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BIBA - BREMER INSTITUT FÜR PRODUKTION UND LOGISTIK GMBH AT THE UNIVERSITY OF BREMEN Dipl.-Wi.-Ing. Marco Lewandowski

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BIBA - BREMER INSTITUT FÜR PRODUKTION UND LOGISTIK GMBH

AT THE UNIVERSITY OF BREMEN

Dipl.-Wi.-Ing. Marco Lewandowski

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Short introduction about the BIBA and what we are doing

On the Application of Predictive Maintenance Strategies in Logistics

The Case of Straddle Carrier at a German Seaport

Conclusion

Overview

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SHORT INTRODUCTIONThe BIBA and what we are doing

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1 Physics/Electrical Engineering

2 Biology/Chemistry

3 Mathematics/Computer Science

4 Production Engineering

5 Geo Sciences

6 Law

7 Business and Economics

8 Social Sciences

9 Cultural Studies

10 Linguistics and Literature

11 Human and Health Sciences

12 Instruction and Educational Sciences

12 Faculties for Studies and Research at theUniversity of Bremen

Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH

Cooperations with Institutes of Faculty 4

Bremen Institute for Integrated Product Development

IFAM Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials

IWT Foundation Institute of Materials ScienceBremen

Bremen Institute of Applied Beam Technology

Bremen Institute for Metrology, Automation and Quality Science

Institute Technology and Education

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BIBA is an engineering research institute at the University of Bremen and does research in the field of production and logistics.

BIBA was founded in 1981 as one of the first affiliated institutes of the University of Bremen.

BIBA researches and develops technical and organisational solutions and implements them in practice-oriented businesses.

The staff at BIBA comes primarily from production engineering, industrial engineering, computer science, electrical engineering and other related scientific disciplines.

Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH

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INTRODUCTION TO THE PROJECT

On the Application of Predictive Maintenance Strategies in Logistics

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Requirements

In logistics networks it is important to guarantee a smooth and fast procedure and turnover between the nodes

So in more and more automated processes the availability of the production factor machine is essential.

Failures of logistics machines can cost a lot of money and time.

The optimization of supporting processes like the maintenance of technical equipment will play an important role to gain further efficiency essentially in the field of logistics!

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State of the art

General strategies of maintenance Run-to-failure

use until damage Preventive maintenance

preventative change of parts

Furthermore maintenance is also described through the following terms

Periodic maintenance

Condition-based maintenance

Reactive maintenace

Predictive maintenance

Preventive maintenance

In practice often periodicmaintenance

Alternative stategies in firstimplementation and pilots

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State of the art

Condition-based monitoringModules and components are elementary equipped with sensors with the aim to appraise the condition of these elements by (statistically) analyzing the sensor data

In case of any abnormalities, corresponding actions can be taken to rebuild the condition of the particular machine.

The event for triggering the following process chain is given by the machine itself.(Cyber-Physical-Systems, Industrie 4.0)

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State of the art

• Non-destructive measurement of physical parameters

E.g. vibration monitoring, thermography or sonography, online oil analysis in hydraulic cycles or engines

• Assessment of components’ condition • Prediction of time to next failure • Replacement strategies and scheduling

Mathematical methods and models analyze the acquired data to make predictions of time to next failures and replacement strategies.

In this field, research is done among others in business intelligence, data mining methods,dynamic programming, simulation, markov processes and neural networks.

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State of the art and beyond

a broad selection of different techniques for acquiring the condition of systems is state of the art

however: expanding present machines require an aligned systems engineering process to fit the requirements and not standard condition monitoring systems

There are relatively rare application examples regarding logistical equipment and fleet management

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END-USER-APPLICATIONThe Case of Straddle Carrier at a German Seaport

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Case study „Van Carrier at Seaports“

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Case study „Van Carrier at Seaports“

Source: Google

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Challenges in the case

Moreover: the case is assosiated to the topic of fleetmanagement

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General concept

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DETAILS OF THE DEVELOPED SOLUTION

EtherCAT as the basis for a specific condition monitoring

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Detailed solution

Hardware

Industrial PC Wireless

LAN/UMTS-Router EtherCat Fieldbus (Analog) Industrial

Sensors Development of

Sensors

Software

Webbasedapplication

3-layer architecture

Ownsensors

Wireless LAN

software

IndustrialPC

EtherCat BoxSwitch

IndustrialSensors

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Impressions - Software

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Conclusion

• functional sensors for the rough conditions in the seaport environment• using and adopting state-of-the-art methods to predict condition and failures

• modular fieldbus technology allows to develop aligned solutions for condition

monitoring

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Thank you!

BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbHan der Universität Bremen

Postanschrift: Postfach P.O.B. 33 05 60 · D-28335 Bremen / GermanyGeschäftssitz: Hochschulring 20 · D-28359 Bremen / GermanyUSt-ID: DE814890109 · Amtsgericht Bremen HRB 24505 HBTel: +49 (0) 421/218-02 · Fax: +49 (0) 421/218-5640E-Mail: [email protected] · Internet: www.biba.uni-bremen.deGeschäftsführer: Prof.-Dr.-Ing. B. Scholz-Reiter