Testen und Messen in der industriellen Instandhaltung

Sowohl die Anlagen- als auch Maschinenprüfung erfolgen meistens im laufenden Betrieb. Dies kann sowohl in Form einer gemeinsamen und durchlaufenden Prüfung geschehen als auch in einer Reihe mehrerer nachfolgender Testabschnitte.

Bei der Wartungsprüfung werden die Häufigkeit, die Zeitintervalle und die Grundlage in der Regel vom Hersteller festgelegt. Allerdings spielen dabei auch die Erfahrungen der verantwortlichen Wartungstechniker eine große Rolle, z. B. was den tatsächlichen Verschleiß und der Belastung der technischen Systeme in Hochproduktionszeiten anbelangt.

Auch von der Gesetzgebung festgelegte Wartungs- und Prüfintervalle, z. B. vom TÜV oder ähnlichen technisch-gesetzlichen Institutionen, müssen beim Testen und Messen in der industriellen Instandhaltung berücksichtigt werden.

Messgeräte und Prüfgeräte in der industriellen Instandhaltung kommen in zahlreichen Formaten zum Einsatz. Neben den von den Aufsichtsbehörden vorgeschriebenen regelmäßigen Wartungen sind Messungen und Prüfungen auch für den Umweltschutz (z. B. Abgasemissionen) und die Sicherheit für Mensch und Maschinen (z. B. Brems- und Signalleuchten) wichtig.

Regelmäßige Inspektionen sind u. a. Leckraten-Prüfungen für Sicherheitsbehälter, um sicherzustellen, dass keine Inhalte, Flüssigkeiten oder Gase austreten. Kalibrierungstests stellen dagegen sicher, dass die Abschaltsysteme im Falle einer Überlastung oder Übertemperatur aktiviert werden.

Außerdem dienen Belastungs- und Leistungstests, wie etwa Vibrationstests bei Turbowellen, zur Erkennung von Verschleiß und zur Sicherstellung rechtzeitiger Wartungsarbeiten.

Sowohl Prüfgeräte als auch Messgeräte und die entsprechenden Testprogramme zeichnen die Testergebnisse und die durchgeführten Wartungsmaßnahmen auf. Diese Daten werden durch die Messtechnik auf Trends ausgewertet und bilden die Grundlage für Entscheidungen über eine angemessene Häufigkeit an Prüfungen, den Wartungsbedarf, die Notwendigkeit des Austausches einzelner Komponenten sowie die Aufrüstung bzw. Updates von Geräten und einzelnen Komponenten.

Bei der Wartung wird oft in vier Kategorien unterschieden:

• Vorbeugende Wartung – Hier werden Änderungen am bestehenden System vorgenommen, um das Risiko von Ausfällen und Stillständen während des Betriebs zu verringern.
• Korrektive Wartung – Dabei werden auftretende Probleme während der Nutzung des Systems behoben.
• Perfekte Wartung – Hier werden eher Modifikationen am System zur Verbesserung der Sicherheit, Zuverlässigkeit, Effizienz oder Kosteneffizienz des Betriebs vorgenommen.
• Adaptive Wartung – Dabei handelt es sich um notwendige Anpassungen, um Anforderungen zu erfüllen, die aufgrund von Änderungen in der Umgebung oder neuen Vorschriften entstanden sind, z. B. erweiterte Sicherheitsmaßnahmen, verbesserter Brandschutz usw.

Mit den Prüfgeräten und Messgeräten werden sogenannte Wartungsmetriken und Key Performance Indicators (KPIs) gemessen. Diese stellen die Leistung von Personen, Anlagen, Maschinen oder ganzen Produktionsabläufen dar. Diese Prüfzahlen dienen der Aufrechterhaltung der Wartungsqualität in einer Anlage und helfen dem Unternehmen, seine Produktionsziele sicherzustellen.

Je nach der eingesetzten Wartungsstrategie dienen diese Metriken für die Überwachung von Ausfällen, Reparaturpausen, Wartungsintervallen und dem Budget dafür. Bei den KPIs wird häufig zwischen Früh- und Spätindikatoren unterschieden.

Frühzeitige Indikatoren sollen Änderungen im System oder Wartungstrends vorhersagen, z. B. die geschätzte und die tatsächliche Leistung. Verzögerungsindikatoren dagegen messen frühere Leistungen und vergleichen sie mit aktuellen Vorgaben.

Zu den wichtigsten Wartungsfaktoren gehören:

• Mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) – Dieser Wert bezieht sich auf die durchschnittliche Zeit zwischen zwei oder mehreren Ausfällen. Er wird aus dem Verhältnis zwischen der Betriebszeit und der Anzahl der Ausfälle berechnet.
• Mittlere Reparaturzeit (MTTR) – Dieser Wert ist die durchschnittliche Zeit zwischen einem Anlagen- oder Maschinenausfall und der Reparatur. Bei diesem Wert wird auch die Zeit zum Abkühlen der Maschinen oder zur Vorbereitung der Wiederaufnahme mit eingerechnet.
• Geplante und ungeplante Wartung – Während sich die geplante Wartung auf alle vorhergesehenen Wartungsaktivitäten bezieht, bezeichnen ungeplante Wartungspausen unerwartete Ausfälle, Unterbrechungen und Stillstände.

Durch die Verfolgung dieser Wartungsstrategien kann auch der Gesamterfolg der Produktion gemessen werden.

Für die industrielle Instandhaltung kommen verschiedene Messgeräte und Prüfgeräte zum Einsatz. Die Auswahl dieser Geräte hängt von den spezifischen Anforderungen der Wartung ab. Einige häufige Werkzeuge sind:

• Messschieber – Damit wird der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten eines Objekts gemessen.
• Mikrometer – Damit werden die Dicke und der Durchmesser kleiner Objekte mit hoher Präzision gemessen.
• Multimeter – Dieses Tool dient der Messung elektrischer Eigenschaften wie Spannung, Strom und Widerstand.
• Manometer – Das Werkzeug wird für die Messung des Drucks von Gasen oder Flüssigkeiten eingesetzt.
• LCR-Messgeräte – Diese Werkzeuge sind elektronische Prüfgeräte zur Messung der Induktivität (L), der Kapazität (C) und des Widerstandes (R) elektronischer Werte.
• pH-Messgeräte - Ein pH-Messgerät wird zur Messung des Wasserstoff-Ionen-Gehaltes in wasserbasierten Lösungen verwendet. Diese Prüfgeräte zeigen die Werte saurer oder alkalischer Flüssigkeit an.

Für die unterschiedlichen Wartungsstrategien stehen noch weitere spezialisierte Messgeräte und Prüfgeräte zur Verfügung. Die Auswahl der Geräte hängt von der Art der zu wartenden Maschinen und Komponenten, den spezifischen zu messenden Parametern und dem erforderlichen Genauigkeitsgrad ab.

Die Rolle der Wartungstechniker bei der Anlagenwartung und der Maschinenwartung ist nicht zu unterschätzen. Sie führen routinemäßige Wartungen durch, beheben Fehler bei mechanischen oder elektrischen Problemen und sind ein wichtiger Garant für die betriebliche Kontinuität und die Vermeidung von Ausfallzeiten.

Zu den Aufgaben eines Wartungstechnikers gehören:

• Vermessung und Reparaturen mechanischer und elektrischer Systeme
• Wartungsarbeiten an den Anlagen und Maschinen
• Einrichtung von Brandschutz-, Kühlungs- und Lüftungssystemen
• Einhaltung der gültigen Sicherheits- und Gesundheitsstandards in den Anlagen
• Wartung der Alarmsysteme, z. B. für den Brandschutz
• Dokumentation und Berichterstattung über die Wartungsarbeiten

Wie die meisten Wirtschafts- und Industriezweige unterliegt auch die industrielle Instandhaltung einem ständigen Wechsel und der Anpassung an gegenwärtige Trends und Entwicklungen – ob Sicherheit, Umweltschutz und Nachhaltigkeit oder Digitalisierung und neue Technologien.

Einige aktuelle Trends sind auch in der Wartungsbranche erkennbar:

Verstärkter Einsatz virtueller Technologien – Durch die zunehmende soziale Distanz und die verstärkte Konzentration auf die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer kommen verstärkt virtuelle Technologien zum Einsatz. Bei den Wartungsdiagnosen und Fehlerbehebungen werden bereits Sensoren, künstliche Intelligenz (KI) und andere Technologien eingesetzt. Damit können auch aus der Ferne (Remote) präzise Wartungsprozesse in Echtzeit durchgeführt werden.

Industrie 4.0 - Ingenieure und Wartungstechniker können mithilfe von Augmented Reality und 3D-Modellen, z. B. von Turbinenmotoren, realistische Ausnahmeszenarien durchspielen und den Wartungs- und Reparaturbedarf exakt berechnen. Diese Technologien kommen vor allem für Notfall- und Zukunftsberechnungen zum Einsatz, aber auch bei einer Um- oder Aufrüstung von Maschinen und Anlagen.

Additive Fertigung - Das Hauptziel der Wartung besteht darin, sicherzustellen, dass alle produktionsrelevanten Geräte und Maschinen mit maximaler Effizienz laufen. Dabei greifen viele Branchen auf die additive Fertigung zurück, gleichbedeutend mit dem 3D-Druck, der sowohl in der Industrie als auch im Verbraucherbereich immer beliebter wird. Der Einsatz von 3D-Druckern hilft bei der zeitnahen Herstellung von Teilen für verschiedene Verwendungszwecke. Es wird prognostiziert, dass additive Fertigungstechnologien es Unternehmen bis 2030 ermöglichen werden, Fertigprodukte und Ersatzteile in großem Maßstab herzustellen.

Internet der Dinge (IoT) - Das Internet der Dinge (IoT) hilft Herstellern auch in der industriellen Instandhaltung bei der Überwachung verschiedener Komponenten und Abläufe und ermöglicht damit genaues Echtzeitwissen. Die Wartungstechniker nutzen diese Daten, um jeden Aspekt des Produktionsprozesses zu kontrollieren, zu optimieren und zu verbessern. Auch intelligente Sensoren und Cloud-Konnektivität kommen bei der IoT-Wartung zum Einsatz.

Die industrielle Instandhaltung hat eine rasante Entwicklung genommen. Was mit einfachen mechanischen und elektrischen Messgeräten und Prüfgeräten begonnen hat, hat inzwischen den Weg ins Internet der Dinge und virtuelle Technologien gefunden. Die regelmäßige und vorausschauende Wartung bleibt auch weiterhin eine Grundlage für die Geschäftskontinuität produzierender Unternehmen und letztendlich auch für den Geschäftserfolg. Sehen Sie sich die Produkte und Lösungen an, mit denen RS die industrielle Instandhaltung der Zukunft vornimmt.