Wie häufig sollten Instrumente kalibriert werden?

Wie häufig sollten Instrumente kalibriert werden? Diese Frage wird uns häufig gestellt. Ideal wäre, wenn man darauf eine einfache Antwort geben könnte, leider ist dies jedoch nicht möglich. Stattdessen gibt es eine Möglichkeit, die bei der Beantwortung der Frage zur korrekten Kalibrierperiode Abhilfe schafft. Innerhalb dieses Beitrages werden wir diese besprechen.

Natürlich wäre es optimal eine einzige Antwort auf das Kalibrierintervall geben zu können, welches für alle Situationen gültig wäre, leider gibt es jedoch keine magische Antwort darauf. Sicherlich hören Sie in einigen Situationen, dass Instrumente einmal im Jahr kalibriert werden sollten. Während dies die richtige Antwort in einigen Situationen darstellen kann, muss es nicht unbedingt auf alle Zwecke zutreffen. Es gibt keine direkte Antwort auf die Frage. Stattdessen gibt es eine Herangehensweise, welche die Antwort auf die korrekte Kalibrierperiode näher bringt.

Werfen wir einen Blick darauf:

Anpassung der Kalibrierintervalle auf der Basis von Historientrendanalysen

Produktionsbetriebe müssen sicher sein, dass Ihre Instrumente wie Temperaturfühler, Druckmessumformer,
Durchflussmesser und ähnliche im Rahmen der geforderten Toleranzen arbeiten. Läuft ein kritischer Sensor aus der zulässigen Toleranz, können die Konsequenzen verheerend sein. Es kann zu teuren Ausfallzeiten oder
Sicherheitsproblemen kommen, oder gefertigte Produkte sind minderwertig, sodass diese vielleicht sogar vernichtet werden müssen.

Die meisten verfahrenstechnischen Anlagen verfügen über einen Wartungsplan, der sicherstellt, dass alle im gesamten Werk eingesetzten Instrumente zum richtigen Zeitpunkt kalibriert werden. Mit den steigenden Anforderungen und Kostenproblemen, denen sich heutzutage die Hersteller ausgesetzt sehen, werden solchen Kalibrierprüfungen jedoch oft nicht genug Zeit und Ressourcen gewidmet. Dies kann dazu führen, dass als kritisch eingestufte Instrumente vorrangig behandelt werden und die erforderlichen regelmäßigen Kontrollen erhalten, aber andere Sensoren, die als weniger kritisch für die Produktion gelten, seltener oder gar nicht kalibriert werden.

Anlagen können jedoch ihre Effizienz verbessern und Kosten senken, indem sie eine „History Trend Analysis“ zum Kalibrieren verwenden - eine Funktion, die in der Beamex CMX Kalibriersoftware integriert ist. Mit dieser
Funktion kann die Anlage daraufhin analysiert werden, ob die Kalibrierfrequenz ihrer einzelnen Geräte erhöht oder verringert werden soll.

Damit werden auf verschiedene Art Kosten reduziert. Erstens, indem seltener kalibriert wird, wenn die Instrumente laut ihrer Kalibriergeschichte sehr stabil erscheinen. Zweitens, indem die Instrumente in kritischen Bereichen der Anlage häufiger kalibriert werden, um sicherzustellen, dass sie kontrolliert und korrigiert werden, bevor sie aus der Toleranz herausdriften.

Diese Praxis ist in Unternehmen üblich, die ein wirksames System der „vorbeugenden Instandhaltung“ anwenden. Die Analyse historischer Trends und z.B. des Drifts eines Drucksensors über einen bestimmten Zeitraum innerhalb oder ausserhalb der Toleranz, ist nur mit einer Kalibriersoftware möglich, die diese Funktionalität besitzt.

Vorteile der Analyse von Trends in der Kalibrierhistorie

Unabhängig von der Branche können Unternehmen durch die Analyse des Drifts eines Instruments im Laufe der Zeit (d.h. des historischen Trends) Kosten senken und ihre Effizienz steigern. Pertti Mäki ist Europaverkaufsleiter bei Beamex. Er ist auf den Verkauf von Beamex CMX an Kunden aus allen Branchen spezialisiert. Er sagt: „Die größten Einsparungen durch den Einsatz der Trendanalyse werden zweifellos im Pharmabereich erzielt, aber alle Branchen können von der Nutzung dieses Softwaretools, welches Unternehmen dabei unterstützt, die optimalen Kalibrierintervalle für ihre Instrumente zu ermitteln, profitieren“.

Der Trick, so Mäki, besteht darin, zu bestimmen, welche Sensoren schon nach einigen Tagen oder Wochen, oder erst nach Jahren im betrieblichen Einsatz rekalibriert werden sollten, und welche für längere Zeiträume belassen werden können - ohne natürlich die Qualität des Produktes oder Prozesses oder die Sicherheit der Anlage und ihrer Mitarbeiter zu gefährden. Dies ermöglicht es dem Wartungspersonal, sich auf die Bereiche zu konzentrieren, in denen es gebraucht wird und können so unnötigen Kalibrier- und Zeitaufwand vermeiden.

Aber es gibt noch andere, vielleicht weniger offensichtliche Vorteile, wenn man sich die historische Drift eines bestimmten Sensors oder einer Reihe von Messgeräten im Laufe der Zeit ansieht. Mäki erklärt: „Wenn ein Ingenieur einen bestimmten Sensor kauft, kommt der Sensor mit einer technischen Dokumentation mit Einzelheiten darüber, wie hoch die maximale Drift des Sensors über einen bestimmten Zeitraum sein sollte. Mit der Historientrend-Option in der CMX kann der Ingenieur nun überprüfen, ob der neue Sensor über einen bestimmten Zeitraum wirklich innerhalb der versprochenen Toleranz arbeitet. Wenn nicht, hat der Ingenieur nun Daten, die er dem Lieferanten vorlegen kann, um seine Erkenntnisse zu untermauern“.

Das ist aber noch nicht alles. Die Historientrend-Funktion verhilft außerdem dazu, dass ein Unternehmen nun die Qualität oder Leistung der Sensoren verschiedener Hersteller an einem bestimmten Ort oder unter bestimmten Prozessbedingungen vergleichen kann. Dies macht es zu einem unschätzbaren Hilfsmittel für Instandhaltungs- oder Qualitätssicherungspersonal, welches beispielsweise beim Aufbau einer neuen Prozesslinie diese Funktionalität nutzen kann, um verschiedene Sensortypen zu vergleichen und herauszufinden, welcher Sensor für den neuen Prozess am besten geeignet ist.

Kalibriersoftware wie CMX kann auch bei der Planung von Kalibriervorgängen helfen. Kalibrierpläne berücksichtigen die für einen bestimmten Sensor erforderliche Genauigkeit sowie die Zeitspanne, in der er diese Genauigkeit bisher beibehalten konnte. Sich als sehr stabil herausstellende Sensoren brauchen nicht so oft rekalibriert werden wie solche, die driften.

Mit der Historientrend-Funktion kann der Anwender die optimalen Kalibrierintervalle für seine Geräte planen. Einmal implementiert, kann das Wartungspersonal die Drift eines Gerätes über einen bestimmten Zeitraum analysieren. Der Historientrend zeigt die Drift des Instruments über einen bestimmten Zeitraum sowohl numerisch als auch grafisch an. Auf der Grundlage dieser Informationen können dann Schlussfolgerungen und Entscheidungen über das optimale Kalibrierintervall und die Instrumentenqualität in Sachen Messleistung getroffen werden.

Im Fenster „Historientrend“ kann der Benutzer die Kennzahlen mehrerer Kalibriervorgänge gleichzeitig aufrufen,
so dass er die Kalibrierungen einer Messstelle oder eines Gerätes über einen längeren Zeitraum parallel zur normalen Kalibrierergebnisansicht auswerten kann. So kann sich der Anwender beispielsweise einen Überblick
darüber verschaffen, wie ein bestimmtes Gerät zwischen den Kalibrierungen driftet und ob die Drift mit der Zeit zunimmt. Außerdem kann der Ingenieur analysieren, wie sich verschiedene Geräte für den Einsatz in einem bestimmten Bereich der Anlage oder des Prozesses eignen. Das Reporting ist unkompliziert und der Anwender kann die Berichte mit Hilfe der Tool-Option „Berichtsdesign“ zudem an seine individuellen Bedürfnisse anpassen.

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ZUSAMMENFASSUNG

Die Vorteile der Trendanalyse der Kalibrierhistorie sind:

• Analyse und Bestimmung des optimalen Kalibrierintervalls der Instrumente.
• Rückschlüsse auf die Qualität eines bestimmten Messgeräts.
• Zeitersparnis: Im Vergleich zu herkömmlichen, manuellen Methoden sind schnellere Analysen möglich.
• Die Ingenieure können überprüfen, ob die für die Anlage gekauften Geräte ihren technischen Spezifikationen entsprechen und nicht ständig außerhalb der Toleranz driften.
• Lieferantenbewertung: Leistung und Qualität der diversen Sensoren verschiedener Hersteller lassen sich schnell und einfach vergleichen

Die Kalibrierfrequenz kann verringert werden:

• Wenn das Gerät die Spezifikationen erfüllt hat und die Drift im Vergleich zu seiner angegebenen Toleranz unbedeutend war.
• Wenn das Gerät als unkritisch eingestuft wird oder sich an einem Bereich mit niedriger Priorität befindet.

Die Kalibrierhäufigkeit sollte erhöht werden:

• Wenn der Sensor in einem bestimmten Zeitraum aus der spezifizierten Toleranzen driftet.
• Wenn sich der Sensor in einem kritischen Prozess oder Bereich der Anlage befindet und innerhalb eines bestimmten Zeitraums im Vergleich zu seiner spezifizierten Toleranz signifikant gedriftet ist.
• Bei Sensoren, die sich in einem Anlagenbereich von hoher wirtschaftlicher Bedeutung befinden.
• Wo ein fehlerhafter Sensor kostspielige Produktionsausfälle hervorrufen könnte.
• Wenn die falsche Messung eines Sensors zu Chargen schlechterer Qualität oder zu Sicherheitsproblemen führen könnte.

Rückführbarkeit und Kalibrierunsicherheit

Zuletzt ein paar wichtige Dinge, an die Sie sich bei jeder Kalibrierung erinnern sollten: die Rückführbarkeit und die Unsicherheit.

Kurz gesagt bedeutet Rückführbarkeit, dass all Ihre Kalibrierungen (Messinstrumente) eine gültige Rückführbarkeit zu relevanten nationalen Standards aufweisen müssen.

Wann immer Sie eine Messung durchführen, sollten Sie sich der mit dieser Messung verbundenen Unsicherheit bewusst sein.

Wenn die Rückführbarkeit und die Unsicherheit nicht berücksichtigt werden, hat die Messung keinen großen Wert.



Weitere Informationen zur Rückführbarkeit und Unsicherheit finden Sie in den folgenden Blog-Posts:

Weitere Informationen zur messtechnischen Rückführbarkeit bei der Kalibrierung:

Messtechnische Rückführbarkeit in der Kalibrierung – Sind Ihre Messungen rückführbar?


Weitere Informationen zur Kalibrierunsicherheit:

Messunsicherheit für Nicht-Mathematiker- Teil 1


Lesen Sie auch den Artikel Was ist Kalibrierung auf unserer Website.

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Original post: How often should instruments be calibrated?

Published: 30 January 2018