Strategien in der Instandhaltung: Informationen sind die Schlüsselgröße

Strategien in der Instandhaltung

Informationen sind die Schlüsselgröße

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Der umfassende Blick auf alle Phasen der Planung und Realisierung einer Instandhaltungsstrategie wird für Anlagenbetreiber immer wichtiger. Zu klären ist, welcher Informationsbedarf in welchen Prozessen entsteht und welche Aufgaben als Eigen- oder Fremdleistung erbracht werden.
Instandhaltungsprozesse verantworten die Zuverlässigkeit und die Verfügbarkeit von Produkten und Prozessen innerhalb derer Nutzungs- und Lebenszyklen. Neben der Schadensvermeidung sind Strategien zur Optimierung der Instandhaltungsprozesse besonders bedeutsam. Zusätzlich zur stetigen Zunahme der Anlagenkomplexität wird deren Nutzung auch mit ständig steigenden Forderungen zur Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitig effizientem und schonendem Umgang der Ressourcen begleitet. Diese ist heute nur noch durch ein zuverlässiges und sicheres Management der Informationsbereitstellung und -verarbeitung einschließlich einer aktiven IT-Unterstützung möglich. Dabei sind auch sämtliche vor- und nachgelagerten Prozesse einzubeziehen. Das betrifft alle Bereiche und Akteure, die technische Einrichtungen nutzen, aber auch die Mitarbeiter unterstützender Instandhaltungs- und Serviceprozesse.
Es ist im Interesse der Betreiber, aber auch die Motivation der Hersteller, über den Lebenszyklus hinweg, die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Anlagen auf einem hohen Niveau zu halten. Dieses erfordert komplexere Betrachtungsweisen sowie ein Anlagen- und Betriebsmittelmanagement, das sich am Lebenszyklus der Anlagen sowie deren Belastung orientiert und somit gezielt auch effektive Instandhaltungs- und Serviceleistungen integriert. Eine wesentliche Rolle spielen dabei auch kontinuierliche Systemüberwachung, Störungs- und Datenmanagement, Qualität, Kommunikation, Informationsaustausch sowie Wissensmanagement.
Die technisch und technologisch fortschreitende (Anlagen-)Komplexität erfordert zudem hochspezialisierte Instandhaltungswerkzeuge und -techniken. Im Zeitalter des digitalen Wandels sowie der stetig steigenden Automatisierung werden IT-Systeme daher immer häufiger im Sinne der Industrie 4.0 miteinander vernetzt. So bietet die Vernetzung selbstständiger IT-Systeme den Vorteil des schnelleren Datenaustauschs, die Möglichkeit einer zentralen Datenverwaltung sowie der Nutzung gemeinsamer Hard- und Software.
Aufgaben strukturieren
Die Aufgaben der Informationsbereitstellung im Rahmen von Instandhaltung und Service sind den Planungs- und Realisierungsphasen zielgerichtet zuzuordnen, wobei die wesentlichen vor- und nachgelagerten Prozesse einbezogen und entsprechende Informationsträger bestimmt werden müssen (siehe Infokasten).
Nicht nur die Planungs- und Realisierungsphasen prägen die Instandhaltungsprozesse, sondern auch alle beteiligten Akteure beziehungsweise Unternehmen, wie Entwickler, Hersteller, Nutzer oder Servicedienstleister. In der praktischen Umsetzung haben sie durch ihre unterschiedlichen Zugänge, Verantwortungen sowie besonders vertragliche Bindungen jeweilige Rollen. So ist beispielsweise der Hersteller am Inverkehrbringen zuverlässiger Technik und der Nutzer an einer hohen Verfügbarkeit dieser Technik interessiert.
Informationsbedarf ermitteln
Alle Phasen der Instandhaltung haben die Gemeinsamkeit, dass sie an die jeweilige Bereitstellung, Verarbeitung, Weiterleitung, Selektierung und Optimierung von Informationen gebunden sind. Die zentrale Frage lautet, welchen Anteil diese Aufgaben in den jeweiligen Phasen einnehmen. Weiterhin muss der Nutzer entscheiden, welche Aufgaben als Eigen- und welche als Fremdleistung durch Servicedienstleister übernommen werden sollen (siehe Grafik unten).
Die Bestimmung des jeweiligen Informationsbedarfs hängt dabei von zahlreichen Kriterien ab und ist branchenabhängig. So unterscheidet sich dieser Bedarf bei einem Handwerksbetrieb mit einfacher Technik, bei dem die Instandhaltung fast ausschließlich in Eigenregie durchgeführt wird, wesentlich von einem Industriebetrieb mit komplexen Automaten, bei dem die Instandhaltung hochwertiges Equipment benötigt und demzufolge überwiegend durch externe Dienstleister erfolgt. Zusätzlich ist der Informationsinhalt durch die unterschiedlichen Bezüge zu den Planungs- und Realisierungsphasen geprägt. In der Grafik auf der nächsten Seite sind die typischen Informationsprozesse in der primären Ebene (Produktnutzung) und der sekundären Ebene (Service und Instandhaltung) zusammengefasst.
Deutlich wird die heterogene Struktur der Informationsquellen und -träger. Darüber hinaus ist der moderne Instandhaltungsprozess neben den Objektinformationen an weitere Informationen, wie etwa Sicherheitsanforderungen, regulatorischen Bedingungen aus dem Arbeits- und Umweltrecht, der Personalqualifikation und -weiterbildung oder vom Qualitäts- und Risikomanagement gebunden.
Technische Umsetzung
Aufgrund der unterschiedlichen Entstehungsorte und -zeiten der Informationen ist eine Informationslogistik erforderlich, um die vielfältigen Informationsquellen räumlich und zeitlich zu verbinden. Allerdings können aufgrund des Alters des Maschinen- und Anlagenparks bei vielen Unternehmen mitunter die Möglichkeiten der aktuellen IT-Infrastruktur noch nicht vollumfänglich ausgeschöpft werden. So wirken nicht nur Sensoren, Endgeräte, Hersteller, Servicedienstleister und Nutzer auf die Serviceleistung. Hinzu kommen in der Praxis extrem heterogene Informationsträger, die neben dem klassischen Papier die unterschiedlichsten Hard- und Softwarekonzepte, aber auch Modelle, Kopien, Fotografien, Videos und Audios sein können.
Vielfach ist die Nutzung dieser Träger durch den Hersteller oder Serviceanbieter vorgegeben und kann auch aus Datensicherheitsgründen eingeschränkt sein. Außerdem bestehen umfangreiche Dokumentations- und Nachweispflichten für Prüfergebnisse, technische Zeichnungen oder Verfahrensanweisungen, die in der Praxis mit Insellösungen in der IT-Landschaft integriert werden. Als effiziente Lösungen haben sich Instandhaltungsplanungs- und -steuerungssysteme (IPS) erwiesen. In Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit dieser Tools können Serviceleistung und Informationsinhalte zielführend strukturiert und synergiebringend zusammengeführt werden. Diese Aufgabe gilt auch unternehmensübergreifend für Serviceanbieter und zum Beispiel Logistikdienstleister. Der Nachteil ist allerdings die meistens tiefgreifende Umstellung mit erhöhtem Ersteinrichtungsaufwand sowie die starke Abhängigkeit von einem System.
Das Internet of Things (IoT) bietet sehr gute Möglichkeiten für eine Informationslogistik, die sich an den Instandhaltungs- und Serviceleistungen ausrichtet. Ziel ist es, aus der realen Welt der Dinge aktuelle Zustandsinformationen zu erfassen, umgehend auszuwerten und gegebenenfalls auch dort sofort wieder einzuwirken. Durch das IoT können Sensoren und Endgeräte, sogenannte Smart Objects, sowie Maschinen über eine Gerät-zu-Gerät-Verständigung miteinander kommunizieren. Da auch in der Instandhaltung die kontinuierliche Erfassung und Bewertung von realen Ist-Zuständen oder Tendenzen (Früherkennung) immer mehr an Bedeutung gewinnen, findet hier das IoT besonders in Bereichen automatischer Produktion breite Anwendung.
Positive Effekte durch Intenet of Things
Arbeiteten früher Maschinen separat vor sich hin, können mittels IoT ganze Fertigungsstraßen miteinander vernetzt und koordiniert werden. Das ermöglicht neben einer optimalen Steuerung und Systemüberwachung auch das frühzeitige Vorhersagen und Erkennen möglicher technischer Probleme und Ausfälle, die Berechnung nutzungsabhängiger Wartungstermine sowie die schnellere Umstellung von Fertigungsprozessen. Weiterhin gibt es auch positive Effekte bei Lager- und Logistikprozessen. Durch eine Just-in-Time-Bereitstellung kann die Lagerhaltung von Produktionsmaterial und Ersatzteilen drastisch reduziert werden.
Für eine komplexe, an die neuen Anforderungen ausgerichtete Servicestrategie sollten Anlagenbetreiber den Informationsbedarf anhand eines umfassenden Blicks auf die Planungs- und Realisierungsphasen ermitteln. Hierzu existiert bereits ein vielfältiges Spektrum unterstützender Tools. Sie reichen von Insellösungen bis hin zu komplexen IPS-Systemen und IoT-Applikationen, die zunehmende automatisierte Informations- und Kommunikationsmöglichkeiten bieten. Dabei muss besonders auf die Kompatibilität aller genutzten Komponenten geachtet werden. Dies betrifft etwa Daten- und Dateiformate, Übertragungswege, Schnittstellen sowohl zwischen den Hardwarekomponenten als auch zwischen den Hard- und Softwarekomponenten, aber auch eine einfache und vor allem sichere Netzwerkanbindung. Umso wichtiger ist es, bereits frühzeitig anhand einer Informationslogistik Maßnahmen einzuleiten, die umfassend die Organisation, die Prozesse sowie die IT-Systeme und die Datensicherheit berücksichtigen.
Prof. Dr.-Ing. Harald Apel, Hochschullehrer an der HS Magdeburg-Stendal im Bereich Produktionswirtschaft und Logistik, Auditor bei Dekra Certification und Mitglied im Dekra-Auditorenbeirat, sowie Dipl.-Ing. Klaus-Jürgen Oehler und Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Frank Schmidt, Projektingenieure im Steinbeis Innovationszentrum, Institut für Prozessoptimierung und Management (IPOM), Magdeburg

Der 360°-Blick auf die Prozesse
Pre-Phase
  • Erarbeitung von Instandhaltungsstrategien
  • Bereitstellung dokumentierter Informationen zu Gesetzen und Normen
  • vertragliche Regelungen zum Service
  • Versorgung mit Wissen, Kompetenzerwerb
  • Ablaufgestaltung und Risikobewertungen
In-Phase (Prävention und Nutzung)
  • Bereitstellungs- und Einsatzplanung
  • Gestaltung von Informationsschnittstellen/Datenmanagement
  • gezielte Informationsversorgung der Mitarbeiter zu Produkten, technischen Einrichtungen, Prozessen, Arbeitsabläufen
  • Prozess-, Arbeits- und Datensicherheit
  • Qualitäts- und Umweltkriterien
  • Steuerungsprozesse sowie organisatorische und mitarbeiterbezogene Aspekte
  • Monitoring
Post-Phase
  • Auswertung der Bewertungsgrößen/ Kennziffern
  • Ergebnisanalyse und Erarbeitung von Verbesserungspotenzialen
  • Qualitätssicherung, Controlling und Verbesserungen
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