VDI 4403 Blatt 1-2011 Modernization and extension of conveyor-technical arrangements and logistic systems at running operation.pdf

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1、 ICS 03.100.50 VDI-RICHTLINIEN August 2011 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Modernisierung und Erweiterung frdertechnischer Anlagen und logistischer Systeme bei laufendem Betrieb Modernization and extension of conveyor-technical arrangements and logistic systems at running operation VDI 4403 Blatt 1 / Pa

2、rt 1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereic

3、h Technische Logistik VDI-Handbuch Technische Logistik, Band 8: Materialfluss II (Organisation/Steuerung) VDI-Handbuch Fabrikplanung und -Betrieb, Band 1: Betriebsberwachung/Instandhaltung Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFrher

4、e Ausgabe:11.04 Entwurf,deutschFormeredition:11/04Draft,in German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf2011Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 1 Anwendungsbereich 2 2 Begriffe . 2

5、3 Grnde fr die Modernisierung und Erweiterung 2 3.1 Systembedingte Grnde . 3 3.2 Unternehmens- und marktbedingte Grnde . 6 4 Arten der Modernisierung . 6 4.1 Reparatur/Austausch 6 4.2 Generalberholung 6 4.3 Vollaustausch. 6 5 Arten der Erweiterung . 7 5.1 Umbau der vorhandenen Anlage . 7 5.2 Erweite

6、rung der vorhandenen Anlage 7 5.3 Neubau an die vorhandene Anlage . 7 5.4 Erweiterung, Anpassung und Erneuerung der EDV . 7 6 Entscheidungskriterien . 8 6.1 Kosten 8 6.2 Nutzen . 8 6.3 Zeit. 9 6.4 Vorschriften . 9 7 Planung 9 7.1 Bestandsaufnahme und Analyse 9 7.2 Anforderungen . 10 7.3 Manahmen . 1

7、1 7.4 Risiken . 11 7.5 Lasten- und Pflichtenheft . 11 7.6 Terminplanung . 11 7.7 Bieter- und Lieferantenauswahl . 12 8 Verantwortung 12 9 Realisierung . 13 9.1 Vorbereitende Manahmen 13 9.2 Montageablauf . 13 9.3 Inbetriebnahmeablauf 14 9.4 Anlagentest und Probebetrieb 14 10 Beispiele . 14 Schrifttu

8、m 15 Preliminary note 2 1 Scope . 2 2 Terms and definitions . 2 3 Reasons for modernization and expansion . 2 3.1 System-related reasons 3 3.2 Company- and market-related reasons 6 4 Types of modernization 6 4.1 Repairs/replacement 6 4.2 General overhaul . 6 4.3 Full replacement 6 5 Types of expansi

9、on . 7 5.1 Upgrading the existing facility 7 5.2 Expansion of the existing facility 7 5.3 Addition of new buildings to the existing facility . 7 5.4 Expansion, adaptation and replacement of EDP systems . 7 6 Decision-making criteria . 8 6.1 Costs 8 6.2 Utilization 8 6.3 Time 9 6.4 Regulations 9 7 Pl

10、anning . 9 7.1 Inventory and analysis . 9 7.2 Requirements 10 7.3 Action to be undertaken 11 7.4 Risks 11 7.5 Tender/performance specifications 11 7.6 Time scheduling 11 7.7 Selection of tenderers and suppliers 12 8 Responsibility 12 9 Realization . 13 9.1 Preparatory measures 13 9.2 Installation ph

11、ase . 13 9.3 Start-up phase 14 9.4 Facility test and trial operation 14 10 Examples . 14 Bibliography . 15 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 4403 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Vorbemerkung Der Inhalt

12、 dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Rich

13、tlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter d

14、ieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4403. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (p

15、hotocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to exp

16、ress our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/4403. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie beschreibt die Problematik und Vorgehensweise zur Modernisierung und/oder Erweiter

17、ung bestehender frdertechnischer Anla-gen und Logistiksysteme bei laufendem Betrieb. Sie zeigt auf, welche Grnde dazu fhren und wel-che Manahmen fr einen erfolgreichen Umstieg von alt“ auf neu“ erforderlich sind. 1 Scope The guideline describes the problems and proce-dures involved in modernizing an

18、d/or expanding existing materials-handling installations and logis-tical systems without causing any interruption to operations. It describes reasons for modernization and/or ex-pansion and what needs to be done to ensure a successful changeover from “old” to “new”. 2 Begriffe Fr die Anwendung diese

19、r Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: Erweiterung Zustzliche Installation einer Neuanlage oder neu-er Anlagenteile zu einer bestehenden Anlage, wo-durch die Kapazitten der bestehenden Anlage erweitert und die Leistung des Gesamtsystems erhht werden. Modernisierung Erneuerung bzw. Hochrstung ei

20、ner bestehenden Anlage auf den neuesten Stand der Technik. Anmerkung: Dies bedeutet nicht nur die Generalberholung der mechanischen und elektromechanischen Teile sondern kann auch den Tausch der Mechanik und Steuerung einer Anlage als auch die darber liegende Prozess- und Leitebene zur Folge haben.

21、2 Terms and definitions For the purposes of this guideline, the following terms and definitions apply: Expansion Addition of a new installation or the incorporation of new parts into an existing installation, resulting in an expansion in the capacities of the existing installation and an increase in

22、 the performance of the overall system. Modernization Replacement or upgrading of an existing facility in order to bring it up to the current state of the art. Note: This means not only a general overhaul of mechanical and electromechanical components but also may involve replacing mechanical and co

23、ntrol elements of a facility as well as the higher process and control level. 3 Grnde fr die Modernisierung und Erweiterung Fr die Modernisierung einer Anlage sprechen sowohl systembedingte als auch unternehmens- und marktbedingte Grnde. In den folgenden Abschnitten wird auf die Grnde nher eingegang

24、en. 3 Reasons for modernization and expansion There are not only system-related but also com-pany- and market-related reasons for modernizing a facility. These reasons will be dealt with in more detail in the following sections. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All

25、 rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 4403 Blatt 1 / Part 1 3 3.1 Systembedingte Grnde Systembedingte Grnde stehen im unmittelbaren Zusammenhang mit der eingesetzten Technik und dem Zustand der Anlage. Die Grnde sind vielseitig und knnen eigenstn-dig oder in Kombinati

26、on mit anderen Grnden zu der Entscheidung einer Anlagenmodernisierung fhren. 3.1.1 Sinkende Anlagenverfgbarkeit Hufiger Ausfall von elektrischen oder mechani-schen Komponenten kann von einem Ausfall ein-zelner Anlagenteile bis hin zum Gesamtstillstand der Anlage fhren. In beiden Fllen wird hierdurch

27、 die Gesamtverfgbarkeit der Anlage beeintrchtigt. Die Gesamtverfgbarkeit einer Anlage ist in der Richtlinie VDI 3581 wie folgt definiert: MTBFMTBF MTTR =+Dabei ist Verfgbarkeit MTBF mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfllen MTTR mittlere Reparaturzeit Kann die vom Anlagenbetreiber geforderte Anla-gen

28、verfgbarkeit nur noch durch stndige Nach-besserungen der eingesetzten Technik erreicht werden, sollte ber eine generelle Modernisierung nachgedacht werden. Wird die bentigte Anlagenverfgbarkeit trotz stndiger Nachbesserung oder Reparatur nicht mehr erreicht, kann diese nur noch durch eine Modernisie

29、rung wiederhergestellt werden. Bild 1 zeigt die Verfgbarkeit einer Anlage vor und nach der Modernisierung. Findet keine vor-beugende Wartung statt, so steigt die Stillstandzeit (Sulen) im Laufe der Jahre kontinuierlich an. Hierdurch sinkt die Verfgbarkeit der Anlage (Li-nie). Bild 1. Verfgbarkeit vo

30、r und nach einer Moderni-sierung 3.1 System-related reasons System-related reasons are reasons which are di-rectly related to the equipment/technology being used and the condition of the facility. These reasons may be diverse and can, either on their own or in combination with other reasons, lead to

31、 a decision being taken to modernize a facil-ity. 3.1.1 Falling system availability The frequent failure of electrical or mechanical components may result in consequences ranging from the failure of individual parts of the facility to the entire facility shutting down. In either case the overall ava

32、ilability of the facility is impaired. The overall availability of a facility is defined in guideline VDI 3581 as follows: MTBFMTBF MTTR =+where availability MTBF mean time between failures MTTR mean time to repair If the system availability required by the facility operator can only be reached by m

33、aking constant tweaks or improvements to the equipment/techno-logy being used, consideration should be given to carrying out a general modernization. If the system availability required cannot be se-cured despite constant improvements or repairs, the only way to restore it will be by modernizing. Fi

34、gure 1 shows the availability of a facility be-fore and after modernization. If no preventive maintenance is carried out, downtime (columns) will keep increasing year by year and the availabil-ity of the facility (line) will therefore fall. Figure 1. Availability before and after moderniza-tion 0 %1

35、0 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %100 %Verfgbarkeit in %Stillstandszeit pro Jahr in Tagen bzw. Zeit t0 %10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %100 %availability in %downtime pre year in days or time tB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 4403 Blatt 1 / Part 1 Alle

36、Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Doch auch bei einer regelmig gewarteten Anlage steigt die Stillstandzeit im Laufe der Jahre an. Ein Grund hierfr ist beispielsweise eine beralterte Automatisierungstechnik fr die keine ausreichen-den Ersatzteile mehr zur Verfgung st

37、ehen. Liegt ein solcher Fall vor, kann die Anlagenverfgbar-keit nur noch durch eine Modernisierung sicherge-stellt werden. 3.1.2 Steigende Ausfallkosten Die Ausfallkosten einer Anlage setzen sich aus den primren Kosten fr die Behebung der Strung und den sekundren Kosten, die aus einem Produk-tionsau

38、sfall, fehlender Lieferbereitschaft und Er-satzmanahmen resultieren. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die primren Kosten zwar besser erfassbar sind, aber weit unter den sekundren Kosten liegen. Bild 2 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Strung mit den daraus resultierenden Ausfallkosten. Bild 2.

39、Verlauf einer Strung 3.1.3 Fehlendes Fachwissen ber Komponenten und Anlagenteile Mit steigendem Alter einer Anlage steigt auch die Gefahr des fehlenden Fachwissens ber Anlagen-teile und Komponenten. Zum einen liegt das daran, dass kein Anlagen-Know-how mehr zur Verfgung steht, und zum anderen daran,

40、 dass die eingesetzten Automatisie-rungskomponenten technisch berholt und nicht mehr bekannt sind. Ein Indiz fr das fehlende Anlagen-Know-how sind die steigenden Stillstandszeiten und schlecht begrndeten Ausfallursachen. 3.1.4 Mangelnde Ersatzteilversorgung Durch eine schlechte oder mangelhafte Ersa

41、tzteil-versorgung kann es zu sehr langen Stillstandszeiten in einer Anlage kommen. Die mangelnde Ersatz-teilversorgung kann folgende Grnde haben: eingesetzte Technik ist beraltert oder nicht mehr lieferbar schlechte Liefertreue des Lieferanten However, even if the facility is regularly main-tained,

42、downtime will still increase over time. One reason for this is, for example, an outdated automa-tion system for which adequate spare parts are no longer available. If this is the case, system avail-ability can only be ensured by modernizing. 3.1.2 Rising downtime costs A facilitys downtime costs are

43、 made up of the primary costs for correcting the problem and the secondary costs resulting from production down-time, impairment of delivery readiness and the implementation of alternative measures. It turns out in practice that although primary costs are easier to record, they do nevertheless lie f

44、ar below secondary costs. Figure 2 shows the course of a fault over time together with the downtime costs resulting from it. Figure 2. Course of a fault 3.1.3 Lack of expert knowledge about components and installation parts As a facility grows older so grows the risk of a lack of expert knowledge ab

45、out parts of the facility and its components. Firstly, this may be due to knowledge and exper-tise relating to the facility no longer being avail-able and, secondly, to the automation components in use having become technically obsolete and decrease of knowledge about them. One indication of a lack

46、of facility knowledge and expertise is rising downtimes and poorly identified reasons for failures. 3.1.4 Deficient supply of spare parts A poor or deficient supply of spare parts may re-sult in very long downtimes in a facility. Spare part supply problems may be due to the following rea-sons: techn

47、ology in use is out-of-date or can no longer be supplied lack of delivery dependability on the part of the supplier kritischer ZustandAnlagenzustandZeitStrungAusfallkostenSollzustandNormal-betriebcritical statestate of the facilitytimefaultdowntime coststarget statenormal operationB55EB1B3E14C22109E

48、918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 4403 Blatt 1 / Part 1 5 Einsatz exotischer Produkte oder Speziallsun-gen, fr die es keine Ersatzteile mehr gibt 3.1.5 Ansteigende Betriebskosten Mit zunehmendem Alter steigen au

49、ch die Betriebs-kosten der Anlage. Ein Grund fr die steigenden Betriebskosten ist der Verschlei von Anlagentei-len, was einen erhhten Energie- und Ersatzteil-verbrauch zur Folge hat. Der erhhte Ersatzteil-verbrauch hat auch zur Folge, dass mehr Ersatztei-le bevorratet werden mssen, wodurch neben den Ersatzteilkosten auch Kosten fr die Bevorratung entstehen. bersteigen die tatschlichen Betriebskosten die ursprnglich fr den Betrieb