Condition-Based Maintenance: Kernprinzipien und entscheidende Vorteile im IIoT-Zeitalter

Ob die globale Wirtschaft exakt "an einem Scheideweg" steht, sei dahingestellt – fest steht: Wir passieren eine Schlüsselmarke in den ersten Monaten 2021. Entscheidungen und Prozesse von heute wirken langfristig nach.

Besonders in Fertigung und Schwerindustrie: Der aktuelle ISM Manufacturing PMI berichtet 10 Monate Wachstum in Folge (Stand März 2021), Neuanfragen und Produktion steigen. Doch Lieferanten decken die Nachfrage nicht ganz. Der Druck, schneller zu produzieren und liefern, kann Anlagen überlasten – Stress, der Ausfallwahrscheinlichkeit und ungeplante Stillstände (durch nötige Sofortreparaturen) erhöht.

Tri-axialer Bluetooth-Vibrationssensor. Quelle: augury.com

Jetzt ist der ideale Zeitpunkt für Hersteller und Industrieunternehmen, bestehende Wartungsprozesse kritisch zu prüfen. Wer Anlagenzustand jederzeit kennt, kann die kosteneffizienteste Wartung fahren: Condition-Based Maintenance (CBM). Am Beginn des Industrial Internet of Things (IIoT) erkennen immer mehr asset-intensive, exzellenzorientierte Hersteller die CBM-Vorteile: niedrigere Betriebskosten, höhere Output, bessere Anlagengesundheit und -kenntnis durch dynamische Daten.

Im Folgenden: Kernprinzipien von CBM, seine Überlegenheit gegenüber anderen Strategien und wachsende Relevanz im IIoT-Zeitalter.

Condition-Based Maintenance für kritische Anlagen verstehen

Vereinfacht zeigt das Diagramm die Kategorisierung: Preventive Maintenance (auch Proactive Maintenance) teilt sich in Time-Based Maintenance (TBM) und Condition-Based Maintenance (CBM).

Kern von CBM: Reparatur oder Austausch ausschließlich basierend auf gemessenem Zustand/Gesundheit eines kritischen Assets. Das Bauteil ist noch nicht ausgefallen, möglicherweise nicht einmal nennenswert gestört.

Ziel: Frühwarnsignale für potenziellen oder drohenden Ausfall erkennen. Sie messen einen spezifischen Gesundheitsparameter (Vibration, Temperatur, Kontamination), trenden den Wert über die Zeit. Erreicht er einen kritischen Schwellenwert – die Anlage driftet in Richtung funktionalem Ausfall –, planen Sie den CBM-Eingriff.

Bekannte CBM-Überwachungstechnologien:

• Vibrationsanalyse: Überwachung von Schwingungspegeln und Mustersuche in Signalen, oft bei rotierenden Maschinen. KPIs: RMS, Standardabweichung, Kurtosis, Spitzenamplitude, Schiefe.
• Infrarot-Thermografie: Detektion von Wärmewellenlängen zur Identifikation von Anomalien (übermäßige/insufficient Wärme).
• Ölanalyse: Bei ölgeschmierten Maschinen: Viskosität, Verunreinigungen, Anzeichen interner Degradation.
• Ultraschall: Ideal für Leckortung in Druck-/Vakuumsystemen (Kessel, Wärmetauscher, Kondensatoren) und Lichtbogen-/Korona-Erkennung an elektrischen Komponenten. Auch Schmierstoffqualität, Getriebe, Lager, Pumpen, Motoren, Kondensatableiter, Ventile prüfbar.
• Motorstrom-Signaturanalyse (MCSA): Überwachung der Stromwellenlängen-Amplitude findet mechanische Fehler in Antriebsmotoren.

Online-Ölzustandssensor. Quelle: oilqualitysensor.eu

Alle diese Prüfungen und Gesundheitschecks (und weitere gängige CBM-Praktiken) erfolgen weit vor Ausfall oder Problemanzeigen. Auch bei TBM wahr – aber TBM folgt sturem Zeitplan.

Typische CBM-Eingriffe (nicht abschließend):

• Lager nachfetten
• Lose Befestigungsschrauben nachziehen
• Kupplungen wuchten
• Elektrische Kabelenden erneuern
• Wälzlager tauschen
• Pumpensätze ausrichten

CBM an der Spitze der Anlagenerhaltung

Bei der Strategiewahl für Ihre Organisation: Denken Sie makro und mikro, bevor Sie Programme oder Schraubenschlüssel ansetzen. Fragen Sie sich bei jedem Asset: "Ist das Bauteil, das ich ersetzen will, eigentlich noch voll funktionsfähig?"

Die Antwort kennen Sie oft erst nach Demontage und Prüfung. Von Sichtkontrolle bis High-Tech-Analyse – oft stellt sich heraus: Das Bauteil ist in Ordnung und kann weiterlaufen. Manuell zeitaufwändig, aber moderne CBM mit IIoT-Sensoren überwacht alle relevanten Assetdaten in Echtzeit und liefert strukturierte Berichte in Sekunden. Deshalb ist CBM so kosteneffizient.

TBM ist zwar besser als reaktive Strategie (Reparatur erst nach Teil-/Totalausfall), aber oft CBM unterlegen wegen seiner Rigidität. Unflexible Wartungsintervalle riskieren Überwartung – egal wie stabil der Rahmen, er wird zum übermäßigen Ressourcenverbrauch (Personal, Finanzen). TBM ist oft teurer im Einsatz als CBM. Fazit: CBM ist die beste Wahl für Organisationen, die ein starkes präventives Wartungsframework wollen.

Bedeutung von CBM im Industry-4.0-Zeitalter der Datenanalytik

In der Ära digitaler Transformation und Vernetzung stehen Diagnose- und Analysedaten oft in Echtzeit allen Stakeholdern in Asset-Informationssystemen zur Verfügung. Dieser digitale Hebel verbessert Planung und Terminierung massiv – schnell führend zu Effizienz- und Effektivitätsgewinnen, die das Ergebnis moderner, exzellenzorientierter Organisationen stärken.

Mit fest verbauten Sensoren an physischen Assets ändert IIoT (Industry 4.0) die Wartung grundlegend. Denken Sie an "Maintenance 4.0". Egal welcher Begriff: Es ist eine Revolution im industriellen Anlagenerhalt. Weg von alten, ineffizienten Methoden hin zu kontinuierlicher, digitalisierter Überwachung von Anlagenzustand und -gesundheit, mit dynamischer Datenlieferung in die Cloud via Bluetooth, Wi-Fi, Gateways.

Angesichts zunehmender Digitalisierung in Fertigung und globaler Wirtschaft ist CBM der kosteneffizienteste Weg, Assets basierend auf laufender Prüfung tatsächlicher Degradation (oder Nicht-Degradation) zu erhalten. Fairer Hinweis: CBM hat die höchsten Überwachungskosten (vs. reaktive Wartung), ermöglicht aber deutlich niedrigere Reparaturkosten und weniger ungeplante Stillstände als reaktive oder zeitbasierte Wartung. Mit fortschreitender IIoT-Technologie werden Monitoring-Kosten vernachlässigbar gegenüber Einsparungen anderswo.

Weitere CBM-Vorteile im IIoT-Kontext:

• Höherer Produktionsoutput: Echtzeit-Zustandsanalyse und schnelle Mustererkennung ermöglichen effektivere Planun/Terminierung → höhere Asset-Verfügbarkeit und -Performance → messbarer Output-Anstieg.
• Längere Anlagenlebenszyklen: Reaktive Strategie schadet nicht nur dem ausfallenden Asset, sondern allen verbundenen Komponenten. Plötzliche Ausfälle belasten Systeme – oft müssen nicht ein, sondern mehrere Bauteile oder ganze verbundene Maschinensätze repariert werden. CBM mit Dauerüberwachung verlängert Lebenszyklen, senkt Betriebs- und Investitionsausgaben.
• Bessere Planung, Terminierung, Ersatzteilprognose: Sie kontrollieren die Wartung, nicht umgekehrt. Ressourcenallokation und -einsatz lassen sich sorgfältig planen. Ersatzteile, Personaleinsatz – alles lange im Voraus prognostizierbar.
• Zuverlässigkeitsverbesserung: Zustandsüberwachung und Anlagengesundheitsdaten für Defektbeseitigung und Root-Cause-Analyse nutzen. CBM verbessert Zuverlässigkeit nicht direkt, aber die gewonnenen Informationen erhöhen die Wahrscheinlichkeit erfolgreicher Missionszeit. Kombiniert mit Reliability-Programm: Unschätzbare Daten für Pumpen, Motoren, Lüfter, Getriebe etc. zur Reduktion künftiger Defekte und Ausfälle.

CBM-Implementierung mit Sensoren und Asset-Monitoring-Software

Im IIoT-geprägten CBM-Framework strömen Daten kontinuierlich in die Cloud und durch IIoT-Wertschöpfungsketten – treiben Predictive-Maintenance-Performance immer höher. Dies transformiert und stärkt Wartungsprogramme von Unternehmen, die Exzellenz durch modernste Business Intelligence und Echtzeit-Datenanalyse in ihrer physischen Asset-Management-Strategie anstreben.

Fortschrittliche IoT-Sensoren sind kritisch für effektives CBM. Der Pfad von Sensordetektion zum Wartungseingriff kann kurz und scharf sein: IoT-Sensordaten lösen Arbeitsaufträge direkt im CMMS oder EAM aus.

Mit Dynaway für Ihre EAM-Bedürfnisse gewinnen Sie noch mehr Kontrolle: Nahtlose Integration in Microsoft Dynamics 365 oder Dynamics AX 2012. Primär cloudbasiert in Dynamics 365, aber On-Premises-Deployment möglich. Dynaway ist der unbestrittene Vorreiter modernen EAM – umfassender Ansatz für die komplexen Asset-Oversight-Fragen, kritisch für einen zunehmend unvorhersehbaren Markt.

So wandelt sich die Wartungslandschaft: Industry 4.0 wächst und durchdringt alles. Fehler werden schneller entdeckt. Ungeplante Stillstandsrisiken sinken mit jedem Moment. CBM ist ideal positioniert, um den Wert der digitalen Transformation in der Industrie zu nutzen.

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