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Ungeplante Ausfallzeiten stellen eine der größten Herausforderungen für Produktionsanlagen dar. Laut der International Society of Automation gehen zwischen 5 % und 20 % der Produktionszeit aufgrund von Ausfällen verloren, was für eine durchschnittliche Anlage etwa 15 Stunden Produktionsausfall pro Woche und rund 20.000 Unterbrechungen pro Jahr bedeutet.

„Der Hauptgrund für den großen Verlust ist vielleicht nicht die Ausrüstung selbst. Es ist mehr oder weniger der Produktionsstillstand“, erklärt Olivier Giertz. „Wenn Sie reaktive Wartungsarbeiten durchführen und plötzlich die Produktion stoppt, kann das große Auswirkungen haben, weil Sie die Produktion nicht fertigstellen können. Es kann sogar dazu führen, dass Sie nicht rechtzeitig liefern können.“

Produktionsstätten wenden in der Regel einen von drei Wartungsansätzen an:

1. Reaktive Wartung
Bei diesem Ansatz werden Anlagen so lange betrieben, bis ein Ausfall auftritt, und dann repariert – ähnlich wie wenn man mit dem Auto fährt, bis es auf der Autobahn eine Panne hat. Diese Strategie erfordert zwar nur minimale Planung, führt jedoch zu den höchsten Kosten und den größten Produktionsunterbrechungen.

2. Vorbeugende Wartung
Der heute gängigste Ansatz ist die planmäßige Wartung auf der Grundlage von Zeit- oder Nutzungsmetriken – vergleichbar mit einem Ölwechsel alle 10.000 Kilometer, unabhängig von den Fahrbedingungen. Diese Methode ist zwar besser als die reaktive Wartung, führt jedoch häufig zu unnötigen Teileaustausch oder übersehenen Ausfällen.

3. Vorausschauende Wartung
Der ausgefeilteste Ansatz analysiert, wie die Geräte tatsächlich genutzt werden, und nicht nur, wie lange sie bereits in Betrieb sind. Diese Strategie kann subtile Veränderungen in der Geräteleistung erkennen, die auf potenzielle zukünftige Ausfälle hinweisen.
„Vorausschauende Wartung verschafft Ihnen einen Vorteil. Sie plant Ihren Wartungszeitplan, und Sie können die Wartung dann kontrolliert durchführen“, erklärt Olivier Giertz.

Moderne Fertigungsanlagen verfügen heute über integrierte intelligente Funktionen, die Wartungsarbeiten revolutionieren können. Unser Unternehmen hat KI-basierte Funktionen zur vorausschauenden Wartung entwickelt, die direkt in die Robotersteuerungen und Servosysteme integriert sind.

Die entscheidende Innovation besteht darin, dass diese Systeme komplexe Datenanalysen innerhalb der Komponenten selbst durchführen, sodass keine externen Sensoren oder leistungsstarke Computerinfrastrukturen erforderlich sind.

Die KI-Systeme erstellen für jedes einzelne Gerät ein Modell des normalen Betriebs und überwachen dann kontinuierlich Abweichungen:

Für Roboter: Das System analysiert Bewegungsmuster, die Lastverteilung über die Achsen und subtile Schwingungsänderungen, die auf Motorprobleme, Lagerverschleiß oder eine lockere Riemenscheibe hindeuten könnten.

Für Servosysteme: Die Technologie kann Probleme mit verbundenen mechanischen Teilen wie Kugelumlaufspindeln, Zahnrädern oder Riemen erkennen, indem sie Veränderungen in den Vibrationsmustern oder der Stromaufnahme identifiziert, die menschliche Bediener niemals bemerken würden.

Die Kapitalrendite für vorausschauende Wartung kann bemerkenswert sein. Die Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH in Deutschland hat ein Überwachungssystem für Produktionsventilatoren implementiert, das sich bereits nach einer Stunde vermiedener Ausfallzeit amortisiert hat. Bei einer täglichen Produktion von 300.000 Kilogramm Spezialpapier würden selbst kurze Unterbrechungen deutlich mehr kosten als die gesamte Implementierung der vorausschauenden Wartung. Dies zeigt, wie wichtig der kontinuierliche Betrieb für Hersteller von Spezialprodukten ist, bei denen Produktionsausfälle sich direkt auf Output und Qualität auswirken.

Herstellern, die vorausschauende Wartung einführen möchten, empfehlen Experten einen schrittweisen Ansatz, der sich an der Philosophie des Smart Manufacturing Kaizen Level (SMKL) orientiert – einem Kernprinzip von Mitsubishi Electric, das die schrittweise Umsetzung von Veränderungen durch kleine Schritte betont.

- Beginnen Sie mit kritischen Produktionsanlagen, bei denen Ausfälle die höchsten Kosten verursachen würden.
- Führen Sie vorausschauende Wartung für diese Anlagen mit hoher Priorität ein.
- Weiten Sie den Ansatz schrittweise auf die gesamte Produktionsstätte aus.

„Der wichtigste Punkt ist, dass die Strategie für die vorausschauende Wartung in der Fabrik umgesetzt werden muss. Das bedeutet also eine Änderung der Denkweise. Man muss von reaktiven Maßnahmen zu proaktivem Denken übergehen“, rät Olivier Giertz.
Die Technologie ist verfügbar; die Herausforderung besteht darin, die Denkweise im Betrieb zu ändern und einen proaktiven Ansatz zu verfolgen, der erhebliche Renditen verspricht und gleichzeitig der SMKL-Methodik der kontinuierlichen, schrittweisen Verbesserung folgt.

Im Zuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigung stellt der Übergang von reaktiver zu vorausschauender Wartung einen grundlegenden Wandel in der Betriebsphilosophie dar. Durch die Nutzung von KI-gestützten Erkenntnissen, die direkt in die Produktionsanlagen integriert sind, können Hersteller Ausfallzeiten drastisch reduzieren, Wartungskosten senken und zuverlässigere Lieferketten gewährleisten.

Die Technologie, die diese Transformation ermöglicht, ist bereits verfügbar und überraschend leicht zugänglich. Die eigentliche Herausforderung besteht nun darin, die Denkweise zu ändern und einen proaktiveren Ansatz für die Wartung von Anlagen zu verfolgen – ein Wandel, der denjenigen, die bereit sind, diesen Schritt zu wagen, erhebliche Gewinne verspricht.

Wenn Sie Ihr Wissen zu diesem Thema vertiefen möchten, können Sie sich hier das vollständige Webinar ansehen:

Von der Reaktion zur Vorhersage: KI eliminiert Ausfallzeiten I Mitsubishi Electric – YouTube