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Reliability Centered Maintenance (RCM) – eine spezielle Instandhaltungsstrategie

  Instandhaltung 4.0

Jedes Unternehmen weiß: Die Instandhaltung von Anlagen und Maschinen ist wichtig, um reibungslose Produktionsprozesse sicherzustellen. Doch wie viel Instandhaltung darf es sein, ohne die Kosten für entsprechende Maßnahmen ins Unermessliche zu treiben? Vor diesem Hintergrund wird die Frage nach einer geeigneten Instandhaltungsstrategie laut. Die passende Antwort: Reliability Centered Maintenance (RCM) – die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung.

Die Herausforderung bei der Instandhaltung

Die Instandhaltung von Anlagen und Maschinen kann in gewisser Weise als ein zweischneidiges Schwert betrachtet werden: Einerseits hat sie grundsätzlich zum Ziel, Maschinenstillstände zu vermeiden und dadurch die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen. Auf der anderen Seite werden durch Instandhaltungsmaßnahmen auch immer Kosten verursacht, die natürlich so gering wie möglich gehalten werden wollen. Daher stellt sich generell die Frage nach dem wirtschaftlichen Einsatz von Instandhaltungsmaßnahmen. Oder anders formuliert: Welches ist das richtige Maß zwischen zu wenig und zu viel Instandhaltung? Die passende Instandhaltungsstrategie spielt also eine wesentliche Rolle für den betriebswirtschaftlich sinnvollen Umfang von Inspektionen, Wartungen und Reparaturen.

Reliability Centered Maintenance (RCM) – zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung

Wenn es um den wirtschaftlichen Einsatz von Instandhaltungsmaßnahmen geht, dann ist – wie bereits erwähnt – eine Strategie gefragt, die sowohl eine hohe und störungssichere Anlagenverfügbarkeit gewährleistet als auch die Kosten für Wartungs- und Inspektionsarbeiten in einem akzeptablen Rahmen hält. Genau dieses Ziel wird mit der Instandhaltungsstrategie Reliability Centered Maintenance (RCM), sprich der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung, verfolgt. Diese soll sicherstellen, dass in der Abschätzung möglicher Fehler der Fokus auf die Funktion des Systems gelegt wird und entsprechende Maßnahmen definiert werden.

Grundvoraussetzung für die Bestimmung der passenden RCM-Strategie ist es, die vorherrschenden Betriebsbedingungen zu kennen, da diese spezifische Anforderungen an Anlagen und Maschinen stellen. Beispielsweise müssen die Nutzungsart der Maschinen sowie die Beschaffenheit des zu verarbeitenden Materials bekannt sein. Auch die Gegebenheiten rund um das Thema Störungen müssen genauer betrachtet und analysiert werden. Dabei hilft ein siebenstufiger Fragenkatalog, der folgende Fragen stellt:

Bewertungskriterien für die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (RCM)

1. Welche Funktionen und Leistungsnormen haben Anlagenkomponenten?

Hierzu muss zunächst geklärt werden, welche Anlage genau mit RCM analysiert werden soll. Dabei ist es sinnvoll, mit der Anlage zu starten, die betriebswirtschaftlich betrachtet am wichtigsten ist und im Falle eines Ausfalls den größten Schmerz verursacht. Anschließend gilt es, die Funktionen und die damit verbundenen Leistungsstandards herauszufinden.

Heißt in der Praxis: Finden Sie heraus, was das Gerät tut und welche Leistung erwartet wird. Um das größtmögliche Produktivitätsniveau der Anlage zu definieren, sollten Sie die Produktivitätsdaten Ihres Produktionsteams heranziehen. Am Ende sollte eine Übersicht vorliegen, der entnommen werden kann, wie das Gerät funktioniert, welche Bedürfnisse des Kunden es erfüllt und welche Unternehmensziele unter Berücksichtigung der Umwelt- und Regierungsvorschriften einzuhalten sind.


2. Wie versagt eine Komponente bei der Funktionsausführung?

Da wir jetzt wissen, welches Ergebnis wir erzielen wollen, müssen wir nun die Ursachen für die Störfälle ermitteln. Gehen Sie dazu Ihre Unterlagen durch oder denken Sie über die jüngsten Störungen nach. Überlegen Sie, was sie verursacht haben könnte: War es menschliches Versagen? War es vielleicht eine Fehlfunktion der Hydraulik oder des Motors.


3. Welche Ursache hat der Störfall?

Durch diese Frage können Sie die Beantwortung der letzten Frage weiter aufschlüsseln, um in der Beschreibung noch detaillierter zu werden. Sie können nun ermitteln, was dem Störfall zu Grunde liegt: beispielsweise menschliches Versagen durch schlechtes Training, die Fehlfunktion der Komponente durch eine vergessene Wartung oder die Störung des Motors durch eine Beschädigung der Ausrüstung.


4. Was passiert beim Versagen der Anlagenkomponente?

Diese Frage umfasst die negativen Auswirkungen der von Ihnen beschriebenen Fehler. In der Beschreibung könnten Kriterien wie etwa „Menschliches Versagen verursacht Unfälle“ oder „Fehlfunktionen führen zu Beschädigungen, einer geringeren Lebensdauer und höheren Reparaturkosten“ aufgeführt werden. Durch die Beantwortung dieser Frage sollte aufgedeckt werden, wie sich der Ausfall auf die Qualität der Produkte, die Produktion und die Kosten auswirkt. Auf Basis der Ergebnisse kann dann eine bewusst gewählte und passende Strategie abgeleitet werden.


5. In welcher Weise stört das Versagen der Komponente?

Nun können auf Basis der Ergebnisse zur letzten Frage die Auswirkungen nach Zahlen aufgeschlüsselt werden. Wenn Sie die möglichen Auswirkungen in konkreten Werten beziffern, können Sie die mit Ausfällen verbundenen Kosten optimal abschätzen und vorhersagen. Es wird ersichtlich, in welchem Ausmaß sich ein Fehler auf die Sicherheit, die Umwelt und Abläufe auswirkt.

Ein Beispiel: Nehmen wir an, es kommt zu einer Motorstörung, die eine Ausfallzeit von 5 Stunden verursacht. Folgende Kosten entstehen: 140 € für Arbeit, 400 € für Ersatzteile, 700 € aufgrund einer verkürzten Betriebsdauer und 1.600 € für Produktivitätseinbußen. Die Kosten für die Instandhaltung zuzüglich der Ausfallkosten belaufen sich also auf eine Gesamtsumme von 2.840 € – für einen Ausfall an einer einzigen Anlage.


6. Wie kann dem Störfall vorgebeugt werden?

Gibt es eine vorbeugende oder vorausschauende Instandhaltungsstrategie, um hohe unerwartete Kosten zu verhindern? Um das Schlimmste zu vermeiden, kann die RCM-Strategie angewendet werden.

Nachdem Ihr Techniker ein Problem gelöst hat, kennt dieser die Ursache, die zum Schaden geführt hat. Das Wissen kann genutzt werden, um entsprechende Wartungsarbeiten zu planen und durchzuführen, die künftigen Ausfällen vorbeugen.

Nehmen wir zum Beispiel an, ein geringer Batteriewasserstand hat die Blei-Säure-Batterie beschädigt und zum Ausfall geführt. Jetzt wissen wir, was zu tun ist. Kontrollieren Sie während des Aufladevorgangs über die Kontrollpunkte den Wasserstand und füllen Sie im Anschluss das destillierte Wasser über den Aquamatik-Schlauch auf. Das sollte einen weiteren Defekt verhindern.

Die Lösung ist nicht immer so eindeutig wie in diesem Fall, aber die Durchführung der RCM-Analyse ermöglicht es Ihnen, auf Datenbasis zu entscheiden, ob es sich lohnt, Ressourcen für die vorbeugende Wartung einzusetzen, um Ausfälle zu vermeiden. Ist das aus betriebswirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll, kann eine reaktive Strategie die bessere Lösung sein.


7. Welche alternativen Maßnahmen können getroffen werden, wenn es keine angemessenen vorbeugenden Lösungen gibt?

Was passiert, wenn Sie das Problem nicht durch vorbeugende oder vorausschauende Instandhaltung lösen können? Gibt es eine Alternative? Selbstverständlich – es bedarf nur ein wenig Kreativität.

Stellen wir uns vor, Sie haben einen alten Hubwagen und entscheiden, dass es das Beste ist, diesen so lange laufen zu lassen, bis er das Zeitliche segnet. Sie können den Produktionsausfall verhindern, indem Sie eine Alternative schaffen und einen anderen Hubwagen mieten oder leihen, damit Sie nicht an Produktivität einbüßen. Es käme also gar nicht erst zu einem unerwarteten Ausfall, weil Sie im Voraus eine Lösung für das eventuell auftretende Problem parat hätten.

Die Standardmaßnahmen der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung

Wie beschrieben, können Störungen nicht immer vermieden werden. Um diese jedoch schnell erkennen und beheben zu können, bieten sich nachfolgende Standardmaßnahmen an.


Geplante Funktionsprüfungen

In diesen Bereich fallen die Inspektion sowie die Überprüfung von Anlagen und Maschinen. Ziel sind die Identifizierung und Behebung eingetretener verdeckter Störungen.


Ungeplante Instandhaltungsmaßnahmen

Es kann vorkommen, dass trotz vorbeugender Maßnahmen, Störungen an Maschinen nicht ausgeschlossen werden können. Ebenso ist es möglich, dass genaue Funktionsprüfungen keine Erkenntnisse über aufgetretene verdeckte Fehler liefern. In solchen Fällen sind geplante Instandhaltungsmaßnahmen alleine nicht sinnvoll. Die Alternative heißt: Reaktive Instandhaltung. Im Rahmen dieses Vorgehens werden erst nach dem Auftreten von Störungen Maßnahmen zur Behebung ergriffen. „Break and fix“ lautet also die Devise.


Konstruktionsänderungen

Manchmal können weder Störungen vermieden noch verdeckte Fehler aufgespürt werden.Wenn es dazu kommt und die sich daraus ergebenden Konsequenzen schlichtweg inakzeptabel für den reibungslosen Ablauf der Produktion sind, hilft oft nur noch eines: Konstruktionsänderungen an den für den Störfall verantwortlichen Komponenten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es der „gesunde“ Mix aus den Standardmaßnahmen ist, der die Kosten für die Instandhaltung im Zaum und die Produktionsprozesse am Laufen hält.

Einsatzmöglichkeiten von RCM

Die Stärken der RCM-Strategie zeigen sich insbesondere im Rahmen der Instandhaltung komplexer Maschinen und Anlagen, die einerseits eine sehr hohe Ausfallsicherheit aufweisen müssen und bei denen andererseits die Instandhaltungskosten nicht ins Unermessliche steigen dürfen. Solche Anlagen werden unter anderem in Produktionshallen der Chemieindustrie, der Pharma- und Nahrungsmittelbranche und bei Automobil-, Elektro- und Maschinenherstellern eingesetzt. Dabei ist der kontinuierliche Betrieb der Systeme in den unterschiedlichsten Einsatzgebieten von größter Bedeutung – ungeplante Stillstände kann niemand gebrauchen.

Die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltungsstrategie bietet unter Berücksichtigung der spezifischen Betriebsbedingungen einen analytischen, strukturierten Ansatz zur detaillierten und umfassenden Betrachtung des Zustandes von Maschinen, um potenzielle Störungen weitestgehend auszuschließen.

Nicht zuletzt gilt es, beim Einsatz von RCM folgendes zu beachten: Auch wenn theoretisch durch eine umfangreiche Analyse alle möglichen Störungen aufgedeckt werden können, stehen dem Erkenntnisgewinn immer Kosten und Zeit für entsprechende Instandhaltungsmaßnahmen gegenüber. Somit sollte sorgfältig abgewogen werden, wie tief der Analyseprozess vorangetrieben wird. Ein passendes Analysetool erweist sich dahingehend als sinnvoll, um stets über aktuelle und aufbereitete Daten zu verfügen.

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