ISO 17359: Zustandsüberwachung und Diagnose von Maschinen – Allgemeine Leitlinien
ISO 17359 ist der übergeordnete „Rahmenstandard“ für das gesamte Gebiet der Maschinenüberwachung Zustandsüberwachung. Anstatt eine bestimmte Messtechnik vorzuschreiben, legt es einen strategischen Rahmen – einen Fahrplan – für die Einrichtung und Durchführung eines Überwachungsprogramms fest, von der ersten Planung bis hin zum routinemäßigen Betrieb und zur Überprüfung. Es ist bewusst technologieunabhängig: Es zeigt Ihnen Wie und Warum um ein Programm zu erstellen, und verweist dann auf die spezifischeren Standards, die für die einzelnen Technologien gelten, wie zum Beispiel ISO 13373-1 für Schwingungsanalyse, Ölanalyse für Tribologie und Infrarot Thermografie für thermische Untersuchungen. Kurz gesagt ist die ISO 17359 der Ausgangspunkt, der das gesamte Fachgebiet zusammenführt.
1. Die Rolle eines übergreifenden Standards
Die meisten Normen zur Zustandsüberwachung beantworten eher spezifische Fragen: welcher Sensor, welcher Frequenzbereich, welche Alarmkurve. Die ISO 17359 beantwortet die übergeordnete, strategischere Frage — Wie sollte das Programm insgesamt aussehen, und wie fügen sich seine einzelnen Teile zusammen? Es liefert die betriebswirtschaftliche und technische Begründung für die Investition und sorgt dafür, dass sich die Bemühungen auf die wirklich wichtigen Maschinen konzentrieren.
Dem gesamten Ansatz liegen zwei Ideen zugrunde. Der erste besteht darin, einen sich entwickelnden Fehler früh genug zu erkennen, um zu handeln: Die ISO 17359 bezeichnet dies als die Vorlaufzeit bis zum Ausfall – das Intervall zwischen dem Zeitpunkt, an dem ein Defekt erstmals erkennbar wird, und dem Zeitpunkt, an dem die Maschine ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen kann – dieselbe Idee, die allgemein als P-F-Intervall in der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung bekannt ist. Der ganze Sinn von zustandsorientierte Instandhaltung besteht darin, den Fehler innerhalb dieses Zeitfensters zu erkennen und zu handeln, bevor es zu einem Funktionsausfall kommt, wodurch ein ungeplanter Ausfall in eine geplante, proaktive Reparatur umgewandelt wird. Die zweite Idee ist Integration: Daten aus verschiedenen Technologien – Schwingungsmessung, Öluntersuchung, Thermografie, Motorstromanalyse – lassen sich kombinieren, um eine zuverlässigere Diagnose zu erzielen, als dies mit einer einzelnen Methode allein möglich wäre.
2. Der zyklische Prozess — sechs Kernschritte (vereinfachte Darstellung)
ISO 17359 beschreibt das Programm als kontinuierlichen Zyklus, bei dem das Ergebnis der letzten Phase in die erste zurückgeführt wird und so ein Prozess der kontinuierlichen Verbesserung entsteht. Das eigene Flussdiagramm der Norm (Abbildung 1, ausgearbeitet in den Abschnitten 5–11) ist detaillierter als jede kurze Liste: Es beginnt mit einer ausdrücklichen geschäftlichen Kosten-Nutzen-Analyse, danach folgen ein Anlagen-Audit, ein Zuverlässigkeits- und Kritikalitäts-Audit (FMEA/FMECA), die Auswahl der Überwachungsmethode und der Warn-/Alarmkriterien, Messung und Trendverfolgung, Diagnose und Prognose, Festlegung der Instandhaltungsmaßnahme und schließlich eine Überprüfung der Wirksamkeit des Programms. Die sechs folgenden Schritte sind eine praktische Verdichtung dieses umfassenderen Arbeitsablaufs — zur besseren Lesbarkeit gruppiert, nicht als wörtliche ISO-Schrittzahl.
Schritt 1 – Kenntnisse und Informationen über die Maschine (die Prüfung)
Dieser grundlegende Schritt ist der strategische Kern des gesamten Programms. In der Norm selbst beginnt die Vorarbeit sogar noch früher, mit einer geschäftlichen Kosten-Nutzen-Analyse, die bestätigt, dass sich die Überwachung lohnt, bevor eine Technologie ausgewählt wird. Anschließend verlangt der Schritt ein gründliches Audit, um zu ermitteln, welche Maschinen für den Betrieb am wichtigsten sind und daher eine Überwachung rechtfertigen — Kritikalität und eine Risikoanalyse, bei der die Anlagen nach den Folgen ihres Ausfalls eingestuft werden. Sobald die kritische Maschinen Sobald diese identifiziert sind, schreibt die Norm vor, alle relevanten Informationen zu erfassen: Konstruktionsspezifikationen, Betriebsparameter, Wartungshistorie und – vor allem – eine detaillierte Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA).
Die FMEA ist eine systematische Methode, um alle möglichen Ausfallursachen einer Maschine oder ihrer Komponenten zu ermitteln. Für jeden Ausfallmodus – beispielsweise „Lagerabblätterung“ oder „Wellenbruch“ Unwucht” – Das Team ermittelt die wahrscheinlichen Ursachen, die damit verbundenen Symptome oder Auswirkungen (zum Beispiel „erzeugt hochfrequente Stöße“ oder „verursacht starke 1X-Vibrationen“) sowie die Folgen des Ausfalls. Das Ergebnis ist eine abschließende Liste plausibler Ausfallarten für jede kritische Maschine, und diese Liste bildet die Grundlage für alle weiteren Schritte.
Schritt 2 – Wählen Sie die Überwachungsstrategie aus
Dieser Schritt knüpft direkt an die FMEA an. Für jeden identifizierten Fehlermodus wählt das Team die effektivste und wirtschaftlichste Technologie zur Erkennung seines Auftretens aus; es gibt bewusst keine allgemeingültige Lösung. Wenn die FMEA zeigt, dass der vorherrschende Fehlermodus eines Getriebes der Zahnausbruch ist Verschleiß, könnte die Strategie auf der Verschleißpartikelanalyse beruhen Ölanalyse, die Verschleißpartikel erkennen kann, lange bevor sich das Schwingungsverhalten ändert. Für Wellen Fehlausrichtung… ist die Schwingungsanalyse die naheliegende Wahl, da sie die charakteristische 2X-Signatur direkt erfasst. Die Aufgabe besteht hier darin, alle verfügbaren CBM-Technologien zu prüfen und jede einzelne den von der FMEA vorhergesagten spezifischen Symptomen zuzuordnen, um so einen gezielten, effizienten Plan zu erstellen.
Schritt 3 – Aufstellung des Überwachungsprogramms
Dies ist die Phase der taktischen Planung, in der die Strategie aus Schritt 2 in einen dokumentierten Aktionsplan umgesetzt wird. Darin werden die genauen Messstellen an jeder Maschine, die exakt zu erfassenden Parameter (Effektivwert der Geschwindigkeit, Spitzenbeschleunigung, Temperatur, Konzentration der Verschleißpartikel), die Häufigkeit der Datenerfassung (monatlich für weniger kritische Anlagen, kontinuierlich für die kritischsten) sowie die anfänglichen Alarm- oder Warnschwellenwerte festgelegt. Die Norm bietet drei bewährte Methoden zur Festlegung dieser ersten Alarmstufen: allgemeine Tabellen der Schwingungsstärke wie ISO 10816 / ISO 7919 (jetzt konsolidiert als ISO 20816), die Empfehlungen des Geräteherstellers oder eine prozentuale Veränderung gegenüber einem gesunden Basislinie Messwert. Das Ergebnis ist ein vollständiger, schriftlich festgehaltener Überwachungsplan für jede Maschine.
Schritt 4 – Datenerfassung
Dieser Schritt umfasst die routinemäßige, praktische Umsetzung des Plans: die Entsendung eines Technikers oder den Einsatz eines automatisierten Systems, um die festgelegten Daten in den vorgeschriebenen Intervallen zu erfassen. Die Norm legt großen Wert auf standardisierte Verfahren, damit die Daten von Besuch zu Besuch konsistent und wiederholbar bleiben. Das bedeutet, dass die detaillierte Methode für die gewählte Technologie befolgt werden muss – bei Schwingungsmessungen beispielsweise die Einhaltung ISO 13373-1 — und sicherzustellen, dass die Maschine jedes Mal unter vergleichbaren Bedingungen (gleiche Last und Drehzahl) läuft, wobei jeder Messwert korrekt gespeichert und mit Datum, Uhrzeit, Maschinen-ID und Messpunkt-ID gekennzeichnet wird, um zuverlässige Trends.
Schritt 5 – Datenanalyse und Diagnose
Hier werden die Rohdaten zu Informationen. Analyse Zunächst wird der neue Messwert mit den in Schritt 3 festgelegten Alarmgrenzwerten verglichen. Wenn keine Grenzwerte überschritten werden, wird der einwandfreie Zustand der Maschine bestätigt. Löst ein Alarm aus, geht der Vorgang weiter zu Diagnose — eine eingehendere Untersuchung durch einen ausgebildeten Analytiker, um die eigentliche Ursache zu ermitteln. Das könnte bedeuten, die spezifischen Frequenzen und Muster einer Schwingung zu untersuchen Spektrumoder die Untersuchung der Größe und Form von Partikeln in einer Ölprobe. Die Norm empfiehlt einen systematischen Ansatz: Setzen Sie das beobachtete Muster in Beziehung zu den in der FMEA aus Schritt 1 katalogisierten Fehlermodi, um zu einer konkreten, fundierten Diagnose — und, sofern die Daten es zulassen, eine Prognose, wie lange die Maschine sicher laufen kann, bevor der Fehler behoben werden muss.
Schritt 6 – Entscheidung und Maßnahmen zur Instandhaltung
Der letzte, entscheidende Schritt setzt die Diagnose in die Tat um – wobei „sofort reparieren“ nur eine von mehreren Optionen ist. Die Entscheidung ist eine risikobasierte Abwägung, bei der die Schwere des Fehlers, die Kritikalität der Maschine und die verfügbaren Ressourcen gegeneinander abgewogen werden. Die Reaktion kann so geringfügig sein wie eine einfache Erhöhung der Überwachungshäufigkeit, so planmäßig wie die Einplanung einer bestimmten Korrekturmaßnahme (eine Ausrichtungsarbeit, ein Lagerwechsel) für den nächsten Stillstand oder so drastisch wie die Empfehlung einer sofortigen Abschaltung um einen katastrophalen Ausfall zu verhindern. Sobald die Arbeit erledigt und die Fehlerbehebung als abgeschlossen verifiziert ist, wird das Ergebnis in die Maschinenhistorie (Schritt 1) zurückgeführt, wodurch die Schleife geschlossen und der nächste Zyklus verbessert wird. ISO 17359 schließt die Schleife auch auf Programmebene: Die Norm fordert eine regelmäßige Überprüfung die die Wirksamkeit des Überwachungsaufwands selbst misst und die ursprüngliche Kosten-Nutzen-Betrachtung erneut prüft, sodass sich das Programm — nicht nur die Maschinen — weiter verbessert.
3. Wo die Schwingungsanalyse ihren Platz hat – und der Balanset-1A
Obwohl die Norm ISO 17359 technologieneutral ist, sind Schwingungen bei weitem der am häufigsten genutzte Überwachungskanal, da sie eine Vielzahl von Fehlerursachen gleichzeitig erkennen – Unwucht, Fluchtungsfehler, Losigkeit, Lagerdefekte und Getriebedefekte hinterlassen alle eindeutige Frequenzmuster. Schritt 4 des Zyklus erfordert eine tragbare, wiederholbare Methode, um diese Daten vor Ort zu erfassen. Ein Zweikanal-Messgerät wie das Balanset-1A vereint zwei Funktionen in einem Gerät: Es erfasst die FFT-Spektrum sowie die für den Vergleich in Schritt 5 mit den Grenzwerten der ISO 20816 erforderlichen Gesamtvibrationswerte, und – wenn die Diagnose darauf hindeutet, dass Unwucht — es führt die Korrektur durch Feldauswuchten in den Lagern der Maschine selbst, ohne den Rotor ausbauen zu müssen. Diese Möglichkeit, direkt von der Fehlererkennung zur Fehlerbehebung überzugehen, ist genau die Art von effizientem, geschlossenem Arbeitsablauf, den der Standard fördern soll.
4. Wichtige Konzepte zum Merken
- Ein strategischer Rahmen, kein Patentrezept: Der Standard befasst sich mit dem „Wie“ und „Warum“ der Programmerstellung und liefert die technischen und betriebswirtschaftlichen Grundlagen für die Zustandsüberwachung, anstatt lediglich zu fordern, dass man „die RMS-Geschwindigkeit misst“.
- Technologieunabhängig: Es gilt derselbe Rahmen, unabhängig davon, ob das Programm auf Schwingungsmessung, Ölanalyse, Infrarot-Thermografie, akustische Emission oder die Motorstromkreisanalyse.
- Vorlaufzeit bis zum Ausfall: Ein sich entwickelnder Fehler kann lange vor einem Funktionsausfall erkannt werden, was eine geplante, proaktive Wartung anstelle einer reaktiven Reparatur ermöglicht.
- Integration: Die Kombination von Daten aus verschiedenen Technologien liefert ein zuverlässigeres und genaueres Bild vom Zustand der Maschine als jeder einzelne Kanal für sich.
- Kontinuierliche Verbesserung: der Zyklus führt verifizierte Ergebnisse in die Maschinenhistorie zurück, und die eigene Prüfphase der Norm misst die Wirksamkeit des Programms selbst, sodass der Aufwand mit der Zeit dazulernt und schärfer wird.
5. Der Zusammenhang zwischen der Norm ISO 17359 und den zugehörigen Normen
Die Norm ISO 17359 steht an der Spitze einer Reihe von Dokumenten und ist am nützlichsten, wenn man sie als Einstieg in diese Reihe betrachtet. Sie verweist auf ISO 13373-1 für die genauen Einzelheiten der Erfassung von Schwingungsdaten, zu ISO 13374 für Datenverarbeitungs- und Kommunikationsarchitekturen sowie an Normen zur Schwingungsintensität wie ISO 20816-3 wenn für die Bewertung in Schritt 5 absolute Schwingungsgrenzwerte erforderlich sind. Die Kompetenz des Personals wird gesondert geregelt durch ISO 18436-2, in der die Qualifikationskategorien für die Analysten festgelegt sind, die die Schritte 5 und 6 durchführen. Wenn man sich zunächst mit der ISO 17359 vertraut macht, lässt sich der Rest der Normenreihe viel leichter überblicken, da darin erläutert wird, wo sich die einzelnen detaillierten Normen in den Gesamtzyklus einfügen. Der vollständige offizielle Text wird von der ISO unter der Normenreferenz 71194 veröffentlicht und kann im ISO-Shop von Organisationen erworben werden, die den vollständigen normativen Wortlaut benötigen.
