Maschinenstillstände reduzieren in der Oberflächentechnik

Maschinenstillstand reduzieren bedeutet, den Gewinn steigern. Solange eine Maschine steht, fehlt der geplante Erlös während die laufenden Kosten des Unternehmens in nahezu unveränderter Höhe anfallen. Die Beseitigung des Maschinenstillstandes verschlingt häufig weitere finanzielle Mittel. Durch eine Reihe technischer und organisatorischer Maßnahmen lassen die die Häufigkeit und die Dauer derartiger Störungen auf ein Minimum absenken.

Maschinen in der Oberflächentechnik

Die Oberflächentechnik umfasst alle Arbeiten, die zur gezielten Veränderung der Eigenschaften von Oberflächen führen. Die Verfahren reichen von der mechanischen Bearbeitung über die Reinigung bis zur chemischen Umwandlung und Beschichtung. Die einzelnen Arbeitsschritte, durch die nach und nach aus Rohmaterial Endprodukte entstehen, bilden einen Prozess.

Für die Gestaltung der Prozesse stehen technische Ausrüstungen zur Verfügung. Die Bestandteile der technischen Ausrüstung, in denen ein Antriebssystem Bauteile bewegt, sind Maschinen. Ist die Bewegung der Bauteile blockiert, liegt ein Maschinenstillstand vor. Reduzieren lassen sich die Häufigkeit und die Dauer derartiger Ereignisse in dem Maß, in dem es gelingt, die Voraussetzungen für die Bewegung sicherzustellen.

Dazu gehören

• der Materialfluss von Roh- und Hilfsstoffen sowie Zwischen- und Endprodukten
• der Energiefluss
• die Stabilität aller Bauteile
• die Funktionalität der bewegten Bauteile
• die Steuerung der Bewegungen.

In der Oberflächentechnik arbeiten vor allem

• Werkzeugmaschinen
• Transportmaschinen für Werkstücke
• Strömungsmaschinen für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen
• Trommelmaschinen für die Bearbeitung kleinteiliger Massengüter
• Rührmaschinen zum Mischen von Prozesschemikalien

Die technischen Maßnahmen, Maschinenstillstand zu reduzieren, richten sich direkt auf die Maschine. Organisatorische Maßnahmen richten sich auf die Bereitstellung aller benötigten Mittel und die Bedienung. Beide Zielrichtungen lassen sich im Rahmen der Prozessoptimierung miteinander in Einklang bringen und umsetzen.

Technische Maßnahmen, Maschinenstillstand zu reduzieren

Reibung verringern

Überall, wo sich etwas bewegt, tritt Reibung auf, die sich durch Wärmeentwicklung und Materialverschleiß bemerkbar macht und ohne Gegenmaßnahmen langfristig Maschinenstillstände herbeiführen würde. Die betroffenen Maschinenteile sind im Wesentlichen Lager zum Abstützen beweglicher Teile, Getriebe, Führungen, Werkzeuge zum Materialabtrag oder Elemente zur Lastenaufnahme beim Materialtransport. In Lagern, Getrieben und Führungen lässt sich die Reibung durch den Einsatz von Schmiermitteln verringern. In Bereichen, in denen Schmiermittel Prozesschemikalien verunreinigen würden, begrenzen verschließfeste und reibungsarme Oberflächenbeschichtungen die Folgen der Reibung. Das ist auch das Mittel der Wahl, um Düsen vor Verschleiß zu schützen.

Lastenaufnahmeeinrichtungen wie Kranhaken und Kettenglieder müssen regelmäßig geprüft werden. Unterschreitet der tragende Querschnitt ein Mindestmaß, sind sie auszusondern. Bei Werkzeugen zum Materialabtrag ist die Wärmeentwicklung unvermeidbar. Sie benötigen neben der Schmierung eine Kühlung durch Kühlschmierstoffe. Schmiermittel und Kühlschmierstoffe leisten einen entscheidenden Beitrag zur Funktion von technischen Anlagen. Die sorgfältige Auswahl dieser Stoffe bildet ein großes Potential, Maschinenstillstände zu reduzieren.

Überlastung verhindern

Für die Bewegung von Maschinenteilen und Werkstücken sind Kräfte erforderlich, denen das Material Standhalten muss. Außer diesen Beschleunigungskräften sind die Gewichte der einzelnen Teile für die Maschinenkonstruktion von Bedeutung. Die Einzelteile werden in Bezug auf die zu erwartenden Belastungen optimiert. Überlastsicherungen verhindern die Zerstörung der Maschine, indem sie die Energiezufuhr bei der Überschreitung von Grenzwerten unterbrechen. Der dadurch eintretende Maschinenstillstand ist zwar mit deutlich geringeren Kosten verbunden als ein Stillstand durch zerbrochene oder verformte Bauelemente, bedeutet aber dennoch einen Verlust.

Die sichere Unterschreitung der Belastungsgrenzen verhindert automatische Notabschaltungen. In der Oberflächentechnik kommen flüssige Prozesschemikalien und Hilfsstoffe zum Einsatz, die durch Rohrleitungen gepumpt werden. Lagern sich in den Leitungen Stoffe ab, verringert sich die geförderte Stoffmenge und damit auch die Leistung, die diese Stoffe erbringen sollen. Daraus kann eine Überlastung resultieren, die sich durch Pflege der Medien (Partikel herausfiltern, Fremdöle abtrennen, Mischungsverhältnisse einhalten) und durch die regelmäßige Kontrolle der freien Leitungsquerschnitte vermeiden lässt.

Kritische Zustände erkennen und beseitigen

Störungen kündigen sich in der Regel an. Warnzeichen sind zum Beispiel ein erhöhter Geräuschpegel, Störgeräusche, die Erhöhung des Drehmomentes von Antriebsmaschinen, das Absinken des Ölstandes unter das Mindestniveau oder der Anstieg der Temperatur in Lagern. Werden diese Warnzeichen rechtzeitig erkannt und ihre Ursachen beseitigt, kann einem lang andauernden Maschinenstillstand vorgebeugt werden. Die messtechnische Überwachung der betreffenden Parameter und die Erzeugung von Warnsignalen oder das Auslösen von automatischen Gegenmaßnahmen unterstützen dieses Vorgehen.

Organisatorische Maßnahmen, Maschinenstillstand zu reduzieren

Betriebsanweisungen erstellen und durchsetzen

Viele vermeidbare Maschinenstillstände sind auf Fehler in der Bedienung zurückzuführen. Gut qualifiziertem und erfahrenem Personal unterlaufen derartige Fehler selten. Oft unterschätzen Einfluss auf die Reduzierung der Fehlerquote haben darüber hinaus die partnerschaftliche Zusammenarbeit der Mitarbeiter und die Umgebungsbedingungen am Arbeitsplatz.

Die Maschinenrichtlinie (Richtlinie 2006/42/EG) sieht vor, dass der Hersteller für jede Maschine eine Betriebsanleitung zur Verfügung stellen muss.

In dieser Unterlage sind unter anderem die bestimmungsgemäße Verwendung, die Bedienung und die Instandhaltung beschrieben. Außerdem findet man dort Warnhinweise für mögliche Fehlanwendungen. Eine auf der Grundlage dieser Informationen erstellte, aussagekräftige Betriebsanweisung für das Personal hilft, Bedienfehler zu vermeiden die Häufigkeit von Stillständen der Maschine zu reduzieren.

Instandhaltung planen und durchführen

Die Instandhaltung umfasst die regelmäßige Wartung der Maschinen und die planmäßig vorbeugende Instandhaltung. Eine sorgfältige Planung und Durchführung dieser Maßnahmen verhindern den durch ein plötzliches Bauteilversagen verursachten Maschinenstillstand. Die Wartung verzögert die Abnutzungsvorgänge und dient der Verlängerung der Zeiträume zwischen zwei planmäßigen Instandhaltungen. Sie erfolgt bei laufendem Betrieb oder in Produktionspausen, zum Beispiel beim Werkzeugwechsel oder – je nach Betriebsregime – zum Feierabend bzw. vor dem Wochenende.

Zu den Tätigkeiten im Rahmen der Wartung gehören zum Beispiel die Unterhaltsreinigung der Maschinen und die Versorgung mit Schmierstoffen. Die planmäßig vorbeugende Instandhaltung erfordert eine längere Betriebsunterbrechung. Sie wird genutzt, um die Maschinen gründlich zu reinigen, Verschleißteile auszuwechseln, Betriebsstoffe zu erneuern sowie Funktions- und Sicherheitsprüfungen durchzuführen.

Material- und Energiefluss sichern

Die Maschinentechnik und ihr Betrieb sind Bestandteil der betrieblichen Prozesse zur Erzeugung verkaufsfähiger Produkte. Die Verfügbarkeit von Material und Hilfsstoffen sowie die unterbrechungsfreie Energieversorgung sind Einflussgrößen, die unabhängig von der Funktionsfähigkeit der Maschine sind und trotzdem zu Maschinenstillständen führen können. Zu derartigen Einflussgrößen zählt auch der Abtransport von Abfällen sowie Zwischen- und Endprodukten.

In diesem Sinne bedeutet, Maschinenstillstand zu reduzieren, eine optimal funktionierende Betriebsorganisation sicherzustellen.

Eine umfassende Prozessoptimierung berücksichtigt alle auf die Prozesse wirkenden Einflussgrößen und eignet sich deshalb auch zur Reduzierung von Stillstandzeiten.