Instandhaltung: Von der korrigierenden zur autonomen Instandhaltung 4.0

Maschinen und Produktionsanlagen werden immer komplexer. Daher befinden sich auch die Formen der Instandhaltung in einem stÀndigen Wandel.

AusgewÀhlte AR-Brillen können auch in Ex Zonen benutzt werden

WĂ€hrend bis in die 1970er hinein noch die manuelle und reaktive Instandhaltung in allen wirtschaftlichen Bereichen dominierte, verbreiteten sich durch gĂŒnstiger werdende Technik erst prĂ€ventive und dann vorausschauende Instandhaltungskonzepte in allen Branchen.

Mit der Durchsetzung von Augmented Reality Lösungen kĂŒndigt sich eine neue VerĂ€nderung im gewerblichen und industriellen Instandhaltungsmanagement an.

Was bedeutet Instandhaltung: Definition nach DIN Norm

Instandhaltung ist in Europa zurzeit noch in zwei verschiedenen Normen (DIN EN 13306 und DIN 31051) definiert und bezeichnet die Gesamtheit aller technischen und administrativen Maßnahmen, die dem Erhalt oder Wiederherstellung des Zustands eines Objekts wĂ€hrend seines Lebenszyklus dient. Eine Anlage ist ein Objekt, das einen potenziellen oder tatsĂ€chlichen Wert fĂŒr das Unternehmen darstellt. Das umfasst einerseits Maschinen und Fertigungsanlagen, aber auch elektrische Anlagen, Bauelemente, GebĂ€ude oder die Infrastruktur eines Unternehmens. Ziele der Instandhaltung sind die VerfĂŒgbarkeit eines Objekts zu gewĂ€hrleisten, und zwar ĂŒber den grĂ¶ĂŸtmöglichen Zeitraum. Dieses Ziel eint die Instandhaltung in der Industrie und in der Fertigung, sowie die Instandhaltung in der Logistik und im GebĂ€udemanagement.

Instandhaltung in der Industrie

Die Instandhaltung ist also ĂŒberall dort wichtig, wo Objekte genutzt werden, um Wert fĂŒr eine Organisation zu schaffen. Die Industrie hat dabei allerdings den Hauptbedarf. Instandhaltung in der Industrie ist ein SchlĂŒsselbestandteil einer wirtschaftlichen Produktion, weil die Kosten fĂŒr ebendiese einen wesentlichen Anteil der gesamten Produktionskosten ausmacht. 

Im Laufe der Zeit haben sich in der Industrie verschiedene Instandhaltungskonzepte etabliert. GrundsÀtzlich lassen sich drei Arten unterscheiden.

  1. Korrigierende Instandhaltung
  2. PrÀventive Instandhaltung
  3. Vorausschauende Instandhaltung

Reparieren, wenn etwas kaputtgeht: Korrigierende Instandhaltung

Die korrigierende Instandhaltung (corrective maintenance) ist die Ă€lteste Form der Instandhaltung wie sie schon seit Beginn der Industrialisierung durchgefĂŒhrt wird. Geht eine Anlage kaputt, bzw. tritt eine Störung auf, dann wird sie repariert. 

Bei einer aufgeschoben korrigierenden Wartung existiert ein Wartungsplan, bei der sofortigen korrigierenden Instandhaltung wird sofort repariert. Ungeplante Korrekturen sind in der Regel teuer, weil Sie zu ungeplanten Anlagenstopps fĂŒhren, wodurch die AnlagenproduktivitĂ€t und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage sinkt. Mit immer komplexer werdenden Produktionslinien vergrĂ¶ĂŸert sich dieses Problem, weil viele Anlagen zusammenarbeiten, die wie ZahnrĂ€der ineinandergreifen. FĂ€llt eine Anlage aus, betrifft das hĂ€ufig die ganze oder große Teile der Produktionslinie.

Vorteile der korrektiven Instandhaltung

  • Kaum Initialkosten
  • Geringer Planungsaufwand

Probleme der korrigierenden Instandhaltung

  • Ungeplante Stopps wahrscheinlich
  • Lebenszyklus der Anlage sinkt
  • Langfristige Kosten steigen unter UmstĂ€nden enorm

Reparieren, bevor etwas kaputtgeht: Was ist vorbeugende Instandhaltung?

Bei der prĂ€ventiven Instandhaltung (preventive maintenance) wird die Instandhaltung durchgefĂŒhrt, bevor es zu Anlagefehlern- oder AusfĂ€llen kommt. Damit soll die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert werden. FĂŒr eine erfolgreiche prĂ€ventive Instandhaltung bedarf es historischer Daten zu der Maschine, um die ungefĂ€hre Ausfallzeit zu ermitteln. Diese Zeit bezeichnet man als Mean Time Between Failures. 

Weil die Daten schnell komplex werden, kommt bei der vorbeugenden Instandhaltung meistens ein Instandshaltungsmanagementsystem zum Einsatz. Diese helfen, die nötigen Daten zu sammeln, zu bewerten und zu visualisieren.

FĂŒr einige Anlagen liefern die Hersteller selbst entsprechende Programme, die eine Mean Time To Failure ermitteln und den Betreiber der Anlage ĂŒber die notwendige Instandhaltung informieren. Diese Form der Instandhaltung heißt prospektive Instandhaltung. 

Die prĂ€ventive und prospektive Instandhaltung basiert alleine auf statistischen Daten und nicht auf dem tatsĂ€chlichen Zustand der Anlage. Ungeplante Stopps sind durch diese Instandhaltungen also nicht gĂ€nzlich auszuschließen. 

Vorteile der prÀventiven Instandhaltung

  • Mehr Sicherheit durch weniger ungeplante Stopps
  • Bessere Planbarkeit der Kosten fĂŒr Wartung und Instandhaltung
  • LĂ€ngerer Lebenszyklus im Vergleich zur korrigierenden Instandhaltung

 

Probleme der prÀventiven Instandhaltung

  • Unnötige Instandhaltungszyklen sind wahrscheinlich
  • Auch durch prĂ€ventive Maßnahmen sind Störungen nicht ausgeschlossen
  • Hohe Initialkosten fĂŒr Anschaffung der nötigen Technologie
  • höherer personeller Aufwand

Wissen, wann etwas kaputtgeht: vorausschauende Instandhaltung

Die vorausschauende Instandhaltung (predicitive maintenance) schließt an die Entwicklung zur zustandsbasierten Instandhaltung an. Durch die stark gesunkenen Kosten von IIot-Sensoren, einem wachsenden Markt fĂŒr verschiedene Lösungen und der Verbesserung von KI in der Smart Factory hat sich mit der vorausschauenden Instandhaltung eine eigene Form der Instandhaltung etabliert.

Anstatt anhand eines festgelegten Zeitrahmens oder der NutzungshĂ€ufigkeit zu bestimmen, wann eine Wartung erforderlich ist, nutzt die vorausschauende Instandhaltung Daten, um zu interpolieren, wann die Maschine vermutlich kaputtgeht. Bei dieser zustandsorientierten Instandhaltung wird also der tatsĂ€chliche Anlagenzustand zur Grundlage fĂŒr den Instandhaltungsplan. Dazu mĂŒssen die Maschinen ĂŒber Sensoren verfĂŒgen, die die nötigen Daten erfassen.

Der Erfolg dieses Ansatzes hĂ€ngt einerseits von guter und gĂŒnstiger Messtechnologie aber auch von modernen Maschine-Learning-Lösungen ab, die in der Lage sind die Daten zufriedenstellend zu interpretieren. Hier kommt unter anderem professionelle Instandhaltungssoftware zum Einsatz. 

Durch diese Art der Überwachung kann die Wartung bei Bedarf durchgefĂŒhrt werden, um ein bestimmtes Problem zu beheben und den Ausfall einer Anlage zu verhindern. Da eine Wartung nur dann erforderlich ist, wenn ein Ausfall unmittelbar bevorsteht, ist eine vorausschauende Wartung oft kostengĂŒnstiger als eine vorbeugende Wartung.

Außerdem wird durch prĂ€diktive Instandhaltung eine bessere Planbarkeit erreicht, die ungeplante Stopps reduziert und damit auch die Kosten senkt. Auch Wartungsaufgaben sind oft gĂŒnstiger als bei reaktiver Wartung, da Probleme angegangen werden, bevor es zu einem kompletten Ausfall der Anlage kommt.

Die vorausschauende Instandhaltung erfordert allerdings eine hohe Erstinvestition, um die nötigen GerĂ€te fĂŒr die Aufzeichnung der Daten zu beschaffen. FĂŒr die Bedienung der Technologie wird zudem qualifiziertes Personal benötigt, dass in der Lage ist mit den GerĂ€ten umzugehen und die Daten zu interpretieren. Techniker mĂŒssen sowohl die Anlage als auch das Überwachungssystem verstehen. Dies kann eine Schulung des Personals oder die Einstellung neuer Mitarbeiter erfordern.

Vorteile der vorausschauenden Instandhaltung

  • geringere KomplexitĂ€t durch Automatisierung
  • höhere AnlagenverfĂŒgbarkeit
  • Bessere Planbarkeit und somit höhere Wirtschaftlichkeit der Anlage

Probleme der vorausschauenden Instandhaltung

  • gerade zu Beginn höhere Investitionskosten
  • höherer Bedarf an besser ausgebildeten Personal

Höhere AnlagenverfĂŒgbarkeit durch Mobile Instandhaltung

Mit dem fortschreiten der Digitalisierung in der Industrie gewinnen mobile Instandhaltungslösungen an Bedeutung. Über ein Smartphone, Tablet oder Notebook können Techniker jederzeit auf alle Daten im ERP und dem CRM zugreifen und sich so einen genauen Überblick ĂŒber den Anlagenzustand verschaffen. Dadurch spart der Techniker Zeit, kann schneller eingreifen und die AnlagenverfĂŒgbarkeit steigt.

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Die mobile Instandhaltung ergĂ€nzt heute die prĂ€ventive und die vorausschauende Instandhaltung und wird insbesondere durch die Verbreitung von AR-Lösungen zu einem wichtigen Bestandteil eines effektiven Instandhaltungskonzepts fĂŒr die Industrie.

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