Nicht nur ist es bei einem Maschinenstillstand oder einem Geräteausfall oft schwierig, die Ursache des Problems zu ermitteln, sondern meistens ist es dann auch zu spät, das Problem zu beheben. Hier kommt die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance, PdM) ins Spiel. Mit diesen Wartungslösungen lässt sich der Wartungsbedarf der Maschinen oder Anlagen prognostizieren, sodass eine geplante Wartung möglich ist und kostspielige Ausfallzeiten vermieden werden können.
Welche Möglichkeiten bietet die vorausschauende Wartung?
Unerwartete Maschinenausfälle sind frustrierend, vor allem, wenn man nicht weiss, was die Ursache für den Ausfall war.
Vorausschauende Wartungslösungen analysieren den Zustand der Anlage, indem sie mit Algorithmen für maschinelles Lernen historische Daten und Echtzeit-Sensordaten auswerten. So können sie etwaige Probleme frühzeitig erkennen und die Wartungsaktivitäten dementsprechend planen. Dadurch werden ungeplante Ausfallzeiten minimiert und die Wartungs- und Ausfallkosten verringert. Zudem erhöht PdM die Lebensdauer der Anlagen. Daher stellt die vorausschauende Wartung im Vergleich zu den herkömmlichen reaktiven oder planmässigen Wartungsverfahren einen Paradigmenwechsel dar.
Zu den wichtigsten Komponenten der vorausschauenden Wartung gehören:
- Datenerfassung: Erfassen von Daten zum Gerätezustand durch Sensoren, frühere Wartungsprotokolle und andere Quellen.
- Datenanalyse: Suche nach Mustern und Anomalien, die auf mögliche Fehler hinweisen, durch statistische Analyse, Algorithmen für maschinelles Lernen und andere Methoden.
- Zustandsüberwachung: Echtzeitüberwachung der Leistung und des Zustands der Geräte, um Veränderungen zu erkennen, die auf zukünftige Probleme hindeuten könnten.
- Prognosemodelle: Prognostizieren anhand von vergangenen und aktuellen Daten, wann eine Wartung durchgeführt werden sollte, um Ausfälle zu vermeiden.
- Handlungsorientierte Erkenntnisse: Versorgung des Wartungspersonals mit konkreten Handlungsvorschlägen, z. B. die Planung von Wartungsarbeiten während geplanter Ausfallzeiten oder der Austausch von Komponenten.
Wie hoch sind die Kosten von ungeplanten Ausfallzeiten?
Siemens hat in seinem Bericht „The True Costs of Downtime 2022“ untersucht, wie hoch die Kosten ungeplanter Ausfallzeiten tatsächlich sind und ist zu dem Schluss gekommen, dass ungeplante Ausfälle immer kostspieliger werden. So kostet eine Stunde ungeplanter Ausfallzeit dem Hersteller mindestens 50 % mehr als noch vor zwei Jahren. Wie viele Unternehmen von ungeplanten Ausfällen betroffen sind, lässt sich dem Bericht „Uptime Institute Global Data Center Survey 2023“ des Uptime Institutes entnehmen. So gaben 55 % der Betreiber an, dass es in den letzten drei Jahren einen Ausfall an ihrem Standort gegeben habe.
„Im Umfeld von Industrie 4.0 sollte die Instandhaltung viel mehr leisten, als nur Ausfallzeiten einzelner Anlagen zu verhindern. Die Prognose von Ausfällen durch fortschrittliche Analysen kann die Betriebszeit von Anlagen um bis zu 20 % erhöhen.“
Predictive Maintenance, Position Paper – Deloitte Analytics Institute
Die oben genannten Berichte machen deutlich, dass ungeplante Ausfälle für viele Organisationen Einbussen bedeuten, von finanziellen Verlusten bis zu Produktivitätseinbussen. Um solche Verluste zu vermeiden, benötigen Unternehmen daher eine zuverlässige Strategie für die vorausschauende Wartung. Laut Deloitte Analytics erhöht die vorausschauende Wartung die Produktivität im Durchschnitt um 25 %, senkt Ausfälle um 70 % und die Wartungskosten um 25 %. PdM stellt einen neuen Ansatz für die Planung und Durchführung von Wartungsarbeiten im industriellen Massstab dar und basiert auf fortschrittlicher Analytik.
Vorteile der vorausschauenden Wartung
Viele Sektoren können von der vorausschauenden Wartung profitieren. Durch den Einsatz moderner Analysen und Algorithmen des maschinellen Lernens können Unternehmen potenzielle Geräteausfälle antizipieren, bevor sie auftreten. Durch diese Präventivstrategie können Betriebsunterbrechungen und Produktionsausfälle durch ungeplante Ausfallzeiten minimiert werden. Die gezielte Durchführung von Instandhaltungsmassnahmen, wo und wann sie am dringendsten benötigt werden, ermöglicht eine intelligente Ressourcenzuweisung und damit Kosteneinsparungen.
Die vorausschauende Wartung bietet Unternehmen in verschiedenen Branchen zahlreiche Vorteile:
- Geringere Ausfallzeiten der Maschinen und Anlagen
- Längere Lebensdauer der Maschine/Ausrüstung
- Budgetkontrolle und niedrigere Wartungskosten
- Verbesserte Effizienz der Ausrüstung
- Erhöhte Sicherheit
- Verbesserte Produktivität
- Kundenzufriedenheit
- Datengesteuerte Erkenntnisse
Produkte und Technologien für die vorausschauende Wartung
Die vorausschauende Wartung ist auf verschiedene Produkte und Technologien angewiesen, um erfolgreich zu sein. So sind beispielsweise Sensoren eine Schlüsselkomponente in der vorausschauenden Instandhaltung, da sie die Leistungsüberwachung einzelner Anlagen ermöglichen. Wenn die Sensordaten ausserhalb des erwarteten Bereichs liegen, werden Sie benachrichtigt, damit Sie sich um die Anlage kümmern und geeignete Massnahmen ergreifen können, bevor es zu einem Ausfall kommt.
Die unten aufgeführten Produkten können die Umsetzung von vorausschauenden Wartungsmassnahmen erleichtern:
Wärmebildkameras
Die Wärmebildtechnik hilft bei der frühzeitigen Erkennung von Problemen, ermöglicht eine rechtzeitige Wartung und verhindert kostspielige Ausfälle. Dabei werden Infrarotkameras eingesetzt, um Wärmemuster, die von Geräten und Maschinen ausgehen, zu erkennen und sichtbar zu machen. Durch die Analyse dieser Wärmemuster können Wartungsfachleute überhitzte Komponenten, lockere Verbindungen und andere Probleme erkennen, die auf potenzielle Ausfälle oder Ineffizienzen hinweisen können. Die Wärmebildtechnik ist besonders bei elektrischen Systemen, mechanischen Geräten und der Gebäudeinfrastruktur nützlich, wo Temperaturschwankungen auf grundlegende Probleme hinweisen können.
Produktempfehlungen
Wärmebildkamera, FLIR
Wärmebildkamera, Fluke
Sensoren zur Zustandsüberwachung
Die vorausschauende Wartung ist stark auf Sensoren zur Zustandsüberwachung angewiesen. Sie erfassen Echtzeitdaten zu wichtigen Merkmalen wie Vibration, Temperatur, Druck und Flüssigkeitsanalyse. Sie erkennen Abweichungen von den Standardbetriebsbedingungen, die auf mögliche Geräteprobleme hinweisen können. So können beispielsweise Temperatursensoren Überhitzungen erkennen und Schwingungssensoren Unwuchten oder Ausrichtungsfehler in rotierenden Getrieben aufdecken, was beides zu einem frühzeitigen Eingreifen und einer vorbeugenden Wartung führen kann.
Produktempfehlungen
Drucksensor, RS PRO
Akustische Überwachung mit Ultraschall
Bei der akustischen Ultraschallüberwachung werden Sensoren eingesetzt, um hochfrequente Geräusche zu erkennen, die durch das Aneinanderreiben beweglicher Teile in Kugellagern entstehen. Diese Geräusche, die für das menschliche Ohr häufig nicht hörbar sind, sind Anzeichen für Verschleiss oder eine unzureichende Schmierung. Diese Signale werden von Sensoren in akustische oder visuelle Warnungen umgewandelt, die es den Wartungsteams ermöglichen, potenzielle Probleme zu erkennen und Massnahmen zu ergreifen, bevor sie sich verschlimmern.
Ölanalyse
Die Ölanalyse liefert wichtige Informationen über den Zustand der Motoren. Dabei wird das Öl auf Metallpartikel, Wasser und Schadstoffe untersucht, die auf mögliche Lecks oder Verschleiss hinweisen. Die frühzeitige Erkennung von Problemen und Schäden ermöglicht eine schnelle Reparatur, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Maschine insgesamt erhöht.
Schwingungsanalyse
Bei der Schwingungsanalyse werden Schwingungen von Maschinen und anderen Geräten erfasst und ausgewertet. Dadurch können Anomalien wie Verschleiss, Unwucht, Ausrichtungsfehler und mechanische Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, um einen Ausfall der Anlage zu vermeiden. Diese proaktive Strategie verlängert die Lebensdauer der Geräte und ermöglicht eine rechtzeitige Wartung, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die betriebliche Effizienz gesteigert werden.
Produktempfehlungen
Schwingungsmessgerät, Extech Instruments
Schwingungsmessgerät mit Fluke Connect, Fluke
Emissionsprüfung
Bei der vorbeugenden Instandhaltung werden Emissionsprüfungen durchgeführt, um die Luftverschmutzung zu messen, die von Maschinen oder fahrenden Autos verursacht wird. Bei einer Inspektion überwachen Sensoren Stickoxide, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Dioxide. Erhöhte Schadstoffemissionen können auf defekte Zündanlagen, ausgefallene Sauerstoffsensoren, fehlerhafte Kraftstoffeinspritzung oder defekte Lufteinspritzsysteme hinweisen, sodass früh Gegenmassnahmen ergriffen werden können.
Software für prädiktive Analytik
Mithilfe hoch entwickelter Algorithmen analysiert die Software für prädiktive Analytik Daten von Zustandsüberwachungssensoren und historischen Aufzeichnungen, was für die vorausschauende Wartung von entscheidender Bedeutung ist. Durch das Erkennen von Mustern und Anomalien werden Geräteprobleme bereits im Vorfeld erkannt, was eine proaktive Wartungsplanung ermöglicht, um Ausfallzeiten zu vermeiden und die Ressourcenzuweisung zu maximieren. Mit der ABB-Software AbilityTM Predictive Maintenance können Sie beispielsweise Daten in Echtzeit auswerten, Unregelmässigkeiten erkennen und Fehlfunktionen prognostizieren. Durch den Einsatz von prädiktiven Analysen hilft ABB Unternehmen, die Wartungskosten zu senken, die Produktion zu steigern und Ausfallzeiten zu reduzieren.
Wie wird die vorausschauende Wartung in einem Unternehmen eingeführt?
Um die Vorteile der vorausschauenden Wartung im Anlagenmanagement zu optimieren, müssen eine Reihe entscheidender Schritte unternommen werden. Um die Vorteile der vorausschauenden Wartung im Anlagenmanagement zu optimieren, müssen eine Reihe entscheidender Schritte unternommen werden.
Danach ist der erste Schritt die Installation von Industriesensoren. Die kontinuierliche Überwachung von Merkmalen wie Vibration, Temperatur und Druck ist durch die Auswahl geeigneter Technologien und die Installation von Sensornetzen an wichtigen Anlagen möglich. PdM-Massnahmen beruhen vor allem auf der frühzeitigen Erkennung von Anomalien, die durch diese Datenerfassung ermöglicht wird.
Es ist wichtig, den Ausgangszustand des Geräts zu verstehen. Durch das Festlegen der normalen Betriebsparameter können Abweichungen, die auf potenzielle Probleme hinweisen können, schnell erkannt und behoben werden. Darüber hinaus ist es unerlässlich, Software für die vorausschauende Instandhaltung, wie ein computergestütztes Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS), einzusetzen, um die Ressourcenzuweisung und die betriebliche Effizienz durch eine effektive Planung auf der Grundlage datengestützter Erkenntnisse zu optimieren.
Fazit
Die Einführung der vorausschauenden Wartung ist für Fertigungsunternehmen von grossem Vorteil, da sie Ausfallzeiten verringert, die Produktion steigert und zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Ausserdem unterstützen diese Massnahmen durch die Förderung der Energieeffizienz die internationalen Nachhaltigkeitsziele. Mit den Fortschritten bei der vorausschauenden Wartung und ihrer Integration in die Produktionsprozesse werden kontinuierliche Verbesserungen der Betriebszuverlässigkeit und der Nachhaltigkeitsstandards erwartet.
Allerdings gibt es bei der vorausschauenden Wartung auch einige Herausforderungen. Um Anomalien finden zu können, benötigt die Datenanalyse einen ständigen Datenbestand. Wenn es Unregelmässigkeiten bei der Datenerfassung gibt, kann das die Fehlererkennung beeinträchtigen. Deshalb sollten Sie sich gut überlegen, welche der oben genannten Technologien und Produkte zur vorausschauenden Wartung für die jeweilige Anlage am besten geeignet sind.
