VDI 2246 Blatt 1-2001 Designing maintainable engineered products - Basic principles.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREKonstruieren instandhaltungsgerechter technischer ErzeugnisseGrundlagenDesigning maintainableengineered productsBasic principlesVDI 2246Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebAusschuss Instandhaltungsgerec

2、htes KonstruierenVDI-Gesellschaft ProduktionstechnikHauptausschuss InstandhaltungVDI-Handbuch KonstruktionVDI-Handbuch Betriebstechnik, Teil 4VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, D

3、sseldorf 2001Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 21.020; 03.080.10Mrz 2001March 2001No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German

4、version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Zielsetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Zielgruppe . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . 31.4 Begriffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Zusammenhnge . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1 Instandhaltbarkeit und Instandhaltung . . . 42.2 Instandhaltbarkeit, Zuverlssigkeit und Verfgbarkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3 Instandhaltbarkeit und P

6、roduktsicherheit . . 52.4 Instandhaltbarkeit und Umwelt-vertrglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Instandhaltbarkeit und Wirtschaftlichkeit . . 53 Grundlagen und Konzepte der Instandhaltung 63.1 Instandhaltungsstrategien . . . . . . . . . . 63.2 Instandhaltungskonzepte . . . . . . . . . .

7、83.3 Kennzahlen der Instandhaltbarkeit und derInstandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Beeinflussung der Instandhaltbarkeit in derKonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.1 Instandhaltbarkeit als Konstruktionsziel . . 134.2 Konstruktionsmethodik . . . . . . . . . . . 164.3 Gr

8、undstzliches Vorgehen . . . . . . . . . . 164.4 Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . 194.5 Instandhaltbarkeitsforderungen . . . . . . . 204.6 Instandhaltbarkeitsprogramme . . . . . . . 234.7 Instandhaltbarkeitsnachweise . . . . . . . . 244.8 Datensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . 284.

9、9 Vertragliche Regelungen. . . . . . . . . . . 30Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Anhang A Modellbetrachtung (zu Abschnitt 2.5). 35Anhang B Definitionen der Erzeugnis-Teileigen-schaften (zu Abschnitt 4.1) . . . . . . 37Anhang C Modellbeschreibung Instandhaltbar-keitsanalyse (

10、zu Abschnitt 4.7) . . . . 40Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Objectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Target group. . . . . . . . . . . . .

11、. . . . . 31.4 Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Correlations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1 Maintainability and maintenance. . . . . . . 42.2 Maintainability, reliability and availability. . 52.3 Maintainability and product safety . . . . . . 52.4 Maintainability and e

12、nvironmental compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Maintainability and efficiency . . . . . . . . 53 Fundamentals and concepts for maintenance 63.1 Maintenance strategies . . . . . . . . . . . . 63.2 Maintenance concepts . . . . . . . . . . . . 83.3 Identifying factors for maintainabi

13、lity andmaintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Influence of the maintainability in the design phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.1 Maintainability as a design objective. . . . . 134.2 Design methodology . . . . . . . . . . . . . 164.3 Basic approach . . . . . . . . . . . . .

14、 . . . 164.4 Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.5 Requirements on maintainability. . . . . . . 204.6 Maintainability programs. . . . . . . . . . . 234.7 Documentation of maintainability . . . . . . 244.8 Data systems . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.9 Contractual regulations .

15、. . . . . . . . . . . 30Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Annex A Model observation (to Section 2.5) . . . 35Annex B Definition of product/part characteristics(to Section 4.1) . . . . . . . . . . . . . . 37Annex C Model description for maintainability analysis (to Section 4.7)

16、 . . . . . . . . . 40Frhere Ausgabe: 4.96, deutschFormer edition: 4/96, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 2 VDI 2246 Blatt 1 / Part 1VorbemerkungAbgesehen von Konsumgtern und Einwegartikel

17、nsind technische Erzeugnisse grundstzlich so zu kon-struieren, dass sie whrend ihrer vorgesehenen Le-bensdauer zur Erhaltung ihrer Funktion, Zuverlssig-keit, Verfgbarkeit, Sicherheit und Umweltvertrg-lichkeit mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in-stand gehalten werden knnen. Der zur Instandhal-

18、tung erforderliche Aufwand wird dabei grundstzlichdurch den Konstrukteur beim Konstruieren festgelegtund fr die Lebensdauer vorgegeben. Fertigungs-,Montage-, Betriebsfehler, Transportschden undnachteilige Umwelteinflsse knnen den Instandhal-tungsaufwand weiter erhhen.Der Konstrukteur hat, neben bere

19、its spezifizierten In-standhaltbarkeitsforderungen des Kunden, Hinweiseund Empfehlungen des Deutschen TechnischenRegelwerks (Gesetze, Vorschriften, Normen, Richt-linien, Standards, Empfehlungen usw.) zur Gestal-tung und Optimierung der Instandhaltbarkeit zu be-achten. Der erforderliche Aufwand muss

20、wirtschaft-lich vertretbar sein.Die vorhandenen Defizite der Instandhaltbarkeittechnischer Erzeugnisse zusammenzutragen und Me-thoden aufzuzeigen, wie solche Anforderungen in derEntwicklung und Konstruktion umgesetzt werdenknnen. Dabei knnen wegen der Vielfalt der techni-schen Erzeugnisse nur allgem

21、eingltige, generelleHinweise und Empfehlungen gegeben werden, die imkonkreten Anwendungsfall erzeugnisspezifisch um-zusetzen und zu verfeinern sind.Ein Anforderungskatalog liegt als Blatt 2 51 dieserRichtlinie vor.1 Einleitung1.1 GeltungsbereichDiese Richtlinie gilt fr die Entwicklung und Kon-strukt

22、ion technischer Erzeugnisse, die entweder ein-zeln (z.B. Anlagenbau) oder in Serie gefertigt wer-den und die auf Grund ihrer technischen Komplexittund vorgesehenen Lebensdauer in wirtschaftlich nen-nenswertem Umfang der Instandhaltung bedrfen.Die Richtlinie gilt fr Neu-, Varianten- und Anpass-konstr

23、uktionen.Die Anwendung der Richtlinie auf Labormuster, Er-probungstrger usw. beschrnkt sich auf die Flle, beidenen anschlieend eine Serienfertigung geplant ist.1.2 ZielsetzungDiese Richtlinie hat den Zweck, Ingenieuren undFachleuten der Zielgruppe die Methodik des Kon-struierens instandhaltungsgerec

24、hter technischer Er-Preliminary noteApart from consumer goods and one-way products,engineered products shall be designed so that tomaintain their function, reliability, availability, safetyand environmental compatibility during their ex-pected service life they can be maintained with a rea-sonable a

25、mount of expense. The effort required tomaintain such products is basically determined by thedesign engineer and specified for the life of the prod-uct. Production, assembly and operating defects,damages received during shipping and adverse envi-ronmental effects may further increase the mainte-nanc

26、e effort.In addition to the maintenance requirements specifiedby the customer, the design engineer shall also followthe instructions and recommendations of the DTR(German Technical Regulations laws, regulations,standards, guidelines, recommendations, etc.) whendesigning and optimizing maintainabilit

27、y. The re-quired effort shall be economically justifiable.The deficits that exist regarding the maintainability ofengineered products give cause to gather the require-ments for designing maintainable engineered prod-ucts and to demonstrate the methods by which suchrequirements can be implemented in

28、the developmentand design. Because of the multitude of engineeredproducts, the recommendations in this document aregenerally applicable and can be tailored and refinedto suit a specific application.A catalog for requirements is attached to this guide-line as Sheet 2 51.1 Introduction1.1 ApplicationT

29、his guideline is applicable for the development anddesign of engineered products that are produced asindividual parts (e.g. equipment engineering) or onthe standard production line and that due to theirtechnical complexity and projected service life re-quire a considerable amount of maintenance.This

30、 guideline applies to new designs, design variantsand design adaptations.The application of this guideline to lab samples, testsupports, etc. shall be limited to products planned forsubsequent standard production.1.2 ObjectivesThe purpose of this guideline is to demonstrate to en-gineers and profess

31、ionals of this target group, themethodology of designing maintainable, engineeredB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 VDI 2246 Blatt 1 / Part 1 3 zeugnisse aufzuzeigen und die Anforderungen darzu-stell

32、en, die bei der Entwicklung und Konstruktion in-standhaltungsgerechter technischer Erzeugnisse zubercksichtigen sind. Sie folgt den Grundgedankendes methodischen Konstruierens, wie sie in denRichtlinien 40; 41; 42 beschrieben sind.Die Erzeugniseigenschaft instandhaltungsgerecht“ist ein Konstruktions

33、ziel, das zwar gesetzlich oder inRegelwerken vorgeschrieben, vertraglich vereinbartoder durch Spezifikationen vorgegeben sein kann,aber nur vom Konstrkteur selbst zu verwirklichen ist.Der Versuch, die Instandhaltbarkeit im Nachhineindurch technische nderungen zu verbessern, ist zu-meist nur in gerin

34、gen Grenzen und mit hohem wirt-schaftlichem Aufwand mglich.Die Ergebnisse der konstruktiven Manahmen zumErreichen optimaler Instandhaltbarkeit mssen ber-prfbar sein und sollten dokumentiert werden.Diese Richtlinie ist erzeugnisunabhngig und soll aufalle instandhaltungsrelevanten Einflsse und ihrekon

35、struktive Bercksichtigung hinweisen. Der Aus-schuss hat sich bemht, in dieser Richtlinie eine Dar-stellung zu finden, die praktisch umsetzbare Anre-gungen fr die tgliche Arbeit der Ingenieure undFachleute in Entwicklung und Konstruktion bietet.1.3 ZielgruppeDie Richtlinie wendet sich an alle im Bere

36、ich derEntwicklung und Konstruktion ttigen Ingenieureund Fachleute, die entsprechend ihrem Ttigkeitsfeldfr die Ergebnisse in folgenden Funktionen verant-wortlich sind:Planen, Konzipieren, Entwerfen, AusarbeitenBerechnen, ZeichnenSicherstellen der Qualitt in Konstruktion undFertigung1.4 BegriffeDiese

37、 Richtlinie verwendet die Begriffe der Instand-haltbarkeit und der Instandhaltung, wie sie in denNormen 21; 22; 25 und in den Richtlinien 66; 67;68 definiert sind. Die wichtigsten Begriffe werden inden nachfolgenden Abschnitten erlutert.1.4.1 InstandhaltbarkeitInstandhaltbarkeit ist die Eigenschaft

38、eines techni-schen Erzeugnisses, unter spezifizierten Bedingun-gen instand gehalten zu werden 25; 66; 67; 68.Wartbarkeit, Inspizierbarkeit, Instandsetzbarkeit sindUnterbegriffe fr diese Eigenschaft.products and to present the requirements that must betaken into consideration during the development a

39、nddesign of such products. It is based on the fundamen-tals of methodical design as described in the guide-lines 40; 41; 42.The ”maintainable“ product characteristic is a designobjective that although required by law, specified inregulations and specifications or contractually agreedon can only be r

40、ealized by the design engineer.Attempts to improve the maintainability of a productsubsequently through engineering changes are metwith limited success, and they are costly.The results of design measures to achieve optimalmaintainability must allow examination and requiredocumentation.This guideline

41、 does not apply to any specific product.Its purpose is to address all aspects that are relevant tothe design of a maintainable product. The committeehas made every effort to present this guideline in away that will challenge engineers and professionalsto incorporate same into their daily routine of

42、devel-opment and design.1.3 Target groupThis guideline is intended for anyone involved in thedevelopment and design of a product, especiallythose that are responsible for the results in the follow-ing disciplines:planning, design concepts, drafting, designingcalculating, drawingquality assurance for

43、 design and manufacture.1.4 TermsThis guideline uses the terms ”maintainability“ and”maintenance“ as defined in the standards 21; 22;25 and guidelines 66; 67; 68. The most importantterms are explained in the following sections.1.4.1 MaintainabilityMaintainability is the characteristic of an engineer

44、edproduct that allows it to be maintained under speci-fied conditions 25; 66; 67; 68. Serviceability, in-spectability, repairability are maintenance subtermsfor this characteristic.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Ds

45、seldorf 2001 4 VDI 2246 Blatt 1 / Part 11.4.2 InstandhaltungInstandhaltung sind Manahmen zur Bewahrung desSollzustandes (Wartung), zur Feststellung und Beur-teilung des Istzustandes (Inspektion) und zur Wieder-herstellung des Sollzustandes (Instandsetzung) einestechnischen Erzeugnisses. Wartung, Ins

46、pektion undInstandsetzung sind Unterbegriffe der Instandhaltung21.1.4.3 InstandhaltbarkeitsprogrammDas Instandhaltbarkeitsprogramm ist eine Zusam-menstellung aller Manahmen, Ttigkeiten und Ter-mine zur Gestaltung und Sicherung optimaler In-standhaltbarkeitseigenschaften in Entwicklungs- undBeschaffu

47、ngsprogrammen technischer Erzeugnisse.1.4.4 InstandhaltungskonzeptDas Instandhaltungskonzept legt die Durchfhrungvon Instandhaltungsmanahmen whrend der Le-bensdauer eines technischen Erzeugnisses fest.1.4.5 InstandhaltungsanleitungInstandhaltungsanleitungen beschreiben Notwendig-keit, Umfang und Abl

48、auf von Instandhaltungsma-nahmen 22. Sie verweisen auf die erforderlichenPrfmittel, Sonderwerkzeuge usw. und enthalten diefr den Instandhalter erforderlichen Sicherheitshin-weise. Sie sollten durch (vorzugsweise bebilderte)Ersatzteillisten ergnzt werden. Instandhaltungsan-leitungen knnen als Teil de

49、r Betriebsanleitungen/Gebrauchsanleitungen oder (besser) getrennt heraus-gegeben werden und gehren zum Lieferumfang.2 ZusammenhngeDie in dieser Richtlinie geforderte Instandhaltbarkeitals Eigenschaft eines technischen Erzeugnisses hatWechselbeziehungen zu anderen Konstruktionsan-forderungen. Die wichtigsten Sachzusammenhngewerden nachstehend erlutert.2.1 Instandhaltbarkeit und InstandhaltungDie Instandhaltbarkeit eines technischen Erzeugnis-ses hat unmittelba