TPM, also Total Productive Maintenance, umzusetzen, ohne die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) im Blick zu haben, ist sinnfrei - warum, das erklärt Experte Heinz-Joachim Schulte in diesem Interview.

TPM, also Total Productive Maintenance, umzusetzen, ohne die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) im Blick zu haben, ist sinnfrei - warum, das erklärt Experte Heinz-Joachim Schulte in diesem Interview. (Bild: totojang1977 - stock.adobe.com)

Total Productive Maintenance (TPM) ist eine Wartungsstrategie, die alle Mitarbeiter in der Organisation, vom CEO bis zu den Arbeitern an der Produktionslinie, in die Wartung und Verbesserung der Ausrüstung einbezieht. Das Ziel von TPM ist es, die Produktivität und Effizienz von Geräten durch proaktive und vorbeugende Wartung zu maximieren und alle Mitarbeiter in kontinuierliche Verbesserungsbemühungen einzubeziehen. TPM konzentriert sich auf die Maximierung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) eines Unternehmens durch Reduzierung von Anlagenausfällen, Defekten und Ausfallzeiten. Dies wird durch eine Kombination aus proaktiven Wartungsaktivitäten wie regelmäßigen Inspektionen und Reinigungen und der Einbeziehung aller Mitarbeiter bei der Identifizierung und Behebung von ausrüstungsbezogenen Problemen erreicht.

Eins der großen Themen in der Instandhaltung ist TPM, also Total Productive Maintenance. Was hat die Gesamtanlageneffektivität oder englisch Overall Equipment Effectiveness (OEE) mit TPM zu tun?

Heinz-Joachim Schulte: „Eine gute Frage, die aber oft ignoriert wird. Um es kurz auszudrücken: Wenn Sie TPM machen, dann nutzen Sie die OEE für die Erfolgsmessung. Sie messen also, inwieweit ist Ihre Maschine produktiver gelaufen oder nicht produktiver gelaufen. So prüfen Sie, ob die Optimierung, die Sie durchgeführt haben, sinnvoll war oder nicht. Das sehen Sie nur an der OEE.

Ein Beispiel: Die OEE sagt, es gehen im Monat 100 Stunden durch Rüsten verloren. Jetzt machen Sie einen Rüstvorgang oder einen Rüstlehrgang mit dem Ziel, das Rüsten zu optimieren. Wenn Sie jetzt feststellen, dass Sie danach die gleiche Anzahl an Rüstvorgängen haben, dafür aber nur 50 Stunden gebraucht haben dann wissen Sie, Sie haben jetzt 50 Stunden mehr Produktion. Und dafür wird OEE gebraucht. Aber: Sinnvoll ist die OEE nur mit einer Stillstandsanalyse – ohne ist sie wertlos. Das ist mit dem Versuch vergleichbar, ein Auto nur mit Hilfe eines Tachos navigieren zu wollen. Dann wissen Sie zwar, wie schnell Sie fahren, aber Sie wissen nicht, ob auf der Landstraße, der Autobahn, sind Sie im Ziel oder auf geplanter Strecke oder nicht im Ziel. Dafür ist die Stillstandsanalyse bei der OEE absolut wichtig. Deshalb das muss immer zusammen sein. Das hat also OEE mit TPM zu tun.“

Warum ist TPM so wichtig? Wo liegen die Vorteile dabei?

Schulte: "Sie bringt das Unternehmen voran. Und zwar mit den acht Säulen der TPM. Sie erste Säule ist die kontinuierliche Verbesserung. Das heißt, ich muss als Maschinenbetreiber immer dran denken, dass die Optimierung damit nicht abgeschlossen ist, wenn ich etwas verbessert habe, sondern als kontinuierlicher Prozess weitergeht.

Die 2. Säule sagt: Autonome Instandhaltung und ich kenne nur ganz wenige Betriebe, die das wirklich haben. Autonome Instandhaltung bedeutet, dass die Maschinenbediener mit in den Instandhaltungsprozessen eingebunden sind. Dabei geht es einmal darum, die Maschine zu reinigen und dann um Prozesse oder Tätigkeiten, für die nicht unbedingt Instandhalter eingesetzt werden müssen. Der Bediener ist der Mensch, der mit der Maschine länger zusammen ist als mit seiner eigenen Frau. Das bedeutet, der kennt die Maschine. Der hört genau, wenn es irgendwo klimpert, wenn es irgendwo klingelt, wenn es irgendwo nicht so läuft wie immer. Das hört der sofort. Zu Hause oder in der Freizeit repariert er sein Haus oder sein Auto – wir aber trauen ihm nicht einmal zu, dass er mit einer Fettpresse acht Hübe in ein Kugellager geben kann. Wenn ich ihm sage, wo die Schmiernippel sind und wie oft er drücken soll, dann kann der das. Und diesen Vorgang kann ich bei autonomer Instandhaltung in den Anweisungen hinterlegen. So wird die Kompetenz des Bedieners mitgenutzt.

Die dritte Säule ist die geplante Instandhaltung. Viele sprechen ja von Predictive Maintenance und von Schwingungsanalysen und was es da alles gibt. Wenn ich aber schon alleine nur die geplante Instandhaltung einhalte, dann habe ich schon mindestens die Hälfte aller technischen Ausfälle damit behoben. Wenn ich dann bedenke, dass nur 20 Prozent aller Stillstände eine technische Ursache haben, dann bedeutet dass, dass wir viel Potential einsetzen, um einen nur kleinen Prozentsatz aus der Maschine rauszuholen und eigentlich mit Kanonen auf Spatzen schießen. In anderen Bereichen haben wir viel, viel mehr Potential als in der Instandhaltung. Die geplante Instandhaltung erleichtert also vieles – aber in vielen Betrieben gibt es sie nicht. Dort gibt es immer noch die klassische Feuerwehrmethode: Etwas fällt aus und dort wird hingelaufen.

Die 4. Säule ist: Training und Ausbildung beziehungsweise Kompetenz-Mangement. Früher nutzen wir zum Beispiel bei einer Siemens-Simatic-Steuerung nur wenige Programmiersprachen. Heute gibt es bei der gleichen Siemens-Simatic-Familie deutlich mehr. Zusätzlich enthalten viele Geräte in der Maschine und auch im Schaltschrank inzwischen auch Mikroprozessoren, welche mit einem PC eingestellt und überprüft werden müssen. Wenn ich da mit dem Training schludere, kommen Probleme. Darum ist es wichtig, dass die Leute gut ausgebildet sind. Dass die ohne Angst, etwas falsch zu machen, an die Anlagen gehen.

Und letztendlich auch, dass sie die nötigen Tools wie Anlaufüberwachung, die 5. Säule, zur Verfügung haben. Das heißt, wenn ich eine neue Anlage in Betrieb nehme, habe ich in der Regel eine Kurve, irgendwann haben wir eine Gerade und dann haben wir maximale Produktivität. Übrigens: Wenn ich schon bei der Inbetriebnahme mit OEE arbeite, wird meine Kurve deutlich steiler und ich kann die Inbetriebnahme oft auf die Hälfte der Zeit reduzieren.

Das machen Maschinenbauer aber ungern, weil OEE Schwächen sichtbar macht. Das ist ja sogar die eigentliche Aufgabe des OEEs. Dann könnte ja der Kunde sehen, wo Schwächen liegen. Aber die Frage ist, ob ich das als Schwäche oder als Verbesserungspotenzial definiere oder ob diese ‚Schwäche‘ für den Kunden überhaupt relevant ist.

Die 6. Säule: Qualitätsmanagement. Das ist immer interessant, denn schlechte OEE und hohe Ausschussrate gehen oft Hand in Hand. Wenn ich einen schlechten OEE habe, dann habe ich auf der anderen Seite auch Probleme mit der Qualität.

Die 7. Säule ist TPM in administrativen Bereichen. Denn wenn wir die Kosten im Griff haben wollen, müssen wir auch in andere Bereiche reingucken. Die Frage, die mich interessiert, ist, was kommt von dem, was im administrativen Bereich schiefläuft, an der Maschine an? Ein Beispiel: Es gibt eklatante Mängel im Einkauf, das heißt die Teile kommen und stehen in geschlossenen Kartons im Vorlager. Jetzt fehlen aber Mitarbeiter, die Pakete zu öffnen und die Teile einzubuchen. Damit fehlen Ersatzteile im Bestand, können aber nicht bestellt werden, da der Lieferant keine Zahlung erhalten hat, weil die Teile ja nicht eingebucht sind. Alles schon gesehen.

Und die 8. Säule: Arbeitssicherheit, Umwelt, Gesundheitsschutz. Hier gibt es viele positive Entwicklungen. Da gibt es entsprechende Methoden wie zum Beispiel FMEA, das heißt Fehleranalysen und so weiter. Der Punkt Arbeitssicherheit in den meisten Betrieben eigentlich am besten gelöst. Das finde ich halt auch wirklich eine gute Entwicklung."

Die acht Säulen der TPM: autonome Instandhaltung (autonomous maintenance), zielgerichtete kontinuierliche Verbesserung (focused improvement), geplante Instandhaltung (planned maintenance), Qualitätssicherung (quality maintenance), Anlaufmanagement (early equipment management), Kompetenzmanagement (training and education), Arbeitssicherheit, Gesundheits- und Umweltschutz (safety, health and envoirnment) und TPM in administrativen Bereichen (administration and office tpm).
Die acht Säulen der TPM: autonome Instandhaltung (autonomous maintenance), zielgerichtete kontinuierliche Verbesserung (focused improvement), geplante Instandhaltung (planned maintenance), Qualitätssicherung (quality maintenance), Anlaufmanagement (early equipment management), Kompetenzmanagement (training and education), Arbeitssicherheit, Gesundheits- und Umweltschutz (safety, health and environment) und TPM in administrativen Bereichen (administration and office tpm). (Bild: David Santos Mendoza - stock.adobe.com)

Also ist TPM eine gute Sache. Aber wie führe ich es ein? Wie kann ich es anwenden? Welche Kniffe muss ich kennen?

Schulte: „Grundsätzlich, wenn ich anfange mit TPM, dann immer erst an einer Maschine, an einer Anlage. So brauche ich wenig Ressourcen, kann alles gut analysieren und die Methodiken relativ smart testen. Und wenn TPM an der einen Anlage funktioniert, dann kümmere ich mich um die nächste. Viele machen den Fehler und fangen gleich grundsätzlich mit allen Anlagen an. Das bringt Chaos ins Unternehmen.

Außerdem sollte man zu Beginn die Anlage wählen, die es am meisten notwendig hat. Denn dort kriegen Sie relativ schnell, mit relativ geringem Aufwand gute Erfolge hin. Dazu muss man den Leuten, die das TPM-Projekt stemmen, freie Hand lassen. Die Antwort ‚Das geht bei uns im Konzern nicht‘, darf es nicht geben. Wenn es notwendig ist für das optimale Laufen der Maschine, dann muss die Frage gestellt werden: ‚Was müssen wir im Konzern tun, damit wir das umsetzen können?‘“

Heinz-Joachim Schulte
(Bild: OEE-Institut)

Heinz-Joachim Schulte ist der CEO des OEE-Institute. In Sachen Overall Equipment Effectiveness ist er anerkannter Experte. Mit 40 Jahren Maschinen und Maschinenprozess-Erfahrung arbeitet er daran, freie Produktionskapazitäten zu identifizieren und die Produktivität von produzierenden Maschinen zu steigern. „Ich bin derjenige, den man anruft, wenn etwas schiefläuft“, sagt er selbst über sich.

Was muss ich denn können, um diese Maßnahmen überhaupt ergreifen zu können bei TPM? Also welche Fähigkeiten sollten in einem Unternehmen vorhanden sein?

Schulte: „GMV - Gesunder Menschenverstand. Das ist die wichtigste Voraussetzung. Darüber hinaus sollte eine OEE-Software vorhanden sein, mit der ich messen kann, ob das, was ich mit TPM mache, auch wirklich funktioniert. Es gibt auch kein Falsch oder kein Richtig, sondern es funktioniert bei uns oder es funktioniert bei uns nicht und wenn es so nicht funktioniert, was müssen wir tun, um das zu reduzieren?

Also OEE und gesunden Menschenverstand müssen Sie haben, um wirklich TPM zu machen. Ich frage mich immer, wie TPM-Projekte ohne OEE aufgesetzt werden können.“

Wie helfen Sie als Experte einem Unternehmen, das TPM einführen möchte?

Schulte: "Indem ich erst mal eine Analyse mache, gegebenenfalls, da ja unter Umständen keine Software vorhanden ist, auch eine Handanalyse. Ich zeige dem Kunden, wie er das in Zukunft selbst machen kann und schreibe während einer Schicht auf, was da so passiert. Dann stelle ich immer die Frage, ob das ein normaler Tag oder eine Ausnahme war. Wenn zum Beispiel ein Motor oder eine Hydraulikpumpe geht kaputt und die Maschine steht, ist das wohl nicht normal. Wir müssen aber wissen, wie der Alltag aussieht. Nur dann kriegen Sie eine Idee, wo es hakt. Ich notiere, warum steht die Maschine? Was macht der Bediener gerade? Dann schaue ich mir die acht Punkte an und entscheide, womit ich beginne. Habe ich Probleme in der geplanten Instandhaltung? Habe ich Probleme in der autonomen Instandhaltung? Vielleicht fängt man einfach damit erst mal an, dass man sich die autonome Instandhaltung anguckt. Wie schnell ist das umsetzbar? Da liegen Potenziale.

Die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) ist ein Maß dafür, wie effektiv ein Fertigungsbetrieb seine Anlagen nutzt. Er wird berechnet, indem drei Faktoren multipliziert werden: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.

 

  • Die Verfügbarkeit ist ein Maß dafür, wie oft die Ausrüstung verwendet werden kann. Sie errechnet sich aus der Division der tatsächlichen Laufzeit der Anlage durch die geplante Produktionszeit.
  • Die Leistung ist ein Maß dafür, wie schnell das Gerät im Vergleich zu seiner vorgesehenen Geschwindigkeit läuft. Sie wird berechnet, indem die tatsächliche Produktionsrate durch die geplante Produktionsrate dividiert wird.
  • Qualität ist ein Maß dafür, wie viele Fehler während des Herstellungsprozesses entstehen. Sie wird berechnet, indem die Gesamtzahl der produzierten guten Einheiten durch die Gesamtzahl der produzierten Einheiten dividiert wird.

Die OEE wird in Prozent ausgedrückt, wobei 100 Prozent für eine perfekte Leistung steht. Durch die Verfolgung und Verbesserung der OEE können Hersteller Ineffizienzen in ihren Anlagen und Prozessen erkennen und beheben, was zu einer höheren Produktivität und Rentabilität führt.

Ein Beispiel: In einem Unternehmen wurden in einer Maschine Teile gefertigt und fielen dann in einen Container. War der voll, schaltete der Bediener die Maschine aus, ging los, um einen Hubwagen zu holen und den Container zur nächsten Maschine zu fahren. Dann hat er mit dem Hubwagen einen leeren Container geholt. Unterwegs hat er noch den Klaus getroffen, den Paul getroffen, noch schnell eine Zigarette geraucht, vielleicht noch mal eine Runde zum Kaffeeautomaten, eine kurze Pinkelpause dabei und dann gemütlich zurück zur Anlage. Das dauerte 20 Minuten pro Schicht. 3-Schicht-Betrieb, montags bis freitags. Wir haben in Deutschland rund 250 Produktionstage. Wenn ich diesen einen Vorgang optimiere, gewinne ich bis zu 250 Produktionsstunden im Jahr - das sind mehr als zehn zusätzliche Produktionstage.

So gehe ich sukzessiv vor, indem ich beobachte, wenn ich da bin. Was passiert an der Anlage? Was wird da gemacht? Ist eine OEE-Software vorhanden, dann muss natürlich ganz akribisch ausgewertet werden: Was ist da passiert? Was muss da gemacht werden? Zuerst werden die 'low hanging fruits' geholt, damit sich das Projekt so schnell wie möglich selbst finanziert.

Denn eine Universallösung gibt es nicht, sondern immer eine individuelle. Bei dem einen gibt es vielleicht autonome Instandhaltung, sie wird aber nicht richtig gelebt. Die anderen haben vielleicht häufig wechselndes Personal, also sind Schulungen gegen Fehlbedienung ein großes Thema. Natürlich – und das wird leider oft gemacht – kann ich den Leuten sagen: ‚Ihr seid zu blöd, die Maschine zu bedienen.‘ Oder ich kann anhand des Störungsprotokolls oder der Störungsanalyse, die ich aus meiner OEE-Auswertung habe, prüfen, warum es passiert und entsprechend Entscheidungen treffen."

Wenn ich die richtigen Entscheidungen getroffen habe: Wie würden Sie vorgehen, um den Erfolg zu messen und ihn zu kommunizieren?

Schulte: „Mein Messwerkzeug ist OEE, das ist klar. Aber es ist auch wichtig, den Erfolg zu kommunizieren. Ich habe zum Beispiel bei einem niederländischen Halbleiterunternehmen im Rahmen des TPM-Projektes Menschen für Wartungsarbeiten an Beladerobotern ausgebildet. Ungefähr die Hälfte der Abteilungen wollten nicht mit uns zusammenarbeiten, also wurden die Roboter dort nicht gewartet. Entsprechend schlecht schnitten diese dann in der Produktivität nach vier Wochen ab – und entsprechend erfolgreich die anderen. Also waren wir dann auch dort gern gesehen.

Daran sieht man, wie wichtig es ist, Erfolge zu kommunizieren. Egal wie und je größer, je breiter, umso besser. Und selbst die kleinsten Erfolge, es ist wichtig, dass die Leute, die dran arbeiten, mit geschwellter Brust durch den Betrieb gehen. Es ist wichtig, dass die anderen diesen Wunsch haben: Will ich auch haben. Und das muss ich erzeugen. Darum ist es ganz wichtig, wie gesagt, messen mit OEE und dann gut durchkommunizieren, so smart wie möglich. Wenn es Unternehmen gibt, wo es also Bildschirme gibt mit Unternehmens-News, muss das da drauf, ein Bild mit den Leuten, ein Bild von den Maschinen usw. Und dass man da sieht, das ist da passiert.“

Wie erkenne ich, wo und wie optimiert werden kann?

Schulte: „Man muss sich bewusst sein, was es für Verluste gibt. Wo kann überall optimiert werden? Wann fällt mir die Maschine aus? Und ich muss da natürlich auch unterscheiden: Wie lange dauert die Reparaturzeit selbst und wie lange das Drumherum? Beispiel: Die Maschine geht in Störung. Bis der Bediener das erst mal registriert, vergeht unter Umständen schon mal eine Viertelstunde oder eine halbe Stunde, weil er im Rahmen der Mehrmaschinenbedienung gerade nicht an dieser Anlage ist. Außerdem hat die andere Anlage für ihn vielleicht die gleiche Priorität, obwohl er sieht, dass die eine nicht läuft. Das heißt, das wäre dann der erste Schritt. Dann sucht er den Fehler und stellt fest, dass ein Teil getauscht werden muss. Dann läuft er erst mal ins Lager und sucht das Teil. Und dann muss er den ganzen Weg wieder zurücklaufen – da summieren sich die Nebenzeiten. Da gibt es neben der OEE noch zwei schöne Kennzahlen: einmal die MTBF, also Meantime between failures, und die MTTR, Meantime to repair. Die sagen auch viel aus zum Thema Anlagenausfällen und Instandhaltung.

Dann noch zum Thema Umrüsten, Einstellen. Das Parkinsonsche Gesetz besagt, dass ich für eine Aufgabe immer die Zeit brauche, die mir gegeben wird. Also muss ich vermeiden, feste Zeiten für Umrüstungen oder Einstellungen zu geben. Stattdessen muss ich sagen: Was müssen wir tun, um diese Zeit zu verkürzen? Ein gutes Beispiel ist ein Reifenwechsel in der Formel 1. Im Jahr 1991 dauerte der 30 Sekunden, heute zwei, obwohl die eigentliche Arbeit, vier Reifen zu wechseln, sich nicht verändert hat.

Weitere wichtige Aspekte für die OEE sind Anfahrverluste, Kurzstillstände, Leerlauf, Geschwindigkeitsverluste oder Ausschuss, Nacharbeit und geplante Stillstände. Ich muss wissen, um welche Art von Stillstand es sich handelt. Wichtig ist, dass man sich die Verluste vor Augen hält und es vermeidet, von geplanten Stillständen zu sprechen, Stillstände einzuplanen. Man darf sich also nicht nur auf einen Faktor konzentrieren.

Es ist wie bei der Formel 1. Die Rennställe (produzierende Unternehmen) mit den besten Autos (Maschinen), den besten Fahrern (Maschinenbediener) und den besten Boxenteams (Instandhaltung), stehen auf dem Siegertreppchen!

Predictive Maintenance im Realitätscheck
(Bild: Sikov/stock.adobe.com)

Wie realistisch ist Predictive Maintenance wirklich - machen Sie den Realitäts-Check in unserer Serie:

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