Die Grundlagen und Vorteile der zustandsorientierten Instandhaltung

Während es vielleicht nicht genau richtig ist, den gegenwärtigen Moment für die Weltwirtschaft als „an einem Scheideweg“ zu beschreiben, ist es sicherlich wahr, dass wir uns an einem entscheidenden Punkt befinden, während wir die Welt umrunden Biegung der ersten Monate des Jahres 2021. Die jetzt ergriffenen Maßnahmen und eingeleiteten Prozesse werden langfristig erhebliche Auswirkungen haben.

Das gilt besonders für die verschiedenen Branchen des verarbeitenden Gewerbes und der Schwerindustrie:Das hat der neueste Bericht des Institute for Supply Management (ISM) zum Manufacturing Purchasing Managers' Index (PMI) verzeichnete in 10 aufeinanderfolgenden Monaten ein Produktionswachstum Stand März 2021 und zeigt an, dass Auftragseingang und Produktion steigen. Allerdings kommen die Lieferanten der Kundennachfrage nicht ganz nach. Dies könnte dazu führen, dass sie die Produktionsanlagen in der Eile, Waren schneller zu produzieren und zu liefern, überlasten. Dies wiederum könnte Ihre Anlagen ungewöhnlich belasten, was letztendlich die Wahrscheinlichkeit eines Geräteausfalls (oder zumindest ungeplanter Ausfallzeiten aufgrund der Notwendigkeit einer spontanen Reparatur) erhöhen kann.

Dreiachsiger Bluetooth-Vibrationssensor. Quelle:https://www.augury.com/machine-health-solutions/

Wenn man all dies berücksichtigt, kann man mit Fug und Recht sagen, dass es für Hersteller und andere Industrieunternehmen möglicherweise keinen besseren Zeitpunkt als jetzt gibt, um sich die Wartungsprozesse, die sie derzeit verfolgen, genau anzusehen. Wenn wir den Anlagenzustand zu jedem Zeitpunkt verstehen, können wir die kostengünstigste Form der Wartung durchführen – die zustandsorientierte Wartung. Zu Beginn des industriellen Internets der Dinge (IIoT) erkennen viele anlagenintensive und auf Exzellenz ausgerichtete Hersteller die Vorteile der zustandsorientierten Wartung, wie z Daten.

Im Folgenden werden wir uns mit den Grundprinzipien der zustandsbasierten Wartung befassen und auch ihre Vorrangstellung gegenüber anderen Formen der Wartungsstrategie und ihre ständig wachsende Relevanz im IIoT-Zeitalter genauer untersuchen .

Zustandsbasierte Wartung für Schlüsselausrüstung verstehen

In vereinfachter Form zeigt das folgende Diagramm, wie Wartungstypen kategorisiert werden. Die vorbeugende Wartung (manchmal auch als proaktive Wartung bezeichnet) wird in zeitbasierte Wartung und zustandsbasierte Wartung unterteilt.

Kurz gesagt bedeutet zustandsbasierte Wartung die Durchführung einer Reparatur- oder Austauschaufgabe, die ausschließlich auf dem gemessenen Zustand oder Zustand eines kritischen Vermögenswerts basiert. Zu diesem Zeitpunkt ist die betreffende Komponente oder Maschine noch nicht ausgefallen und weist möglicherweise nicht einmal eine nennenswerte aktive Fehlfunktion auf.

Der Zweck der zustandsbasierten Wartung besteht darin, nach Frühwarnsignalen für den potenziellen oder bevorstehenden Ausfall eines Vermögenswerts oder einer Komponente zu suchen. Sie messen einen bestimmten Parameter des Zustands eines Vermögenswerts wie Vibration, Temperatur oder Kontamination. Dann tendieren Sie den Parameterwert über die Zeit. Wenn Sie glauben, dass ein kritischer Punkt erreicht ist, an dem sich die Anlage einem Funktionsausfall nähert, planen Sie einen zustandsbasierten Wartungseingriff.

Zu den bekanntesten zustandsbasierten Überwachungstechnologien gehören:

• Vibrationsanalyse :Überwachung der Schwingungspegel und Suche nach Mustern in den Signalen , oft für Maschinen mit rotierenden Komponenten. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren, die bei dieser Form der Analyse gemessen werden, gehören der quadratische Mittelwert (RMS), die Standardabweichung, die Kurtosis, die Spitzenamplitude und die Schiefe.
  
• Infrarot-Thermografie :Erkennung von Wärmewellenlängen, um nach Anomalien zu suchen (übermäßige oder unzureichende Hitze usw.).
  
• Ölanalyse :Wird bei allen ölgeschmierten Maschinen verwendet, um deren Viskosität und das Vorhandensein von Verunreinigungen zu messen oder Anzeichen einer internen Verschlechterung des Geräts.
  
• Ultraschall :Ideal zum Orten von Leckagen in Druck- und Vakuumsystemen (Kessel, Wärmetauscher, Kondensatoren usw.) und Prüfung auf Lichtbögen und Korona in elektrischen Komponenten. Ultraschallsensoren können auch eingesetzt werden, um die Qualität von Maschinenschmierstoffen und die Funktionalität von Getrieben, Lagern, Pumpen, Motoren, Kondensatableitern, Ventilen und vielen anderen Komponenten zu prüfen.
  
• Motorstrom-Signaturanalyse :Überwachung der Größe aktueller Wellenlängen hilft bei der Suche nach wichtigen mechanischen Fehlern in Gerätemotoren.

Online-Ölzustandssensor. Quelle:https://oilqualitysensor.eu/ocm-on-generatorsets/

Alle diese Reparaturen oder Maschinenzustandsprüfungen (und die verschiedenen anderen, die die gängige Praxis von CBM ausmachen) werden durchgeführt, lange bevor ein Vermögenswert ausfällt oder das Potenzial für Probleme aufweist. Dies gilt auch für die zeitbasierte Wartung, aber im Gegensatz zu ihrem bedingten Gegenstück werden TBM-Operationen nach einem festen Zeitplan durchgeführt.

Typische CBM-Wartungseingriffe können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf:

• Lager nachschmieren
• Lockere Halteschrauben anziehen
• Kupplungen ausgleichen
• Erneuern von elektrischen Kabelabschlüssen
• Austausch eines Wälzlagers
• Pumpensätze ausrichten

CBM an der Spitze der Gerätewartung

Wenn Sie versuchen, die am besten geeignete Wartungsstrategie für Ihr Unternehmen festzulegen, ist es äußerst wichtig, sowohl aus der Makro- als auch aus der Mikroperspektive zu denken, bevor Sie tatsächlich ein Programm einführen Ort (geschweige denn mit den eigentlichen Wartungsarbeiten). Wenn Sie sich verschiedene Maschinen, Komponenten oder andere Assets ansehen, fragen Sie sich direkt:„Ist das Asset oder die Komponente, die ich ersetzen möchte, vollkommen in Ordnung, um weiter zu funktionieren?“

Sie werden die Antwort auf diese Frage oft nicht kennen, bis Sie die Maschine so weit auseinandergenommen haben, wie es für die Untersuchung eines bestimmten Vermögenswerts erforderlich ist. Von einer einfachen Sichtprüfung bis hin zu den oben genannten verschiedenen Analysemethoden kann dabei alles hilfreich sein. Oftmals werden Sie feststellen, dass die von Ihnen untersuchte Komponente in gutem Zustand und absolut sicher für den weiteren Betrieb ist. Dies manuell zu tun ist zeitaufwändig, aber mit modernem CBM erfolgt ein Großteil der Überwachung durch IIoT-fähige Sensoren, die alle wesentlichen Anlagendaten in Echtzeit überwachen und wichtige Ergebnisse in Sekundenschnelle als organisierte Berichte präsentieren können. Deshalb ist die zustandsorientierte Instandhaltung so kostengünstig.

Zeitbasierte Wartung ist zwar in den meisten Situationen sicherlich besser als eine reaktive Strategie – bei der Sie nur nach teilweisem oder katastrophalem Ausfall eines Vermögenswerts reparieren oder ersetzen –, ist aber ihrem CBM-Pendant oft unterlegen weil es so reglementiert ist. Wenn die Intervalle, in denen die vorbeugende Wartung durchgeführt wird, unflexibel sind, laufen Sie Gefahr, Ihre Vermögenswerte effektiv zu „überwarten“. So stabil dieser Rahmen auch sein mag, er kann leicht zu einem personellen und finanziellen Aufwand werden, weshalb die zeitbasierte Instandhaltung nicht selten teurer im Einsatz ist als die zustandsorientierte Instandhaltung. Letztendlich ist letzteres die beste Wahl für jede Organisation, die ein starkes Rahmenwerk für vorbeugende Wartung implementieren möchte.

Die Bedeutung von CBM im Industrie-4.0-Zeitalter der Datenanalyse

In dieser neuen Ära der digitalen Transformation und Konnektivität sind diagnostische und analytische Informationen häufig in Echtzeit für alle Beteiligten in Asset-Informationssystemen verfügbar. Dieser digitale Hebel verbessert die Planung und Terminierung der Wartung erheblich. Dies kann wiederum schnell zu Effizienz- und Effektivitätsgewinnen führen, die dazu beitragen, das Endergebnis für moderne, auf Exzellenz ausgerichtete Organisationen zu steigern.

Mit der Einführung von permanent angebrachten Sensoren an unseren physischen Anlagen verändert das IIoT (oder Industrie 4.0, wenn Sie es vorziehen) die Art und Weise, wie wir Wartung betrachten. Man kann es sich fast als „Instandhaltung 4.0“ vorstellen. Welchen dieser Begriffe Sie auch verwenden, eines verbindet sie:Sie stehen für eine Revolution, die sich vor unseren Augen im Bereich der Instandhaltung von Industrieanlagen entfaltet. Wir sehen einen Wechsel von den alten, ineffizienten Methoden zur neuen kontinuierlichen und digitalisierten Überwachung des Anlagenzustands und -zustands, wobei Informationen dynamisch über Bluetooth-Verbindungen, Wi-Fi und Gateways in die Cloud geliefert werden.

Angesichts der zunehmenden Digitalisierung im Fertigungssektor – zusammen mit den meisten anderen breiten Industriekategorien, die die Weltwirtschaft ausmachen – ist CBM die kostengünstigste und wirtschaftlichste Art, Vermögenswerte zu erhalten basierend auf einer laufenden Prüfung der tatsächlichen Verschlechterung (oder des Fehlens einer solchen) eines Vermögenswerts. Es ist sicherlich fair anzumerken, dass CBM die höchsten Überwachungskosten hat, insbesondere im Vergleich zu reaktiver Wartung, aber es wird Ihrem Unternehmen auch viel niedrigere Reparaturkosten und weniger ungeplante Ausfallzeiten ermöglichen als bei reaktiver Wartung oder Zeit -basierte Wartung. (Auch wenn die IIoT-Technologien fortschreitend voranschreiten, werden Ihre Überwachungsausgaben letztendlich vernachlässigbar, wenn man sie neben den Einsparungen betrachtet, die Sie in anderen Bereichen sehen werden.)

Weitere Vorteile, die durch CBM im Zusammenhang mit seiner Verbindung zum IIoT realisiert werden, umfassen:

• Höhere Produktionsleistung :Wenn Sie Zustandsanalysen in Echtzeit durchführen und problematische Muster schnell erkennen können, können Sie Wartungsarbeiten effektiver planen und terminieren. Langfristig bedeutet dies, dass Ihre Asset-Verfügbarkeit und Ihr Leistungsniveau höher sind – was sich leicht in einem deutlichen Anstieg der Produktionsleistung niederschlagen kann.
  
• Längere Asset-Lebenszyklen :Eine reaktionäre Wartungsstrategie kann sich nicht nur nachteilig auf einzelne Anlagen auswirken, die ausfallen und eine Notreparatur oder einen Ersatz erfordern, sondern auch auf die vielen Komponenten, mit denen die fehlerhafte Anlage verbunden ist. Plötzliche Ausfälle sind für jedes System Stress. Möglicherweise reparieren Sie bald nicht nur eine Komponente, sondern mehrere – oder vielleicht sogar einen ganzen Satz miteinander verbundener Maschinen. CBM-Strategien, die eine kontinuierliche Geräteüberwachung ermöglichen, verlängern die Lebenszyklen Ihrer Anlagen und ermöglichen möglicherweise eine Reduzierung der Betriebs- und Investitionsausgaben.
  
• Verbesserte Planung, Planung und Ersatzteilprognose :Wenn Sie die Kontrolle über Ihre Asset-Wartung haben – und nicht umgekehrt – können Sie die Zuweisung und den Einsatz Ihrer Ressourcen sorgfältig planen und terminieren. Sie können nicht nur Ihre Ersatzteile weit im Voraus planen und prognostizieren, sondern auch Ihren Personalbestand vorhersehen und entsprechend planen.
  
• Zuverlässigkeitsverbesserung :Die Möglichkeit, Zustandsüberwachungs- und Anlagenzustandsinformationen für die Fehlerbeseitigung und verschiedene Prozesse zur Ursachenanalyse zu verwenden, ist ein weiterer großer Vorteil. CBM kann die Anlagenzuverlässigkeit nicht direkt verbessern, aber die gewonnenen Informationen können später verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Missionszeit zu verbessern. In Verbindung mit einem Zuverlässigkeitsprogramm sind die Informationen, die Sie über unsere Pumpen, Motoren, Lüfter, Getriebe und verschiedene andere Komponenten gewinnen, von unschätzbarem Wert, um die Wahrscheinlichkeit von Defekten und Anlagenausfällen in der Zukunft zu verringern.

Implementierung von CBM mit Sensoren und Asset-Überwachungssoftware

In einem durch das IIoT unterstützten CBM-Framework strömen Daten ständig zurück in die Cloud und dann durch die IIoT-Wertschöpfungsketten, wodurch die Leistung der vorausschauenden Wartungsstrategie immer höher wird. Dies dient letztendlich dazu, die Wartungsprogramme der Unternehmen zu transformieren und zu stärken, die nach Exzellenz streben, indem sie die modernsten Business Intelligence- und Echtzeit-Datenanalysen im Kontext ihrer Strategien zur Verwaltung des Zustands physischer Anlagen einsetzen.

Fortschrittliche IoT-Sensoren sind entscheidend für den effektivsten Einsatz einer CBM-Initiative. Der Weg von der Erkennung eines potenziellen Problems durch einen Sensor bis zum richtigen Eingriff durch Wartung (oder Reparatur) kann kurz und scharf sein:IoT-Sensordaten können verwendet werden, um Arbeitsaufträge direkt von Ihrem Computerized Management Maintenance System (CMMS) oder Enterprise Asset Management ( EAM)-Plattform.

Indem Sie sich für Ihre EAM-Anforderungen an Dynaway wenden, erhalten Sie noch mehr Kontrolle über Ihren Wartungsbetrieb:Unsere Lösung kann nahtlos neben Microsoft Dynamics 365 oder mit Microsoft Dynamics AX2012 betrieben werden. Auch wenn Dynaway hauptsächlich als Teil des Cloud-basierten Dynamics 365 betrieben wird, können wir eine lokale Bereitstellung von Dynaway EAM implementieren. Wir sind der unbestrittene Vorläufer des modernen EAM und bieten einen umfassenden Ansatz für die heiklen Fragen der Asset-Überwachung, die für einen zunehmend unberechenbaren Markt von entscheidender Bedeutung sind.

So verändert sich die Instandhaltungslandschaft:Industrie 4.0 wächst und durchdringt alles, was Sie um sich herum sehen. Fehler werden immer schneller entdeckt. Das Risiko ungeplanter Ausfallzeiten sinkt mit jedem Moment, der vergeht. Die zustandsbasierte Instandhaltung ist gut positioniert, um den Wert zu nutzen, der durch die digitale Transformation im industriellen Bereich geliefert werden kann.

Sie können Ihre Wartungsprozesse intelligenter und umfassender überwachen, indem Sie das gesamte Spektrum der Möglichkeiten von Dynaway EAM nutzen .