Vorausschauende Instandhaltung von Maschinen - wann in KMU rentabel?
Aktualisiert: 17. Aug.
Sie nehmen Inspektion und Wartung Ihrer Produktionsanlage sehr ernst? - Müssen Sie auch, damit die Produktion reibungslos läuft. Doch der Aufwand für die herkömmliche Instandhaltung ist groß, mithin die Kosten hoch.
Haben Sie sich bereits mit dem Gedanken an die Umstellung auf Vorausschauende Instandhaltung in Ihrem mittleren Betrieb befasst.? - Dann sind Sie hier genau richtig.
Ich werde Ihnen im Folgenden die wichtigsten Punkte zu Predictive Maintenance nahebringen, wie immer verständlich und auf Augenhöhe:
Gemeinsamkeiten und Unterschiede beider Systeme: Herkömmliche Instandhaltung versus Vorausschauende Instandhaltung.
Kosten für die Anschaffung von Hardware, Software und Implementierung.
Aufwand für die Vorbereitungen.
Amortisation der Umstellung.
Fragen an den Lösungsanbieter.
Was ist der entscheidende Unterschied zwischen Vorbeugender und Vorausschauender Instandhaltung
Vorbeugende (präventive) Instandhaltung auf Basis von Erfahrungswerten und Fachwissen
Mit der Checkliste in der Hand kontrollieren Ihre Mechaniker bei der Inspektion die Maschine regelmäßig: Sie überprüfen etwa Leitungen, kontrollieren den Ölstand. In vorgegebenen Intervallen: täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich ...
Bei der regelmäßigen Wartung werden etwa Betriebsflüssigkeiten wie Öl oder Kühlmittel nachgefüllt oder ausgetauscht. Repariert wird dann, wenn tatsächlich ein Maschinenteil nicht mehr voll funktionsfähig ist, bald ausfallen könnte oder ausgefallen ist.
Sie kennen das als Leiter einer Produktionsfirma sehr gut. Die Vorbeugende Instandhaltung basiert also auf Augenschein, Erfahrungswerten, auf Fachwissen über Materialien und Funktionen. Abnutzung soll verzögert, Ausfall verhindert werden.
Wie sieht die Bilanz aus:
Die stete Wachsamkeit erfordert viel Personal. Menschliche Fehler können vorkommen.
Durch große Vorsicht werden Teile auch unnötig ersetzt.
Es kommt zu Stillständen der Maschinen durch die Wartung.
Nicht jeder Ausfall wird vorweggenommen.
Vorausschauende Instandhaltung von Maschinen durch stete digitale Überwachung
Vorausschauende Instandhaltung wirkt ebenfalls präventiv, allerdings digital. Gewartet wird nicht auf der Basis von Erfahrungswerten, sondern dann, wenn das System die Notwendigkeit meldet.
Das bedeutet: Ihr Personal steht für andere Aufgaben zur Verfügung; es gibt weniger Stillstände der Anlage durch die Wartung. Erfahrungswerten und Fachwissen stehen digitale Erfassung und Auswertung entgegen:
Funktionsdaten wie Drehzahl, Temperatur, Geräusche werden erfasst.
Abweichungen wie ungewöhnliche Vibrationen oder Unwuchten werden an das zentrale System übermittelt.
Künstliche Intelligenz (KI) analysiert die Daten.
Prognostiziert wird, welche Bauteile ausfallen könnten.
Gegenmaßnahmen werden vorgeschlagen.
Praxisbeispiel: Wie Predictive Maintenance einen Lagerschaden verhindert
Stellen Sie sich ein wichtiges Förderband oder eine Pumpe in der Produktion vor. Ein Wälzlager beginnt sich abzunutzen – ganz unbemerkt.
So läuft die Früherkennung Schritt für Schritt ab:
Datenerfassung in Echtzeit: Am Gehäuse des Motors ist ein Vibrations- und Temperatursensor angebracht. Er misst kontinuierlich Schwingungen im Hochfrequenzbereich sowie die Gehäusetemperatur.
Signalabweichung erkennen: Monate bevor ein Mensch das Rumpeln hört, entstehen durch mikroskopisch kleine Risse im Lager winzige, hochfrequente Vibrationen.
Analyse und Warnung: Die Software vergleicht die Sensordaten mit dem normalen Betriebszustand. Erkennt das System eine typische Frequenzabweichung, wird das Wartungsteam informiert.
Lohnt sich Vorausschauende Instandhaltung für Ihr mittleres Unternehmen
Hört sich gut an, aber Sie wissen, in Vorausschauende Instandhaltung für Maschinen muss investiert werden, in Hardware und Software. Basisdaten müssen akribisch erfasst, eine Infrastruktur muss aufgebaut werden. Wichtig: Personal muss geschult werden.
Hardware und Software: Neuanschaffung und/oder Nachrüstung
Das System besteht aus Sensoren und Kameras, die müssen angeschafft und installiert werden. Dabei sind neuere Maschinen oft bereits mit Sensoren ausgestattet. Ältere Anlagen können nachgerüstet werden.
Basisdaten müssen im Vorfeld erhoben werden
Ein aufwendiger Teil besteht aus der Erfassung der Vergleichsdaten im Vorfeld. Also den historischen Daten. Denn die Datenquellen sind formal unterschiedlich:
Protokolle aus digitalen Wartungssystemen (IPS), etwa zu Reparaturen, Lebensdauer von Ersatzteilen. Manuelle Wartungsberichte.
Herstellerdokumentationen, also Datenblätter, Verschleißgrenzen und Konstruktionsdaten.
Die Daten kommen aus verschiedenen Ebenen des Unternehmens und müssen zusammengeführt werden:
Maschineneigene Daten, zum Beispiel Druck, Temperatur, Energieverbrauch.
Daten aus dem betrieblichen Kontext, etwa Produktionspläne, Materialwertigkeit.
Daten zum Status der Maschine wie Rüstzeiten, Stillstände.
Daten aus der Umgebung, etwa Raumtemperatur oder Staubbelastung.
Ausblick auf Kosten und Amortisation der Umrüstung
Die Umrüstung für 10 bis 20 Anlagen kostet ein mittleres Produktionsunternehmen zwischen 20.000 und 100.000 Euro für ein Pilotprojekt. So die Auskunft der KI. Ich belasse es dabei, denn in etwa gibt es Ihnen eine Vorstellung dessen, was auf sie zukommt. Dabei, so heißt es weiter, könne eine Komplettlösung 150.000 bis über 500.000 Euro kosten.
Wann lohnt sich die Investition in Prediktive Maintenance?
Eine Faustregel zur Amortisation: Die Investition rechnet sich in der Praxis meist nach 12 bis 24 Monaten, da sich ungeplante Stillstandszeiten deutlich reduzieren ließen. Im Fokus stehen dabei vermiedene Stillstandskosten, die müssen die Investitions- und Betriebskosten übersteigen.
Denken Sie schon lange, dass einiges im Argen liegt in der Produktion? - Dann lohnt sich die Umrüstung auf Vorausschauende Instandhaltung in KMU besonders bei folgenden Voraussetzungen:
Wenn Sie viele Stillstände bei Ihren Produktionsmaschinen haben. Denn jede Stunde kann fünfstellige Beträge kosten. Noch mehr, falls die ganze Produktion ausfällt. Lieferungen verzögern sich, Vertragsstrafen sind möglich.
Bei Verschleiß der Anlagen. Dadurch kommt es regelmäßig zu Schäden. Etwa durch Verschleiß an Lagern, Spindeln oder Motoren. Die können verhindert werden, denn dem Ausfall gehen Signale voraus. Zum Beispiel Vibrationen, Hitze, veränderte Stromaufnahme. Die Zeichen erkennt die Vorausschauende Instandhaltung.
Wenn es bei der herkömmlichen Instandhaltung zu steigenden Kosten kommt. Dann, wenn Teile unnötig getauscht werden. Wenn Ihre Lagerkosten hoch sind, weil Sie teure Ersatzteile lagern, um langen Lieferzeiten entgegenzuwirken.
Noch eine Faustregel: Rechnen Sie die Gesamtkosten aller ungeplanten Stillstände eines Jahres zusammen (inklusive Techniker, Ausschuss und Einnahmeausfall). Wenn diese Summe höher ist als 50.000 bis 100.000 Euro, amortisiert sich ein Pilotprojekt in der Regel bereits im ersten Jahr.
Dabei stehen Sie bei der Umstellung als Mittelständler nicht alleine. Bei der IHK gibt es beispielsweise Förderprogramme, Unterstützung bietet auch Mittelstand-Digital. Informieren Sie sich!
Anbietern und Dienstleistern die richtigen Fragen stellen
Ich möchte Ihnen zum Schluss noch einen Fragenkatalog mitgeben, eingeteilt in 4 Bereiche:
Integration und Kompatibilität (Retrofit)
„Wie binden Sie unsere Bestandsmaschinen (Altanlagen) an, die noch keine modernen Schnittstellen haben?“
„Unterstützt Ihre Software offene Industriestandards wie OPC UA oder MQTT?“
„Wie aufwendig ist die Schnittstelle zu unserem bestehenden ERP- oder Instandhaltungssystem (CMMS)?“
Daten und KI-Modelle
„Bringen Sie bereits fertige, trainierte KI-Modelle für unsere Maschinentypen (wie Pumpen, Frässpindeln) mit, oder müssen wir die Daten monatelang selbst sammeln?“
„Wie hoch ist die typische Fehlalarm-Quote Ihrer Software am Anfang?“
„Wo werden unsere Maschinendaten gespeichert (auf unseren Servern oder in einer DSGVO-konformen Cloud)?“
3. Kosten und Skalierbarkeit
„Wie sieht das Preismodell nach der Pilotphase aus (zum Beispiel Kosten pro Maschine, pro Sensor oder monatliche Pauschale)?“
„Welche einmaligen Kosten entstehen für die Anpassung der Software an unsere speziellen Prozesse?“
4. Support und Praxisbezug
„Wie sieht der konkrete Alarm-Prozess für unsere Instandhalter aus (etwa SMS, E-Mail, Ticket im System)?“
„Welchen Betreuungsaufwand müssen unsere Mitarbeiter im laufenden Betrieb für die Software aufwenden?“
Bestimmt fallen Ihnen noch weitere Fragen ein. Forschen Sie auch bei Ihren zuständigen Mitarbeitern im Vorfeld nach.
Möchten Sie sich näher mit der Gestaltung von Anleitutungen für die Instandhaltung, insbesondere Wartung und Reparatur beschäftigen? Dann empfehle ich Ihnen meinen Blogbeitrag: Instandhaltung - Wie sag ich's meinen Nutzern.
Falls Sie Fragen zu anderen Themen wie Technische Dokumentation oder Datenqualität als Voraussetzung für Digitalisierung und Einführung von KI haben, schauen Sie sich auf meiner Website um.
[Den Text hatte ich vor Längerem verfasst. KI hat mir die Zahlen zur Amortisation geliefert, zudem das Praxisbeispiel und die Fragen. Alles habe textlich überarbeitet]
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