Unternehmensführungs-Lexikon

Rubrik: Rechnungswesen Marketing Organisation Controlling
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Controlling » Instandhaltungsanalyse:

1. Überblick

Die Instandhaltungsanalyse stellt die Basis für eine fundierte Planung von Aktivitäten zur Erhaltung von Maschinen und Anlagen (Anlagenwirtschaft) dar. Sie wird im Rahmen einer Konstruktions- bzw. Systemanalyse vorbeugend durchgeführt und als Reaktion auf eingetretene Schäden als Schadensanalyse eingesetzt. Dabei kann die Analyse von Schwachstellen - als Bestandteil der Instandhaltungsanalyse - sowohl vorbeugenden als auch reaktiven Charakter haben.

Um eine ständige Verbesserung der Instandhaltbarkeit von Maschinen und Anlagen zu erreichen, ist die Instandhaltungsanalyse nicht nur ereignisorientiert (bei Neukonstruktionen oder Schäden), sondern über die gesamte Nutzungsdauer hinweg regelmäßig durchzuführen.

2. Konstruktionsanalyse

Die Konstruktionsanalyse determiniert den Instandhaltungsplan einer maschinellen Anlage. Ausgangspunkt der Konstruktionsanalyse ist eine hierarchisch gegliederte Beschreibung der Funktionen, die die zu analysierende Anlage zu erfüllen hat. Die oberste Hierarchieebene bildet die in der Planung festgelegte Gesamtfunktion der Anlage, zum Beispiel "Herstellen einer Spanplatte". Eine solche Gesamtfunktion wird mit steigendem Detaillierungs- und Konkretisierungsgrad von Ebene zu Ebene bis zu direkt bauteilbezogenen Funktionen (wie zum Beispiel "Ventil öffnen") in Teilfunktionen aufgegliedert.

In Abhängigkeit vom gewünschten Detaillierungsgrad werden den ermittelten Funktionen anschließend Bauteile, Komponenten und Systeme zugeordnet, mit denen die durch die Funktion festgelegten Anforderungen realisiert werden sollen. Hier beginnt die eigentliche Konstruktionsanalyse im Sinne der Instandhaltung, denn mit der Auswahl der Bauteile, Komponenten und Systeme zur Realisierung der geforderten Funktionen werden bereits in der Konstruktion die später an der Anlage anfallenden Instandhaltungsmaßnahmen festgelegt. Wird zum Beispiel ein Bauteil auf Verschleiß ausgelegt (zum Beispiel eine Reibkupplung), sind im Rahmen der Instandhaltung geeignete Maßnahmen zur Feststellung und Behandlung dieses Verschleißes erforderlich. Handelt es sich um Bauteile, für die eine Reparatur nicht wirtschaftlich ist, ergibt sich für die Instandhaltung die Notwendigkeit der Ersatzteilbevorratung. Insbesondere für den Lagerbestand macht es einen großen Unterschied, ob überwiegend baugleiche Normteile für gleiche Funktionen in der Anlage verwendet werden oder ob jeweils unterschiedliche Spezialanfertigungen bevorratet werden müssen.

Durch die Konstruktionsanalyse erhält man im Ergebnis eine detaillierte Übersicht der in einer Anlage verwendeten Bauteile mit zugeordneten Instandhaltungsmaßnahmen und eventuell benötigten Verschleiß- bzw. Ersatzteilen. Darauf aufbauend lassen sich in der Arbeitsvorbereitung Instandhaltungsstrategien, -pläne und -arbeitsabläufe entwickeln.

3. Schadensanalyse

Schadensarten und Schadensursachen
Der Zweck von Schadensanalysen besteht in der Untersuchung und Erforschung von Schäden und Schadensabläufen sowie der Erarbeitung von Verhütungsmaßnahmen für Schäden.

Praxistipp:
Ein Schaden im Sinne der Instandhaltung ist nach DIN 31051 definiert als "Zustand einer Betrachtungseinheit nach Unterschreiten eines bestimmten (festzulegenden) Grenzwertes des Abnutzungsvorrates, der eine im Hinblick auf die Verwendung unzulässige Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit bedingt".


Schäden lassen sich unter dem Gesichtspunkt der Schadensentstehung bzw. des Schadensablaufes in Primärschäden (zeitlich zuerst aufgetretene Schäden, die Ursache für weitere Schäden sein können) und Folgeschäden (Schäden, die durch einen vorangegangenen Schaden am gleichen oder einem anderen Bauteil ausgelöst werden) einteilen.


Die Schadensursache lässt sich definieren als Grund für das Eintreten eines Zustandes (Vorganges), der zur Beschädigung oder sogar Zerstörung eines Bauteiles geführt hat. Als mögliche Schadensursachen kommen grundsätzlich vier verschiedene Typen in Betracht:

Ablauf einer Schadensanalyse
Eine Schadensanalyse läuft in der Regel in vier Phasen ab.


Alle Daten, die für die Untersuchung des Schadens in Bezug auf den Schadensablauf und die Schadensursache von Interesse sind, werden in der Informationsphase gesammelt. Gewonnen werden die Daten aus den Untersuchungen der durch Mensch und Umwelt hervorgerufenen Einflüsse sowie aus Untersuchungen über den Schaden selbst. Die gesammelten Daten werden anschließend aufbereitet, gegliedert und kritisch geprüft.

In der Hypothesenphase werden die in der Informationsphase gesammelten Daten zur Rekonstruktion des Schadensablaufes verwendet. Vor allem sind die Schadensursache, die chronologische Entstehung des Schadens, die Kompetenzen und Verantwortlichkeiten sowie die Schadensmechanismen zu klären. Bevor man mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit den tatsächlichen Verlauf ermittelt hat, müssen unter Umständen verschiedene Hypothesen aufgestellt werden.

In der Ergebnisphase werden die gewonnenen Erkenntnisse dokumentiert und Gutachten oder Schadensberichte erstellt.

Eine in dieser Form durchgeführte Schadensanalyse ist nur wirtschaftlich, wenn aus den dokumentierten Schadensdaten und -informationen in der Maßnahmenphase konkrete Aktivitäten zur Beseitigung der Schadensursachen oder zur Minderung der Auswirkungen abgeleitet werden. Diese Aktivitäten sollten sowohl beim Anlagenhersteller als auch beim Anlagenbetreiber der Anlage ansetzen.

Für den Hersteller der Anlage kann auf Basis der Analysen eine Schadensstatistik erstellt und ständig aktualisiert werden, um eventuell häufiger auftretende, gleichartige Probleme zu lokalisieren. Durch Änderungen von Konstruktion, Beanspruchungen, Fertigungsverfahren, Montage und Bedienungsanleitungen lassen sich einmal identifizierte Problembereiche häufig beheben. Auf Seiten des Anlagenbetreibers kommen einerseits direkte Maßnahmen zur Schadensbeseitigung in Form von Instandsetzung, Austausch, Verschrottung und Neukauf sowie andererseits geänderte Instandhaltungsmaßnahmen (Wartungsintervalle, Schmiermittelwahl), verbesserte Bedienung und erhöhter Kontrollaufwand in Betracht.

4. Schwachstellenanalyse

Schwachstellenarten und Schwachstellenursachen
Als Ziele der Schwachstellenanalyse im Sinne der Instandhaltung kommen insbesondere in Betracht:

Eine Schwachstelle im Sinne der Schwachstellenanalyse ist definiert als eine durch die Nutzung bedingte Schadensstelle oder schadensverdächtige Stelle, die mit technisch möglichen und wirtschaftlich vertretbaren Mitteln so verändert werden kann, dass sich Schadenshäufigkeit und/oder Schadensumfang vermindern. Dementsprechend sind drei wesentliche Eigenschaften zu berücksichtigen:

Schwachstellenarten lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien unterteilen. Eine Möglichkeit besteht in einer Unterteilung nach der Fehlerart (Planungs-, Konstruktions-, Fertigungs-, Montage- sowie Instandhaltungsfehler). Ein weiteres Kriterium ist die Art des Ausfallverhaltens, da Schwachstellen zufällig (zum Beispiel Wackelkontakt) oder absehbar zwangsläufig (zum Beispiel schadhafte Hydraulikdichtungen) zu Schäden führen können. Wählt man das Auftrittsverhalten als Kriterium für die Einteilung von Schwachstellen, können drei Arten unterschieden werden:

Die Verantwortung für fertigungstechnisch oder konstruktionsbedingte Schwachstellen liegt beim Hersteller. Die Abnahmeprüfung seitens des Anwenders ist nicht immer ausreichend, um Fertigungsfehler zu entdecken, da diese sich nicht nur auf die Funktionstüchtigkeit, sondern eventuell auch auf den Abnutzungsvorrat auswirken können.


Funktions- und betriebstechnisch bedingte Schwachstellen werden durch unsachgemäßen Einsatz wie Überbeanspruchung, mangelnde Wartung oder andere Umwelteinflüsse verursacht. Diese Schwachstellen sind für die Instandhaltungsplanung von großer Bedeutung, da zum Beispiel die Inspektions- und Wartungspläne dem Auslastungsgrad der Maschinen angepasst werden. Die Auswirkungen einsatzbedingter Schwachstellen lassen sich somit durch erhöhten Instandhaltungsaufwand abschwächen und über eine direkte Einflussnahme auf die Investitions- und Beschaffungspolitik unter Umständen sogar beseitigen.

Als Schwachstellenursache tritt menschliches Versagen direkt oder indirekt auf. Bei der direkten Form handelt es sich in der Regel um Fehlbedienungen einer Maschine oder einer Anlage. Indirekt wirken sich menschliche Fehlleistungen aber auch in anderen Bereichen (zum Beispiel Konstruktion oder Fertigung) auf die Entstehung von Schwachstellen aus. Begünstigt wird menschliches Versagen durch eine unzureichende Berücksichtigung ergonomischer und sicherheitstechnischer Gesichtspunkte.

Die unvollkommene Beherrschung der eingesetzten Technologien ist ebenfalls eine potenzielle Ursache für das Entstehen von Schwachstellen. Dies betrifft zum Beispiel unvollkommene Entwurfs- und Simulationstechniken, Verfahrens-, Produktions- oder Prozesstechnologien. Durch Analysen lassen sich Ursache, Ort und Zeitpunkt der Entstehung dieser Schäden nur schlecht abschätzen. Beim Einsatz neuer oder wenig erprobter Techniken ist daher besonderer Wert auf die Bereithaltung erhöhter Instandhaltungskapazitäten zu legen.

Das Auffinden von Schwachstellen
Für das Auffinden von Schwachstellen kommen prinzipiell drei Arten von Schwachstellenanalysen in Betracht:

Die theoretische Schwachstellenermittlung kann beim Anwender und/oder beim Hersteller angewandt werden.