Instandhaltung : Instandhaltung 4.0: Bessere Produktqualität und Anlagenverfügbarkeit

Moderne Instandhaltung hat eine hohe Anlagenverfügbarkeit und optimale Produktqualität bei gleichzeitig reduzierten Instandhaltungsaufwänden zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit zum Ziel. Komponenten einer Anlage sollen zum richtigen Zeitpunkt, sowie abgestimmt auf das aktuelle Produktionsprogramm und Abweichungen in der Produktqualität, ausgetauscht werden. Dies ist aktuell aufgrund fehlender Verknüpfung von Maschinen-, Produkt und Prozessdaten nicht möglich. Es ist somit nicht vorherzusehen, wann eine Anlage ausfallen wird. Instandhaltungsmaßnahmen werden folglich zu früh oder zu spät durchgeführt, wodurch eine Verschwendung von Ressourcen entsteht. Eine verbesserte Anlagenverfügbarkeit wird also mit einem erhöhten Instandhaltungsaufwand erkauft.

Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich das national geförderte Forschungsprojekt „Instandhaltung 4.0“, unter der Konsortialführerschaft der TU Wien in Kooperation mit Opel-Wien, der Pimpel GmbH sowie dem Lehrstuhl für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften (WBW) der Montanuniversität Leoben, mit der Entwicklung eines Instandhaltungsleitstandes. Dieser verknüpft für ein optimales Ergebnis verschiedene Daten miteinander – Echtzeit-Maschinensteuerungsdaten, Condition Monitoring Daten, Vergangenheitsdaten aus dem Messraum und das historische Wissen über Ausfallereignisse. Ein im Hintergrund laufendes Reaktionsmodell verbindet eine zustands- und belastungsabhängige Lebensdauerberechnung mit statistischem Ausfallverhalten.

Dieses Modell wird durch Data-Mining-Methoden unterstützt, die in den gesammelten Daten Muster erkennen und Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge aufzeigen.

Mit Hilfe des hinterlegten Regelwerks ist somit eine antizipative Instandhaltungsplanung möglich.

Daraus ergeben sich wesentliche Vorteile: Es kann sehr genau vorhergesagt werden, wann die Anlage ausfallen wird. So können Instandhaltungstätigkeiten zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt und damit die Zuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit entscheidend erhöht sowie die Ressourceneffizienz, beispielsweise in der Ersatzteilbevorratung, gesteigert werden.

Die Simulation von Belastungsverläufen erlaubt es darüber hinaus, Instandhaltungsaufwände auch für Klein- und Kleinstserien bereits vor Produktionsstart abzuschätzen.

Durch Echtzeitmonitoring und eine Verknüpfung aller Daten können außerdem bereits während der Produktion Qualitätsverschlechterungen erkannt und auf diese reagiert werden. So wird auch eine bessere Qualität der Produkte ermöglicht.

Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Tanja Nemeth ist wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Fraunhofer Austria und der TU Wien.