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Integrierte Planung von Wartungsmaßnahmen

Wann ist der beste Zeitpunkt, um eine Maschine zu warten? Die Antwort auf diese Frage ist für viele Unternehmen ein wichtiger Kostenfaktor: Sie stellt sicher, dass die Maschine nicht ungeplant ausfällt und gewährleistet einen störungsfreien Produktionsablauf. Im Projekt „Zustandsabhängiges Scheduling von Wartungsmaßnahmen“ arbeitet der Lehrstuhl für Produktion und Logistik der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr. Dirk Briskorn an Optimierungsansätzen, die darauf abzielen, Produktionsaufträge und Wartungsmaßnahmen simultan und unter gegenseitiger Berücksichtigung zu planen. Gefördert wird das Vorhaben bis Ende 2023 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit insgesamt 564.000 Euro.

Prof. Dr. Dirk Briskorn
Foto Friederike von Heyden

Während einer Wartungsmaßnahme können Maschinen, wie beispielsweise Abfüllanlagen oder Produktionsanlagen, in der Regel nicht produktiv genutzt werden. Wartungsmaßnahmen unabhängig vom Produktionsablauf zu planen, ist daher nicht möglich. „Bisher gibt es zwei gängige Vorgehensweisen für die Einplanung der Wartungen“, erklärt Prof. Briskorn.

Eine konservative Vorgehensweise sieht vor, vorab Zeitintervalle für die Wartung zu blocken. Diese fixierten Intervalle stellen sicher, dass die Anlage rechtzeitig gewartet wird. Dazwischen werden die Produktionsaufträge durchgeführt. „Dies führt zu einer relativ geringen Flexibilität, denn womöglich können die Zeitspannen zwischen zwei Wartungsintervallen nicht voll genutzt werden – zum Beispiel, wenn die Produktionskette durch fehlende Teile ins Stocken gerät – und so bleibt die Ressource teilweise ungenutzt“, beschreibt Prof. Briskorn. Eine zweite, sogenannte optimistische Vorgehensweise sieht vor, zunächst die Produktionsaufträge zu planen und Lücken im Produktionsplan für Wartungsmaßnahmen zu nutzen. „Dabei kann es vorkommen, dass die Wartungsmaßnahmen nicht rechtzeitig eingeplant werden, die Ressource ausfällt und durch Ad-hoc-Reparaturen kurzfristige Änderungen am Produktionsplan vorgenommen werden müssen.“

Im dem aktuellen Projekt des Lehrstuhls geht es nun darum, einen Mittelweg zu entwickeln, bei dem Produktionsaufträge und Wartungsmaßnahmen unter ständiger, gegenseitiger Berücksichtigung geplant werden. „So würde beispielsweise eine Wartungsmaßnahme früher als technisch nötig eingeplant, wenn die verbleibende Zeit ohnehin nicht produktiv genutzt werden kann“, so Prof. Briskorn. Ziel dabei ist es, eine möglichst große Flexibilität zu erreichen, ohne das Risiko von Ad-hoc-Maßnahmen zu erhöhen. Möglich sind derartige Vorhersagen aufgrund der zunehmenden Datenverfügbarkeit und -qualität im Rahmen von Industrie 4.0. Beispielsweise ermöglichen Sensoren an Werkzeugmaschinen in Kombination mit einer entsprechenden Software die Erfassung von Verschleißzuständen, die auf einen möglichen Ausfall in nächster Zukunft hinweisen. „In unserem Projekt schauen wir, wie die vorhandenen Daten bestmöglich genutzt und ausgewertet werden können, um die fälligen Wartungen flexibel und vorausschauend in den Produktionsablauf integrieren zu können – schließlich wirkt sich eine vorgezogene, und damit außerplanmäßige Wartungsmaßnahme wiederum auf alle folgenden Maßnahmen aus.“

Kooperationspartner in dem Vorhaben sind die Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und die Hebrew University of Jerusalem. Von der Gesamtfördersumme entfallen 224.000 Euro auf den Lehrstuhl von Prof. Briskorn.

Kontakt
Prof. Dr. Dirk Briskorn
Fakultät für Wirtschaftswissenschaft –
Schumpeter School of Business and Economics
Telefon 0202/439-5375
E-Mail briskorn{at}uni-wuppertal.de