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Vier Möglichkeiten, um die Lebenszykluskosten einer Zentrifugalpumpe zu reduzieren

English version here.

Lebenszykluskosten stellen einen fundamentalen und gleichzeitig hochkomplexen Messwert dar, der in der wissenschaftlichen Literatur oftmals mit einem Eisberg verglichen wird: Nur wenige Faktoren sind auf den ersten Blick erkennbar und lassen sich generell nur schwer identifizieren. Die Teile der Lebenszykluskosten, die am wenigsten sichtbar sind, haben jedoch große Auswirkungen auf die Gesamtkosten der Fabrik – auch hier lässt sich das Eisberg-Beispiel erneut anwenden. Führt man sich die Kosten einer Zentrifugalpumpe vor Augen, könnte man sich beispielsweise nur auf die Erwerbs- oder die Installationskosten konzentrieren, wobei aber die eigentlichen Lebenszykluskosten das Ergebnis aller Umstände sind, denen die Maschine während ihrer gesamten Nutzungsdauer in der Fabrik ausgesetzt ist. Deshalb sollten die Lebenszykluskosten der erste Bezugspunkt sein, wenn es um die Prüfung der Anlagekosten oder auch den Kauf einer Zentrifugalpumpe geht.


Die folgende Gleichung wurde vom KSB-Zentrifugalpumpenlexikon aufgestellt, um die Lebenszykluskosten mathematisch zu erfassen:


LCC = Cic + Cin + Ce + Co + Cm + Cs + Cenv + Cd

LCC = Life Cycle Costs (Lebenszykluskosten)


Cic = Purchase Costs (Erwerbskosten)


Cin = Costs of Installation and Commissioning (Installations- und Inbetriebnahmekosten)


Ce = Energy Costs (Energiekosten)


Cp = Operating Costs (Betriebskosten)


Cm = Maintenance Costs (Wartungskosten)


Cs = Costs resulting from unplanned downtime and loss of production (Kosten aus ungeplanten Ausfallzeiten und Produktionsverlust)


Cenv = Environmental Costs (Umweltkosten)


Cd = Decommissioning and Disposal Costs (Stilllegungs- und Entsorgungskosten)


Eine Möglichkeit, die allgemeinen LCC-Kosten zu senken, besteht darin, Einfluss auf jede einzelne Variable in der Gleichung zu nehmen. Laut einer Studie von Flygt erhält jede der acht Variablen eine andere Gewichtung (Grafik 1). In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf vier der wichtigsten Variablen: Energiekosten, Wartungskosten, Betriebskosten und Ausfallkosten.

Die Lebenszykluskosten einer Zentrifugalpumpe von Flygt

1. Energiekosten

Energiekosten bieten einen guten ersten Ausgangspunkt, da hier die meisten Kosten während des gesamten Lebenszyklus entstehen. Laut der Flygt-Studie können in einem typischen Abwasserpumpensystem Energiekosten von bis zu 34% der gesamten LCC entstehen.


Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Energiekosten zu senken, da diese von vielen weiteren Sekundärvariablen abhängen. Am einfachsten ist es jedoch, den BEP ausfindig zu machen. Der BEP steht für Best Efficiency Point (zu Deutsch: höchster Wirkungsgrad) und ist die Stelle, an der eine Pumpe bei einer entwickelten Förderhöhe und -menge am effizientesten arbeitet. Jede Pumpe hat einen BEP; durch Überwachung des Vibrationsprofils erkennt der AiSight-Maschinen-Lernalgorithmus den BEP sowie mögliche Abweichungen, wodurch die Effizienz gesteigert und Energiekosten gesenkt werden können.


Je mehr Sie über die Kosten Ihrer Maschine wissen, desto deutlicher wird auch das Bild über die Gesamtkosten der Fabrik und die einhergehenden Umweltkosten. Zentrifugalpumpen sind nämlich für 20% des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich. Innovationen der Industrie 4.0 zielen somit nicht nur darauf ab, die Produktivität zu steigern, sondern auch die Nachhaltigkeit zu fördern. Dies kann Firmen auch dabei helfen, ihre CSR-Ziele zu erreichen. Hierdurch werden gleich mehrere Probleme mit einer einzigen Lösung behoben.

2. Wartungskosten


Eine weitere wichtige Variable sind die Wartungskosten, die sich in geplante und ungeplante Instandhaltung unterteilen lassen. Die geplante Instandhaltung erfolgt in den meisten Fällen auf Empfehlung der Lieferanten und wird vom Inhaber je nach den Anforderungen der Maschine ausgeführt. Ungeplante Instandhaltung erfolgt dagegen immer dann, wenn unvorhergesehene Ereignisse die Maschinenfunktion beeinträchtigen. Ein häufiger Grund, warum ungeplante Wartung bei Zentrifugalpumpen vorkommt, sind Verstopfungen. AiSight bietet hier zwei verschiedene Lösungsansätze an.


Der erste Ansatz besteht darin, die Maschine stets auf dem BEP zu betreiben, um alle möglichen Verstopfungen innerhalb eines Jahres bereits im Vorfeld berechnen zu können.


Der zweite Lösungsansatz besteht darin, die Maschinenbetreiber per E-Mail, SMS und dem AiSight-Dashboard zu informieren, sobald sich die Vibration verändert, da dies auf eine Verstopfung hindeuten kann.


Die Erkennung von Veränderungen im Standardverhalten der Maschine wird Predictive Maintenance genannt – und genau hier setzt AiSight an. Diese Vorsichtsmaßnahmen können zu einem Rückgang der Wartungskosten von bis zu 50% führen.

3. Ausfallzeiten


Die Ausfallzeiten ergeben sich aus einem ungeplanten Betriebsausfall. Grundfos macht deutlich, dass Ausfallzeiten nicht unbedingt in einem Produktionsverlust resultieren müssen – jedoch sind Ausfallzeiten immer mit einem gewissen Mehraufwand verbunden. Dieser umfasst in der Regel die Ersatzteil- und Reparaturkosten. Um diese Kosten zu senken, müssen Unternehmen die Ausfallzeiten reduzieren und / oder Notfallmaßnahmen einrichten.
Ausfallzeiten lassen sich ebenfalls durch Predictive Maintenance verringern. Durch die Überwachung des Maschinenzustands per Vibrationsanalyse kann AiSight dabei helfen, die Betriebszeit um 30% zu erhöhen. Dies führt zu geringeren Reparaturkosten und einer längeren Nutzungsdauer.


Wenn ein Unternehmen auf Ausfallzeiten vorbereitet ist, können die nötigen Ressourcen für Reparaturen und Ersatzteile präziser zugewiesen und eingeplant werden.

4. Betriebskosten


Betriebskosten bestehen hauptsächlich aus den Kosten für die Techniker, die die Arbeiten an der Maschine ausführen. Dazu gehört die Reparatur von Betriebsverschleißen, Reinigung und natürlich auch die Überwachung der Maschine. Durch eine Zentralüberwachung aller Maschinen an einem einzigen Ort sowie der automatischen Ermittlung einer optimalen Wartungsstrategie kann AiSight die Überwachungsausgaben deutlich senken.


So gehen Sie Ihren Kosten auf den Grund


Um abzuschließen: Die Analogie zwischen Eisberg und Lebenszykluskosten kann uns ein viel besseres Verständnis über diesen hochkomplexen Messwert geben. Anstatt zu viel Zeit damit zu verschwenden, sich auf unwichtigere Variablen, wie beispielsweise die Erwerbskosten zu konzentrieren, die lediglich 10% der gesamten LCC ausmachen, gilt es, die vier oben genannten Variablen in Angriff zu nehmen. Somit können die Kosten Ihrer Zentrifugalpumpe um 72% verringert werden – AiSight macht es möglich. Falls wir Ihr Interesse geweckt haben, den Zustand Ihrer Maschinen effektiv zu überwachen, damit Ausfallzeiten vorhergesagt und verhindert und gleichzeitig die Maschinennutzung optimiert wird, nehmen Sie noch heute mit uns Kontakt auf.