Lager

 Dein
 Wertschöpfung neuer Prüfauftrag
 Habe in 2 Stunden kein in dieser Box ist 4711
 Material mehr! 1.432,18 EUR

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Schalte Kein Auftrag!
 Belüftung aus! Gehe auf Standby

 Achtung!
 Dein OEE ist schlecht!
 Energieverbrauch OK!
 Achtung!
 Jetzt Werkzeug
 Ich schalte jetzt wechseln
 das Licht aus!

 Schalte den
 Kompressor aus!

 Dein cpk ist
 schlecht! Mein aktueller
 Energieverbrauch Energieverbrauch
 unerwartet 4200 kWh
 angestiegen!

 Energieverbrauch
 für dieser Box
 Habe in 2 Stunden kein 280 kWh
 Material mehr!

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Messsystem für die Energieverbrauchsmessung

 Cyber-Physische Systeme (CPS)
 sind Systeme die aus Sensoren für die
 Datenerfassung und Aktoren für die
 Ausführung von Befehlen in der
 physikalischen Welt bestehen. Alle Sensoren
 und Aktoren sind miteinander vernetzt und
 werden über eine spezielle Software
 miteinander logisch verknüpft.

 • Sensoren (Monitoring)
 • Aktoren (Controlling)
 • Kommunikationsfähigkeit
 • Dynamische Interaktionen
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Messsystem für die Energieverbrauchsmessung

 OPC
 OPC-UA
 Euromap
 Focas
 Heidenhai
 n

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Messsystem für die Energieverbrauchsmessung

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Aggregation von Energie- und MES-Daten

 OE
 E
 CP
 K
 QD
 E
 TOO
 L

 Maier
 Star

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Energiemanagement: Sensor

 Index

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Energiemanagement: Aktor
 Licht, Klimaanlage und Kompressor
 ausschalten

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Energiemanagement: Aktor
 Zwangshalt, Maschine stop

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Energiemanagement: Monitor

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Energiemanagement: Monitor

 ProVis01_B
 DE
 ProVis02_L
 ager
Dr. Reinhold Walz, SS2020
Internetadressen mit Information zu Einsparpotenzialen:

 Deutsche Energieagentur: www.initiative-
 energieeffizienz.de
 Bayerisches Staatministerium WIVT: www.energie-innovativ.de
 Energieagentur NRW: www.energieagentur.nrw.de
 Umweltbundesamt:
 www.bvt.umweltbundesamt.de
 Branchenenergiekonzepte:
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Energiewunder

 Mars bringt verbrauchte Energie sofort zurück !

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Vielen Dank fürs zuhören!

Dr. Reinhold Walz, SS2020
Vielen Dank fürs zuhören!

Dr. Reinhold Walz, SS2020
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