11.03.2020

Mobile Instandhaltung 4.0

Was bedeutet es, wenn Industrie 4.0 in die Instandhaltung einzieht? Dass ich eine neue Anwendung kaufen muss, wenn ich meine Instandhaltung schneller und effizienter durchziehen will? Ja, mit ziemlicher Sicherheit. Die notwendigen Investitionen könnten sich in überschaubarer Zeit aber amortisieren. Doch beginnen wir zunächst mit den typischen Problemen.

Mobile Instandhaltung mit Tablet

Mobile Instandhaltung kann unnötigen Zeitaufwand vermeiden

Mobile Instandhaltung kann unnötigen Zeitaufwand vermeiden. So die Behauptung. Doch zunächst zu den Problemen der Instandhaltung in der Praxis.

Nehmen wir an, eine Maschine hat eine Störung. Dann passiert in der Regel Folgendes:

  1. Der Maschinenbediener setzt telefonisch eine Störmeldung ab.
  2. Die Störmeldung wird in der Instandhaltung entgegengenommen, elektronisch erfasst, ausgedruckt und einem Instandhalter zugewiesen.
  3. Dieser nimmt den Arbeitsauftrag und inspiziert die Maschine. Um die Fehlerursache zu identifizieren, benötigt er oftmals zusätzliche Informationen: Schaltpläne beispielsweise, Stücklisten oder die Aufzeichnungen aus der Fehlerdokumentation. Diese sind häufig an unterschiedlichen Plätzen im Unternehmen verteilt. So mag sich die Störungsdokumentation an der Maschine befinden oder der Elektroplan im Büro des Elektromeisters.
  4. Hat der Instandhalter alle notwendigen Dokumente zusammengetragen, ermittelt er die Fehlerursache. Vielleicht ein Relais, dessen Kontakte abgebrannt sind. Oder einen Sensor, dessen Kabel beschädigt wurde.
  5. Da er nicht weiß, ob das entsprechende Ersatzteil vorrätig ist, begibt er sich in das Lager. Findet er einen Ersatz, kann er die Reparatur fortsetzen. Ist dagegen kein geeignetes Ersatzteil verfügbar, füllt er eine Materialbestellung aus und übermittelt diese an den Einkauf. In dem Fall muss er die Reparatur unterbrechen, die Baustelle sichern und den unerledigten Reparaturauftrag so ablegen, dass er rechtzeitig nach Eintreffen der benötigten Teile wiedergefunden wird.
  6. Nach Abschluss der Reparatur hat der Instandhalter den Fehler in der Störungsliste der Maschine handschriftlich zu dokumentieren.
  7. Anschließend meldet er in seiner Werkstatt die Störmeldung ab und bucht die benötigte Zeit sowie die entstandenen Kosten auf die entsprechende Kostenstelle.

Bisher: Instandhaltung als langer Prozess

Dieser Prozess ist nicht nur langwierig und ineffizient, sondern generiert gleichzeitig auch eine Vielzahl neuerlicher Probleme. Einerseits ist eine große Anzahl von Wegen notwendig, um alle Informationen zusammenzutragen. Das betrifft die Maschinendokumentation ebenso wie das Prüfen der Verfügbarkeit von Ersatzteilen. Und dabei ging unser Beispiel sogar davon aus, dass die Störung klar der mechanischen bzw. elektrischen Instandhaltung zuzurechnen ist. Noch verworrener werden die Abläufe, sollte das nicht der Fall sein.

Denn in dem Fall mag vielleicht der Mechaniker ermitteln, dass sich die Ursache der Störung im elektrischen oder im Steuerungsteil der Maschine befindet, und muss daraufhin den Reparaturauftrag an die Kollegen umleiten. Nimmt man nur an, diese zusätzlichen Wege erforderten 15 Minuten Arbeitszeit, dann ist in Summe bei lediglich 30 Störungen pro Schicht ein Instandhalter nur mit Informationsbeschaffung beschäftigt.

Weitere Fehler möglich

Andererseits führen die Brüche in den zur Verfügung stehenden und erzeugten Daten zu vielen weiteren Fehlermöglichkeiten. So sollte die Störungsdokumentation der Maschine eine wichtige Quelle zur Ursachenanalyse sein. Aus ihr kann im Idealfall ersichtlich werden, ob dieser Fehler bereits einmal auftrat und was die Kollegen unternahmen, um den Fehler zu beseitigen. Aus der Dokumentation lässt sich ebenso ableiten, wie oft der Fehler bereits aufgetreten ist und in welchem zeitlichen Abstand.

In der täglichen Praxis sind die Störungsdokumentationen jedoch leider beileibe nicht so gut gepflegt, wie man sich das gemeinhin wünschen mag. Schwer leserliche Handschriften, unklare Formulierungen, ungenaue Erfassung der Zeiten – das sind nur einige der Unwägbarkeiten, mit denen die Instandhalter in der Praxis zu kämpfen haben.

Daten können veraltet sein

Ebenso kritisch ist die Aktualität der Daten zu betrachten. Denn je dezentraler die Teile der Dokumentation aufbewahrt werden, desto wahrscheinlicher ist es, dass vorgenommene Änderungen an den Maschinen nicht oder nicht vollständig übertragen werden. So ist es durchaus tägliche Realität, dass Instandhalter während der Reparatur Abweichungen zwischen Schaltplänen und realer Schaltung feststellen müssen. Wohl dem, der sich in dem Fall erinnert, dass der Kollege vor ein paar Monaten Änderungen vorgenommen hat.

Diese Liste der Instandhaltungs-Probleme ließe sich noch ein ganzes Stück fortsetzen: fehlende Messdaten oder Ersatzteile mit geänderten Produktspezifikationen, ungenau erfasste Instandhaltungszeiten oder mangelndes Wissen über die notwendigen Werte zur Einstellung von Maschinenparametern.

Mobile Instandhaltung bietet Lösungen

Die Problemlösung ergibt sich aus dem Ansatz der mobilen Instandhaltung. Als mobile Instandhaltung bezeichnet man die Nutzung von Smartphone oder Tablet-PC für Aufgaben der Wartung und Instandsetzung. Dabei stehen dem Instandhalter alle notwendigen Daten in elektronischer Form auf seinem Endgerät direkt zur Verfügung.

Zugegeben, im ersten Moment klingt das nicht sonderlich neu. Denn inzwischen ist die Nutzung von Smartphone oder Tablet-PC nahezu alltäglich. Wir nutzen sie als Navigationsgeräte und als Kommunikationsmittel, als Musikplayer und als Fernseher, als Spielkonsole und zum Lesen von elektronischen Büchern.

ERP-System bildet Grundlage der mobilen Instandhaltung

Doch für die industrielle Instandhaltung ist deren Einsatz tatsächlich ein Novum. Denn die mobilen Endgeräte sind nur der sichtbare Teil eines größeren Konzepts der Datenorganisation und -bereitstellung rund um die Instandhaltung.

Das Konzept der mobilen Instandhaltung basiert in der Praxis auf einem durchgängigen Datenprozess. Grundlage bildet das ERP-System (Enterprise Resource Planning). Dieses unternehmensweite Datensystem übernimmt einerseits die Aufgabe der Planung, Steuerung und Koordination aller Ressourcen (beispielsweise Kapital, Betriebsmittel, Personal, Material, Informations- und Kommunikationssysteme) für einen effizienten Betrieb.

Andererseits verbirgt sich dahinter eine komplexe Software, die auf Basis einer Datenbank und verschiedener funktionsorientierter Anwendungen diese Unternehmensaufgabe ermöglicht. Damit sollen wirtschaftliche Wertschöpfungsprozesse und eine kontinuierliche Optimierung der unternehmerischen und betrieblichen Abläufe gewährleistet werden.

Das ERP-System bildet die Grundlage der mobilen Instandhaltung.
Das ERP steuert die komplette Automatisierungspyramide.

Dieses ERP-System bzw. das dort integrierte Modul Maintenance bildet nun auch die Grundlage für die mobile Instandhaltung.

Die Verknüpfungen zwischen dem ERP-System und den mobilen Endgeräten.
Verknüpfung zwischen dem ERP und Endgeräten für die mobile Instandhaltung

Ablauf der mobilen Instandhaltung

Instandhaltungsbedarf wird in das System eingegeben

Und so ist der Ablauf: Alle Instandhaltungsbedarfe (Störmeldungen, aber auch Wartungsaufträge) werden direkt in dieses System eingegeben. So setzt beispielsweise der Maschinenbediener eine Schadensmeldung nicht mehr handschriftlich oder per Telefon ab, sondern trägt sie direkt in eine entsprechende Datenmaske ein.

Instandhaltungsbedarf wird als Arbeitsauftrag weitergeleitet

In Abhängigkeit von der Arbeitsbelastung der einzelnen Instandhalter, deren Qualifikation und eventuell notwendiger weiterer Ressourcen wird sie direkt an den einzelnen Mitarbeiter als Arbeitsauftrag weitergeleitet.

Instandhalter eröffnet Arbeitsauftrag über QR-Code

Der Instandhalter empfängt nun die Meldung auf seinem Endgerät, begibt sich an die jeweilige Maschine und scannt den auf jeder Maschine verfügbaren QR-Code. Damit gilt der Arbeitsauftrag als eröffnet.

Mit seinem Smartphone bzw. dem Tablet-PC hat der Instandhalter Zugriff auf alle notwendigen Elemente. Das digitalisierte Logbuch (die Störungsdokumentation) gestattet ihm einen vollständigen Zugriff auf die Historie der Maschine:

  • Trat der Fehler bereits in der Vergangenheit auf und wie oft geschah das?
  • Welche Kollegen nahmen die Reparatur vor?
  • Was taten diese?

Damit steht ihm eine sehr umfassende Wissensbasis zur Verfügung, die ihm die Störungsanalyse und die anschließende Reparatur erheblich erleichtert.

Doch damit nicht genug. Mit seinem mobilen Endgerät hat der Instandhalter zugleich Zugriff auf die komplette digitalisierte und auf einem zentralen Laufwerk abgelegte Maschinendokumentation. Alle notwendigen Dokumente wie Schaltpläne und Ersatzteilliste, Einstellwerte und Montagehinweise sind direkt an der Maschine verfügbar. So braucht er auch nicht zu befürchten, auf eventuell veraltete Dokumente zu stoßen, da auf dem zentralen Laufwerk immer die aktuellsten Versionen abgelegt werden.

Ersatzteil wird beschafft

Hat der Instandhalter die Fehlerursache analysiert, kann er direkt an der Maschine mit seinem Endgerät prüfen, ob das benötigte Ersatzteil vorhanden ist und an welchem Lagerort es sich befindet.

Sollte es nicht verfügbar sein, löst er mit seinem Gerät eine Beschaffungsmeldung aus, die direkt an den mit dem Einkauf von Ersatzteilen beauftragten Kollegen weitergeleitet wird. Der Reparaturauftrag wird in dem Fall nicht abgemeldet, sondern verbleibt als offener Auftrag in seiner Arbeitsliste. So ist für die Führungskräfte jederzeit ersichtlich, welche der Arbeitsaufgaben noch offen sind und aus welchem Grund.

Reparaturauftrag wird abgemeldet

Nach Beendigung der Reparatur meldet der Instandhalter den Reparaturauftrag mit seinem Endgerät ab. Das geschieht zeitgenau vor dem Verlassen der Maschine. So wird eine hohe Datengenauigkeit gesichert. Zugleich ist der Instandhalter aufgefordert, die Störung in die Störungsdokumentation einzutragen.

Automatische Dokumentation

Doch im Gegensatz zur bisherigen manuellen Erfassung wurde bereits eine Reihe von Daten übernommen. Das Scannen des QR-Codes erfasst die Maschinennummer, das Datum und die Zeit. Über das persönliche Endgerät ist der Name des Instandhalters bekannt. Weiterhin wurde aus der Störmeldung die Fehlerbeschreibung übernommen und eventuell benötigte Ersatzteile sind durch die Ausbuchung am Lager dokumentiert.

Instandhalter schließt Dokumentation ab

So sind durch ihn lediglich die Störungsursache und eventuelle Hinweise zur Fehlerbehebung einzugeben. Letzteres muss aber beileibe nicht ausschließlich schriftlich geschehen. Da das Smartphone bzw. der Tablet-PC über eine integrierte Kamera verfügt, können diese für Kollegen sehr wichtigen Hinweise auch in einer Kombination aus Bild, Film und Text erfolgen. Selbst das Abspeichern einer Audiodatei wird so möglich.

Mehr Informationen zu Instandhaltung

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Praxisbeispiel mobile Instandhaltung

Ein Unternehmen aus dem Maschinenbau führte 2017 die mobile Instandhaltung ein und konnte mittels des Ansatzes knapp 300 T€ im Jahr einsparen. Diese ergeben sich im Wesentlichen durch die Zeitersparnis pro Störungsfall bzw. Wartung. Konservativ wurde mit 10 Minuten Ersparnis pro Anwendungsfall gerechnet, was bei 19.000 Störungen und 2.000 Wartungen im Jahr hier zu einem Gesamteffekt von 3.500 weniger benötigten Arbeitsstunden führt. Hinzu kommt die höhere Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen.

Dem gegenüber stehen Gesamtinvestitionen von reichlich 100 T€ für die Tablet-PCs, die notwendigen Schutzhüllen und die Softwarelizenzen. So konnte der ROI bereits nach 4,3 Monaten erzielt werden.

Mobile Instandhaltung: Nutzen der Anwendung

Der Prozess der mobilen Instandhaltung schafft erhebliche Vorteile, die an dieser Stelle auszugweise aufgelistet sind:

  • durchgängige Erfassung der Instandhaltungsdaten
  • lückenlose Abbildung der Maschinenhistorie
  • vollständige digitale Dokumentation aller Störungsdaten
  • Sicherstellung der Datenaktualität
  • genaue Zuordnung aller Instandhaltungsaufwände zu den jeweiligen Maschinen
  • wesentlich vereinfachte Datengrundlage für die Optimierung von Maschinen
  • vereinfachte Kommunikation mit dem Maschinenhersteller
  • automatisches Erfassen von Kennzahlen wie Meantime to Repair (MTTR) oder Meantime between Failures (MTBF)
  • erweiterte Hilfe durch zusätzlich hinterlegte Tipps und Tricks

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Autor: Holger Regber