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Die Instandhaltung von technischen Systemen, Bauelementen, Geräten und Betriebsmittel soll sicherstellen, dass der funktionsfähige Zustand erhalten bleibt oder bei Ausfall wieder hergestellt wird.
Die DIN 31051 strukturiert die Instandhaltung in die vier Grundmaßnahmen
- Wartung,
- Inspektion,
- Instandsetzung und
- Verbesserung (im Sinne einer Steigerung der Funktionssicherheit).
- Erhöhung und optimale Nutzung der Lebensdauer von Anlagen und Geräten
- Verbesserung der Betriebssicherheit
- Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit
- Optimierung von Betriebsabläufen
- Reduzierung von Störungen
- Vorausschauende Planung von Kosten
Instandhaltung ist besonders dort wichtig, wo das Versagen technischer Systeme Menschenleben unumkehrbar schädigt. In solchen Fällen ist die Überwachung von Instandhaltungsaufgaben meist eine hoheitliche Aufgabe, die in der Verantwortung des Staates liegt, wie beispielsweise beim Arbeitsschutz. Wegen der daraus resultierenden Kosten werden die damit im Zusammenhang stehenden Sicherheitsvorschriften im globalen Wettbewerb je nach Interessenlage als Standortnachteil oder als Standortvorteil betrachtet.
Die Instandhaltung von Flugzeugen ist besonders genau geregelt.
Instandhaltung im Wandel
Seit den 30er Jahren lässt sich die Entwicklung der Instandhaltung über vier Phasen verfolgen.
1. Phase: Die erste Generation der Instandhaltung dauerte bis in die Zeit des zweiten Weltkrieges. Die Mechanisierung war in jener Zeit noch nicht so weit fortgeschritten, als dass Stillstandszeiten solche Auswirkungen gehabt hätten wie heute. Außer der routinemäßigen Reinigung, Inspektion und Abschmierung hatten vorbeugende Maßnahmen gegen Maschinenausfälle keinen sehr hohen Stellenwert, zumal die Maschinen einfacher aufgebaut und überdimensionierter waren als heute.
2. Phase: Der größere Bedarf an Gütern und die stark zurückgehende Zahl der Industriearbeiter im Zweiten Weltkrieg führte zu einer zunehmenden Mechanisierung und Komplexität der Maschinen. Damit stieg auch die Bedeutung der Stillstandszeiten und das Konzept der vorbeugenden Instandhaltung entstand. Die rasch ansteigenden Instandhaltungskosten führten zu einer Entwicklung von Instandhaltungsplanungs- und lenkungssystemen, um die Instandhaltung kontrollierbar zu machen.
3. Phase: Neue Erwartungen, neue Techniken und neue Forschungsergebnisse haben zu zahlreichen neuen Instandhaltungstechniken geführt (Beispiel TPM) Die einerseits immer komplexeren Anlagen und andererseits die geänderten gesetzlichen Rahmenbedingungen haben Auswirkungen auf die heutige Instandhaltung der 3. Phase
- Anlagen sind Aufgrund großer Anzahl Bauteile störanfälliger geworden.
- Auslastung der Anlagen wird immer höher, die Stillstandszeiten, welche für Instandhaltungsmaßnahmen genutzt werden können werden daher immer kleiner.
- Durch die Verkettung mehrer Anlagen fallen bei einer Störung einer Maschine gleich mehrere andere Maschinen ebenfalls aus, was zu erheblichen Kosten führen kann.
4. Phase Das heutige Ziel im Bereich der Instandhaltung ist die Instandsetzungsvermeidung. Das kann durch Änderung der Konstruktion der Anlage oder Maschine erreicht werden. Voraussetzung dafür ist ein umfassendes Konzept der vorausschauenden Instandhaltung
Instandhaltung heute
Werkzeugmaschinen und Produktionsanlagen haben sich in den letzten Jahren in ihrem Aufbau und ihrer Technik enorm weiterentwickelt. Es wird somit immer schwieriger, den Zustand einzelner Bauteile oder Baugruppen zu erfassen, da an modernen Anlagen wesentlich mehr Schwachstellen aufzufinden sind, als es noch bei ursprünglichen Maschinen der Fall war. Hinzu kommt, dass Konstrukteure nicht mehr zur Überdimensionierung neigen, sondern eher platzsparendere und leichtere Anlagen entwickeln. Somit reagieren allerdings auch eine Vielzahl von Bauteilen sensibler auf Verschleißerscheinungen und Defekten.
Heutzutage haben Wartungs- und Instandhaltungskonzepte primär die Aufgabe, eine möglichst hohe technische Verfügbarkeit der Anlage zu gewährleisten. Immer mehr Unternehmen kommen von der veralteten Ansicht ab, dass die Instandhaltung nur ein notwendiges Übel oder lediglich ein Kostenverursacher sei. Der ständig wachsende Druck im Wettbewerb um Qualität und Produktivität, zwingt die Unternehmen zu Einführungen von Wartungs- und Instandhaltungssystemen, um somit ungewollten Anlagenausfällen aus dem Wege zu gehen. Dabei ist das Firmeninterne Know-how von sehr großer Bedeutung.
Wissen ist eine der wichtigsten Quellen zur Schaffung und Erhaltung von Wettbewerbsvorteilen, insbesondere bei der Instandhaltung. Zwar ist das Grundgerüst eines Instandhaltungssystems auf standardisierte Maßnahmen zurückzuführen, jedoch wird hier ein erhebliches Maß an Erfahrung der Mitarbeiter, bzw. der durchführenden Personen unbedingt erforderlich sein. Nur so kann die Aktualität der angewendeten Maßnahmen gewährleistet bleiben. In der Praxis entstehen nicht selten Probleme, die von Herstellerfirmen noch nicht erkannt wurden. Hier ist das Wissen der Mitarbeiter zur Lösung dieser Probleme und zur Bewertung der aktuellen Systemzustände gefragt, denn nur jemand mit Erfahrung im täglichen Umgang der Maschinen, kann sie auch bewerten.
Hier muss sich ein Unternehmen auch die Frage zwischen Eigen- oder Fremdinstandhaltung stellen. Die Eigeninstandhaltung hat zwangsläufig den Vorteil, dass sich das firmeneigene Know-how über die eigenen Maschinen mit der Zeit immer mehr ausbaut, was bei der Fremdinstandhaltung nicht mehr der Fall wäre. Bei einer Übergabe der Wartungsarbeiten an Instandhaltungsunternehmen geht ein hohes Maß an Erfahrung der Mitarbeiter im Umgang mit der Maschine verloren.
Mit der Einführung eines vorbeugenden Instandhaltungskonzeptes werden im Hinblick auf die Anlagenproduktivität folgende Ziele gesetzt:
- Wenige Maschinenstillstände innerhalb einer Fertigungszeit
- Kurze Instandsetzungszeiten an den Maschinen
- Geringe Auswirkungen von Maschinenstillstandszeiten auf den Fertigungsfluss
Für die Umsetzung dieser Ziele reicht es jedoch nicht aus, lediglich Wartungsaufgaben zu definieren und durchzuführen, sondern ebenfalls von großer Bedeutung ist eine reibungslose Ersatzteilversorgung. Dabei sollte das Unternehmen allerdings hohe Ersatzteilbestände vermeiden und nur jene Bauteile als Ersatzteile Lagern, die zur Erhaltung der erforderlichen Maschinenverfügbarkeit notwendig sind. Die Erfahrung wird hier den guten Mittelweg aufzeigen.
Weiterhin steht neben dem technischen Aspekt auch die Betrachtung der betrieblichen Kosten, die für den Wartungs- und Instandhaltungsbereich anfallen. Bei einem Maschinenausfall kommen auf einem Betrieb in der Serien- oder Massenfertigung nicht nur die Kosten, die durch eventuelle Reparaturarbeiten oder Neuanschaffung defekter Bauteile entstehen zu, sondern während des Ausfalls kann das Unternehmen die Fertigung an der ausgefallenen Maschine nicht weiter ausführen. Termintreue und Erhaltung der Produktqualität spielen dabei, besonders in der Automobilindustrie, eine sehr wichtige Rolle.
Begriffe der Instandhaltung
Die Instandhaltung wird nach DIN 31051:2003-06 (aktuellste Fassung) definiert als:
„Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen sowie Maßnahmen des Managements während des Lebenszyklus einer Betrachtungseinheit zur Erhaltung des funktionsfähigen Zustandes oder der Rückführung in diesen, so dass sie die geforderte Funktion erfüllen kann.“
„Die Instandhaltung kann vollständig in die Grundmaßnahmen Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung unterteilt werden.“
Weitere Begriffe sind (nach DIN 31051:2003-06):
- Wartung: Maßnahmen zur Verzögerung des Abbaus des vorhandenen Abnutzungsvorrats (fortgesetzt)
- Inspektion: Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes einer Betrachtungseinheit einschließlich der Bestimmung der Ursachen der Abnutzung und dem Ableiten der notwendigen Konsequenzen für eine künftige Nutzung (fortgesetzt)
- Instandsetzung: Maßnahmen zur Rückführung einer Betrachtungseinheit in den funktionsfähigen Zustand, mit Ausnahme von Verbesserungen (fortgesetzt)
- Verbesserung: Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen sowie Maßnahmen des Managements zur Steigerung der Funktionssicherheit einer Betrachtungseinheit, ohne die von ihr geforderte Funktion zu ändern (fortgesetzt)
- Funktionsfähigkeit: Fähigkeit einer Betrachtungseinheit zur Funktionserfüllung aufgrund ihres Zustands
- Ausfall: Beendigung der Fähigkeit einer Betrachtungseinheit, eine geforderte Funktion zu erfüllen
Begriffe der früheren Fassung der DIN 31051:1985-01, die in der Neufassung von 2003 nicht mehr enthalten sind:
- Schaden: Zustand einer Betrachtungseinheit nach Unterschreiten eines bestimmten (festzulegenden) Grenzwertes des Abnutzungsvorrats, der eine im Hinblick auf die Verwendung unzulässige Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit bedingt.
- Störung: Unbeabsichtigte Unterbrechung (oder bereits auch schon Beeinträchtigung) der Funktionserfüllung einer Betrachtungseinheit.
Siehe auch
- Overall Equipment Effectiveness
- Total Productive Management
- Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
- Ersatzteilversorgung
- Computerized Maintenance Management System
- Unterhaltung (Bauwesen)
Normen und Standards
- DIN 31051:2003-06 Grundlagen der Instandhaltung
- DIN EN 13306:2001-09 Begriffe der Instandhaltung
"Instandhaltung"