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Instandhaltung 4.0

Was macht die Instandhaltung intelligent?

Die vierte industrielle Revolution beinhaltet auch verschiedene Vorstellungen davon, wie Instandhaltung zukünftig aussehen könnte. Vorausschauend soll sie sein und möglichst intelligent. Doch wie genau lässt sich Instandhaltung 4.0 in die Tat umsetzen?

Instandhaltung 4.0

Bild: GIS Gesellschaft für integrierte Systemplanung mbH

Mit dem Projekt ‘Instandhaltung 4.0’ als Konkretisierung der Vision ‘Industrie 4.0’ werden Wege analysiert und beschrieben, die unter anderem durch Digitalisierung, Überwachung und Auswertung von Produktionsanlagen Grundlage für einen weiteren Schritt in Richtung Optimierung der Instandhaltungsmaßnahmen und -strategien sind. Der Schwerpunkt der Instandhaltungstätigkeiten wird sich hierbei verstärkt in Richtung ‘Vermeidung von Ausfällen’ und ‘Sicherstellung der Funktionsfähigkeit’ entwickeln. Proaktive Instandhaltungsstrategien (Predictive Maintenance) gewinnen bei der Optimierung der Asset Performance gegenwärtig immer mehr an Bedeutung. Häufig wird hierbei auch von ‘intelligenter Instandhaltung’ (‘Smart Maintenance’) gesprochen.

Aber was macht ‘herkömmliche’ Instandhaltung zu ‘intelligenter’ Instandhaltung? Nach Robert J. Sternberg (Erfolgsintelligenz, 1998) zeigt sich Intelligenz „alltagsnah im aktiven Umgang mit konkreten Herausforderungen, welche unter Einbeziehung des vorhandenen Wissens- und Erfahrungsschatzes gelöst werden“. Charakteristisch sind hier Begriffe wie ‘alltagsnah’ und ‘vorhanden’. Hier tritt das Dilemma zutage, vor dem Projekte im Bereich der Instandhaltung 4.0 stehen. Einerseits setzt die Vision der Instandhaltung 4.0 eine ideale Anlage voraus, zum Beispiel eine mit Sensoren für jede Art von gewünschten Messdaten. Andererseits gibt es in der Realität noch sehr viele Altanlagen, die keine vollständige Kennzeichnung der Anlagenkomponenten aufweisen. Intelligente Instandhaltung muss also ‘alltagsnah’ mit den ‘vorhandenen’ Anlagen konkrete Mehrwerte für den Instandhalter generieren.

Teile und herrsche

Ein probates Mittel für ein Einführungsprojekt der Instandhaltung 4.0 ist hierbei der lateinische Leitsatz ‘divide et impera’ (deutsch: teile und herrsche). So sollte in einer ersten Phase des Projektes, nach Definition des zu erreichenden Projektzieles, eine Auswahl der hierfür relevanten Anlagenteile vorgenommen werden. Projektziele können dabei besonders kritische, besonders teure oder auch ganz trivial Anlagenteile sein, die bereits über die nötige Sensorik verfügen. Durch die Reduzierung des gesamten Projektumfangs auf eine kleine handhabbare Menge können rasche Erfolge erzielt werden oder zumindest größere Fehlinvestitionen vermieden werden. Dies erhöht die Akzeptanz bei den Instandhaltern, die proaktive Instandhaltungsstrategien nicht selten als Angriff auf ihre Instandhaltungskompetenz ansehen. Gleichzeitig sind sie bei der Einbindung in das Projektteam Väter des Erfolges, die sich erfahrungsgemäß im weiteren Projektverlauf als wertvolle Unterstützer erweisen. Weiterhin bietet ein Aufbrechen des Projektes in viele kleine beherrschbare Projekte den nicht zu unterschätzenden Vorteil, dass jedem Teilprojekt ein wirtschaftlicher Mehrwert nachgewiesen werden kann. Falls nicht mehr belegbar, kann jederzeit die Gesamtstrategie angepasst werden, ohne dass bereits erreichte Erfolge über Bord geworfen werden müssen.

Das Ziel hinterfragen

Das oft implizit angenommene Gesamtziel, die gesamte Anlage in Zukunft proaktiv zu warten, sollte auf jeden Fall kritisch hinterfragt werden. So gibt es bei den meisten Anlagen viele Komponenten, die sinnvollerweise reaktiv, das heißt erst nach Eintreten eines Schadens, instandgehalten werden. Die IT unterstützt dieses Vorgehen mithilfe von Enterprise Asset Management-Systemen (EAM). Insbesondere das Messen von Projektzielen kann hiermit quasi ‘out of the box’ geleistet werden. Das Management wird über Dashboards mit den benötigten Kennzahlen (KPIs) versorgt, das operative Management erhält genaue Zahlen über Art und Umfang der anstehenden Instandhaltungsmaßnahmen und kann hiermit proaktiv ihr Geschäft steuern. Gleichzeitig bieten moderne EAM genügend Leistungsreserven, um auch in Zukunft gigantische Datenmengen, die sekündlich aus tausenden Sensoren geliefert werden, zu analysieren und die notwendigen Maßnahmen für die Instandhaltung zu generieren. Moderne Windenergieanlagen sind beispielsweise durchschnittlich mit 130 Sensoren pro Anlage ausgerüstet, die 900 Messsignale pro Sekunde liefern. Diese Messsignale werden mithilfe von Algorithmen weiterverarbeitet und verdichtet, bevor sie an das EAM-System übergeben werden, welches hieraus bei Bedarf die notwendigen Maßnahmen ableitet. Gute Projektleiter kennen die Überzeugungskraft von erreichten, nachgemessenen Projektzielen für das Management. Wesentlich dabei ist, dass die Kenndaten für die gemeinsam festgelegten Projektziele bereits zu Projektbeginn gemessen wurden. Denn nur so lässt sich Erreichtes objektiv darstellen. Die Instandhaltung kann damit ihren Beitrag für den wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens besser darstellen.

Vorhandene Daten nutzen

Für einen ersten Einstieg in die Thematik Instandhaltung 4.0 ist nicht immer eine umfassende Digitalisierung der Produktionsanlagen erforderlich. Für viele Altanlagen wäre der Investitionsaufwand hierfür immens und würde den wirtschaftlichen Sinn eines solchen Projektes in Frage stellen. In diesem Fall kann durch Nutzung vorhandener Datenbestände wie zum Beispiel Prozessrechner oder Produktionsdatenbanken ein erster Zugang erfolgreich gestaltet werden. Ein späteres Nachrüsten besonders kritischer Anlagenteile und deren Einbindung in die Instandhaltungsstrategie ist jederzeit möglich. Für den Bereich der proaktiven Instandhaltung ist die Digitalisierung in Form von Maschinensensorik, mobilen Endgeräten, Auswertungs- und Verarbeitungssoftware weiter auszubauen. Dieser Entwicklung müssen aber auch die Akteure folgen und in der Lage sein, die Informationen zu verarbeiten und die richtigen Schlussfolgerungen hinsichtlich der zu treffenden Maßnahmen zu ziehen.


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