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Zustandsbasierte Wartung:Ein vollständiger Leitfaden

Zustands- basierte Wartung (CBM) ist eine Wartungsstrategie, die den Echtzeitzustand einer Anlage überwacht, um festzustellen, welche Wartung durchgeführt werden muss.

Was ist zustandsbasierte Wartung?

Zustandsbasierte Wartung (CBM) ist eine Wartungsstrategie, die den Echtzeitzustand einer Anlage überwacht, um festzustellen, welche Wartung durchgeführt werden muss. Im Gegensatz zur vorbeugenden Wartung, die Dinge wie kalenderbasierte Wartung oder andere Mittel verwendet, um zu bestimmen, wann Wartungsarbeiten geplant und durchgeführt werden sollen, schreibt die zustandsbasierte Wartung vor, dass Wartungsarbeiten nur durchgeführt werden sollten, wenn diese Echtzeitindikatoren Unregelmäßigkeiten oder Anzeichen einer nachlassenden Leistung aufweisen.

Das Ziel der zustandsbasierten Wartung besteht darin, Anlagen kontinuierlich zu überwachen, um drohende Ausfälle zu erkennen, sodass die Wartung proaktiv geplant werden kann, bevor der Ausfall auftritt. Die Idee ist, dass diese Echtzeitüberwachung den Wartungsteams genügend Vorlaufzeit gibt, bevor ein Fehler auftritt oder die Leistung unter ein optimales Niveau fällt.

Die Verwendung von Sensoren und Punktmessungen ist die gebräuchlichste Methode zur Erfassung von Echtzeitdaten für die Analyse. Beispielsweise können Sensoren an einem rotierenden Gerät installiert werden, um dessen Schwingung zu überwachen. Wenn sich die beweglichen Komponenten im Laufe der Zeit abbauen und ihre Ausrichtung verlieren, nehmen die Vibrationen zu, die von den Sensoren aufgenommen werden. Die installierten Sensoren können voreingestellt werden, um das Wartungsteam zu benachrichtigen, wenn Vibrationen einen bestimmten Grenzwert erreichen.

Obwohl die zustandsbasierte Wartung bei den meisten Geräten verwendet werden kann, müssen diese Geräte bestimmte Kriterien erfüllen, damit CBM effektiv ist. Zunächst muss eine überwachbare Bedingung vorliegen. Mit anderen Worten, wenn die Leistung der Maschine nicht gemessen werden kann, wie können Sie dann feststellen, ob sich die Leistung ändert? Außerdem müssen Sie Leistungsänderungen weit genug im Voraus sehen können, damit Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, bevor die Anlage ausfällt oder die Produktion nachlässt.

Die Kritikalität der Anlagen ist ein weiteres Kriterium, das Sie berücksichtigen sollten, bevor Sie die zustandsbasierte Instandhaltung einsetzen. Mit CBM für Ihre wichtigsten Vermögenswerte erzielen Sie den besten Return on Investment (ROI). Die Durchführung einer Kritikalitätsanalyse, um einzustufen, welche Geräte am wahrscheinlichsten ausfallen und welche Auswirkungen ein Ausfall auf Ihren Betrieb haben wird, ist ein wichtiger Schritt vor der Durchführung einer zustandsbasierten Wartung. Es ist wichtig, von den kritischsten Assets nach unten zu skalieren.

Schließlich ist eine zustandsorientierte Instandhaltung nur so effektiv wie die Prozesse und Systeme, mit denen die Daten analysiert werden. Wartungsteams müssen in der Lage sein, Leistungsdaten zu sammeln und richtig zu analysieren, um basierend auf den Ergebnissen intelligente und zeitnahe Entscheidungen zu treffen.

Arten der zustandsbasierten Wartung

Einer der größten Vorteile der zustandsbasierten Wartung besteht darin, dass sie nicht invasiv ist, d. h. Echtzeitdaten werden erfasst, während die Maschine noch läuft, ohne dass der Betrieb angepasst werden muss. Sie können wählen, ob Sie Daten in bestimmten Intervallen oder kontinuierlich durch Dinge wie Sensoren, Sichtprüfung oder geplante Tests sammeln möchten. Werfen wir einen Blick auf einige der gebräuchlichsten Arten von zustandsbasierten Überwachungstechniken, die in CBM verwendet werden.

Schritte vor der Implementierung der zustandsbasierten Wartung

Wie bereits erwähnt, gibt es bestimmte Dinge, die Sie tun können, um das Beste aus einem zustandsbasierten Wartungsplan herauszuholen.

  1. Stellen Sie ein solides Fundament sicher. Zustandsbasierte Wartung geht Hand in Hand mit zuverlässigkeitszentrierter Wartung (RCM), da RCM Ihnen hilft, potenzielle Probleme mit Ihren Anlagen zu erkennen und zu bestimmen, was Sie tun sollten, um sicherzustellen, dass diese Anlagen weiterhin mit maximaler Kapazität produzieren. Ein solides Verständnis der RCM-Prozesse hilft dabei, Ihre zustandsbasierten Instandhaltungsbemühungen dort zu konzentrieren, wo sie benötigt werden. Zuverlässigkeitsexperten sind sich sogar einig, dass eines der größten Probleme bei der Einführung eines zustandsbasierten Wartungsprogramms das mangelnde Verständnis der RCM-Prinzipien ist.
  2. Betroffenes Personal einbeziehen. Nachdem Sie festgestellt haben, dass alle Wartungsmitarbeiter über die erforderlichen Fähigkeiten verfügen, beziehen Sie sie in die Kritikalitätsanalyse ein. Die Einbindung ihres Inputs macht sie zu aktiven Teilnehmern und gibt ihnen die Möglichkeit, ihre RCM-Grundlagen effektiv einzusetzen und gleichzeitig zur zustandsorientierten Instandhaltungsimplementierung beizutragen. Es wird ihnen auch helfen, Fehlermodi zu identifizieren, zu mindern und zu beseitigen.
  3. Führen Sie eine Kritikalitätsanalyse durch. Wie bereits kurz erwähnt, stellt eine Kritikalitätsbewertung sicher, dass Ihr zustandsbasiertes Wartungsprogramm effektiv ist. Die genaue Identifizierung von Assets als kritisch, halbkritisch und nicht kritisch kann unnötige routenbasierte Wartungen reduzieren. Mit anderen Worten, das Wartungspersonal weiß, welche Assets am kritischsten sind und kann diese Assets zuerst oder häufiger als nicht kritische Assets überprüfen, ohne unnötige Routen durch die Anlage zu machen.

    Die Kritikalitätsanalyse hilft auch zu bestimmen, welche Assets am meisten von zustandsbasierten Überwachungstechniken wie entfernten Vibrationen oder akustischen Sensoren profitieren, die Echtzeitdaten erzeugen, die von einem anderen Standort aus analysiert werden können. Diese kritischeren Assets werden als "schlechte Akteure" oder die Wiederholungstäter in Ihrer Asset-Aufstellung bezeichnet. Diese schlechten Akteure profitieren stärker von einer kontinuierlichen Überwachung, da sie häufig Probleme haben. Denken Sie daran, dass es nach Abschluss einer Kritikalitätsanalyse nicht ungewöhnlich ist, dass die Assets, die Sie einst als kritisch angesehen haben, nicht so kritisch sind, wie Sie zuvor dachten.

  4. Folge nach. Nachdem Sie Ihre Kritikalitätsbewertung abgeschlossen haben, ist es eine gute Idee, ein Fehlerberichts-, Analyse- und Korrekturmaßnahmensystem (FRACAS) zu implementieren, um sicherzustellen, dass Ihre Analyse korrekt war und die kritischsten Anlagen am meisten von Ihrem zustandsbasierten Wartungsprogramm profitieren.

Implementierung der zustandsbasierten Wartung:IAEA-Beispiel

Im Mai 2007 erkannte die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) die Notwendigkeit, Kernkraftwerke von einem vorbeugenden (zeitbasierten) Instandhaltungsprogramm auf ein zustandsorientiertes Instandhaltungsprogramm in Abhängigkeit vom Anlagen- und Komponentenzustand umzustellen. Nachdem die Agentur diesen Bedarf erkannt hatte, entwickelte und standardisierte die Agentur in einer Veröffentlichung mit dem Titel Implementation Strategies for Condition-based Maintenance at Nuclear Power Plants, wie ein CBM-Programm implementiert werden kann . Die skizzierten Strategien verwenden verschiedene Online- und Offline-Zustandsüberwachungstechniken, um zu definieren, wie Komponenten und Parameter für die Überwachung ausgewählt werden, welche Überwachungs- und Diagnosetechniken verwendet werden sollten, wie Akzeptanzkriterien integriert werden und mehr.

Zu den Hauptzielen der IAEA für diese zustandsbasierte Wartungsstrategie gehören die Verbesserung der Verfügbarkeit durch die Reduzierung erzwungener Ausfälle; Erhöhung der Lebensdauer der Ausrüstung durch Verringerung des Verschleißes durch häufiges Überholen; Erkennen von Problemen, sobald sie auftreten; Minimierung des Potenzials für Probleme bei der Demontage und Wiedermontage; und Einsparung von Wartungskosten durch Reduzierung von Reparaturkosten, Überstunden und Lagerbeständen.

Die zustandsbasierte Instandhaltungsstrategie der IAEA besteht aus einer Kombination aus visueller Inspektion und kontinuierlicher Überwachung von Dingen wie Druckgrenzkomponenten, Containment-Strukturen, Hauptturbinengeneratoren und Reaktorkühlmittelpumpen. Dies könnte beispielsweise eine Online-Diagnose beinhalten, die bei der Verschleißüberwachung von Axiallagern von Turbinengeneratoren verwendet wird. Zu den empfohlenen zustandsbasierten Wartungstechnologien gehören Schwingungsüberwachung, akustische Analyse, Motoranalyse, motorbetriebene Ventilprüfung, Thermografie, Tribologie und Überwachung von Prozessparametern, alles in Verbindung mit visuellen Inspektionen.

Die IAEA stellte fest, dass die Herausforderung bei der Umstellung auf ein zustandsbasiertes Instandhaltungsprogramm nicht in mangelndem Wissen über fortschrittliche technologische Methoden lag, sondern in der Bereitschaft, die Kultur und das Management zu ändern, um sie ins Boot zu holen. Das Unternehmen verstand diese Herausforderung und konzentrierte seinen CBM-Implementierungsprozess auf vier Elemente:

Um sicherzustellen, dass die CBM-Implementierung dem Wartungspersonal angemessen dargestellt wurde, erkannte die IAEA die Notwendigkeit einer effektiven Kommunikation und Schulung. Es skizzierte den folgenden Denkprozess zur Ausbildung eines Kernkraftwerks und erläuterte die Grundlagen des CBM-Prozesses:analysierte Bedingungen, gewählte Methoden, implementierte Methoden und Projektbewertung. Jeder von ihnen kann aufgeschlüsselt werden, indem man fragt "was", "warum", "wie" und wer."

Herausforderungen der zustandsorientierten Instandhaltung

Also, was ist der Haken? Wie bei jeder Prozessänderung oder neuen Prozessimplementierung bringt die zustandsbasierte Instandhaltung einige Herausforderungen mit sich.

Vorteile der zustandsbasierten Überwachung

Bei all den Herausforderungen, die mit der Implementierung eines zustandsbasierten Wartungsprogramms verbunden sind, fragen Sie sich vielleicht, ob es sich lohnt. Obwohl ein CBM-Programm anfangs nicht billig ist und einige Zeit dauern kann, bis es zum Laufen kommt, können Sie schließlich einen großen Nutzen daraus ziehen. Wenn es richtig implementiert und von gut ausgebildetem Personal betrieben wird, kann es zu vielen Vorteilen führen, wie zum Beispiel:

Das Potenzial eines CBM-Programms für einen hohen ROI ist für viele Unternehmen attraktiv, da es ihnen helfen kann, wettbewerbsfähig zu bleiben und so schlank wie möglich zu arbeiten.


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