Vermeidung von Maschinenstillständen durch eine vorbeugende Wartung

Ein Wartungsplan ist unerlässlich, um die bestmögliche Erhaltung der Industrieanlagen zu gewährleisten. Er besteht aus einer Reihe von Dokumenten, die alle relevanten Informationen über eine Maschine und ihre Leistung im Laufe der Zeit enthalten. Auch demografische Daten wie Alter, Hersteller und Standort der Maschine oder Umgebungsdaten wie die ideale Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. sind in diesen Dokumenten enthalten. Auf diese Weise können die Wartungstechniker festlegen, welche Teile in welcher Häufigkeit gewartet werden müssen; alle ihre Maßnahmen und Beobachtungen werden dann in denselben Dokumenten protokolliert.

Die gründliche Analyse der Wartungsdaten kann den Verschleiß oder die Fehlfunktion von Teilen vorhersagen. Mit der zunehmenden Verlagerung in Richtung Industrie 4.0 kann der Einsatz von Spezialsoftware zur Erstellung und Verwaltung von Wartungsplänen ratsam sein.

Anhand einer vorherigen Kostenanalyse kann dann entschieden werden, ob es wirtschaftlicher ist, eine Wartung durchzuführen, bestimmte Teile vorzeitig auszutauschen oder eine Maschine zu ersetzen, wenn sie ein bestimmtes Alter erreicht hat.

Ein typischer Wartungsplan sollte mindestens die folgenden Informationen enthalten:

• Name, Hersteller, Standort, Teile der Maschine
• ideale und tatsächliche Umgebung, in der die Maschine arbeitet
• Art der Maschinenwartung, gegliedert nach Maschinen und Teilen
• Wer ist für die einzelnen Tätigkeiten verantwortlich?
• Fähigkeiten und Kenntnisse der Wartungstechniker, sind Schulungen erforderlich?
• Häufigkeit der einzelnen Wartungstätigkeiten
• Werkzeuge und Materialien, die für jede Tätigkeit verwendet werden müssen;
• Erforderliche Zeit für die Instandhaltungsarbeiten, gegliedert nach Maschinen und Teilen
• Etwaige Ausfallzeiten im Zusammenhang mit Wartungsarbeiten

Ein weiterer wichtiger Schritt besteht darin, ein aktuelles Inventar aller für die Instandhaltung benötigten Maschinen, Werkzeuge, Geräte und Materialien zu führen. Dieser Schritt ist zwar zeitaufwändig, aber unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Instandhaltung bei Bedarf durchgeführt werden kann.

Eine vorbeugende Instandhaltung umfasst eine Reihe regelmäßiger Beobachtungen, die es ermöglichen, Fehler und Störungen zu erkennen, bevor sie zu Maschinenausfällen und Stillstandzeiten führen. Dies ist in der Regel zeit- und kosteneffizienter als die Durchführung von Reparaturen. Bei der vorbeugenden Instandhaltung werden die Maschinen und ihre Komponenten während der gesamten Betriebszeit überwacht, wobei der Schwerpunkt auf Teilen und Komponenten liegt, die vor dem Auftreten von Fehlern ausgetauscht werden können. Die Planung ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die richtigen Ressourcen zur Verfügung stehen, um im Bedarfsfall eingesetzt zu werden (z. B. das richtige Personal vor Ort, Ersatzteile auf Lager usw.).

Diese Art der Wartung zielt ebenfalls darauf ab, einzugreifen, bevor etwas passiert; sie nutzt jedoch in hohem Maße die digitale Technologie, um vorherzusagen, wann etwas schiefläuft. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Wartungsstrategie in Bezug auf Teile, Kosten und Zeitaufwand. Sie erfordert eine sehr umfassende und tiefgreifende Analyse aller beteiligten Maschinen und Prozesse sowie eine absolut strikte Einhaltung des Wartungsplans. Die erforderlichen Parameter werden mit Hilfe spezieller Software und Geräte definiert und gemessen, wodurch der Zustand und die Leistung der Maschinen ständig in Echtzeit überwacht und bewertet werden. Dieser Ansatz ist zwar relativ kostspielig, ermöglicht aber einen abteilungsübergreifenden Datenaustausch, der zu einem synchronisierten Vorgehen bei Produktion, Anlagenleistung und Produktqualität führt.

Die häufigsten Ursachen für Maschinenausfälle lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: vorhersehbare und unvorhersehbare Ausfälle. Beispielsweise kann eine angekündigte Fremdüberwachung als vorhersehbarer Stillstand betrachtet werden. Wenn der Wartungsplan und die gesammelten Daten genau genug sind, kann gleichzeitig vorhergesagt werden, wann bestimmte Teile ausgetauscht werden müssen. Andere Beispiele wären eine vorübergehende oder teilweise Schließung aufgrund von Feiertagen (z. B. Weihnachten) oder anderen externen Faktoren.

Unvorhersehbare Ausfallzeiten können durch menschliche Handlungen (z. B. menschliches Versagen, schlechte Planung, unzureichende Lagerbestände, Krankheit des Personals), Maschinenstörungen (z. B. plötzlicher Bruch) oder externe Faktoren (z. B. Stromausfälle, schlechtes Wetter) verursacht werden. Alle diese Ursachen bergen das Risiko von Arbeitsunfällen, die aus einer Vielzahl von offensichtlichen Gründen zu einem noch größeren Produktivitätsverlust führen können.

Durch die Minimierung der störungsbedingten Ausfallzeiten wird die Lebensdauer der Maschinen verlängert und das Risiko eines Maschinenausfalls verringert, was wiederum zur allgemeinen Sicherheit am Arbeitsplatz beiträgt.

Insgesamt führen Maschinenstillstände unweigerlich zu Leerlauf der Arbeitskräfte und Produktivitätsverlusten, erhöhten Kosten und Lieferverzögerungen. Kurzfristig machen sich die Auswirkungen von Maschinenstillständen in Form von Lagerproblemen und erhöhter Untätigkeit der für die Prozesse zuständigen Mitarbeiter bemerkbar. Langfristig kann sich dies auf die Glaubwürdigkeit des Unternehmens auf dem Markt auswirken, da die Unzufriedenheit der Kunden zunimmt (z. B. durch wiederholte verspätete Lieferungen) und die Wettbewerbsfähigkeit verloren geht (durch die Abwälzung erhöhter Kosten, z. B. durch die Verschwendung von Rohstoffen während der Ausfallzeit (auch “Downtime” genannt), durch die Aufrechterhaltung von Fixkosten, auch wenn die Produktion nicht stattfinden kann usw.).

Die Wahl der richtigen Instandhaltungsstrategie kann durch die Beantwortung einer Reihe von Fragen getroffen werden:

• Übersteigen im Schadensfall die entstehenden Gesamtkosten die Instandhaltungskosten?
• Behebt jede Instandhaltungsmaßnahme einen bestimmten Ausfallmodus?
• Behebt der gewählte Instandhaltungsansatz den Fehler zum optimalen Zeitpunkt?
• Bietet der Instandhaltungsansatz die kostengünstigste und effektivste Option zur Behebung des Problems?

Als Faustregel gilt, dass sich vorbeugende Instandhaltung am besten für Maschinen eignet, die schwer zu überwachen sind, bei denen aber die potenziellen Schadenskosten hoch sind. Die vorausschauende Instandhaltung bringt die beste Investitionsrendite, wenn die Maschinen leicht zu überwachen sind und die mit einem Ausfall verbundenen Kosten hoch sind.

Es gibt jedoch auch Fälle, in denen eine korrektive Instandhaltung wirtschaftlicher ist, z. B. bei älteren, schwer zu überwachenden Maschinen, die nur geringe Auswirkungen auf die Gesamtproduktion haben.

Die zustandsorientierte Instandhaltung kann einen Mittelweg bieten, wenn beispielsweise eine Maschine leicht zu überwachen ist und die potenziellen Kosten eines Schadens gering sind. Allerdings erfordert sie zusätzlichen Aufwand, da für jede Maschine unterschiedliche Maßnahmen erfasst werden müssen.

Der Erfolg selbst der einfachsten vorbeugenden Wartungsstrategie erfordert mindestens drei Produkte:

• Fette und Schmieröle für die Mehrzahl der beweglichen Teile in Industriemaschinen;
• Ersatzteile müssen auf Lager gehalten werden, um diejenigen zu ersetzen, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben; dies gilt insbesondere für Teile, die Gummi enthalten, da das Material mit der Zeit abgenutzt und spröde werden kann;
• Reparatursätze sind sowohl generisch als auch maschinenspezifisch, da sie für den Ausbau und den Ersatz defekter Teile konzipiert sind; wie Ersatzteile müssen sie zusammen mit den Maschinen aufgerüstet werden.

Im Rahmen einer vorausschauenden Wartung werden zudem spezielle Werkzeuge eingesetzt, um Daten zu sammeln und zu analysieren und so potenzielle Ausfälle zu antizipieren. So können z. B. Schwingungssensoren und Beschleunigungsmesser die Fehlerquelle in Geräten identifizieren, die stärker als erwartet vibrieren; Stroboskope ermöglichen die Beobachtung, Aufzeichnung und Bewertung einer sich bewegenden Maschine oder Komponente, indem sie sehr kurze, hochintensive Lichtblitze auf die Geräte werfen. Die Betriebstemperatur eines Bauteils verrät viel über die Betriebsbedingungen, da sie in der Regel nur innerhalb einer bestimmten Temperatur arbeiten können; mit digitalen Thermometern kann die tatsächliche Temperatur überwacht werden, für eine vollständige Analyse der Ursache sind jedoch Thermographen erforderlich.

Jeder Maschinenstillstand verursacht sowohl für Hersteller als auch für Kunden eine Reihe von Problemen, die letztlich zu finanziellen Verlusten führen. Um einen reibungslosen Betrieb aufrechtzuerhalten, lohnt es sich immer, in eine maßgeschneiderte Wartungsstrategie zu investieren. Wenn die Instandhaltung als strategisches Gebot und nicht als taktische Notwendigkeit behandelt wird, kann das Unternehmen wertvolle Daten sammeln, die im gesamten Unternehmen genutzt werden können.

Mit diesem Leitfaden können Sie besser verstehen, welche Wartungsstrategie am besten zu Ihnen passt, wie Sie das Risiko von Zwischenfällen minimieren können und welche Tools sich am besten dafür eignen.