Was ist zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (reliability centered maintenance, RCM)?

RCM ist ein hochgradig individualisierter Prozess mit einem einzigartigen Ansatz für jedes Asset, der auf dessen Nutzung, wichtige Komponenten und spezifische Bedrohungen der Nutzbarkeit zugeschnitten ist. Das oberste Ziel ist es, die Verfügbarkeit der Ausrüstung zu maximieren und gleichzeitig den Bedarf an Asset-Ersatz zu reduzieren, wodurch die Kosten gesenkt werden. Sie unterscheidet sich von anderen Instandhaltungsverfahren dadurch, dass sie jedes Asset entsprechend seinen spezifischen Anforderungen, seiner Bedeutung für den Gesamtprozess und der Art und Weise, wie es überwacht und instandgehalten werden muss, unterschiedlich behandelt.

Bevor Spezialisierung und das Aufkommen globaler Lieferketten die Anlagen- und Geräteproduzenten von ihren Endnutzern trennten, waren die Hersteller von Sachanlagen oft auch diejenigen, die sie nutzten. Diejenigen, die früher physische Assets bauten, waren oft auch diejenigen, die sie benutzten, und hatten daher ein angeborenes Verständnis für die ihnen innewohnenden Teile. Mit zunehmender Spezialisierung waren die Hersteller der Produkte nicht mehr die Nutzer. Kunden von physischen Assets benötigten eine umfassendere und strategischere Methodik, um die Teile ihrer Maschinen zu verstehen und ihre Adresse zu behandeln.

Dies galt insbesondere für die Luftfahrtbranche, die gemeinhin als Geburtsstätte des RCM gilt. Als in den 1960er Jahren die Zahl der Flugzeugabstürze zunahm, musste die Branche ihren Umgang mit Instandhaltung ändern, die nicht häufig genug erfolgte, um die katastrophalen Abstürze zu verhindern. Die Branche benötigte Hilfe bei der Identifizierung möglicher Fehler und musste ihre Vorgehensweise ändern. Die zeitbasierte Instandhaltung, bei der Maßnahmen nach einem bestimmten Zeitplan erfolgten, funktionierte nicht mehr. Einige Studien zeigten, dass eine strategischere Vorgehensweise mit weniger Zeit- und Kostenaufwand für die Instandhaltung zu besseren Ergebnissen führte, was darauf hindeutete, dass ein effizienterer Ansatz möglich war.

Tatsächlich stammt der Name „zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung“ aus einem Bericht von Nolan und Heap aus dem Jahr 1978 für United Airlines. Der Bericht versuchte, das neue Verfahren zur Gewährleistung einer besseren Flugsicherheit durch einen neuen Ansatz bei der Instandhaltung von Ausrüstung zu kodifizieren. Die Auswirkungen dieses Berichts sind so nachhaltig, dass praktisch jeder RCM-Ansatz an den Standard JA1011 der Society of Automotive Engineers erinnert, den der Bericht von Nolan und Heap geschaffen hat.

Inzwischen hat sich RCM als intelligente und kosteneffiziente Methode zur Durchführung von Wartungsarbeiten während des Fertigungsprozesses in fast allen Branchen durchgesetzt.

Für eine zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltungsanalyse müssen mehrere Komponenten koordiniert zusammenarbeiten. Eine gut funktionierende Fabrik benötigt vor allem ein System, in dem sich alle Arbeiter einloggen und angeben, welche Werkzeuge und Ausrüstung sie benutzen. Auf diese Weise kann das Unternehmen den Verschleiß seiner Maschinen als wichtigen Datenpunkt verstehen, den es zur Verbesserung seines auf Zuverlässigkeit ausgerichteten Instandhaltungsprogramms nutzen kann.

1. Asseterkennung: In dieser Phase definieren und identifizieren die Unternehmen das gesamte Spektrum der vorhandenen Anlagen. Das kann das gesamte Equipment vor Ort umfassen oder nur die Werkzeuge, die zur Herstellung der eigentlichen Produkte eingesetzt werden. 
2. Bewertungskriterien: Sobald Sie alle Anlagen identifiziert haben, müssen Sie eine Liste von Kriterien erstellen, anhand derer Sie den Zustand jeder einzelnen Anlage beurteilen können. Einige Unternehmen orientieren sich an Branchenrichtlinien, erstellen eigene Richtlinien oder verwenden eine Kombination aus beidem.
3. Dokumentation zur Nutzung: Ist die Ressource so konzipiert und wird sie wie vorgesehen verwendet, oder wurde sie angepasst/verändert, um den einzigartigen Spezifikationen des Werks zu entsprechen? Wenn ja, wie wirkt sich das auf die Zuverlässigkeit aus und was würde bei einem Ausfall passieren?
4. Anlagenzustandsüberwachung: Sie umfasst die regelmäßige Überwachung einzelner Anlagen oder Teile von Ausrüstung, um festzustellen, ob Instandhaltung oder Ersatzmaßnahmen erforderlich sind. Die Überwachung in Echtzeit bedeutet, dass Sie jederzeit den Status eines Systems, Werkzeugs oder Prozesses abfragen können. Das Ergebnis ist ein kontinuierlicher Strom von Informationen mit geringer Latenz, auf die autorisierte Parteien jederzeit zugreifen können.
5. Kritikalitätsanalyse: Bestimmt, wie wichtig die einzelnen Komponenten sind und was mit dem Gesamtprozess bei einem Ausfall passieren würde.
6. Nachverfolgung: Als Nächstes werden die Anlagen in ein Verwaltungssystem eingegeben und überwacht. Dieses System erfasst die einzelnen Assests, definiert den Instandhaltungsprozess und ordnet die inhärente Kritikalität der Anlage dem Gesamtprozess zu. Dies wird mithilfe eines CMMS erreicht, das Arbeitsaufträge, Instandhaltungshistorien und Ersatzteilbestand verfolgt.
7. Erkennung: Verfügt das Objekt über automatische Sensoren, um den Zustand seiner Systemfunktionen zu ermitteln? Oder ist ein manueller Qualitätsbewertungsprozess zur Ermittlung des aktuellen Zustands erforderlich? Das Unternehmen muss die manuellen und automatischen Erkennungsmöglichkeiten jeder Anlage analysieren, um seinen Instandhaltungsansatz zu optimieren. 
8. Ausfallwahrscheinlichkeit: Jedem Vermögenswert muss ein rollierendes Ausfallrisiko zugewiesen werden, das von seinem Gesamtrisiko, den wahrscheinlichen Ausfallursachen und allen neuen relevanten Informationen über seinen aktuellen Status abhängt. Viele RCM-Prozesse verwenden FMEA (Failure Mode and Effects Analysis, Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse), um die Ausfallwahrscheinlichkeit eines bestimmten physischen Vermögenswerts zu bestimmen. Das US-Verteidigungsministerium (DOD) hat FMEA in den 1940er Jahren als Prozessanalyse-Tool entwickelt, um potenzielle Fehler im Produktdesign zu identifizieren. Beispielsweise ist es wahrscheinlich (wenn auch nicht garantiert), dass ein Produkt, das mehrere Instandhaltungsmaßnahmen erfordert hat, ein höheres Ausfallrisiko aufweist als ein ähnliches Produkt, das in die Fabrik eingeführt wurde. Dabei müssen alle Kriterien berücksichtigt werden, die für das RCM-Programm allgemein gelten (Alter der Anlage, Verwendungszwecke usw.) und für die jeweilige Anlage spezifisch sind.
9. Folgen des Ausfalls: Es ist wichtig zu wissen, was passiert, wenn eine Anlage ausfällt, und warum (d. h. Ausfallmodus), da dies Auswirkungen auf die Sicherheit am Arbeitsplatz, Produktionsverzögerungen und andere geschäftliche Folgen hat. Mit dem Wissen um den Unterschied zwischen kritischen Anlagen und solchen, die weniger wichtig für den Gesamtprozess sind, können Unternehmen eine effektive Wartungsstrategie entwickeln, um den Betrieb aufrechtzuerhalten. 
10. Ursachenanalyse: Wenn eine Anlage ausgefallen ist, sollten Ingenieure herausfinden, warum es so ist, und alle neuen, proaktiven Aufgaben umsetzen, die die Wahrscheinlichkeit eines zukünftigen Ausfalls ausschließen. Dies umfasst die Feststellung, ob die jeweilige Anlage hohe Leistungsstandards erfüllte oder Mängel aufwies.

Es gibt vier Hauptarten von Wartungsprogrammen, die ein Unternehmen durchführen kann.

Vorbeugende Instandhaltung umfasst die Durchführung regelmäßig geplanter Instandhaltungsarbeiten, um zukünftige Ausfälle zu verhindern. Dies beinhaltet die Durchführung konkreter Maßnahmen vor einem möglichen Anlagenausfall, wie z. B. das Reinigen, Festziehen oder Ölen von Komponenten oder das Austauschen von Teilen. Bei der vorbeugenden oder planmäßigen Instandhaltung werden maschinelles Lernen, Betriebsdatenanalysen und die vorausschauende Überwachung des Anlagenzustands eingesetzt, um die Instandhaltung zu optimieren und Zuverlässigkeitsrisiken zu verringern. Dies ist den Instandhaltungsmitarbeitern zu verdanken, die ein potenzielles Problem durch eine vorbeugende Maßnahme behoben haben.

Dieser proaktive Wartungsansatz nutzt Sensoren, Daten, das Internet der Dinge und andere automatisierte Überwachungssysteme, um Ingenieuren bei der Entscheidung über den richtigen Zeitpunkt für die Durchführung von Wartungsarbeiten zu unterstützen. Ein Markenzeichen von RCM ist es, nur dann einzugreifen und Wartungsarbeiten durchzuführen, wenn es tatsächlich notwendig ist. Deshalb ist die vorausschauende Wartung, auch bekannt als zustandsorientierte Wartung, so beliebt.

Eine Wartungsstrategie, bei der ein Unternehmen Ausfälle von Geräten toleriert, um Wartungskosten zu vermeiden. Durch das Zulassen eines Funktionsausfalls ist dieser Wartungsprozess in der Regel nur dann sinnvoll, wenn die Kosten für den Austausch von Produkten niedriger als die Kosten für eine vorbeugende oder vorausschauende Wartung sind.

Jede Unterbrechung des Produktionsbetriebs hat schwerwiegende Folgen, darunter Rufschädigung, hohe Kosten und ein verlangsamtes Wachstum. Die erfolgreiche Umsetzung eines zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltungsprogramms verhindert kostspielige Unterbrechungen der Gesamtproduktion und bringt mehrere wichtige Vorteile mit sich:

Anlagen-RCM ist kostengünstiger als der Austausch von Produkten, da sie die wichtigsten Anlagen priorisiert und optimiert, Automation und Technologie einsetzt, um kostspielige Instandhaltungsaufgaben zu ersetzen, und nur dann eingreift, wenn dies notwendig ist. Das stimmt, wenn die präventive Instandhaltung im Vordergrund der RCM-Strategie steht, um unnötige Maßnahmen zu vermeiden.

Angesichts der Nachhaltigkeitsinitiativen von Unternehmen ist die Aufrechterhaltung der Produktfunktionalität und die Vermeidung eines vorzeitigen Austauschs von Ressourcen sowohl für das Unternehmen als auch für die Umwelt von Vorteil. Mithilfe von RCM können Unternehmen ihre ESG-Ziele (Umwelt, Soziales und Unternehmensführung) erreichen.

Die Behebung potenzieller Fehler, bevor sie unlösbar werden, stellt sicher, dass diese Anlagen in Betrieb bleiben, und verlängert auch deren Gesamtlebensdauer. 

Dank der Zuverlässigkeit der Anlagen sorgt ein voll betriebsfähiges Werk dafür, dass die Lieferkette eines Unternehmens wie vorgesehen funktioniert und die Kunden pünktlich beliefert werden.

Die Implementierung von RCM ist jedoch nicht ohne Kompromisse möglich. Unternehmen, die bisher einen eher manuellen Prozess pflegten, könnten zu Beginn der Einführung eines RCM-Prozesses Schwierigkeiten haben. Daher ist es gut zu wissen, welche Aspekte sie berücksichtigen müssen.

Für Unternehmen, die bei Null anfangen, kann RCM erhebliche Investitionen in Zeit, Geld und Ressourcen erfordern. In manchen Fällen muss das Unternehmen möglicherweise bestehende Ausrüstung modifizieren oder durch neuere Versionen ersetzen, die Sensoren oder andere automatisierte Technologie beinhalten. Dies mag zwar im Vorfeld Investitionskosten bedeuten, aber das Unternehmen sollte davon ausgehen, dass sich diese Kosten dank erhöhter Effizienz und weniger kostspieliger Ausfälle mit der Zeit amortisieren.

Der Übergang von einem reaktiven oder präventiven Instandhaltungsmodell zu RCM bedeutet einen Sprung um mehrere Stufen in der Komplexität. Dies erfordert einen Technologiewechsel, den Aufbau eines umfassenden Prozesses und die Schulung Ihrer Mitarbeiter im Umgang mit dem neuen System. 

Die Verankerung von RCM in der Organisation erfordert eine operative Strategie und eine Umstellung der Unternehmenskultur, bei der einige Führungskräfte und Mitarbeiter möglicherweise Hilfe bei der Anpassung benötigen. Es könnte umfangreiche Schulungen und Handlungsaufforderungen von Seiten der Unternehmensleitung erfordern, um alle für den neuen Ansatz zu gewinnen.

Auch wenn RCM in erheblichem Maße automatisiert und technisiert ist, erfordern viele Komponenten immer noch menschliche Entscheidungen, so beispielsweise die Risikobewertung und der Zeitpunkt des Eingreifens. Und wie bei anderen menschlichen Entscheidungen können auch hier Fehler und Irrtümer auftreten.

RCM erfordert mehrere spezifische Schritte, die alle aufeinander abgestimmt sind.

Es ist im Interesse von Unternehmen, ihre bestehenden Prozesse zu dokumentieren (oder zu überprüfen), egal wie einfach die bisherige Vorgehensweise bei der Wartung auch gewesen sein mag. Dies zeigt den Führungskräften, wie viel Arbeit für die Umsetzung von RCM erforderlich sein wird.

Jede einzelne Ausrüstung muss analysiert werden, um ihre Bestandteile zu verstehen und um zu erkennen, wie die jeweilige Ausrüstung in das Gesamtsystem der Fabrik passt. Identifizieren Sie dabei, welche Anlagen entscheidend sind. Zum Glück hat intelligente Software, wie ein CMMS, die Zeiten von Tabellenkalkulationen und manueller Dokumentation längst ersetzt.

Um zu verstehen, wie man die Ausrüstung am Laufen hält, ist ein interdisziplinäres Team erforderlich, das Ingenieure, Mechaniker, Programmierer, Instandhaltungsarbeiter und Mitarbeiter aus anderen Abteilungen umfasst. Sie alle helfen bei der Erstellung und Dokumentation des RCM-Prozesses und sind an der Umsetzung beteiligt.

Folgen Sie der Anleitung von SAE JA1011 und erstellen Sie einen Prozess, der Best Practices integriert, aber auf Ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten ist. Wie Ihr Prozess abläuft, hängt von Ihren Anlagen ab, die sofortige Modernisierungen benötigen, von Ihrem Produktionsplan und von Hunderten von anderen Schritten, die den Verschleiß bestimmen. Und wie Sie den Fertigungsprozess am besten am Laufen halten können.