Feldbeobachtung zur Prozesssicherheit

Feldforschung im Logistikzentrum

Langzeitanalyse im Lager. Witron und Lenze initiierten im Zentrallager von Edeka in Hamm eine Langzeitstudie. Dabei wurden Daten und Erkenntnisse hinsichtlich Prozesssicherheit, Lebensdauer sowie der Ursachen von Schadensfällen gesammelt. Die Feldbeobachtungen sind ein sehr gutes Werkzeug, um Indikatoren für Modernisierungen zu sammeln und um verlässliche Aussagen zur Ausfallsicherheit zu machen.

Mehr als 5000 elektromechanische Antriebe wurden bei der Feldbeobachtung untersucht. (Bild: Lenze)

Die technischen Grenzen waren schnell erreicht, als Tiefkühllager zum ersten Mal mit Antriebs- und Automatisierungstechnik ausgerüstet werden sollten. Die aus der normalen Lagerlogistik bewährte Hardware vertrug sich mit frostigen Temperaturen nicht wie gedacht. Eine komplette Branche musste vor rund 25 Jahren umdenken. Für Joachim Mehl ist dies ein gutes Beispiel dafür, warum Try & Error nicht von Erfolg gekrönt ist, wenn konkrete Einsatzdaten und Erfahrungswerte fehlen. Deshalb bewertet der Instandhaltungsleiter von Witron im Edeka-Zentrallager Hamm die von Lenze initiierte Feldbeobachtung am Standort positiv und richtungsweisend für die Logistik und die Materialflusstechnik. Über einen Zeitraum von rund zehn Jahren wurde die Prozesssicherheit von mehr als 5.000 elektromechanischen Antrieben und 2.200 Frequenz- und Servoumrichtern im Zentrallager der Edeka Rhein-Ruhr überwacht und akribisch analysiert.

Das Ziel der von 2006 bis Ende 2014 laufenden Langzeitstudie von Lenze bestand darin, Erkenntnisse hinsichtlich Prozesssicherheit, Lebensdauer sowie der Ursachen von Defekten und Schadensfällen zu sammeln. Auf immerhin 7.500 Assets beziffert Witron die Zahl der Funktionseinheiten in Hamm. Rund 400.000 Handelseinheiten schlägt Edeka am Standort täglich um. Das Zentrallager zählt mit 20.000 unterschiedlichen Produkten auf einer Fläche von 90.000 Quadratmetern auch nach zehnjähriger Betriebszeit zu den modernsten in Europa. Und die Anlage läuft rund um die Uhr – mit maximaler Ausfallsicherheit. Stattliche 98,8 Prozent Verfügbarkeit nennt Hans Lowartz vom Witron-Onsite-Team.

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Während Joachim Mehl die Instandhaltung leitet, bildet Lowartz die Schnittstelle zu Edeka und „gibt Rapport, wie es der Anlage geht“. Sollte etwa ein Bereich ausfallen, spricht er mit Edeka, während Mehl das 40-köpfige Instandhaltungsteam steuert. Dann ist zu klären, wann der Fehler behoben ist und die Anlage wieder läuft oder auch welche Ersatzteile notwendig sind. Verfügbarkeit zählt – vor allem in Bereichen, die einen Flaschenhals im Materialfluss bilden und sich nicht einfach per Bypass umgehen lassen.

Hinweise zur Wartung

Vor diesem Hintergrund hat die Feldbeobachtung entscheidende Hinweise darüber gegeben, wann die technische Ausstattung vorbeugend zu warten oder auszutauschen ist. „Das war ein sehr intensives Projekt gemeinsam mit Lenze“, fasst Joachim Mehl zusammen. „Wir haben viel daraus gelernt und Erkenntnisse gewonnen, wo wir in bestimmten Bereichen zum Beispiel Getriebemotoren wechseln mussten, weil die Auslegung den tatsächlich herrschenden Rahmenbedingungen vor Ort nicht entsprach.“

Durch den Einsatz der Lenze Smart Motoren laufen die Applikationen im Zentrallager heute wesentlich intelligenter. (Bild: Lenze)

So hat die Feldbeobachtung gezeigt, dass hart am Netz geschaltete Getriebemotoren, die beim Anlaufen die Drehzahl mit schwerem Gusslüfter begrenzen, auf Dauer keine effiziente Lösung darstellen. Das Problematische an dieser Ausrüstung von Förderbändern: Die Gusslüfter glätten durch die künstlich erzeugte Massenträgheit zwar die Beschleunigungsrampen, erhöhen dabei aber auch die Eigenmasse – und diese muss sowohl angetrieben wie auch abgebremst werden. Dieser Effekt hat im Zentrallager zu einem immens hohen Bremsenverschleiß geführt. Mit dem neuen Lenze Smart Motor laufen diese Applikationen heute wesentlich intelligenter. Die ersten 100 Einheiten befinden sich in der Anwendung, die nächsten 100 stehen kurz vor dem Einbau.

Durch das langfristig angelegte Beobachten und Analysieren treten Effekte zu Tage, die sonst nicht spezifizierbar sind. Diese Ergebnisse lassen sich in der Folge nutzen, um im Zuge von Anlagensanierungen zielgerichtet in neue Technik zu investieren, statt durch den 1:1-Austausch nur eine Lebensdauerverlängerung zu erreichen. „Wir planen langfristig und müssen wissen, wie viel Geld Edeka in die Hand nehmen muss, um die Anlage in den nächsten zehn Jahren genauso produktiv betreiben zu können wie heute“, erklärt Joachim Mehl.

Ideale Bedingungen zur Feldbeobachtung

Nach Ansicht von Hans Lowartz bot das Logistikzentrum in Hamm ideale Bedingungen für die lang angelegte Feldbeobachtung. „Die Basis war räumlich und funktional klar abgegrenzt. Die Grundgesamtheit an Antrieben ist aufgrund der Größe des Logistikzentrums entsprechend hoch. Weil auch noch die Einsatzbedingungen im Betrieb sowie die Arbeitsweise des Instandhaltungspersonal bis ins Detail bekannt sind, ließen sich die Zahlen repräsentativ auswerten.“ Entsprechend verlässlich sind die Ergebnisse, die in Hamm regelmäßig herangezogen werden, wenn die nächsten größeren Wartungen oder Modernisierungen anstehen. „Wir tauschen nicht einfach Motoren aus, sondern definieren vorher sehr genau, welche Anlagenbereiche besonders kritisch sind für die Verfügbarkeit der Produktion“, so Joachim Mehl.

Auch Lenze profitierte von den Ergebnissen. „Weil bei jeder kleinen Reparatur auch detaillierte Informationen zu den Betriebsbedingungen und den Betriebszeiten vorlagen, ließen sich daraus verlässliche Aussagen zu Ausfallsicherheit und Lebensdauer ableiten“, führt Jörg Krampe aus, der bei Lenze als Key Account Manager diese Branche betreut. Diese Rückschlüsse sind nur deshalb möglich, weil die einzelnen Komponenten anstelle der anonymen Beurteilung innerhalb einer konkreten Anwendung bewertet werden. Ferner mündeten die Ergebnisse auch in spezielle Produktanpassungen für das Zentrallager bis hin zu Modifikationen in großer Serie.

Erfahrungen aus der Praxis sowie untermauerte Aussagen zu Lebensdauer und Verfügbarkeit werden gerade in Logistikzentren umso wichtiger, als abseits der Investitionssicherheit immer weniger Redundanzen zur Verfügung stehen, um die Betriebssicherheit im Falle eines Ausfalls aufrechtzuerhalten. Hinzu kommt, dass die Antriebe selbst höher ausgelastet sind als in der Vergangenheit. Jörg Krampe/as

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