IT-gestützte Instandhaltung
„Jeder Stillstand sollte geplant sein“
Mit engerer Taktung von Lieferkette und Produktionsaufträgen steigen die Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit. Damit nimmt auch die Bedeutung der Instandhaltung für eine termingetreue Produktion zu. Stephan Birkmann, Kundenberater MES bei der GFOS mbH, zeigt Einsatzbereiche für integrierte Systeme zur IT-gestützen Wartung und Instandhaltung auf.
Bild: GFOS
IT&Production: Investitionen in Wartung und Instandhaltung galten lange Zeit als ungeliebter Kostenfaktor. Welche Erfahrungen machen Sie in den Betrieben – hat sich das Bild inzwischen geändert?
Stephan Birkmann: Instandhaltung ist bis zu einem bestimmten Grad immer ein lästiges Thema, da Wartung nicht direkt zur Wertschöpfung beiträgt. Doch in den Betrieben findet ein Umdenken statt, Instandhaltung ist viel stärker in den Fokus gerückt. Angesichts von One-piece-flow und immer strenger verketteten Prozessen kann der Ausfall einer Anlage dazu führen, dass die ganze Prozesskette steht. Das können sich Unternehmen heutzutage nicht mehr leisten. Die Maschinen müssen laufen, und das führt dazu, dass man viel intensiver instandhalten muss. Unternehmen brauchen sowohl Zustandsüberwachung als auch zustandsabhängige Wartung, sie können nicht mehr warten, bis die Maschine steht.
IT&Production: Es geht also nicht mehr nur darum Betriebskosten niedrig zu halten, der Erhalt der Liefertreue durch das Vermeiden von Stillständen rückt in den Vordergrund?
Birkmann: Das Vermeiden ungeplanter Stillstände steht in der Tat weit vorne auf der To-do-Liste zahlreicher Betriebe. Dabei geht es natürlich nicht darum, Wartung um jeden Preis zu betreiben. Denn wenn beispielsweise eine Maschine statt alle halbe Jahr einmal im Monat gewartet wird, erzeugt das zusätzliche Kosten und Stillstände. Betriebe stehen daher vor der Herausforderung, das passende Gleichgewicht zu finden. Hier kann Software wie das Instandhaltungsmodul unseres Manufacturing Execution-Systems GFOS Werkern und Produktionsleitern die Mittel an die Hand geben, um mit vertretbarem Aufwand den bestmöglichen Zyklustakt zu ermittlen. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
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IT&Production: Welche Aufgaben kann eine integrierte Instandhaltungslösung im Rahmen des Asset Managements abdecken?
Birkmann: Der Abstand zwischen Wartungen lässt sich gezielter planen, wenn sowohl die nötigen Daten als auch aussgekräftige Auswertungen zur Verfügung stehen. Zu MES gehören klassischerweise sowohl eine Betriebsdaten- als auch eine Maschinendatenerfassung. So kann ein integriertes System für Wartungszwecke einfach kontieren, was eine Maschine die ganze Zeit macht: Bearbeitungsmengen und Bearbeitungszeiten werden im System abgelegt, über verschiedene Gewichtungskriterien lässt sich dann ermitteln, wann eine Wartung fällig und sinnvoll ist. Damit wird eine Anlage nicht einfach alle zwei Wochen gewartet, sondern etwa alle 1.000 produzierten Stücke – oder eine zeitnahe Wartung eingeleitet, wenn bestimmte Störgründe oder Ausschuss auftreten. Das schnelle Erkennen von Ausschuss spielt deshalb eine erhebliche Rolle, weil dann im Allgemeinen eine höhere Abnutzung der Maschine droht. Durch den Zugriff auf das Leitsystem über Terminals an der Maschine und die direkte Auswertung der Sensorik lässt sich eine solche Zustandsüberwachung sehr gut realisieren.
IT&Production: Wie grenzt sich dieser Ansatz gegenüber Condition Monitoring ab?
Birkmann: IT-Lösungen, die rein auf Condition Monitoring basieren, überwachen klassischerweise eine Anlage anhand der Sensorik, indem beispielsweise Schwingungen erfasst und bei bestimmten Werten ein Alarm beziehungsweise Wartungseinsatz ausgelöst wird. Bei diesem Ansatz fehlen aber vielfach Schnittstellen zu angrenzenden Systemen, zum Beispiel ein Bindeglied zur Feinplanung – die Maschinendaten werden losgelöst von der Auftragserfassung betrachtet, das ist eine ganz andere Art der Überwachung. Ein System mit BDE-Anbindung hingegen liefert beispielsweise durchgehend Daten zu Stückzahlen und Laufzeit einer Maschine. Diese Aktivitäten lassen sich dann auch direkt im System dokumentieren, das gleiche gilt für die Arbeitsabläufe des Instandhalters.
IT&Production: Welche Schnittstellen sehen Sie dabei als wesentlich für die Planung von Instandhaltungsmaßnahmen an?
Birkmann: Für ein gezieltes planerisches Eingreifen ist vor allem eine Verbindung zur Feinplanung wichtig; aber auch Personalmanagement und Dokumentation spielen eine zentrale Rolle. Optimalerweise werden dabei Aufträge auf Basis von Stückzahlen automatisch ausgelöst und an die Feinplanung geschickt, um die Produktionskapzität zu verringern. Der Feinplaner sieht so frühzeitig, ob er seine Planung verschieben muss. Auch wenn der Instandhalter kurzfristig eine Wartung durchführen will, kann nur durch enge Abstimmung mit den anderen Produktionsabläufen dafür gesorgt werden, dass die Wartungsarbeiten auch in den Produktionsablauf passen. Dazu versucht man in der Regel, die Instandhaltung in Bereiche zu legen, wo die Fertigung nicht ausgelastet ist oder wenigstens so weit zu planen, dass der normale Produktionsablauf möglichst wenig beeinflusst wird. Das Ziel muss das Vermeiden von ungeplanten Stillständen sein: Jeder Stillstand sollte bis zu einem gewissen Grad geplant sein, sei es auch noch so kurzfristig. Auch wenn die Produktionsleitung so nur eine Stunde Vorlaufzeit gewinnt, weiß die Produktion bei einer im System ausgelösten Wartung, dass in einer Stunde die Maschinen still stehen und kann entsprechend planen. Das Manufacturing Execution System (MES) HYDRA optimiert Produktionsprozesse für Fertigungsunternehmen, um Wettbewerbsvorteile zu erzielen. ‣ weiterlesen
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IT&Production: Neben der Disposition von Produktionsmitarbeitern und Maschinenbelegung müssen dazu auch Instandhalter rechtzeitig zur Verfügung stehen …
Birkmann: Ein wichtiger Faktor dabei ist – abgesehen von der grundlegenden Planung der Einsatztermine – der Blick auf die Qualifikation der Instandhalter. Auch aus Kostensicht rückt das Thema Qualifikation immer mehr in den Blickpunkt. Über eine Verbindung zu einer umfassenden Personaleinsatzplanung ‚weiß‘ das System genau, wer welche Maschine bedienen und warten kann. So sehen die Verantworlichen bei jeder Wartung im Voraus, welches Personal sie mit welcher Qualifikation zu welchem Zeitpunkt einsetzen können. Integrierte Systeme bringen hier den Vorteil mit sich, ohne die Programmierung zusätzlicher Schnittstellen arbeiten zu können. Denn eine der Grundfunktionen von MES ist, das Personal stark im Fokus zu haben – zusätzlich zu klassischen Daten etwa zu Materialvorrat und Ersatzteilen. Dafür greift unser System beispielsweise auf eine eigene Materialverwaltung zu, um Aussagen treffen zu können, ob benötigte Teile auf Lager sind oder bestellt werden müssen.
IT&Production: Welche Strategien bieten sich aus Ihrer Erfahrung heraus für die Einführung einer Instandhaltungslösung an?
Birkmann: Da gibt es verschiedene Ansätze, die von den Gegenbenheiten vor Ort abhängen. Als kleinster Schritt lässt sich die Instandhaltung auf eine bestehende MDE/BDE-Lösung aufsetzen. Wir treffen in Integrationsprojekten aber auch Anwender, die mit der Instandhaltung einsteigen und dann auf BDE umsteigen. Auch eine Kombination aus ERP-System und MES ist möglich. Dabei werdenbeispielsweise vom Instandhaltungsmodul von SAP Aufträge an die Feinplanung übermittelt, die via BDE verwaltet und an die Werker geschickt werden. Doch bei jedem Projekt ist die Steuerung von Wartungseinsätzen über das Monitoring von Mengen und Laufzeiten die schwierigste Aufgabe, die daher bei der Implementierung zuletzt angegangen werden sollte. Dazu bietet sich ein schrittweiser Systemaufbau an, um nach und nach die passenden Zyklusgrößen über Anpassungen zu ermitteln. Wir setzen in diesem Zusammenhang auf sogenannte Instandhaltungsobjekte, die im Projektverlauf immer detaillierter betrachtet werden: Erst wird eine Maschine erfasst, dann ihr kompletter Wartungsplan, der mit der Zeit bis auf einzelne Schrauben heruntergebrochen wird. Dabei spielt auch die Dokumentation eine sehr wichtige Rolle, um auf Ausfallbasis zu lernen, dass beispielsweise das Fließband alle zwei Wochen geölt werden muss, für eine Walze aber nur alle drei Monate eine Wartung nötig wird. Am Ende entsteht so ein ausgewogener Instandhaltungsplan, der sowohl hilft, Kosten zu sparen, als auch Stillstandszeiten zu reduzieren. Dazu müssen auch die oft sehr umfangreichen Wartungsunterlagen im IT-System zur Verfügung stehen und versioniert werden. Hier gestattet die Verbindung von Dokumentation und BDE dem Werker, bei einem Maschinendefekt die Unterlagen papierlos vom Terminal abzurufen. Das Management wieder erhält Zugriff auf Kennzahlen und die nötige Dokumentation zum Erfüllen gesetzlicher Nachweispflichten.
IT&Production: Mit welchen Amortisierungszeiträumen müssen Unternehmen beim Einsatz eines integrierten Systems rechnen?
Birkmann: Wenn sie die Preise von hochmodernen Maschinen sehen, etwa in einem Walzwerk, wo eine Anlage Millionen verschlingt und eine Stunde Ausfallzeit immense Kosten verusacht, dann erfolgt die Amortisation sehr schnell. Insgesamt ist der Bedarf nach einer umfassenden Lösung sicherlich bei Betrieben am größten, die rund um die Uhr fertigen und bei denen jeder Stillstand ein Problem darstellt. Aber bereits die einfache Kontierung von Mengen und Zeiten, also die Verbindung aus Datenerfassung per Terminal und Verwaltung im Instandhaltungssystem, kann Unternehmen schon Einsparpotenzial erschließen. Das System generiert dann die Instandhaltungsaufträge und löst Alarme, die dann gezielt eingeplant werden können, aus. (mec)
