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Wirtschaftliche Bedeutung und Ursachen der Instandhaltung

01. Welche Definitionen enthält die DIN 31051?

  • Instandhaltung (IH; Oberbegriff) umfasst alle Maßnahmen der Störungsvorbeugung und der Störungsbeseitigung.

    Nach der DIN 31051 versteht man darunter „alle Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des Soll-Zustandes sowie zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes von technischen Mitteln eines Systems“. Die Instandhaltung wird in vier Teilbereiche gegliedert:

    Maßnahmen der Instandhaltung nach DIN 31051
    InspektionWartungInstandsetzungVerbesserung
    Tätigkeiten
    • Planen
    • Messen
    • Prüfen
    • Diagnosti­zieren
    • Reinigen
    • Schmieren
    • Nachstellen
    • Nachfüllen
    • Austauschen
    • Ausbessern
    • Reparieren
    • Funktions­prüfung
    • Verschleiß­festig­keit erhöhen
    • Bauteil­substi­tution
  • Inspektion

    ist die „Feststellung des Ist-Zustandes von technischen Einrichtungen durch Sichten, Messen, Prüfen“. Inspektion ist die Überwachung der Anlagen durch periodisch regelmäßige Begehung und Überprüfung auf den äußeren Zustand, ihre Funktionsfähigkeit und Arbeitsweise sowie auf allgemeine Verschleißerscheinungen. Das Ergebnis wird in einem Prüfbericht niedergelegt. Aus dem Prüfbericht werden Prognosen über die weitere Verwendungsfähigkeit der jeweiligen Anlage abgeleitet.

  • Wartung

    ist die „Bewahrung des Soll-Zustandes durch Reinigen, Schmieren, Auswechseln, Justieren“. Wartung umfasst routinemäßige Instandhaltungsarbeiten, die meistens vom Bedienungspersonal selbst durchgeführt werden und häufig in Betriebsanweisungen festgelegt sind und auf den Wartungsplänen des Herstellers basieren.

  • Instandsetzung (Reparatur)

    ist die „Wiederherstellung des Soll-Zustandes durch Ausbessern und Ersetzen“. Instandsetzung umfasst die Wiederherstellung der Nutzungsfähigkeit einer Anlage durch Austausch bzw. Nacharbeit von Bauteilen oder Aggregaten.

  • Verbesserung

    ist die Steigerung der Funktionssicherheit (technisch, administrativ), ohne die geforderte Funktion zu verändern.

  • Störung

    ist eine „unbeabsichtigte Unterbrechung oder Beeinträchtigung der Funktionserfüllung einer Betrachtungseinheit“.

  • Schaden

    ist der „Zustand nach Überschreiten eines bestimmten (festzulegenden) Grenzwertes, der eine unzulässige Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit bedingt“.

  • Ausfall

    ist die „unbeabsichtigte Unterbrechung der Funktionsfähigkeit einer Betrachtungseinheit“. Von Bedeutung sind Dauer und Häufigkeit der Ausfallzeit.

 

02. Warum unterliegen Maschinen und Anlagen einem Verschleiß?

Anlagen unterliegen einem ständigen Verschleiß: Bewegliche Teile, sich berührende Teile werden im Laufe der Zeit abgenutzt. Der Verschleiß erstreckt sich über die gesamte Nutzungsdauer – meist in einem unterschiedlichen Ausmaß.

Im Allgemeinen nimmt die Stör- und Reparaturanfälligkeit einer Anlage mit zunehmendem Alter progressiv zu und führt zu einem bestimmten Zeitpunkt zur völligen Unbrauchbarkeit. Der Verschleiß tritt aber sehr häufig auch bei nur geringer oder keiner Nutzung ein: Auch ein Stillstand der Anlage kann zur technischen Funktionsuntüchtigkeit führen (Rost, mangelnde Pflege, Dickflüssigkeit von Ölen/Fetten usw.). Die Störanfälligkeit steigt meist mit der technischen Komplexität der Anlagen.

Generelle Ursachen für Störungen an technischen Anlagen und Maschinen können sein:

  • Konstruktions-/Qualitätsfehler

  • mechanische Abnutzung

  • Materialermüdung, Korrosion

  • fehlerhafte Bedienung, unsachgemäßer Gebrauch

  • fehlende/unzureichende Instandhaltung

  • äußere Einwirkungen der Natur: Feuer, Wasser, Sturm.

 

03. Welche Folgen können mit Betriebsmittelstörungen verbunden sein?

Betriebsmittelstörungen – insbesondere längerfristige – können zu nicht unerheblichen Folgen führen:

  • nicht vorhandene Betriebsbereitschaft der Anlagen

  • Rückgang der Kapazitätsauslastung/Verschlechterung der Kostensituation

  • Unfallursachen

  • Terminverzögerungen/Verärgerung des Kunden mit der evtl. Folge von Konventionalstrafen

  • Werkzeugschäden durch übermäßigen Verschleiß

  • Einbußen in der Qualität.

 

04. Warum hat die Bedeutung der Instandhaltung zugenommen?

Dazu ausgewählte Beispiele:

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  1. Weltweiter Rückgang der Energiereserven, verschärfte Umweltbedingungen, Umweltmanagement:

    Mangelnde/unzureichende Instandhaltung kann zu einem Funktionsausfall/zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Anlagen führen. Damit kann ein erhöhter Energieverbrauch verbunden sein bzw. vorgehaltene (und bezahlte) Energien werden nicht entsprechend genutzt.

    Instandhaltung hat ebenfalls die Aufgabe, den Energieverbrauch der Anlagen zu überwachen und frühzeitig Entscheidungen herbeizuführen, wann neue, energieschonende Anlagen zu beschaffen sind (wirtschaftliche Entscheidung: Investitionskosten versus Energiekosten und Instandhaltungskosten).

  2. Wettbewerbsdruck, Sättigung der Absatzmärkte, Bestandssicherung des Unternehmens und der Arbeitsplätze:

    Die Absatzmärkte sind überwiegend gesättigt. Dies führt global zu einem zunehmendem Wettbewerb der Unternehmen. Qualitäts- und Termintreue gewinnen damit einen hohen Stellenwert. Vor diesem Hintergrund hat die Gewährleistung der Maschinenverfügbarkeit eine sehr hohe Priorität gewonnen. Der Ausfall maschineller Anlagen aufgrund einer falschen Instandhaltungsstrategie hat unmittelbar negative Folgen am Absatzmarkt: Verlust von Kundenbeziehungen, Verlust von Marktanteilen, Wettbewerbsnachteile.

    Eine ausgewogene Instandhaltungsstrategie – im Spannungsfeld der Minimierung von Instandhaltungskosten und maximaler Verfügbarkeit der Anlagen – ist zu einem Wettbewerbsfaktor geworden, der über die Sicherung des Unternehmens am Markt und der Existenzsicherung der beschäftigten Arbeitnehmer mit entscheidet.

  3. Altersstruktur und Technologie von Maschinen und Anlagen:

    Die technologische Entwicklung führt laufend zu einem verbesserten Angebot der Maschinenhersteller und Anlagenbauer. Die Produktzyklen verkürzen sich; die technische Komplexität der Anlagen steigt; die Wartungsintervalle und der Wartungsaufwand verändert sich. Dies führt zu dazu, dass heute die Wirtschaftlichkeit von Anlagen (Input-Output-Relation; Leistungen : Kosten) häufiger überprüft werden muss als in früheren Zeiten. Der optimale Ersetzungszeitpunkt in Abhängigkeit von den Wartungs- und Reparaturkosten ist zeitnah zu bestimmen.

  4. Verknüpfung der Fertigungssysteme:

    Die Realisierung der Fertigungsziele (Verkürzung der Durchlaufzeiten, Senkung der Stückkosten, hohe Qualitätsanforderungen usw.) hat zu einer komplexen Vernetzung der Material-, Informations- und Fertigungsprozesse geführt. Dies hat zur Konsequenz, dass Störungen in einem Teilprozess zu Ausfällen ganzer Prozessketten führen kann. Aus diesem Grunde ist die Planung der Instandhaltung noch stärker als bisher mit der Fertigungs- und der Ressourcenplanung zu verknüpfen.

  5. Progressive Entwicklung der Investitions- und Instandhaltungskosten, Total Productive Maintenance (TPM):

    TPM beinhaltet das Bestimmen und Analysieren der Ursachen der verringerten Anlageneffektivität, um daraus Maßnahmen zur Steigerung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Produktionsanlagen abzuleiten. Neben der Maximierung der Effektivität bestehender Anlagen hat TPM das Ziel, zukünftige Anlagengenerationen unter Beachtung der Lebenszykluskosten präventiv zu verbessern. Dafür ist ein Konzept notwendig, das Erfahrungswissen aus dem Betreiben der bestehenden Anlagen quantifiziert und daraus Ansatzpunkte für die Neuplanung von Anlagensystemen ableitet.

    TPM bedeutet eine Abkehr der früheren Trennung von Produktion und Instandhaltung und führt beide Bereiche auf allen Ebenen des Unternehmens zu einem integrierten Instandhaltungs- und Verbesserungssystem. Eine zentrale Rolle spielt dabei die gesamte Belegschaft, vom Montagemitarbeiter über den Instandhalter bis hin zum Topmanager. Der Systemansatz ist damit ähnlich wie beim Konzept „Total Quality Management (TQM)“.

    Die Grundsätze von TPM sind:

     Beispiele:
    1.Planung der
    Instandhaltung (IH)
    • Wartungspläne erstellen
    • Maschinenausfälle analysieren
    2.Inspektions-/Wartungsarbeiten
    • Wartungsintervalle nach Herstellerangaben
    • Wartungsumfang nach Herstellerangaben und in Abstimmung mit den Fertigungserfordernissen
    3.Qualifizierung der
    Bediener und der IH
    • Unterweisung
    • Schulungen (intern/extern)
    4.Anlagenüberwachung
    • Schutzvorrichtungen kontrollieren
    • Maschinendaten erfassen
    5.AUG
    (Arbeits-, Umwelt-, Gesundheitsschutz)
    • PSA bereitstellen
    • KSS kontrollieren
    6.Effizienz der
    IH-Organisation
    • Dokumentation und Aufbewahrung aller Maschinenunterlagen
    • klare Trennung der zentralen und denzentralen IH

    Die Übersicht zeigt Beispiele zur Steuerung und Senkung des Energieverbrauchs bzw. der Energiekosten:

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  6. Entwicklung der Investitions- und Instandhaltungskosten, qualitative Anforderungen an die Instandhaltungsdurchführung:

    Der Ausfall maschineller Anlagen kann dazu führen, dass geplante Ressourcen (Personal, Energie usw.) für eine bestimmte Zeit nicht genutzt werden. Dies kann z. B. bei den Arbeitskräften zu Leerlauf führen, weil für die Gesamtdauer der Stillstandszeiten nicht sofort eine alternative Einsatzmöglichkeit erfolgen kann. Die Folgen: Personalkosten entstehen, ohne dass diesen produktive Leistungen gegenüber stehen; die Produktivität sinkt; die Ausbringungskosten pro Stück steigen.

    Die zunehmende technische Komplexität der Anlagen kann zu höheren Personalkosten beim Wartungspersonal führen (gestiegene Anforderungen/höhere Entlohnung). Während in früheren Zeiten einfache Wartungsarbeiten vom Bedienungspersonal ausgeführt werden konnten, nimmt heute die Tendenz zu, speziell ausgebildetes und permanent geschultes Wartungspersonal einzusetzten; neben den Grundlagen der Mechanik müssen heute die Mitarbeiter bei der Wartung der Anlagen auch über Kenntnisse der Elektrik/Elektronik, Hydraulik, Pneumatik, Mess- und Regeltechnik, SPS-Programmierung usw. verfügen (vgl. auch die Entwicklung neuer Berufsbilder: Anlagenmechaniker, Mechatroniker, Industriemechaniker). Analog können bei der Fremdvergabe der Instandhaltung die Kosten je vereinbarter Instandhaltungsleistung steigen.

    Die zunehmende Kapitalintensität im Maschinen- und Anlagenbereich (Substitution des Faktors Arbeit) verlangt eine Maximierung der Maschinenlaufzeiten. Die Gründe liegen in der Notwendigkeit einer angemessenen Kapitalverzinsung (Kapitalrentabilität) und der Reduzierung der Durchlaufzeiten (vgl. oben).

    Als Folge ist tendenziell eine Abkehr von der ausfallbedingten Instandhaltung zur vorbeugenden Instandhaltungsstrategie zu verzeichnen. Damit verbunden ist i. d. R. ein Anstieg der Instandhaltungskosten. Das Optimum liegt dort, wo die Summe aus Produktionsausfallkosten und Instandhaltungskosten ihr Minimum erreichen:

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Bei intensiver Wartung steigen die Wartungskosten, die Reparaturkosten sinken und umgekehrt. Das Optimum ist die Wartungsintensität, bei der die Summe aus Wartungs- und Reparaturkosten ihr Minimum erreichen.

Merke

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Ziel der Instandhaltung ist es, die Summe der schadensbedingten Instandhaltungskosten und der Anlagenausfallkosten zu minimieren.

 

05. Welche Elemente der Wertschöpfungskette werden von der Instandhaltung unmittelbar beeinflusst?

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