Ein Fabrikarbeiter repariert eine Maschine

Was versteht man unter vorausschauende Wartung?

Vorausschauende Wartung definiert

Die vorausschauende Wartung ist ein strategischer Ansatz zur Wartung von Assets, bei dem der Schwerpunkt darauf liegt, Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu Störungen oder Ausfällen führen. 

Unternehmen, die vorausschauende Wartungsstrategien umsetzen, kombinieren in der Regel Aspekte verschiedener Konzepte für die Wartung zu einem einheitlichen Ansatz, der ihren Anforderungen entspricht.

Wirksame vorausschauende Wartungsstrategien beginnen mit detaillierten Plänen für die Wartung, die auf historischen Daten basieren. Anschließend werden die Assets nach ihrer Bedeutung für die Kerngeschäftsprozesse und nach der Wahrscheinlichkeit, dass ein Ausfall zu ungeplanten Ausfallzeiten führen würde, priorisiert.

Dieser moderne, datengestützte Ansatz hilft Teams dabei, mögliche Ursachen für Anlagenausfälle früher als bisher zu erkennen und einzugreifen, bevor kostspielige Notfallreparaturen erforderlich werden.

In der Regel stützen sich proaktive Programme für die Wartung auf ein computergestütztes System für das Asset-Management (CMMS), eine Softwarelösung, die digitale Workflows erstellt, Arbeitsaufträge automatisiert und die Betriebszeit der Assets erhöht.

Wesentliche Bestandteile einer vorausschauenden Wartungsstrategie

Erfolgreiche Programme zur vorausschauenden Wartung basieren in der Regel auf vier grundlegenden Kompetenzen:

  • Zustandsüberwachung: Die Zustandsüberwachung (CM) ist ein Ansatz zur Wartung von Assets, der auf Echtzeitdaten basiert, um den Zustand der Assets zu bewerten und eine zustandsorientierte Wartung durchzuführen, um Ausfälle zu verhindern. In der Regel umfasst die Zustandsüberwachung die kontinuierliche Datenerfassung über IoT-Sensoren, die an verschiedenen Assetkomponenten angebracht wurden. Diese Sensoren können Anomalien bei Druck, Temperatur und Vibrationswerten erkennen. Die Zustandsüberwachung ist ein entscheidendes Tool, um potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu einem Ausfall von Assets führen.
  • Vorausschauende Analyse: Vorausschauende Analyse bezeichnet die Auswertung historischer Daten zur Leistung und zum Zustand von Assets. Anschließend werden diese Informationen mit Echtzeitdaten verglichen, die von IoT-Sensoren erfasst werden. Mithilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens (ML) können Tools zur vorausschauenden Wartung Wartungsteams dabei unterstützen, Trends in der Leistung der Assets zu erkennen, die auf Probleme hinweisen, bevor diese katastrophale Ausmaße annehmen. Vorausschauende Analyse hilft Wartungsteams dabei, Assets so zu warten, dass unnötige Wartungsarbeiten minimiert werden, während gleichzeitig die Leistung optimiert und die Lebensdauer der Assets verlängert wird.
  • Ursachenanalyse: Selbst bei den fortschrittlichsten proaktiven Maßnahmen zur Wartung kommen es zu Ausfällen der Assets. In solchen Fällen ist die Ursachenanalyse (RCA) – also die Ermittlung der zugrunde liegenden Ursache eines Ausfalls von Assets, anstatt sich auf dessen Symptome zu konzentrieren – von entscheidender Bedeutung, um künftige Betriebsstörungen zu verhindern. Durch die Ermittlung und Behebung der eigentlichen Ursache eines Ausfalls von Assets können Instandhaltungsteams ein erneutes Auftreten desselben Problems verhindern, was häufig zu einer kontinuierlichen Verbesserung ihrer gesamten Wartungspraktiken führt.
  • Computergestützte Instandhaltungsmanagementsysteme (CMMS): Ein CMMS ist eine Softwareplattform, die die zentralen Abläufe der Wartung eines Unternehmens automatisiert und optimiert. Moderne, fortschrittliche CMMS-Tools helfen Unternehmen dabei, alle neuesten Technologien umfassend in ihre Programme für die Wartung von Assets zu integrieren. Ein leistungsfähiges CMMS kann den Standort, den Zustand und die Leistung von Assets erfassen. Es kann Arbeitsaufträge automatisieren und komplexe Wartungspläne verwalten. Zudem erfasst es wichtige Leistungsindikatoren (KPIs) wie Betriebszeit und Wartungskosten.
Mixture of Experts | 12. Dezember, Folge 85

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Fünf Typen der vorausschauenden Wartung

Unternehmen stützen sich in der Regel auf fünf Kernarten der vorausschauenden Wartung und kombinieren Elemente aus jedem dieser Bereiche, bis sie die richtige Kombination für ihren Wartungsansatz gefunden haben. Hier folgt jeweils eine genauere Betrachtung.

1. Vorbeugende Wartung

Vorbeugende Wartung ist ein Ansatz zur Wartung von Assets, der darauf abzielt, Ausfälle von Assets zu verhindern, indem diese proaktiv gewartet werden, bevor es zu Verschleiß oder Defekten kommt.

Die Planung der vorbeugenden Wartung ist für proaktive Wartungsprogramme von entscheidender Bedeutung, da sie es den Wartungsteams ermöglicht, routinemäßige Wartungsaufgaben wie Reinigung und Schmierung effizienter zu planen.

Durch die Einführung eines strengen Plans für die vorbeugende Wartung, der auf Erkenntnissen aus dem CM und der vorausschauenden Analyse basiert, tragen proaktive Wartungsprogramme dazu bei, unerwartete Ausfälle von Assets und ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden.

2. Vorausschauende Wartung

Die vorausschauende Wartung ist eine Art der proaktiven Wartung, die auf einer vorausschauenden Analyse und maschinellem Lernen basiert. Sie nutzt Daten, die von IoT-Sensoren erfasst werden, um vorherzusagen, wann Anlagen, Teile oder Komponenten voraussichtlich ausfallen werden.

Die vorausschauende Wartung ist ein weitgehend datengestützter Ansatz für die Wartung von Assets, der es Technikern ermöglicht, Assets so zu warten, dass katastrophale Ausfälle und ungeplante Ausfallzeiten vermieden werden.

3. Zustandsbasierte Wartung

Die zustandsorientierte Wartung (CBM) verbindet Elemente der vorbeugenden Wartung und der vorausschauenden Wartung, indem Wartungsmaßnahmen geplant werden, sobald vordefinierte Schwellenwerte für den Zustand der Assets überschritten werden.

Beispielsweise würde ein Team von Technikern, das mit CBM arbeitet, verschiedene Aspekte eines Assets überwachen. Sie würden ihr CMMS so konfigurieren, dass ein Arbeitsauftrag ausgelöst wird, sobald ein IoT-Sensor eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Schmierstoffstand oder eine bestimmte Schwingungsfrequenz erreicht. Dieser Ansatz hilft, die Ressourcenzuweisung zu optimieren und Wartungsmaßnahmen dort zu priorisieren, wo sie am dringendsten benötigt werden.

4. Zuverlässigkeitsorientierte Wartung

Die zuverlässigkeitsorientierte Wartung (RCM) ist ein Instandhaltungskonzept, das sich auf die Gesamtzuverlässigkeit einer Anlage konzentriert und vorausschauende sowie vorbeugende Wartungsmaßnahmen in die Wartung integriert, um die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls eines Assets zu minimieren.

Typischerweise orientiert sich RCM stärker an betrieblichen Prioritäten wie Kosten- und Ressourcenverteilung als andere proaktive Konzepte der Wartung. So können sich Teams besser auf die Instandhaltung der kritischen Assets konzentrieren, die für den Geschäftsbetrieb unerlässlich sind.

5. Automatisierte Wartung

Die automatisierte Wartung, auch als IoT-gestützte Wartung bekannt, ist die technologisch fortschrittlichste Form der vorausschauenden Wartung. Für ihre Kernfunktionen stützt sie sich in hohem Maße auf neue Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML) und das Internet der Dinge (IoT).

Automatisierte Konzepte der Wartung nutzen die Echtzeit-Datenintegration und die Automatisierung von KI-Workflows über ein zentrales CMMS, um zahlreiche Assets ohne manuellen Eingriff zu verwalten. Obwohl sie noch relativ neu sind, haben automatisierte Konzepte für die Wartung bereits bewiesen, dass sie Instandhaltungsprozesse erheblich rationalisieren, kosteneffizientere Verfahren etablieren und die betriebliche Effizienz steigern.

Vorteile der vorausschauenden Wartung für Unternehmen

Unternehmen setzen aus verschiedenen Gründen auf proaktive Strategien für die Wartung.In der Regel versuchen sie, moderne digitale Tools und Technologien zu nutzen, um die betriebliche Effizienz zu steigern.

Hier finden Sie einen Überblick über einige der wichtigsten Vorteile der Umsetzung einer effektiven proaktiven Strategie für die Wartung:

  • Geringere Ausfallzeiten: Unternehmen, die eine effektive vorausschauende Wartung einsetzen, können potenzielle Probleme früher erkennen und beheben, bevor diese zu kostspieligen Ausfällen führen. Laut einem aktuellen Bericht liegen die durchschnittlichen Kosten pro Stunde bei Ausfallzeiten für die meisten Unternehmen bei über 300.000 US-Dollar und können bei einigen sogar bis zu 5 Millionen US-Dollar betragen.1
  • Geringere Wartungskosten: Zwar erfordern proaktive Strategien der Wartung zunächst erhebliche Investitionen in Technologie, um sie einzuführen, doch helfen sie den Teams der Wartung, die Gesamtkosten ihrer Wartungsaktivitäten im Laufe der Zeit zu senken. Der Einsatz modernster Technologien und Verfahren zur Reparatur geschäftskritischer Assets, bevor diese ausfallen, trägt dazu bei, die Lebensdauer der Assets zu verlängern, ihre Leistung zu verbessern und die Wahrscheinlichkeit ungeplanter Ausfallzeiten zu verringern.
  • Erhöhte Zuverlässigkeit: Die Steigerung der Equipmentzuverlässigkeit ist eines der wichtigsten Ziele jedes Programms der Wartung. Proaktive Wartungsstrategien helfen den Teams für Wartung, Störungen zu reduzieren und die Funktionsfähigkeit der Assets im Laufe der Zeit zu verbessern, wodurch die Assets, auf die sich ein Unternehmen für seine Kerngeschäftsprozesse stützt, leistungsfähiger und zuverlässiger werden.
  • Erhöhte Sicherheit: Ein proaktiver Ansatz bei der Wartung verbessert nicht nur die Leistung und Funktionsfähigkeit der Assets, sondern verringert auch erheblich das Verletzungsrisiko für Mitarbeiter bei der Durchführung regelmäßiger Inspektionen und routinemäßiger Wartungsarbeiten. Wenn vorausschauende und vorbeugende Maßnahmen in das Asset-Management integriert werden, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass Anlagen so ausfallen, dass dadurch eine gefährliche Situation für die Techniker entsteht.
  • Verbesserte Workflows: Der Einsatz eines CMMS zur Zentralisierung von Daten der Wartung, zur Durchführung geplanter Maßnahmen der Wartung und zur Automatisierung von Arbeitsaufträgen trägt dazu bei, die Abläufe der Wartung zu standardisieren und die Workflows im Rahmen von Programmen der Wartung insgesamt zu verbessern. Die Umstellung der Wartungsabläufe von veralteten, manuellen Prozessen auf optimierte, automatisierte Verfahren trägt zur Steigerung der Verwaltungseffizienz bei und verringert die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler.
  • Datengesteuerte Entscheidungsfindung: Mit IoT-Sensoren können Unternehmen die Leistung ihrer Assets in Echtzeit überwachen und mit historischen Daten vergleichen. Mit einem CMMS und einer proaktiven Wartungsstrategie können Instandhaltungsleiter Metriken nutzen, um fundiertere und umfassendere Pläne für kritische Anlagen zu entwickeln. Zudem können sie Reparaturen zeitlich so abstimmen, dass sie den geschäftlichen Anforderungen entsprechen und den Gesamtzustand der Assets erhalten.
  • Längere Assetlebensdauer: Proaktive Wartungsstrategien tragen dazu bei, die Lebensdauer von Assets zu verlängern, indem sie strenge, datengestützte Pläne für die Wartung der Assets festlegen und deren Zustand anhand von Echtzeitdaten sorgfältig überwachen. Auf lange Sicht hilft dieser Ansatz Unternehmen dabei, ihre Kapitalersparnisse zu steigern und eine höhere Rendite aus ihren Investitionen in Sachanlagen zu erzielen.

Beispiele für proaktive Wartung

Proaktive Wartung hilft Unternehmen jeder Größe und aus den unterschiedlichsten Branchen dabei, veraltete Wartungskonzepte durch neuere, datengestützte und technologisch fortschrittlichere Ansätze zu ersetzen.

Hier ist ein Überblick darüber, wie fünf verschiedene Branchen proaktive Wartung einsetzen.

Schwingungsüberwachung in der Fertigung

Die Fertigungsindustrie ist stark auf große, kostspielige Assets angewiesen, die komplexe Prozesse automatisieren, beispielsweise solche, bei denen Rohstoffe zu Fertigprodukten wie Stahl, Textilien und pharmazeutischen Erzeugnissen verarbeitet werden.

Proaktive Wartungsmaßnahmen, die über moderne CMMS-Plattformen verwaltet werden, können Daten von IoT-Sensoren erfassen und sofort analysieren. Außerdem können sie Instandhaltungsteams benachrichtigen, wenn Vibrationswerte oder Gerätetemperaturen voreingestellte Schwellenwerte überschreiten, wodurch ein Arbeitsauftrag ausgelöst wird.

Zustandsorientierte Wartung im Energiesektor

Energieversorger setzen auf zustandsorientierte Wartung, um Temperatur, Druck und andere Aspekte des Zustands und der Leistung von Windkraftanlagen und Wasserkraftwerken zu überwachen.

Die Wartung großer, kostspieliger Assets wie Turbinen und Staudämme ist dank moderner CMMS-Tools, die Abweichungen bei Metriken erkennen und automatisch Techniker zuweisen, sicherer und effizienter.

Vorausschauende Wartung in der Hochgeschwindigkeitsbahnbranche

Da Züge immer schneller fahren und ihre Steuerungssysteme immer komplexer werden, spielt die vorausschauende Wartung eine entscheidende Rolle für die Sicherheit der Fahrgäste. Sie analysiert Echtzeit-IoT-Sensordaten von Zugkomponenten und Schienenfahrzeugen und vergleicht diese kontinuierlich mit historischen Daten.

Dieser neue, datengestützte Ansatz für die Wartung und das Asset-Management von Zugwaggons in den weitläufigen Schienennetzen, auf denen sie verkehren, trägt dazu bei, Betriebsstörungen zu reduzieren, Sicherheitsvorkehrungen zu verbessern und die Betriebszeit der Assets zu erhöhen.

Vorbeugende Wartung im Facilities Management

Vorbeugende Wartung für die Gebäudewartung hilft Facility-Managern dabei, fundiertere Entscheidungen darüber zu treffen, wie sie eine Vielzahl komplexer Assets inspizieren und instand halten. Zu diesen Anlagen gehören Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen), Aufzüge und Lagerhallen.

Vorbeugenden Wartungsmaßnahmen helfen Technikern dabei, regelmäßige Inspektionen der Assets durchzuführen und wichtige Teile auszutauschen, bevor es zu Ausfällen kommt, wodurch die Einrichtungen für die Nutzer sicherer und komfortabler werden.

Automatisierung in der intelligenten Fertigung

Moderne CMMS-Plattformen und andere proaktive Tools für die Wartung verändern die intelligente Fertigung (SM), bei der integrierte Technologien in komplexen Fertigungsprozessen zum Einsatz kommen.

Ein CMMS-System zur Überwachung einer intelligenten Fertigungsmaschine kann erkennen, wenn deren Leistung von voreingestellten Parametern abweicht, und automatisch den Austausch eines Teils oder einer Komponente einplanen. Automatisierung trägt dazu bei, menschliche Fehler zu reduzieren und komplexe Workflows auf Unternehmensebene im gesamten Bereich der intelligenten Wartung zu optimieren.

Mesh Flinders

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think

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    Fußnoten

    1 ITIC hourly cost of downtime report, Information Technology Intelligence Consulting Corporation, 2024