Warum gibt es nicht ‚die‘ richtige Instandhaltungsstrategie? Ziel ist, ein Fehlerereignis vorhersagen zu können, um die Reparatur vor Eintritt des Ereignisses und damit vor einem Maschinenausfall durchzuführen. So ist es möglich, Stillstandszeiten einer Maschine zu planen, das notwendige Werkzeug und die Ersatzteile frühzeitig zu organisieren und das Personal rechtzeitig anzuweisen. Warum aber setzt nicht jedes Unternehmen auf diese Predictive Maintenance, den Traum einer jeden Instandhaltung? Fehlerereignisse hochkomplexer technischer Systeme sind leider nicht so vorhersagbar, wie wir uns diese erhoffen. Maximal eine von zehn potenziellen Fehlerursachen kann gut bis sehr gut vorhergesagt werden. Diese ist dann auch der perfekte Kandidat für Predictive Maintenance. Alle anderen besitzen einen zu geringen Prognostizierbarkeitsgrad. Ein typisches Beispiel hierfür ist einer der häufigsten Fehlerereignisse vernetzter Systeme: der Leitungsfehler. Ursachen können etwa ein Kurzschluss, ein Bruch oder ein offener Stecker sein. Diese kündigen sich aber weder an, noch sind sie anderweitig vorhersagbar. Sie sollen jedoch ebenfalls erkannt und behoben werden. Hierfür benötigt man angepasste Instandhaltungsstrategien.
Fünf Ereignisse technischer Systeme
Bei einem Ereignis wirkt eine definierte Fehlerursache und beeinflusst das technische System in seiner normalen Funktion. Um diese besser zu verstehen, kann man die resultierenden Ereignisse grob in Kategorien mit gemeinsamen Eigenschaften einteilen:
(1) Umgebungsereignisse haben ihre Ursachen in der Umgebung um das System herum oder in der Umwelt. Es sind meist Überschreitungen von Grenzwerten physikalischer Größen, z.B. zu hohe Temperatur.
(2) Prozessereignisse sind Fehler, deren Ursachen im Produktlebenszyklus oder in seiner konkreten Umsetzung liegen. Das können fehlende Einstellungen oder Programmierungen sein, aber auch fehlende Arbeitsmittel.
(3) Fehlerereignisse werden durch Fehler im System verursacht. Hierunter werden die klassischen Fehlerursachen verstanden, wie defekte Steuergeräte oder klemmende Aktoren.
(4) Funktionsereignisse werden durch die Umsetzung einer Funktion verursacht und führen zu Funktionseinschränkungen. Beispiele: Aktivierung oder Deaktivierung von speziellen Systemfunktionen, funktionale Sicherheitsmechanismen.
(5) Kommunikationsereignisse entstehen durch Vernetzung. Diese können durch Hinweise, Warnungen, Informationen von Geräten außerhalb des Systems auftreten. Aber auch externe Zugriffe und Interventionen durch Diagnosefunktionen werden hier zugeordnet. Beispiele sind falsche Freischaltcodes, oder die Durchführung eines Updates.
Jedes Ereignis in jeder der fünf Kategorien führt zu einer Störung des normalen Funktionsablaufs. Wichtig ist dann eine schnelle und gezielte Beseitigung des Fehlers. Doch auf der einen Seite gibt es Fehlerursachen, die mit etwas Erfahrung vorauszusagen sind, z.B. der klassische Verschleiß von Teilen. Auf der anderen Seite gibt es aber auch Fehlerursachen, die nicht vorauszusagen sind, wie Kommunikations- oder Prozessereignisse, die in der Regel außerhalb des betrachteten Systems liegen. Somit sind unterschiedliche Instandhaltungsstrategien gefragt. Um herausfinden, welche Strategie für welches Ereignis nutzbar ist, muss man sich die einzelnen Ereignisse aber noch differenzierter ansehen.
Der Fingerabdruck technischer Ereignisse
Jedes Ereignis besitzt spezifische Merkmale und Eigenschaften. Diese können kategorisiert, gemessen und als eine Art Fingerabdruck betrachtet werden. Dieser gibt einen ersten Hinweis auf mögliche Instandhaltungsstrategien. Ähnliche Fingerabdrücke fordern dieselben Strategien. Im Folgenden werden beispielhaft einige Eigenschaften aufgeführt, wie sie etwa im Maschinenbau verwendet werden.
Kritikalität: Je höher der Wert, desto wahrscheinlicher ist das Ereignis, desto schwerwiegender sind seine Auswirkungen und desto schneller wird die betroffene Funktion im System abgebrochen.
Identität: Je höher der Wert, desto besser lässt sich das Ereignis entdecken und finden.
Reparabilität: Je höher der Wert, desto leichter lässt sich ein Ereignis beheben.
Prädiktabilität: Je höher der Wert, desto besser lässt sich ein Ereignis voraussagen.
Präventabilität: Je höher der Wert, desto besser lässt sich ein Ereignis vermeiden.
Intensität: Ist der Durchschnitt aller bisherigen Merkmale und erlaubt die Gewichtung im Vergleich zu anderen Ereignissen.
Vitalität: gibt an, in welchem Lebensabschnitt des Systems ein Ereignis eintreten kann.
Die bekanntesten Instandhaltungsstrategien
Eine Instandhaltungsstrategie beschreibt die Vorgehensweise, wie Produktivität und Lebenserwartung einer Anlage aufrechterhalten oder sogar erhöht werden. Zu den bekanntesten zählen:
