Kontrolle ist besser

Zustandsüberwachung – Die dauernde Kontrolle des Maschinenzustands hilft, Veränderungen frühzeitig zu erkennen. Nur so lassen sich Ausfälle verhindern und Wartungsarbeiten gezielt planen.

17. Dezember 2008

Maschinen und Anlagen müssen heute nicht mehr nur produzieren, sondern sich auch noch stärker als bisher rechnen. Neben den Betriebskosten müssen dazu auch die Ausfallzeiten exakt kalkulierbar und zudem besonders niedrig sein. Gleichzeitig stellen die Märkte immer höhere Anforderungen an produzierende Unternehmen, und die Komplexität der Produktion nimmt ständig zu.

Moderne Produktionssysteme werden deshalb oft an ihrer Belastungsgrenze betrieben, mit der Folge einer erhöhten Störanfälligkeit. Höhere Produktivität, Anlagenverfügbarkeit und Automatisierung müssen daher einhergehen mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit. Deshalb steigen die Erwartungen an die Instandhaltung kontinuierlich. Nicht mehr zeitgemäß sind heute jedoch Routineprüfungen mit festgelegten Intervallen oder gar die ausschließliche Instandsetzung nach Ausfällen. Von entscheidender Bedeutung ist es dabei, sich kontinuierlich ein Bild über den Zustand der Maschine machen zu können und dabei mögliche Veränderungen oder gar Fehler frühzeitig zu erkennen. Nur so lassen sich negative Auswirkungen auf die Produktionsprozesse und Ausfälle verhindern, Stillstandszeiten und Wartungsarbeiten gezielt planen.

Vorteil im Wettbewerb

Ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor ist deshalb heute eine vorausschauende und intelligente Instandhaltung mit Hilfe einer permanenten Zustandsüberwachung. Dieses sogenannte Condition Monitoring ist ein wichtiges Mittel, um Schäden, ungewollte Stillstände und damit verbundene Produktions- und Umsatzausfälle zu vermeiden. Häufig fallen in diesem Zusammenhang die englischsprachigen Ausdrücke Return on Investment (ROI), Total Cost of Ownership (TCO), Life Cycle Management (LCM) oder Overall Equipment Effectiveness (OEE). Was sich für manche wie Managementfloskeln anhört, erweist sich bei näherer Betrachtung jedoch als sehr nützlich. So ist die konsequente Überwachung des Zustands von Maschinen und Anlagen eine Grundvoraussetzung, um in Zukunft wirtschaftlich produzieren zu können. Eine weitere Steigerung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit ermöglicht bei dem heute vorhandenen hohen technischen Niveau nur noch die Mess- und Überwachungstechnik, wie sie Hersteller von Condition-Monitoring-Systemen anbieten. So zeigen neuere Untersuchungen, dass ungefähr 35 Prozent aller Schäden im Vorfeld erkannt werden können. Bei den restlichen 65 Prozent aller Schadensfälle helfen umfassende Diagnosesysteme jedoch wenigstens bei der raschen Erkennung, um so die unvermeidbaren Schäden finanziell erheblich zu begrenzen.

Beispiele für den Nutzen solcher Systeme gibt es mittlerweile zuhauf. So lassen sich mit einfachen Mitteln bei Pumpensteuerungen eine eventuelle Blockung, Trockenlauf, Gas-Mitförderung, Kavitation, Verschleiß, Überlast und ein schlechter Wirkungsgrad diagnostizieren. Der geldwerte Vorteil solcher Lösungen ist, dass Anlagenbetreiber handeln können, bevor Schäden entstehen oder gar die Produktion ausfällt. Oft genügt schon der Einbau eines Sensors, eine elektronische Auswerteeinheit oder ein Remote- System, um mit wenig Aufwand schon große Erfolge in der Maschinendiagnose zu erfahren. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Diagnoselabor im Westentaschenformat Hydac-Lab des Fluidtechnikspezialisten Hydac, das den Ölzustand im Getriebe oder in der Hydraulik erfasst. Auch Schwingungssensoren geben wichtige Rückschlüsse auf das Betriebsverhalten beziehungsweise den Verschleißzustand von Maschinen und Anlagen. Die professionelle Auswertung spielt hierbei eine wesentliche Rolle auf dem Weg, Serviceeinsätze zu koordinieren und rechtzeitig planen zu können.

Auch bei Walzwerken geht es schnell um immense Summen, sobald diese unplanmäßig abgeschaltet und aufwendig gewartet werden müssen. So führte zum Beispiel die Überwachung eines Kaltwalzgerüstes für Aluminium durch ein Condition-Monitoring- System dazu, dass der Anwender jährlich 200.000 Euro spart. Erreicht wird dieser Betrag durch die verkürzten Reparaturzeiten, den geringeren Materialbedarf sowie ein durchgängigeres Qualitätsniveau.

Zustandsorientiertes Handeln setzt jedoch detailliertes Zustandswissen voraus. Condition Monitoring Systeme leben deshalb von aussagekräftigen Daten aus der Produktionsmaschine. Unabdingbare Voraussetzungen für eine erfolgreiche vorausschauende Wartung ohne »Datenfriedhöfe« sind daher eine zuverlässige Interpretation und Auswertung. Am Anfang jeder Überlegung für den Einsatz von Condition Monitoring Systemen muss deshalb eine sorgfältige Analyse stehen, das geeignete Instandhaltungskonzept zu wählen.

Die Spanne der einzusetzenden Condition Monitoring Systeme reicht von einfachen Systemen, die mit bereits vorhandenen Sensoren entsprechende physikalische Parameter aufnehmen bis hin zu High-End-Lösungen, die beispielsweise bis in das ERP-System reichen.

Condition Monitoring wird die Welt der Instandhaltung entscheidend verändern. Daher muss es ein Ziel sein, bei Investitionsentscheidungen nicht nur den Anschaffungspreis für ein derartiges System als Entscheidungskriterium heranzuziehen, sondern auch die Lebenszyklus-Kostenbetrachtung unter den Kriterien Life Cycle Management und Total Cost of Ownership. Unter Einbeziehung der vorgenannten Kriterien lassen sich die Wirtschaftlichkeit, das Kosten-Nutzen-Verhältnis und das Return on Investment errechnen. Aus Sicht des Maschinen-und Anlagenherstellers lässt sich mit dem Einsatz von Condition Monitoring Systemen die Effektivität des Kundendienstes steigern, die Basis für neue Geschäftsmodelle generieren und der Kundennutzen der Maschine erhöhen.

Eine gute Gelegenheit, den Dialog zwischen Anbietern von Condition-Monitoring-Systemen und Maschinenherstellern zu führen, bietet die Sonderschau Condition Monitoring Systems (CMS) auf der kommenden Hannover Messe (20. – 24. April 2009). Die Sonderschau läuft dort zum dritten Mal in Folge innerhalb der Antriebstechnikmesse MDA – Motion, Drive & Automation. Die Veranstaltung in Halle 21 dokumentiert, welchen technischen und wirtschaftlichen Stellenwert funktionierende beziehungsweise reibungslose Prozessabläufe haben.

Peter-Michael Synek, VDMA/bt

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2009