Bild 01: Conrad Electronic bietet eine Vielzahl an Produkten und Lösungen, die Fertigungsunternehmen rund um ihre Predictive-Maintenance-Strategie unterstützen (Quelle: Conrad Electronic)
Vor allem in kleineren Betrieben ist reaktive Wartung nach wie vor an der Tagesordnung. Außerplanmäßige Reparaturen erfolgen demnach dann, wenn die Anlage stoppt oder eine Maschine nicht mehr einsatzbereit ist. Die damit einhergehenden Ausfallzeiten kosten Geld, Zeit und Ressourcen. „Für zukunftsorientierte Unternehmen der industriellen Fertigung ist es aus meiner Sicht unverzichtbar, traditionelle Wartungsarbeiten durch innovative Strategien weiterzuentwickeln, um auf Dauer wettbewerbsfähig zu bleiben“, sagt Michael Schlagenhaufer (Bild 2), Senior Director Product & Procurement Divison Core Electronics bei Conrad Electronic [1].
Studien wie der „Value of Reliability Report“ von ABB [2] unterstützen die Einschätzung des Conrad-Experten: Trotz präventiver und prädiktiver Maßnahmen erleben 67 % aller Industriebetriebe mindestens einen ungeplanten Maschinenausfall pro Monat. Zieht sich dieser über drei Tage, bedeutet das im Durchschnitt 70 000 € Bruttogewinnverlust für das betroffene Unternehmen. Rechnet man aus, was ein Maschinenstillstand die deutsche Wirtschaft kostet, liegt der Betrag bei rund 147 000 €/h.
Für jede Anforderung die richtige Messtechnik
Grundlage einer Predictive-Maintenance-Strategie sind verschiedene Echtzeitwerte, wie Prozess- und Maschinendaten oder die Temperatur von Maschinenteilen. Mit digitalen Sensoren, Messgeräten und weiteren Analysewerkzeugen lassen sich all diese Daten in Echtzeit erfassen und verarbeiten. „Der Erfolg einer vorausschauenden Wartungsstrategie ist von der Genauigkeit der eingesetzten Messgeräte abhängig“, so M. Schlagenhaufer.
Insbesondere rotierenden Komponenten kommt bei der Vermeidung von Maschinenausfällen ein hoher Stellenwert zu. Umso wichtiger ist deren Kontrolle und Überwachung, beispielsweise mittels hochwertiger Schwingungsmessgeräte wie dem PCE-VT 3900S. Auf Basis der von ihnen gemessenen Vibrationsdaten lässt sich eine Schwingungsanalyse durchführen. Dazu werden die Messdaten mit dem „normalen“ Schwingungsmuster abgeglichen. Wird eine Anomalie entdeckt, können entsprechende Maß nahmen ergriffen werden. Das Einsatzgebiet ist groß: Angefangen bei Werkzeugmaschinen über Motoren und Getriebe bis hin zu Pumpen oder Turbinen.
Auch die Infrarotanalyse, mit deren Hilfe die Gerätetemperatur kontinuierlich überprüft wird, ist ein elementarer Teil einer vorausschauenden Wartungsstrategie. Sie ermöglicht die Erkennung von Hotspots, die zum Beispiel aus Fehlern kurz vor dem Ausfall stehender Sicherungen resultieren, oder durch eine erhöhte Reibung bei bewegten Teilen, wie Gelenken und Kugellagern. Für diesen Anwendungsfall eignen sich professionelle Wärmebildkameras wie die WB-430 von Voltcraft (Bild 3). Sie machen Objekttemperaturbereiche von –20 °C bis zu 650 °C erkennbar.
Ein weiterer elementarer Baustein der vorausschauenden Wartung: Überlastungen erkennen und Kurzschlüsse frühzeitig vermeiden. Die kontinuierliche Überwachung der Stromkreise ist hierfür essenziell. Zum Einsatz kommen Stromüberwachungsrelais, zum Beispiel von Siemens oder TRU Components, die im Fall der Fälle den betroffenen Stromkreis vom Netz trennen. IoT-fähige Schutzschaltgeräte sind außerdem in der Lage, Nachrichten an das Wartungsteam zu senden, wenn Fehler erkannt werden.
Maschinenausfall vorbeugen – ein Blick in die Praxis
Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht den Nutzen: Ein Hersteller von Hightech-Maschinen für die Pharmaindustrie stand immer wieder vor der Herausforderung, die Ursache für den Ausfall der von ihm produzierten Maschinen zu finden. Insbesondere dann, wenn die Maschinen im Ausland eingesetzt wurden, war das problematisch. Aufgrund auf Garantie laufender Reparaturansprüche mussten Mitarbeiter des Herstellers manchmal wochenlang zum Kunden reisen, um den Fehler zu identifizieren.
Das Außendienst-Team von Conrad brachte daraufhin die Akustikkamera Fluke ii915 (Bild 4) für eine Demonstration in der Produktion mit zu einem Kundenbesuch in die Produktion. Der Kunde war zunächst skeptisch. Vor Ort zeigte sich jedoch, dass mit dieser Spezialkamera die Ursache schnell gefunden werden konnte: ein defektes Lager in einem neuen, kostenintensiven Elektromotor. Im Anschluss wurde ein Gegentest an einem funktionsfähigen Motor durchgeführt.
Ein Kollege aus dem technischen Support von Conrad diagnostizierte daraufhin noch andere defekte Motoren und es konnte festgestellt werden, dass es sich um ein generelles Problem seitens des Motorenlieferanten handelte. Der Mehrwert für den Kunden: Einfache Fehleridentifikation vor der Aussendung der Maschinen, weniger Garantieleistungen, weniger Kosten und ein auf lange Sicht optimierter Produktionsprozess.