Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungs- Strategie. Dr.-Ing. Heinz Rieger Norddeutsche Instandhaltungstage

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Walther Braun
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1 Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungs- Strategie Dr.-Ing. Heinz Rieger Norddeutsche Instandhaltungstage Bremerhaven

2 Der Industriepark Höchst und unsere Kunden

3 Vorstellung Infraserv Höchst Infraserv Höchst bietet Expertise in infrastrukturellen Sekundärprozessen 3

4 Die wesentlichen Infrastruktureinrichtungen von Infraserv Höchst Abwasservorbehandlungsanlage Neues Logistik Center Rückstands- Verbrennungsanlage Trimodalport Abwasserreinigungsanlage/ BioHoch-Reaktoren Gasturbine/Kraftwerk Purified Water Anlage Nutzfahrzeugzentrum Klärschlammverbrennungsanlage 4

Verbrennungsanlage Trimodalport Abwasserreinigungsanlage/

5 Investitionsprojekte von Infraserv Höchst Wasserstofftankstelle Ersatzbrennstoff- Krafwerk Neues Logistik Center Zweite Gasturbine Biogasanlage Bioerdgas-Aufbereitungsanlage 5

6 Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Aufgabe: Anlagen-Verfügbarkeit zu minimalen Gesamtkosten 6

7 Lösung Verbesserung der Planungssicherheit durch transparente Prozesse 7

8 Inhalt Anlagen- Bewertung IH-Budget und Risiko Instand- haltungs- Strategien 8

9 Was bedeutet Anlagenrisiko? ungeplante Nichtverfügbarkeit der Produktionsanlage 9

10 Wie läßt sich das Risiko berechnen? allgemein Risiko = Möglichkeit der Abweichung vom Planwert nach DIN 31000: Schadenshöhe x Eintrittswahrscheinlichkeit mit [Risiko] = 10

11 Identifizierung von Anlagenrisiken Engpässe finden kritische Anlagenteile Reparaturzeit Bad-Actor- Analyse Totalausfall Ausfallrate W+I- Aufwand Leistungsminderung Instandsetzungskosten 11

12 Berechnung der Schadenshöhe Gesamtkosten Betriebsaufwand Instandhaltungs- Aufwand Opportunitätskosten (entgangener Deckungsbeitrag) betrieblicher Mehraufwand ungeplante Instandsetzung geplante Instandhaltung geplante IH-Projekte ungeplant: Schadenshöhe geplant 12

Deckungsbeitrag) betrieblicher Mehraufwand ungeplante

13 Was sind Opportunitätskosten? Erlöse Opportunitätskosten Umsatz vor Stillstand Umsatz nach Stillstand DB vor Stillstand DB nach Stillstand [ ] Zeit t Kosten Stillstand variable Kosten nach Stillstand variable Kosten vor Stillstand 13

nach Stillstand DB vor Stillstand DB nach Stillstand [ ]

14 Wie kommt man zur Eintrittswahrscheinlichkeit? Erfahrung der Mitarbeiter aus Betrieb und Instandhaltung Datenhistorie (z.b. aus SAP) Herstellerangaben 14

15 Schadenshöhe Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Risiko-Aufwands-Matrix (RAM) 400 T 350 T A1 300 T 250 T A5 200 T 150 T A2 100 T A4 50 T 0 T 0% 20% 40% 60% 80% 100% A3 Ausfallwahrscheinlichkeit 15

16 Schadenshöhe Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Prinzipielle IH-Strategie 1 nachher 1 vorher Ziele: hohe Risiken mit geringem zusätzlichen Aufwand reduzieren (1) hohe Kosten mit geringer Risikosteigerung reduzieren (2) 2 vorher 2 nachher Durchmesser ~ jährlicher IH-Aufwand Ausfallwahrscheinlichkeit 16

Aufwand reduzieren (1) hohe Kosten mit geringer Risikosteigerung reduzieren

17 Variation der IH-Strategien zur Senkung der wahrscheinlichen Gesamtkosten 17

18 Gesamtausfallwahrscheinlichkeiten für alle Aggregate Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Trügerische Sicherheit: Verringerung des Risikos durch Redundanz? 100% 90% 80% 70% 7 Aggregate 2 dürfen ausfallen 3 Aggregate 1 darf ausfallen 60% 50% 2 Aggregate 1 darf ausfallen 40% 30% 20% k n i n i 10% p( x) 1 x (1 x) i 0 i 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Ausfallwahrscheinlichkeit eines einzelnen Aggregats 18

100% 90% 80% 70% 7 Aggregate 2 dürfen ausfallen 3 Aggregate 1 darf ausfallen 60% 50% 2 Aggregate 1 darf

19 IH-Kosten / Risiko Portfolio Priorisierung von IH-Projekten Risiko-Änderung DR = R t+1 - R t R max maximales akzeptiertes Risiko 0 DK >DR Optimierungsbereich für hohe Kosten bei geringeren zusätzlichen Risiken IH-Optimierung zu vermeiden da unwirtschaftlich X verbotener Bereich DR>0 und DK>0 X zu vermeiden da unwirtschaftlich Kostenänderung DK = K t+1 - K t -R t -Kt da DR<0 und DK<0 DR >DK Optimierungsbereich für hohe Risiken bei geringeren zusätzlichen Kosten Akzeptanz-Kennlinie 0 K max aus IH-Budget 19

unwirtschaftlich X verbotener Bereich DR>0 und DK>0 X zu vermeiden da unwirtschaftlich Kostenänderung DK = K t+1 - K t -R t -Kt

20 IH-Strategie aus Risikomatrix Schadenshöhe bis Standard IH-Strategie 1000 T Optimierung/ Anlagenverfügbarkeit verbessern 500 T Zustandsorientierte / vorhersehende IH 50 T Wartung & Inspektion / vorbeugende IH 5 T Störungsbedingte / ungeplante IH 500 0,2 0, Ausfälle pro Jahr Ausfallhäufigkeit 20

vorhersehende IH 50 T Wartung & Inspektion / vorbeugende IH 5 T

21 Schadenshöhe Schadenshöhe Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Läßt sich das gesamte Anlagenrisiko aus den Einzelrisiken berechnen? Einzelrisiko aller Ereignisse ist jeweils10 T T Risiko-Aufwands-Matrix B T Risiko-Aufwands-Matrix A 100 T 100 T D 10 T 1% 10% 100% Ausfallwahrscheinlichkeit C 10 T 1% 10% 100% Ausfallwahrscheinlichkeit Wahrscheinliche Schadensverläufe: A: alle 30 Jahre mit jeweils 300 T B: alle 100 Jahre mit jeweils T C: 4 mal in 5 Jahren mit jeweils 13 T D: alle 3 Jahre mit jeweils 30 T 21

22 Kombinationen der Schadensereignisse Summe aller Risiken = 22 T 50 T 10% A1 fällt aus 90% A1 fällt nicht aus 30 T 20% A2 fällt aus 80% A2 fällt nicht aus T 60% A3 fällt aus 40% A3 fällt nicht aus A3 fällt aus A3 fällt nicht aus 100 T 5% A4 fällt aus A4 fällt nicht aus A4 fällt aus A4 fällt nicht aus A4 fällt aus A4 fällt nicht aus A4 fällt aus A4 fällt nicht aus P = 0,06% P = 1,14% P = 0,04% P = 0,76% P = 0,24% P = 4,56% P = 0,16% P = 3,04% 190 T 90 T 180 T 80 T 160 T 60 T 150 T 50 T 22

23 Schadenshöhe / T Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Risikoaggregation und Schadensverteilung % 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% wahrscheinliche Schadensverteilung Blasendurchmesser proportional Risiko 0% Schadensklasse in T 10 0,1% 1,0% 10,0% Ausfallwahrscheinlichkeit der Anlagenteile und deren Kombinationen A1 A1A2 A1A2A3 A1A2A3A4 A1A2A3A4A5 A1A2A3A5 A1A2A4 A1A2A4A5 A1A3 A1A3A4 A1A4A5 A2 A2A3 A2A3A4 A2A3A4A5 A2A3A5 A2A4 A2A4A5 A3 A3A4 A3A4A5 A3A5 A4 A4A5 A5 kein Ausfall A1A2A5 A1A3A4A5 A1A3A5 A1A4 A1A5 A2A5 23

24 Häufigkeitsdichte der Schadensklasse Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Simulation der Schadensverteilung 25% 20% 20 Anlagenteile, Simulationen Maximalwerte: Opportunitätskosten T Instandsetzungskosten 365 T 15% 10% 5% 0% Schadensklasse in T nur Instandsetzungskosten nur Opportunitätskosten 24

25 Häufigkeitsdichte Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Wahrscheinlicher Instandhaltungsaufwand W+I und Instandsetzung, Simulationen 25% 20% kumulierter IH-Aufwand 100% 80% 15% 10% 5% 0% PLAN (80%) Erwartet (häufigster Wert) (Offset von 75 T durch jährlichen W+I-Aufwand) IH-Kostenklasse in T 25

26 Häufigkeitsdichte der Schadensklasse Vom Anlagenrisiko zur Instandhaltungsstrategie Minimum der Gesamtkosten 25% Statistische Verteilung des Gesamtschadens für Simulationen 20% 15% Risiken aus normaler Geschäftstätigkeit müssen noch aus Cashflow bezahlbar sein 10% 5% 0% nur für Insolvenzbetrachtung relevant Gesamtschaden (Opportunitätskosten + Instandsetzungskosten) Schadensklasse in T 26

27 Learnings Die Schadensverteilung bestimmt das Anlagenrisiko. Die Instandhaltungskosten dürfen nicht allein betrachtet werden. Die beste Instandhaltungsstrategie minimiert die Gesamtkosten. 27

28 Ihre Fragen? Dr.-Ing. Heinz Rieger Instandhaltungsmanagement Infraserv GmbH & Co. Höchst KG Industriepark Höchst Frankfurt am Main Telefon Telefax heinz.rieger@infraserv.com Internet 28

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