Zwei Mechaniker bei der Wartung eines Flugzeugs

Die Reliability Centered Maintenance (RCM) - also die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung - wurde entwickelt, um komplexe Systeme wie Flugzeuge instand zu halten. Aber sie kann auch bei Anlagen eingesetzt werden. (Bild: christian42 - stock.adobe.com)

Prozesse und Tools der Reliability Centered Maintenance (RCM, zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung) stehen nicht oft im Vordergrund, wenn es um die Planung und Durchführung von Stillständen, Turnarounds und Anlagenausfällen (STO: Shutdowns, Turnarounds, Outages) geht. Dabei wurde RCM bereits in den 1950er bis 1970er Jahren entwickelt, um den wachsenden Arbeitsumfang an zeitlich wiederkehrenden Inspektionen und Instandhaltungs-Maßnahmen für immer komplexere Systeme - wie beispielsweise Flugzeuge - zu kontrollieren. Während viele beim Reliability Management (Anlagenzuverlässigkeit) an Risikoanalysen oder Anlagenlebensdauer denken, handelt es sich ebenfalls um maßgeschneiderte Methoden und Herangehensweisen für die anlagenintensiven Industrien.

RCM: Zur effektiven Flugzeugwartung entwickelt

RCM ist das Ergebnis jahrelanger Arbeit der amerikanischen Fluggesellschaften, die Regierungsorganisationen wie die Federal Aviation Administration (FDA) davon überzeugten, dass es wirtschaftlichere Wege zur Wartung hochkomplexer Düsenflugzeuge gibt, als rein zeitbasierte Inspektionen und Instandhaltungen.

Dieser Ansatz wurde 1978 – mittlerweile vor fast 50 Jahren - in einem Bericht von den United Airlines-Ingenieuren F. Stanley Nowlan und Howard F. Heap mit dem Titel „Reliability-Centered Maintenance" beschrieben. Darin heißt es: „Eine planmäßige Wartung ist für jedes Teil erforderlich, dessen Funktionsverlust oder Ausfall sicherheitsrelevante Folgen haben könnte. Sie ist auch für jedes Flugzeugteil erforderlich, dessen Funktionsstörung für die Crew nicht erkennbar ist und daher zur Fehlerbehebung gemeldet werden muss. ... In allen anderen Fällen sind die Folgen eines Ausfalls wirtschaftlicher Art. Somit müssen die RCM-Maßnahmen, die auf die Vermeidung solcher Ausfälle abzielen, aus wirtschaftlichen Gründen gerechtfertigt sein."

Weiter heißt es, dass „Auswirkungen auf die Flugsicherheit in fast allen Fällen wirtschaftliche Folgen haben und durch den Einsatz redundanter Systeme reduziert werden können".

Massive Stundenreduktion in der Wartung

In der Praxis hatte dies erstaunliche Auswirkungen auf die Wartung von Flugzeugen. Eine Instandhaltung-Strategie der Douglas DC-8 vor RCM-Einführung umfasste 339 zeitabhängige Inspektionspunkte. Nachdem RCM auf das Nachfolgemodell, die McDonnel Douglas DC-10, angewandt wurde, mussten nur noch sieben Teile nach vorgegebenen Zeitintervallen instandgehalten werden. Dies bedeutete eine erhebliche Reduzierung sowohl der Wartungsstunden als auch der Kosten pro Flugstunde.

Bei der DC-8 waren in den ersten 20.000 Betriebsstunden vier Millionen Wartungsstunden für Strukturinspektionen erforderlich. Bei der Boeing 747 wurden nach erfolgreicher Anwendung von RCM Prinzipien nur noch 66.000 Wartungsstunden benötigt. Dies entspricht nur 1,65 Prozent des zeitlichen und finanziellen Aufwands im Vergleich mit der Situation vor Einführung von RCM. Durch stetige Verbesserungen bei Flugzeugteilen, des Flugzeugbetriebs und der Wartung stieg die Flugsicherheit dieser Flugzeuge im gleichen Zeitraum zudem deutlich.

Video: Was ist RCM?

Inhalt: Reliability Centered Maintenance

RCM-Analysen nutzen

Daher sollten zum Beispiel STO-Fachleute die Vorteile der Nutzung von RCM-Methoden gegenüber zeitbasierten Instandhaltungs-Systemen erkennen. Bei der Einführung von RCM Maßnahmen wird ein strategischer Ansatz verfolgt, wobei nicht-wertschöpfende Arbeiten wie beispielsweise die Anzahl von Inspektionen sowie deren Arbeitsumfang hinterfragt werden, um durchzuführende, wertschöpfende Maßnahmen gezielter zu gestalten. Der RCM-Prozess sollte sowohl Routine-Maßnahmen als auch STO-Instandhaltungsaufgaben abdecken. Zunächst empfiehlt es sich RCM-Analysen anzuwenden, um die Kritikalität von Anlagenteilen zu definieren sowie Fehlermodi und -auswirkungen zu identifizieren. Danach sollten Equipment-Strategien definiert und angewendet werden, die darauf abzielen, "die inhärenten Sicherheits- und Zuverlässigkeitsniveaus der Anlagen zu minimalen Kosten zu realisieren", wie Nowlan und Heap schreiben.

Diese Equipment-Strategien sollten festlegen, welche Instandhaltungs-Arbeiten bei laufendem Betrieb der Anlage durchgeführt werden können und welche während eines STO-Ereignisses ausgeführt werden müssen. Dabei empfiehlt sich insbesondere, Möglichkeiten der Online-Zustandsüberwachung (CBM) und der digitalen Analyse von Prozess- und Anlagendaten - einschließlich Trendanalysen - zur kontinuierlichen Überwachung von Anlagen, zu nutzen. Der Einsatz dieser Tools kann den Bedarf an im System eingreifenden Inspektionen erheblich reduzieren, Daten für risikobasierte Entscheidungen bei der Auswahl von Arbeiten zur Reduzierung des Arbeitsumfangs liefern und Überraschungen während eines Stillstands vermeiden.

STO-Experten und Reliabilty-Ingenieure müssen zusammenarbeiten

Leider haben Reliability-Ingenieure, die diesen RCM-Prozess durchführen und Equipment-Strategien erarbeiten, oft nur unzureichendes Verständnis über technische Herausforderungen und Möglichkeiten, die mit STO-Ereignissen verbunden sind. Ebenso werden häufig STO-Experten während der Erarbeitung von Equipment-Strategien nicht einbezogen, wodurch die daraus resultierenden STO-Maßnahmen oft erst zu Beginn der STO-Vorbereitungsphase definiert werden. Es ist zwingend erforderlich, dass Reliability-Ingenieure und STO-Experten bei der Konzeption von Equipment-Strategien zusammenarbeiten, um den maximalen Nutzen aus dem RCM-Prozess zu ziehen sowie den Zeit- und Arbeitsumfang von Stillständen zu minimieren.

Durch Befolgung des RCM-Prozesses und Nutzung von Reliability-Werkzeugen, zum Beispiel Zustandsüberwachung, digitale Analytik, Präzisions-Instandhaltung oder aktives Störungsmanagement, kann die Lebensdauer von Anlagen erheblich verlängert werden. Zustandsüberwachung und digitale Analytik können helfen, Defekte sehr früh zu erkennen - zum Beispiel das Schlagen rotierender Anlageteile - und diese zu beheben, bevor ein Anlagenschaden auftritt. Durch die Anwendung von präzisen Instandhaltungs-Maßnahmen, wie zum Beispiel Beachtung von Drehmomenten, Schmieren, Ausrichten und Auswuchten, kann die Lebensdauer von Anlagen erheblich verlängert und somit der Umfang von Stillständen reduziert werden.

RCM verkürzt Stillstände

Man hat also festgestellt, dass durch Nutzung von RCM-Methoden und -Werkzeugen Stillstände viel kürzer und besser zu managen sind. Zudem erleichtern diese Methoden den Übergang von einer reaktiven "Reparieren, wenn's defekt ist"-Kultur zu einer proaktiven Instandhaltung-Kultur. STO-Ereignisse sind somit einfacher zu planen, konzentrieren sich auf Aufgaben, die einen Stillstand bedürfen und sind zudem viel besser handhabbar.

Instandhaltung
(Bild: T.A. Cook – Part of Accenture)

Wie sieht das in der Praxis aus? Anstatt Reparaturen durchzuführen, werden bewährte Verfahren eingeführt, um Ausfälle zu vermeiden und die Lebensdauer der Anlagenteile zu verlängern. Es werden zudem geeignete Befestigungsmittel genutzt, Drehmomente in Wartungsunterlagen hinterlegt und die notwendigen Drehmomentschlüssel den Mechanikern bereitgestellt. Ein Schmierprogramm, welches nicht nur Ölanalysen beinhaltet, sondern definiert, welche Schmiermittel in welchem Volumen benutzt werden sollen. Dies wird im Zusammenhang mit Präzisions-Ausrichtung und -Auswuchtung rotierender Teile eingeführt.

Auch die Materialversorgung wird verbessert und anfällige Komponenten kontinuierlich ersetzt. Und schließlich wird bei der Planung und Durchführung von STO-Ereignissen ein Ansatz des technischen Fehlermanagements verfolgt, bei dem die Vorgaben des RCM-Prozesses stets im Auge behalten werden. Somit können die gesteckten Ziele des RCM-Managements - inhärente Sicherheit und Funktion der Ausrüstung zu minimalen Kosten zu verwirklichen – erreicht werden, indem Reliability- und STO-Experten zusammenarbeiten.

 

Peter Munson, Manufacturing & Operations Consulting Senior Manager
(Bild: Accenture)

Peter Munson, CRE, CMRP , ist  Manufacturing & Operations Consulting Senior Manager bei T.A. Cook – Part of Accenture. Er verfügt über mehr als zwei Jahrzehnte Erfahrung in den Bereichen Instandhaltung und Betrieb in der Luftfahrt, bei Versorgungsunternehmen, Anlagen und in der Petrochemie. Peter diente als Wartungs-, Betriebs- und Generalmanager im United States Marine Corps. Seit seinem Ausscheiden aus dem Militär im Jahr 2013 arbeitet Peter mit Organisationen zusammen, um die Planung und Ausführung von Betrieb und Wartung zu verbessern. Er ist Absolvent des Naval Aviation Maintenance Managers Course und des planungsintensiven Weapons and Tactics Instructors Course.

Kontakt: peter.munson@accenture.com

Maximilian Tann
(Bild: Accenture)

Maximilian Tann ist Manufacturing & Operations Consulting Senior Manager bei T.A. Cook – Part of Accenture. Er ist als Senior Manager und Instandhaltungsexperte für multinationale Projekte und Programme zur Verbesserung der Qualität verantwortlich. Er verfügt über mehr als 25 Jahre Branchenerfahrung und hat komplexe Instandhaltungs- und Betriebsoptimierungsprojekte für Kunden aus der Öl- und Gas-, Chemie- und Metallurgie-Industrie geleitet.

Kontakt: maximilian.tann@accenture.com

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