Störungen in industriellen Produktionen
Störungen in industriellen Produktionen
Störungen in industriellen Produktionen
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2. Sitzung, BrazeTec GmbH<br />
Hanau, 10. Juli 2003<br />
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
AWF-Arbeitsgeme<strong>in</strong>schaft<br />
„Methoden und Verfahren zur<br />
Beherrschung der Produktionslogistik“<br />
Gregor von Ciem<strong>in</strong>ski MEng<br />
Dipl.-Ing. Marcel Beller<br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Gliederungspunkte<br />
1. Wirtschaftliche Bedeutung der Instandhaltung<br />
2. Def<strong>in</strong>ition des Begriffs „Störung“ und Störungsarten<br />
3. Kennzahlen des Störungsmanagement<br />
4. Notfallstrategien bei E<strong>in</strong>treten von <strong>Störungen</strong><br />
5. Methoden zur Vermeidung von <strong>Störungen</strong><br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 1 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
1. Wirtschaftliche Bedeutung der<br />
Instandhaltung<br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Jährlicher Instandhaltungsaufwand der Industrie <strong>in</strong> Deutschland<br />
Instandhaltungsaufwand 2001: ca. 100 Mrd. Euro<br />
39,3%<br />
60,7%<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 3 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Immobilien<br />
Mobilien<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Volkswirtschaftlicher Umsatz der umsatzstarken Industriezweige<br />
Instandhaltung<br />
Straßenfahrzeugbau<br />
Baugewerbe<br />
Elektrotechnik<br />
Ernährungsgewerbe<br />
Chemische Industrie<br />
Elektrizität/Gas/Wasser/Fernwärme<br />
Masch<strong>in</strong>enbau<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 4 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
111<br />
108<br />
106<br />
104<br />
121<br />
135<br />
131<br />
143<br />
0 25 50 75 100 125 150<br />
Umsatz <strong>in</strong> Mrd. Euro<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
2. Def<strong>in</strong>ition des Begriffs „Störung“<br />
und Störungsarten<br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Bild 6<br />
Def<strong>in</strong>itionen<br />
Intensität<br />
© IQ<br />
Störung:<br />
„wahrnehmbarer Grad der Nichterfüllung der Funktion“<br />
� Bee<strong>in</strong>trächtigung der Funktion<br />
Zeitlicher Ablauf<br />
Fehler:<br />
„unzulässige Abweichung e<strong>in</strong>es Merkmals vom Sollverhalten“<br />
� Funktionsfähigkeit kann trotzdem erreicht werden<br />
Ausfall:<br />
„Unterbrechung der Funktionsfähigkeit oder des Ablaufs<br />
aufgrund e<strong>in</strong>es Fehlers oder e<strong>in</strong>er Störung“<br />
� Nichterfüllung der Funktion<br />
Schaden:<br />
„schwerwiegendste Form der Nichterfüllung durch<br />
Zerstörungen oder Veränderungen an Komponenten oder<br />
Materialien, die e<strong>in</strong>en Austausch zur Wiedererlangung der<br />
Funktionsfähigkeit erforderlich machen“<br />
� Zerstörung von Komponenten<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Ausfallursachen /MATY99/<br />
• Diszipl<strong>in</strong><br />
• Qualifikation<br />
• Motivation<br />
• Identifikation<br />
• Sabotage<br />
• Fehlbedienung<br />
• Gesundheitliche<br />
verfassung<br />
Ursache<br />
• Konstruktion<br />
• Montageort<br />
• Gebäude<br />
• Regelungstechnik<br />
• Verkettung<br />
• Automatisierungstechnik<br />
• Betriebsstunden<br />
• Temperatur<br />
• Staub<br />
•Regen<br />
• Atmosphäre<br />
• Kondensat<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 7 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
• Planung<br />
• Organisation<br />
•Motivation<br />
• Mitwirkung<br />
• Mittelbereitstellung<br />
•etc.<br />
Mensch Masch<strong>in</strong>e Umwelt Management<br />
Material Methode Messtechnik sonst. E<strong>in</strong>flussgrößen<br />
• Spezifikation<br />
• Verschleiß<br />
• Ermüdung<br />
• Belastung<br />
• Betriebsstoffe<br />
• Korrosion<br />
• Dehnung<br />
• Schwachstellenanalyse<br />
• Überwachung<br />
• Instandsetzung<br />
•Wartung<br />
• Inspektion<br />
• Fremd-Instandhaltung<br />
• Darstellung<br />
• Auswertung<br />
• Signalbearbeitung<br />
• Übertragungstechnik<br />
•etc.<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
Wirkung<br />
Störung /<br />
Anlagenausfall<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Ausfallarten<br />
Relatives<br />
Vorhandense<strong>in</strong> der<br />
Betriebseigenschaft<br />
Relatives<br />
Vorhandense<strong>in</strong> der<br />
Betriebseigenschaft<br />
Relatives<br />
Vorhandense<strong>in</strong> der<br />
Betriebseigenschaft<br />
Sprungausfall<br />
Betriebsdauer<br />
Drift-Verlauf mit Sprungausfall<br />
Drift-Ausfall<br />
Betriebsdauer<br />
Betriebsdauer<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 8 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Sicherungsauslösung durch Blitze<strong>in</strong>wirkung<br />
Schalterzerstörung durch Blitzentladung<br />
Durchbrennen e<strong>in</strong>er Glühlampe<br />
Dauerschw<strong>in</strong>gversuch: gehärteter Stahl<br />
Abbau der Öldurchschlagfestigkeit<br />
Dauerschw<strong>in</strong>gversuch: St 37<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
3. Kennzahlen des Störungsmanagement<br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Def<strong>in</strong>ition des Begriffes „Zuverlässigkeit“<br />
© IQ<br />
Bild 10<br />
Zuverlässigkeit<br />
Beschaffenheit e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>heit bezüglich ihrer Eignung,<br />
während oder nach vorgegebenen Zeitspannen bei<br />
vorgegebenen Anwendungsbed<strong>in</strong>gungen die<br />
Zuverlässigkeitsforderungen zu erfüllen [DIN 40041,<br />
vgl. auch ISO 8402].<br />
Eignung e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>heit e<strong>in</strong>e geforderte Funktion unter<br />
vorgegebenen Anwendungsbed<strong>in</strong>gungen für e<strong>in</strong>e<br />
vorgegebene Zeitspanne zu erfüllen [DIN 40041,<br />
Def<strong>in</strong>ition für „Funktionsfähigkeit].<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Zuverlässigkeitsfunktion R(t) e<strong>in</strong>er logischen Serienanordnung<br />
© IQ<br />
Bild 11<br />
R 1(t) R 2(t) R 3(t) R n-1(t) R n(t)<br />
A 1 A 2 A 3 A n-1 A n<br />
R(t)<br />
= R<br />
1<br />
(t) * R<br />
2<br />
(t) * R<br />
3<br />
(t) ... R<br />
n-1<br />
(t) * R<br />
n<br />
(t)<br />
=<br />
n<br />
∏<br />
i=<br />
1<br />
R<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker<br />
i<br />
(t)
Zuverlässigkeitsfunktion R(t) e<strong>in</strong>er logischen Parallelanordnung<br />
© IQ<br />
Bild 12<br />
R 1(t)<br />
A 1<br />
R2(t) R3(t) Rn-1(t) Rn(t) A2 A3 An-1 An R<br />
(t)<br />
=<br />
1-<br />
n<br />
∏<br />
i=<br />
1<br />
(1−<br />
R (t) )<br />
i<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Kenngrößen e<strong>in</strong>es e<strong>in</strong>zelnen Arbeitssystems<br />
Stillstand (S)<br />
E<strong>in</strong>griff (E)<br />
Fehltakt (F)<br />
© IFA<br />
ΣTTRS<br />
ΣTTRE<br />
ΣTTRF<br />
Nutzungsgrad N =<br />
Bereitschaftsdauer<br />
Nutzungsdauer (z.B. 16h) TNutz<br />
Betriebsdauer TBetr.<br />
(Produktionsdauer, E<strong>in</strong>satzdauer)<br />
stillstandsfreie<br />
Laufdauer TBF<br />
techn. Verfügbarkeit V =<br />
s<br />
Σ S<br />
personalfreie<br />
Laufdauer TBF<br />
ΣTBFS+F ΣTBFS+F produktive Verfügbarkeit V<br />
TNutz<br />
S+F =<br />
TBetr. T Betr.<br />
Σ S+E<br />
störungsfreie<br />
Laufdauer TBF<br />
ΣTBFS<br />
personalfreie Verfügbarkeit V =<br />
S+E<br />
Σ S+E+F<br />
störungsfreie Verfügbarkeit V =<br />
S+E+F<br />
ΣTBF S+E<br />
T Betr.<br />
ΣTBFS+E+F<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 13 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
organisatorische<br />
Stillstandsdauer<br />
Torg.<br />
Pausen<br />
Untersuchungsdauer ist Teil<br />
der Nutzungsdauer<br />
Schichten, <strong>in</strong> denen<br />
die Anlage abgeschaltet<br />
wird<br />
Rüsten<br />
Wartung, vorbeugende<br />
Instandsetzung<br />
Materialbereitstellung<br />
Verkettungsverluste<br />
(Blockieren, Warten, Verzögerung)<br />
ΣTTR<br />
Mittlere Ausfalldauer MTTR =<br />
Anzahl TTR<br />
ΣTBF<br />
Mittlere Laufdauer MTBF =<br />
Anzahl TBF<br />
Anzahl TTR = Anzahl TBF<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Gesamtverfügbarkeit sequentiell verketteter Arbeitssysteme<br />
Zeitanteil <strong>in</strong> %<br />
© IFA<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
V 1 V 2 . . . .<br />
ΣB1ΣTTR2 ΣTTR1<br />
Σ W2<br />
PS1 PS2<br />
PS = Produktionssystem<br />
technische<br />
Stillstände<br />
Gesamtsystem<br />
( Σ TTR )<br />
GS<br />
stillstandsfreie<br />
Laufdauer<br />
( Σ TBF)<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 14 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Betriebsdauer<br />
des Gesamtsystems<br />
VGS<br />
Annahme: technische Stillstände treten<br />
nicht zeitparallel auf<br />
Σ TTR1<br />
Σ TTR2<br />
Σ B1<br />
Σ W2<br />
TBF1 = TBF2 = TBFGS<br />
= technische Stillstände<br />
Station 1<br />
= technische Stillstände<br />
Station 2<br />
= Blockade von<br />
Station 1 wegen Σ TTR2<br />
= Warten auf Station 1<br />
wegen Σ TTR1 Σ TBF<br />
=<br />
ΣTBF+<br />
Σ TTR<br />
=<br />
MTBF<br />
MTBF i; MTTRi<br />
MTBF<br />
=<br />
Σ MTBF+MTTRGS =<br />
1<br />
1+ Σ (<br />
n 1<br />
-1)<br />
vi i=1<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Gesamtverfügbarkeit redundanter Arbeitssysteme<br />
© IFA<br />
100%<br />
V1 Tt1 ΣTTR1<br />
ΣTBF1<br />
V2<br />
Tt2 ΣTTR2<br />
ΣTBF2<br />
Vges<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 15 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Annahme: Redundanz aufgrund<br />
Kapazitätserweiterung<br />
(Kapazität System = ^ Kapazität der L<strong>in</strong>ie)<br />
Σ TTR<br />
Σ TBF<br />
Tti<br />
a) für<br />
b) für<br />
Tti<br />
Tti<br />
= technische Stillstände<br />
= Stillstandsfreie Laufdauer<br />
= Taktzeit der Stationen<br />
= Tti+1<br />
= Tti+1<br />
gilt<br />
gilt<br />
Vges<br />
Vges<br />
=<br />
=<br />
Σ Vi<br />
Vi<br />
Tti<br />
Tti<br />
n<br />
Σ n<br />
Σ i<br />
i=1<br />
i<br />
1<br />
i=1<br />
1<br />
n=1<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Verlustquellen und OEE-Wert<br />
© IQ<br />
Bild 16<br />
Anlagen<br />
verfügbare Zeit<br />
Betriebszeit<br />
Netto-<br />
Betriebszeit<br />
wertschöpfende<br />
Betriebszeit<br />
Verluste durch<br />
Fehler<br />
Geschw<strong>in</strong>digkeitsverluste<br />
Verluste durch<br />
Ausfallzeiten<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
Die 6 großen<br />
Verlustquellen<br />
Verluste durch<br />
Anlagenausfälle<br />
Rüst- und<br />
E<strong>in</strong>richtungsverluste<br />
Verluste durch<br />
Leerlauf und<br />
Kurzstillstände<br />
Verluste durch<br />
verr<strong>in</strong>gerte<br />
Taktgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
Verluste durch<br />
Anlaufschwierigkeiten<br />
Qualitätsverluste<br />
(Ausschuß/Nacharbeit)<br />
Berechnung der<br />
Gesamtanlageneffektivität<br />
Leistungsgrad (LG)<br />
t: geplante Taktzeit<br />
n: Output<br />
Gesamteffektivität (OEE)=<br />
Verfügbarkeit x Leistungsgrad x Qualitätsrate<br />
Verfügbarkeit<br />
verfügbare Zeit - T<br />
V =<br />
verfügbare Zeit<br />
T : Ausfallzeiten<br />
Aus<br />
t x n<br />
LG =<br />
T<br />
Qualitätsrate (QR)<br />
QR<br />
=<br />
n -<br />
Lauf<br />
n<br />
AU<br />
AU: Ausschussmenge<br />
Aus<br />
× 100%<br />
× 100%<br />
× 100%<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Bestimmung der Auslastung<br />
Instand-<br />
Bearbeiten Rüsten Stillstand<br />
haltung<br />
Störung<br />
zur Leistungserstellung<br />
genutzte Zeit<br />
zur Leistungserstellung<br />
verfügbare Zeit<br />
Auslastung =<br />
gesamt Zeit<br />
Bearbeiten + Rüsten + Stillstand<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 17 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Bearbeiten<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
4. Notfallstrategien bei E<strong>in</strong>treten von <strong>Störungen</strong><br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Unterscheidung der Betriebszustände Stillstand und E<strong>in</strong>griff<br />
© IFA<br />
Betriebszustand: E<strong>in</strong>griff<br />
Anlage<br />
Anlage Bediener<br />
Anlage: läuft<br />
Betriebszustand: Stillstand<br />
Bediener<br />
Zeit bis<br />
Zeit bis<br />
Störung<br />
erkennen<br />
über- e<strong>in</strong>greifen wachen über- e<strong>in</strong>greifen wachen<br />
Anlage: läuft<br />
Störort<br />
erreichen<br />
Störung<br />
erkennen<br />
Störung<br />
beheben<br />
Stillstand<br />
erkennen<br />
Funktionsträger: stört<br />
überwachen entstören<br />
überwachen<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 19 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
steht<br />
Zeit zur<br />
Störort<br />
erreichen Störungsbehebung<br />
Funktionsträger: i.O.<br />
Anlage: läuft<br />
Prozeß<br />
unterstützung<br />
Wiederankauf<br />
i.O.<br />
läuft<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Schadensanalyse<br />
© IQ<br />
Bild 20<br />
Die Schadensanalyse dient zur Untersuchung u.<br />
Erforschung von Schäden und Schadensabläufen<br />
sowie zur Erarbeitung von Verhütungsmaßnahmen<br />
für Schäden<br />
Def<strong>in</strong>ition: Nach [DIN31051] ist e<strong>in</strong> Schaden im S<strong>in</strong>ne der<br />
Instandhaltung def<strong>in</strong>iert als<br />
„Zustand e<strong>in</strong>er Betrachtungse<strong>in</strong>heit nach<br />
Unterschreiten e<strong>in</strong>es bestimmten<br />
(festzulegenden) Grenzwertes des<br />
Abnutzungsvorrates, der e<strong>in</strong>e im H<strong>in</strong>blick auf<br />
die Verwendung unzulässige Bee<strong>in</strong>trächtigung<br />
der Funktionsfähigkeit bed<strong>in</strong>gt“<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Ablauf e<strong>in</strong>er Schadensanalyse <strong>in</strong> vier Phasen<br />
© IQ<br />
Bild 21<br />
Schaden<br />
Untersuchungen<br />
• Menschliche E<strong>in</strong>flüsse<br />
• Schaden<br />
• Umwelte<strong>in</strong>flüsse<br />
Ergebnisse 1<br />
Schadensart<br />
Untersuchungen<br />
• Planungs- und Konstruktionsfehler<br />
•Fertigungsfehler<br />
• Beanspruchungen<br />
•Sonstige<br />
Sammeln aller verfügbaren Informationen<br />
zur Aufstellung von Schadenshypothesen<br />
• Dokumentation<br />
• Schwachstellen<br />
ermitteln<br />
•Montage und Be-<br />
triebsanleitungen<br />
Informationsphase<br />
Hersteller<br />
• Schadensstatistik<br />
Hypothesen<br />
• Schadensteil<br />
• Schadensart<br />
verbessern<br />
2 phase<br />
• Mögliche Schadensursache<br />
Hypothesenbeurteilung<br />
Schadensbericht,Gutachten<br />
• Konstruktion und Ferti-<br />
gungsverfahren ändern<br />
• Beanspruchungen und<br />
Werkstoffwahl prüfen<br />
Schadensursache<br />
Maßnahmen<br />
direkt<br />
• Instandsetzung<br />
•Austausch<br />
• Verschrottung<br />
•Neukauf<br />
Anwender<br />
<strong>in</strong>direkt<br />
• IH eventuell ändern<br />
• Vorschriften ändern<br />
• Bedienung prüfen<br />
• Kontrolle ergänzen<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker<br />
2<br />
3<br />
4<br />
Ergebnis-<br />
Hypothesenphase<br />
Maßnahmenphase
Bedarfs- und Lagere<strong>in</strong>flussgrößen für Instandhaltungsmaterial<br />
© IQ<br />
Bild 22<br />
Bedarfse<strong>in</strong>flußgrößen<br />
Lagere<strong>in</strong>flußgrößen<br />
technische<br />
wirtschaftliche<br />
organisatorische<br />
technische<br />
wirtschaftliche<br />
organisatorische<br />
Wartungsmaterial<br />
• nutzbare Lebensdauer<br />
• Qualitätsanforderungen<br />
• Mengen<br />
• Anzahl der Anlagen<br />
• Kosten des Materials<br />
• Normung der Anlagen<br />
• wirtschaftliches Risiko im<br />
Schadensfall<br />
• mögliche Lieferzeit<br />
• Sortenzahl<br />
• Normung<br />
• Umfang der Wartung<br />
• Lagerflächen und -räume<br />
• Lagere<strong>in</strong>richtungen<br />
• Lagerart<br />
• optimale Bestellungen<br />
• Preise der Lagergüter<br />
• durchschnittliche Lagerdauer<br />
• Organisation des Lagers und des Raumnutzungsgrad<br />
• Lagerstandorte<br />
Instandsetzungsmaterial (Ersatzteile)<br />
Verschleißteile Reserveteile<br />
• theoretische und tatsächliche<br />
Lebensdauer<br />
• Belastungen der Elemente<br />
• Umgebungse<strong>in</strong>flüsse, Zahl der<br />
Anlagen<br />
• wirtschaftliches Risiko im<br />
Schadensfall<br />
• Kosten des Materials<br />
• Normung der Anlagen<br />
• geplanter E<strong>in</strong>satzzeitpunkt<br />
• mögliche Lieferzeit, Normung<br />
• E<strong>in</strong>satzzeit<br />
• Umfang der vorbeugenden<br />
Instandhaltung<br />
• Transportmittel<br />
• Mengen und Größen der<br />
Lagergüter<br />
• Kosten der Bestellungen<br />
• Kosten der Lagerung<br />
• Zuverlässigkeit der Elemente<br />
• Struktur des Systems<br />
• Belastung der Elemente und<br />
des Systems<br />
• wirtschaftliches Risiko im<br />
Schadensfall<br />
• Folgekosten<br />
• wirtschaftlicher Verlust im<br />
Falle des Nichtbedarfs<br />
• Garantiezeit der Ersatzteillieferung<br />
• vertragliche Absprachen der<br />
Anlagennutzung<br />
• Qualität der Lagergüter<br />
• Lagerstandort<br />
• Lebensdauer der Lagergüter<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
<strong>Störungen</strong> <strong>in</strong> <strong>in</strong>dustriellen <strong>Produktionen</strong><br />
5. Methoden zur Vermeidung von <strong>Störungen</strong><br />
fabrikorganisation<br />
fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Lehrstuhl Prof. Dr.-Ing. für Fabrikorganisation<br />
A. Kuhn<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Universität Hannover<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Grundbegriffe der Instandhaltung (DIN 31051)<br />
© IQ<br />
Bild 24<br />
Wartung<br />
Maßnahmen zur Bewahrung des<br />
Sollzustandes von technischen<br />
Mitteln e<strong>in</strong>es Systems<br />
Instandhaltung<br />
Maßnahmen zur Bewahrung und<br />
Wiederherstellung des Sollzustandes<br />
sowie zur Feststellung und Beurteilung<br />
des Istzustandes von technischen<br />
Mitteln e<strong>in</strong>es Systems<br />
Inspektion<br />
Maßnahmen zur Feststellung und<br />
Beurteilung des Istzustandes von<br />
technischen Mitteln e<strong>in</strong>es Systems<br />
Instandsetzung<br />
Maßnahmen zur Wiederherstellung<br />
des Sollzustandes von technischen<br />
Mitteln e<strong>in</strong>es Systems<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Entwicklungsstufen der Instandhaltung<br />
Handwerkliche F. Industrielle Fertigung<br />
© IQ<br />
Bild 25<br />
Entwicklungen <strong>in</strong> der<br />
Produktionstechnik<br />
Flexibilisierung<br />
Gruppenkonzepte,<br />
TQM, Just <strong>in</strong> Time<br />
Automatisierung<br />
Taylorismus<br />
Mechanisierung<br />
Handwerk<br />
ger<strong>in</strong>g Informationstechnik hoch<br />
Instandhaltungswerker<br />
Reparatur von<br />
Schäden<br />
diagnoseorientierte<br />
Instandhaltung<br />
vorbeugende<br />
Instandhaltung <strong>in</strong><br />
festen Intervallen<br />
rechnergestützte<br />
Zustandsabhängige<br />
Instandhaltung<br />
Betreibermodelle,<br />
Verfügbarkeit als Produkt,<br />
HIM, RCM<br />
gruppenorientierte<br />
reaktionsschnelle<br />
Verfügbarkeitssicherung,<br />
TPM<br />
18. Jhd 1950 1970 1980 2000 2010<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Typische Prozessarten der Instandhaltung<br />
© IQ<br />
Bild 26<br />
IH-Politik<br />
Kunden-<br />
IH-Auftrag<br />
auftrag<br />
Mitarbeiter<br />
IH-Ziele &<br />
Strategie<br />
Führungsprozesse<br />
IH-Planung<br />
Aufbau- und<br />
Ablauforganisation<br />
Wertschöpfungsprozesse (Realisierung)<br />
Wartungsprozesse<br />
Inspektionsprozesse<br />
Instandsetzungsprozesse<br />
Prozesse zur Anlagenverbesserung<br />
...<br />
...<br />
Arbeits-<br />
Wissen Datenanalyse<br />
umgebung<br />
IH-Steuerung IH-Controll<strong>in</strong>g<br />
Erfüllter<br />
IH-Auftrag<br />
Ressourcenmanagementprozesse Mess-, Analyse- und Verbesserungsprozesse<br />
Unterstützungsprozesse<br />
Verbesserungsmaßnahmen<br />
Zufriedenheit<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Auswahl der geeigneten Instandhaltungsstrategie<br />
© IQ<br />
Bild 27<br />
Ausfallursache oder<br />
-verhalten<br />
bekannt ?<br />
ja<br />
Verschleißteil ?<br />
VMEA<br />
-Verschleißmöglichkeiten<br />
aufstellen<br />
-Verschleißwahrsche<strong>in</strong>lichkeit<br />
bestimmen<br />
-Auswirkungen des<br />
Verschleißes<br />
-Entdeckung des<br />
Verschleißes<br />
vor Auftritt e<strong>in</strong>es<br />
Schadens<br />
-> RPZ<br />
RPZ hoch ?<br />
ja<br />
ja<br />
ne<strong>in</strong><br />
ne<strong>in</strong><br />
ne<strong>in</strong><br />
Ausfallverhalten mit Hilfe von<br />
Ursachen- und Ausfallanalyse<br />
sowie Fehlerbaumanalyse (FTA)<br />
bestimmen<br />
ne<strong>in</strong><br />
Zustandsüberwachung<br />
technisch möglich ?<br />
Anlagenpriorität<br />
hoch ?<br />
ja<br />
Vorbeugende<br />
Instandhaltung<br />
wirtschaftlich ?<br />
ja<br />
Vorbeugende<br />
Instandhaltung<br />
ja<br />
ne<strong>in</strong><br />
ne<strong>in</strong><br />
Festlegung von<br />
Meßparametern,<br />
-verfahren und -geräten<br />
Feuerwehrstrategie<br />
ne<strong>in</strong><br />
Zustandsüberwachung<br />
wirtschaftlich ?<br />
ja<br />
Zustandsorientierte<br />
Instandhaltung<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Vor- und Nachteile von Instandhaltungsstrategien<br />
© IQ<br />
Bild 28<br />
Anwendungsbeispiel Strategie Vorteile Nachteile<br />
ausfallbed<strong>in</strong>gt<br />
"Feuerwehrstrategie"<br />
periodisch<br />
vorbeugend<br />
"Präventivstrategie"<br />
zustandsorientiert<br />
vorbeugend<br />
"Inspektionsstrategie"<br />
volle Nutzung der Bauelementelebensdauer<br />
ger<strong>in</strong>ge Planung<br />
ger<strong>in</strong>ger Personalbedarf<br />
hohe Zuverlässigkeit<br />
Planbarkeit<br />
hohe und term<strong>in</strong>gerechte<br />
Verfügbarkeit<br />
Nutzung der Bauelementelebensdauer<br />
Planbarkeit<br />
volles Risiko<br />
ke<strong>in</strong>e Planbarkeit<br />
Wartungspersonal<br />
erforderlich<br />
e<strong>in</strong>geschränkte Bauelementelebensdauer<br />
Planungsaufwand<br />
Inspektionspersonal<br />
erforderlich<br />
erhöhter Planungsaufwand<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Teilmaßnahmen der Wartung<br />
(Durchführung; nach DIN 31051-1985)<br />
Wartung<br />
Re<strong>in</strong>igen<br />
Schmieren<br />
Nachstellen<br />
Auswechseln<br />
Ergänzen<br />
Konservieren<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 29 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Entfernen von Fremd- und Hilfsstoffen<br />
Zuführen von Schmierstoffen zur Schmierbzw.<br />
Reibstelle zur Erhaltung der Gleitfähigkeit<br />
Beseitigung e<strong>in</strong>er Abweichung mit Hilfe<br />
dafür vorgesehener E<strong>in</strong>richtungen<br />
Ersetzen von Hilfsstoffen und Kle<strong>in</strong>teilen<br />
Nach- und Auffüllen von Hilfsstoffen<br />
Durchführung von Schutzmaßnahmen<br />
gegen Fremde<strong>in</strong>flüsse mit dem Ziel<br />
des Haltbarmachens<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Teilprozesse der Inspektion<br />
Inspektion<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 30 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Ist-Zustand<br />
feststellen<br />
Informationen<br />
auswerten<br />
Ist-Zustand<br />
beurteilen<br />
Maßnahmen<br />
veranlassen<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Teilmaßnahmen der Instandsetzung<br />
(Durchführung; nach DIN 31051-1985)<br />
Instandsetzung<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 31 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
Ausbessern<br />
(Bearbeiten)<br />
Austauschen (Ersetzen)<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Def<strong>in</strong>ition von TPM<br />
© IQ<br />
Bild 32<br />
Total Productive Ma<strong>in</strong>tenance ist die totale produktive Instandhaltung. Sie<br />
verbessert ständig die gesamte Effektivität der Betriebsanlagen unter<br />
aktiver Beteiligung aller Mitarbeiter.<br />
1. Maximierung der Anlageneffektivität<br />
2. Produktive Instandhaltung über die gesamte Lebensdauer der Anlagen<br />
3. Alle Abteilungen der Unternehmung s<strong>in</strong>d e<strong>in</strong>bezogen<br />
4. Beteiligung jedes Mitarbeiters, vom Manager bis zum Anlagenbediener<br />
5. Motivierendes Management der autonomen Kle<strong>in</strong>gruppenaktivitäten<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Ziel und Bestandteile des Konzeptes Total Productive Ma<strong>in</strong>tenance (TPM)<br />
© IQ<br />
Bild 33<br />
Beseitigung von<br />
Schwerpunktproblemen<br />
Autonome<br />
Instandhaltung<br />
Geplantes<br />
Instandhaltungprogramm<br />
Instandhaltungsprävention<br />
Maximierung der Gesamtanlageneffektivität unter Beteiligung aller Mitarbeiter<br />
Schulung<br />
und Tra<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker
Bauste<strong>in</strong>e des TPM-Konzeptes nach /ALRH96/<br />
Beseitigung<br />
Beseitigung<br />
von<br />
von<br />
SchwerpunktSchwerpunktproblemenproblemen<br />
Verlustreduzierung<br />
Verlustreduzierung<br />
<strong>in</strong> Schwerpunkt-<br />
<strong>in</strong> Schwerpunktbereichenbereichen<br />
1. Verlustquellen identifizieren<br />
1. Verlustquellen identifizieren<br />
2. Schwerpunkte bestimmen<br />
2. Schwerpunkte bestimmen<br />
3. Verbesserungsteams bilden<br />
3. Verbesserungsteams bilden<br />
5. Maßnahmen erarbeiten<br />
5. Maßnahmen erarbeiten<br />
6. Maßnahmen durchführen<br />
6. Maßnahmen durchführen<br />
7. Erfolgskontrolle<br />
7. Erfolgskontrolle<br />
Maximierung der Gesamteffektivität<br />
Autonome<br />
Autonome<br />
Instandhaltung<br />
Instandhaltung<br />
Eigenverantwortliches<br />
Eigenverantwortliches<br />
Handeln und Sen-<br />
Handeln und Sensibilisierung<br />
des<br />
sibilisierung des<br />
Produktionspersonals<br />
Produktionspersonals<br />
1. Grundre<strong>in</strong>igung<br />
1. Grundre<strong>in</strong>igung<br />
2. Maßnahmen gegen Ver-<br />
2. Maßnahmen gegen Verschmutzungsquellenschmutzungsquellen<br />
3. Festlegen vorläufiger<br />
3. Festlegen vorläufiger<br />
Standards<br />
Standards<br />
4. Inspektion und Wartung<br />
4. Inspektion und Wartung<br />
der gesamten Masch<strong>in</strong>en/<br />
der gesamten Masch<strong>in</strong>en/<br />
Anlagen<br />
Anlagen<br />
5. Beg<strong>in</strong>n der autonomen IH<br />
5. Beg<strong>in</strong>n der autonomen IH<br />
6. Organisation u. Optimierung<br />
6. Organisation u. Optimierung<br />
des Arbeitsplatzes<br />
des Arbeitsplatzes<br />
7. Autonome Instandhaltung<br />
7. Autonome Instandhaltung<br />
Geplantes<br />
Geplantes<br />
InstandhaltungsInstandhaltungsprogrammprogramm<br />
Ziele<br />
Gewährleistung e<strong>in</strong>es Verbesserung der Qualifizierung der<br />
Gewährleistung e<strong>in</strong>es Verbesserung der Qualifizierung der<br />
stabilen Produktions- Bedien- u. Instandhalt- Mitarbeiter als<br />
stabilen Produktions- Bedien- u. Instandhalt- Mitarbeiter als<br />
prozesses und dessen barkeit, Reduzierung d. Ausgangspunkt für die<br />
prozesses und dessen barkeit, Reduzierung d. Ausgangspunkt für die<br />
ständige Verbesserung Anlaufschwierigkeiten ständige Verbesserung<br />
ständige Verbesserung Anlaufschwierigkeiten ständige Verbesserung<br />
Maßnahmen<br />
1. Setzen von IH-Prioritäten<br />
1. Setzen von IH-Prioritäten<br />
2. Schaffung e<strong>in</strong>er stabilen<br />
2. Schaffung e<strong>in</strong>er stabilen<br />
Ausgangsbasis<br />
Ausgangsbasis<br />
3. E<strong>in</strong>führung e<strong>in</strong>es<br />
3. E<strong>in</strong>führung e<strong>in</strong>es<br />
IPS-Systems<br />
IPS-Systems<br />
4. E<strong>in</strong>führung e<strong>in</strong>er prozess-<br />
4. E<strong>in</strong>führung e<strong>in</strong>er prozessorientierten<br />
Instandhaltung<br />
orientierten Instandhaltung<br />
5. Erhöhung der IH-Effizienz<br />
5. Erhöhung der IH-Effizienz<br />
6. E<strong>in</strong>führung der verbesserten<br />
6. E<strong>in</strong>führung der verbesserten<br />
Instandhaltung<br />
Instandhaltung<br />
7. Geplantes IH-Programm<br />
7. Geplantes IH-Programm<br />
Lehrstuhl für Fabrikorganisation<br />
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn<br />
Bild 34 Universität Hannover<br />
fabrikorganisation<br />
InstandhaltungsInstandhaltungspräventionprävention<br />
1. Produktentwicklung<br />
1. Produktentwicklung<br />
2. Anlagenkonzept<br />
2. Anlagenkonzept<br />
3. Anlagenkonstruktion<br />
3. Anlagenkonstruktion<br />
4. Herstellung<br />
4. Herstellung<br />
5. Installation<br />
5. Installation<br />
6. Anlauf<br />
6. Anlauf<br />
7. Betrieb<br />
7. Betrieb<br />
Schulung<br />
Schulung<br />
und<br />
und<br />
Tra<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
Tra<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
1. Bewusstse<strong>in</strong> und unter-<br />
1. Bewusstse<strong>in</strong> und unternehmensspezifischenehmensspezifische<br />
Ausprägung<br />
Ausprägung<br />
2. Grundlagen von TPM<br />
2. Grundlagen von TPM<br />
3. Werkzeuge von TPM<br />
3. Werkzeuge von TPM<br />
4. Autonome Instandhaltung<br />
4. Autonome Instandhaltung<br />
5. Geplante Instandhaltung<br />
5. Geplante Instandhaltung<br />
6. Fertigungskenntnisse<br />
6. Fertigungskenntnisse<br />
7. Kommunikations-<br />
7. Kommunikationskenntnissekenntnisse<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik
Aufbau e<strong>in</strong>es „idealen“ Überwachungs- und Diagnosesystems [nach Seif]<br />
© IQ<br />
Bild 35<br />
Überwachung<br />
Diagnose<br />
Diagnose<br />
Merkmale zur<br />
Fehlerlokalisierung<br />
Reaktion<br />
Reaktion<br />
Merkmale zur<br />
Fehlerbehebung<br />
Soll-/Ist-Vergleich<br />
Überwachung<br />
Merkmale zur<br />
Fehlererkennung<br />
Entscheidungsstufe<br />
Fehlersymptom/Merkmal<br />
Fehlerklassifizierung<br />
Fehleranzeige<br />
Fehlerursache, -ort und -art<br />
Problemlösung<br />
Extraktionsstufe<br />
Aufnehmer/ Sensor<br />
Anlage<br />
Bedienpersonal<br />
Universität Hannover<br />
Prof. Dr.-Ing. G. Redeker<br />
On-l<strong>in</strong>e Reaktion<br />
Off-l<strong>in</strong>e Reaktion
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