Produktion / Supply Chain

Die Vorteile vorbeugender Instandhaltung

Warum tun sich Unternehmen mit der Umstellung auf vorausschauende Wartung schwer?

Keyfacts:

  • Versunkene Kosten für reaktive Reparaturen überschreiten die direkten Kosten drastisch
  • Der Schritt zur Planbarkeit von Wartung und Instandhaltung erfordert Disziplin und Struktur bei allen beteiligten Abteilungen
  • Vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung bringen Planbarkeit und verringern Stresssituationen für die Mitarbeiter
  • Die Personalkosten der Instandhaltung lassen sich durch effiziente Planung abhängig von Produktionssektor und Unternehmensgröße um bis zu 40 Prozent reduzieren
  • Vorausschauende Instandhaltung steigert die Produktivität, minimiert die Anzahl an überraschenden Defekten und kann die Wartungskosten um mehr als 25 Prozent minimieren

Vorbeugende (oder gar vorausschauende) Instandhaltung steht bis heute bei vielen mittleren und großen Unternehmen auf dem unangetasteten Prüfstand. Doch weshalb hat sich ein seit so langem bestehendes und generell als erfolgreich angesehenes Konzept noch immer nicht in allen Firmen durchgesetzt? Der Gedanke noch funktionsfähige Bestandteile auszutauschen, steht im Gegensatz zu den Sparvorstellungen vieler Wartungsabteilungen. Die durch ungeplante Reparaturen hervorgerufenen Aufwände im Unternehmen lassen sich häufig nicht sauber beziffern oder versickern vollständig in der Wahrnehmung des gewohnten Ablaufs. Das Resultat ist, dass bis heute die Mehrheit der Reparaturen in den Maschinenparks produktiver Hersteller (sog. Original Equipment Manufacturers [OEMs]) der reaktiven Wartung und Instandhaltung zugeschrieben werden können. 60 Prozent der Unternehmen weltweit in der Industrie nutzen diese Strategie weiterhin.

Differenzierung zwischen reaktiver, vorbeugender und vorausschauender Wartung
Die reaktive Wartung beschreibt eine Wartung, welche durch Defekte ausgelöst wird und bei welcher die jeweilige Maschine in den Betriebszustand zurückgesetzt wird. Eine vorbeugende Wartung wird in fest definierten Intervallen ausgeführt. Diese Intervalle beruhen entweder auf Zeitspannen oder auf Losen. Vorausschauende Wartungen nutzen Sensoren, um eine Maschinenausfall zu prognostizieren. Diese Sensoren können zum Beispiel Vibrationen oder Temperaturen messen, um bei Veränderungen einen Wartungsauftrag auszulösen.

Kostenevaluierung für reaktive Wartung
Während Preisaufschläge für Speed Orders einfach zu beziffern sind, sind die weiteren Kosten oft schwer greifbar. Ungeplante Maschinenausfallzeiten werden entweder durch die mangelnde Verfügbarkeit von Reparaturpersonal und Ersatzteilen deutlich verlängert oder durch zusätzliche Lagerhaltung und überschüssiges Wartungspersonal teuer. Die entstehenden Produktionsverzögerungen und Produktionsausfälle führen zudem häufig zu Verstimmungen bei Kunden – der Vertrauensverlust lässt sich auf Dauer kaum monetär beziffern. Alternativ werden Aufschläge in Produktionsflexibilitäten notwendig, die sich ebenfalls in Personalüberbeständen und geplanten, zusätzlichen Maschinenstillständen niederschlagen. Ein weiterer Faktor sind die sich technisch ausbreitenden Ausfälle. Defekte Bauteile führen beim finalen Versagen häufig zu Schäden in benachbarten Bauteilen und verteuern auch so die benötigten Ersatzteile. Mithilfe der OEE (Overall Equipment Effectiveness) lässt sich der Verlust zumindest im direkten Bereich abschätzen.
Um die weiteren Kosten reaktiver Wartung zu beziffern, wird ein Blick in die indirekten Bereiche notwendig. Der Planungsaufwand einer von ungeplanten Zusammenbrüchen des Maschinenparks geplagten Fertigung ist enorm und erfordert stetige Umplanung. Diese stetige Umplanung erfordert ebenfalls hohe manuelle Aufwände und Personalressourcen in der Planungsabteilung. Der Mangel an Planungssicherheit führt auch zu entsprechendem Aufbau an Lagerbeständen. Neben den üblichen Lagerkosten, kommen auch Handlingskosten, Lagerschäden und Obsoleszenz als Kostenfaktor hinzu. Eine schlechte Instandhaltungsstrategie kann die verfügbare Produktionszeit eines Unternehmens um mehr als 20 Prozent verringern.

Welche Wartungsform ist die passende?
Reaktive Wartung ist, wie beschrieben, mit hohen Kosten verbunden. Diese Wartungsform sollte nur in Fällen eingesetzt werden, welche nicht den Betriebsablauf beeinflussen, wie beispielsweise das Ausfallen einer Glühbirne. Wenn von Komponenten innerhalb einer Produktionslinie gesprochen wird, welche durch einen Ausfall stillstehen würde, sind vorrausschauende oder vorbeugende Wartungsformen die bessere Wahl.
Die vorausschauende und die vorbeugende Instandhaltung besitzen viele gemeinsame Vorteile. Durch die regelmäßige Wartung verlängert sich die Lebenszeit der Maschine. Außerdem minimiert sich die Anzahl an unerwarteten Ausfällen. Dies steigert die Effizienz, die Kundenzufriedenheit und die Arbeitssicherheit. Die Kosten verringern sich.
Die vorbeugende Wartung plant versagende Bauteile und Module und deren Austausch voraus, wodurch die Wartung gleichmäßig planbar wird und Ressourcen gleichmäßiger ausgelastet werden. Durch den optimierten und geglätteten Kapazitätsbedarf wird zudem Personal eingespart, da Spitzen in der Auslastung vermieden werden können und somit auch personelle Überkapazitäten minimiert werden können. Die Lieferung von Ersatzteilen wird auf den Wartungszyklus und prognostizierte Ausfälle angepasst. Nachteile bestehen in dem Austausch von potenziell noch langfristig funktionsfähigen Bauteilen sowie in Reparaturen, die außerhalb des Wartungsfensters durch frühzeitig versagende Bauteile anfallen. Diese Reparaturen fallen jedoch aufgrund der regelmäßigen Erneuerung der Bauteile deutlich seltener an als bei reaktiven Wartungsmodellen. Instandhaltungskosten können erfahrungsgemäß somit bereits durch die Umstellung von reaktiver auf vorbeugende Instandhaltung, abhängig von den Eigenschaften der zu wartenden Bestandteilen und bestehender Wartungsstrategien, um bis zu 30 Prozent sinken.
Der nächste Iterationsschritt wäre die Umstellung auf vorausschauende Wartung, bei der mit Hilfe von Sensorik frühzeitig das Versagen eines Bauteils angekündigt wird und die dadurch einen Planungs- und Handlungshorizont bis zum endgültigen Versagen anbietet. Vorausschauende Wartung verringert das frühzeitige Austauschen funktionsfähiger Teile und schöpft somit das Potenzial eines Bauteils nahezu vollständig aus. So werden Wartungszeit und -kosten auf das Minimum reduziert, ohne den Betrieb unnötig zu unterbrechen. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, frühzeitig ein Problem zu erkennen, auch wenn das Bauteil einmal früher als über den Standard prognostiziert ausfällt. Die Herausforderung dieses Wartungsmodells besteht in den hohen Kosten der Implementation. Die Sensoren müssen an die vorhandene IT-Lösung angeknüpft und Reaktionskaskaden priorisiert werden. Soweit nicht bereits vorhanden, wird zudem eine neue IT-Lösung benötigt. Das vorrausschauende Warten schließt keine Ballung an Aufgaben aus. So können mehr Wartungsaufträge zugleich die Kapazität der Wartungsarbeiter überschreiten. Jedoch haben die meisten Softwarelösungen die Möglichkeit, Daten der Sensoren zu analysieren und Muster zu erkennen, sowie Prioritäten und damit geglättete Arbeitsabläufe vorzugeben. Vorrausschauende Wartung kann die Instandhaltungskosten um weitere 25 Prozent minimieren und die Produktivzeit um mögliche 15 Prozent steigern. Das Potenzial ist abhängig von Unternehmensgröße und Branche. Ungeplante technische Ausfälle lassen sich um bis zu 70 Prozent verringern. Kostensenkung ist durch viele Faktoren, wie die vorherige Wartungsstrategie, Wert und Anzahl der Bauteile, oder Ausfallwahrscheinlichkeiten bedingt. Eine genaue Anpassung auf die Bedürfnisse eines jeden Unternehmens ist von Nöten.

Infografik

Die Wahl des passenden Wartungsmodells ist folglich von dem instand zuhaltenden Maschinenpark sowie von der Investitionsfähigkeit abhängig.  Besonders Mischformen von Wartungsmodellen gilt es als Lösungsansatz zu evaluieren. Ein außerordentlich teures Teil würde zum Beispiel durch vorrausschauende Wartungen zur Gänze genutzt, während günstige Teile durch vorbeugende Instandhaltung auch im noch funktionsfähigen Zustand ersetzt werden könnten. Lediglich für den Tagesablauf irrelevante Bestandteile würden in der reaktiven Wartung verbleiben.

Wie lässt sich der Wandel anstoßen?
Doch wie lässt sich der Absprung von einer reaktiven zur proaktiven Wartung schaffen? Der erste Schritt ist stets, Transparenz in die aktuellen Maschinenzustände und Wartungsrückstände zu bringen. Reinigung als Inspektion zu begreifen, ist hierbei der wesentliche Schritt zur Einbindung von Linienmitarbeitenden in die erste Wartungsfront. Daneben ist die Auswertung von Lebensdauern auf Part-Ebene eines der Kernelemente in der Projektvorbereitung. Softwareunterstützung erleichtert diesen Schritt allgemein und erleichtert auch, in der täglichen Nutzung den Überblick über unzählige Teile und Baugruppen zu behalten. Die Einbindung geplanter Stillstände und Einplanung regelmäßiger Ersatzteillieferungen ist bereits in der Umsetzung ein wesentlicher Meilenstein. Auch hier lässt sich mithilfe smarter Software ein entscheidender Wettbewerbsvorteil erzielen. Cross-funktionale Ausbildung der Wartungsmannschaften schaffen zudem abteilungsübergreifende Einsatzmöglichkeiten und Flexibilitäten. Die Erstellung strukturierter Wartungspläne samt geplanter Erneuerungen von Modulen und Bestandteilen und die Übergabe der Verantwortung an die Wartungsmannschaften auch an der Linie stellt einen weiteren Meilenstein dar.
Mithilfe smarter Bauteile und Sensoren lässt sich der Sprung zu Industrie 4.0 und der vorrausschauenden Wartung ebenfalls schaffen. Die frühzeitige Erkennung zukünftiger Ausfälle ermöglicht schlankere Ersatzteilhaltung und enger planbare Wartungszyklen.
Die Zahl an Systemlösungen zur Planung und Umsetzung vorbeugender Wartung wächst stetig. So bietet beispielsweise Microsoft in seiner Dynamics 365 Lösung ein Asset-Management-Modul an, in welchem vorbeugende Wartungen geplant werden können. Selbst Amazon offeriert die Planung von Wartungen mit Maintenance & Asset Optimization. Ein weiterer nennenswerter Anbieter ist IBM mit IBM Watson sowie einer Vielzahl weiterer Softwarelösungen mit der sowohl Wartungen geplant werden können, als auch die vorrausschauende Wartung und somit der Schritt zu Industrie 4.0/ IoT ermöglicht wird.

Herausforderungen der Implementierung
Der Wandel weg von der reaktiven hin zu einer vorbeugenden oder vorausschauenden Instandhaltung birgt viele Herausforderungen. Um einen vorbeugenden Wartungsplan zu erstellen, müssen die wichtigen Teile zur Wartung gelistet und ihre Lebenszeiten auf Basis historischer Werte evaluiert werden. Diese Aufgabe ist zeitintensiv und benötigt zusätzliche Kapazitäten, die dem Unternehmen regulär meist nicht zur Verfügung stehen. Eine weitere Herausforderung ist die Motivation der Mitarbeitenden den Wandel zu unterstützen. Hier bedarf es strukturiertem Change-Management und Trainings, welche die Mitarbeitenden nicht über- oder unterfordern.
Die vorausschauende Instandhaltung birgt weitere Anforderungen. Für das jeweilige Unternehmen muss die passende Softwarelösung ausgewählt und eingeführt werden. Durch die erhöhte Verwendung von Technologie werden auch die Trainings der Mitarbeitenden komplexer. In Abhängigkeit von dem Automationsgrad werden die Investitionen größer. Die Priorisierung der Wartungen und deren Implementation in das System beschreibt eine weitere komplexe Aufgabe.
Um die Implementation im Unternehmen zu erleichtern, kann sie in einzelne Schritte untergliedert werden. Erfahrungen zeigen hier, dass die Einbindung eines erfahrenen Partners in die Einführung empfehlenswert ist, um ein Zurückrudern bei den ersten Hindernissen und die damit verbundenen Fehlinvestitionen zu verhindern.