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Vorausschauende Wartung und Instandhaltung in der Fertigung

Einführung

Jede ungeplante Ausfallzeit kostet Geld. Im schlimmsten Fall sind Ersatzteile nicht sofort verfügbar und die Maschinen und Anlagen sind für Tage oder Wochen außer Betrieb. Wenn Sie jedoch die Anzeichen eines drohenden Ausfalls erkennen, bevor er tatsächlich eintritt, können Sie rechtzeitig Ersatzteile bestellen und außerplanmäßige Wartungsarbeiten so planen, dass die Produktion so wenig wie möglich unterbrochen wird.

Die Herausforderung für frühere Generationen bestand darin, dass Maschinen und Systeme Black Boxes waren. Es war unmöglich, in das Innere der Maschine zu schauen. Materialermüdung, beschädigte Teile oder andere Verschleißerscheinungen an Komponenten wurden erst bei der geplanten Wartung entdeckt - oder wenn ein plötzlicher Maschinenausfall die gesamte Produktionslinie zum Stillstand brachte.

Heute wissen wir genau, wie wir solche unangenehmen Überraschungen vermeiden können: mit Sensoren und Lösungen, die selbst die kleinsten Veränderungen im Inneren der Maschinen erkennen. Sie ermöglichen es, ein beschädigtes Teil zu ersetzen, bevor die Maschine zum Stillstand kommt oder bevor der Ausfall eines einzelnen Teils andere Komponenten beschädigt. Viele dieser Sensoren können auch bei älteren Maschinen nachgerüstet werden.

Und auch wenn es anfangs vielleicht Investitionen in die Entwicklung einer vorausschauenden Wartungsstrategie und die Installation von Sensoren und Software erfordert, werden die Kosten langfristig gesenkt und Sie als Unternehmen sparen letztlich viel Geld. Außerdem vermeiden Sie ungeplante Ausfallzeiten und verlängern die Lebensdauer Ihrer Maschinen.

Für jedes innovative industrielle Fertigungsunternehmen ist es unerlässlich, die traditionellen Wartungsarbeiten durch innovative Strategien weiterzuentwickeln. Eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie ist heute für viele Unternehmen überlebenswichtig, vor allem aus finanzieller Sicht, wie die folgenden Fakten und Zahlen zeigen.

Verluste aufgrund von Produktionsausfällen: Fakten und Zahlen

Wissen Sie genau, wie viel eine ungeplante Stunde Ausfallzeit Ihr Unternehmen kostet? Wenn ja, dann sind Sie in der Minderheit. Obwohl Produktionsausfälle einer der größten Kostentreiber in der industriellen Fertigung sind und sogar zu einem Geschäftsrisiko werden können, wissen viele Unternehmen nicht genau, wie viel eine Stunde Ausfallzeit sie kostet:

Nach Angaben der International Society of Automation (ISA) können 80 Prozent der Unternehmen die Kosten von Produktionsausfällen nicht genau einschätzen.1

Die tatsächlichen Verluste, die während einer Ausfallzeit entstehen, hängen weitgehend von der Größe und Branche des Unternehmens sowie von vielen individuellen Faktoren ab. Die Folgen werden oft extrem unterschätzt. Wenn die Produktion aufgrund eines Maschinen- oder Systemausfalls zum Stillstand kommt und es lange dauert, das Problem zu beheben, schießen die Kosten in die Höhe. Das kann sich schnell auf mehrere hundert EUR pro Stunde und Maschine summieren. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Kosten schnell fünfstellige Beträge erreichen. 2

Laut einer Senseye-Studie unter 56 großen Fertigungsunternehmen sind die Kosten für Ausfallzeiten seit 2020 stark gestiegen - 2022 waren ungeplante Ausfallzeiten mindestens 50 Prozent teurer als 2019/2020. Eine Fabrik verliert durchschnittlich 25 Stunden Produktionszeit pro Monat durch ungeplante Ausfallzeiten. Die Automobilindustrie ist besonders betroffen - hier kostet eine Stunde Produktionsausfall das Unternehmen mehr als 2 Millionen Dollar. Laut einer Studie von Siemens gehen insgesamt rund 11 Prozent des Jahresumsatzes durch Produktionsausfälle verloren. 3

Laut einer eMaint-Studie verliert eine Fabrik mindestens 5 Prozent ihrer Produktionskapazität durch Ausfallzeiten, viele sogar bis zu 20 Prozent. Die Automobilindustrie und die Metallverarbeitung verzeichnen die höchsten Ausfallzeiten pro Jahr. 4

So funktioniert die vorausschauende Wartung

Für diese Wartungsmethode muss die Maschine mit Sensoren, Messgeräten und Analysetools ausgestattet sein, die alle relevanten Daten in Echtzeit erfassen. Die relevanten Daten werden dann von Computersystemen gespeichert und ausgewertet.

Viele Unternehmen haben das enorme Potenzial der vorausschauenden Wartung bereits erkannt.

Laut einer Studie von BearingPoint arbeiten 75 Prozent der befragten Unternehmen an diesem Wartungsansatz, und jedes dritte Unternehmen hat bereits Projekte umgesetzt, die über die Pilotphase hinausgehen. Dennoch gibt es noch Raum für Verbesserungen: Obwohl der durchschnittliche Reifegrad seit 2017 zugenommen hat, sagen nur 4 Prozent, dass sie das Potenzial der vorausschauenden Wartung in ihrem Unternehmen voll ausschöpfen.

In einem Punkt sind sich jedoch alle einig: Die Investition lohnt sich. Die durchgeführten Projekte haben zu Kostensenkungen von mehr als zehn Prozent geführt, indem die Ausfallzeiten von Maschinen und Anlagen sowie die Wartungskosten minimiert wurden.5 Die Boston Consulting Group schätzt sogar, dass die vorausschauende Wartung mit Hilfe von Data Science und KI ungeplante Ausfallzeiten um 20 bis 40 Prozent reduziert und die Gesamtbetriebskosten um 10 Prozent senkt.6

Aktueller Trend - Reststromüberwachung

Die Differenzstromüberwachung, die ursprünglich aus dem Bereich der hochverfügbaren Rechenzentren stammt, hat nun auch in der Fertigungsindustrie Einzug gehalten. Ungeplante Ausfallzeiten sind auch hier unerwünscht. Mit den Messdaten eines Differenzstrom-Überwachungsgeräts lässt sich indirekt der Zustand der Isolierung des elektrischen Versorgungssystems der Anlage überprüfen. Danisense bietet einfach zu bedienende Differenzstrom-Überwachungsgeräte für industrielle Anwendungen, die in neue Systeme integriert und nachgerüstet werden können.

Die ersten Maschinenhersteller integrieren diese Sensoren bereits in neue Systeme. Die Messwerte werden direkt in die Maschinensteuerung eingespeist, wo sie auf Anomalien in den verschiedenen Maschinenzuständen überprüft werden können. Warnsignale können dann an den zukünftigen Maschinenbediener weitergeleitet werden. Dadurch entfallen zeitaufwändige Isolationswiderstandsprüfungen bei Wiederholungsprüfungen durch den Anlagenbetreiber. Viele Betreiber sind von diesem Konzept begeistert, da es nicht nur die Anlagensicherheit erhöht, sondern auch die Wartungskosten erheblich reduziert.

Zusammenfassung

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der industriellen Fertigung ist die Weiterentwicklung von Instandhaltungsstrategien ein wesentlicher Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit. Veraltete Wartungsmethoden wie die reaktive Wartung, bei der Reparaturen erst dann durchgeführt werden, wenn eine Maschine oder Anlage nicht mehr betriebsbereit ist, sind für die Komplexität und Vernetzung moderner Produktionsanlagen nicht mehr ausreichend und lassen die Kosten in die Höhe schnellen.

Anmerkungen

1 ISA: Wie viel kosten Sie die Ausfallzeiten Ihrer Anlagen oder Einrichtungen?
https://blog.isa.org/downtime-factory-plant-industrial-costs-risks

2 LokalPlus: "Jede Stunde Maschinenstillstand kostet ein Unternehmen bares Geld"
https://www.lokalplus.nrw/olpe/jede-stunde-maschinenstillstand-kostet-ein-unternehmen-bares-geld-51439

4 eMaint: Senkung der Kosten für Ausfallzeiten in der Fertigungsindustrie
https://www.emaint.com/works/manufacturing_downtime_infographic/

6 Boston Consulting Group: KI auf Erfolgskurs in der vorausschauenden Wartung
https://www.bcg.com/publications/2023/predicitive-maintenance-in-manufacturing

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