Matthias Strunz. Instandhaltung. Grundlagen Strategien Werkstätten

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1 Instandhaltung

2 Matthias Strunz Instandhaltung Grundlagen Strategien Werkstätten

3 Matthias Strunz Faculty of Engineering Hochschule Lausitz Senftenberg Deutschland ISBN DOI / Springer Heidelberg Dordrecht London New York ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Vieweg Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media

4 Vorwort Das Bruttoanlagevermögen der Bundesrepublik Deutschland stieg innerhalb der letzten 10 Jahre um rund 10 % und erreichte 2010 mit rund 11,8 Bio. einen Spitzenplatz im weltweiten Ranking der reichen Industriestaaten. Dieses Wirtschaftswachstum von durchschnittlich 1,5 bis 2 % (2010) jährlich sorgt für eine kontinuierliche Zunahme des Sachanlagevermögens unseres Landes. Sachanlagevermögen, in welcher Form auch immer, unterliegt dem physischen und psychischen Verschleiß und muss daher regelmäßig gewartet und gepflegt sowie rechtzeitig ersetzt werden, um eine reibungslose wirtschaftliche und sichere Nutzung zu realisieren. Das erfordert erhebliche Aufwendungen und bedeutet für Staat, Unternehmen und private Haushalte gleichermaßen, finanziell angemessen kontinuierlich für die Werterhaltung des Sachanlagevermögens zu sorgen. Die Umsätze in diesem Bereich liegen gegenwärtig bei fast 400 Mrd. jährlich. Das Optimierungspotenzial wird mit % beim Material und etwa 20 % bei den Lohnkosten bewertet. Das ergibt ein Potenzial von Mrd.. Wenn davon auszugehen ist, dass etwa 15 % dieser Summe als Einsparpotenzial erschlossen werden können, ergibt sich ein realistisches Optimierungspotenzial von Mrd. jährlich. Deutschland exportiert weltweit Erzeugnisse, Investitionsgüter und Leistungen aller Art kletterte die Exportleistung auf über eine Billion Euro. Insgesamt nehmen damit die Verpflichtungen der exportorientierten Unternehmen zu, auch in den Exportländern die Voraussetzungen für eine nachhaltige Nutzung der Erzeugnisse, Maschinen und Anlagen zu realisieren. Das bedeutet insbesondere für diese Unternehmen neben dem globalen Warenaustausch u. a. den After Sales Service länderübergreifend zu organisieren. Der damit verbundene Strukturierungsprozess ist eine gewaltige Herausforderung und stellt enormeanforderungen an diese Unternehmen hinsichtlich Organisation, Planung und Durchführung werterhaltender bzw. wertsteigernder Maßnahmen einschließlich einer nachhaltigen globalen Ersatzteileversorgung. Hochschulen und Universitäten stehen vor dem Problem, diese Entwicklung zu antizipieren und die studentische Ausbildung verstärkt an den Herausforderungen der Globalisierung zu orientieren. Das erfordert neben einer Aufstockung der personellen und finanziellen Ressourcen auch eine Verbesserung der Lehre. In Deutschlands V

5 VI Vorwort Hochschulen und Technischen Universitäten genießt die Instandhaltung als Wissenschaftsgebiet in den Studiengängen der ingenieurtechnischen Fakultäten noch nicht den Stellenwert, den sie eigentlich verdient. Da nur wenige Studiengänge das Fach Instandhaltung anbieten, gelingt es den Hochulen nicht, die globale Entwicklung der Wirtschaft auch in den Studiengängen in befriedigender Weise abzubilden. Dies sollte Anlass sein, vermehrt die wissenschaftliche Auseinandersetzung zu suchen und die Instandhaltung stärker in die ingenieurwissenschaftliche Ausbildung der technischen Fakultäten von Universitäten und Hochschulen einzubinden. Das vorliegende Lehrbuch wendet sich an die Studierenden und Absolventen der ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge einschließlich des Wirtschaftsingenieurwesens, und hier speziell an die Produktionstechniker und Produktionswirtschaftler, aber auch an Jungingenieure gleichermaßen, die als Fabrikplaner und Instandhaltungsmanager in den produzierenden Unternehmen des primären und sekundären Bereichs tätig sind. Es soll die Basis für eine Vertiefung und Erweiterung theoretischen Wissens bilden. Zahlreiche Anwendungs- und Rechenbeispiele stellen eine fundierte Verbindung von Theorie und Praxis her und sollen helfen, das theoretische Verständnis von Instandhaltungsprozessen zu verbessern. Ausgehend von der Analyse und Würdigung der volks- und betriebswirtschaftlichen Bedeutung der Instandhaltung (Kap. 1) vermittelt das Buch die Grundlagen der Instandhaltung (Kap. 2) und beleuchtet die grundlegenden Aspekte der Schädigungstheorie. Diese sollen das Verständnis für die Ursachen von Schädigungsprozessen prägen und den interessierten Leser dazu anzuregen, nachhaltige Verbesserungskonzepte zu entwickeln. Nach einem Überblick zur Arbeitssicherheit und Umweltverträglichkeit als wesentliche Instandhaltungsziele (Kap. 4) wendet sich das Buch den theoretischen Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie zu (Kap. 5). Das Verständnis der zuverlässigkeitstheoretischen Zusammenhänge bildet die Grundvoraussetzung für eine fundierte theoretische Durchdringung von Instandhaltungsprozessen. Daher wird diese Problematik ausführlich behandelt. Zahlreiche Beispiele mit starker Praxisorientierung unterstützen die Relevanz der theoretischen Zusammenhänge zur Praxis. Breiter Raum wird der konzeptionellen Entwicklung von praxisorientierten Instandhaltungsmodellen (Kap. 6), dem eigentlichen Kerngebiet der Instandhaltung, eingeräumt. Das Ziel produzierender Unternehmen besteht vordergründig darin, den zunehmenden Kostendruck mit kostenoptimalen Instandhaltungsstrategien sowie durch vernünftige Insourcing- bzw. Outsourcing- als uch nachhaltige Make-or-Buy-Entscheidungen zu entlasten. Spezielle Modelle sollen den Betriebsingenieur oder Instandhaltungsplaner bei der Entscheidungsfindung unterstützen. Die Problematik der Funktionsbestimmung, Dimensionierung und Strukturierung von Instandhaltungswerkstätten findet in der Fachliteratur in Ermangelung wissenschaftlicher Durchdringung bisher sehr wenig Beachtung. Daher widmet sich Kapitel 7 dieser wissenschaftlich anspruchsvollen Problematik in umfassender Weise. Ziel ist die Optimierung des Ressourceneinsatzes nach unterschiedlichen Zielgrößen und -funktionen. Zahlreiche praktische Beispiele und Lösungsansätze unterstützen das Verständnis für die theoretischen Betrachtungen. Kapitel 8 beschäftigt sich mit den

6 Vorwort VII prinzipiellen Möglichkeiten und Ansätzen der strukturellen Einordnung von Instandhaltungswerkstätten in ein Unternehmen. Kapitel 9 behandelt die grundlegenden Aspekte des Ersatzteilemanagements und Kap. 10 rundet das Fachbuch mit Fragestellungen zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Instandhaltungsstrukturen ab. An jedes Kapitel schließt sich ein Katalog von Übungs- und Kontrollfragen an. Die Fragen sind so strukturiert, dass ihre korrekte Beantwortung das Verständnis des Stoffinhalts reflektiert und neben der Aneignung fachlicher Kompetenz auch das vernetzte Denken, also das Denken in Zusammenhängen, anregt und fördert. Die Beantwortung der Fragen in Verbindung mit den zahlreichen Rechenbeispielen und Übungsaufgaben sollen die Entwicklung der erforderlichen Sach- und Methodenkompetenz auf dem Fachgebiet unterstützen. Persönliche Anmerkung: Angetrieben von der Tatsache, dass eine generell gut organisierte und fundierte Lehre wesentlich mit dazu beigetragen hat, dass viele in der Praxis erfolgreicheabsolventen die Hochschule verlassen konnten, habe ich den Versuch unternommen, für Studierende und Absolventen der Ingenieurwissenschaften und hier insbesondere für die Jungingenieure der produktionsorientierten Studiengänge ein Lehrwerk zur Verfügung zu stellen, das Interesse, Verständnis und Akzeptanz für die Instandhaltung wecken und aufrecht erhalten soll. Chemnitz im Dezember 2011 Matthias Strunz

7 Inhalt 1 Gegenstand, Ziele und Entwicklung betrieblicher Instandhaltung Stand und Entwicklungsaspekte der Instandhaltung Grundsätzliches Arbeitsgegenstand der Instandhaltung Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Instandhaltung Die unternehmensbezogene Bedeutung der Instandhaltung Veränderungstreiber in der Instandhaltung Aufgaben und Funktionsbereiche der Instandhaltung Situationsanalyse Aufgaben der Instandhaltung Funktionen, Verantwortungsbereiche und Tätigkeitsschwerpunkte Produktionsfunktion der Instandhaltung Zielgrößen, Zielfunktionen und Zielkonflikte der Instandhaltung Allgemeines Zielgrößen Zielkonzepte Methoden und Hilfsmittel Qualitätsmanagement und Instandhaltung Entwicklung der Instandhaltung Zusammenfassung Übungs- und Kontrollfragen Quellenverzeichnis Die Elemente betrieblicher Instandhaltung Begriffe Grundlegende Strategien zur Produktion von Abnutzungsvorrat Aufgabenbereiche der Instandhaltung Wartung, Pflege, Inspektion und Instandsetzung Allgemeine Grundsätze der Wartung und Pflege Allgemeine Wartungs- und Pflegemaßnahmen IX

8 X Inhalt Filterpflege Abstellen Wartungs- und Inspektionsplanung Grundbegriffe Allgemeine Aspekte Schritte zur Erstellung eines Wartungs- und Inspektionsplans (VDI 2890) Schmierstoffe Instandsetzung Begriffe und Definitionen Instandhaltungsgrundstrategien Verbesserung Anforderungen an eine instandhaltungsgerechte Konstruktion Allgemeine Vorbemerkungen Bewertungsgrundlagen Grundbegriffe instandhaltungsgerechter Konstruktion Instandhaltbarkeit und Produktsicherheit Instandhaltbarkeit und Umweltverträglichkeit Instandhaltbarkeit und Wirtschaftlichkeit Instandhaltungsstrategien und -ebenen Gestaltungsrichtlinien Kennzahlen in der Instandhaltung Instandhaltbarkeitsnachweis Instandhaltbarkeitsdatensysteme Vertragliche Regelungen Zusammenfassung Übungs- und Kontrollfragen Quellenverzeichnis Schadensanalyse und Schwachstellenbeseitigung Begriffe Grundlagen der Tribologie und der Theorie der Schädigung Tribotechnische Systeme Gebrauchswertmindernde Prozesse Abnutzungseffekte Allgemeiner Überblick Tribologische Beanspruchungen Reibung Verschleiß Korrosion Schadensanalyse (Instandhaltungsorientierte Analyse der Schädigung) Bedeutung der Schadensanalyse Ziel und Inhalt der instandhaltungsorientierten Schadensanalyse

9 Inhalt XI Durchführung der Schadensanalyse Schwachstellenermittlung und Schadensbeseitigung Methodik zur optimalen tribotechnischen Werkstoffauswahl, dargestellt an einem Beispiel Übungs- und Kontrollfragen Quellenverzeichnis Arbeitssicherheit und Umweltverträglichkeit als Instandhaltungsziele Rechtsbeziehungen zum Instandhaltungsobjekt Gefahren- und Sicherheitsanalyse für Arbeitsplätze in der Anlageninstandhaltung Sicherheits- und Umweltschutzmanagement als Aufgabe der Integrierten add Instandhaltung Sicherheitsmanagement in Dienstleistungsverträgen Übungs- und Kontrollfragen Quellenverzeichnis Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie Einführung Wahrscheinlichkeitsfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte Definitionen und Grundbegriffe des Ausfallgeschehens Bewertung von Ausfällen Grundmodell der induktiven Statistik Klassifizierung von Merkmalen Klassifizierung von Verteilungen Definition des Vertrauensbereichs Definition des Zufallsstreubereichs Aufgabe der Wahrscheinlichkeitsfunktion Statistische Kenngrößen Lebensdauerstatistiken, Bestimmung und Kennwerte des Ausfallverhaltens Wichtige Verteilungen Diskrete Verteilungen Wichtige kontinuierliche Verteilungen Verteilungsfreie Korrelationsrechnung Quantitative Zuverlässigkeitskenngrößen Ausfallwahrscheinlichkeit Überlebenswahrscheinlichkeit (Zuverlässigkeit) Ausfallhäufigkeitsdichte der Lebensdauer Ausfallrate Verfügbarkeit Eigenschaften und Berechnung der Zuverlässigkeit Eigenschaften der Zuverlässigkeit Ausfallarten

10 XII Inhalt 5.6 Erneuerungsprozesse Zuverlässigkeitsprozess mit und ohne Erneuerung Arten von Erneuerungsprozessen Herleitung der Erneuerungsgleichung Spezielle Erneuerungsfunktionen Charakteristische Funktionen Systemzuverlässigkeits- und Schwachstellenermittlung von Produktionssystemen Problemstellung Zuverlässigkeitsanalysen für Systeme Zuverlässigkeitstheoretische Grundstrukturen Möglichkeiten der Schwachstellenermittlung Berechnungsvorschriften zur Ermittlung der Systemzuverlässigkeit Ermittlung von Schwachstellen Zuverlässigkeit und Redundanz Übungs- und Kontrollfragen Übungsaufgaben Quellenverzeichnis Planung und Optimierung von Instandhaltungsstrategien für Elemente und Systeme Grundlagen der Strategieentwicklung Festlegung des Untersuchungsbereichs Grundsätzliche Methoden der Instandhaltung Instandhaltungsstrategische Begriffe und Definitionen Grundstrategien Vor- und Nachteile geplanter Instandhaltung Bestimmung der optimalen Instandhaltungsmethode für Elemente Planung der Instandhaltung für eine Betrachtungseinheit (Einzelteil oder Baugruppe) Bestimmung der Weibull-Parameter Verfahren zur Ermittlung der Parameter der Weibull-Verteilung Bestimmung der Anpassungsgüte m. H. parameterfreier stastistischer Tests Instandhaltungsmodelle Definition der Planungsbasis Ermittlung der Instandhaltungskosten Bestimmung optimaler Instandhaltungsstrategien für Elemente von Produktionssystemen Planung und Optimierung von Instandhaltungsstrategien für Maschinen bzw. Anlagensysteme Übungs- und Kontrollfragen

11 Inhalt XIII 6.5 Übungsaufgaben Quellenverzeichnis Strukturierung und Dimensionierung von Instandhaltungswerkstätten Planungsgrundsätze Flexibilität von Instandhaltungswerkstätten als Gestaltungsaufgabe Strukturansatz für Instandhaltungswerkstätten Definition Funktionsbestimmung Morphologie von Instandhaltungswerkstätten Planungsansätze zur Dimensionierung von Instandhaltungswerkstätten Definition Deterministische Ansätze Bedienungstheoretische Ansätze Simulation versus analytische Modellierung Simulationsmodelle Analytische Modelle Dimensionierung von Instandhaltungswerkstätten add m. H. bedienungstheoretischer Modelle Markov-Ketten zur Abbildung von Geburts- und Todesprozessen Grundsätzliche Einteilung Modellierung von Werkstätten als offene Bedienungssysteme Instandhaltungswerkstätten als geschlossene Wartesysteme Strukturierung von Instandhaltungswerkstätten Grundlegendes Ermittlung des Ausrüstungsbedarfs Einkauf von Werkstattbedarf Gestaltung Die Kompetenzzelle als Denkansatz Instandhaltungswerkstatt als Kompetenzzelle Layout-Planung Ressourcenplanung von externen Instandhaltungsstrukturen add in Produktionsnetzwerken Dimensionierungsproblematik Lösungsansatz Grundlagen der Gestaltung von Instandhaltungsarbeitsplätzen Gefährdungs- und Belastungsfaktoren mit instandhaltungstypischen Ursachen Ergonomische Anforderungen Arbeitsplatzanforderungen

12 XIV Inhalt Probleme von Alleinarbeit bei der Instandhaltung, Wartung und Inspektion Umweltschutz für Instandhaltungswerkstätten Übungs- und Kontrollfragen Übungsaufgaben Quellenverzeichnis Organisationsstrukturen von Instandhaltungsbereichen im Unternehmen Ziele und Prinzipien der Organisationsgestaltung in der Instandhaltung Ziel der Aufbauorganisation Prinzipien einer effizienten Instandhaltungsaufbauorganisation Organisationsmodelle Ablauforganisation Fremdvergabe Make-or-Buy-Entscheidungen Anforderungen an eine zweckmäßige Organisationsstruktur in der Instandhaltung Lösungsansätze in den KMU Übertragung von Instandhaltungsaufgaben an Produktionsteams Gestaltung von Dienstleistungsverträgen Planung und Abrechnung von Instandhaltungsprojekten Grundsätze für die Instandhaltungsplanung Vorbereitungsmanagement von Instandhaltungsprojekten Abrechnung von Instandhaltungsprojekten im Unternehmen Personalmanagement in Instandhaltungsprojekten Vergleichende Betrachtung der Organisationsformen Übungs- und Kontrollfragen Quellenverzeichnis Ersatzteilmanagement Grundlagen Definitionen Aufgabe und Zielstellung des Ersatzteilmanagements Leistungsebenen im Rahmen des Ersatzteilmanagements Grundproblem der Ersatzteillogistik Ersatzteilypisierung Ersatzteilorganisation Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen Ersatzteilmanagement Klassifizierung von Ersatzteilen

13 Inhalt XV Ersatzteilverzeichnisse Ersatzteillisten Ersatzteilverwendungsnachweis Ersatzteilplanung Informationen der Ersatzteilewirtschaft zum Ausfallverhalten als Entscheidungsgrundlage Informationsbasis Ersatzteilebewirtschaftung Lagerhaltungssysteme Bestellmengenverfahren zur logistischen Ersatzteilebewirtschaftung Ersatzteilewirtschaftliche Analyseinstrumente und Effektivitätsmaße Algorithmus zur Ersatzteilbewirtschaftung Randbedingungen Berechnung von Effektivitätskenngrößen Kennziffern zur Erfolgsmessung Übungs- und Kontrollfragen Übungsaufgaben Quellenverzeichnis Kennzahlen zur Beurteilung der Instandhaltung Ausgangssituation Aufgabencluster der Instandhaltung Die Instandhaltung als Wertschöpfungsintegrator Die Instandhaltung als technischer Dienstleister an der Wertkette mit Modernisierungs- und Anpassungsfunktion Die Instandhaltung als proaktiv agierende Wertschöpfungsstruktur Die Instandhaltung als integrierte Wertschöpfungsstruktur Die Instandhaltung als Reparaturbereich Geeignete Kennzahlen zur Beurteilung der Instandhaltung Gesamtanlageneffektivität Instandhaltungskenngrößen Wirtschaftliche Kennziffern Methoden zur Erschließung von Verschwendungspotenzialen Übungs- und Kontrollfragen Übungsaufgaben Quellenverzeichnis Anhang Sachverzeichnis

14 Kurzzeichenverzeichnis Kurzzeichen (Dimension) Erläuterung Kapitel 1 ET A (ZE) ET R (ZE) K r (GE, ME) L P (ME/ZE) N Aus (ME) N G (, %) N IST (ME) N SOLL (ME) n (ME) T Soll (ZE) T St (ZE) T p (ZE) T Plan (ZE) T Tech (ZE) V (, %) V Ausl (, %) V D (, %) V eff (, %) V Prod (, %) V Qal (, %) Mittlere Zeitdauer des störungsfreien Einsatzes einer BE Mittlere Reparaturdauer einer ausgefallenen BE Ressourceneinsatz Mittlere Produktionsleistung Ausschussmenge Nutzungsgrad Ist-Menge Soll-Menge Anzahl der BE Soll-Laufzeit Stillstandszeit Stillstandszeit für geplante Instandhaltung Geplante Maschinenbelegungszeit Technologisch und technisch bedingte Stillstandszeit Verfügbarkeit, allgemein Auslastungsverfügbarkeit Dauerverfügbarkeit Effektive Verfügbarkeit Produktionsverfügbarkeit Qualitätsverfügbarkeit Kapitel 3 a V (mm) b (mm) Verschleißmarkenbreite Breite XVII

15 XVIII c (μm) d N (mm) D (mm) E 0 (N/mm 2 ) E r (N/mm 2 ) F (N) F G (N) F N (N) F R (N) f (-) G (N/mm 2 ) H (N/mm 2 ) k V (μm 3 /Nm) L(t) (N/m 2 ) n (min 1 ) r (mm) s e (mm, μm) T u ( C) P R (J/s) W V (μm 3 ) p(t) (N/m 2 ) p ms (t) (N/m 2 ) γ (μm) ε 1 ( μm) ε el ( μm) ε r ( μm) ε v ( μm) η (Nsm 2 ) η μ R σ (N/mm 2 ) τ e (N/mm 2 ) ψ (μm) Kurzzeichenverzeichnis Kritische Risslänge Nenndurchmesser Durchmesser E-Modul Relaxationsmodul Lagerkraft Gewichtskraft Normalkraft Reibungskraft Reibungszahl Schubmodul Härte Verschleißkoeffizient Schallpegel Drehzahl Radius Gleitweg Temperatur Reibleistung Verschleißvolumen Schalldruck, allgemein Energetisch gemittelter Schalldruckverlauf Teilchengröße Versagensdehnung Elastische Deformation Viskoelastische Deformation Plastische Deformation Viskosität Linienverteilung der Rauheitshügel Gleitreibungszahl Spannung Versetzungsschubspannung Lagerspiel Kapitel 5 A (ME) A(t) (ME; ZE, GE (pro Per.)) a(t) (ZE 1 ) A V (, %) a (ZE) B b C Durchschnittliche Ausfallanzahl Verlustfunktion Momentane Ausfallintensität Abnutzungsvorrat Maßstabsparameter der Weibull-Verteilung Bestimmtheitsmaß Formparameter der Weibull-Verteilung Eulersche Konstante

16 Kurzzeichenverzeichnis XIX c (ZE) Ortsparameter der dreiparametrischen Weibull- Verteilung (ausfallfreie Zeit) COV Kovarianz ˆD Prüfquotient D 1-α,n Testgröße D max Maximale Differenz der Testgröße D(t) Diagnosefunktion E(x) (ZE) Erwartungswert einer Zufallsvariablen ET B (ZE, h) Mittlere Betriebszeit f (t) Ausfallwahrscheinlichkeitsdichte F B Hypothetische Ausfallwahrscheinlichkeit F E Empirische Ausfallwahrscheinlichkeit F t Summenhäufigkeit F(t) Ausfallwahrscheinlichkeitsfunktion F emp (t) Empirische Ausfallwahrscheinlichkeitsfunktion g 1 Schiefe g 2 Exzess (Wölbung) H(t) (ZE 1 ) Erneuerungsfunktion h(t) (ZE 1 ) Erneuerungsdichtefunktion h abs Absolute Häufigkeit h rel Relative Häufigkeit K 1-α,n Vergleichsgröße K V (t) (GE) Kostenfunktion ka I (GE/ZE) Instandhaltungskosten ka II (GE/ZE) Verluste k b (GE/ZE) Befundabhängige Instandsetzung m(t) (ME) Anzahl der funktionsfähigen Elemente zum Zeitpunkt t m r Momentenkoeffizient N, n (ME) Stichprobenumfang P(t) Ausfallwahrscheinlichkeitsfunktion R (ME, ZE) Range, Spannweite R(t) Überlebenswahrscheinlichkeits-, Zuverlässigkeitsfunktion R S (t) Systemzuverlässigkeitsfunktion r Korrelationskoeffizient r P Spearmans-Rangkorrelationskoeffizient S(t*) Schwachstellenkoeffizient S (, %) Signifikanzniveau, statistische Sicherheit s (ZE, GE) Standardabweichung T (ZE) Lebensdauer T A (ZE) Alter einer BE T B (ZE) Betriebsdauer T B γ (ZE) Gamma-prozentuale Lebensdauer T Plan (ZE) Planungszeitpunkt T VI (ZE) Geplantes Instandhaltungsintervall

17 XX T st (ZE) t A (ZE) t R (ZE) t WR (ZE) t WV (ZE) u z VAR v W X x x Med x Mod ȳ Ɣ(x) γ H (ZE 1 ) (t) λ (ZE 1 ) λ(t) μ (ZE) ρ σ (ZE, ME, %) Kurzzeichenverzeichnis Stillstandszeit Ausfallzeitpunkt Reparaturdauer Wartezeit auf Instandhaltung Unproduktive Zeit Vertrauensbereich Varianz Variationskoeffizient Wahrscheinlichkeit Zufallsvariable Mittelwert, Erwartungswert einer Variablen Median Modalwert Mittelwert, Erwartungswert einer Variablen Gammafunktion Harmonisches Mittel Integrierte Ausfallrate Verlustfunktion Ausfallrate Verlustfunktion Mittlere Betriebsdauer der Grundgesamtheit Korrelationskoeffizient Standardabweichung der Grundgesamtheit Kapitel 6 a (ZE) B B K (ZE) b b median b O b U c (ZE) EL W (ME) ET B (ZE) ET W (ZE) ET Z (GE) Et A (ZE) Et B (ZE) EK (GE) EK V (GE) Maßstabsparameter der Weibull-Verteilung Bestimmtheitsmaß Klassenbreite Formparameter der Weibull-Verteilung Median des Formparameters Weibull-Verteilung Obergrenze des Formparameters der Weibull- Verteilung Untergrenze des Formparameters der Weibull- Verteilung Ortsparameter der dreiparametrischen Weibull- Verteilung Warteschlangenlänge Erwartete Betriebsdauer Mittlere Wartezeit Erwarteter Zyklus Mittlerer Ankunftsabstand Mittlere Bedienzeit, mittlere Servicezeit Erwartete Kosten Erwartete Verluste

18 Kurzzeichenverzeichnis F(t) G(t) H(t) (ZE 1 ) K AFA (GE/Per.) K En (GE/Per.) K E (GE/ME) K e (GE/Maßnahme) K g (GE) K IH (GE/ZE) K IHGes (GE/BE, GE/Per.) K L (GE/ZE) K LST (GE/ZE) K MST (GE/ZE) K R (GE/ZE) K Raum (GE/m 3 u. R.) K V (GE/ZE) k a (GE/ZE) k b (GE/ZE) k LD (GE/ZE) k dk (GE/ZE) k LS (GE/ZE) k LZ (GE/ZE) k Mat (GE/Maßn., GE/Per.) k d (GE/ZE) k e (GE/ZE) k f (GE/ZE) k p (GE/ZE) k pk (GE/ZE) k z (GE/ZE) L(t) m G m opt P (GE/ME) P G p i R(t) (, %) R S (t) (, %) r s (ZE, ME, %) T (ZE/Per.) T B (ZE) XXI Ausfallwahrscheinlichkeitsfunktion Zeitlicher Verlauf eines Gebrauchsparameters Erneuerungsfunktion (durchschnittliche Anzahl der Ausfälle bei vollständiger Instandsetzung nach Ausfall) Abschreibungskosten Energiekosten Ersatzteilekosten Kosten für eine BE bei Einzelinstandsetzung Kosten für eine BE bei Gruppeninstandsetzung Instandhaltungskosten Instandhaltungsgesamtkosten Lagerhaltungskosten Lagerkostensatz Maschinenstundensatz Reparatur- bzw. Servicekosten Raumkosten Stillstandskosten, Verluste Instandhaltungskosten für Ausfallmethode Kosten der Inspektion (nach Befundung) Durchschnittslohn des Bedienpersonals Kosten der kontinuierlichen Diagnose Lohnkostensatz der Instandhalters Überstundenzuschlag Materialkosten Instandhaltungskosten im Falle der Inspektionsmethode (Diagnose) Kosten der Eigeninstandhaltung Kosten der Fremdinstandsetzung Kosten für Präventivinstandsetzung Kosten der periodischen Diagnose Zusätzliche Kosten und Verluste Likelyhood-Funktion Ganzzahliges Vielfaches des Elementarzyklus Optimales Verhältnis der Zeitintervalle für Präventivinstandsetzung und Inspektionsdiagnose Preis des Produkts, Einstandspreis Ranggrößenverteilung Übergangswahrscheinlichkeit Zuverlässigkeit, Überlebenswahrscheinlichkeit Systemzuverlässigkeitsfunktion Korrelationskoeffizient Standardabweichung Betriebszeit Betriebsdauer

19 XXII T IHges (ZE) T Inst (ZE) T L (ZE/Per.) T Min (ZE) t median (ZE) T npf (ZE) T PBj (ZE) T Plan (ZE) T PVI (ZE) T Renuda (ZE) T Rj (ZE) T tech (ZE) t L (ZE) t 0 (ZE) t opt (ZE) t p (ZE) t O (ZE) t ra (ZE) t sa (ZE) t st (ZE) t U (ZE) t r (ZE/Maßn.) U V (, %) V(t) (, %) V dp V t (s) (, %) V P (t), V K (t) V t (, %) V tmax (, %) V t Var(x) (, %) v W q (ZE) Z(x) Z A z AK (ME) Z erfüllt (ME) Z ges (ME) Z P (t), Z K (t) (ME) α Ɣ(x) Kurzzeichenverzeichnis Instandhaltungsgesamtzeitaufwand Instandhaltungszeitaufwand Maschinenlaufzeit Mindestlebensdauer Median der Betriebszeit Instandhaltungszeitaufwand in der nicht produktionsfreien Zeit Personaleinsatzzeit der Berufsgruppe j Plan-Betriebszeit Geplanter Instandsetzungszeitpunkt Restnutzungsdauer Mittlerer Arbeitszeitaufwand der Berufsgruppe j Technologisch bedingte Stillstandszeit Pufferzeit Ausfallfreie Zeit Optimales Instandhaltungsintervall Instandsetzungszeit bei Präventivmethode Obergrenze der mittleren Betriebsdauer Instandsetzungszeit bei Ausfallmethode Stillstandszeit bei Ausfall der BE Stillstandszeit Untergrenze der mittleren Betriebsdauer Reparaturdauer Umfang einer Instandhaltungsmaßnahme Verfügbarkeit, allgemein Verlustfunktion Zahl der verhinderten Ausfälle Technische Verfügbarkeit Mittlere Anzahl der durch periodische/ kontinuierliche Inspektion verhinderten Ausfälle Technische Verfügbarkeit Maximale technische Verfügbarkeit Nichtverfügbarkeit Varianz Variationskoeffizient Wartezeit Zielfunktion Zahl der Ausfälle Anzahl der Instandhaltungsarbeitsplätze Erwartungswert der unverzüglich erfüllten Aufträge Gesamtzahl der Aufträge Mittlere Anzahl der Ausfälle, die trotz periodischer/ kontinuierlicher Inspektion noch auftreten Beschäftigungskoeffizient Gammafunktion

20 Kurzzeichenverzeichnis ϕ η ϑ κ (ME/Per.) (ZE 1 ) μ (ZE 1 ) μ 0, μ U ν (ZE 1 ) ψ τ E (ZE) XXIII Spezifischer Kostenfaktor Koordinierungsfaktor Diagnosewirkungsgrad Kostenverhältnis Integrierte Ausfallrate Anzahl der Ausfälle Bedienrate, Servicerate Obere, untere Bereichsgrenze (Studentverteilung) Ankunftsrate Überlegenheitsfaktor Elementarzyklus Kapitel 7 A F (m 2 ) A MA (m 2 ) A MG (m 2 ) A T (m 2 ) A Z (m 2 ) A ZL (m 2 ) B M (m, mm) B MA (m, mm) C E (ZE/Per.) C E (ZE/Per.) C fk (GE/KE) C IST (ZE/Per.) C N (ZE/Per.) C N (ZE/Per.) C V (ZE, GE) EL B (ME) EL V (ME) EL W (ME) EM (ME) EN (ME) ET A (ZE) Fertigungsfläche Maschinenarbeitsplatzfläche Maschinengrundfläche Transport- und Verkehrsfläche Zusatzfläche Zwischenlagerfertigungsfläche Maschinenbreite Breite des Maschinenarbeitsplatzes Direkt an das Serviceunternehmen herangetragene Einzelaufträge Direkt an die Netzwerkpartner gerichtete Kapazitätsnachfrage Vorläufige Reservierung kurzfristig reservierbarer Instandhaltungskapazität für das Netzwerk tatsächlich zur Verfügung gestellte Kapazität Kapazitätsnachfrage des Netzwerks Vom Produktionsnetzwerk insgesamt nachgefragte Kapazität Vertraglich gebundene Reservierung von Pool- Kapazität Mittle Zahl der in Reparatur befindlichen Forderungen Mittle Zahl der im System verweilenden Forderungen Mittlere Warteschlangenlänge Durchschnittlich im Lager gebundene Güter Mittlere Anzahl der Forderungen im System Erwartungswert der Ankunftsabstände der Forderungen

21 XXIV ET B (ZE) ET R (ZE) ET V (ZE) ET W (ZE) EN (ME) E(e E ) E(e kf ) (GE/Per.) E(e V ) (GE/Per.) E(K IH ) (GE/Per.) EK S (GE/Per.) E(X IST ) (KE) E(X S ) (GE/Per.) f 1, f 2 f(c E ) f(c N ) f(p E ) f(p kf ) g a g(t) K r (GE/ZE) K W (GE) k B (GE/ZE) k E (GE/Per.) k F (GE/ZE) k f (GE/ZE) k IH (GE) k LD (GE/ZE) k LS (GE/ZE) k LST (GE/ZE) k LZ (GE/ZE) k Mat (GE/ME) K MST (GE/ZE) k Min (GE/ZE) Kurzzeichenverzeichnis Erwartungswert der Bediendauer (stetige Zufallsgröße) Mittlere Reparaturdauer Mittlere Verweildauer einer Forderung Mittlere Wartedauer einer Forderung Mittlere Anzahl im System verweilender Forderungen Erwartete Erlöse aus direkt an den Netzwerkpartner herangetragenen Aufträgen Erwartete Erlöse für kurzfristig reservierte Kapazität (ergeben sich aus der Behebung plötzlich aufgetretener technischer Störungen Erwartete Erlöse aus der vertraglich gebundenen Kapazität Erwartete Kosten der Kapazitätsnutzung Erwartete Strafkosten Erwartungswert der tatsächlich erfüllten (unsicheren) Pool-Kapazitätsnachfrage Erwartetes Poolkapazitätsdefizit Zuschlagsfaktoren (Bedienung, Wartung) Verteilung der direkt an die Netzwerkpartner gerichtete Kapazitätsnachfrage Verteilung der vom Produktionsnetzwerk insgesamt nachgefragten Kapazität Verteilung der direkt an das Instandhaltungsunternehmen gerichtete Kapazitätsnachfrage Verteilung kurzfristig reservierbarer Kapazität Energetischer Ausnutzungsgrad Instandhaltbarkeitsdichte Kosten des Ressourceneinsatzes Wartezeitkosten Kosten für einen im Einsatz befindlichen Instandhaltungstechniker Energiekosten Kosten für einen nicht im Einsatz befindlichen Instandhaltungstechniker (Leerkosten) Kosten für FremdInstandhaltung Kosten der Instandhaltungsmaßnahme Durchschnittslohn des Bedienpersonals Lohnkostensatz des Instandhalters Lagerhaltungskostensatz Überstundenzuschlag Materialkosten Maschinenstundensatz Kosten für eine Minimalinstandsetzung

22 Kurzzeichenverzeichnis XXV k pv (GE/ZE) Kosten für geplante (vollständige) Instandsetzung k v (GE/ZE) Kosten für den Verlust einer Forderung k W (GE/ZE) Kosten für eine auf Instandhaltung wartende Maschine k Z (GE/ZE) Zusätzliche Kosten und Verluste durch Ab- und Anfahren der BE L P (ME/ZE) Mittlere Produktionsleistung L Wzul (ME) Zulässige Warteschlangenlänge m Kostenverhältnis n (ME) Anzahl der Elemente eines Systems, Anzahl der BE p a (GE/KWh) Arbeitspreis p i Zustandswahrscheinlichkeit p (GE/KE) Entgelt für die Inanspruchnahme von Instandhaltungskapazitäten p E (GE/ KE) Entgelte für direkt an die Netzwerkpartner gerichtete Kapazitätsnachfrage p E (GE) Ersatzteilepreis p kf (GE/KE) Entgelt für die Inanspruchnahme von kurzfristig reservierbarer Instandhaltungskapazität p Res (GE/KE) Reservierungsentgelt p U, NP (GE/KE) Nutzungsentgelt, das der Instandhalter für die unsichere Inan-spruchnahme aus dem Netzwerk erhält p V Wahrscheinlichkeit, dass eine Forderung im System verweilt p N (GE/KE) Nutzungsentgelt für die vertraglich gebundene Reservierung von Instandhaltungskapazität (sichere Inanspruchnahme) p o Leerwahrscheinlichkeit p W Wartewahrscheinlichkeit s (AK, APL) Anzahl der Instandhalter/ Instandhaltungsarbeitsplätze T M (mm) Maschinentiefe T MA (mm) Tiefe des Maschinenarbeitsplatzes T Plan (h/a u. Masch.) Geplante Maschinenbelegungszeit T R (ZE/Maßn.) Reparaturdauer T W (ZE) Wartezeit T WZul (ZE) Zulässige Wartedauer einer Forderung t am (ZE) Instandsetzungszeit bei Minimalinstandsetzung nach Ausfall t av (ZE) Instandsetzungszeit bei vollständiger Instandsetzung nach Ausfall (vollständige Erneuerung) t Ist (ZE) Tatsächliche Takt-(Zyklus-)zeit mit der die Anlage betrieben wird t L (ZE) Zeitdauer für die Aufrechterhaltung der Produktion t 0 (ZE) Ausfallfreie Zeit t wu (ZE) Wartezeit auf Instandhaltung, unproduktive Zeit

23 XXVI Kurzzeichenverzeichnis V(ET B ) Warteschlangenlänge (allgemeiner Fall) v Variationskoeffizient v A Variationskoeffizient der Ankunftsabstände der Forderungen v B Variationskoeffizient der Bedienzeiten der Forderungen W q (t) Wartewahrscheinlichkeitsfunktion x i Zufallsvariable i z (ME) Anzahl der Betrachtungseinheiten z AK ME Anzahl der vor Ort gleichzeitig eingesetztenarbeitskräfte z AKInst (ME) Anzahl der eingesetzten Instandhaltungsmitarbeiter für die Anlage z APL (ME) Anzahl der Arbeitsplätze α Beschäftigungskoeffizient V Verfügbarkeitszuwachs γ (ZE 1 ) Ausfallintensität (Kehrwert der charakteristischen Lebensdauer a) Ɣ(x) Gammafunktion t (ZE) Zeitintervall P (ME/ZE) Produktivitätsschub η (, %) Bedienungstheoretischer Auslastungsgrad η B (, %) Ausnutzungsgrad η D (, %) Bedienungstheoretischer Auslastungsfaktor, deterministisch η GI (, %) Bedienungstheoretischer Auslastungsfaktor, allgemein η M (, %) Bedienungstheoretischer Auslastungsfaktor (markovsch) λ (ZE 1 ) Generationsrate des Bereiches μ (ZE 1 ) Bedienintensität, Reparaturintensität μ(t) (ZE 1 ) Instandhaltungsrate ν, λ (ZE 1 ) Forderungsintensität ρ (, %) Belastungsfaktor σ Streuung τ (ZE) Entscheidungsvariable ω (, %) Nichtausnutzungskoeffizient ξ (, %) Auslastungsgrad, Belastungsfaktor (offene Bediensysteme) Kapitel 9 B (ME/ZE) B adhoc (ME, GE) Bedarf (Verbrauch) in der Periode Erwartungswert des sofort (ad hoc) befriedigten Bedarfs

24 Kurzzeichenverzeichnis B akt (ME/ZE) B ges (ME/ZE) B D,geg (ME/ZE) B D,verg (ME/ZE) B i, tat (ME) B L (ME) B Plan (ME) b M (ME) b t (ME) E(D) (ME/Per.) E(Y) (ME/Per.) EL b (ME) ET D (ZE) K Z (GE) K IH (GE/KE) K S (GE/KE) K tτ (GE/ZE) k k Best (GE/Bestell-vorgang) k ft (GE/Bestell-vorgang) k LT (GE/ME) L (ME/ZE) l t (ME) M max (ME) M N (ME) M opt (ME) M s (ME) M vorh (ME) M wbt (ME) n W POS p E (GE/ME) Q (GE) q (ME) q opt (ME) q t (ME) R W (ME) ROS r opt (ME) SDT (ZE) XXVII Aktueller Bedarf Gesamtbedarf Gegenwärtiger, gewichteter durchschnittlicher Bedarf Exponentiell gewichteter, gleitender Durchschnitt des Bedarfs der vergangenen Periode Tatsächlich eingetretener Bedarf (Nachfrage) Durchschnittlicher Lagerbestand Auf Basis von Vergangenheitsdaten prognostizierter Bedarf (Verbrauchsrate) Ersatzteilebedarf Bedarf in der Periode t =1,...,T (Nachfrage in Periode t) Mittler Periodennachfragemenge Wahrscheinliche Nachfragemenge Mittlerer Lagerbestand Durchschnittliche Lagerdauer (Umschlagsdauer), Zinskosten Instandhaltungskosten Strafkostensatz Mittlere Lagerhaltungskosten Sicherheitsfaktor Bestellkosten Fixe Bestellkosten in Periode t Lagerhaltungskosten Produktionsmenge Lagerbestand während der Periode t Maximalbestand Nachschub- bzw. Bestellmenge Optimale Bestellmenge Sicherheitsbestand Aktueller Bestand Verbrauch in der Wiederbeschaffungszeit Anzahl der Wartenden Forderungen Probability of Stockout (Ersatzteilenichtverfügbarkeit) Einstandspreis für das Ersatzteil Bestellmenge Bedarf Optimale Bestellmenge Für Periode t zu bestellende Menge (wird zu Beginn von t eingelagert) Lagerreichweite Risk of Shortage (Ersatzteilenichtverfügbarkeit) Disponibler Lagerbestand Supply Delay Time

25 XXVIII Kurzzeichenverzeichnis S (ME) Lagerbestandshöchstwert, Anzahl der Kreislaufreserven s (ME) Lagerbestand, ab dem bestellt wird s B (ME) Sicherheitsbestand T (ZE) Periode T K (ZE) Kreislaufzeit T L (ZE) Instandsetzungskreislauf einschl. Transportzeiten T La (ZE) Lagerzeit t wb (ZE) Wiederbeschaffungszeit +t Bs (ZE) Bestellzeitpunkt t Plan (ZE) Geplante Takt-(Zyklus-)zeit V Lager (m 3 ) Lagervolumen V SP (, %) Ersatzteileverfügbarkeit V(t) Verlustfunktion W BW (GE) Wiederbeschaffungswert WT (ZE) Waiting Time Y (ME) Nachfragemenge Z E (Stück/BE) Anzahl gleicher Ersatzteile Z erf ülltc (ME) Erwartungswert der unverzüglich erfüllten Aufträge Z ges (ME) Gesamtzahl der Aufträge z t Binärvariable Z TB (ME) Erwartungswert der Zahl der Perioden mit Lieferbereitschaft Z T,Ges (ME) Gesamtzahl der Perioden Z TS (ME) Gesamtzahl der Perioden Z U Umschlagshäufigkeit (Schlagzahl) Z W (ME) Anzahl zurückgestellter Forderungen Z WBTF (ME) Anzahl der Wiederbeschaffungszeiträume Z WBges (ME) Gesamtzahl der Wiederbeschaffungszeiträume α g Glättungsfaktor α Sg α-servicegrad β Sg β Servicegrad γ Sg γ Servicegrad δ Sg δ Servicegrad λ(ze 1 ) Bedarfsrate η Serv Externer Servicegrad ω Serv Servicegrad ω L Lieferbereitschaft ω Q Sendungsqualität Termintreue ω T Kapitel 10 A IHges (GE, ZE) Während der Nutzung angefallener Instandhaltungsgesamtaufwand

26 Kurzzeichenverzeichnis G AB (, %) G IHges (GE) G Inst (, %) G P (, %) G(t) (, %) G PM (t) (, %) G R (t) (, %) GEFF (, %) I R (, %) I Q (, %) K IHges (GE/Peri.) L G (, %) MTBA (ZE) MTBF (ZE) MTTF (ZE) MTTM (ZE) MTTPM (ZE) MTTR S (ZE) MWT (ZE) N G (, %) n (ME/Per.) n Aus (ME/Per.) n ges (ME/Per.) n Nach (ME/Per.) P Fremd (ZE, GE) P Gesamt (ZE, GE) Q Anl (, %) Q G (, %) Q L (, %) S Q (, %) T B (ZE) T IHges (ZE) T IH (ZE) T Ist (ZE/Per.) T npf (ZE/Per.) T tech (ZE/Pei.) T Plan (ZE/Per.) W BW (GE/Objekt) λ(ze 1 ) μ(t) (ZE 1 ) XXIX Abhängigkeitsgrad Instandhaltungsaufwand einer Anlage Instandhaltungsgrad Produktionsbehinderungsgrad Verteilungsfunktion der Instandhaltungsdauer Wartbarkeit und Instandsetzbarkeit Reparierbarkeit Gesamtanlageneffektivität Instandhaltungskostenrate Instandhaltungsquote Instandhaltungsgesamtkosten Leistungsgrad Meantime between Arising Mean Time BetweenFailure (mittlere ausfallfreie Zeit) Mean Time To Failure (mittlere ausfallfreie Zeit) Mean Time To Maintenance (mittlere Reparaturdauer) Mean Time To Preventive Maintenance (mittlere Instandsetzungsdauer) Mittelwert der Reparaturzeit des Systems Mean Waiting Time Nutzungsgrad Produktionsmenge Ausschussteile insgesamt gefertigte Teile, Nachzuarbeitende Teile Instandhaltungsfremdleistung Instandhaltungsgesamtleistung Anlagenbewirtschaftungsquote Qualitätsgrad Störungsbedingte Minderleistungsquote Stillstandsquote Betriebszeit, ausfallfreie Zeit Instandhaltungszeitaufwand für die Anlage Instandhaltungszeitaufwand Tatsächliche Nutzungszeit (Ist-Zeit) Instandhaltungsaufwand in der nicht produktionsfreien Zeit Technisch bedingte Ausfallzeit Planbelegungszeit Wiederbeschaffungswert Bedarfsrate Instandhaltungsrate

27 XXX Kurzzeichenverzeichnis Abkürzungen AK APL BE BSC FCFS FEM FIFO GE GK IH IS EMAS LCFS LW LIFO ME Per TPM VWP W ZE Erläuterung Arbeitskraft Arbeitsplatz Betrachtungseinheit Balanced Score Card First Come-First Served Finite-Elemente-Methode First In-First Out Geldeinheit Gemeinkosten Instandhaltung Instandsetzung Eco-Management and Audit Scheme Last Come-First Served Lastwechsel Last In-First Out Mengeneinheit, Menge Periode Total Productive Maintenance Vorrichtungen, Werkzeuge, Prüfmittel Wahrscheinlichkeit Zeiteinheit (Jahre, Monate, Tage, Stunden, Minuten, Sekunden) Tief gestellte Indizes i, j Laufvariable a Ausfallinstandsetzung b Befundabhängige Instandhaltung d Diagnose des Schädigungszustandes e Eigeninstandhaltung f Fremdinstandhaltung k Kontinuierlich M Minimalinstandsetzung P Prophylaktisch, Präventivinstandsetzung p Periodisch s Starrer (periodischer) Zyklus v Vollständige Instandsetzung Hoch gestellte Indizes I Kosten (im engeren Sinn)

28 Abbildungsverzeichnis 1.1 Begriffe der Instandhaltung. (Nach DIN 31051) Strategische Einordnung der Instandhaltungsziele Regelkreis des Instandhaltungsmanagements Gesetzliche Rahmenbedingungen für die Instandhaltung Verlauf der ertragsgesetzlichen Produktionsfunktion Einfluss des Instandhaltungsaufwandes auf ausgewählte Leistungskenngrößen Produktionsfunktion der Instandhaltung Arbeitsziele der Instandhaltung Bestandteile der Produktqualität Instandhaltung als Bestandteil des Qualitätsmanagements Qualitätssicherung im Instandhaltungsbereich Entwicklung der Instandhaltung Instandhaltung als Kernelement eines nachhaltigen Verfügbarkeitsmanagements Möglichkeiten der Herstellung von Abnutzungsvorrat nach Ausfall Verlauf der Abnutzungskurve. (Modifiziert nach DIN 31051) Maschinenüberwachung und Fehlerdiagnose Struktur einer Wartungs-/Inspektionsmaßnahme Wartungs- und Inspektionsplanung Regelkreismodell der Wartungs- und Inspektionsplanung Grunddaten einer Instandsetzungsmaßnahme Durchführungsmöglichkeiten der Instandsetzung. (Nach DIN 31051) Bestimmung einer Schwachstelle nach DIN Gestaltungsrichtlinien Regelkreis der Erarbeitung von Kennziffern Genereller Kennzahlenbildungsprozess Kennzahlenbildung zur Instandhaltungssteuerung Mögliche Schädigungsverläufe einer Betrachtungseinheit Unterschiedliche Verläufe der Ausfallrate Aufbau einer technischen Oberfläche XXXI

29 XXXII Abbildungsverzeichnis 3.4 Viskoelastische (volumenbezogene) Deformation (Burger-Modell) Feder-Dämpfer-Modelle zur Beschreibung von Kriechen und Relaxieren BURGER-Modell Deformationskomponente der Reibung Verschleißformen an der Werkzeugschneide eines Drehmeißels Oberflächenzerrüttungsverschleiß. (mit Adhäsionsverschleiß) Adhäsionsverschleiß. (mit Rissbildung) Verschleißmechanismen Einflussfaktoren auf heterogene Phasengrenzreaktionen Interkristalline Korrosion Transkristalline Korrosion Lochkorrosion Korrosionsangriff Flächenkorrosion Muldenkorrosion Prinzip der Säurekorrosion Lochkorrosion an einem passiven Metall mit Elektronen leitender Passivschicht Korrosionsvorgänge in einem Wassertropfen an verzinntem Stahlblech Elementbildung bei der galvanischen Korrosion Bimetall-Korrosion, dargestellt am Beispiel einer Nietverbindung (links), Möglichkeit der Verhinderung durch Isolierscheiben (rechts) Spannungsrisskorrosion Schematische Darstellung des Abscheidevorgangs beim CVD-Verfahren Verlauf der Ausfallrateeines technischen Systems Zusammenhang zwischen Schadensbild, Ursache und Grund von Schäden am Beispiel eines Wälzlagers Abfolge von Störverknüpfungen Kausalkette der technischen Störungen am Beispiel der Werkzeugmaschine Struktur der menschlichen Fehler Abfolge von Störverknüpfungen Schadenfalltripel (WEKA-Katalog) Prozesskette einer Störung Skizze eines Pendelgleitlagers aus Kunststoff (PA 6) und Verschleißgrößen Methodik einer Gefahren- und Sicherheitsanalyse Instandhaltungsvertrag einschließlich der Festlegung der Verantwortlichkeiten bei der Abnahme von Instandhaltungsleistungen

30 Abbildungsverzeichnis XXXIII 4.3 Festlegung der Verantwortlichkeiten bei der Annahme von Instandhaltungsleistungen Verteilungsfunktion F und Dichtefunktion f einer stetigen Zufallsvariablen Sprungartiger Schädigungsverlauf eines elektronischen Bauteils Zusammenhang zwischen Lebensdauer, Alter und effektiver Betriebsdauer Charakteristische Zeitpunkte der effektiven Lebensdauer Grundmodell der technischen Statistik Schematische Darstellung von Merkmalsarten Ausfallwahrscheinlichkeitsdichte und charakteristische Kenngrößen Zufallsstreubereich Erläuterung des Erwartungswerts Ermittlung des Medians am Beispiel der Monatseinkommen von Instandhaltungstechnikern Häufigkeiten der Maschinentypen Der Korrelationskoeffizient ρ als Maß für die Abhängigkeit oder Unabhängigkeit von Zufallsvariablen Ordinale Darstellung der Merk- malsausprägung von Werkzeugmaschinen Lagemaße Abweichungen von der symmetrischen Glockenkurve Verläufe der Wahrscheinlichkeitsdichte bei verschiedenen Parametern λ Kurvenverläufe der Überlebenswahrscheinlichkeit R(t) in Abhängigkeit verschiedener Parameter Verlauf der Ausfallrate λ(t) Kurvenverläufe der Wahrscheinlichkeitsdichte bei verschiedenen Formparametern b Kurvenverläufe der Überlebenswahrscheinlichkeit R(t) in Abhängigkeit von verschiedenen Formparametern b der Weibull-Verteilung Verlauf der Ausfallrate λ in Abhängigkeit vom Formparameter b Wellenprobe (Maße in mm) Empirische Weibull-Verteilung aus dem Rechenbeispiel Ermittlung des Annahmeschlauchs der Weibull-Verteilung KOLMOGOROW-SMIRNOW-Anpassungstest Ausfall- und Überlebenswahrscheinlichkeitsfunktion Absolute Zahl der Ausfälle im Intervall h Betrachtungsintervall Betriebsdauer Experimentell ermittelte Ausfalldaten Anzahl der nach der Zeit t noch nicht ausgefallen Betrachtungseinheiten Erhaltungsstrategien

31 XXXIV Abbildungsverzeichnis 5.32 Ausfallarten von Betrachtungseinheiten Zuverlässigkeitsprozess mit und ohne Erneuerung Einfacher und erweiterter Erneuerungsprozess Verlauf der Zuverlässigkeitsfunktion mit und ohne Erneuerung Einfacher Erneuerungsprozesses ohne Berücksichtigung instandsetzungsbedingter Stillstandszeiten Einfacher Erneuerungsprozesses mit Berücksichtigung instandsetzungsbedingter Stillstandszeiten Einfacher vorbeugender Erneuerungsprozess ohne Berücksichtigung instandsetzungsbedingter Stillstandszeiten Einfacher vorbeugender Erneuerungsprozess mit Berücksichtigungz instandsetzungsbedingter Stillstandszeiten Einfacher vorbeugender Erneuerungsprozess mit Instandsetzung nach Befund Vorbeugender Erneuerungsprozess mit Verbesserung der Lebensdauer und der Gebrauchseigenschaften Darstellung der Faltung der Erneuerungsdichtefunktionen der effektiven Lebensdauer nacheinander installierter (ersetzter, erneuerter) Elemente Verlauf der Erneuerungsdichtefunktion Verlauf der Erneuerungsfunktion Strukturierung eines Maschinensystems Zuverlässigkeitslogische Reihenschaltung Parallelschaltung zweier in Reihe geschalteter Elemente Reihenschaltung zweier Parallelelemente Gemischte Schaltung zu Beispiel Gemischte Schaltung zu Beispiel Serienschaltung Redundante Parallelschaltung Blockschaltbild zu Aufgabe Zuverlässigkeitsschaltbild zu Aufgabe Verlauf eines Schädigungsparameters Verlauf eines Gebrauchsparameters und einer Verlustfunktion Instandhaltungsstrategien. (Nach DIN 31051) Strategiebedingter Verlauf des Abnutzungsvorrates Ausfallarten Verläufe der Wahrscheinlichkeitsdichte bei verschiedenen Formparametern. (GAUßSCHE Glockenkurve für b 3,6) Verläufe der Wahrscheinlichkeitsdichte unter Berücksichtigung einer ausfallfreien Zeit t Kurvenverläufe der Überlebenswahrscheinlichkeit R(t) in Abhängigkeit verschiedener Formparameter b der Weibull-Verteilung (zweiparametrisch) Verläufe der Ausfallrate λ in Abhängigkeit vom Formparameter b

32 Abbildungsverzeichnis XXXV 6.10 Ablaufalgorithmus zur Ermittlung der empirischen Ausfallrate λ(t) Skizze für Berechnungsbeispiel Verlauf der Ausfallrate des Rechenbeispiels in Tab Weibull-Gerade und 95 %-Vertrauensbereich Ausfallwahrscheinlichkeitsfunktion F(t) im Weibull-Netz Ablaufalgorithmus zur Ermittlung der Weibull-Parameter a und b Ablaufalgorithmus zum Vergleich zweier Verteilungen Ermittlung des Vertrauensbereichs der Weibull-Parameter a und b Histogramm der Dichtefunktion Erfassung der mittleren Anzahl der Ausfälle mit anschließender Minimalinstandsetzung Schematische Darstellung der Ermittlung der Weibull-Parameter a und b auf der Grundlage der integrierten Ausfallrate (t) Dreiparametrische Weibull-Verteilung F(t) im Weibull-Netz mit der um c korrigierten Betriebszeit t c Ermittlung der ausfallfreien Zeit t 0 nach DUBEY Darstellung der instandhaltungsbedingten Stillstandzeiten, dargestellt am Beispiel einer Spritzgießmaschine Struktur des zeitlichen Ereignisverlaufs der Instandhaltung Instandhaltungswerkstatt als geschlossenes Bedienungsmodell Strukturtypen von Instandhaltungsstrategien für eine einzelne BE Ablaufalgorithmus zur Ermittlung der optimalen Instandhaltungsmethode Formparameter b der Weibull-Verteilung und abgeleitete Instandhaltungsmethoden Raupenkettenglied des Eimerkettenbaggers ERs 741 mit aufgearbeiteter Schake in der Schweißvorrichtung Abgenutzte Schake eines Kettengliedes des Eimerkettenbaggers 341 ERs Feststellung des Abnutzungsbetrages einer Schake mittels Prüflehre Aufgearbeitung der Schake eines Raupenkettengliedes vom Eimerkettenbagger 341 ERs Schake des Kettenglied des Eimerkettenbaggers 341 ERs Neue Schake eines Kettengliedes des Eimerkettenbaggers 341ERs Algorithmus zur Ermittlung der optimalen Erneuerungsvariante Beispiel für die Festlegung zusammengefasster Instandsetzungsumfänge fürdie Koordinierungsstrategie (τ E =10 d, m 1 = 2, m 2 =2, m 3 =8, m 4 =6, m 5 =12) Beispiel für korrekte und unkorrekte Anordnung der Messstellen am Lager einer Antriebswelle Kosten und Nutzen der Qualität einer Projektlösung Quellen und Komponenten der Wandlungsfähigkeit Geplante, nicht realisierte und unbeabsichtigte Strategien