08012 Digitalisierung der Instandhaltung
Die Vorteile von Predictive Maintenance für den Arbeitsschutz
Internationale Studien belegen, dass Wartungs- bzw. Instandhaltungskräfte in größerem Maße als die übrigen Beschäftigten Belastungen wie Lärm, Vibrationen und unterschiedlichen Arten von Strahlung ausgesetzt sind. Die Digitalisierung bietet eine große Chance, den Arbeits- und Gesundheitsschutz für diese Zielgruppe deutlich zu verbessern. Dazu gehört vor allem die „Predictive Maintenance”, die „vorausschauende Wartung”, die seit einigen Jahren schon das Instandhaltungsmanagement revolutioniert. Dieser Beitrag stellt zunächst die Technologie genauer vor und vergleicht sie mit den bislang dominierenden Instandhaltungsverfahren. Die Bedeutung und die Vorteile für den Arbeits- und Gesundheitsschutz werden anschließend dargestellt. von: |
Dieser Beitrag ist auch erschienen in der Publikation Arbeitsschutz besser managen im gleichen Verlag.
1 Grundlagen der Predictive Maintenance: Ziele, Technologie und Vorteile
„Predictive Maintenance” (im Folgenden abgekürzt mit PM) wird zumeist als „Vorausschauende Wartung” ins Deutsche übersetzt und ist einer der aktuell am meisten diskutierten Bausteine der Industrie 4.0. Aber was genau ist damit gemeint? Die Grundidee beider Wartungsmethoden ist einfach: Unternehmen statten ihre Maschinen und Anlagen mit Sensoren aus, die ständig Daten wie Temperatur, Vibrationen, Drehzahl oder Betriebsgeräusche messen. Diese Informationen schickt die Maschine dann online an ein zentrales Analysesoftwaresystem. Das System errechnet Durchschnittswerte, die den optimalen Betriebszustand der Maschine abbilden. Weicht eine Maschine zu stark von diesen Werten ab, schlägt das System sofort Alarm und setzt einen Wartungseinsatz in Gang [1] . Somit lassen sich Störungen rechtzeitig voraussagen und konkrete und problemorientierte Wartungsarbeiten einleiten.
Proaktiv anstatt reaktiv
Wesentliches Merkmal der PM ist somit seine „Proaktivität”, um damit das Eintreten von Störungen an Maschinen und Anlagen wirkungsvoller als bislang üblich zu verhindern oder zumindest deutlich zu reduzieren. Aufgrund der riesigen Datenmengen werden „Big-Data”-Techniken und Datenbanken eingesetzt. Die erfassten Messwerte und Analysedaten werden von den Maschinen und Anlagen entweder an Servicezentralen oder direkt an die Hersteller übermittelt. Um PM effizient zu betreiben, sind drei Arbeitsschritte erforderlich [1] [2] :
Wesentliches Merkmal der PM ist somit seine „Proaktivität”, um damit das Eintreten von Störungen an Maschinen und Anlagen wirkungsvoller als bislang üblich zu verhindern oder zumindest deutlich zu reduzieren. Aufgrund der riesigen Datenmengen werden „Big-Data”-Techniken und Datenbanken eingesetzt. Die erfassten Messwerte und Analysedaten werden von den Maschinen und Anlagen entweder an Servicezentralen oder direkt an die Hersteller übermittelt. Um PM effizient zu betreiben, sind drei Arbeitsschritte erforderlich [1] [2] :
• | Erfassen, Digitalisieren und Übermitteln von Daten |
• | Speichern und Bewerten der ermittelten Daten |
• | Berechnen von Störungswahrscheinlichkeiten |
Vorteile von PM
Die Verfechter des PM-Ansatzes sehen vor allem folgende Vorteile in der Anwendung von PM [1] [2] :
Die Verfechter des PM-Ansatzes sehen vor allem folgende Vorteile in der Anwendung von PM [1] [2] :
• | bessere Planung von Wartungs- und Serviceintervallen |
• | weniger Außendiensteinsätze von Servicemitarbeitern |
• | weniger ungeplante Maschinenausfälle |
• | optimiertes Ersatzteilmanagement |
• | höhere Maschinenleistung |
• | bessere Maschinenkenntnis aufgrund der Auswertung der gesammelten Daten |
Die grundlegende Idee, den optimalen Wartungsplan einer Maschine anhand vorher festgelegter Schwellenwerte zu definieren, ist selbstverständlich nicht neu.
Vergleichsdaten anstatt Schwellenwerte
Allerdings basierten die verwendeten Schwellenwerte in der Regel entweder allein auf den Angaben der Hersteller und/oder beruhten auf den Erfahrungswerten der Servicetechniker. PM ersetzt die bisher betrachteten universellen Schwellenwerte durch das Ergebnis eines Algorithmus, der gleichzeitig mehrere Maschinen des gleichen Typs analysiert und dessen Vergleichsdaten wesentlich umfangreicher (sogar Faktoren Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit etc. werden erfasst) und präziser sind. Mit anderen Worten: Universale Schwellenwerte werden durch individuell berechnete Vergleichsdaten ersetzt. [2]
Allerdings basierten die verwendeten Schwellenwerte in der Regel entweder allein auf den Angaben der Hersteller und/oder beruhten auf den Erfahrungswerten der Servicetechniker. PM ersetzt die bisher betrachteten universellen Schwellenwerte durch das Ergebnis eines Algorithmus, der gleichzeitig mehrere Maschinen des gleichen Typs analysiert und dessen Vergleichsdaten wesentlich umfangreicher (sogar Faktoren Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit etc. werden erfasst) und präziser sind. Mit anderen Worten: Universale Schwellenwerte werden durch individuell berechnete Vergleichsdaten ersetzt. [2]
Begriffsklärungen:
Instandhaltung ist der Begriff für die Gesamtheit aller Maßnahmen zur Erhaltung des sicheren Zustands oder zur Rückführung in diesen. Instandhaltung umfasst insbesondere Inspektion, Wartung und Instandsetzung.
Wartung: Maßnahmen zur Erhaltung des Soll-Zustands eines Arbeitsmittels. Dieser Soll-Zustand kann z. B. durch Reinigung und Schmierung des Arbeitsmittels, sowie Ergänzung oder Austausch von Arbeitsstoffen aufrechterhalten werden.
Inspektion: Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustands eines Arbeitsmittels, einschließlich der Bestimmung der Ursachen der Abnutzung oder Schädigung und der Ableitung der notwendigen Konsequenzen für eine künftige Nutzung.
Instandsetzung: Maßnahmen zur Rückführung eines Arbeitsmittels in den Soll-Zustand, z. B. Austausch von abgenutzten oder defekten Teilen gegen vorgegebene Ersatzteile. Vorgegebene Ersatzteile sind insbesondere diejenigen, die den Herstellerspezifikationen entsprechen.
Erprobung: Jedes Ingangsetzen eines Arbeitsmittels nach einer Instandsetzung zum Zweck der Funktionsprüfung, der Feststellung und Überprüfung von sicherheitstechnisch relevanten Betriebsdaten (z. B. Testläufe) sowie der Vornahme von Einstellungsarbeiten an Arbeitsmitteln und deren Ausrüstungsteile.