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      • Veröffentlicht am 21. Juni 2023
      • Zuletzt bearbeitet am 12. Sept. 2023
    • 6 min

    Alles Wissenswerte zur vorausschauenden Instandhaltung

    Vorbeugen ist bekanntlich besser als heilen. Dank der technologischen Fortschritte im Kontext von Industrie 4.0 können Unternehmen in der Instandhaltung sogar noch einen Schritt weitergehen.

    vorrausschauende-instandhaltung

    Die Wartung ist eine essenzielle Funktion, um die Lebensdauer und Effizienz der Maschinen zu verlängern. Die Art und Weise, wie die Instandhaltung durchgeführt wird, kann auf drei verschiedene Arten beschrieben werden: korrigierend (Eingriffe sind reaktiv und finden nur bei Vorfällen statt), vorbeugend (Überprüfungen werden in vorbestimmten Intervallen unabhängig von den Vorfällen geplant, Eingriffe sollen das Auftreten von Vorfällen verhindern) oder vorausschauend (mit technologischer Unterstützung werden Echtzeitdaten gesammelt, um Ausfälle vorherzusagen). 

    Die vorausschauende Instandhaltung ist ein Merkmal der Industrie 4.0 und trägt zur Steigerung der Effizienz und Produktivität eines Unternehmens bei. Sie kann als eine Art ständige, automatisierte Überwachung beschrieben werden, mit Fokus auf dem Betrieb, der Leistung und dem Zustand von Geräten. Es handelt sich um eine weiterentwickelte Version der vorbeugenden Instandhaltung, da sie auch jeden Zwischenfall vorbeugen will, um Verluste durch Produktionsunterbrechungen zu vermeiden. Sie tut dies jedoch mit viel größerer Präzision in Bezug auf Zeit (sagt voraus, wann ein Teil ausfallen wird) und Ort (sagt voraus, welches spezifische Teil ausfallen wird). Dadurch werden nicht nur unerwartete Unterbrechungen des Produktionsprozesses erheblich reduziert, sondern auch die Notwendigkeit einer korrigierenden Wartung weitgehend beseitigt. Trotz der anfänglichen Kosten bietet sie daher ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis. Durch die ständige Überwachung sammelt die vorausschauende Instandhaltung auch eine große Menge an Daten, die weiter analysiert werden können, um etwa Muster für neu entwickelte Produktionsprozesse vorherzusagen.

    Was erfordert eine vorausschauende Instandhaltung?

    Wie bereits erwähnt, ergänzen sich vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung, da beide darauf abzielen, Ausfälle zu verhindern und zu vermeiden. Das bedeutet, dass die Umsetzung eines gut durchdachten Plans für die vorbeugende Instandhaltung der Anfang eines erfolgreichen Einsatzes der vorausschauenden Instandhaltung darstellt. Sobald Unternehmen diesen Schritt erreicht haben, müssen sie in die Technologie des Internets der Dinge (IoT) investieren und Sensoren einsetzen, um gewisse Variablen überwachen zu können, wie z. B. thermische Bedingungen von Komponenten, Schmierung und Ölstand, Geräusche und Vibrationen usw.

    Um einen genauen Wartungsplan zu erstellen, ist es entscheidend, die Maschinen, ihre Arbeitsbelastung, Arbeitsmuster usw. genau zu kennen, um zu ermitteln, welche Sensoren an welcher Stelle angebracht werden sollten. Nur so können die richtigen Daten an kritischen Stellen gesammelt und dann für eine laufende Analyse weitergegeben werden. Die Parameter werden zu Beginn festgelegt. Wenn die Daten jedoch im Laufe der Zeit analysiert werden, passt man die Sicherheitsparameter an (z. B. wenn die Daten zeigen, dass ein Teil mehr oder weniger widerstandsfähig ist, als ursprünglich angenommen). Sobald die Maschine wie geplant läuft, überwachen die Sensoren die Leistung und zeigen an, ob ein Wert außerhalb der festgelegten Parameter liegt. In dieser Phase muss ein Aktionsplan für die Anlage erstellt werden. In einem Protokoll wird festgehalten, was zu tun ist, wenn Alarme ausgelöst werden, wenn festgestellt wird, dass die Werte außerhalb der Parameter liegen (z. B. Verlangsamung einer Maschine, Anhalten einer Maschine, Notwendigkeit eines physischen Eingriffs usw.)

    Eingesetzte Technologien

    Für die Überwachung der Funktionsfähigkeit von Industrie-Maschinen wurden sehr spezielle Instrumente entwickelt:

    • Schwingungssensoren ermöglichen es, die Fehlerquelle in Geräten zu ermitteln, die stärker als erwartet schwingen. Die Daten werden an eine spezielle Analysesoftware gesendet, die feststellt, ob etwas schiefläuft.
    • Stroboskope sind tragbare Geräte, mit denen sich eine bewegte Maschine oder ein Bauteil beobachten und bewerten lässt. Sie werfen sehr kurze Lichtblitze mit hoher Intensität auf die Ausrüstung und zeichnen die Bilder zur späteren Betrachtung auf. Weiterhin registrieren sie die Geschwindigkeit und den Weg eines Elements in beschleunigter Bewegung und analysieren so die Bewegungen von Maschinenteilen.
    • Thermometer geben die Arbeitstemperatur eines Bauteils wieder und zeigen Abweichungen von der normalen Arbeitstemperatur auf. Thermographen werden oft zusätzlich zu Thermometern eingesetzt, um den Ursprung der Temperaturerhöhung zu ermitteln.
    • Industrielle Endoskopie-Geräte werden zur Überwachung von Rohren eingesetzt. Sie erkennen eventuelle Hindernisse beim Durchfluss einer Flüssigkeit und weisen auf die Ursache des Problems hin.
    • Ein elektronisches Stethoskop kann die Quelle von Geräuschen identifizieren, die auf den Fehler eines Bauteils hinweisen, indem sie die Geräusche der Maschinen von den Umgebungsgeräuschen isolieren und somit die Quelle der anormalen Geräusche identifizieren.
    • Dezibel-Messgeräte tragen dazu bei, die Gesundheit und Sicherheit von Mitarbeitern und Maschinen zu gewährleisten, indem sie den Lärmpegel ständig kontrollieren. Der gesamte Lärm in der jeweiligen Umgebung wird aufgenommen und digital bewertet, sowohl in quantitativer (wie viel Lärm, wie oft usw.) als auch in qualitativer Hinsicht (Art von Lärm, Tonhöhen usw.).
    • Ultraschall-Leckdetektoren erkennen aus der Ferne Lecks in Rohrleitungssystemen.
    • Elektrische Entladungsdetektoren sind Handgeräte zur Erkennung elektrischer Entladungen, die durch elektrische Spannungen an der Motorwelle entstehen können. Dabei handelt es sich um gegen Erde gerichtete Spannungen, die durch eine Vielzahl von Bauteilen fließen und erhebliche Schäden verursachen können.

    Vor- und Nachteile der vorausschauenden Instandhaltung

    Ein dem Industriezweig angepasster Wartungsplan muss entsprechend der spezifischen Situation des Unternehmens unter Berücksichtigung einer Kosten-Nutzen-Analyse und des Produktions-Bedarfs festgelegt werden. Um zu beurteilen, ob eine einfache vorbeugende oder eine anspruchsvollere vorausschauende Instandhaltung zu wählen ist, ist es sinnvoll, einige Fakten hervorzuheben.

    Der Hauptvorteil der vorausschauenden Wartung ist die frühzeitige Erkennung potenzieller Ausfälle. Dies bringt wiederum eine Reihe weiterer Vorteile mit sich:

    • Maschinen und Anlagen sind effizienter und haben eine wesentlich längere Lebensdauer;
    • geringere Unterbrechungen tragen dazu bei, die Produktions-Zyklen zu optimieren;
    • das Potenzial für menschliche Fehleinschätzungen wird beseitigt;
    • der Bedarf an kostspieliger korrigierender Wartung wird stark reduziert;
    • der Zeitaufwand für die Wartung der Ausrüstung wird minimiert;
    • die Ausgaben für Verbrauchsmaterial und andere Ersatzteile werden reduziert.

    Es gibt jedoch auch einige Nachteile, mit denen man sich auseinandersetzen muss. Es sind relativ hohe Anfangsinvestitionen für die Ausrüstung und die Schulung des Fachpersonals erforderlich. Mangelndes Know-how kann zu Fehlern bei der Bewertung und Auswahl von Wartungswerkzeugen oder bei der Wartung von Anlagen führen, die nicht unbedingt kritisch sind.

    Zu diesem Zweck können externe Berater eine eingehende Analyse, spezielle Schulungen für das technische Personal oder sogar einen vollständigen Wartungsservice anbieten. Dabei ist es wichtig, dass das Wartungspersonal sich in der Nähe der zu wartenden Ausrüstung befindet, sodass in Notfällen schnell eingegriffen werden kann.

    Beispiele der vorausschauenden Instandhaltung

    Es ist wichtig zu betonen, dass die vorausschauende Wartung im industriellen Maßstab speziell für Probleme im Zusammenhang mit der Effizienz und der Lebensdauer der Anlagen geeignet ist.

    Beispiele für die vorbeugende Wartung von Maschinen und Anlagen sind das Nachziehen von Schrauben, die Überprüfung von Lagern während des Betriebs, der Austausch von Teilen, die Anzeichen von Ermüdung aufweisen, planmäßige Schmierung, Reinigung usw.

    Die vorbeugende Instandhaltung kann Lecks, Risse, lockere Bolzen und Schrauben, Verformungen von Teilen, fehlende Schmierung, zu kalibrierende Instrumente usw. erkennen.

    So können etwa Sensoren in einer Windkraftanlage das Betriebsverhalten einer Vielzahl von Teilen überwachen. Der Algorithmus für die vorausschauende Wartung kann dann zur Vorhersage der Verschlechterung und des potenziellen Ausfalls der Teile verwendet werden, die dann in Zeiten geringer Nutzung der Windturbine repariert oder ausgetauscht werden können, bevor es zum Ausfall kommt.

    Zusammenfassung: Vorrausschauende Instandhaltung

    Eine korrekte Instandhaltung ermöglicht die Verlängerung der Lebensdauer und die Optimierung der Effizienz jeder Produktionsmaschine und trägt somit zur Optimierung der Produktionsprozesse bei. Die Technologie des Internets der Dinge (IoT) ermöglicht es, die Wartungsstrategie zu verfeinern, sodass sie zu einem vorausschauenden Prozess wird. Dies wiederum gestattet es, Fehlerpunkte präzise zu identifizieren, bevor sie überhaupt auftreten. Dieser Artikel beschreibt das Konzept und die Technologie, die verwendet werden, um Ihren Wartungsplan von einem einfachen präventiven Modell zu einer verfeinerten prädiktiven Lösung zu machen. Stöbern Sie in unserem Shop nach spezifischen Technologien, die Sie für die Umgestaltung der Instandhaltungspolitik in Ihrem Unternehmen einsetzen können und erfahren Sie alles über eine effektive Wartungsplanung.

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