Instandhaltungsstrategien erklärt: So wählen Sie für jede Anlage den richtigen Ansatz
Ein technischer Leitfaden zur Auswahl der richtigen Instandhaltungsstrategie für jede Anlage. Erfahren Sie, wie sich die Kritikalität der Anlage, das Ausfallverhalten, das Risiko, die Datenverfügbarkeit und die Lebenszykluskosten auf Entscheidungen hinsichtlich korrektiver, präventiver, zustandsorientierter, vorausschauender, RCM-, TPM- und risikobasierter Instandhaltung auswirken.
Was Sie in diesem Artikel lernen werden:
Was die wichtigsten Wartungsstrategien sind und wann die jeweilige Strategie zum Einsatz kommt
So wählen Sie eine Instandhaltungsstrategie aus, die auf der Kritikalität der Anlagen, dem Ausfallverhalten, dem Risiko, der Datenverfügbarkeit und den Lebenszykluskosten basiert
Warum verschiedene Arten der Instandhaltung unterschiedliche Anforderungen an Daten, Planung, Technologie und organisatorische Reife stellen
Wie eine Bewertung der Kritikalität von Anlagen Teams dabei hilft, Wartungsmaßnahmen zu priorisieren
Wie sich die Kritikalität von Anlagen auf die Instandhaltungsstrategie bei Anlagen mit geringem, mittlerem und hohem Risiko auswirkt
Wann risikobasierte Instandhaltung, vorausschauende Instandhaltung, RCM, CBM oder „Run-to-Failure“ die bessere Wahl sein könnten
Wie man mehrere Instandhaltungsstrategien innerhalb eines Anlagenportfolios verwaltet und die Leistung im Zeitverlauf überprüft
Wäre es nicht praktisch, wenn für jede Anlage dieselbe Wartungsstrategie greifen würde?
Leider funktioniert die Wartung so nicht.
Bei einer kostengünstigen, nicht kritischen Komponente mag es in Ordnung sein, sie bis zum Ausfall laufen zu lassen. Bei einer kritischen Anlage, die mit Sicherheit, Produktion, Umweltrisiken oder Kundenverpflichtungen verbunden ist, ist jedoch ein ganz anderer Ansatz erforderlich. Werden beide Anlagen gleich behandelt, kann dies zu Arbeitsverschwendung und überhöhten Ersatzteilkosten führen und dennoch dazu, dass die wichtigsten Risiken unberücksichtigt bleiben.
Für Führungskräfte in den Bereichen Instandhaltung und Betrieb besteht die Herausforderung nicht darin, die fortschrittlichste Strategie auszuwählen. Vielmehr geht es darum, für jede Anlage die richtige Instandhaltungsstrategie zu wählen – unter Berücksichtigung von Kritikalität, Ausfallverhalten, Risiko, Datenverfügbarkeit und Lebenszykluskosten.
In diesem Artikel werden die wichtigsten Arten von Instandhaltungsstrategien erläutert und erklärt, wie man entscheidet, welcher Ansatz für die jeweilige Anlage am besten geeignet ist.
Was sind die wichtigsten Arten von Instandhaltungsstrategien?
Instandhaltungsstrategien sind die Ansätze, mit denen Teams die Zuverlässigkeit von Anlagen sicherstellen, Ausfälle reduzieren, Instandhaltungskosten kontrollieren und die Betriebsleistung sichern.
Theoretisch ist das ganz einfach. Weniger einfach wird es jedoch, wenn Hunderte oder Tausende von Anlagen um dieselbe Zeit, dasselbe Budget, dieselben Ersatzteile und die Kapazitäten der Techniker konkurrieren.
Zu den wichtigsten Arten von Instandhaltungsstrategien zählen die korrektive Instandhaltung, die vorbeugende Instandhaltung, die zustandsorientierte Instandhaltung, die vorausschauende Instandhaltung, die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung, die Total Productive Maintenance (TPM) und die zuverlässigkeitsbasierte Instandhaltung. Jede dieser Strategien hat ihre eigene Rolle, ist jedoch auch mit unterschiedlichen Anforderungen verbunden.
Manche lassen sich leicht umsetzen, können jedoch nur begrenzt vorbeugen. Andere bieten eine bessere Vorausschau, allerdings nur, wenn das Unternehmen über die erforderlichen Daten, Arbeitsabläufe und die nötige Reife verfügt, um sie zu unterstützen. Die Kunst besteht darin, zu wissen, welche Strategie wo zum Einsatz kommen sollte.
| Wartungsstrategie | Wann sollte man es verwenden? | Was dafür erforderlich ist | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Korrektivwartung | Anlagen mit geringer Kritikalität, bei denen ein Ausfall nur begrenzte Auswirkungen hat | Grundlegender Ablauf von Arbeitsaufträgen, Verfügbarkeit von Ersatzteilen, Sicherheitsvorschriften | Austausch einer nicht kritischen Leuchte nach einem Ausfall |
| Vorbeugende Wartung | Anlagen mit vorhersehbarem Verschleiß oder nutzungsabhängigem Wartungsbedarf | Geplante Aufgaben, Nutzungszähler, Stücklisten, Wartungsintervalle | Filter alle sechs Monate austauschen |
| Zustandsorientierte Instandhaltung | Anlagen mit messbaren Zustandsindikatoren | Inspektionen, Sensoren, Schwellenwerte, geschulte Techniker | Vibrationsalarm an einem Ventilator |
| Vorausschauende Wartung | Kritische Anlagen mit messbarem Verschleiß und ausreichenden Daten | Sensoren, Analysen, Modelle, Datenpipelines, Alarm-Workflows | Vorhersage von Lagerausfällen anhand von Schwingungsdaten |
| Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung | Komplexe oder kritische Systeme mit Sicherheits- oder Produktionsrisiken | FMEA, funktionsübergreifende Workshops, Entscheidungslogik | Kritische Produktionslinien oder risikoreiche Systeme |
| Total Productive Maintenance | Betriebsorientierte Verbesserung der Zuverlässigkeit | Bedienerprüfungen, Schulungen, Standardarbeitsabläufe, Verbesserungszyklen | Selbstständige Instandhaltung in der Fertigung |
| Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung | Kostenoptimierte Entscheidungen zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit | Ausfallkostenmodelle, Lebenszyklusanalyse, Zuverlässigkeitsmodellierung | Optimierung von Wartung und Ersatzteilen für kritische Turbinen |
Ein ausgereiftes Instandhaltungsprogramm stützt sich häufig auf mehr als eine Strategie. Anlagen mit geringem Risiko können im Rahmen der korrektiven Instandhaltung verwaltet werden. Bei Anlagen mit mittlerem Risiko kommen vorbeugende oder zustandsorientierte Instandhaltungsmaßnahmen zum Einsatz. Anlagen mit hoher Kritikalität erfordern unter Umständen vorausschauende Instandhaltung, zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung, Redundanz oder risikobasierte Instandhaltung.
Um einen umfassenderen Überblick darüber zu erhalten, wie Zuverlässigkeit und Instandhaltung in das technische Anlagenmanagement eingebunden sind, lesen Sie unseren Artikel zum Thema: Wie Zuverlässigkeit und Instandhaltung das technische Anlagenmanagement verbessern.
Welche Faktoren bestimmen, welche Instandhaltungsstrategie anzuwenden ist?
Die Wahl einer Instandhaltungsstrategie sollte eine fachliche, risikobewusste Entscheidung sein. Der richtige Ansatz hängt davon ab, welche Funktion die Anlage erfüllt, wie sie ausfällt, welche Folgen ein Ausfall hat und welche Informationen zur Unterstützung von Instandhaltungsentscheidungen zur Verfügung stehen.
Mit anderen Worten: Die Frage lautet nicht: „Welche Strategie klingt am besten?“, sondern: „Welche Strategie passt zum Anlageobjekt, zum Risiko und zur Realität vor Ort?“
Die wichtigsten Faktoren sind:
Kritikalität der Anlagen
Die Kritikalität einer Anlage gibt an, wie wichtig diese für die Sicherheit, die Produktion, die Kontinuität der Dienstleistungen, die Umweltleistung, die Einhaltung von Vorschriften und die Kosten ist.
Bei einer nicht kritischen Anlage mit geringen Wiederbeschaffungskosten ist eine intensive Instandhaltungsplanung möglicherweise nicht gerechtfertigt. Eine kritische Anlage, die zu Produktionsausfällen führen oder ein Sicherheitsrisiko darstellen kann, erfordert hingegen einen disziplinierteren Ansatz.
Fehlerverhalten
Verschiedene Anlagen fallen auf unterschiedliche Weise aus. Manche Ausfälle sind alters- oder nutzungsbedingt, während andere zufällig auftreten oder auf Betriebsbedingungen, Prozessänderungen oder versteckte Verschleißerscheinungen zurückzuführen sind.
Das Ausfallverhalten bestimmt, ob eine vorbeugende, zustandsorientierte, vorausschauende oder zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung sinnvoll ist.
Verfügbarkeit der Daten
Daten sind für fortschrittlichere Instandhaltungsstrategien unverzichtbar.
Die zustandsorientierte Instandhaltung erfordert zuverlässige Zustandsindikatoren wie Schwingungen, Temperatur, Druck, Ölanalysen oder Inspektionsergebnisse. Die vorausschauende Instandhaltung erfordert in der Regel umfangreichere historische Daten, eine kontinuierliche Überwachung, Analysen und validierte Modelle.
Ohne ausreichende Daten kann die vorausschauende Instandhaltung schnell zu einem kostspieligen Ratespiel werden.
Betrieblicher Kontext
Auch der Betriebskontext der Anlage spielt eine Rolle. Eine ortsfeste Produktionsanlage lässt sich möglicherweise leichter mit Sensoren überwachen, da sie an einem Standort verbleibt. Bei einer mobilen Anlage kommen hingegen eher Betriebsstunden, Inspektionen, Telematik, Standortdaten oder nutzungsabhängige Auslöser zum Tragen.
Der Status „fest installiert“ oder „mobil“ allein ist jedoch nicht ausschlaggebend für die Wartungsstrategie. Er sollte im Zusammenhang mit der Kritikalität der Anlage, dem Ausfallverhalten, dem Risiko, der Datenverfügbarkeit und den Lebenszykluskosten betrachtet werden.
Organisatorische Reife
Eine Wartungsstrategie hängt auch davon ab, ob das Unternehmen über die erforderlichen Mitarbeiter, Prozesse und Systeme verfügt, um diese zu unterstützen.
Für die vorausschauende Instandhaltung sind beispielsweise mehr als nur Sensoren erforderlich. Sensoren können zwar Signale senden, doch das Unternehmen benötigt dennoch einen klaren Rahmen, um zu entscheiden, wie es weitergeht.
Möglicherweise sind außerdem ein CMMS- oder EAM-System, Analysekenntnisse, Datenpipelines, klare Alarmregeln, Arbeitsauftrags-Workflows sowie ein Verfahren zur Überprüfung von Fehlalarmen und übersehenen Störungen erforderlich.
Lebenszykluskosten
Die gewählte Instandhaltungsstrategie sollte über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg wirtschaftlich sinnvoll sein.
Verantwortliche im Bereich Instandhaltung müssen die Kosten für Ausfallzeiten, Personalkosten, Ersatzteile, den Aufwand für Inspektionen, die Kosten für Mess- und Regeltechnik, die Kosten für die Erneuerung von Anlagen sowie die Kosten im Falle eines Ausfalls berücksichtigen.
Wie sich die Kritikalität von Anlagen auf die Instandhaltungsstrategie auswirkt
Anhand der Kritikalität einer Anlage können Teams entscheiden, wie viel Wartungsaufwand für diese Anlage erforderlich ist.
Das klingt einfach, doch genau hier scheitern viele Instandhaltungsprogramme. Anlagen mit geringem Risiko erhalten zu viel Aufmerksamkeit, während Anlagen, die echte Auswirkungen auf Sicherheit, Produktion, Umwelt oder Finanzen haben, nicht immer die erforderliche Überwachung oder Planung erfahren.
Eine Bewertung der Kritikalität von Anlagen hilft Teams dabei, Anlagen anhand von zwei Fragen einzustufen:
Was passiert, wenn dieser Vermögenswert ausfällt?
Wie wahrscheinlich ist es, dass dieser Fehler auftritt?
Ein einfacher Ablauf könnte wie folgt aussehen:
Erstellen Sie eine Liste der Anlagen und erfassen Sie grundlegende Informationen wie Funktion, Standort, Redundanz, Kosten und bekannte Ausfälle in der Vergangenheit.
Bewerten Sie die Folgen von Fehlern in verschiedenen Kategorien wie Sicherheit, Produktion, Umwelt, Compliance und Kosten.
Schätzen Sie die Ausfallwahrscheinlichkeit anhand historischer Ausfalldaten, der MTBF, Inspektionsergebnissen oder Expertenmeinungen.
Fassen Sie Ausmaß und Wahrscheinlichkeit zu einem Kritikalitätswert zusammen.
Gruppieren Sie die Vermögenswerte nach den Kritikalitätsstufen „hoch“, „mittel“ und „niedrig“.
Besprechen Sie die Ergebnisse mit den Abteilungen Instandhaltung, Betrieb, Technik und der Geschäftsleitung.
Ein einfacher Kritikalitätsindex lässt sich wie folgt berechnen:
Kritikalität = Folgenwert × Wahrscheinlichkeitswert
Die Bewertung muss nicht perfekt sein, um nützlich zu sein. Sie muss lediglich so strukturiert sein, dass Teams nicht mehr raten müssen, wo der Wartungsaufwand angesetzt werden sollte.
Sobald die Anlagen nach ihrer Kritikalität gruppiert sind, lässt sich die Wartungsstrategie leichter darauf abstimmen:
Hohe Kritikalität + fortschreitender Verschleiß: vorausschauende Instandhaltung, zustandsorientierte Instandhaltung oder RCM
Hohe Kritikalität + zufälliger oder schwer erkennbarer Ausfall: Redundanz, Ersatzteilstrategie oder zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung
Mittlere Kritikalität + messbare Zustandsindikatoren: zustandsorientierte Instandhaltung
Mittlere Kritikalität + vorhersehbarer Verschleiß: vorbeugende Instandhaltung
Geringe Kritikalität + geringe Auswirkungsschwere bei einem Ausfall: Betrieb bis zum Ausfall oder minimale vorbeugende Maßnahmen
Aus diesem Grund ist eine auf der Kritikalität der Anlagen basierende Instandhaltungsstrategie praktischer als die pauschale Anwendung eines einheitlichen Ansatzes. Sie hilft den Teams dabei, Arbeitskräfte, Ersatzteile, Überwachung und Analyse dort einzusetzen, wo sie die größte Wirkung erzielen.
Benötigt jede kritische Anlage eine vorausschauende Instandhaltung?
Vorausschauende Instandhaltung ist zwar sinnvoll, aber nicht automatisch die richtige Strategie für jede kritische Anlage.
Dies funktioniert am besten, wenn es sich um eine kritische Anlage handelt, deren Ausfall ein erhebliches Risiko darstellt, eine Leistungsminderung messbar ist, zuverlässige Daten vorliegen und das Unternehmen auf Warnmeldungen reagieren kann, bevor es zu einem Ausfall kommt.
Wenn Ausfälle zufällig auftreten oder schwer zu erkennen sind, bietet die vorausschauende Instandhaltung möglicherweise keinen ausreichenden Nutzen. In solchen Fällen können eine zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung, Redundanz, eine verbesserte Ersatzteilplanung oder eine risikobasierte Instandhaltung wirksamer sein.
Aus diesem Grund sollte die Technologie nicht die Strategie bestimmen. Sensoren, KI und Analysen können die Reife der Instandhaltung fördern, doch dafür benötigen sie die richtigen Anlagen, die richtigen Daten und die richtigen Prozesse im Hintergrund.
Wie man Instandhaltungsstrategien für ein Anlagenportfolio verwaltet
Die meisten Unternehmen benötigen eine gemischte Instandhaltungsstrategie, da sich die Anlagen – wie bereits erwähnt – nicht alle auf dieselbe Weise verhalten.
Sobald die Anlagen nach Kritikalität, Ausfallverhalten, Risiko und Datenverfügbarkeit gruppiert sind, besteht der nächste Schritt darin, diese Entscheidungen auf das gesamte Anlagenportfolio anzuwenden. Das bedeutet in der Regel, dass pro Anlagengruppe eine Standardstrategie festgelegt wird und anschließend Ausnahmen für Anlagen geschaffen werden, die einer genaueren Prüfung bedürfen.
Strategien nach Anlageklassen zuweisen
Ein praktischer Ablauf könnte wie folgt aussehen:
Ordnen Sie die Vermögenswerte nach ihrer Kritikalität ein.
Fehlerursachen und Verschleißmuster ermitteln.
Ordnen Sie jede Anlageklasse einer Standardstrategie zu.
Markieren Sie Anlagen mit hohem Risiko oder wiederkehrenden Ausfällen für eine eingehendere Analyse.
Testen Sie prädiktive oder zustandsbasierte Ansätze, sofern die Daten dies zulassen.
Überprüfen Sie die Leistung regelmäßig und passen Sie die Strategie im Laufe der Zeit an.
So können beispielsweise Anlagen mit geringem Risiko der „Run-to-Failure“-Instandhaltung oder einer minimalen vorbeugenden Instandhaltung zugeordnet werden. Bei Anlagen mittlerer Kritikalität kann eine vorbeugende oder zustandsorientierte Instandhaltung zum Einsatz kommen. Anlagen mit hoher Kritikalität erfordern möglicherweise eine vorausschauende Instandhaltung, RCM, Redundanz oder eine risikobasierte Instandhaltung.
Die gewählte Strategie sollte zudem im CMMS- oder EAM-System dokumentiert werden. Dazu gehören beispielsweise die Kennzeichnung der Strategie in den Anlagenstammsätzen, die Verknüpfung von Ausfallarten mit Inspektionen oder Sensoren, die automatische Erstellung von Arbeitsaufträgen auf Grundlage von Warnmeldungen oder Zeitplänen sowie die Nachverfolgung von KPIs nach Anlagenklassen.
Im Laufe der Zeit überwachen und anpassen
Eine Instandhaltungsstrategie sollte keine Entscheidung sein, die man einmal trifft und dann vergisst. Anlagen altern, die Betriebsbedingungen ändern sich, Produktionsprioritäten verschieben sich, und die Ausfallhistorie verbessert sich im Laufe der Zeit.
Teams sollten überprüfen, ob die einzelnen Strategien tatsächlich funktionieren, indem sie folgende KPIs verfolgen:
MTBF und MTTR nach Anlageklasse
Ungeplante Ausfallzeiten und wiederkehrende Ausfälle
Instandhaltungskosten pro Anlage oder Produktionseinheit
Auftragsbestand und Termintreue
Ersatzteilengpässe
Genauigkeit und Vorlaufzeit von Warnmeldungen zur vorausschauenden Instandhaltung
Die Häufigkeit der Überprüfung sollte sich nach der Bedeutung der Vermögenswerte richten. Vermögenswerte mit hoher Kritikalität müssen möglicherweise monatlich überprüft werden, während die Gesamtperformance des Portfolios vierteljährlich überprüft werden kann.
Teams sollten zudem nach größeren ungeplanten Ausfällen, wiederholten Fehlalarmen, Prozessänderungen, Produktionsänderungen oder wesentlichen Anpassungen an der Anlage eine Strategieüberprüfung einleiten. Das Ziel besteht nicht darin, die Strategie für immer festzuschreiben, sondern die Abstimmung zwischen der Anlage, dem Risiko und den durchgeführten Instandhaltungsmaßnahmen kontinuierlich zu verbessern.
Wählen Sie die Strategie, die zum Anlageobjekt passt
Es gibt keine Wartungsstrategie, die für jede Anlage gleichermaßen geeignet ist. Das mag zwar unbequem sein, ist aber auch der Ausgangspunkt für bessere Wartungsentscheidungen.
Der richtige Ansatz hängt von der Kritikalität der Anlage, dem Ausfallverhalten, dem Risiko, der Datenverfügbarkeit und den Lebenszykluskosten ab. Indem sie die Strategie auf die jeweilige Anlage abstimmen, können Wartungsteams ihre Ressourcen dort einsetzen, wo sie die größte Wirkung erzielen.
Das bedeutet weniger unnötige Wartungsarbeiten an Anlagen mit geringem Risiko, eine bessere Überwachung kritischer Anlagen, eine stärkere Abstimmung zwischen Wartungsausgaben und operativem Risiko sowie eine bessere langfristige Anlagenleistung.
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