Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter, Produktionsleiter, Instandhaltungsleiter sowie Verantwortliche für kontinuierliche Verbesserung oder Energie, die den Strom ihrer Kompressoren bezahlen, ohne zu wissen, welcher Anteil der Druckluft tatsächlich in die Produktion fließt. Den Monatsverbrauch Ihrer Kompressoren kennen Sie wahrscheinlich. Hier geht es um eine genauere Frage: Wie viel Druckluft verbrauchen Ihre Linien im Stillstand, bei Mikrostillständen oder beim Rüsten, und wie lässt sich das ohne Großprojekt messen?
- Eine stehende Linie verbraucht oft weiter Druckluft.
- Der Hauptzähler zeigt Nächte und Wochenenden, nicht die Stillstände am Tag.
- Der Abgleich von Maschinenzustand und Durchfluss zeigt Luft ohne Produktion.
- Zuerst den teuersten Zustand angehen, dann erneut messen.
Druckluft hört nicht auf, wenn die Linie stoppt
Maxime Laffers, Experte für industrielle Energieeffizienz bei OXA Groupe, einem französischen Beratungsunternehmen für die Energieeffizienz mittelständischer und kleiner Industriebetriebe, hat den Beitrag Air comprimé industrie : 7 leviers pour -20 % d’énergie (auf Französisch) veröffentlicht. Er beschreibt darin die Hebel auf der Erzeugungs- und Netzseite: Leckagesuche, Senkung des Solldrucks, Drehzahlregelung, Kompressorsteuerung, Abschalten der Kompressoren außerhalb der Produktion, eine bedarfsgerechte Druckluftaufbereitung und Wärmerückgewinnung. Außerdem stellt er die Energiekennzahl der Druckluft in kWh pro Nm³ vor sowie die französischen Energieeinsparzertifikate (CEE), mit denen diese Maßnahmen gefördert werden. Zu Leckagen, die die Kompressoren ohne jeden Alarm ausgleichen, schreibt er: „Pendant ce temps, les kilowattheures s’accumulent.“ (sinngemäß: Währenddessen summieren sich die Kilowattstunden).
Dieser Satz gilt auch für die Maschinen. Der Beitrag von OXA Groupe behandelt Erzeugung und Verteilung der Druckluft. Dieser Artikel blickt auf das andere Ende des Netzes: den Bedarf der Maschinen, abhängig von ihrem Zustand. Ein Hauptzähler zeigt, wie viel Druckluft das Werk verbraucht. Er zeigt nicht, ob diese Luft Teile produziert hat oder abgeblasen wurde, während eine Linie auf Material wartete.
Was eine Linie verbraucht, die nicht produziert
Wenn eine Maschine stoppt, stoppen nicht alle ihre Druckluftverbraucher. Je nach Anlage findet man häufig:
- Blaspistolen und Blasdüsen, die offen bleiben oder dauerhaft angesteuert werden, zum Reinigen, Trocknen oder Auswerfen.
- Leckagen an der Maschine selbst: verschlissene Verschraubungen, Schläuche, Ventile und Zylinder, die undicht sind, ob die Maschine läuft oder nicht.
- Vakuumerzeuger nach dem Venturi-Prinzip, die Luft verbrauchen, solange sie versorgt werden.
- Kondensatableiter, Luftkühlung und Luftschleier, die oft standardmäßig eingeschaltet bleiben.
- Das erneute Befüllen eines Netzzweigs bei jedem Wiederanlauf, wenn das Absperrventil geschlossen war.
Nachts und am Wochenende ist dieser Verbrauch am Hauptzähler sichtbar, weil nichts anderes läuft. Tagsüber geht er im Produktionsverbrauch unter. Genau dort verstecken sich aber ungeplante Stillstände, Wartezeiten, Mikrostillstände und Rüstvorgänge.
Maschinenzustand und Druckluftverbrauch: das Leseraster
Jeder Maschinenzustand hinterlässt eine eigene Signatur im Druckluftverbrauch. Diese Tabelle dient als Leseraster, wenn Sie beide Datenreihen nebeneinanderlegen.
| Maschinenzustand | Was noch verbraucht | Was die Daten zeigen | Typischer Hebel |
|---|---|---|---|
| Langer Stillstand (Nacht, Wochenende, Ende einer Kampagne) | Netz- und Maschinenleckagen, aktiv gebliebenes Abblasen | Ein stabiler Grundvolumenstrom, obwohl keine Maschine läuft | Zweig über ein verriegeltes Ventil absperren, Kompressoren außerhalb der Produktion abschalten |
| Ungeplanter Stillstand am Tag (Störung, Warten auf Material oder Bediener) | Abblasen, Venturi-Düsen, Kühlung bleiben aktiv | Ein Volumenstrom im Zweig, der kaum vom Betrieb abweicht | Unnötige Verbraucher nach einer Verzögerungszeit automatisch abschalten |
| Mikrostillstand | Alles, was zwischen zwei Zyklen versorgt bleibt | Verbrauch verteilt auf viele kurze Ereignisse, im Stundenmittel unsichtbar | Häufigkeit der Mikrostillstände senken, Abblasen an den Takt koppeln |
| Rüsten | Reinigungsluft, Kondensatablass, Einstellversuche | Eine Verbrauchsspitze während des Rüstens, je nach Schicht unterschiedlich lang | Reinigung standardisieren, Rüstzeit verkürzen (SMED) |
| Normaler Betrieb | Für den Prozess genutzte Luft | Ein Referenz-Volumenstrom je Taktrate | Vergleichsbasis für die anderen Zustände |
Schritt für Schritt: Druckluft finden, die ohne Produktion verbraucht wird
Testen Sie die folgende Methode an einer Linie oder Zelle, bevor Sie sie auf die ganze Fertigung ausweiten.
- Einen messbaren Bereich wählen. Idealerweise einen Netzzweig mit Durchflussmesser, der eine bestimmte Linie oder Zelle versorgt. Andernfalls starten Sie mit der vorhandenen Kompressormessung und einer Linie mit hohem Anteil am Bedarf.
- Maschinenzustände automatisch mit Zeitstempel erfassen. Betrieb, Stillstand, Mikrostillstand, Rüsten, jeweils mit Beginn, Ende und Grund. Manuelle Einträge am Schichtende übersehen gerade die kurzen Stopps.
- Beide Datenreihen synchronisieren. Gleiche Uhr, gleiches Zeitraster. Ohne diese Abstimmung lässt sich ein Mikrostillstand keiner Änderung des Volumenstroms zuordnen.
- Den Druckluftverbrauch nach Zustand aufteilen. Ordnen Sie für jeden Zeitabschnitt das verbrauchte Volumen dem jeweiligen Maschinenzustand zu. So erhalten Sie ein Volumen im Betrieb, im Stillstand, in Mikrostillständen und beim Rüsten.
- Zwei einfache Kennzahlen berechnen. Den Anteil der Druckluft, der ohne Produktion verbraucht wird (Volumen außerhalb des Betriebs geteilt durch Gesamtvolumen), und den mittleren Volumenstrom im Stillstand im Verhältnis zum mittleren Volumenstrom im Betrieb. Ein Beispiel: Bleibt der Volumenstrom einer Linie im Stillstand nahe am Betriebswert, gibt es Verbraucher, die dem Maschinenzustand nicht folgen. Das ist ein Lesebeispiel: Jede Linie hat ihre eigene Referenz.
- Am teuersten Zustand ansetzen und erneut messen. Absperrventil, das mit dem Stillstandssignal verriegelt ist, zeitgesteuertes Abschalten des Abblasens, Reparatur der an der Maschine gefundenen Leckagen, weniger Mikrostillstände. Messen Sie über einen vergleichbaren Zeitraum und mit vergleichbarem Produktmix erneut, um die Wirkung unter gleichen Bedingungen zu beurteilen.
Mikrostillstände und Rüsten: der am schwersten sichtbare Anteil
Lange Stillstände erkennt man sofort an einer nächtlichen Durchflusskurve. Mikrostillstände hinterlassen im Stundenmittel dagegen kaum Spuren. Einzeln wirken sie harmlos. Über eine Schicht summiert, können sie eine beträchtliche Zeit ergeben, in der die Maschine versorgt bleibt, ohne zu produzieren. Ein Beispiel: Eine Linie, die pro Schicht dutzendfach wegen kurzer Staus stoppt, lässt Blasdüsen und Venturi-Erzeuger jedes Mal weiterlaufen. Das ist ein Mechanismus, den Sie mit eigenen Messungen prüfen sollten, kein Durchschnittswert.
Beim Rüsten stellt sich eine andere Frage. Die Rüstdauer schwankt oft von Schicht zu Schicht, und die Reinigungsluft folgt dieser Dauer. Wer das Rüsten mit SMED verkürzt, senkt sowohl die verlorene Zeit als auch die in dieser Zeit abgeblasene Luft.
Diese Arbeit ergänzt den Kennzahlenansatz aus unserem Artikel Energieleistungskennzahl im Werk: kWh pro Teil und Energieverbrauch im Stillstand messen. Die kWh pro Teil zeigen, ob sich die Energie pro Gutteil verschlechtert. Die Aufteilung der Druckluft nach Zustand zeigt, in welchem Zustand die Luft ohne Produktion verloren geht. Beides gehört zusammen mit der OEE gelesen: Sinkt die OEE, während der Anteil der im Stillstand verbrauchten Luft steigt, ist das Thema zuerst ein Stillstandsthema.
Die Rolle von TEEPTRAK: Maschinenzustände automatisch erfassen
TEEPTRAK misst OEE, Stillstände und Mikrostillstände in Echtzeit. Ein im Schaltschrank verdrahtetes Modul und ein Sensor an der Linie werden in rund einer Stunde pro Maschine installiert, ohne Anbindung an die SPS, und die OEE steht nach 48 Stunden zur Verfügung. Jeder Zustand (Betrieb, Stillstand, Mikrostillstand, Rüsten) wird automatisch mit Zeitstempel und Grund erfasst. Diese Zustandsdaten lassen sich anschließend mit Ihren Druckluft-Durchflusswerten oder Ihrer Energiemessung abgleichen, um den Verbrauch nach Zustand aufzuteilen. TEEPTRAK ist kein Energiemesssystem: Es liefert die Produktionsseite der Gleichung. Mehr als 700 Werke in über 30 Ländern setzen es ein, mit einem durchschnittlichen Gewinn von 10 bis 15 OEE-Punkten.
Weiterlesen
- Air comprimé industrie : 7 leviers pour -20 % d’énergie (Maxime Laffers, OXA Groupe, auf Französisch)
- Energieleistungskennzahl im Werk: kWh pro Teil und Energieverbrauch im Stillstand messen
- Industrielle Leistungsindikatoren: Definition, Beispiele und Methoden zur Verbesserung Ihrer Ergebnisse
FAQ
Warum den Druckluftverbrauch im Stillstand messen statt nur den Gesamtverbrauch? Weil der Gesamtverbrauch genutzte und verlorene Luft vermischt. Nach Maschinenzustand aufgeteilt, zeigt er, wie viel Luft in Stillständen, Mikrostillständen und beim Rüsten verloren geht, und damit, welcher Hebel zuerst anzugehen ist.
Braucht jede Maschine einen Durchflussmesser? Nein. Meist beginnt man mit einem bereits gemessenen Netzzweig oder einer Zelle und gleicht ihn mit dem Zustand der versorgten Maschinen ab. Eine feinere Messung lohnt sich danach dort, wo der Anteil der ohne Produktion verbrauchten Luft am höchsten ist.
Welcher Zusammenhang besteht mit der OEE? Die OEE misst die verlorene Zeit, die Aufteilung der Druckluft nach Zustand misst die in dieser Zeit verlorene Energie. Weniger Stillstände und Mikrostillstände verbessern beides, sofern Sie beides im selben Bereich messen.
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