Wartungsintervalle von bestimmten Baugruppen und Lebensdauerberechnung

Die Rolle der Instandhaltung hat sich im Laufe der Jahre von einer Reparaturfunktion zu einer umfassenden Asset-Management-Funktion gewandelt. Diese zunehmende Bedeutung rückt sie in den Mittelpunkt des Produktionsprozesses, mit dem Ziel, alle relevanten Aspekte zu optimieren, von der Fehlervermeidung bis zur Lagerverwaltung, von der Qualitätsbewertung bis zum Maschinendesign. Der zunehmende Einsatz digitaler Technologien und der Übergang zu einem Industrie-4.0-Szenario erfordern die Automation eines hochentwickelten, aber auch differenzierten Ansatzes für die Instandhaltung.

Nach dem Motto "Vorbeugen ist immer besser als heilen" konzentriert sich der Ansatz der vorbeugenden Wartung auf die Einrichtung von Überwachungsprozessen, um Teile zu warten, anstatt sie zu ersetzen. Die zu diesem Zweck eingesetzten Instrumente müssen eine ständige Überwachung während des Betriebs der Maschinen gewährleisten. Dieser Ansatz stützt sich auf drei Eckpfeiler: gut ausgebildetes Wartungspersonal, eine detaillierte, mit den zuständigen Abteilungen integrierte Planung und eine optimierte Verwaltung des Ersatzteilbestands. Vor diesem Hintergrund ist der Einsatz von Wartungs-Software nahezu unverzichtbar.

Laienhaft ausgedrückt besteht der Hauptunterschied zwischen vorbeugender und vorausschauender Wartung darin, dass erstere darauf abzielt, Ausfälle zu vermeiden, während letztere sich darauf konzentriert, zu berechnen, wann ein Ausfall eintreten wird. Mit anderen Worten könnte man sagen, dass vorbeugende Wartung plus Erkenntnisse aus Echtzeitdaten zu vorausschauender Wartung führen. Dies erfordert eine detaillierte Planung, eine strikte Einhaltung der Vorschriften und den Einsatz intelligenter Wartungsgeräte, die alle Arten von Daten sammeln und interpretieren können. Die vorausschauende Wartung ist langfristig wirtschaftlicher, da sie die Optimierung aller Wartungsmaßnahmen ermöglicht. Darüber hinaus werden die gesammelten Daten abteilungsübergreifend genutzt, was einen umfassenden Überblick über Produktion, Anlagenleistung und Produktqualität ermöglicht.

Der Einsatz digitaler Technologie ermöglicht eine effizientere Datenerfassung, sowohl von der Anlage als auch von ihren Komponenten. Dies wiederum ermöglicht eine bessere Kontrolle und Optimierung und vermeidet unnötige oder verfrühte Austausch- oder Reparaturarbeiten. Durch den Einsatz von Sensoren können Online-Überwachungsplattformen Variablen wie Temperatur, Vibration, Lärm, Energieverbrauch usw. genau messen. Auf der Grundlage dieser Informationen weiß das Wartungsteam genau, welche Maßnahmen wann und an welcher Stelle des Maschinenparks erforderlich sind.

Der Einsatz von digitaler Technologie ermöglicht eine zielgerichtete Verwaltung des Maschinenparks, wodurch die Nutzungsdauer aller Teile verlängert und die Zuverlässigkeit erhöht wird. Weil die gesammelten Daten abteilungsübergreifend ausgetauscht und genutzt werden, wird der Produktionsprozess insgesamt verbessert werden, was zu einer höheren Qualität führen kann.

Die sich daraus ergebende Verringerung der Verluste bei Industrieanlagen wurde auf bis zu 60 % im Vergleich zu herkömmlichen Wartungsmethoden berechnet. Dies wiederum kann die Gesamteffizienz um 30 % und den Umsatz um 20 % steigern.

Bei vielen Maschinenteilen ist es nicht möglich, sie vollständig von anderen Teilen zu trennen, so dass wiederholter Kontakt und Reibung unvermeidlich sind. Dies bedeutet, dass ein gewisses Maß an Verschleiß unvermeidlich ist. Die gute Nachricht ist, dass Untersuchungen zeigen, dass nur 11 % der Maschinenausfälle auf das Alter der Maschinen zurückzuführen sind – das bedeutet, dass 89 % der Ausfälle durch gute Wartung verhindert werden können.

Bei der Lebenserwartung eines jeden Teils kann zwischen dem theoretischen, nominalen Wert, der zur Schätzung der tatsächlichen Nutzungsdauer des Teils verwendet wird, und der tatsächlichen Nutzungsdauer, d. h. der Zeitspanne, in der die Teile bei ordnungsgemäßer Wartung tatsächlich in Betrieb waren, unterschieden werden. Die Berechnung der tatsächlichen Lebensdauer ist sehr komplex, da sie eine Vielzahl von Einflussfaktoren berücksichtigen muss. Daher kann die vom Teilehersteller angegebene nominelle Lebensdauer als Ausgangspunkt verwendet werden; dieser Wert ist das Ergebnis einer Reihe von Labortests.

Um die tatsächliche Lebensdauer berechnen zu können, müssen auch zusätzliche Variablen berücksichtigt werden, darunter Wartungsmaßnahmen wie Schmierintervalle, Ruhezeiten/Abkühlzeiten usw. Im Laufe der Zeit wird das Wartungsteam durch das Sammeln umfangreicher Informationen mit Hilfe der bereits erwähnten digitalen Technologie in der Lage sein, historische Daten zu nutzen, um die Lebenserwartung mit größerer Genauigkeit zu berechnen.

In einem zunehmend wettbewerbsintensiven Markt und bei strengeren behördlichen Auflagen sind Produktionsunternehmen gezwungen, ihre Prozesse kontinuierlich zu optimieren. Wie wir bereits gesehen haben, kann die Instandhaltung in dieser Hinsicht erhebliche Vorteile bieten. Einer der Ausgangspunkte hierfür kann die Definition der Wartungsintervalle sein, die darauf abzielen, ein Gleichgewicht zwischen der Vermeidung von Ausfällen und dem Ergreifen unnötiger oder verfrühter Maßnahmen herzustellen.

Die Wartungsintervalle stehen in engem Zusammenhang mit dem Begriff der Zuverlässigkeit, der sich auf die Wahrscheinlichkeit bezieht, dass eine Maschine über einen bestimmten Zeitraum unter bestimmten Bedingungen fehlerfrei funktioniert. Daraus ergibt sich bereits, dass die Zuverlässigkeit im Laufe der Lebensdauer einer Maschine wahrscheinlich abnimmt, so dass die Häufigkeit der Wartungsintervalle erhöht werden muss.

Das technische Knowhow der Wartungstechniker wird eingesetzt, um Ausfälle zu verhindern oder zu reduzieren und um die Ursachen von Ausfällen zu ermitteln und zu beseitigen. Darüber hinaus müssen die Wartungsarbeiten auch Maßnahmen zur Behebung von Ausfällen festlegen, die auftreten, wenn ihre Ursachen nicht behoben werden können. Schließlich müssen sie alle Fehlerdaten und die daraufhin getroffenen Maßnahmen analysieren, um sie in künftige Wartungspläne sowie in die Maschinenkonstruktion und die Produktionsprozesse einfließen zu lassen.

Es gibt eine ganze Reihe von Kennzahlen, die wichtige Erkenntnisse über die Wirksamkeit einer Wartungsplanung liefern können. So misst zum Beispiel der durchschnittliche Intervall zwischen Ausfällen (MTBF = Mean Time Between Failures) die Zuverlässigkeit von Maschinen. Um aussagekräftig zu sein, sollte dieser KPI auf jedes einzelne Gerät angewendet werden; ein Gesamtdurchschnitt über alle Maschinen gerechnet stiftet nur Verwirrung.

Mit der durchschnittlichen Reparaturzeit (MTTR = Mean Time To Repair) wird berechnet, wie schnell eine Maschine wieder zu ihrer vollständigen Funktionalität repariert werden kann. Ein niedriger Wert ist hier wünschenswert. Es ist wichtig anzumerken, dass es nicht sinnvoll ist, einen Benchmark festzulegen, einfach weil es diesen nicht gibt und weil dies unrealistische Erwartungen setzen würde.

Weitere KPIs sind die Anlagenverfügbarkeit (ist eine Maschine verfügbar, um eine bestimmte Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt auszuführen) und die Anlagenzuverlässigkeit (ist eine Maschine in der Lage, eine bestimmte Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt unter bestimmten Betriebsbedingungen auszuführen). In beiden Fällen sind die Werte nur dann sinnvoll, wenn ein bestimmter Zeitpunkt klar angegeben ist.

Das Backlog (Rückstandswert) entspricht der erforderlichen Arbeitszeit, um alle ausstehenden Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen. Es drückt also das Verhältnis aus zwischen dem Wartungsbedarf und der Fähigkeit, diese auszuführen.

Kosten-KPIs liefern nützliche Hinweise auf die Auswirkungen der Instandhaltung auf die Unternehmensleistung. Mit ihnen lässt sich berechnen, inwieweit sich Instandhaltungsmaßnahmen auf das gesamte Ressourcenmanagement auswirken. Die betrachteten Instandhaltungskosten sollten alle Ausgaben für Instandhaltungspersonal (sowohl intern als auch extern), Materialien, Abschreibungen und Umsatz-Ausfälle umfassen.

Ein weiterer wichtiger Indikator sind die Wartungskosten im Vergleich zum Wiederbeschaffungswert, da sie bei der Entscheidung helfen, ob ein Teil oder eine Maschine ersetzt oder repariert werden sollte. Dies ist vor allem bei kritischen Anlagen sinnvoll.

Eine effiziente Instandhaltung hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. der effektiven Planung und Messung der ergriffenen Maßnahmen, den Kompetenzen der Wartungstechniker und der Optimierung der Wartungsintervalle. Zu diesem Zweck steht eine Vielzahl von KPIs zur Verfügung, an denen sich die Entscheidungsfindung des Managementteams orientieren kann. Weiterhin gibt es eine Reihe von digitalen Wartungsgeräte, die in modernen Instandhaltungsstrategien unverzichtbar sind. Welche das sind und wie man sie einsetzt, erfahren Sie auf unseren Webseiten.