Höchste Verfügbarkeit über sehr lange Nutzungsdauern

Höchste Verfügbarkeit über die enormen Lebensdauern von Zügen, Baumaschinen Großmotoren und ähnlichen Anlagen lässt sich durch die klassische Simulations- und Testprogramme alleine nicht erreichen. Dazu ist eine ergänzende Methodik notwendig, die Potenzial von Betrieb und zustandsbasierter Wartung (CBM, PDM) nutzt.

Wenn die Betriebszeit Ihres Produkts deutlich länger ist als die Zeitspanne für die Entwicklung, dann weisen erfolgreiche Dauerläufe das Zuverlässigkeitsziel meist nicht nach. Sie überdecken nur noch einen Bruchteil der Produkt-Lebensdauer. Diese Problematik stellt sich in verschiedenen B2B Industrien wie zum Beispiel für die Eisenbahn, Baumaschinen, Windturbinen und Großmotoren. Nur einzelne Ausfallsrisiken können durch hinreichend beschleunigte Bauteiltests abgestellt werden. Der umfassende Lebensdauernachweis für diese Produkte bleibt aber ein offenes Thema. Bei Laufzeiten bis 50.000h oder Lebensdauern von bis zu 40 Jahren ist für Zuverlässigkeit über Lebensdauer ein anderer Zugang notwendig, als das, was in den Normen zu finden ist.

Dauerhaltbarkeit lässt sich steuern

Zunächst ist dafür zu klären, für welche Bauteile die gesamte Lebensdauer gefordert ist. Das ist generell nur für einen Basis-Umfang der Fall, z.B. für die „5C“ eines Verbrennungsmotors oder für die Drehgestelle einer Lokomotive. Tauschteile, wie Dämpfer, Bremsbeläge, Radreifen, Lager, etc. haben naturgemäß geringere Anforderungen zu erfüllen.

Für die Erreichung hoher Verfügbarkeit über lange Laufzeit kann es technisch-wirtschaftlich sinnvoll sein, den Umfang an Tauschteilen in der Wartung zu erweitern. Das sollte zustandsbasiert erfolgen (condition based maintenance, CBM), um die tatsächliche Belastbarkeit der Teile möglichst vollständig auszunutzen. In der B2B Praxis werden die Wartungsumfänge häufig zwischen Hersteller und (Flotten-)Betreiber verhandelt. Mit einer solchen Vereinbarung lassen sich die Teilekosten und die Entwicklungsaufwände über breitere Tauschumfänge reduzieren. Allerdings geht das zu Lasten der Wartungskosten und -zeiten. Für die Abwägung dieser beiden Aspekte braucht es eine Gesamtkosten-Betrachtung im Lebenszyklus. Das primäre Ziel bleibt aber, das System am Leben zu halten. Dafür bietet der Wartungsprozess erhebliche Möglichkeiten.

Daten aus Betrieb und Wartung sind brachliegende Potenziale

Langlebige B2B Produkte werden periodisch gewartet und überholt. Für hohe Verfügbarkeit und Dauerhaltbarkeit ist es vorteilhaft und kostengünstig, die dabei anfallenden Informationen zu nutzen. Der Standard-Wartungsprozess liefert präventiv getauschte Bauteile, die ihre Lebensdauer nur teilweise aufgebraucht haben. Mit der Lastgeschichte plus Befundung und/oder Tests dieser Tauschteile bis zum Ausfall lassen sich die Lebensdauer-Kurven ableiten und Schädigungsmodelle kalibrieren. Diese Modelle liefern die Korrelation zwischen Betriebslast und Schädigung und ermöglichen die Optimierung der Tauschintervalle. Um den Prozess so wenig wie möglich zu stören geschieht das Schritt-für-Schritt im Rahmen der geplanten Wartung.

Die Lastantwort der CBM-Teile wird im Betrieb überwacht, um Indikatoren für Schädigung zu detektieren und damit einen Ausfall frühzeitig zu erkennen und zu verhindern. Diese Kombination aus Schädigungsakkumulation und Detektion von Abweichungen ermöglicht die maximale Ausnutzung der Teilebelastbarkeit bei minimalem Ausfallsrisiko. In Uptime HARVEST wird dieses Konzepts synchron mit der Einführung zustandsbasierter Wartungsprozesse (CMB, PDM) umgesetzt.

Die Maßnahmen für ein langes Leben bei guter Gesundheit

• In der Entwicklung wird die Komponenten-Erprobung forciert
  • mit gerafften Tests für hohen Reifegrad
  • und für die Kalibrierung von Lebensdauermodellen
• In der Wartung wird die Belastbarkeit ermittelt
  • durch Befundung der Tauschteile und ausfallsorientiertes Testen
  • kombiniert mit den Daten aus der Flotten-Überwachung
• Im Betrieb werden die Flottendaten analysiert
  • zur präventiven Wartung bei der Detektion von Schädigung
  • für schonenden Betrieb und vorsorgliche Wartung