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Die smarte Fabrik braucht eine smarte Instandhaltung

Wertschöpfung durch Smart Maintenance
Instandhaltung in Zeiten der Smart Factory

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Smart Maintenance bietet die Möglichkeit bestimmte Ereignisse im Vorfeld prognostizieren und entsprechend darauf zu reagieren. Bild: Shutter B/stock.adobe.com
Durch zunehmende komplexe Produktionsanlagen und dem Grad der Vernetzung den die fortschreitende Digitalisierung mit sich bringt, steigen auch die Anforderungen an die Instandhaltung der Smart Factory. Damit diese störungsfrei laufen kann, benötigt sie eine umfassende und vorausschauende Instandhaltung – die sogenannte Smart Maintenance.

» Ulrike Dautzenberg, freie Journalistin

Smart Maintenance ist datenbasiertes Management von Produktionsanlagen mittels neuer Technologien. Dr.-Ing. Thomas Heller, Abteilungsleiter Anlagen- und Servicemanagement am Fraunhofer IML in Dortmund erklärt: „Ein wichtiger Bestandteil der Smart Factory ist der sogenannte Digitale Zwilling, das digitale Abbild der Produktionsanlage in einem Rechnersystem, das einen umfassenden Datenaustausch zwischen Anlage und IT-System ermöglicht. Für die Smart Maintenance bietet das die Möglichkeit, bestimmte Ereignisse bereits im Vorfeld zu prognostizieren und entsprechend darauf zu reagieren. Idealerweise gibt es eine Plattform mit einer Datenbasis, auf der man verschiedene Szenarien simulieren und die Produktion dann entsprechend anpassen kann, um Kundenaufträge optimal erfüllen zu können.“

Mit dem digitalen Abbild der Anlage ist der Hersteller in der Lage, dem Anlagenbetreiber Informationen zu liefern, die diesem unmittelbar bei seinem Betrieb weiterhelfen. Er kann mit Hilfe dieser Informationen einen möglichen Ausfallzeitpunkt prognostizieren und bereits vorher entsprechend agieren. „Verglichen mit dem Einkauf günstiger Ersatzteile stellt das für ein Unternehmen einen ungeheuren Mehrwert dar“, erklärt Heller. „Unternehmen versuchen zunehmend, diesen Gedanken der Predictive Maintenance aufzugreifen und Anlagen- oder Komponentenausfälle vorherzusagen.“ Im Idealfall führt das dann dazu, dass keine ungeplanten Maßnahmen mehr nötig sind – die sogenannte instandhaltungsfreie Fabrik. „Solange man aber mechanische Komponenten hat, wird man auch mechanischen Abrieb und Verschleiß haben“, weiß Heller. „Die Idee der instandhaltungsfreien Fabrik besteht in einem ersten Schritt darin, für einen vorbestimmten Zeitraum einen reibungslosen und unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Vor allem in der chemischen und in der Pharmaindustrie spielt das eine große Rolle, um sicherzustellen, dass der gesamte Herstellungsprozess von der ersten Mischung bis zur letzten Tablette, die in den Blister eingelegt wird, ohne Unterbrechung und ohne Instandsetzungsvorgänge durchläuft.“

Derzeit wird dieser störungsfreie Ablauf noch vor allem durch Redundanz kritischer Komponenten erreicht, also durch zwei parallel verfügbare Systeme, von denen das eine übernimmt, wenn das andere ausfällt oder bei denen beide mit geringerer Leistung parallel laufen. „In manchen Bereichen wie beispielsweise der Luftfahrt sind redundante Systeme lebenswichtig, aber sie sind natürlich auch sehr teuer“, so Heller. „Predictive Maintenance bietet eine Möglichkeit, Systeme, die nicht diese Kritikalität aufweisen, durch technologisch-mathematische IT-Lösungen zu ersetzen.“ Eine smarte Anlage meldet ihren individuellen Instandhaltungsbedarf dann selbstständig, noch bevor dieser entsteht, und stellt auf diese Weise sicher, dass die Smart Factory auch tatsächlich störungs- und einwandfrei funktioniert.

In vielen deutschen Unternehmen steckt die intelligente Instandhaltung allerdings noch in den Kinderschuhen, obwohl ihr Potential vor allem im Hinblick auf Kosten- und Ressourceneffizienz enorm ist. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie von Acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften) und dem Fraunhofer IML. Das liegt vor allem daran, dass die meisten Unternehmen nicht über eine ausreichende Datenbasis verfügen, die über bevorstehende Störungen oder Ausfälle informieren könnte. Echtzeitdaten, mit denen Systeme besser überwacht werden könnten, liegen in vielen Unternehmen nicht vor oder werden nicht genutzt. Hinzu kommt laut Studie, dass die technologischen Möglichkeiten sowie die hohen Anforderungen der Smart Maintenance große Herausforderungen für das Instandhaltungspersonal in vielen Unternehmen bedeuten. Doch vorhandenes Wissen wird häufig nicht dokumentiert, sondern bleibt in den Köpfen einzelner Mitarbeiter hängen und wird bei Bedarf mündlich weitergegeben. Ein Drittel der befragten Unternehmen gab an, Wissen zwar in Papierform bereitzustellen, dabei aber keine standardisierten Prozesse zur Wissenserweiterung zu nutzen. Auch Schulungsmaßnahmen im Bereich Digitalisierung werden nur von knapp der Hälfte der Unternehmen angeboten.

Dass es beim Thema Smart Maintenance in vielen Unternehmen besser laufen könnte, liegt laut Studie auch daran, dass die Produktion gegenüber der Instandhaltung noch immer priorisiert wird. Während die Budgets also vor allem in neue Maschinen und Technologien fließen, um die Produktion zu optimieren, bleiben vorausschauende Wartungsmaßnahmen oft auf der Strecke. Häufig wird hier vor allem auf die Kosten geschaut und dabei der Wertschöpfungsbeitrag übersehen, obwohl die Instandhaltung bei bewusster Integration in bestehende Produktionsprozesse schnell vom Kosten- zum Wertschöpfungsfaktor werden kann.

Industrieanzeiger
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15.2022
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