Kritische Anlagen identifizieren: Schlüsselfaktoren für Fertigungszuverlässigkeit

Warum kritische Anlagen in der Fertigung entscheidend sind

Kritische Anlagen sind das Rückgrat der Fertigungsleistung und Wettbewerbsfähigkeit. Selbst geringfügige Einbußen bei Zuverlässigkeit oder Produktivität können sich auf den gesamten Betrieb auswirken und Betriebszeit, Ausbringung und Kosten beeinträchtigen.

Trotz des hohen Risikos fehlt vielen Herstellern der klare Überblick darüber, wo sich kritische Anlagen befinden, wie sie betrieben werden und wie sie dokumentiert sind. Werden diese Anlagen nicht effektiv gemanagt, entstehen folgende nachgelagerte Herausforderungen:

• Reduzierte Betriebszeit, Durchsatz und Gesamtanlageneffektivität (OEE)
• Erhöhtes Risiko ungeplanter Ausfallzeiten
• Höhere Instandhaltungskosten durch reaktive Wartung
• Größeres Sicherheits- und Compliance-Risiko
• Ausgeweitete Liefer- und Reputationsrisiken

Merkmale einer kritischen Anlage

Was eine Anlage „kritisch“ macht, kann sich im Laufe der Zeit ändern, wenn sich Produktionsziele und Prozesse weiterentwickeln. Daher sollten Anlagen regelmäßig daraufhin bewertet werden, ob sie kritische Kriterien erfüllen. Unternehmen sollten folgende Merkmale berücksichtigen:

• Single Point of Failure innerhalb eines Prozesses
• Fehlende Backup- oder Redundanzlösungen
• Hoher Reparaturaufwand oder -zeit
• Signifikante Ausfallkosten
• Sicherheits- oder Umweltrisiken
• Auswirkungen auf nachgelagerte Prozesse oder Produktqualität
• Abhängigkeit von Spezialteilen oder -kenntnissen

Beispiele kritischer Anlagen in der Fertigung

In der Praxis umfassen kritische Anlagen häufig:

• Flaschenhals-Produktionsanlagen
• Spezial- oder kundenspezifische Maschinen
• Versorgungs- und kritische Infrastruktureinrichtungen
• Robotik- und Automationszellen
• Leitsysteme und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
• Materialflusssysteme
• Anlagen, die regulierte oder sicherheitskritische Prozesse unterstützen

Wie kritische Anlagen identifiziert werden

Eine hochrangige Überprüfung der Produktionsprozesse liefert zwar eine erste Kritikalitätsanalyse, doch die eingebettete und vernetzte Natur von Fertigungsprozessen bedeutet, dass nicht alle wesentlichen Anlagen offensichtlich sind. Organisationen müssen daher Identifikationsworkflows entwickeln, um potenzielle Ausfallpunkte zu ermitteln.

Dies beginnt mit einer Asset Criticality Analysis (ACA), die ein Scoring- oder Ranking-System nutzt, um Anlagen zu priorisieren. Es gibt keinen „richtigen“ Weg für eine ACA – Hersteller können eine 1-10-Skala, Buchstabennoten oder eine Risikomatrix für die Anlagenklassifizierung verwenden – aber fünf Schritte können den Prozess straffen:

• Schritt 1: Folgen bewerten: Was passiert bei einem Anlagenausfall? Welche Auswirkungen haben Produktionszeiten, Arbeitssicherheit und Betriebskosten?
• Schritt 2: Eintrittswahrscheinlichkeit berechnen: Wie wahrscheinlich und wie oft fällt eine Anlage aus? Daten wie die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) sowie Instandhaltungsaufzeichnungen helfen bei der Bewertung.
• Schritt 3: Reparaturzeit und Ersatzteilverfügbarkeit bewerten: Kennzahlen wie mittlere Reparaturzeit (MTTR) und mittlere Zeit bis zur Erkennung (MTTD) unterstützen Engpassanalysen in Reparatur- und Austauschprozessen.
• Schritt 4: Redundanzen und Workarounds identifizieren: Redundante Anlagen und Prozesse, die Ausweichmöglichkeiten bieten, senken das Gesamtrisiko. Wenn beispielsweise eine Verpackungsmaschine einen identischen Backup hat, verschafft das Reparaturteams Spielraum.
• Schritt 5: Input mehrerer Teams einholen: Beiträge aus Instandhaltung, Betrieb, Sicherheit und Engineering helfen, gemeinsame Ausfallpunkte zu identifizieren und die realen Auswirkungen von Anlagenausfällen zu bewerten.

Kritische Anlagen und Instandhaltungsstrategie

Instandhaltung spielt eine Schlüsselrolle, um kritische Anlagen betriebsbereit zu halten.

Reaktive Instandhaltung, die erst nach Ausfällen einsetzt, versetzt Hersteller in Nachteil: Bevor sie Probleme lösen können, müssen sie die Ursache identifizieren, den Grund bestimmen und sicherstellen, dass die richtigen Teile vorrätig sind.

Der Wechsel zu präventiven und prädiktiven Modellen reduziert das Risiko unerwarteter Ausfälle und reaktiver Einsätze.

Dies beginnt mit höheren Inspektions- und Überwachungsfrequenzen. Je mehr Daten Mitarbeiter erfassen und in Enterprise Asset Management (EAM) und Computerized Maintenance Management Systems (CMMS) eingeben, desto konsistenter die Maschinenverfügbarkeit.

Der nächste Schritt ist der Einsatz vernetzter Sensoren zur Echtzeit-Überwachung des Anlagenzustands. Durch kontinuierliches Machine Health Monitoring sind Hersteller besser gerüstet, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu lösen.

Ebenso wichtig ist eine Ersatzteilstrategie für kritische Anlagen: Häufige Ausfallpunkte identifizieren und sicherstellen, dass nötige Teile verfügbar sind. Dies geht Hand in Hand mit detaillierteren Instandhaltungsverfahren und Dokumentation, die gewährleisten, dass Probleme ordnungsgemäß erfasst, aufgezeichnet und behoben werden.

Schließlich müssen Unternehmen die Auswirkungen von Ausfallmodi und Ursachen berücksichtigen. Durch Priorisierung der Root Cause Failure Analysis (RCFA) können Organisationen die Quelle von Anlagenproblemen identifizieren, statt nur Symptome zu behandeln.

Die Rolle kritischer Anlagen bei Zuverlässigkeit und Industrie 4.0

Wenn Hersteller auf digitale Betriebs- und Instandhaltungsmodelle umsteigen, muss das Management kritischer Anlagen parallel dazu evolvieren. Dies erfordert neue Anlagestrategien, die Echtzeitdaten nutzen, um umsetzbare Erkenntnisse zu liefern.

Effektive Ansätze umfassen:

• Priorisierung der Sensorentwicklung an kritischen Anlagen
• Automatische Einspeisung von Anlagendaten in CMMS und EAM
• Unterstützung prädiktiver Instandhaltung durch KI-Analytik
• Ermöglichung von Remote-Monitoring und -Diagnostik
• Verbesserung der Entscheidungsfindung durch Echtzeit-Anlagenzustandsdaten
• Unterstützung langfristiger Reliability-Centered Maintenance

Kritische Anlagen mit Zuversicht managen

Kritische Anlagen treiben die Produktionsleistung an, und schon kleine ungeplante Ausfallzeiten haben kostspielige und zeitaufwändige Folgen.

Das Ergebnis? Hersteller benötigen Managementstrategien für kritische Anlagen, die potenzielle Probleme antizipieren statt nur zu reagieren – und so industrielle Zuverlässigkeit und durchgängige betriebliche Einsicht verbessern.

Seit über 40 Jahren hilft ATS Unternehmen, intelligentere und effizientere Fabriken zu betreiben, die Produktionsdurchsatz steigern, Qualität verbessern und ungeplante Ausfallzeiten reduzieren. Unsere Teams verfügen über Expertise in Asset Criticality und Reliability Assessment, prädiktiver Instandhaltung und Condition Monitoring, CMMS- und EAM-Optimierung sowie Ersatzteil- und MRO-Strategieausrichtung.

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Quellen

Siemens. (2024). The true costs of downtime 2024 [White paper]. https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:1b43afb5-2d07-47f7-9eb7-893fe7d0bc59/TCOD-2024_original.pdf

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