VDI 2888-1999 Maintenance condition monitoring.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREZustandsorientierte InstandhaltungMaintenance condition monitoringVDI 2888Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft ProduktionstechnikAusschu InstandhaltungUnterausschu Zustandsorientierte InstandhaltungVDI-Handbuch Betriebstechnik, Teil 4VDI-RICHTLINIENZub

2、eziehen durch / Available fromBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reservedVereinDeutscherIngenieure, Dsseldorf 1999Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist ve

3、rbindlich.ICS 03.080.10Dezember 1999December 1999No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this Guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt Seite1 Zielsetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. 21.2 Geltungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Grundlagen der zustandsorientierten Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Definition der Zustnde und Funktionender Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1 Definition der Anlage . . . . . . . . . . . . 52.2 Funktionales

5、 Modell. . . . . . . . . . . . . 52.3 Definition der Betriebsarten . . . . . . . . . 73 Zustandserfassung und -bewertung . . . . . 113.1 Definition der Sollzustnde . . . . . . . . . 113.2 Erfassung der Istzustnde . . . . . . . . . . 143.3 Zustandsbewertung und Prognose. . . . . . 153.4 Diagnose . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Instandhaltungsmanahmen und Betriebsanweisungen. . . . . . . . . . . . . . 205 Schwachstellenanalyse und Optimierung . . 215.1 Schwachstellenanalyse . . . . . . . . . . . 215.2 Optimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Schrifttum . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . 23Contents Page1 Purpose of the guideline . . . . . . . . . . . . 21.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Fundamentals of condition-oriented maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Definition of the c

8、onditions and functions of the plant . . . . . . . . . . . . . . 52.1 Definition of the plant . . . . . . . . . . . . 52.2 Functional model . . . . . . . . . . . . . . . 52.3 Definition of the operating modes . . . . . . 73 Detection and evaluation of condition . . . . . 113.1 Definition of specifie

9、d conditions . . . . . . 113.2 Detection of actual conditions . . . . . . . . 143.3 Condition evaluation and prediction . . . . . 153.4 Diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Maintenance measures and operatinginstructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Weak-point analysis a

10、nd optimisation . . . . . 215.1 Weak-point analysis . . . . . . . . . . . . . 215.2 Optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 22References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Frhere Ausgabe:11.97 Entwurf,deutschFormer edition:11/97 draft,in GermanonlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F0

11、9DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1999 2 VDI 28881 Zielsetzung1.1 EinleitungDurch die verstrkten Rationalisierungsbemhungender letzten Jahre sind insbesondere die operativenUnternehmensbereiche von stndigen Personal- undBudgetkrzungen betrof

12、fen. In der modernen Pro-duktionstechnik werden zunehmend komplexe,hochautomatisierte Maschinen und Anlagen einge-setzt, an die hchste Anforderungen in bezug auf Ver-fgbarkeit und Betriebssicherheit gestellt werden.Daher befindet sich die Instandhaltung seit Jahren indem Spannungsfeld, die Maschinen

13、- und Anlagen-verfgbarkeit sowie die Produktqualitt erhhen unddabei gleichzeitig die Instandhaltungskosten senkenzu mssen.Mit den bisher von den meisten Unternehmen fastausschlielich praktizierten Strategien der vorbeu-genden und der ausfallbedingten Instandhaltung ltsich das beschriebene Dilemma ni

14、cht lsen. Auf ln-gere Sicht knnen die gestellten Anforderungen wirt-schaftlich nur durch eine weitestgehend zustands-orientierte Instandhaltung erfllt werden. Eine unter-nehmensweite Entscheidung fr eine bestimmte In-standhaltungsstrategie ist aber nicht sinnvoll. Siemu fallweise fr jede Anlage oder

15、 fr Anlagenteilenach technischen, wirtschaftlichen oder gesetzlichenErwgungen bestimmt werden.1.2 GeltungsbereichDiese Richtlinie gilt fr alle Produktionsanlagen, dieInstandhaltung zur Gewhrleistung eines effizientenund/oder sicheren Betriebs erfordern. Nach der Defi-nition relevanter Begriffe werde

16、n das Konzept der zu-standsorientierten Instandhaltung erlutert, seine Be-deutung fr die Praxis herausgestellt und dem poten-tiellen Anwender Handlungsanleitungen zur Einfh-rung im Unternehmen gegeben. Dadurch soll die Ak-zeptanz dieser Strategie durch die industrielle Praxiserhht und die Anwendung

17、erleichtert werden.1.3 Grundlagen der zustandsorientierten InstandhaltungDie Zielsetzung einer zustandsorientierten Instand-haltung besteht darin, anhand der Zustnde der Pro-duktionsanlagen als notwendig erkannte Instandhal-tungsmanahmen zeit-, qualitts- und kostenoptimalzu planen und durchzufhren.

18、Durch moderne An-lagen- und Metechnik und technische Diagnostik istes mglich, den Zustand maschineller Anlagen pr-zise zu erfassen, zu beschreiben und zu bewerten.Anhand der Zustnde knnen auch Ursachen fr St-rungen und Schden erkannt werden, und es kanneine Optimierung der Anlage erfolgen.1 Purpose

19、of the guideline1.1 IntroductionDue to intensified rationalisation efforts over the pastyears, the operative sectors of companies have beenparticularly subject to constant cuts in budget andpersonnel. Modern production engineering increas-ingly relies on complex, highly automated plants andmachinery

20、 which have to meet extreme requirementswith respect to availability and operational reliability.Therefore, it has been a balancing act for mainte-nance for many years to have to increase the availa-bility of plants and machinery and improve the prod-uct quality while being forced to cut down on mai

21、n-tenance costs.So far, most companies have relied almost exclu-sively on the strategies of preventive and correctivemaintenance which, however, cannot resolve the di-lemma described above. In the long term, only main-tenance that is largely condition-oriented will allowto meet the requirements econ

22、omically. It is not use-ful, however, to choose one specific maintenancestrategy for the entire company. It must be deter-mined from case to case for each plant or plant com-ponent on the basis of technical, economic or legalconsiderations.1.2 ScopeThis guideline applies to any production plant requ

23、ir-ing maintenance to ensure efficient and/or reliableoperation. Following the definitions of the relevantterms, the concept of condition-oriented maintenanceis explained, its significance for practical applicationis illustrated, and potential users are given guidanceon the implementation in their c

24、ompanies. The objec-tive is to make this strategy more acceptable for theindustrial practice and to facilitate its use.1.3 Fundamentals of condition-oriented maintenanceCondition-oriented maintenance aims at optimisingthe planning and performing of such maintenancemeasures as have been found necessa

25、ry on the basisof the condition of the production plant with respectto time, quality and expense. Thanks to modern plantengineering, measurement techniques and technicaldiagnostics, it is possible to detect, describe, andevaluate the condition of mechanical equipment pre-cisely. Condition informatio

26、n can also help to iden-tify the cause of malfunctions and damage, allowingoptimisation of the plant.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1999 VDI 2888 3 Die zustandsorientierte Instandhaltung bietet dieGru

27、ndlage dafr, da zum einen der vorhandene Ab-nutzungsvorrat fast vollstndig ausgenutzt und zumanderen Primrschden weitgehend ausgeschlossenbeziehungsweise rechtzeitig erkannt werden knnen.Dementsprechend lassen sich eventuell resultierendeFolgeschden verhindern.Zusammengefat bietet die zustandsorient

28、ierte In-standhaltung folgende Vorteile:Der Abnutzungsvorrat wird besser ausgenutztDie mittlere, wartungsfreie Maschinenlaufzeitwird erhhtUnntige Reparaturen und Demontagen von An-lagen werden weitgehend vermieden, und die Er-satzteilvorhaltung kann verringert werdenDer Austausch abgenutzter Bauteil

29、e erfolgt inplanbaren Stillstandszeiten durch Gewhrungeiner hinreichend groen ReparaturvorlaufzeitDie Kenntnis des Verschleizustands trgt zur Be-triebssicherheit beiInstallierte Sicherheit“ entlastet Maschinen-bediener von Kontrollttigkeiten und dient derSicherheit von Menschen und UmweltVom aktuell

30、en Anlagenzustand knnen die er-zeugbaren Produktqualitten und -mengen abge-leitet werdenBild 1 zeigt das Referenzmodell fr die Einfhrungder zustandsorientierten Instandhaltung. Ausgehendvon der Beschreibung der Anlagenstruktur und-daten wird ein funktionales Modell aufgestellt. An-hand dessen erfolg

31、t die Beschreibung der Betriebs-arten und -zustnde fr ausgewhlte Teile der An-lage, die um zustzliche Angaben ber das Verhaltenim Strfall ergnzt werden. Anschlieend mssen diezustandsbeschreibenden Sollmerkmale festgelegtwerden, die eine mglichst detaillierte Unterschei-dung verschiedener Zustnde erl

32、auben. Danebenknnen auch Vernderungen von Eigenschaften derauf der Anlage gefertigten Produkte Hinweise aufden Anlagenzustand geben.Fr die Erfassung der Istzustnde mssen die geeig-nete Metechnik und Instrumentierung ausgewhltwerden. Anhand der erfaten Mewerte werden Ist-merkmale gebildet, die mit de

33、n Sollmerkmalen ver-glichen und zur Beurteilung des aktuellen Anlagen-zustands herangezogen werden. Wird ein unzulssi-ger Zustand erkannt, setzt die Diagnose ein und eswird ein Zusammenhang zur Fehlerart, zum Fehlerortund zur Fehlerursache hergestellt. Es knnen eineRestnutzungsdauerprognose, Anweisu

34、ngen zum Be-trieb der Anlage und Instandhaltungsmanahmen ab-geleitet werden. Mit diesen Informationen knnen,ergnzt durch archivierte Mewerte, die beispiels-Condition-oriented maintenance makes it possible,on the one hand, to utilise the wear reserve almostcompletely and, on the other hand, to preven

35、t primarydamage to a large degree or to recognise it in goodtime. Accordingly, consequential damage can beavoided.In summary, condition-oriented maintenance offersthe following advantages:The wear reserve is utilised to a higher degreeThe mean maintenance-free machine runningtime is increasedUnneces

36、sary repairs and disassemblies of plantsare prevented to a large degree, and the stock-keeping of spare parts can be reducedWorn components are replaced during plannedstandstills since a sufficient lead time for repairs isgrantedKnowledge of the wear condition contributes tooperational reliability”I

37、nstalled safety“ relieves the machine operatorfrom monitoring tasks and serves for the safety ofpersonnel and environmentInformation on the current plant condition can beused to derive the product qualities and quantitiesthat can be producedFigure 1 shows the reference model for the imple-mentation

38、of condition-oriented maintenance. Basedon the description of the plant structure and plantdata, a functional model is developed, which serves todescribe the operating modes and conditions for se-lected parts of the plant, including additional infor-mation on the characteristics in case of malfuncti

39、on.The desired features required for describing the(specified) condition have to be specified then. Theyshall allow to distinguish different conditions in asmuch detail as possible. Changes in the characteristicfeatures of the products produced in a plant may alsoprovide information on the plant con

40、dition.For actual-condition detection, appropriate measure-ment techniques and instruments must be selected.Actual features are derived from the measured values,then compared to the desired features, and used forevaluation of the current plant condition. If an inad-missible condition is detected, a

41、diagnosis is trig-gered, and a connection is made to the type of fault,its location and cause. The residual service life can bepredicted, and instructions for operation of the plantand for maintenance measures can be derived. Thesedata, supplemented by archived measured valueswhich, e.g. emphasise t

42、rends, can help to identify andanalyse weak points. It is the objective of optimisa-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1999 4 VDI 2888Bild 1. Referenzmodell fr die Einfhrung der zustandsorientierten Instandha

43、ltungFig. 1. Reference model for the implementation of the condition-oriented maintenanceB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1999 VDI 2888 5 weise Trends deutlich machen, Schwachstellen iden-tifiziert und

44、analysiert werden. Ziel der Optimierungist, erkannte Schwachstellen zu beseitigen und damitdie Anlagenverfgbarkeit, die Produktqualitt undihre Reproduzierbarkeit zu verbessern sowie den In-standhaltungsaufwand zu reduzieren.Das Referenzmodell fr die zustandsorientierte In-standhaltung kann auf ausge

45、whlte Anlagenteile an-gewendet und mehrfach durchlaufen werden, bei-spielsweise mit unterschiedlichen Detaillierungsgra-den und Schwerpunkten. In den folgenden Abschnit-ten werden die in Bild 1 dargestellten Kernelementedieser Instandhaltungsstrategie nher erlutert.2 Definition der Zustnde und Funkt

46、ionen der Anlage2.1 Definition der AnlageGrundlage fr die Planung und Umsetzung der zu-standsorientierten Instandhaltung ist die Beschrei-bung der hierarchischen Anlagenstruktur (Bild 2,siehe VDI 2898). Sie bildet den Ausgangspunkt frdie Erstellung eines funktionalen Modells der Anlage,fr die Erstel

47、lung von Wartungs- sowie Inspektions-listen und -plnen (siehe VDI 2890), zur Erarbeitungvon Strategien fr die Ersatz- und Reserveteilbevor-ratung, Kostenerfassung und -verfolgung sowie zumgezielten Sammeln von technischen Informationen.2.2 Funktionales ModellEin wesentliches Instrument der zustandso

48、rientiertenInstandhaltung ist ein funktionales Modell der kom-pletten Anlage oder ausgewhlter Anlagenteile, dasfr jede Hierarchieebene der Anlagenstruktur erstelltwerden kann. Anhand des funktionalen Modells kn-nen Betrachtungen ber die Auswirkungen einzelnerFunktionen auf die Verfgbarkeit und Siche

49、rheit desSystems untersucht werden. Weiterhin zeigt es An-stze fr die Installation einer effizienten Fehler-diagnose, ist die Grundlage fr die Definition der An-lagenzustnde sowie fr die Schwachstellenanalyseund ist damit Voraussetzung zur kontinuierlichenVerbesserung der Anlage. Es kann auerdem fr dieNeuplanung von Anlagen genutzt werden.Ein funktionales Modell der Anlage stellt die Verket-tung beziehungsweise Schaltung aller fr die Erb