Vorausschauende Wartung: relativ geringer finanzieller Aufwand, hohes Einsparpotenzial

RS Components wirft in diesem Artikel einen Blick auf das Thema Wartung. Dabei geht es insbesondere darum, wie die Kosten vorausschauender/vorbeugender Wartungslösungen gerechtfertigt werden können.

Das Prinzip, Geld auszugeben, um Geld zu sparen, erschließt sich nicht immer auf den ersten Blick. Vorausschauende und vorbeugende Wartungssysteme – insbesondere, wenn es um hohe Vermögenswerte geht – können jedoch bei verhältnismäßig geringen Ausgaben potenzielle Reparatur- oder Produktionsausfallkosten in Millionenhöhe vermeiden helfen.

Das Problem ist allerdings, dass die Vorteile von Wartungsausgaben sehr schwer zu quantifizieren sind, wenn nichts wirklich schiefgeht. Die für die Zuteilung der Finanzmittel zuständigen Mitarbeiter können in der Regel mit konkreten Zahlen mehr anfangen als mit Was-wäre-wenn-Szenarien. Auch die Tatsache, dass andere Unternehmensbereiche ebenfalls entsprechende Budgetansprüche anmelden, erleichtert die Rechtfertigung der Ausgaben nicht gerade.

Die statistische Definition von Opportunitätskosten/-verlusten in Bezug auf die Wartung ist schwierig. Wesentlich einfacher ist es, die Szenarien vereinfachend durch die Bestimmung z. B. der Wartungskosten im Vergleich mit den Kosten der Reparatur bzw. des Austauschs und der erwarteten Lebensdauer einer Maschine oder Anlage zu betrachten. In allen Fällen müssen auch Produktionsausfallkosten, geschäftlicher Ansehensverlust und Kundenvertrauensverluste berücksichtigt werden. Diese einfachen Analysen verdeutlichen die Notwendigkeit, die Wartung als strategisches Element des Betriebsplans einzubeziehen. Aber was ist der nächste logische Schritt?

Bei komplexen Betriebsabläufen ist der Einsatz eines Instandhaltungsplanungs- und -steuerungssystems (IPS) sinnvoll, mit dessen Hilfe durch die Definition einer Strategie und eines Zeitplans sowie der an den einzelnen Maschinen und Anlagen durchzuführenden eigentlichen Arbeiten ein großer Teil des sonst üblichen Rätselratens und der Arbeitsbelastung entfallen. Meistens wird dieser proaktive Ansatz mit technologischen Lösungen kombiniert, die einen Echtzeitschnappschuss des Maschinenzustands liefern.

Diese Lösungen reichen von einfachen Temperatursensoren und Vibrationsmesssonden bis zu maßgeschneiderten, komplett ausgestatteten Softwarelösungen für die Zustandsüberwachung (CMS, Condition Monitoring System, Zustandsüberwachungssystem). Die Auswahl, der Einsatz und die nachfolgenden Abfragen hängen sehr stark von der jeweiligen Anwendung ab.

Die meisten elektronischen Systeme sind „intelligent genug“, um eigene Fehler erkennen zu können, oder sie können mit intelligenten Systemen wesentlich einfacher abgefragt werden. In Schaltschränken installierte Komponenten erfordern allerdings eine sorgfältige Überwachung. Mechanische und elektromechanische Systeme sind dagegen in der Regel anspruchsvoller und können auf unterschiedlichere (und lautere) Art und Weise ausfallen.

Bei der Mehrheit der mechanischen Systeme ist Verschleiß die Hauptursache für Ausfälle. Verschleiß führt unter anderem zu verringerten Toleranzen, erhöhten Temperaturen, langsameren und ruckartigeren Bewegungen und zu einem unvermeidlichen lauten Quietschen und Schleifen, das erahnen lässt, dass ernsthafte Probleme vorliegen. Durch fachkundige Wartung und regelmäßige Beobachtung können mechanische Systeme aber problemlos die prognostizierte Gesamtlebensdauer der Maschine erreichen und sogar übertreffen.

Eine der wichtigsten prädiktiven Messungen im Falle von Verschleiß ist die Wärmeerzeugung. Schmiermittelversagen und zusätzliche Reibung führen fast immer zu erhöhten Temperaturen. In solchen Fällen können einfache und kostengünstige Temperatursensoren genutzt werden.

Ein Beispiel dafür ist der Infrarot-Temperatursensor PN151 NFC von Calex.. (905-8768)

Durch die Montage derartiger Sensoren in der Nähe potenzieller Verschleißpunkte können Betreiber schnell auf Probleme aufmerksam gemacht werden, denen in der Regel erhöhte Temperaturen vorausgehen.

Ein weiterer Ansatz wäre die Nutzung thermischer Visualisierungslösungen  (893-8489) , wie sie von FLIR angeboten werden. Diese liefern eine „Heatmap“ in einem leicht zu entschlüsselndem Format und ermöglichen die Erkennung spezieller Hotspots. Damit stehen die Mittel zu einer genaueren Bestimmung des Wartungsbedarfs zur Verfügung.

Der Flir AX8  (893-8489)  ist ein spezieller Temperatursensor mit Bildgebungsfunktion.

Verschleiß wird außerdem oft von Vibrationen begleitet, insbesondere bei rotierenden Maschinen.

Spezielle Vibrationssensoren wie der nachfolgend abgebildete CMSS 200  (818-6947)  von SKF können mehrere Frequenzen messen und dadurch zwischen normalen und ungewöhnlichen Vibrationen unterscheiden.

Einige Sensoren und die entsprechende Software können durch die Abfrage der gemessenen Frequenzen und deren Vergleich mit den durch bekannte Fehlermöglichkeiten erzeugten Frequenzen sogar die potenzielle Fehlermöglichkeit bestimmen.

Weiter oben wurde bereits die Wartung als strategisches Tool erwähnt. Vor diesem Hintergrund und aus einer längerfristigen Perspektive heraus dürfen die Werksleiter den demografischen Wandel ihrer Belegschaft nicht unberücksichtigt lassen. Die Entwicklung geht von einer größeren Anzahl älterer, speziell qualifizierter Arbeiter, die mit ihren Maschinen bestens vertraut sind und daher subtile Verschleißsignale interpretieren können, zu einer kleineren, jüngeren, vielseitig qualifizierten Belegschaft hin, die selten die gleichen tiefgründigen technologischen Beziehungen aufbaut. Diese jüngeren Mitarbeiter sind außerdem wesentlich besser mit digitalen Lösungen vertraut als die älteren.

Aus der strategischen betrieblichen Perspektive sollten Wartungsausgaben als etwas angesehen werden, das die Gesamtanlageneffektivität (OEE, Overall Equipment Effectiveness) steigern, die Investitionsrentabilität (ROI, Return On Investment) beschleunigen, die reaktiven Reparaturkosten senken, Sekundärschäden verringern und zur Steigerung bzw. Aufrechterhaltung der Produktqualität beitragen kann. Diese konkreten Vorteile müssen bei jeder Ausgabenbegründung im Vordergrund stehen. Wenn überschaubare Ausgaben potenziell massive positive Auswirkungen auf praktisch alle strategischen Ziele haben, ist es sehr schwer, stichhaltige Gegenargumente zu finden.

Produkte für die vorausschauende Wartung erweitern die Palette von RS-Lösungen, mit deren Hilfe Kunden ein effektives Anlagenwartungsprogramm etablieren können.