Instandhaltung – Strategien 

Predictive maintenance, InstandhaltungsstrategieDie Digitalisierung verändert Arbeit in allen Bereichen. Im Instandhaltungsmanagement eröffnet sie Chancen, Ausfälle zu minimieren und Kosten zu reduzieren. Die Aufgabe von Innovationsmanagement ist es, das beste aus alten und neuen Strategien der Instandhaltung zu machen. Damit dies gelingt, muss die Ausbildung auch neueste Entwicklungen einbeziehen. Ergänzend zum klassischen Studium bringt ein Zertifikatskurs Instandhaltungsmanager:innen auf den aktuellen Stand. Etwa zur besonderen Bedeutung der Predictive Maintenance im Rahmen von Industrie 4.0. Eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie ist ein Ansatz, der darauf abzielt, Wartungsarbeiten an Maschinen, Anlagen oder Geräten im Voraus zu planen, indem Daten und Analysen verwendet werden, um potenzielle Ausfälle vorherzusagen. Diese Strategie hat eine hohe Bedeutung für Unternehmen in verschiedenen Industrien, da sie eine effizientere Nutzung von Ressourcen ermöglicht, Ausfallzeiten minimiert und letztendlich die Betriebskosten senkt. Hier sind einige Gründe, warum eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie wichtig ist:

  1. Vermeidung ungeplanter Ausfallzeiten: Durch die Analyse von Sensordaten, Betriebsparametern und anderen relevanten Informationen können Unternehmen potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und entsprechende Maßnahmen ergreifen, bevor es zu ungeplanten Ausfallzeiten kommt. Dadurch wird die Produktivität aufrechterhalten und teure Produktionsunterbrechungen vermieden.
  2. Optimierung der Wartungsaktivitäten: Statt einer festgelegten Zeitplanung für Wartungsarbeiten können Unternehmen mithilfe von Echtzeitdaten und Analytik den optimalen Zeitpunkt für Wartungsinterventionen bestimmen. Dies ermöglicht die Maximierung der Betriebszeit und die Minimierung von unnötigen Wartungseingriffen.
  3. Reduzierung der Instandhaltungskosten: Durch die Fokussierung auf tatsächlich erforderliche Reparaturen und Wartungen können Unternehmen die Kosten für Ersatzteile und Arbeitsaufwand senken. Außerdem werden teure Notfallreparaturen vermieden, da potenzielle Probleme rechtzeitig erkannt werden.
  4. Verbesserung der Lebensdauer von Anlagen: Eine proaktive Wartung basierend auf Datenanalysen trägt dazu bei, die Lebensdauer von Maschinen und Anlagen zu verlängern, indem Verschleiß und Abnutzung frühzeitig erkannt und behoben werden.

Vorgehensweise, einer vorausschauenden Instandhaltungsstrategie:

Die Einfachheit, eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie aus vorhandenen Daten zu generieren, hängt von der Qualität der verfügbaren Daten und den angewandten Analysetechniken ab. Hier sind einige Schritte, um eine solche Strategie zu entwickeln:

  1. Datensammlung: Sammeln Sie Daten von Sensoren, Maschinen und anderen Quellen, um Informationen über den Betrieb, Zustand und die Leistung zu erhalten. Hier kommen auch viele ungeahnte Quellen in Betracht, beispielsweise aus dem Einkauf.
  2. Datenintegration: Konsolidieren Sie die gesammelten Daten an einem zentralen Ort, um einen umfassenden Überblick über den Anlagenzustand zu erhalten.
  3. Datenanalyse: Verwenden Sie fortschrittliche Analysetechniken wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz, um Muster und Anomalien in den Daten zu identifizieren. Dadurch können Sie potenzielle Probleme frühzeitig erkennen.
  4. Erstellung von Vorhersagemodellen: Basierend auf den Datenanalysen können Sie Vorhersagemodelle entwickeln, die den zukünftigen Zustand von Anlagen und Maschinen prognostizieren.
  5. Entwicklung von Aktionsplänen: Leiten Sie Maßnahmen ab, die bei bestimmten Vorhersagen ergriffen werden sollen. Dies kann die Planung von Wartungsarbeiten oder die rechtzeitige Bestellung von Ersatzteilen umfassen.
  6. Implementierung und Überwachung: Setzen Sie die vorausschauende Instandhaltungsstrategie in der Praxis um und überwachen Sie kontinuierlich die Wirksamkeit der Vorhersagemodelle und Maßnahmen.

Die Einfachheit dieses Prozesses hängt von der Verfügbarkeit hochwertiger Daten, angemessener Analysefähigkeiten und geeigneter Technologien ab. Fortschritte in der Datenanalytik und dem Internet der Dinge (IoT) haben die Umsetzung solcher Strategien jedoch erheblich erleichtert und Unternehmen ermöglicht, die Vorteile der vorausschauenden Instandhaltung zu nutzen.

Predictive Maintenance und vorausschauende Instandhaltung bieten viele VorteileWas ist Predictive Maintenance?

Predictive Maintenance oder auf Deutsch vorausschauende Instandhaltung bzw. vorausschauende Wartung ist zustandsbasierte Instandhaltung. Hierbei wird der Zustand von Geräten während des Betriebes überwacht. Durch Vernetzung von Maschinen werden mithilfe von Sensoren und entsprechender Software laufend große Datenmengen zum Zustand der Maschinen gewonnen, in digitaler Form übermittelt, zusammengeführt und ausgewertet. So kann ein Sensor etwa Veränderungen beim Betrieb einer Maschine feststellen, zum Beispiel in puncto Geräuschlevel, Druck oder Energieverbrauch. Eine Software kann dann in den veränderten Daten einen Defekt erkennen und mittels eines Vorhersage-Algorithmus die Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall der Maschine berechnen. Auf diese Weise kann eine Inspektion oder tatsächliche Wartung erfolgen, bevor es zum Stillstand kommt. Das spart Zeit und Kosten. Andererseits werden Maßnahmen nur dann eingeleitet, wenn tatsächlich Handlungsbedarf besteht. Auch das spart unnötigen Einsatz von Zeit und Geld.

Genau darin liegt der große Vorteil der vorausschauenden Instandhaltung. Der Nachteil: Anschaffung und Einrichtung der nötigen Technik sowie die Auswertung der Daten erfordern vorab ein hohes Investment in Material und qualifiziertes Personal. Im Vergleich zu anderen Instandhaltungsstrategien ist die vorausschauende Instandhaltung also besonders effizient im Betrieb, aber teuer in der Anschaffung.

Predictive Maintenance ist im Deutschen als vorausschauende Instandhaltung oder vorausschauende Wartung bekannt. Preventive Maintenance dagegen steht im Englischen für vorbeugende Instandhaltung oder vorbeugende Wartung, auch präventive Instandhaltung/Wartung. Beiden Instandhaltungsstrategien gemeinsam ist, dass die Wartung erfolgt, bevor ein Ausfall der Maschine eintritt. Doch während die vorausschauende Instandhaltung darauf zielt, nur dann aktiv zu werden, wenn aktuell Handlungsbedarf besteht, setzt die vorbeugende Instandhaltung auf die regelmäßige und durchgehende Pflege der Maschinen. Während vorausschauende Instandhaltung zustandsbasiert ist, basiert vorbeugende Instandhaltung auf routinemäßiger Pflege und Wartung.

Unterschied zwischen vorausschauender und vorbeugender Instandhaltung

Bei der vorausschauenden Instandhaltung werden Vorhersagen über einen zu erwartenden Ausfall getroffen, aber erst dann Maßnahmen eingeleitet, wenn dieser bevorsteht, jedoch bevor er eintritt. Das spart Zeit und Geld und minimiert den Einsatz von Ersatzteilen, wobei gleichzeitig die Lebensdauer von Anlagen verlängert wird. Die erhobenen Daten und ihre Historie erlauben die Bestimmung von Größen wie Rest- oder Mindest-Abnutzungsvorrat und ermöglichen dadurch eine Bündelung der nötigen Maßnahmen zum optimalen und wirtschaftlichsten Zeitpunkt. Die vorbeugende Instandhaltung erreicht ebenfalls eine längere Lebensdauer der Maschinerie und reduziert Ausfälle. Dadurch, dass Wartung und Pflege routinemäßig und unabhängig vom tatsächlichen Zustand der Geräte vorgenommen werden, kommt es allerdings zu regelmäßigem Einsatz von Material, Personal und Zeit. Das ist ein Nachteil gegenüber der vorausschauenden Instandhaltung. Anders als diese hingegen profitiert zwar auch die vorbeugende Instandhaltung von Digitalisierung, kommt aber ohne aufwändige Systeme, große Datenmengen und auf deren Betrieb bzw. Auswertung spezialisierte Fachkräfte aus. Eine vorbeugende Instandhaltungsstrategie verursacht also weniger Kosten, spart aber auch weniger ein. Es bleibt Aufgabe des Instandhaltungsmanagers oder der Instandhaltungsmanagerin zu entscheiden, welche Form der Instandhaltung oder welcher Mix aus den verschiedenen Methoden die effektivste und gangbarste für das jeweilige Unternehmen ist. Dabei kann sie auf einen weiteren Instandhaltungsansatz zurückgreifen.

Auf einen Blick: Vor- und Nachteile vorausschauender und vorbeugender Instandhaltung

  • Vorausschauende Instandhaltung: birgt ein großes Einsparungspotential, ist aber teuer in der Anschaffung.
  • Vorbeugende Instandhaltung: verursacht laufende Kosten, erfordert aber nur keine bis geringe Investitionen vorab.

Welche Methoden und Ansätze bei der Instandhaltung gibt es?

Die kurze Antwort ist: einige. Wir erklären hier die drei wichtigsten und umsetzbaren Instandhaltungsstrategien kurz und prägnant für Sie.

Korrigierende Instandhaltung

Bei der korrigierenden oder auch korrektiven Instandhaltung, Englisch “corrective maintenance”, wird ein bestehender Defekt korrigiert. Sie ist nichts anderes als eine Reparatur. Erfolgt diese sofort, spricht man von sofortiger korrigierender Instandhaltung. Wird sie aufgeschoben, also nicht sofort nach Auftreten des Problems durchgeführt, spricht man von aufgeschobener korrigierender Instandhaltung. Erstere reagiert auf Fehler, die bei Andauern zu schwerwiegenden Problemen führen würden. Etwa ein Totalausfall der Produktion oder ein Verlust des betroffenen Gerätes. Ist das Problem nicht ganz so drängend, kann die aufgeschobene korrigierende Instandhaltung nach Plan und vorher festgelegten Standards erfolgen, etwa ohne den sonstigen Arbeitsablauf groß zu stören.

Vorteile

Die korrigierende Instandhaltung reagiert auf unvorhergesehene Probleme. In manchen Fällen kommen diese gänzlich unerwartet, in anderen Fällen wird die Anlage bewusst bis zum Ende der Lebensdauer betrieben. Das kann zum Beispiel dort Sinn ergeben, wo Geräte eine lange Lebensdauer aufweisen, ihr Ausfall zu keinem langen Produktionsstillstand führt und die Reparatur bzw. Neuanschaffung verhältnismäßig günstig ist. Die beiden anderen Instandhaltungsansätze, nämlich vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung, zielen hingegen gerade darauf ab, Ausfälle und die Notwendigkeit zu Neuanschaffungen zu minimieren. Doch auch das beste Instandhaltungsmanagement kann unerwartete Schäden nicht völlig ausschließen. So kann ein Unwetter Außenanlagen schädigen oder Bedienungsfehler Maschinenteile in Mitleidenschaft ziehen. In solchen Fällen ist die korrektive Instandhaltung die einzige verbleibende Möglichkeit, den Schaden zu begrenzen und möglichst schnell zu einem ungestörten Betrieb zurückzufinden. Die schnelle Reaktionszeit ist einer der Vorteile der korrigierenden Instandhaltung. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie keine großen Initialkosten verursacht.

Vorbeugende Instandhaltung

Die vorbeugende Instandhaltung, auch präventive Instandhaltung oder auf Englisch “Preventive Maintenance”, zielt darauf, Fehler zu vermeiden oder zu beheben, bevor sie Probleme verursachen. Dabei kann entweder eine routinemäßige Wartung zu vorher festgelegten Zeitpunkten erfolgen (zeitorientierte Instandhaltung, Englisch time-based maintenance) oder eine intervallorientierte Überprüfung des Zustandes und eine zustandsorientierte Wartung erfolgen (vorausbestimmte Instandhaltung). In diesem Fall werden Maschinen regelmäßig in vorher festgelegten Intervallen oder auch laufend einer Beurteilung unterzogen und bei Bedarf weitere Maßnahmen ergriffen.

Vorteile

Der Vorteil vorbeugender Instandhaltungsstrategien ist, dass Ausfälle und damit Kosten minimiert werden. Auch die Lebensdauer von Anlagen wird erhöht. Außerdem werden Wartungsmaßnahmen planbar und können so zum besten und wirtschaftlichsten Zeitpunkt vorgenommen werden. Die vorbeugende Instandhaltung kann durch Einsatz digitaler Technologien wertvolle Daten gewinnen, die die Wartung effizienter machen. Darauf angewiesen ist sie aber nicht. Damit ist keine große Investition in Technik und Personal nötig, um vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen. Ein großer Nachteil der vorbeugenden Instandhaltung ist, dass routinemäßig in Zeit, bei der vorausbestimmten Instandhaltung auch in Material investiert wird, sogar unabhängig vom Zustand der Geräte und dem eigentlichen Bedarf.

Vorausschauende Instandhaltung

Wie die vorbeugende Instandhaltung setzt auch die vorausschauende Instandhaltung darauf, Probleme zu beheben, bevor sie entstehen oder Folgen zeitigen. Doch anders als die vorbeugende Instandhaltung verlässt sie sich dazu nicht auf eine routinemäßige Pflege oder eine momentane Beurteilung des aktuellen Zustandes von Anlagen. Stattdessen wird mithilfe digitaler Technologien eine große Menge an Daten gesammelt, deren Historie wiederum mithilfe von Algorithmen analysiert wird. So kann abgesehen werden, wann Abnutzung und andere Phänomene zu Problemen führen werden. Der Instandhaltungsmanager:in wird sozusagen in die Lage versetzt, zu wissen, wann etwas kaputtgehen wird.

Vorteile

Anders als bei der vorbeugenden Instandhaltung werden Wartungsarbeiten nur dann durchgeführt, wenn es akut nötig ist. Anders als aber auch bei der korrigierenden Instandhaltung erfolgen diese Arbeiten, bevor es zum eigentlichen Problem kommt. So können unnötige Aufwendungen an Zeit und Material ebenso vermieden werden wie teure Ausfälle und größere Schäden an Geräten. Auf den Punkt gebracht: Die vorausschauende Instandhaltung tut so viel wie nötig, so wenig wie möglich. Und das zum bestmöglichen Zeitpunkt. Das ist der große Vorteil der vorausschauenden Instandhaltung. Ihr Nachteil: Die große Datenmenge, auf der die Schlüsse der vorausschauenden Instandhaltung basieren, erfordern eine Vernetzung von Maschinen und Anlagen. Das bedeutet den Einsatz von Sensoren, Software und hochspezialisiertem Personal, das diese betreiben und die Ergebnisse auswerten kann. Dem Einsparungspotential durch Reduktion von Fehlern und Ausfällen durch vorausschauende Wartungsmaßnahmen sowie Minimierung der Kosten für Arbeitszeit und Material bei deren Durchführung stehen hohe Initialkosten gegenüber.

Was macht eine gute Instandhaltungsstrategie aus?

Es stehen also drei verschiedene Strategien für die Instandhaltung zur Verfügung. Von diesen ermöglicht keine eine so zielgerichtete Wartung wie die vorausschauende Instandhaltung. Sie ermöglicht eine Wartung zum wirtschaftlichsten Zeitpunkt mit minimalen Mitteln. Allerdings ist sie in Anschaffung und Betrieb kostenintensiver als die vorbeugende und die korrigierende Instandhaltung. Je nachdem, wie gering der Aufwand für eine regelmäßige Überprüfung und routinemäßige oder bedarfsgerechte Wartung der Maschinen im Rahmen der vorbeugenden Instandhaltung ist, kann diese sich durch die geringeren Initialkosten als die bessere Strategie erweisen. Bei günstigen Anlagen mit langer Lebenserwartung kann es sogar Sinn ergeben, sie bis zum Ausfall zu nutzen und dann zu reparieren oder gar zu ersetzen. Hinzu kommt, dass auch die beste Strategie nicht vor unerwarteten Schäden schützt. Diese können nur durch die korrigierende Instandhaltung angegangen werden. In der Praxis wird die ideale Instandhaltungsstrategie immer aus einem Mix der möglichen Methoden bestehen. Welcher Methode welcher Anteil an der Gesamtstrategie zukommt, hängt dabei maßgeblich von den Gegebenheiten im jeweiligen Betrieb ab.

Eine gute Instandhaltungsstrategie zeichnet sich durch mehrere wichtige Merkmale aus, die dazu beitragen, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Betriebsanlagen, Maschinen und Ausrüstungen sicherzustellen.

Merkmale einer guten Instandhaltungsstrategie:

  1. Zielgerichtete Planung: Eine effektive Instandhaltungsstrategie sollte klare Ziele und Prioritäten für die Wartungsaktivitäten definieren. Dies kann die Maximierung der Betriebszeit, die Reduzierung von Ausfallzeiten oder die Optimierung der Lebensdauer von Anlagen umfassen.
  2. Richtige Wartungsstrategie: Je nach den Eigenschaften der Anlagen und der betrieblichen Anforderungen können unterschiedliche Wartungsstrategien angewendet werden, darunter vorbeugende Wartung, zustandsbasierte Wartung, vorausschauende oder reaktive Wartung. Die Auswahl der richtigen Strategie für jede Anlage ist entscheidend.
  3. Datenbasierte Entscheidungen: Eine gute Instandhaltungsstrategie stützt sich auf Daten und Analysen, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Das Sammeln, Verarbeiten und Analysieren von Betriebsdaten, Sensordaten und Leistungsindikatoren ermöglicht es, den Zustand der Anlagen zu überwachen und rechtzeitig auf Abweichungen zu reagieren.
  4. Risikobewertung: Die Identifikation und Bewertung von Risiken ist ein wesentlicher Bestandteil einer Instandhaltungsstrategie. Dies umfasst die Analyse potenzieller Ausfallursachen, die Einschätzung der Auswirkungen von Ausfällen und die Festlegung von Maßnahmen zur Risikominderung.
  5. Planung von Wartungsaktivitäten: Eine gute Strategie sollte klare Pläne für die Durchführung von Wartungsarbeiten bereitstellen. Dies umfasst die Festlegung von Zeitplänen, Ressourcenbedarf, Arbeitsanweisungen und die Koordination von Instandhaltungsteams.
  6. Budgetmanagement: Die Instandhaltungsstrategie sollte im Einklang mit dem Budget und den finanziellen Zielen des Unternehmens stehen. Dies erfordert eine sorgfältige Abwägung zwischen den Kosten der Instandhaltung und den potenziellen Verlusten durch Ausfallzeiten.
  7. Schulung und Qualifikation: Ein kompetentes Instandhaltungspersonal ist entscheidend. Die Strategie sollte Schulungs- und Qualifizierungsprogramme für Mitarbeiter vorsehen, um sicherzustellen, dass sie die notwendigen Fähigkeiten haben, um Wartungsarbeiten effizient durchzuführen.
  8. Kontinuierliche Verbesserung: Eine gute Instandhaltungsstrategie sollte einen Mechanismus für die kontinuierliche Verbesserung beinhalten. Durch die regelmäßige Überprüfung der Ergebnisse, das Sammeln von Feedback und die Anpassung der Strategie können Schwachstellen identifiziert und optimiert werden.
  9. Integration von Technologien: Moderne Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), Big Data-Analyse und Künstliche Intelligenz können die Instandhaltungsstrategie erheblich verbessern. Die Integration solcher Technologien ermöglicht eine genauere Überwachung von Anlagenzuständen und eine präzisere Vorhersage von Ausfällen.
  10. Ganzheitlicher Ansatz: Eine erfolgreiche Instandhaltungsstrategie berücksichtigt nicht nur technische Aspekte, sondern auch organisatorische, betriebliche und sicherheitsrelevante Faktoren. Ein ganzheitlicher Ansatz gewährleistet eine umfassende und effektive Herangehensweise an die Instandhaltung.

Insgesamt sollte eine gute Instandhaltungsstrategie auf die spezifischen Bedürfnisse und Ziele des Unternehmens zugeschnitten sein und gleichzeitig bewährte Praktiken und moderne Ansätze zur Optimierung der Anlagenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit nutzen.

Das große Ganze

Eine gute Instandhaltungsstrategie muss aber nicht nur mit Blick auf den Wert der Anlagen profitabel sein. Instandhaltung berührt sekundär viele Bereiche, in denen mit dem richtigen Strategiemix erhebliche Einsparungen erreicht werden können. Die richtige Planung erlaubt eine Reduktion der Aufwendungen für Ersatzteile und Arbeitsaufwand ebenso wie die Durchführung von Wartungsarbeiten zu einem Zeitpunkt, der Arbeitsabläufe und Produktivität möglichst wenig stört. Nicht zuletzt ermöglicht eine störungsfreie Produktion das Einhalten von Terminen und eine Erhöhung der Kapazitäten. Eine gute Instandhaltungsstrategie zieht alle diese Dinge bis hin zu vorhandenen und nötigen Mitarbeiter:innenqualifikationen in Betracht und legt einen Weg fest, mit möglichst wenigen und günstigen Wartungsmaßnahmen möglichst schnell und viel zu produzieren. Wie gut der Mix aus korrigierender, vorbeugender und vorausschauender Instandhaltungsstrategie mit Blick auf das eigene Unternehmen gelungen ist, darüber entscheidet letztendlich der Erfolg. Es ist Aufgabe des Instandhaltungsmanagements, verschiedene Pläne zu entwerfen und Vor- und Nachteile der Instandhaltungsstrategien gegeneinander abzuwägen, bis der optimale Mix gefunden ist. Neben der Ausbildung der Verantwortlichen ist es in Zeiten von Industrie 4.0 vor allem die Digitalisierung, die großes Potential für die Entwicklung der richtigen Strategie birgt.

Fazit

Eine gute Instandhaltungsstrategie nutzt die korrektive, vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung so, dass der Aufwand für die Instandhaltung dem Wert der Anlage und dem Einsparungspotential angemessen ist. In der Regel wird also die richtige Instandhaltungsstrategie aus einem Mix der drei Methoden bestehen, der auf die Gegebenheiten des jeweiligen Betriebes abgestimmt ist.

Die Komplexität der Aufgabe, diesen Mix zu finden, ist vermutlich eine der größten Hürden auf dem Weg zur passenden Instandhaltungsstrategie. Gefolgt von den Investitionskosten für eine umfangreiche Digitalisierung, die die nötigen Daten für eine fundierte Analyse der Ausgangslage und des Potentials bildet. Ein Studium des komplexen Themas etwa in Form eines Zertifikatskurses bereitet Sie auf diese schwierige Aufgabe vor.