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 Software oder Hardware? 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 nicht Ihr Produkt und ständig Ersatzteile kaufen, sondern eine Funktion und diese soll 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. Aber wenn der Kunde ein Auto kauft, möchte er von A nach B fahren - gut, ein paar möchten vielleicht auch Spaß dabei haben - und zwar sofort und möglichst schnell in B ankommen. 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. Hagelereignisse, Steinschlag und der Zahn der Zeit nagen an allen Teilen. Wenn dann doch 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? Verena Kienda,, 2016 Seite 1
Aber lassen Sie uns die Sache mal genauer betrachten: Die Funktion Ihres Produktes soll uneingeschränkt verfügbar sein. Somit definieren wir die Kennzahl Verfügbarkeit = 100%. Die Verfügbarkeit berechnet sich aus dem Verhältnis Uptime zu Downtime oder auf Deutsch: Verfügbarkeit = Nutzbare Zeit / (Nutzbare Zeit + Stillstandszeit) 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 von Reifen) 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 eigentlich vor dem Losfahren nehmen, sie erhöht streng genommen die Zeit, die Sie von A nach B benötigen). Inspektion (für die 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: Nutzbare Zeit = MTBM = 1 / (1/MTBM C + 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 - vielleicht sogar am Flughafen)? Weitere Beispiele sind Züge für öffentliche Verkehrsmittel, die nachts eine Pause vorsehen oder Solaranlagen. Verena Kienda,, 2016 Seite 2
In jedem Fall benötigen wir nun langsam mal die MTBF bzw. die Fehlerrate. Unter anderem um aus dieser Intervalle für präventive Maßnahmen abzuleiten. Man bemüht 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 gepflegt, so dass zu Anfang pessimistische Werte (MIL-STD-217) langsam realistischer werden. Diese Phase lässt sich durch eine Weibullverteilung mit dem Formfaktor 1 beschreiben, was eine Exponentialfunktion gleichkommt. Das heißt, 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. 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) Bei geringer Beanspruchung der Komponente ist jedoch fragwürdig, ob sich die überhaupt durch eine statistische Verteilungs-Funktion beschreiben läßt, oder Verena Kienda,, 2016 Seite 3
ob hier der Abbau des sogenannten Abnutzungsvorrates durch ein mathematisches Modell beschrieben werden muss. Dieses Modell beschreibt dann den erwarteten Zustand der Komponente zu Zeitpunkt t um den Zeitpunkt für den Ausfall der Komponente zu prognostizieren. Quelle: Treiber, Brauindustrie 12/2007 In vielen Fällen ist es somit möglich eine Abnutzungsgrenze festzulegen, bei deren Erreichung die Komponente getauscht oder repariert werden muss, 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. 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) Vermeiden sollte man jedoch Äpfel mit Birnen zu vergleichen. 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. Verena Kienda,, 2016 Seite 4
Die Stillstandszeit setzt sich zusammen aus der Zeit, die für korrigierende (MTTM korrektive ) und präventive (MTTM präventiv ) Maßnahmen benötigt wird. Präventive Maßnahmen müssen, wie bereits erwähnt - nur dann berücksichtigt werden, wenn das Produkt permanent zur Verfügung stehen muss, beziehungsweise wenn die Dauer der präventiven Maßnahmen die Zeit überschreitet, die das Produkt nicht genutzt werden kann (Nacht!). Im englischen spricht man von der von der mean down time (MDT). Stillstandszeit = MDT = MTTM corrective + MTTM präventive Diese Zeiten für die MDT setzen sich zusammen aus 1. Vorbereitungszeit (Zugang, Ausbau etc.) 2. Fehlererkennung es liegt ein kritische Fehler vor bzw. es droht ein solcher aufzutreten. 3. Fehlerlokalisierung durch welche Komponente wird der Fehler verusacht? 4. Reparatur/Tauschvorgang 5. Justierung/Kalibrierung 6. Funktionstest Alle Tätigkeiten fallen prinzipiell sowohl für präventive, wie für korrigierende Maßnahmen an. 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. Verringern lässt sich diese Zeit durch Dokumentation und Ausbildung. Die Untersuchung der Zugänglichkeit und eine clevere Prüfstrategie können ebenfalls zu einer möglichst kurzen MDT beitragen. Berechnet man die Verfügbarkeit, spricht bisher von der erreichbaren Verfügbarkeit im Gegensatz zur operativen Verfügbarkeit. Bei der 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 schlechte Ausstattung der Werkstatt im allgemeinen Verbessern lassen sich diese Engpässe durch eine vorausschauende Instandhaltungsplanung, die auf der Ausfallrate oder 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. Verena Kienda,, 2016 Seite 5
Wenn Sie nun noch die Prognose mit der Realität vergleichen und die wichtigsten Kennzahlen aufzeichnen (Key Performance Indikatoren), können Sie überall dort steuernd und regelnd eingreifen, wo Ihre Performance noch nicht optimal ist. Fehlerraten könnte die Konstruktion verbessert werden, sollte das Bedienpersonal besser geschult werden, müssen Intervalle für Instandhaltungsmaßnahmen angepasst werden? Instandhaltungszeiten gibt es noch Probleme bei Zugänglichkeit, Erkennbarkeit von Fehlern oder Wissenstand des Instandhaltungspersonals? Kosten Materialpreise und Personalstunden Wartezeiten kann das Instandhaltungskonzept noch verbessert werden? (Lagerbestände, Werkstätten, Möglichkeiten für Reparaturen vor Ort) Und warum verdienen Sie damit mehr Geld? 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. Sie benötigen mehr Informationen? Wenden Sie sich gerne an mich! Verena.kienda@lifecyclesupport.de Verena Kienda,, 2016 Seite 6