Die Instandhaltung von Investitionsgütern spielt eine immer größere Rolle im industriellen Umfeld. Dies gilt aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht. Das Produktdaten- und Product Lifecycle Management (PDM/PLM) kann hier wertvolle Unterstützung leisten." />

Produktionssysteme

PLM in der Instandhaltung

Die Instandhaltung von Investitionsgütern spielt eine immer größere Rolle im industriellen Umfeld. Dies gilt aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht. Das Produktdaten- und Product Lifecycle Management (PDM/PLM) kann hier wertvolle Unterstützung leisten.

Bei immer mehr Unternehmen wird heute ein Großteil der Wertschöpfung durch Dienstleistungen entlang des Lebenszyklus von Investitionsgütern realisiert. Verstärkt wird dieser Trend dadurch, dass aufgrund sinkender Neuinvestitionen alte Anlagen zunehmend länger laufen müssen. Dies lässt die Nachfrage nach Dienstleistungen im Bereich Instandhaltung weiter steigen. Analog zur wirtschaftlichen Bedeutung wird ein effizientes Management solcher MRO-Prozesse (Maintenance, Repair and Overhaul) immer wichtiger und damit auch der Einsatz entsprechend geeigneter Software.

Ohne qualifizierte Instandhaltung lassen sich komplexe technische Systeme nicht sinnvoll über Lebenszyklen, die mehrere Dekaden andauern, betreiben. Instandhaltung ist wesentlich, um Systeme verfügbar, effizient und sicher zu betreiben. Betriebssicherheit ist zum Schutz von Bedienern und Endnutzern sowie Umwelt unerlässlich. Effizienz ist notwendig, um Ressourcen und Kosten einzusparen. Damit sich Investitionen in Maschinen und Anlagen, in Transport-Systeme und Produktionseinrichtungen rechnen, ist der Betrieb innerhalb der spezifizierten Grenzen und mit maximaler Verfügbarkeit der Systeme gefordert. Die geforderte Qualität muss für zu fertigende Produkte, zu erbringende Dienstleistungen und für umzusetzende Prozesse allgemein eingehalten werden. Anders als im Bereich der Konsumgüter kann eine komplexe Anlage nicht einfach ausgetauscht werden, wenn sie die Spezifikation kurzfristig aufgrund von Verschleiß oder unfallbedingten Schäden verlässt.

Anzeige

Bis zum Zyklusende

In Flugzeugen sind viele Komponenten beispielsweise nicht betriebs-, sondern zeitfest ausgelegt. „Life Limits“ definieren, wie viele Belastungszyklen oder Betriebsstunden eine Komponente durchlaufen darf, bevor sie einer Instandhaltungsmaßnahme unterzogen werden muss. Somit wird die Instandhaltung zu einem unverzichtbaren Prozessbestandteil im Betrieb von Investitionsgütern, der mit unterschiedlichen Maßnahmen konstruktiv bedingte Einschränkungen von Produkten kompensiert (beispielsweise Gewichtseinsparung zur Reduktion von Treibstoffbedarfen mit dem Kompromiss reduzierter Langzeitbelastbarkeit).

Eine lebenszyklusorientierte Auslegung technischer Systeme bezieht Instandhaltungsanforderungen und Kostenziele aus dem gesamten Lebenszyklus (Service Cost, LCC, TCO) mit ein und motiviert zunehmend Nachhaltigkeit im Sinne der ökologischen Verträglichkeit (Einsparung von Treibstoffen, Reduktion und Vermeidung schädlicher Chemikalien). Sinnvoll ausgelegte Instandhaltung ist somit ein Mittel zur Senkung der Betriebskosten und ein Beitrag zur Nachhaltigkeit.

Instandhaltung von Investitionsgütern

Die Instandhaltung von Investitionsgütern ist technisch und organisatorisch sehr anspruchsvoll. Sie beinhaltet laut DIN 31051 die Inspektion, Wartung, Instandsetzung und auch Verbesserung (Modernisierung) technischer Systeme. Dies kann in unterschiedlichen internen oder externen Instandhaltungsaufträgen geschehen. Von Ersatzteildiensten bis hin zu komplexen Überholungsprojekten finden sich im industriellen Umfeld diverse Instandhaltungsvorgänge.

Neben geplanten Instandhaltungsintervallen (zeit-, betriebs-, zustandsbedingt) kommt es immer wieder auch zu ungeplanten Bedarfen. Diese ergeben sich unter anderem aus Unfällen oder Betrieb eines Systems außerhalb gewünschter Bedingungen, wie beispielsweise Schwankungen in der Treibstoffqualität einer Turbine.

Eine große Herausforderung ist, dass im Bereich der Investitionsgüter nahezu jedes System individuell ist. Auch wenn gleich geplant, entstehen zum Beispiel bei Dampfturbinen oft bereits im Aufbau Abweichungen von der Konstruktion durch erste Anpassungen im Feld. Diese Änderungen werden beispielsweise durch Redlining in Zeichnungen festgehalten und so für spätere Instandhaltungsmaßnahmen dokumentiert. Auch bei Flugzeugturbinen, die prinzipiell baugleich sind, unterscheiden sich diese im Detail durch individuelle Reparaturen. Umlaufbestände von Ersatzteilen führen in der Luftfahrt und auch in der Bahntechnik dazu, dass eine Komponente in ihrem Lebenszyklus in unterschiedlichen Systemen eingesetzt wird. Zudem werden Systeme im Lebenszyklus durch Rekonfiguration an neue Kundenbedarfe oder Betriebsbedingungen angepasst. Somit besteht eine besondere Herausforderung in der Verfolgung von Bauzuständen beziehungsweise dem Konfigurationsmanagement im Sinne des As-Built Managements, damit Instandhaltungsmaßnahmen effizient geplant und durchgeführt werden können.

Re-Engineering

In Gegensatz zur Regelinstandhaltung, bei der Änderungen eher im Detail und zu Reparaturzwecken erfolgen, werden im Rahmen von Überholungs- oder Modernisierungsprojekten häufig umfassende konstruktive Änderungen vorgenommen. So werden beispielsweise Turbinenschaufeln von Dampfturbinen an neue Technologien und Design-Prinzipien angepasst, um höhere Leistungsgrade zu erzielen. Oft wird das Design eines Schaufelfußes beibehalten, um nicht das Design der kostenintensiven Welle einer Turbine ändern zu müssen, aber das Blatt der Schaufel wird neu konstruiert. In diesem Fall spricht man von einem Re-Engineering, welches Prozesse, Methoden und Werkzeuge aus der Neuentwicklung einsetzt und auch in ähnlicher Weise neue Produktdaten wie CA-Modelle, Zeichnungen oder Stücklisten generiert, um modernisierte Ersatzteile für die Instandhaltung herstellen zu können.

Auch in der Bahntechnik und Luftfahrt kommt es zum Re-Engineering. Zugreihen wie der ICE werden beispielsweise in groß angelegten Überholungsprojekten über lange Zeiträume modernisiert. In der Luftfahrt werden Flugzeugkabinen gemäß spezieller Kundenbedarfe umgebaut, wenn das Flugzeug an einen neuen Betreiber übergeben wird. Dies können einzigartige Kabinenkonfigurationen sein, wobei neue Zulassungen und Instandhaltungspläne erforderlich werden.

Informationsmanagement in der Instandhaltung

Die Informationstechnik ist in der Instandhaltung nicht weniger wichtig als in anderen Bereichen des Engineerings und der Produktion. Instandhaltungsplanung (Zeit- und Arbeitsplanung), Instandhaltungssteuerung, Ausführungsunterstützung (Aufgabenbeschreibungen, Bereitstellung von Handbüchern und Ersatzteillisten) und auch die Dokumentation werden bereits in vielen Branchen informationstechnisch unterstützt. Wie eine Studie des Fraunhofer IPK Berlin [Uhlmann, E., Röhner, M., Behrendt, J. and van Duikeren, B. 2011. Markt- und Trendstudie 2011 – Maintenance, Repair and Overhaul, Berlin, Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik] belegt, sehen die Instandhalter großen Nutzen in Bezug auf Zeitersparnis, Erhöhung der Transparenz und Kostenreduktion. Defizite bestehen wegen Überschneidungen der eingesetzten Software-Systeme, redundanter Datenhaltung, mangelnder Vernetzung der genutzten IT-Systeme und auch hinsichtlich der Datenaktualität. Bedarf und Verbesserungspotenziale gibt es daher insbesondere im Informations- und Konfigurationsmanagement: Die Kenntnis der tatsächlichen Bauzustände ist maßgeblich für eine schnelle und anwendbare Planung der Instandhaltungsmaßnahmen, Teamzuweisung, Maschinenbelegung und Dokumentenbereitstellung (Service-Stücklisten, Zeichnungen, Auslegungsberechnungen, Auftragsdaten etc.). Schlussendlich ist die Bereitstellung geometrischer Modelle, aktueller Zeichnungen und Stücklisten eine wichtige Basis für schnelles Re-Engineering und für die Reduktion von Such- und Inspektionsaufwänden.

PDM/PLM als Basis

Teil der Bauzustandsverwaltung ist in erster Linie die revisionssichere Verwaltung solcher Engineering-Daten und Dokumente. Weiterhin ist die Ankopplung an Änderungs- und Freigabeprozesse sowie das Projektmanagement aus den zuvor genannten Gründen zu beachten. Als Ansatz kann hier das PLM (Product Lifecycle Management) gesehen werden, welche technisch durch ein IT-System aus dem Bereich PDM (Produktdatenmanagement) umgesetzt wird.

PLM integriert Einzelprozessschritte des Produktlebenszyklus und führt Produktdaten, die im PLM-Prozess entstehen, systematisch zusammen. PLM ist somit ein integrierter Management-Ansatz, bestehend aus konsistenten Prozessen, Methoden, Modellen und IT-Werkzeugen zum Management von Produktinformationen, Prozessen und Applikationen im gesamten Produktlebenszyklus. Es adressiert nicht nur einzelne Unternehmen, sondern auch global verteilte sowie interdisziplinäre Kooperationen zwischen OEMs, Zulieferern, Kunden und Partnern. Der PLM-Prozess integriert dabei alle Produktlebensphasen von der Marktanalyse über die Produktentstehung bis in den Betrieb, Service/MRO und die Ablösung des Produkts. Der Fokus lag bisher auf der Produktentstehung, weitet sich aber mehr und mehr auf die sehr frühen und späten Phasen im Produktlebenszyklus aus. Der Bedarf an PLM wird auch in der Instandhaltung größer, bedingt durch stärkere Produktindividualisierung und den Ausbau des Instandhaltungsgeschäfts im Bereich der Modernisierungs- und Re-Engineering-Projekte.

PDM-Systeme sind Enterprise-Anwendungen für das Daten- und Prozessmanagement in der Produktentwicklung. Da zunehmend auch in der Instandhaltung professionelles Engineering umgesetzt werden muss, steigt auch dort der Nutzen, der potenziell aus PDM-Systemen als Basis für den PLM-Prozess gezogen werden kann. Laut der oben zitierten IPK-Studie geben die Instandhalter folgende Einschätzung zu erwarteten Änderungen in der IT-Landschaft: Fast die Hälfte der Beteiligten gab an, dass größere Umstellungen bei Instandhaltungs-, Planungs- und Steuerungssystemen geplant sind. Aber auch bei IT-Lösungen für das Projektmanagement plant knapp mehr als ein Drittel größere Umstellungen. Im Enterprise Ressource Planning (ERP), dem Workflowmanagement und dem Produktdatenmanagement erwarten zwischen 27 Prozent und 18 Prozent demnächst größere Veränderungen. Nur im Enterprise beziehungsweise Service Asset Management ist für die nächste Zeit von kaum einem Unternehmen eine größere Umstellung geplant (9 Prozent).

Da PDM-Systeme heute neben dem Dokumentenmanagement, der Verwaltung von CA-Modellen, Zeichnungen und Stücklisten auch Funktionen für Workflow- und Projektmanagement integrieren, wächst die Bedeutung von PDM-Systemen als Backbone für den PLM-Prozess und die Anwendungen des Engineerings im gesamten Lebenszyklus. Somit bringen sie erweiterten Nutzen für Instandhaltungsdienstleister und OEMs, die Engineering im Instandhaltungsprozess betreiben und dieses ausbauen möchten.

Fazit

Instandhaltungsdienstleistungen nehmen heute bei vielen Unternehmen einen wesentlichen Platz im Service-Geschäft ein, zumal die Margen vergleichsweise hoch sind. Einige Produkte werden im Neugeschäft nahezu ohne Gewinne abgegeben, aber als Zugang zum lukrativen Service-Markt genutzt. Hier sind Geschäftsmodelle gefordert, bei denen nicht ein Produkt, sondern eine Funktion, Verfügbarkeit, ein definiertes Produktionsergebnis oder gegebenenfalls eine Fähigkeit verkauft wird. Tritt ein Unternehmen als System-/Lösungsanbieter auf, so ist es zwingend auf effiziente Engineering Services und IT-Support angewiesen. PDM/PLM ist inklusive Konfigurations- und Projektmanagement ein vielversprechender Baustein, um Instandhaltungsfähigkeit zukunftsgewandt zu betreiben. Contact Software unterstützt beispielsweise entsprechende Anforderungen mit geeigneten PDM/PLM-Lösungen. -sg-


Autor: Dr. Patrick Müller, Contact Software

Contact Software GmbH, Bremen, Tel. 0421/20153-0, http://www.contact.de

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Plantafeln

Weigang unterstützt jetzt auch Scrum

Schneller als erwartet beginnen deutsche Unternehmen damit, Scrum als methodisches Konzept für das agile Projektmanagement einzusetzen. Allen anderen voran sind es die Automobil- und Fahrzeugbauer, die sich damit anfreunden.

mehr...

Simulationstechnik

Cadfem und Inneo kooperieren

Die Cadfem GmbH und die Inneo Solutions GmbH kooperieren ab sofort im Bereich der konstruktions-begleitenden Berechnung auf Basis der Ansys Software. Inneo wird sich zunächst auf den Vertrieb der Ansys Lösung für die Topologieoptimierung...

mehr...

PLM

Reibungslose Prozesse

Man muss kein Großkonzern sein, um hocheffiziente, durchdachte Prozesse implementieren zu können – auch im Mittelstand finden sich solche Lösungen. Man benötigt nur intensives Wissen um die Möglichkeiten der eingesetzten Softwarewerkzeuge und einen...

mehr...
Anzeige

ams.group auf der Metav 2016

Terminsicher planen

Auf der Düsseldorfer Metav zeigt die ams.group die erweiterte Branchenlösung ams.erp Tool, mit der Werkzeug- und Formenbauer ihr komplexes Projektmanagement wirtschaftlich und terminsicher steuern können. Die Branchenlösung stützt sich auf das...

mehr...

Projektmanagement

Mehr Transparenz im Projektgeschäft

Excel-Listen und Windows-Ordner haben bei Benteler Steel/Tube in der Entwicklung ausgedient. Der Hersteller von Präzisionsstahlrohren steuert und kontrolliert seine Entwicklungsprojekte mit der Projektmanagement-Lösung Contact Project Office.

mehr...