MRO – Industrielle Wartung und Instandhaltungsstrategien

Predictive Maintenance ist in aller Munde und die Gefahr besteht darin, dass im Buzzword-Dschungel die anderen Instandhaltungsstrategien untergehen oder ein Fachbegriff, gleichzeitig für viele Instandhaltungsmaßnahmen zur Vermeidung von Ausfällen, herangezogen wird. Als Ergänzung zu unserem Projektbeispiel hinsichtlich vorausschauender Wartung und die Beispiele und Vorteile von Predictive Maintenance, behandeln wir in diesem Artikel die darüber hinaus gängigen Instandhaltungsstrategien.

Ziele der Instandhaltung

Lassen Sie uns mit einer kompakten Auflistung der Instandhaltungsziele starten, diese sind:

• Vorbeugung von Ausfällen (z.B. Vermeidung der Ausfallzeiten von Maschinen)
• Verlängerung der Lebensdauer und Nutzungszeit der jeweiligen Investitionsgüter
• Arbeits- und Betriebssicherheit sicherstellen
• Betriebs- und Maschinenstörungen reduzieren
• Unterstützung bei der Optimierung von Prozessen und Arbeitsabläufen
• Die Gesamtanlageneffizienz OEE (Overall Equipment Efficiency) stetig optimieren

Instandhaltungsmaßnahmen im Überblick

Zwei DIN-Normen helfen dabei, die unterschiedlichen Instandhaltungsmaßnahmen zu strukturieren, die DIN EN 13306 und die DIN 31051.  Wie folgt fassen wir diese zusammen:

Die DIN EN 13306 unterscheidet das Instandhaltungsmanagement in:

• Vorbeugende Instandhaltung
• Korrektive Instandhaltung

Bei der korrektiven Instandhaltung besteht akuter Handlungsbedarf für Instandhaltungsmaßnahmen im Sinne der Instandsetzung, z.B. nach Ausfällen von Systemen, Anlagen oder Maschinen. Ausfallzeiten durch Störungen können mittels einer vorbeugenden Instandhaltung und durch wiederkehrende Wartung vermieden werden. Die Intervalle der notwendigen Inspektionen für Anlagen und Maschinen können hierbei unterschiedlich sein. Das oben verlinkte Projektbeispiel aus der Lebensmittelindustrie, zeigt auf, dass aufgrund eigener Erfahrungswerte, ein viel größerer Aufwand bei der Inspektion und kürzere Intervalle, als es die jeweiligen Hersteller empfehlen, sinnvoll sein können.

Die DIN 31051 gliedert die Instandhaltungsmaßnahmen in vier Instandhaltungsprozesse:

• Instandsetzung
• Verbesserung
• Inspektion
• Wartung

Unter Instandsetzung sind alle Instandhaltungsmaßnahmen gemeint, die Störungen und Fehler beseitigen. Da nicht nur menschlich, sondern auch technisch aus Fehlern gelernt werden soll, liegt das Instandhaltungsziel Verbesserung, nahe am zuvor genannten Instandhaltungsprozess, indem Ausfallzeiten und Instandhaltungskosten durch die Beseitigung von Schwachstellen vermieden werden sollen.

Der Instandhaltungsprozess Inspektion umfasst die Instandhaltungsmaßnahmen, die mittels Datenerfassung und Protokollierung, den Zustand von beispielsweise einer Maschine festhalten, um anhand von Ist-Daten den Gesamtzustand des Instandhaltungsobjekts zu bewerten.

Eine regelmäßige Wartung hat die Aufgabe die Abnutzung der jeweiligen Instandhaltungsobjekte zu optimieren. In einem weiteren Projektbeispiel, haben wir den Impuls gegeben, wie bei einer Maschinenaufstellung, die Langlebigkeit erhöht werden kann.

Perspektivenwechsel in der Instandhaltung

Bevor wir zu den einzelnen Instandhaltungsstrategien kommen, möchten wir den Impuls geben, dass es auch in der Instandhaltung auf deutlich mehr an kommt, als nur auf die technische Planung und Durchführung. Daher empfehlen einen regelmäßigen Perspektivenwechsel zwischen:

• der technische Perspektive der Instandhaltung
• der personelle Perspektive der Instandhaltung
• der wirtschaftliche Perspektive der Instandhaltung
• der Risiko-orientierte Perspektive der Instandhaltung
• der organisatorische Perspektive der Instandhaltung

Die  technische Perspektive befasst sich oft mit den Konstruktionsdaten und nutzt technische Diagnoseverfahren zur Optimierung. Viele Schwachstellen und Fehler haben ihren Ursprung in der Phase der Produktentwicklung. Verbessert man stetig die Konstruktion anhand der gesammelten Erfahrungen, so lassen sich Ausfallzeiten und Instandhaltungskosten reduzieren.

Kurzer Perspektivenwechsel in die Software-Welt:

Bei der Umsetzung unterschiedlicher Strategien zur Instandhaltungsplanung – und Steuerung (IPS) helfen CMMS-Softwaresysteme dabei, die täglichen Arbeitsabläufe der Instandhaltung, in einer Datenbank transparent zu überwachen. So kann beispielsweise das Vorziehen von Inspektionen und die Optimierung von Stillstandzeiten besser überblickt werden. I.d.R. helfen CMMS-Softwarelösungen bei der Verwaltung von Wartungen und Inspektionen, bei der Planung, Verwaltung und Kostenkontrolle von Instandhaltungsaufträgen, beim Asset-Management, bei der Lagerverwaltung (Ersatzteile, Werkzeuge, Verbrauchsmaterialien, etc.), bei der Statistik und Auswertung von z.B. Maschinenlaufzeiten, bei der Kennzahlenberechnung und beim Vergleich der Plan- und Istdaten.

Die personelle Perspektive umfasst die Personalpolitik und die Qualifizierungsmaßnahmen der Instandhaltungsabteilung. Oft steht diese Perspektive im Konflikt mit der wirtschaftlichen Perspektive, da der technische Wandel und der technologische Fortschritt immer schneller werden. Beispielsweise kann ein Instandhalter alleine, nicht mehr auf allen Fachgebieten auf dem aktuellen Stand sein bzw. bleiben. Die Frage stellt sich dann, ob externes Wartungspersonal oder Servicemitarbeiter der jeweiligen Hersteller zur Ergänzung eingekauft werden.

Die wirtschaftliche Perspektive fokussiert sich auf die stetige Optimierung der Instandhaltungskosten. Hierzu gehört auch zu entscheiden, bzw. Empfehlungen auszusprechen, in welchem Objektzustand, welcher Instandhaltungsaufwand noch betrieben werden sollte. Lohnt es sich beispielsweise einen höheren Instandhaltungsaufwand und ein größeres Risiko für eine ältere Maschine einzugehen (z.B. modernisiert durch Retrofit), im Vergleich zu einer Neuanschaffung, mit den damit meist verbundenen neuen technologischen Wettbewerbsvorteilen?

Der Risiko-orientierte Perspektivenwechsel kann die wirtschaftliche Perspektive unterstützen. Die Frage stellt sich hier nach dem Schaden und des Zeitbedarfs für eine akute Instandsetzung. Wie fortgeschritten ist der Abnutzungsvorrat oder wie schnell sind Ersatzteile verfügbar? Wie stark hat beispielsweise eine selten genutzte Maschine, auf den gesamten Fertigungsprozess? Wenn Risiken bekannt sind, dann kann damit auch kalkuliert und es getragen werden, sofern es sich nicht um Ausfallrisiko weitreichender Tragweite handelt.

Die organisatorische Perspektive hat das Ziel ein optimales Verhältnis zwischen Aufwand und Nutzen von Instandhaltungsmaßnahmen zu erreichen. Im Fokus hierbei stehen die Zeitplanung der Intervalle hinsichtlich Wartung und Inspektion. Allerdings gehört auch organisatorisch die Dokumentation und Zustandserfassung dazu, und somit auch die Fragestellung mit welchen Erfassungsmethoden in welchem Umfang der organisatorische Overhead so gering als möglich gehalten werden kann, ohne dabei die Fehlerquote und die Datenqualität negativ zu beeinflussen.

Übersicht der Instandhaltungsstrategien

Predictive Maintenance (PdM)

Wie schon erwähnt ist die aktuelle Nummer 1 der Instandhaltungsstrategien die vorausschauende Instandhaltung. 2018 haben wir mit Beispielen über die Vorteile von Predictive Maintanance berichtet. Im Zuge von Industrie 4.0 kann eine vorausschauende Wartung umgesetzt werden, indem z.B. aus Maschinen die Zustandsdaten direkt gewonnen werden. Anhand der Datenauswertung können Instandhaltungsmaßnahmen gebündelt und deutlich effizienter durchgeführt werden.

Preventive Maintenance (PM)

Bei der vorbeugenden Instandhaltung setzt man i.d.R. auf Wartungsroutinen, um die Funktionsfähigkeit aller Ressourcen durch vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen zu gewährleisten. Im Jahr 2015 haben wir von einem Lebensmittelkonzern berichtet, der aufgrund des hohen Verderbrisikos, umfangreiche Datenerfassungen mittels Smartphones an den Maschinen betrieben hat. Mit zu rechnenden Störungen, soll sich frühzeitig präventiv befasst werden, um Ausfälle zu vermeiden und Stillstandzeiten zu optimieren.

Condition-based Maintenance (CbM)

Bei der zustandsorientierten Instandhaltung werden die Instandhaltungsmaßnahmen gemäß dem jeweiligen Objektzustand durchgeführt. Beispiel: Im Idealfall wird ein Werkzeug erst dann gewechselt, wenn der maximale Abnutzungsgrad erreicht wurde.

Tipp: Durch den Einsatz von Condition Monitoring werden Sie, wenn gewünscht standortübergreifend und in Echtzeit, die Instandhaltungsobjekte besser verstehen. Die Veränderungen, wie zum Beispiel eine fortschreitende Abnutzungserscheinungen an einzelnen Komponenten, werden schneller bemerkt und die Maschinenwartung kann besser koordiniert werden. Das interessante an dieser Erfassungsmethode ist, dass Ausfallzeiten sofort erkannt werden und auf Abweichungen zum Sollzustand direkt reagiert werden kann.

Time-based Maintenance (TbM)

Der wesentliche Instandhaltungsprozess ist bei dieser Strategie die Wartung. Anhand von Herstellerangaben in Kombination mit eigenen Erfahrungen werden die Instandhaltungsmaßnahmen terminiert. Die geplanten und präventiven Instandhaltungsmaßnahmen sollen das Ausfallrisiko des jeweiligen Instandhaltungsobjekts reduzieren. Das Beispiel Servicewartung am Auto zeigt auf, dass TbM nicht unbedingt, in Datum und Uhrzeit ausgedrückt werden muss, sondern anhand gesammelter Erfahrungswerte, davon ausgegangen wird, dass ab einem gewissen Kilometerstand, die Zeit für eine Wartung gekommen ist. Der individuelle Zustand des Autos wird bei der Entscheidung, ob ein Wartungstermin stattfinden soll, nicht berücksichtigt, was bei PM und CBM jedoch berücksichtigt werden könnte. Zeitliche Wartungspflichten in fixen Intervallen, können auch gesetzlich vorgegeben sein, wie im Beispiel der Feuerlöscherwartung.

Reactive Maintenance (RM)

Diese Instandhaltungsstrategie wird oft bei unkritischen Ausfällen mit geringem Schadensrisiko angewendet. Das Motto lautet hierbei: Reparatur nach Ausfall oder Störung. Ohne Bauchschmerzen wird hier das Ausfallrisiko in Kauf genommen und geht z.B. eine Industrielampe defekt, so wird Sie kurzerhand ausgetauscht. Diese Strategie ist auch als reaktive Wartungsstrategie oder Notfallbedienung bekannt. Es sei darauf hingewiesen, dass trotz einer scheinbar unkritischen Auswirkung, ein Ausfall auch indirekte Schäden verursachen kann. Um bei der Industrielampe zu bleiben, könnte die Produktivität in der Nachtschicht reduziert werden, wenn beispielsweise keine Ersatzlampe verfügbar ist.

Reliability Centered Maintenance (RCM)

Bei der Instandhaltungsstrategie RCM steht die Zuverlässigkeit des jeweiligen Instandhaltungsobjekts im Vordergrund. Das Ziel ist es, die Folgen von Systemfehlern oder Ausfällen abzuschätzen, um im Falle eines Stillstands die sehr schnelle Instandsetzung zu gewährleisten. Im Zentrum von RCM ist die RCM-Analyse, mit der das Ausfallrisiko durch einen mehrstufigen Fragekatalog bestimmt wird und für die einzelnen Ressourcen und Bauteile einer Maschine, die passende Instandhaltungsmaßnahme definiert wird.

Auf den MRO-Strategiemix kommt es an

Auch wenn sich gefühlt die Instandhaltungsabteilungen primär an den Chancen von Predictive Maintenance und Condition Monitoring orientieren, darf der Instandhaltungsalltag nicht in Vergessenheit geraten. Führt man den jeweiligen Perspektivenwechsel hinsichtlich der verfügbaren Instandhaltungsstrategien- und Prozesse durch, so kommt man zum Entschluss, dass abhängig vom Risiko, von den Auswirkungen aber auch vom wirtschaftlichen Betrieb der Instandhaltung, für unterschiedliche Instandhaltungsobjekte, verschiedene Instandhaltungsstrategien umgesetzt werden können.