Wie Sie - noch - mehr Geld mit Ersatzteilen verdienen

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1 Wie Sie - noch - mehr Geld mit Ersatzteilen verdienen Was soll eigentlich das ganze Gerede von Performance Based Logistics, Integrated Logistics Support und warum brauche ich jetzt schon wieder eine neue Technologie? Wir verdienen unser Geld mit unseren Produkten und den Ersatzteilen. Wozu der ganze Aufwand mit dieser Logistic Support Analyse (LSA)? Wir machen doch schon ständig diese aufwändigen Gefährdungsanalysen und die CE Kennzeichnung für unsere Produkte kostet auch immer mehr Geld. Der Kunde hat doch bisher immer bekommen, was er braucht. Nein. Hat er nicht. Der Kunde möchte eigentlich gar nicht Ihr Produkt und die vielen Ersatzteile kaufen, sondern eine Funktion und diese sollen bitte permanent verfügbar sein. Es soll natürlich auch sicher sein, das Produkt zu bedienen, Mrs. Unfall und Mr. Zufall sollten möglichst keine Chance haben, den Profit und das Ansehen zu schmälern. Nehmen wir doch mal als Beispiel Ihr Auto. Wenn Sie ein Auto kaufen, möchten Sie damit von A nach B fahren gut, vielleicht möchten Sie auch ein bisschen Spaß dabei haben aber prinzipiell Sie möchten jetzt, sofort losfahren und möglichst schnell in B ankommen. Sie möchten Ihr Auto ununterbrochen zur Verfügung haben und viele Jahre Ihren Spaß daran. Technische Produkte sind aber nun mal nicht ununterbrochen verfügbar. Selbst wenn der Fahrer alles richtig macht und sein Auto pfleglich behandelt, gibt es die unachtsamen anderen Autofahrer, die Unfälle verursachen; es passieren Hagelereignisse und Steinschlag und der Zahn der Zeit nagt an allen Teilen. Wenn mal ein Schaden zu beseitigen ist, hat entweder die Werkstatt keinen Termin frei oder ein benötigtes Teil ist nicht auf Lager. Und jetzt? Jetzt haben Sie erst mal kein Auto, um von A nach B zu fahren. Wenn Sie Glück haben, bekommen Sie einen Leihwagen den haben Sie aber in der Regel schon bei der Wahl der Marke oder Ihrer Versicherung mitbezahlt. Wäre es nicht schön, das würde alles ein bisschen geplanter vor sich gehen? Wann ein Teil ausfällt, ist doch in der Regel bekannt, oder? Man könnte sich doch diese Teile auf Vorrat legen, damit diese im Falle eines Falles sofort verfügbar sind und Sie ihr geliebtes Auto schnell wieder haben? Nein, sagt Ihre Werkstatt: So viel Platz haben wir hier nicht, wir bestellen, was wir bei der Inspektion oder Schadensbegutachtung feststellen. Huch? Gestern haben Sie so ein komisches Geräusch/Verhalten in ihrem Wagen bemerkt. In der Werkstatt es war ausnahmsweise sofort ein Termin frei - ist keine Ursache zu finden. Oder die Warnung auf Ihrem Display stellt sich als Fehlalarm heraus. Der Mechaniker in der Werkstatt zuckt nur mit den Schultern und legt Ihnen eine Rechnung über die - vertane - Arbeitsstunde vor. Da müssen Sie sich beim Hersteller beschweren. Huch? Also, Sie ärgern sich darüber, dass Sie auf Teile, Werkstatttermine und Mechaniker also ihr Auto!!! warten müssen. Dass Sie Ihr Auto sinnlos in der Werkstatt bringen und ein Fehler entweder nicht gefunden werden kann oder gar keiner vorhanden ist? Sie schimpfen auf den Hersteller, die Werkstatt oder die Technik an sich. Und warum muten Sie das dann ihrem Kunden zu?,, 2016 Seite 1

2 Aber lassen Sie uns die Sache mal genauer betrachten: Die Funktion Ihres Produktes soll uneingeschränkt verfügbar sein. Somit definieren wir eine Kennzahl: Verfügbarkeit = 100%. Die Verfügbarkeit berechnet sich aus dem Verhältnis Uptime zu Downtime oder auf Deutsch: Verfügbarkeit = Nutzbare Zeit / (Nutzbare Zeit + Stillstandszeit) Die Nutzbare Zeit ist im Wesentlichen die Zeit zwischen zwei Ausfällen. Ausfälle kommen zustande durch: Systematische Fehler in der Konstruktion (Rückrufaktionen!) Unfälle ( Ich hatte doch Vorfahrt! ) und Beschädigungen ( Da hat mich jemand beim Parken abgefahren. ) Fehlbedienung ( Woher soll ich denn wissen, dass der Hebel so schnell abbricht? ) Zufall (Hagel, Tiere, Ausfall von elektronischen Bauteilen) Alterung (Ermüdung, Korrosion, Abnutzung) Man spricht von der mean time to fail (MTTF) bzw. der mean time between failure (MTBF), sollte die Einheit, um die es geht reparierbar sein. Bis hierher also: Nutzbare Zeit (Uptime) = MTBF Sollten Sie das Pech haben, ein Produkt rund um die Uhr verfügbar halten zu müssen (so wie Sie das von Ihrem Auto erwarten), so kommt die Zeit hinzu, die für präventive Maßnahmen benötigt wird: Wartung (vor dem Losfahren Ölstand prüfen und ggfls. Auffüllen, Scheibe von Schmutz und Eis befreien die Zeit müssen Sie sich vor dem Losfahren nehmen, sie erhöht die Zeit, die Sie von A nach B einplanen müssen). Inspektion (während der im Scheckheft, für Ihr Modell festgelegten Inspektionen ist Ihr Auto nicht verfügbar). Präventiver Austausch von Teilen, die besonders kritisch sind oder deren Ausfall hohe Stillstandskosten verursachen würde (Woher soll man das nun wieder wissen? Könnte hier das Austauschen der Wischerblätter oder abgefahrenen Reifen ein Beispiel sein?). In diesem Falle wäre also die nutzbare Zeit die Zeit zwischen den Ausfällen UND den präventiven Maßnahmen und wird mean time between maintenance (MTBM) genannt. Die MTBF wird nun die MTBM korrektiv und zusammen mit der MTBM präventiv, wird es jetzt langsam mathematisch (leider kann man MTs nicht direkt summieren): Nutzbare Zeit = MTBM = 1 / (1/MTBM k + 1/MTBM P ) Im Falle, dass Ihr Produkt nicht ständig verfügbar sein muss, sondern für eine festgelegte Dauer nicht benötigt wird, sollte man natürlich die präventiven Maßnahmen in dieser Zeit vornehmen. (Schon praktisch, dieser Service, bei dem man der Werkstatt vor dem Abflug in den Urlaub den Autoschlüssel in die Hand drückt, damit die Jahresinspektion gemacht werden kann?) Weitere Beispiele sind Züge für öffentliche Verkehrsmittel, die nachts eine Pause vorsehen oder Solaranlagen.,, 2016 Seite 2

3 In jedem Fall benötigen wir nun langsam mal Modelle um die MTBF bzw. die Fehlerrate abzuschätzen. Unter anderem um aus dieser Intervalle für präventive Maßnahmen abzuleiten. Sollte man nicht bereits empirisches Datenmaterial für eben diese Produktvariante unter den festgelegten Nutzungsbedingungen zur Verfügung haben, bemüht man hier in der Regel statistische Modelle bzw. Verteilungsfunktionen, allen voran die Weibullverteilung, mit denen man die Ausfallwahrscheinlichkeit annähert und die Fehlerrate λ ableitet. Wichtig ist hierbei, sich bewusst zu machen, dass das Ausfallverhalten nicht über die gesamte Lebenszeit gleich bleibt, sondern sich in der Regel gemäß der Badewannenkurve verhält: A) Zu Lebensbeginn beobachtet man early failures, systematische Fehler oder Konstruktionsfehler ( Kinderschuhprobleme ). B) Danach schließt sich eine meist relativ lange Phase mit konstanter Fehlerrate an, den random failures bzw. Zufallsaufällen. Zu diesen gehören Unfälle, Fehlerbedienung, Wetterereignisse, höhere Gewalt, plötzliche und zufällige Einwirkungen auf das Produkt. Elektronische Bauteile verhalten sich relative lange so, daher kann man die Ausfallrate für elektronische Bauteile in Handbüchern nachschlagen. Betrachtet man noch die Einsatzbedingungen (mobil, stabil, Temperatur, Vibration etc.) so kann man das Ausfallverhalten in der Phase der Zufallsfehler ( für elektronische Produkte) relativ genau bestimmen. Die Handbücher werden in vielen Branchen durch empirische Aufzeichnungen gepflegt, so dass zu Anfang pessimistische Werte mit der Zeit realistischer werden. Diese Phase lässt sich durch eine Weibullverteilung mit dem Formfaktor 1 beschreiben, was eine Exponentialfunktion gleichkommt. Die Fehlerrate ist nicht von der Zeit abhängig. C) Mechanische Komponenten verhalten sich leider nicht so. Diese unterliegen von Anfang an dem Verschleiß, es kommt zu wear-out failures. Hierzu gehören mechanischer Abrieb, Korrosion, Abbau von Beschichtungen (die Schutzschicht auf Ihrer Brille). Auch diese Phase lässt sich bei hoher Beanspruchung prinzipiell durch eine Weibullfunktion (mit einem Formfaktor größer 1) beschreiben, diese Funktion ist von der Zeit abhängig. Man erfasst in vielen Fällen auch die sogenannten B10 Werte der Zeitpunkt, zu dem 10 % der Teile unter Beobachtung oder in einem Belastungstest ausgefallen sind. Vorsicht, dieser Wert muss in die MTTF umgerechnet werden: MTTF = B10 / (0,1*Betätigungen pro Jahr),, 2016 Seite 3

4 Bei geringer Beanspruchung oder geringer Einsatzhäufigkeit der Komponente ist jedoch fragwürdig, ob sich das Ausfallverhalten überhaupt durch eine statistische Verteilungs-Funktion beschreiben lässt, oder ob hier eher der Abbau des sogenannten Abnutzungsvorrates durch ein mathematisches Modell beschrieben werden sollte. Ein solches Modell beschreibt die zu erwartende Abnutzung der Komponente zu Zeitpunkt t, um den Zeitpunkt für den Ausfall der Komponente zu prognostizieren. Quelle: Treiber, Brauindustrie 12/2007 Die Zeit, die bis zum Ausfall verstreicht entspricht der Lebensdauer oder der MTTF der beobachteten Einheit. Positiv beeinflusst langsamerer Abbau des Abnutzungsvorrates - wird der Verlauf der Kurve durch Erhöhung der Verschleißfestigkeit (Materialqualität, Korrosionsbeständigkeit etc.) Wartung (Schmieren, Säubern, Justieren, Nachfüllen von Hilfsstoffen) Negativ beeinflusst schnellerer Abbau des Abnutzungsvorrates wird der Verlauf durch Beanspruchung (e.g. Unfälle, Straßenbeschaffenheit, Nutzungsverhalten) Einsatzbedingungen (e.g. klimatische Verhältnisse, Nutzungsfälle),, 2016 Seite 4

5 Besonders die negativen Einflüsse sind oft unbekannt, beziehungsweise die angenommene Beanspruchung entspricht nicht der Realität. Fragen die unbeantwortet bleiben sind: Wieviele Fahrkilometer ist ein Fahrzeug in welcher Umgebung gefahren (Teerstrasse, Schotterpiste) Wie gut ist der Fahrer für das Einsatzszenario ausgebildet (Krieg/Frieden, Landstrasse/Rennstrecke) aber auch: Entspricht die Wartung für ein spezielles Fahrzeug dessen tatsächlicher Beanspruchung Wurde die Materialwahl an die Umgebungsbedingungen angepasst (Temperatur, Salzwasserkorrosion) Sind alle Einfluß-Faktoren bekannt, beziehungsweise realistisch eingeschätzt, ist es möglich, eine Abnutzungsgrenze festzulegen, bei deren Erreichung die Komponente getauscht oder repariert werden sollte, bevor sie komplett versagt. Dies bedeutet jedoch, man benötigt einen Parameter, welcher als Messwert bzw. Symptom für den Zustand der Komponente (Grad der Abnutzung) herangezogen werden kann und/oder dass die Belastung bekannt ist. Beide Methoden - oder eine Kombination - können für ein Produkt geeignet sein: - Modellierung des Ausfallverhaltens durch statistische Modelle - Modellierung des Ausfallverhaltens durch technische Modelle (Abbau des Abnutzungsvorrates) Eine realistische Abschätzung der MTTF oder MTBF erlaubt es für kritische Komponenten oder Komponenten mit hoher Ausfallrate präventive Maßnahmen (Wartung, Inspektion, Tausch) festzulegen (genaueres, siehe Stillstandszeit) bedenken Sie jedoch, dass sowohl die Häufigkeit dieser Maßnahmen bei der Berechnung der nutzbaren Zeit berücksichtigt werden müssen, da sie für permanent verfügbare Systeme die nutzbare Zeit reduzieren (siehe Berechnung der nutzbaren Zeit). Wir haben nun die Möglichkeiten für die Prognose der nutzbaren Zeit also die Zeit bis zur nächsten Instandhaltungsmaßnahme - weitestgehend erschöpft und können uns der Stillstandszeit zuwenden.,, 2016 Seite 5

6 Die Stillstandszeit ist zunächst die Zeit, die für die Korrektur eines Fehlers (mean time to repair MTTR = MTTM korrektive ) benötigt wird. Im Englischen spricht man von der von der mean down time (MDT). Stillstandszeit = MTTM korrektive Die Instandhaltungsstrategie bezeichnet man als Reparatur nach Ausfall. Die resultierende Verfügbarkeit bezeichnet man als inhärente Verfügbarkeit, die dem Produkt inhärent aufgrund seiner technischen Zuverlässigkeit innewohnt. Verfügbarkeit = MTBF / MTBF+MTTM korrektive Sollten aus MTTM korrektive und Zuverlässigkeit/Häufigkeit des Auftretens (MTBF) eine zu geringe Verfügbarkeit resultieren, so ist nach präventiven Maßnahmen zu suchen. Wartung (Ölen, Säubern, Nachfüllen von Hilfs- und Betriebsstoffen) Inspektion/Zustandsüberwachung zur rechtzeitigen Erkennung von drohenden Ausfällen Präventiver Tausch von Komponenten mit bekanntem Ausfallverhalten/hohem Verschleiß Die Stillstandszeit berechnet sich dann Stillstandszeit = MTTM korrektive + MTTM präventive Für korrektive Maßnahmen und präventive Tauschmaßnahmen sind zu berücksichtigen: 1. Vorbereitungszeiten (Zugang, Ausbau etc.) 2. Gegebenenfalls Fehlerlokalisierung durch welche Komponente wird der Fehler verursacht? 3. Reparatur/Tauschvorgang 4. Justierung/Kalibrierung 5. Funktionstest Alle Tätigkeiten außer der Fehlerlokalisierung (2.) fallen prinzipiell sowohl für präventive Tauschmaßnahmen, als auch für korrigierende Maßnahmen an. Im Fall einer Strategie Reparatur nach Ausfall sind sichere Methoden für die Fehlerdetektion (liegt ein kritischer Fehler vor?) vorzusehen sind, die einen Fehlalarm möglichst ausschließen. Führt man bereits zu Beginn (begleitend zur Konstruktion) eine aussagekräftige Analyse der Zusammenhänge zwischen Fehler, Fehlereffekt und Fehlerursache durch (FMEA) und setzt für besonders kritische Fehler und Komponenten Erkennbarkeitsuntersuchungen und Fehlerbaumanalysen (FTA) ein, so kann man sich beim Auftreten eines (nun bekannten Fehlers) die Fehlerlokalisierung (3.) sparen, hat man die Häufigkeit korrekt abgeschätzt, so kann die Tätigkeit präventiv durchgeführt werden. Verringern lassen sich diese Zeitaufwände durch Dokumentation und Ausbildung. Untersuchungen der Zugänglichkeit und eine clevere Prüfstrategie können ebenfalls zu einer möglichst kurzen MDT beitragen. Berechnet man die Verfügbarkeit, spricht von der erreichbaren Verfügbarkeit. Verfügbarkeit = MTBM / MTBM + MDT,, 2016 Seite 6

7 Bei der sogenannten operativen Verfügbarkeit kommt noch die Wartezeit hinzu. Diese ist bedingt durch - Fehlende allgemeine Zugänglichkeit des Produktes (Raumfahrt, Offshorewindkraft) - Fehlende Ersatzteile oder andere Materialien wie Werkzeug und Prüfgerät - Mangelnde Verfügbarkeit von Personal - Fehlende oder unzureichende Ausstattung der Werkstatt im allgemeinen Verbessern lassen sich diese Engpässe durch eine vorausschauende Instandhaltungsplanung, die auf der bekannten Ausfallrate oder dem Zustand bzw. der Abnutzungsgrenze basiert. Die Prognose des Eintretens eines kritischen Fehlers ermöglicht eine optimale Disposition von Material und Personal. Die Quantifizierung des erforderlichen Materials und die Bestimmung der zeitlichen Anforderungen an das Instandhaltungs-Personal bedeutet eine effiziente Auslastungsplanung für Lager, Material und Personal. Das eigentliche Ziel bleibt jedoch, die Stillstandszeit zu verringern, damit Sie Ihr Auto schnellstmöglich wieder zu Ihrer Verfügung haben. Wenn Sie nun noch die Prognose ( Fehlerhäufigkeit, Zeitaufwände) mit der Realität vergleichen und die wichtigsten Kennzahlen aufzeichnen (KPI Key Performance Indikatoren), können Sie überall dort steuernd und regelnd eingreifen, wo Ihre Performance (= Verfügbarkeit) noch nicht optimal ist. Zuverlässigkeit/Fehlerraten könnte die Konstruktion verbessert werden (Materialqualität, Zuverlässigkeit), sollte das Bedienpersonal besser geschult werden (Bedienfehler), müssen Intervalle für Instandhaltungsmaßnahmen angepasst werden? Wurden die Einsatzbedingungen korrekt abgeschätzt (Klima, Nutzung)? Instandhaltungszeiten gibt es noch Probleme bei Zugänglichkeit, Erkennbarkeit von Fehlern oder Wissenstand des Instandhaltungspersonals? Wartezeiten kann das Instandhaltungskonzept noch verbessert werden? (Lagerbestände, Werkstätten, Möglichkeiten für Reparaturen vor Ort, Zentralisierung) Dies wirkt sich aus auf Kosten Materialpreise und Personalstunden Transport- und Lagerbedarf Und warum verdienen Sie damit mehr Geld? Weil Sie geringere Kosten haben. Weil Sie Ihre Planungssicherheit erhöhen. Weil der Kunde wiederkommt. Weil Sie Ihren Kunden für die gesamte Lebenszeit binden. Weil zufriedene Kunden Sie weiterempfehlen. Weil Sie zu jedem Zeitpunkt den Zustand Ihres Produktes kennen und schwere Schäden und Unfälle verringern oder ganz vermeiden können. Weil sie vertraglich festgelegte Versorgbarkeits- und Verfügbarkeitsgarantien erfüllen und Strafzahlungen vermeiden. Sie benötigen mehr Informationen? Wenden Sie sich gerne an mich! verena.kienda@lifecyclesupport.de,, 2016 Seite 7