Condition Monitoring: Vom Messwert zum Servicefall

Nach einem Formatwechsel am Montagmorgen liegt die Temperatur der Siegelbacken einer Schlauchbeutelmaschine einige Grad über dem Sollwert. Gleichzeitig steigt kurzfristig die Stromaufnahme des Folienvorschubs, während der Versorgungsdruck schwankt. Fünf Minuten später produziert die Linie störungsfrei.

Muss ein Instandhaltungstechniker reagieren? Falls nicht, sollten diese Abweichungen auch nicht als Alarme mit unmittelbarem Handlungsdruck erscheinen. Genau hier liegt eine typische Schwachstelle vieler Condition-Monitoring-Projekte: Daten, Diagramme und Grenzwerte sind vorhanden, doch es fehlt die klare Regel, wann aus einer Abweichung eine konkrete Aufgabe wird.

Wann wird eine Grenzwertverletzung zum Alarm?

Ein Alarm kennzeichnet einen Zustand, der innerhalb einer festgelegten Zeit eine definierte Reaktion erfordert. Entscheidend ist daher: Muss ein Mitarbeiter handeln, und wenn ja, wie? Gibt es darauf keine klare Antwort, handelt es sich eher um ein Ereignis oder einen Datenpunkt für die Trendanalyse.

Ein statischer Grenzwert kennt den jeweiligen Maschinenprozess nicht. Temperatur, Stromaufnahme, Druck und Schwingungen verändern sich auch im fehlerfreien Betrieb. Beim Aufheizen gelten andere Bedingungen als bei Nenngeschwindigkeit. Auch eine andere Foliensorte oder Folienstärke kann die Belastung des Vorschubs verändern.

Eine sinnvolle Alarmregel beginnt beim konkreten Fehlerbild. Sie definiert, welche Abweichung erkannt werden soll, in welchem Maschinenzustand sie relevant ist, wie lange sie bestehen darf und welche Prüfung oder Maßnahme daraus folgt.

Wie wird der Maschinenzustand berücksichtigt?

Betrachtet wird eine Schlauchbeutelmaschine mit beheizter Längs- und Quersiegelung, servogeregeltem Folienvorschub und Pneumatiksystem. Erfasst werden Temperatur, Antriebsstrom, Geschwindigkeit, Druck und Schwingungen an einem Lagerpunkt. Die Werte sind beispielhaft und werden in realen Projekten aus den Prozessdaten abgeleitet.

Kontext statt Grenzwert: So wird der Alarm belastbar

Eine starre Regel könnte lauten: „Alarm, wenn die Siegeltemperatur um mehr als sieben Grad vom Sollwert abweicht.“ Damit würden beim Aufheizen oder nach einem Formatwechsel auch erwartbare Übergänge gemeldet. Eine belastbare Regel kann dagegen voraussetzen, dass Automatikbetrieb und Produktionsfreigabe aktiv sind, das Aufheizen beendet ist und das aktuelle Format feststeht. Zusätzlich muss die Linie seit zwei Minuten innerhalb eines definierten Geschwindigkeitsbereichs laufen. Erst wenn die Isttemperatur länger als 90 Sekunden um mehr als sieben Grad abweicht, wird eine Meldung erzeugt. Zurückgenommen wird sie erst, wenn die Abweichung fünf Minuten lang unter drei Grad liegt.

Zusatzdaten verbessern die Fehlerdiagnose

So werden kurze Spitzen ausgeblendet. Die Rückschaltschwelle verhindert zudem, dass eine Meldung an der Grenze ständig ein- und ausgeschaltet wird. Für eine Diagnose reichen diese Angaben jedoch nicht. Zusätzliche Informationen können zeigen, ob beispielsweise die Heizleistung steigt, obwohl die Temperatur fällt, ob nur eine Zone betroffen ist oder ob sich das Siegelbild verändert. Damit lässt sich ein Sensorproblem besser von einem möglichen Defekt an Heizung oder Regelung unterscheiden.

Alarmregeln für Folienvorschub, Lager und Pneumatik

Beim Folienvorschub kann eine über 60 Sekunden erhöhte Stromaufnahme bei stabilem Format und konstanter Geschwindigkeit eine Prüfung von Folienlauf, Rollenwiderstand und Verschmutzung auslösen. Am Lagerpunkt können drei Messungen oberhalb einer Schwingungsreferenz zur Bewertung von Trend und Spektrum sowie zu einer geplanten Inspektion führen. Wird bei aktiver Ventilgruppe der Mindestdruck mehrere Sekunden unterschritten, stehen Versorgung, mögliche Leckagen und Filter im Fokus.

Condition Monitoring ergänzt die Maschinensteuerung

Eine solche Matrix ersetzt weder die Risikobeurteilung noch erforderliche Sicherheitsfunktionen. Schutzmechanismen und unmittelbare Maschinenreaktionen auf kritische Abweichungen bleiben Aufgabe des Steuerungssystems. Eine Monitoringplattform überwacht, benachrichtigt, stellt Informationen für die Fehlerbehebung bereit und stößt Folgeprozesse an. Mehrere Signale können dasselbe Problem beschreiben. Erhöhte Motorlast, sinkende Geschwindigkeit und Positionsabweichung können auf blockierte Folienführung hindeuten. Statt drei getrennte Alarme auszulösen, sollte ein gemeinsamer Servicefall entstehen. Dieser bündelt relevante Messdaten sowie durchgeführte Prüfungen und Arbeiten.

Folgen und Reaktionszeit bestimmen die Alarmpriorität

Auch die Priorität ergibt sich nicht allein aus einer Farbe im Dashboard. Eine langsam zunehmende Lagerschwingung kann abhängig vom Befund bis zum nächsten Wartungsfenster beobachtet werden. Eine instabile Siegeltemperatur kann dagegen das aktuelle Los gefährden und unmittelbar Ausschuss oder Nacharbeit verursachen. Deshalb müssen mögliche Folgen, Reaktionszeit, Empfänger und erste Prüfschritte für jede Alarmregel festgelegt werden.

Ein Servicefall braucht klare Verantwortung

Eine Meldung im System bedeutet noch nicht, dass sie bearbeitet wird. Deshalb müssen Zuständigkeiten eindeutig sein. Der Bediener kann beispielsweise Siegelbild und Folienlauf kontrollieren. Die Instandhaltung beurteilt Schwingungen oder schwergängige Antriebe. Bleibt die Ursache nach den vereinbarten Prüfungen offen, kann der Maschinenhersteller einbezogen werden. Eine Quittierung allein darf einen Vorgang nicht abschließen. Der Alarm gilt erst dann als behoben, wenn sich die Messwerte normalisiert haben und die Maschine wieder fehlerfreie Verpackungen produziert. Als Abschlusskriterien können ein definierter Probelauf oder mehrere fehlerfrei produzierte Probepackungen dienen.

Wie lässt sich die Alarmqualität messen?

Die reine Zahl der Alarme besitzt wenig Aussagekraft. Zehn Meldungen innerhalb von zehn Betriebsstunden sind anders zu bewerten als zehn Meldungen unmittelbar nach einem Formatwechsel. Aussagekräftiger sind Kennzahlen wie Alarme je Betriebsstunde, Meldungen ohne anschließende Maßnahme oder wiederkehrende Alarme beim selben Format. Alarmregeln können zudem durch Änderungen an Folie, Format oder Maschinenparametern an Aussagekraft verlieren. Deshalb sollte dokumentiert werden, welche Regel aus welchem Grund geändert wurde und welche Wirkung erwartet wird. So lässt sich prüfen, ob Fehlalarme sinken, ohne relevante Abweichungen zu übersehen.

Mit einem Fehlerbild ins Condition Monitoring starten

Für den Einstieg genügt eine kritische Maschine mit einem relevanten Fehlerbild. Das Team legt Messwerte, Maschinenzustände, Empfänger, Reaktionszeiten und Abschlusskriterien fest. Danach werden die Regeln zunächst mit historischen Daten und anschließend in einem stillen Probebetrieb getestet. Erst nach erfolgreicher Validierung versendet das System aktive Meldungen. Gutes Condition Monitoring bedeutet damit nicht, möglichst viele Warnungen zu erzeugen. Entscheidend ist der Kontext für eine fundierte Entscheidung. Aus einer relevanten Abweichung wird so ein nachvollziehbarer Servicefall mit Messdaten, klaren nächsten Schritten und – falls erforderlich – einem Instandhaltungsauftrag.

Quelle: Mit Material von Adtance