Intelligente Redundanz implementieren: Zuverlässigkeit steigern ohne das Budget zu sprengen

Atomgetriebene U-Boote verkörpern Hochzuverlässigkeits-Engineering mit eingebauter Redundanz. Typischerweise ist jedes System in Backbord- und Steuerbordhälften unterteilt, mit zwei Pumpen pro Seite – insgesamt vier Pumpen. Jede Seite kann unabhängig mit einer einzigen Pumpe betrieben werden, und die Hälften sind querverbunden, sodass das Gesamtsystem auch bei Ausfall dreier Pumpen noch mit reduzierter Kapazität funktionsfähig bleibt.

Dieses Redundanzniveau hat jedoch seinen Preis – im U-Boot-Beispiel etwa eine Milliarde Dollar. Viele Unternehmen lehnen es daher als unerschwinglich ab. Ich vertrete die Auffassung, dass ein differenzierterer Ansatz, den ich „intelligente Redundanz“ nenne, vergleichbare Zuverlässigkeitsvorteile ohne prohibitive Kosten liefern kann.

Intelligente Redundanz erfordert eine kritische Bewertung der Assets, die Identifikation von Risiken und die Festlegung der Stellen, an denen moderate Redundanz erhebliche Renditen erzielt. Versorgungs- und Verpackungssysteme sind besonders prädestiniert für diese Strategie.

Fallbeispiel: Frischwasserversorgung

In einem von mir betreuten Frischwassersystem förderte nach Aufbereitung eine einzige Pumpe das Wasser unter Druck in die gesamte Anlage. Ein Ausfall dieser Pumpe, ihres Motors, der elektrischen Steuerung oder des Druckschalters hätte die Produktion innerhalb von etwa drei Minuten zum Stillstand gebracht. Je nach Fehlerquelle hätten die Ausfallzeiten von zehn Minuten bis zu mehreren Stunden gereicht.

Trotz regelmäßiger vorbeugender Instandhaltung führte die raue Betriebsumgebung der Pumpe zu intermittierenden Ausfällen.

Nach Analyse installierten wir eine zweite Pumpe mit leicht niedrigerem Drucksollwert. Die Pumpe kostete ca. 2.000 $, zuzüglich Installation und Steuerung. Das Ergebnis: Die Anlage erlitt nie wieder einen kompletten Stillstand wegen Wassermangels, und die bescheidene Investition amortisierte sich bereits durch die Vermeidung weniger Minuten Stillstand.

Verpackungslinien: Kettenreaktionen vermeiden

Verpackungslinien stehen vor ähnlichen Herausforderungen. Typischerweise arbeiten zehn oder mehr Komponenten – einschließlich Förderbänder – in Reihe, sodass ein einzelner Ausfall die gesamte Linie stoppt. Selbst bei 97 % Verfügbarkeit jeder Komponente sinkt die Gesamtzuverlässigkeit der Linie auf etwa 74 % (0,97¹⁰ für zehn Komponenten).

Haben Sie schon erlebt, dass eine vorgelagerte Komponente in Linie A und eine nachgelagerte in Linie B gleichzeitig ausfielen, wodurch beide Linien lahmgelegt wurden?

Durch eine Querverbindung in der Linienmitte lassen sich solche Ausfälle abmildern. Oft genügt eine verschiebbare Schiene, die zwei Förderbänder einen gemeinsamen Pfad nutzen lässt.

Vermeiden Sie Schlagzeilen wie: „2.000-$‑Pumpe legt gesamte Fabrik lahm.“