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Instandhaltungsmanagement Ganzheitliches Management der Instandhaltung

Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bayerl / Beate Christmann

In Zeiten von Industrie 4.0 gilt es für produzierende Unternehmen, die Möglichkeiten einer ganzheitlichen Instandhaltung auszuschöpfen. Dafür sind in die bestehende IT integrierte Softwarelösungen und die Einbindung mobiler Kommunikation gefragt.

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Industrie 4.0 mit vernetzten Maschinen und unendlichen Datenströmen eröffnet der Instandhaltung neue Möglichkeiten: Auf Störungen bereits im Vorfeld hinweisende Daten können Prozesse in Gang setzen, um fehlerhafte oder stillstehende Produktionen zu umgehen.
Industrie 4.0 mit vernetzten Maschinen und unendlichen Datenströmen eröffnet der Instandhaltung neue Möglichkeiten: Auf Störungen bereits im Vorfeld hinweisende Daten können Prozesse in Gang setzen, um fehlerhafte oder stillstehende Produktionen zu umgehen.
(Bild: ©zapp2photo - stock.adobe.com)

Das Hauptziel eines jeden Produzenten ist ein optimaler und reibungsloser Produktionsablauf, um eine hohe Qualität sowie Wirtschaftlichkeit zu erzielen – Störungen oder gar Komplettausfälle kommen da einer Katastrophe gleich. Um diesem Worst Case vorzubeugen, sollte die Instandhaltung stets im Blick behalten und als Managementaufgabe wahrgenommen werden.

Höchstmögliche Verfügbarkeit der Anlagen erzielen

Unter dem Arbeitsbereich Instandhaltung wird im produzierenden Umfeld die planmäßige Instandhaltung und Wartung von Produktionsmitteln wie Maschinen und Anlagen, die Beseitigung und Reparatur von Störungen und das Management der damit verbundenen Ressourcen verstanden. Das Ziel ist eine höchstmögliche Verfügbarkeit der im Produktionsprozess eingesetzten Arbeitsmittel.

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Um die in diesem Bereich vorhandenen Potenziale zur Kostensenkung und Effizienzsteigerung voll ausschöpfen zu können, ist eine umfassendere Betrachtung dieses Komplexes dringend erforderlich. Dies ist die Aufgabe eines ganzheitlichen Instandhaltungsmanagements.

Software zur Unterstützung der Instandhaltung oft nur Insellösung

Voraussetzung für ein ganzheitliches und vor allem effektives Instandhaltungsmanagement ist die Unterstützung der Instandhaltungsprozesse durch den Einsatz umfassender Softwareanwendungen. IT-Lösungen zur Unterstützung des Bereichs Instandhaltung und Service sind längst etabliert und in einem Großteil der Firmen im produzierenden Gewerbe im Einsatz: Es handelt sich dabei um sogenannte Instandhaltungsplanungs- und -steuerungssysteme, kurz IPS. Genutzt werden diese sowohl zur Organisation der Instandsetzungs- und Wartungsprozesse im eigenen Unternehmen als auch zur Betreuung ausgelieferter Produkte im After-Sales-Service. Oftmals handelt es sich dabei allerdings noch um Insellösungen, die nicht in die unternehmensweite IT integriert sind. Diese können die Anforderungen eines ganzheitlichen Instandhaltungsmanagements jedoch nicht erfüllen.

Basis aller Aktivitäten im Instandhaltungsbereich ist die vollständige und strukturierte Abbildung von Instandhaltungsobjekten im eingesetzten IPS-System – bekannt als Objektstammdaten. Die Strukturierung kann nach wartungstechnologischen oder räumlichen Gesichtspunkten gestaltet werden. Alle relevanten Informationen zum Instandhaltungsobjekt sind aus dieser Struktur heraus erreichbar. Hier kommt die Integration von Dokumentenmanagementsystemen ins Spiel. Die dort abgelegten Dokumente, wie zum Beispiel Wartungsanweisungen und Prüfpläne der Anlagenhersteller oder auch Fotos zur Visualisierung von Störungen, werden mit den Instandhaltungsobjekten verknüpft und sind damit im gesamten IPS-System verfügbar.

Industrie 4.0: Besondere Herausforderung für Wartungsplanung

Zur Organisation von planmäßigen Wartungs- und Inspektionstätigkeiten stehen in entsprechenden Softwarelösungen Module zur Wartungsplanung zur Verfügung. Dort können regelmäßig zustandsabhängig oder stichtagsbezogen durchzuführende Instandhaltungsvorgänge mit ihren Arbeitsfolgen sowie benötigten Ersatzteilen definiert und organisiert werden. Alternativ dazu spricht man von vorausschauender Wartung, wenn die Zeitintervalle nicht mehr statisch vergeben, sondern abhängig von Betriebsdaten der Anlagen wie Zählerständen, Laufzeiten und Messwerten dynamisch festgelegt werden. Diese Planungsmethode erlangt im Kontext von Industrie 4.0 als Predictive Maintenance (PM), also der vorausschauenden Instandhaltung, einen wesentlich höheren Stellenwert.

Intelligente Sensoren und entsprechende Protokolle sowie neuartige Speichermodelle machen es möglich, große Mengen von Zustandsdaten der Anlagen im laufenden Betrieb durchgängig zu erfassen. Mittels spezieller Software der Anlagenbetreiber werden diese Daten ausgewertet und analysiert. So können auf Störungen hindeutende Muster rechtzeitig erkannt, Verschleiß prognostiziert und Maßnahmen zur Wartung sowie Instandhaltung betroffener Komponenten zeitnah eingeleitet werden. Im optimalen Fall kann man so einer Störung oder dem Totalausfall entgegenwirken, bevor sie eintreten.

Lösungen für Heterogene Datenmenge gefragt

Innerhalb eines Unternehmens mit einem in der Regel sehr heterogenen und vielfältigen Bestand an Maschinen und Anlagen werden solche Informationen nur von einem Teil der Anlagen – und dann auch in unterschiedlicher Form und Qualität – zur Verfügung stehen. Für den effizienten Einsatz von PM innerhalb eines Betriebes ist es daher entscheidend, dass diese Informationen zusammengeführt und in einheitlicher Form aufbereitet für die Wartungsplanung bereitgestellt werden. Andernfalls entstehen wiederum neue Insellösungen für Teilbereiche der Instandhaltung. Die Konsolidierung und Aufbereitung dieses Datenbestands sowie dessen Integration in die Module zur Wartungsplanung ist daher aktuell eine große Herausforderung für die Hersteller von Instandhaltungssoftware.

Verfügbarkeit von Ersatzteilen als Grundvoraussetzung

Eine rechtzeitige und bedarfsgerechte Bereitstellung von Ersatzteilen zählt als Grundvoraussetzung für den reibungslosen Ablauf von Instandhaltungsmaßnahmen. Innerhalb des IPS-Systems werden der Ersatzteilbedarf für planmäßige Wartungen verwaltet sowie Störreserven für strategische Ersatzteile geführt. Durch einen Abgleich dieses Bedarfs mit der Materialwirtschaft des betrieblichen Enterprise-Resource-Planning-Systems (ERP-System) können Bedarfsanforderungen rechtzeitig generiert und an ebendieses übergeben werden. Damit erreicht man eine Minimierung der Lagerkosten bei gleichzeitiger Sicherstellung von Reserven. Weiterhin muss die Verfügbarkeit von Ersatzteilen auch im IPS-System jederzeit einsehbar sein. Im Gegenzug wird der Materialverbrauch innerhalb von Instandhaltungs- und Reparaturaufträgen erfasst und dem ERP-System zur Aktualisierung der Materialbestände übergeben.

Mobile Lösungen für eine flexible Störungsverwaltung

Das Management der Störungserfassung und -behebung ist eine wesentliche Komponente eines IPS-Systems. Wahrgenommene Störungen gehen direkt ins System ein und lösen entsprechend Reparaturaufträge aus. Hier nehmen – ebenso wie bei der Abarbeitung und Rückmeldung planmäßiger Wartungen – neben stationären Frontends die mobilen Lösungen über Apps immer größeren Raum ein. Damit lassen sich Störungen und Rückmeldungen unabhängig vom Vorhandensein eines Industrieterminals oder stationären PCs an jedem Ort im Unternehmen und auch außerhalb dessen erfassen. Ebenso hat der zuständige Mitarbeiter Zugriff auf Objekte und damit verknüpfte Dokumente.

Voraussetzung hierfür ist lediglich die Verfügbarkeit von WLAN oder eines Mobilfunknetzes. Außerdem bieten eingesetzte Geräte wie Tablet-PCs und Smartphones komfortable Möglichkeiten der Zuordnung des Instandhaltungsobjekts über daran angebrachte Barcodes oder RFID-Chips, die mit der Kamera oder integriertem Lese-Equipment identifiziert werden können. Durch Fotos, die dem Vorgang unmittelbar zugeordnet werden, lassen sich Schäden und Störungen einfach und aussagekräftig dokumentieren.

Apps zur ortsungebundenen Dokumentation von Wartungsaufgaben

Planmäßige Wartungen sind in der Regel mit Einschränkungen der Anlagenverfügbarkeit bis hin zur Anlagenstilllegung verbunden und nehmen somit Einfluss auf die mittel- und langfristige Fertigungsplanung. Unvorhergesehene Störungen beeinflussen die kurzfristige Anlagenverfügbarkeit zusätzlich und damit den geplanten Produktionsablauf. Das ERP-System muss zwingend in der Lage sein, auf die verfügbaren Daten zuzugreifen und sie in Modulen wie Fertigungs- und Ressourcenplanung oder einem Fertigungsleitstand zu berücksichtigen. Im IPS-System wiederum muss die Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen und Reparaturen dokumentiert werden. Diese Rückmeldungen sollten den Materialverbrauch sowie den benötigten Zeitaufwand enthalten, denn sie beeinflussen wiederum die operative Fertigungsplanung. Auch hierzu können, neben klassischen Rückmeldeterminals, Apps auf mobilen Geräten eingesetzt werden.

Durch Instandhaltungs- und Reparaturmaßnahmen entstehen Kosten – direkt durch Personaleinsatz und Materialverbrauch für Instandhaltungsmaßnahmen wie auch indirekt durch Ausfallzeiten und damit verbundene Verzögerungen in der Fertigung. Mittels der Rückmeldung von Zeiten und Material werden diese Kosten erfasst und stehen so für Auswertungen innerhalb des IPS-Systems zur Verfügung. Entscheidend ist aber die Integration dieser Kosten in die Kostenauswertung der ERP- oder Kostenrechnungssoftware. Erst dadurch werden die Instandhaltungskosten Bestandteil des unternehmensweiten Kennzahlensystems.

Fazit: Integriertes Management der Instandhaltung statt Insellösungen

Für ein ganzheitliches und effektives Instandhaltungsmanagement ist die Verwaltung der Wartungs- und Instandsetzungsprozesse in einem entsprechenden Softwaresystem unbedingte Voraussetzung. Dieses muss, in Verbindung mit Industrie 4.0, zwingend Komponenten zur Unterstützung moderner Features wie mobile Kommunikation und Einbindung sowie Analyse von Anlagendaten zur vorausschauenden Wartung enthalten. Erst die Integration in andere Bereiche der betrieblichen IT wie Fertigungs- und Personalplanung, Materialwirtschaft und Dokumentenmanagement unterstützt den ganzheitlichen Ansatz.

Andernfalls bleibt das IPS eine auf den Bereich Instandhaltung beschränkte Insellösung, eine eingeschränkte Effizienz ist die Folge. Ausschließlich ein integriertes System – wie zum Beispiel die Komplettsoftware Deleco von Delta Barth Systemhaus, welche sowohl IPS- als auch ERP-Komponenten enthält – bietet diesen Vorteil ohne kostspielige Schnittstellen von Beginn an. Sobald diese Prozesse etabliert sind, sollte der nächste Schritt erfolgen: die Analyse der verwertbaren Prozess- und Maschinendaten. Sind die nötigen Voraussetzungen erfüllt, schließt sich deren Anbindung an das IPS-System mit dem Ziel der situationsabhängigen PM an.

* Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bayerl ist Leiter der Abteilung Softwareentwicklung bei der Delta Barth Systemhaus GmbH in 09212 Limbach-Oberfrohna, Tel. (0 37 22) 7 17 00, info@delta-barth.de

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