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	Prozessoptimierung durch Total Productive Maintenance (TPM)		28

- Leseprobe - 
  
Prozessoptimierung durch Total Productive Maintenance (TPM)
von Jens Harmeier

Zu einer effektiven Verbesserung der Wertschöpfungsprozesse gehört die Implementierung kundennaher Fertigungsstrukturen. Dezentral organisierte Fertigungsstrukturen bedürfen zudem einer verstärkten Koordination im Hinblick auf übergeordnete Unternehmensziele. Dennoch berücksichtigen viele Unternehmen die Leistungspotenziale des Instandhaltungsmanagements noch nicht ausreichend. Die aus Japan stammende Methode des Total Productive Maintenance (TPM) zeigt einen Weg, durch effektives Instandhaltungsmanagement Fertigungskapazitäten zu verbessern und die Wettbewerbsposition zu stärken.
 

Stichworte: Innovative Instandhaltung; Prozessinnovationen; Abnutzungsvorrat; Wartung, Inspektion und Instandsetzung; Overall Equipment Effectivness (OEE); Verlustquellen; Kontinuierliche Verbesserung; Ursache-Wirkungs-Diagramm; Fünfmal-Warum-Methode; PM-Analyse; Autonome Instandhaltung; Instandhaltungsprogramm; Präventive Instandhaltung; Mitabeiterförderung und -qualifizierung; Instandhaltungsbudget; Instandhaltungs-Reporting; Eigen-/Fremdinstandhaltung; Zusammenfassung

Einleitung

Die heutigen Rahmenbedingungen für Industrieunternehmen sind durch einen zunehmenden Wettbewerbsdruck gekennzeichnet. Märkte, die sich immer schneller ihrer Sättigungsgrenze nähern, und steigende Kundenanforderungen erfordern von den Leistungsanbietern in zunehmendem Maße die Beherrschung und ständige Verbesserung ihrer wertschöpfenden Prozesse. Innovative Unternehmen reagieren auf diese Herausforderung mit der Implementierung kundennaher Fertigungsstrukturen. Fertigungsinseln, Fraktale oder Fertigungssegmente werden heute erfolgreich in die Praxis umgesetzt. Derartige Fertigungsstrukturen sind dezentral organisiert und bedürfen daher einer verstärkten Koordination im Hinblick auf die übergeordneten Unternehmensziele. Dazu kommt ein ansteigender Grad an Technisierung und Automatisierung in den Fertigungsprozessen sowie eine stärkere Verkettung der Betriebsanlagen. Dies alles lässt die Komplexität in den Fertigungsanlagen erheblich zunehmen und stellt an das Instandhaltungsmanagement hohe Anforderungen. Steigt nämlich die Komplexität eines Fertigungssystems, so sinken seine Sicherheit und Verlässlichkeit, da ein Versagen jeder Komponente das Versagen des gesamten Systems bedeuten kann und die Anzahl der Schnittstellen (Schwachstellen und Fehlerquellen) zunimmt [1]. Dies wiederum hat zur Folge, dass bei Produktionsstörungen und -ausfällen die Kosten zu deren Beseitigung exorbitant ansteigen.

Vor diesem Hintergrund ist zu fragen, inwieweit ein effektives Instandhaltungsmanagement dazu beitragen kann, die vorhandenen Fertigungskapazitäten zu sichern und zu verbessern, um damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Verbesserung der eigenen Wettbewerbsposition zu leisten. Dabei ist zunächst zu klären, ob das heute eher enge, auf die Instandhaltungskernfunktionen fokussierte Verständnis von Instandhaltung ausreicht, um dieses Ziel zu erreichen.

In diesem Zusammenhang erfährt das aus Japan stammende Instandhaltungskonzept des Total Productive Maintenence (TPM) in den letzten Jahren eine steigende Aufmerksamkeit.

Ein Hinterfragen der herkömmlichen Instandhaltungsphilosophie ist insofern unumgänglich, als dass die Leistungspotenziale eines effektiven Instandhaltungsmanagement in vielen Unternehmen nicht einmal ansatzweise erkannt und ausgeschöpft werden. So wird die Instandhaltung oftmals nur als ein »Erfüllungsgehilfe« der Fertigung gesehen.

 
Grundlagen der Instandhaltung in einem innovativen Unternehmen

Innovative Unternehmen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Innovationsmanagement in ihrer Unternehmensorganisation und -kultur fest verankert haben. Bei der Implementierung moderner Fertigungsstrukturen spielen neben den herkömmlichen Produktinnovationen insbesondere Organisations-, Kultur- und Prozessinnovationen eine bedeutende Rolle. Prozessinnovationen leisten einen Beitrag zur Optimierung von Unternehmensabläufen und -prozessen, beispielsweise über die Einführung neuer Technologien, veränderter Arbeitsorganisationsformen oder sonstiger Investitionen in die Betriebsanlagen. In diesem Kontext ist auch das Instandhaltungsmanagement, insbesondere das Konzept des TPM, als Feld für Prozessinnovationen zu sehen, geht es doch hier um eine Op­timierung der Entwicklungs- und Fertigungsprozesse durch Innovationen in den Instandhaltungsprozessen.

Bevor näher auf den Inhalt des TPM eingegangen wird, soll zunächst ein Überblick über die Grundlagen der Instandhaltung gegeben werden. Neben den Mitarbeitern, Einsatzstoffen (Hilfs- und Betriebsstoffen) und den in der Fertigung benötigten Informationen sind die Betriebsanlagen eine bedeutende Störungsquelle in den Fertigungsprozessen. So entstehen betriebsmittelbedingte Störungen insbesondere durch eine Funktionsstörung oder durch den Ausfall einer gesamten Anlage beziehungsweise einer Anlagenkomponente. Grundlage für das Entstehen anlagenbedingter Störungen ist die Erkenntnis, dass jede Anlage über einen spezifischen Abnutzungsvorrat verfügt, der in einer bestimmten Zeit aufgebraucht ist. Der Abnutzungsvorrat kann als eine bestimmte Menge von Funktionen einer Anlage gesehen werden, die im Zeitablauf aufgebraucht wird. Die kritischen Maße für den Abbau des Abnutzungsvorrates sind der Verschleiß, die Korrosion, die Alterung und die Ermüdung. Dabei nimmt der Abnutzungsvorrat idealtypisch im Zeitablauf s-förmig ab. Die s-förmige Kurve des Abnutzungsvorrates ergibt sich daraus, dass der Verschleiß in der Einlaufphase einer Anlage zunächst besonders hoch ist, bevor er sich für eine gewisse Zeit relativ stabilisiert. Schließlich nimmt der Abnutzungsvorrat wieder stärker ab. Dabei nimmt die Wahrscheinlichkeit eines Anlagenausfalls mit abnehmendem Abnutzungsvorrat zu. Der Sollzustand der Anlage stellt die Verwendung zu den gegebenen Bedingungen sicher. Wird ein bestimmter Wert bei der Abnahme des Abnutzungsvorrates unterschritten, tritt ein Schaden ein, es kommt zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Anlage. Abbildung 1 zeigt den Abnutzungsvorrat und Sollzustand einer Betriebsanlage im Zeitablauf. Es sei jedoch an dieser Stelle angemerkt, dass es anlagenspezifisch durchaus auch andere Kurvenverläufe geben kann.

Abb. 1: Abnutzungsvorrat und Soll-Zustand im Zeitablauf [2]
 

Anlagenstörungen und -ausfälle haben für das Unternehmen erhebliche Kosten- und Erlöswirkungen. Zunächst können durch eine Beeinträchtigung beziehungsweise die gänzliche Unbrauchbarkeit einer Betriebsanlage erhebliche Nachbearbeitungs- oder Ausfallkosten entstehen. Ausschuss muss möglicherweise zu hohen Kosten recycelt oder entsorgt werden. Führen Anlagenstörungen oder -ausfälle zu Beschädigungen an der Anlage, so entstehen zusätzlich Reparaturkosten inklusive der Kosten für die Beschaffung von Ersatzleiten. Darüber hinaus werden durch eventuelle zusätzliche Rüst- und Reinigungsprozeduren sowie durch eventuelle Gewährleistungs- und Produkthaftungsansprüche entsprechende Kosten verursacht.

Schließlich machen sich Störungen und Ausfälle von Betriebsanlagen auch auf der Erlösseite bemerkbar. So können mängelbehaftete Produkte entweder gar nicht mehr oder nur noch als zweite Wahl mit entsprechender Erlösminderung verkauft werden. Auch ein etwaiger Preisnachlass führt zu einer Erlösschmälerung.

Ziel der Instandhaltung muss es insofern sein, durch entsprechende Maßnahmen den Abbau des Abnutzungsvorrates zu verlangsamen, ihn gegebenenfalls wiederherzustellen oder durch verbessernde Instandhaltung gar zu erhöhen, um so die Störungs- und Störungsfolgekosten beziehungsweise die Ausfall- und Ausfallfolgekosten zu minimieren.

Ausgangspunkt einer innovativen Instandhaltung ist der normenbasierte Inhalt des Begriffs »Instandhaltung«, der in der DIN 31051 definiert wird. Danach umfasst die Instandhaltung sämtliche Maßnahmen zur Bewahrung und Herstellung des Sollzustandes der Anlagen sowie zur Ermittlung des Ist-Zustandes, was insbesondere die Wartung, Inspektion und Instandsetzung der Betriebsanlagen einschließt [3]. Abbildung 2 gibt einen Überblick über die Maßnahmen der Instandhaltung.

Abb. 2: Maßnahmen der Instandhaltung [4]
 

Bei den Instandhaltungsprozessen ist zwischen operativen und dispositiven Prozessen zu unterscheiden: Während sich die operativen Instandhaltungsprozesse auf die unmittelbare Ausführung der Instandhaltungsaktivitäten beziehen, geht es bei den dispositiven Prozessen um die planenden und steuernden Aufgaben, die zur Ausführung der Instandhaltungsprozesse notwendig sind.

Ein innovatives Unternehmen wird sich jedoch nicht lediglich auf die Kernfunktionen Wartung, Inspektion und Instandsetzung beschränken können. Es wird vielmehr das Ziel haben, mit einem umfassenden und ganzheitlichen Instandhaltungsmanagement seinen gesamten Anlagenbestand zu optimieren. Bei der Weiterentwicklung des Betriebsanlagenmanagements lassen sich folgende Phasen unterscheiden:

• Verbesserung der vorhandenen Betriebsanlagen,

• Halten der verbesserten beziehungsweise neuen Betriebsanlagen auf einem höheren Niveau von Leistung und Verfügbarkeit,

• Beschaffung von neuen Anlagen mit einem hohen Leistungs- und Verfügbarkeitsniveau [5].

 
Das Konzept des Total Productive Maintenance

Um das Management der Betriebsanlagen derart weiterzuentwickeln, bedarf es eines konzeptionellen Ansatzes für die Instandhaltung. Hier erscheint das TPM als geeignetes Konzept. TPM bedeutet frei übersetzt »totale productive Instandhaltung«. Dabei bezieht sich das »total« nicht lediglich auf die Effektivität und Wirtschaftlichkeit der Instandhaltung, sondern auch auf die Anwendung eines vollständigen Systems der Productive Maintenance während der gesamten Anlagenlebensdauer sowie auf die Einbeziehung jedes einzelnen Mitarbeiters und der verschiedenen Fachabteilungen durch eine Förderung der selbständigen Bediener-Instandhaltung [6]. Darüber hinaus bedarf es beim TPM eines Commitments von Seiten der Geschäftsleitung.

Ziel des TPM ist es, die Effektivität und Effizienz der Betriebsanlagen zu maximieren. Dies erfolgt durch eine produktive Instandhaltung, also durch eine Stabilisierung und kontinuierliche Verbesserung der Instandhaltungsprozesse, durch eine vorbeugende Instandhaltung, durch ein Null-Fehler-Streben und durch eine systematische Beseitigung sämtlicher Verlustquellen in der Instandhaltung.

Beim TPM geht es nicht mehr lediglich um die reine Anlageninstandhaltung, sondern um eine umfassende Anlagenbetreuung, also die Integration von Bedienung und Instandhaltung, die frühe Mitwirkung von Instandhaltern bei der Spezifikation der Anlagen und die genaue Erfassung des Anlagenzustandes zur zielgerichteten Instandhaltung [7]. Das TPM spielt insbesondere in einer Just-In-Time-gesteuerten Fertigung eine wichtige Rolle, da hier instandhaltungsbedingte Störungen zu Zeitverlusten führen, die sich über die gesamte Wertschöpfungskette fortpflanzen.

Dass sich das TPM bereits in der Praxis bewährt und zu erheblichen Prozessoptimierungen in den Fertigungs- und Instandhaltungsprozessen geführt hat, zeigt Tabelle 1 anhand festgestellter Auswirkungen von TPM-Preisträgern.

Tabelle 1: Auswirkungen von TPM [8]

Bei der produktiven Instandhaltung wird dem Maschinenbediener neben der Ausführung der Instandhaltungstätigkeiten auch die Verantwortung für den einwandfreien Zustand der gesamten Produktionsanlage übertragen, was neben der Maschine selbst auch das Umfeld einschließlich der benötigten Werkzeuge beinhaltet [9].

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