Ein Verfahren zur reportbasierten Diagnose von technischen Maschinenstörungen in der Instandhaltung

Die hohe Kapitalbindung bei zunehmend komplexer werdenden Produktionsanlagen stellt den Instandhaltungsbereich vor die zentrale Aufgabe, störungsbedingte Stillstandszeiten der Produktionsanlagen auf ein Mindestmaß zu reduzieren und damit die technische Verfügbarkeit zu maximieren. Die heutige Anlagenkomplexität erfordert bei der technischen Diagnose ein anlagen- und prozeßspezifisches Know-how, welches von einem einzelnen Mitarbeiter nicht beherrscht werden kann. Wissen wird in hochautomatisierten Produktionsbereichen zu einem wichtiger werdenden Produktionsfaktor. Von großem Nutzen ist es daher, dem Produktions- und Instandhaltungsmitarbeiter ein Werkzeug an die Hand zu geben, das über technologieübergreifendes Fachwissen verfügt, um rasch und zuverlässig die aufgetretene Störungsursache zu diagnostizieren und die notwendigen Maßnahmen zur Störungsbehebung vorzuschlagen. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag, um das unternehmensspezifische Diagnosewissen zu sichern, allzeit und an verschiedenen Orten zur Verfügung zu stellen und die störungsbedingten Stillstandszeiten von Produktionsmaschinen zu minimieren. Dazu wurde ein Verfahren zur reportbasierten Diagnose von Maschinenstörungen entwickelt, das im Rahmen der störungsbedingten Instandsetzung den Produktions- oder Instandhaltungsmitarbeiter schnell zur Störungsursache führt und ihm eine Maßnahme zur Störungsbeseitigung vorschlägt. Um die Anforderungen eines praxisorientierten Diagnoseverfahrens zu erarbeiten, werden die Verfahrensschritt Wissensakquisition, Wissensrepräsentation und Wissensverarbeitung im ersten Teil der Arbeit detailliert untersucht. Die Interdependenzen zwischen den Verfahrensschritten werden dabei berücksichtigt. In Anlehnung an die erarbeiteten Anforderungen wird der Stand der Technik analysiert. Aufbauend auf dem Stand der Technik und der Zielsetzung, wird im zweiten Teil der Arbeit für jeden Verfahrensschritte ein gesondertes Modell entwickelt. Das Wissensakquisitionsmodell umfaßt er stmalig eine automatische Akquisition von Wissen aus den Daten eines Instandhaltungsplanungs- und -steuerungssystems (IPS-System) sowie eine direkte Wissenseingabe durch die Diagnoseexperten. Ein Wissensingenieur ist nicht erforderlich. In Abhängigkeit des notwendigen Wissens zur Fehlerdiagnose wurde ein Wissensrepräsentationsmodell erarbeitet, das auf einer statischen Struktur des Diagnosereporten, basiert. Es zeichnet sich insbesondere durch eine Anlagenunabhängigkeit und geringen Pflegeaufwand aus. Ein auf mathematischen Ähnlichkeitsmaßen beruhendes Modell zur Verarbeitung des repräsentierten Diagnosewissens wurde erarbeitet, bei dem insbesondere die Quantifizierung von qualitativen Symptomen und die Möglichkeit zur DV-technischen Verarbeitung im Mittelpunkt stehen. Bei der Konzeption der einzelnen Modelle wurden Diagnoseaspekte und -strategien der Praxis berücksichtigt. Basierend auf dem Wissensakquisitions-, repräsentations- und -verarbeitungsmodell, wurde ein reportbasiertes Dia g noseverfahren entwickelt, welches in drei Verfahrensschritten beschrieben ist. Hauptaugenmerk ist hier die Anwendbarkeit des Verfahrens in der Praxis. Die Ergebnisse aus einer Praxisanwendung des reportbasierten Diagnoseverfahrens, hierzu wurde ein Systemprototyp realisiert, belegen die Notwendigkeit und die Funktionsfähigkeit des reportbasierten Diagnoseverfahrens. Darüber hinaus konnten die angenommenen Nutzenpotentiale des Diagnoseverfahrens in der Praxisanwendung nachgewiesen werden