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Ist Ihre Instandhaltungsstrategie kosteneffektiv?

In diesem Blogbeitrag befassen wir uns mit der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung (Reliability Centered Maintenance, RCM) und wie sie zu einer kosteneffizienten Instandhaltungsstrategie beitragen kann.

12. Februar '24

Ist Ihre Instandhaltungsstrategie kosteneffizient?

Es mag wie ein Klischee klingen, aber es ist dennoch wahr - Unternehmen stehen vor der ständigen Herausforderung, eine optimale Betriebszeit für wichtige Anlagen aufrechtzuerhalten und eine unterbrechungsfreie Produktion zu gewährleisten, obwohl die Mittel für die Instandhaltung abnehmen, die Anlagen immer komplexer werden und die Zahl der Mitarbeiter abnimmt. Der Schlüssel liegt natürlich darin, inmitten all dieser Herausforderungen die kosteneffizientesten Instandhaltungsstrategien zu finden.  

In diesem Blog gehen wir der Frage nach, wie man herausfindet, ob eine Instandhaltungsstrategie finanziell sinnvoll ist, und wie man Instandhaltungsstrategien im Hinblick auf ihre Kosteneffizienz vergleichen kann.

Betrachten wir zunächst den Ansatz der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung (Reliability Centered Maintenance, RCM), um zu sehen, wo die Frage der Kostenwirksamkeit ins Spiel kommt.

Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (RCM) und die Frage der Kostenwirksamkeit 

Das Hauptziel des RCM besteht darin, die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit kritischer Anlagen zu gewährleisten und gleichzeitig die Instandhaltungskosten zu minimieren. Diese Methode beinhaltet die Beantwortung der Sieben Fragen des RCM.

Frage 7 konzentriert sich auf die Bewertung der Kostenwirksamkeit einer Instandhaltungsstrategie, aber bevor wir uns damit befassen, sollten wir einen Blick auf Frage 6 werfen. 

Frage 6: Was kann getan werden, um jedes Versagen vorherzusagen oder zu verhindern? 

Zur Beantwortung von Frage 6 müssen Sie also ermitteln, welche Strategien der vorausschauenden und vorbeugenden Instandhaltung eingesetzt werden können, um Ausfälle von Anlagen zu vermeiden. Dazu könnten regelmäßige Inspektionen und Tests, Zustandsüberwachung, der Austausch von Komponenten oder die Umgestaltung von Teilen des Systems gehören.

Bei einer Pumpe könnte die Wartungsstrategie beispielsweise aus der Überwachung von Vibrationen und Temperaturen, dem Austausch des Schmieröls, regelmäßigen Inspektionen und dem rechtzeitigen Austausch von verschlissenen Teilen bestehen. 

Frage 7: Was ist zu tun, wenn keine geeignete proaktive Aufgabe gefunden werden kann?

Dann kommt Frage 7. Bei dieser Frage müssen Sie feststellen, ob die ermittelten Aufgaben geeignet sind. Wenn nicht, müssen zusätzliche Pläne gemacht werden.

Konzentrieren wir uns auf den ersten Teil der Frage: Ist die Aufgabe geeignet? In diesem Sinne bedeutet "geeignet", dass erstens eine ausreichende Risikominderung gegeben ist und zweitens, dass sie wirtschaftlich effizient bzw. kosteneffektiv ist.  

Nachdem Sie also eine ausreichende Risikominderung bestätigt haben, müssen Sie feststellen, ob die Strategie der vorbeugenden Instandhaltung, die Sie in Frage 6 ermittelt haben, kosteneffektiv ist oder nicht.

Im weiteren Verlauf dieses Artikels werden wir untersuchen, wie wir diese Herausforderung bewältigen können.  

Wie lässt sich feststellen, ob eine Instandhaltungsstrategie kosteneffizient ist?

Gehen wir davon aus, dass Sie sich bereits mit den ersten sechs RCM-Fragen beschäftigt haben. Sie wissen also, welche Auswirkungen ein Ausfall von Anlagen hat und wie man Ausfälle vorhersagen oder verhindern kann. Infolgedessen sind Sie mit der Degradation vertraut und wissen, welche Instandhaltungsmaßnahmen am besten geeignet sind, um sie durchzuführen. Mit diesem Wissen können Sie dann die drei Hauptkosten bewerten:

  • Basis-Risikokosten: Die Folgekosten eines Ausfalls, wenn keine Wartung durchgeführt wird. 
  • Instandhaltungskosten: Die Gesamtkosten der identifizierten Instandhaltungsmaßnahmen. 
  • Residuale Risikokosten: Die Folgekosten eines Ausfalls, wenn die genannten Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt werden. 

Sobald Sie die Basisrisikokosten, die Instandhaltungskosten und die Restrisikokosten kennen, können Sie die Kostendifferenz zwischen den Szenarien mit und ohne Instandhaltung vergleichen. Wenn die Kosten des Szenarios mit Instandhaltung niedriger sind als die des Szenarios ohne Instandhaltung, können die Maßnahmen als geeignet oder die Instandhaltungsstrategie als kosteneffizient angesehen werden. 

Betrachten wir ein Beispiel für eine Kostenwirksamkeitsberechnung. 

Beispiel für die Berechnung der Kostenwirksamkeit 

In Ihrem Werk betrifft eine der vorrangigen Wartungsanforderungen eine Pumpe. Auf der Suche nach Ratschlägen für vorbeugende Wartungsmaßnahmen haben Sie von Fachleuten die folgenden Informationen erhalten: 

  • Der Ausfall der Pumpe hat Folgen in Höhe von 100 000 Dollar. 
  • Wenn nicht eingegriffen wird, wird die Pumpe voraussichtlich alle zwei Jahre ausfallen. 
  • Ein vorgeschlagener Wartungsplan sieht zwei Aufgaben pro Jahr vor, die jeweils 20 000 Dollar kosten. 
  • Die Umsetzung dieses Plans könnte das Ausfallintervall der Pumpe auf alle fünf Jahre oder mehr verlängern. 

Nun müssen Sie feststellen, ob diese Instandhaltungsstrategie eine kostengünstige Lösung darstellt. 

Schauen wir uns das mal an: 

  • Die Basis-Risikokosten belaufen sich auf 100.000 Dollar alle zwei Jahre, also 50.000 Dollar jährlich. 
  • Die Wartungskosten belaufen sich auf 20.000 $ pro Jahr, multipliziert mit 2, was 40.000 $ pro Jahr ergibt. 
  • Die Restrisikokosten belaufen sich auf 100.000 $ alle fünf Jahre, was 20.000 $ jährlich entspricht. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Kosten für die Nicht-Wartung auf 50.000 $ pro Jahr belaufen, während die Kosten für die Wartung 40.000 $ pro Jahr plus 20.000 $ pro Jahr betragen, also insgesamt 60.000 $ pro Jahr. Folglich erweist sich der Ansatz mit Wartung als teurer als das Szenario ohne Wartung, was darauf hindeutet, dass die Wartungsstrategie nicht kosteneffektiv ist.

Es scheint also, dass es in diesem Fall besser wäre, bis zum Ausfall zu fahren, d. h. keine planmäßige Wartung durchzuführen, oder eine andere Wartungsstrategie zu prüfen. 

Berechnung der Kostenwirksamkeit der Instandhaltungsstrategie  

Lassen Sie uns nun die Kosten-Wirksamkeits-Berechnungen in Form von mathematischen Gleichungen ausdrücken: 

Eine Instandhaltungsstrategie ist kosteneffektiv, wenn: 

Keine Wartungskosten > Wartungskosten durchführen

Wo: 

Formel für wartungsfreie vs. wartungspflichtige Kosten

Wo:

  • PONC = Preis der Nicht-Konformität
  • ETBF = Geschätzte Zeit zwischen zwei Ausfällen*
  • ETBC = Geschätzte Zeit zwischen Konformität
  • POC = Preis der Konformität

* Verwechseln Sie nicht ETBF, die geschätzte Zeit zwischen Ausfällen, wenn Sie KEINE Wartung durchführen, mit MTBF, der mittleren Zeit zwischen Ausfällen, wenn Sie Wartung durchführen.

Um zu wiederholen, was wir bereits gesagt haben, ist es wichtig, einen praktischen Ansatz zu wählen, indem man immer zuerst die Risikominderung bewertet und sicherstellt, dass das Restrisiko ausreichend niedrig ist, oder ALARP (As Low As Is Reasonably Practical). Wenn das Risiko nur minimal reduziert wird, ist die Instandhaltungsstrategie nicht angemessen und es müssen weitere Anstrengungen unternommen werden, um einen besseren Ansatz zu finden.

Wenn die Risikominderung jedoch ausreichend ist, wird es relevant, die Kostenwirksamkeit zu berechnen.

Wie lässt sich die Kostenwirksamkeit von Instandhaltungsstrategien vergleichen?

Wäre es nicht praktisch, die Korrelation zwischen Ihren Wartungskosten und den Folgen eines Ausfalls in einem standardisierten Index zu klassifizieren? Dies würde eine einfache Bewertung und einen Vergleich der Kosteneffizienz verschiedener Strategien ermöglichen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Risikominderung gegenüber den damit verbundenen Kosten liegen würde.

Im Folgenden definieren wir einen solchen Kosten-Wirksamkeits-Index:

Formel für den Kosten-Wirksamkeits-Index

Verwenden wir die Daten aus unserem früheren Beispiel für die Berechnung der Kostenwirksamkeit der Pumpenwartungsstrategie und berechnen wir den Kostenwirksamkeitsindex für die Wartungsstrategie der Pumpe:

Kosten-Wirksamkeits-Index Formel 2

Sehen Sie sich diesen Index genau an. Ist Ihnen aufgefallen, was passiert, wenn das Delta zwischen dem Basisrisiko und dem Restrisiko, d. h. die Risikominderung, den Instandhaltungskosten entspricht? Richtig! Der Kosten-Nutzen-Index ist gleich 1. Das ist der Fall:

Keine Wartungskosten = Wartungskosten übernehmen

Wenn der Kosteneffektivitätsindex der Instandhaltungsstrategie gleich 1 ist, bedeutet dies, dass keine Kostenverbesserung eintritt. Dies bedeutet, dass ein Effektivitätsindex unter 1 einen Verlust bedeutet. In solchen Fällen ist es besser, die Anlage bis zum Ausfall zu betreiben.

Dies zeigt sich auch in unserem Beispiel für die Berechnung der Kosteneffizienz der Pumpe, wo wir einen Index von 0,75 haben, also weniger als 1. Für dieses Pumpenbeispiel haben wir bereits früher festgestellt, dass es am kosteneffizientesten ist, bis zum Ausfall zu laufen. Daher sollte der Schwellenwert für unseren Index nicht unter 1 liegen, da Instandhaltungsstrategien nur dann als kosteneffektiv angesehen werden können, wenn:

Wirksamkeitsindex > 1

Es ist jedoch ratsam, diesen Schwellenwert etwas höher als eins anzusetzen, da ein Schwellenwert gerade das Erreichen der Gewinnschwelle bedeutet. Wenn die Degradation schwer zu beeinflussen ist, ist der Kosten-Nutzen-Index in der Regel niedriger.

Nehmen wir das Beispiel eines chemischen Katalysators, der im Laufe der Zeit allmählich deaktiviert wird, so dass es schwierig ist, die Deaktivierung durch Wartungsmaßnahmen wesentlich zu beeinflussen. Umgekehrt kann der Effektivitätsindex erheblich steigen, wenn die Degradation beeinflusst werden kann. Durch die Festlegung eines Schwellenwerts von 2 gewährleisten wir eine robuste Instandhaltungsstrategie, wenn wir wissen, dass die Degradation beeinflusst wird.

Wirksamkeitsindex > 2

Ein Wirksamkeitsindex zwischen 1 und 2 sollte mit Misstrauen betrachtet werden und erfordert eine genauere Untersuchung.

Diese Instandhaltungsstrategien beinhalten in der Regel geringfügige Anpassungen ohne wesentliche Risikominderung. Die angewandten Präventivstrategien können zwar einen Lernvorteil bieten, das primäre Ergebnis ist jedoch ein erhöhter Aufwand bei minimaler Risikominderung. Um unwirksame Instandhaltungsstrategien abzuschwächen, sollten wir einen ausreichend hohen Kosten-Wirksamkeits-Index sicherstellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein standardisierter Index mit einem definierten Schwellenwert sehr wertvoll für die Bewertung und den Vergleich von Instandhaltungsstrategien im Hinblick auf die Verbesserung der Risikominderung im Vergleich zu den damit verbundenen Kosten sein kann.

Die IMS RCM-Software berechnet den Kosten-Wirksamkeits-Index

Unsere IMS RCM-Software enthält Berechnungen für einen solchen Kosteneffizienzindex für Instandhaltungsstrategien. Die Software führt Sie durch die relevanten Fragen, um die notwendigen Informationen zu sammeln, einschließlich der Produktverlustgleichungen (PLEs) für die Berechnung der Basisrisikokosten, der Wartungskosten und der Restrisikokosten.

Anschließend berechnet die Software für jede Instandhaltungsstrategie einen Index, den Maintenance Efficiency Index (MEI), und ermöglicht es Ihnen, Was-wäre-wenn-Analysen zur Bewertung von Alternativen durchzuführen.

Außerdem haben Sie die Möglichkeit, in der Software einen gewünschten MEI-Grenzwert für Ihren Standort festzulegen. Daraufhin berechnet die Software automatisch, welche Instandhaltungsstrategien als kosteneffizient gelten, und zeigt diese an.

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