Nachhaltige Zukunft: Optimierung von Wartungsstrategien

Als Folge der allmählichen Erschöpfung der Ressourcen in der Welt und der Probleme wie der globalen Erwärmung, übermäßigem Betonieren, Luft- und Wasserverschmutzung und dem Verlust der Artenvielfalt; Es ist klar, dass es für alle Lebewesen auf der Erde immer schwieriger wird, zusammenzuleben und die Erde von Tag zu Tag in einem gewissen Gleichgewichtszustand zu bleiben. Da Nachhaltigkeit in einem sozialen oder wirtschaftlichen Kontext eingesetzt werden kann, da sie alle Lebewesen betrifft, konzentriert sich ihr Einsatz im täglichen Leben auf die Nachhaltigkeit der Umweltbedingungen in einem Gleichgewicht und auf Maßnahmen, die für eine grüne Zukunft ergriffen werden können.

Da es in der aktuellen Situation keinen direkten Übergang zu einem vollständig nachhaltigen Lebensstil geben kann, werden einige Maßnahmen ergriffen, um sich an diesen Übergang zu gewöhnen. Einige davon sind die Reduzierung von Lebensmittelverschwendung, die Reduzierung der Geburtenraten und des Bevölkerungswachstums, die Entscheidung für pflanzliche Produkte und deren Anwendung in der Ernährung, die Förderung umweltfreundlicher Technologien, die Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und die Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien.

Um die globale Erwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen, sollten die Kohlenstoffemissionen weltweit bis 2030 um 45 % sinken und bis 2050 „Netto-Null“ erreicht werden, d. h. die vom Menschen verursachten Kohlenstoffemissionen sollten auf Null reduziert werden. Bisher haben sich rund 120 Länder und 1000 Unternehmen ein „Netto-Null“-Ziel gesetzt [1].

Der Großteil der CO2-Emissionen ist auf die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie sowie auf industrielle Aktivitäten zurückzuführen. Für diese Aktivitäten werden viele Ressourcen verbraucht und diese Aktivitäten werden größtenteils mit nicht erneuerbaren Ressourcen wie fossilen Brennstoffen durchgeführt. Nachhaltigkeit kann in den Vordergrund rücken, indem der Einsatz solcher nicht erneuerbaren Ressourcen reduziert wird.

Industrielle Kohlenstoffemissionen können direkt und indirekt untersucht werden. Zu den direkten Kohlenstoffemissionen zählen der fossile Brennstoff, der zum Antrieb der Maschinen verbraucht wird, und die dadurch verursachte Erwärmung. Wenn Erdgas oder Öl zum Antrieb solcher Maschinen verwendet werden, wirken sich auch Leckagen in der Übertragung erheblich auf die CO2-Emissionen aus. Indirekte Kohlenstoffemissionen entstehen durch die Nutzung nicht erneuerbarer Ressourcen (fossile Brennstoffe, Öl, Erdgas) zur Erzeugung elektrischer Energie, die für andere Zwecke genutzt werden soll.

Zur Erzeugung elektrischer Energie werden Kohle, Erdgas, Öl und fossile Brennstoffe verbraucht. Obwohl der Anteil der Kohle an der elektrischen Energieerzeugung in den USA im Jahr 2020 bei 20 % liegt, wurde der Anteil der verbrauchten Kohle an den gesamten Kohlenstoffemissionen mit 54 % ermittelt [2]. Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen zur Energieerzeugung werden die CO2-Emissionen reduziert.

Neben der Erzeugung elektrischer Energie sollten bei der Berechnung der Kohlenstoffemissionen elektrischer Energie auch die Kohlenstoffemissionen berücksichtigt werden, die durch die Art und Weise verursacht werden, wie sie beim Endverbraucher verwendet wird. Die Branche hat einen Anteil von ca. 30 % an den Kohlenstoffemissionen, die durch die Nutzung dezentraler Elektrizität verursacht werden, und wenn man diese mit den industriellen Kohlenstoffemissionen kombiniert, stehen die von der Industrie verursachten Kohlenstoffemissionen im Vordergrund.

Die Reduzierung der industriellen Kohlenstoffemissionen wird erhebliche Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit haben. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, den Verbrauch von Ressourcen wie Öl zu reduzieren, indem die Maschinen regelmäßig gewartet werden und sichergestellt wird, dass der Energieverbrauch die erwarteten Werte nicht überschreitet.

Mit effektiven Wartungsstrategien können die Wartungskosten um bis zu 40 % und der Energieverbrauch um 10 % gesenkt werden. Darüber hinaus wird mit effektiven Wartungsstrategien das Risiko unerwarteter Ausfälle in der Produktion verringert und die Kosten eines Produkts etwas gesenkt. Dies trägt zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei.

Die Überwachung des Maschinenzustands zur Reduzierung der CO2-Emissionen lässt sich am effektivsten mit vorausschauender Wartung durchführen. Bei bestimmten Zustandsüberwachungsmethoden werden Daten von der Maschine empfangen und diese Daten analysiert. Durch die Verfolgung der Änderungen können bereits im Vorfeld Rückschlüsse auf einen möglichen Ausfall gezogen werden. Anwender werden über mögliche Störungen informiert, die Maschinen während geplanter Stillstandszeiten untersucht, wartungsbedürftige Maschinen erkannt und Vermögensschäden verhindert.

Durch mechanische und elektrische Störungen wird zwar mehr Energie aus dem Netz in den Maschinen entnommen, diese Energien werden jedoch in Schwingungen und Wärme umgewandelt, anstatt in der Maschine genutzt zu werden. Regelmäßig gewartete und funktionsfähige Maschinen verbrauchen im Vergleich zu ihren defekten Maschinen weniger Strom und tragen zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei. Darüber hinaus besteht bei Geräten, die regelmäßig gewartet werden, ein geringeres Risiko, dass umweltschädliche Stoffe freigesetzt werden.

Regelmäßige Wartung erhöht die Lebensdauer der Maschine. Das bedeutet, dass die Komponenten in der Maschine länger halten. Die lange Lebensdauer der Maschinenelemente deutet darauf hin, dass der Bedarf an Komponentenaustausch geringer sein wird und trägt so zu einer nachhaltigen Zukunft bei. Der Herstellung dieser Maschinenkomponenten entstehen keine CO2-Emissionen.

Dank leistungsstarker Wartungsstrategien und vorausschauender Wartung Anwendungen kann der Zustand der Maschine verbessert und die Häufigkeit der erforderlichen Wartungsarbeiten an der Maschine verringert werden. Die Ursache des Fehlers kann im Voraus ermittelt werden, wodurch sich die Zeitspanne verkürzt, die dem Wartungspersonal zur Verfügung steht für die Wartung und spart so Zeit für verschiedene Aufgaben. Im Sinne der Nachhaltigkeit werden die CO2-Emissionen durch die Einsparung von Material und Arbeitsaufwand bei der Wartung reduziert und außerdem die verbleibende Nutzungsdauer der Maschine verlängert.

Aus den oben genannten Gründen sollten Wartungsstrategien bevorzugt werden, um Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, bei denen die Maschinen mit dem geringsten Umfang und der geringsten Zeit gewartet werden und die ungeplanten Ausfallzeiten am geringsten sind. In diesem Sinne wird die Strategie der reaktiven Wartung, die empfiehlt, die Maschine bei einer Störung in die Wartung zu schicken, ziemlich ineffizient sein. Eine geplante Wartung ist ineffizient, da sie keinen Aufschluss über die Störung gibt und unabhängig davon durchgeführt wird, ob eine Störung vorliegt oder nicht, da sie zum Verlust gesunder Betriebszeit sowie zum Verlust langer Zeit und Ressourcen bis zur Störung führen kann Im Falle einer echten Störung wird die Fehlerquelle gefunden. Die effektivste Methode wäre hier eine auf Zustandsüberwachung basierende vorausschauende Wartung Anwendung.

Die Zustandsüberwachung liefert Informationen über den aktuellen Gesundheitszustand der Maschine, indem sie bestimmte Daten (Temperatur, Vibration, Strom/Spannung usw.) von der Maschine erfasst und diese Daten analysiert. Bei der vorausschauenden Wartung handelt es sich um eine Wartungsstrategie, die zukünftige Ausfälle anhand der Änderung der Maschinendaten und des Maschinenzustands vorhersagen kann.

Sensemore sammelt Daten von Maschinen mit den Software- und Hardwarelösungen, die es seinen Kunden anbietet, und analysiert diese Daten in der Cloud-Anwendungsschnittstelle. Vibrations-, Temperatur-, Strom- und Spannungsdaten können mit der Hardware analysiert und die von analogen Sensoren aller Art gewonnenen Daten in der Cloud-Anwendung angezeigt werden. Benutzer werden durch eine Ursachenanalyse über mögliche Ausfälle informiert und tragen zu den Nachhaltigkeitszielen bei, indem sie ungeplante Ausfallzeiten verhindern.

Dank der Energieüberwachung Anwendung, die Sensemore seinen Kunden mit dem IoT-Datenerfassungsgerät, Spannungssensoren und Stromsensoren anbietet, ist es möglich, zu bestimmen, wie viel Energie die Maschinen verbrauchen, und den CO2-Ausstoß zu reduzieren, indem Maßnahmen an den Maschinen ergriffen werden, die verbrauchen mehr Energie als normal.