Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Instandhaltungsstrategien

Instandhaltung nach DIN 31051: Wartung, Inspektion, Instandsetzung, Strategien, MTTR, MTBF und Ersatzteile für die Prüfung erklärt.

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Darum geht es

DIN 31051 teilt die Instandhaltung in vier Grundmaßnahmen: Wartung verzögert den Abbau des Abnutzungsvorrats, zum Beispiel durch Schmieren oder Filterwechsel. Inspektion stellt den Ist-Zustand fest, etwa durch Messen und Prüfen. Instandsetzung stellt den Soll-Zustand wieder her. Verbesserung steigert die Zuverlässigkeit oder Instandhaltbarkeit, ohne die Funktion zu ändern.

Bei der Strategie wählst du je Bauteil. Ausfallbedingt wird erst nach dem Schaden repariert, das passt zu billigen, unkritischen Teilen. Vorbeugend wird nach festen Intervallen getauscht. Zustandsorientiert wird gemessen, etwa Schwingungen, Temperatur oder Isolationswiderstand, und erst bei einem Grenzwert gehandelt. Vorausschauend werden diese Daten ausgewertet, um den Ausfallzeitpunkt vorherzusagen.

Kennzahlen machen den Erfolg messbar. Die MTTR gibt die mittlere Reparaturdauer an, die MTBF die mittlere Betriebszeit zwischen zwei Ausfällen. Elektrolytkondensatoren altern stark temperaturabhängig; als Faustregel verdoppelt sich ihre Lebensdauer je $10 K$ niedrigerer Temperatur.

Wird eine Maschine wesentlich verändert, etwa durch eine zusätzliche Achse oder höhere Geschwindigkeit, ist vor der Wiederinbetriebnahme eine neue Risikobeurteilung nötig. Ersatzteile hältst du vor, wenn sie lange Lieferzeiten haben, ihr Ausfall die Anlage stoppt oder sie abgekündigt sind.

Das solltest du dir merken

Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung sind die vier Grundmaßnahmen nach DIN 31051.
Zustandsorientiert heißt messen und erst beim Grenzwert handeln.
Die MTTR ist die Summe der Reparaturzeiten geteilt durch die Anzahl der Ausfälle.
Elkos halten je 10 K weniger Temperatur etwa doppelt so lange.
Eine wesentliche Veränderung der Maschine verlangt eine neue Risikobeurteilung.

Formeln

Mittlere Reparaturdauer: $M T T R = \frac{\sum t _{Rep}}{n _{Ausfall}}$; $\sum t_{Rep}$ Summe aller Instandsetzungszeiten in h, $n_{Ausfall}$ Anzahl der Ausfälle
Mittlere Betriebszeit zwischen Ausfällen: $M T B F = \frac{t _{Betrieb}}{n _{Ausfall}}$; $t_{Betrieb}$ Betriebszeit ohne Ausfallzeiten in h, $n_{Ausfall}$ Anzahl der Ausfälle
Lebensdauer Elko (Faustregel): $L_{2} = L_{1} \cdot 2^{\frac{ϑ _{1} - ϑ _{2}}{10 K}}$; $L_{1}$ Lebensdauer bei Datenblatttemperatur $ϑ_{1}$ , $L_{2}$ Lebensdauer bei Betriebstemperatur $ϑ_{2}$

Typische Fehler in der Prüfung

Inspektion und Wartung verwechselt; Inspektion stellt nur den Zustand fest.
MTBF mit der Kalenderzeit statt mit der reinen Betriebszeit berechnet.
Bei der Elko-Faustregel die Lebensdauer bei höherer Temperatur verdoppelt statt halbiert.
Wesentliche Umbauten ohne neue Risikobeurteilung wieder in Betrieb genommen.

Tipps aus der Werkstatt

Die vier Grundmaßnahmen der DIN 31051: Wartung erhält (Schmieren, Reinigen), Inspektion stellt fest (Messen, Prüfen), Instandsetzung stellt wieder her (Tauschen, Reparieren), Verbesserung erhöht die Zuverlässigkeit. Ein Tausch nach Ausfall ist immer Instandsetzung.
Drei Strategien: ausfallorientiert (laufen lassen bis kaputt), vorbeugend nach festen Intervallen, zustandsorientiert nach Messwerten wie Schwingung oder Temperatur. Werden Trends ausgewertet und der Ausfall vorhergesagt, heißt es vorausschauend (Predictive Maintenance).

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

21 Aufgaben zu „Instandhaltungsstrategien“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Automatisierungstechnik 18.12.2020, Lernfeld 11; DIN 31051, DIN EN 13306. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.