Die Herstellung von Motoren und Turbinen, Gasturbinen, Dieselmotoren, Kreiselkompressoren, Dampfturbinen und luftfahrttechnische Antriebssysteme, gehört zu den präzisions- und kapitalintensivsten Fertigungen im Industriesektor. Komponenten müssen Toleranzen im Mikrometerbereich einhalten auf Oberflächen, die mit Tausenden U/min rotieren und unter extremen Temperatur- und Druckbedingungen über Betriebslebensdauern von Zehntausenden Stunden laufen.
Die OEE-Überwachung in diesem Umfeld konzentriert sich auf die Präzisionsbearbeitungs- und Montagevorgänge, bei denen Durchlaufzeit, Erstqualität und Rückverfolgbarkeit sowohl für die Produktionseffizienz als auch für die Produktintegrität am kritischsten sind.
Die Präzisionsbearbeitung von Bauteilen, Fräsen von Turbinenschaufeln, Drehen und Schleifen von Scheiben und Wellen, Gehäusebohrungen, umfasst mehrstündige Zykluszeiten auf 5-Achs-Bearbeitungszentren und Schleifmaschinen mit hohem Investitionswert. Die OEE-Überwachung von Präzisionsbearbeitungsprozessen erfasst die spezifischen Ausfallursachen (Messsondenfehler, Kühlsystemprobleme, Warnungen der Spindellager, Ereignisse im Werkzeugstandzeitmanagement), die die Produktion am häufigsten unterbrechen, und verfolgt die für jeden Ereignistyp erforderliche Behebungszeit.
Diese Daten zur Wartungsreaktionszeit sind für die OEE-Verbesserung ebenso wichtig wie die Daten über das Auftreten von Ausfallzeiten, ein 3-minütiger Fehler, dessen Behebung 90 Minuten dauert, deutet auf ein Problem im Wartungsreaktionsprozess hin und nicht auf einen einfachen Geräteausfall.
Montagevorgänge für Motoren und Turbinen umfassen präzise Spaltmessungen, Anzugssequenzen und Auswuchtvorgänge, die definierte Sollzeiten haben, jedoch erhebliche Abweichungen in der tatsächlichen Zeit aufweisen, abhängig von der Bauteilkonformität, der Ausführung der Montagefolge und dem Erfahrungsstand der Montagetechniker.
Die OEE-Leistungsüberwachung für Montagevorgänge, die die tatsächliche Montagezeit mit der Standardmontagezeit nach Montageabschnitt und Techniker vergleicht, zeigt auf, wo Schulungen, Werkzeuge oder Verbesserungen in der Prozessdokumentation die Variabilität der Montagezeiten am stärksten reduzieren und die Vorhersehbarkeit der Liefertermine verbessern würden.
Der Prüfstandsbetrieb für Motoren und Turbinen, Abnahmeprüfungen, die die Leistungsparameter vor der Auslieferung verifizieren, ist eine geplante Produktionsaktivität mit erheblichen Anlagenkosten und hoher Terminrelevanz. Die Verfügbarkeit der Prüfzelle bestimmt, wie viele Motoren oder Turbinen pro Woche abgenommen werden können und begrenzt damit direkt die maximale Lieferrate, unabhängig davon, wie effizient die Montage abgeschlossen wird.
Die OEE-Überwachung der Prüfzellenoperationen erfasst die Zellverfügbarkeit (Zeit mit produktiven Tests gegenüber Zeit für Einrichtung, Rüstzeiten, Wartung oder Warten auf Motoren), die Einhaltung der Testdauer (tatsächliche Testzeit versus geplante Testzeit) und die Quote der bestandenen Erstabnahmen.
Ausschuss und Nacharbeit bei Abnahmeprüfungen stellen das kostenintensivste Qualitätsereignis in der Motorenfertigung dar, eine Turbine, die die Abnahmeprüfung nach kompletter Montage nicht besteht, erfordert Demontage, Komponenteninspektion, Austausch, Überholung und erneute Prüfung zu Kosten, die einen erheblichen Anteil der gesamten Produktionskosten des Motors ausmachen können.
Die OEE-Qualitätsverfolgung, die Abnahmeprüfungs-Fehlerraten nach Fehlerart (Leistungseinbruch, Vibrationüberschreitung, erhöhter Ölverbrauch, Dichtheitstestversagen) erfasst und diese mit den spezifischen Baugruppen- und Bearbeitungsunterlagen für diesen Motor verknüpft, liefert die Daten für Ursachenuntersuchungen, die ein Wiederauftreten derselben Fehlerarten verhindern.
Die Anforderungen an die Bauteilrückverfolgbarkeit für Gasturbinen- und Luftfahrttriebwerkshersteller gehören zu den umfassendsten aller Branchen. Jedes lebensdauerbegrenzte Bauteil muss während seiner gesamten Lebensdauer bis zur Schmelznummer des Materials, zu den Fertigungsprozessaufzeichnungen und zu den Prüfergebnissen rückverfolgbar sein.
OEE-Software, die Produktionsereignisaufzeichnungen mit Bauteil-Seriennummern, Bediener-IDs und Prozessparameterdaten je Fertigungsschritt pflegt, liefert die Fertigungsrückverfolgbarkeitsdaten, die Triebwerksüberholer und Luftfahrtsicherheitsbehörden benötigen, und ergänzt die formalen Qualitätsunterlagen der Part-21-Produktions- und Instandhaltungsorganisation, die von den Lufttüchtigkeitsvorschriften vorgeschrieben sind.
Motoren- und Turbinenhersteller benötigen OEE-Software mit besonders starker Integrationsfähigkeit für Präzisionsbearbeitungsmaschinen. 5-Achs-Bearbeitungszentren und Schleifmaschinen von Herstellern wie Mazak, DMG Mori und Studer unterstützen typischerweise OPC-UA- oder MTConnect-Protokolle, die eine direkte OEE-Datenerfassung aus den Steuerungen der Maschinen ermöglichen.
OEE-Plattformen mit diesen Integrationsmöglichkeiten können Spindelauslastung, Status der Programmausführung und Fehlercodes direkt von Bearbeitungsmaschinen erfassen, und liefern damit granularere und genauere Verfügbarkeits- und Leistungsdaten, als sie manuelle Eingaben durch Maschinenbediener bei komplexen mehrstündigen Bearbeitungsvorgängen liefern können.
Die Integration von Prüfstandsdaten ist eine besonders wertvolle Fähigkeit für OEE-Software in der Triebwerkstechnik. Prüfstands-Datenerfassungssysteme erzeugen während der Abnahmetests umfassende Leistungsdaten, Leistungsabgabe, Wirkungsgrad, Emissionen, Schwingungssignaturen und Hunderte von Motorzustandsparametern pro Sekunde. OEE-Software, die Zusammenfassungsergebnisse von Abnahmetests (Bestanden/Nicht bestanden, Leistung im Vergleich zur Spezifikation) empfängt und diese mit dem Montageproduktionsdatensatz desselben Triebwerks verknüpft, erstellt die durchgängige Produktionsqualitätsdokumentation, die die Effizienz des Fertigungsprozesses mit den Ergebnissen der Abnahmetests verbindet.
Für Motor- und Turbinenhersteller, die neben der Neufertigung auch Service- und Überholungsarbeiten betreiben, ermöglicht OEE-Software, die innerhalb derselben Plattform sowohl Neufertigungs- als auch Überholungs-Arbeitsauftragsarten unterstützt, eine einheitliche Effizienzübersicht über den gesamten Produktlebenszyklus.
Die OEE für Überholungen, das Nachverfolgen der Effizienz von Demontage, Prüfung, Instandsetzung und Wiederzusammenbau im Vergleich zu den standardisierten Überholungsstunden, beruht auf denselben OEE-Prinzipien wie die Neufertigung, und dieselbe Plattform sowie Berichtsinfrastruktur können beide Bereiche bedienen, ohne doppelte Systeminvestitionen oder getrennte Datenverwaltungsprozesse.
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