Dr.-Ing. Bernhard Leidinger: Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung: Der plenum Ansatz

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1 Dr.-Ing. Bernhard Leidinger: Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung: Der plenum Ansatz Vortrag auf der VGB-Fachtagung Dampferzeuger, Industrie- und Heizkraftwerke 2010 am 1. September in Hannover

2 Klicken Zuverlässigkeitsorientierte Sie, um das Titelformat Instandhaltung: zu bearbeiten Kostensenkung bei erhöhter Verfügbarkeit Bei der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung handelt es sich um eine Methodik zur systematischen Re-Fokussierung des Instandhaltungsaufwands. Risiko- und Bottleneck-Anlagen werden nach Neuausrichtung intensiver Instand gehalten als zuvor. Bei Anlagen, die nicht zu dieser Kategorie gehören, wird der Aufwand deutlich reduziert. In Summe ergeben sich hierdurch deutliche Kosteneinsparungen gegenüber der Ausgangssituation bei gleichzeitig höherer Verfügbarkeit. Die meisten Unternehmen haben die ersten Schritte zur Implementierung der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung vollzogen. Aufgrund methodischer Barrieren wird jedoch in den meisten Fällen weder das Maximum an Einsparungen noch der beabsichtigte Gewinn an Zuverlässigkeit in der erwarteten Höhe erreicht. Die Weiterentwicklung der Instandhaltungsstrategie birgt hohe Potenziale

3 Klicken Instandhaltung Sie, um zwischen das Titelformat Vergoldungsvorwurf zu bearbeiten und Versagensnachweis durch Betriebsausfälle Das Instandhaltungsmanagement steht grundsätzlich stets entweder unter dem Vorwurf, durch Vergoldungsmentalität zu hohe Mittel zu verbrauchen und/ oder dem Vorwurf zu geringe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erreicht zu haben. Die Forderung lautet, mit weniger Mittelaufwand mehr zu erreichen! Fragetyp 1: Fragetyp 2: Wie kann ich ohne Erhöhung der Instandhaltungskosten die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit meiner Anlagen steigern? Wie kann ich ohne Verlust an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit meiner Anlagen die Instandhaltungskosten senken? Fragetyp 3: Wie kann ich den Instandhaltungsaufwand meiner Anlagen an die energiewirtschaftlich geforderte Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit anpassen?

4 Klicken Zuverlässigkeitsorientierte Sie, um das Titelformat Instandhaltung zu bearbeiten unterschiedlich weit umgesetzt In sehr vielen Unternehmen wurde die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung bereits ansatzweise implementiert. In den meisten Fällen fehlt jedoch die Methodik, noch größere Erfolge bei der Senkung der Instandhaltungskosten sowie bei der Steigerung der Anlagennutzbarkeit zu erzielen. Standard Fortgeschritten Weiterentwickelt Zukunftsweisend Viele Unternehmen führen ihre Instandhaltung auf Basis von Herstellerempfehlungen und eigenen Erfahrungen durch und intensivieren den Aufwand in kritischen Bereichen Anwendung analytischer Risikobewertungsmethoden meist halb quantitativ und basierend auf der Bewertung der technischen Degradation von Teilsystemen der Anlage Verwendung von Instandhaltungspriorisierungswerkzeugen, die die Auswirkungen der Maßnahmen auf den technischen Zustand von Teilsystemen der Anlage abbilden Analyse des Beitrags von Elementen auf die Verfügbarkeit der Gesamtanlage mit dem Ziel Einsparungen zu erwirken und gleichzeitig die Zuverlässigkeit zu steigern Steigender Umsetzungsgrad der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung Weitere Potenziale können erschlossen werden

5 Klicken Typische Sie, Vorgehensweise: um das Titelformat zu bearbeiten Nur begrenzter Einfluss auf die Kostensituation Die typische Vorgehensweise basiert auf erlittenen Schadenerfahrungen: die Eintrittswahrscheinlichkeit von Ereignissen, die früher Betriebsunterbrechungen zur Folge gehabt haben, wird durch Intensivierung der Vorsorge verringert. Mögliche Streichungen anderer Maßnahmen erfolgt nur auf Budgetdruck. Basis für Entscheidungen Frühere/ erwartete Ereignisse Instandhaltungsprioritäten Risikoreduktionsstrategie Budgets in Gesamt- Planung Strategische Ziele Technischer Instandhaltungsplan Anlage xyz Anlagensichtweise Unternehmenssichtweise Begrenzungen Die Weiterentwicklung der Instandhaltungsstrategie betrifft nur Revisionen und Projekte. Sie basiert auf der Bewertung von Abnutzungen, enthält jedoch keine Zuverlässigkeitsprognose Anlagensichtweise Das Tagesgeschäft der Instandhaltung wird bei vielen Unternehmen nur bei Budgetverknappung und dann nur im Rahmen von Priorisierung in Frage gestellt Unternehmensweiter Wirtschaftplan Instandhaltung

6 Klicken Vergleich Sie, mit um den das Besten Titelformat zeigt große zu bearbeiten Potenziale zur Weiterentwicklung Typische Vorgehensweise Systematische top down Vorgehensweise, basierend auf der Analyse der erwarteten Abnutzung von Teilsystemen Geringe Chancen, den Aufwand zu reduzieren Betriebskosten inkl. vorbeugender Instandhaltung, Schadenreparatur und Betriebsausfallkosten Top down, definierte Kombination von Maßnahmen in Abhängigkeit der Erfahrungen, prognostizierter Abnutzung und Priorisierung Erreichbares Minimum der Betriebskosten Ereignisbasiert Zeitbasiert Zustandsbasiert Grad der Umsetzung der vorbeugenden Instandhaltung Zukunftsweisend Systematische bottom up Entscheidung, basierend auf den Risiko- und Engpasseinfluss von Elementen Chance, den Aufwand anzupassen Betriebskosten inkl. vorbeugender Instandhaltung, Schadenreparatur und Betriebsausfallkosten Bottom up, definierte Kombination von Maßnahmen zur Erreichung des Kostenminimums Erreichbares Minimum der Betriebskosten Ereignisbasiert Zeitbasiert Zustandsbasiert Zuverlässigkeitsbasiert Grad der Umsetzung der vorbeugenden Instandhaltung

7 Klicken Strukturierter Sie, um Ansatz das Titelformat bietet Möglichkeit zu bearbeiten zur evolutionären Selbstzentrierung Typische Vorgehensweise Individueller Ansatz je Anlage Flottenabgleich nur im Priorisierungsprozess Geringer Nutzen des Feedbacks Block 1 Block 2 Block 3 Erfahrungen Priorisierung IH-Anforderung IH-Anforderung IH-Anforderung Abnutzungserwartung Zentrale Budgetfreigabe Geplante Stillstände Instandhaltungsplan Gemeinsame Planung aller IH-Maßnahmen Integrierter Ansatz in einem Schritt Datenbasis für Weiterentwicklung Zukunftsweisend Block 1 Block 2 Ganzheitliche Strategie Priorisierung Instandhaltungsstrategie Ersatzteilstrategie Block 3 Klassifizierung nach Risiko/ Engpassanlagen und anderen Instandhaltungsplan

8 Klicken Weiterentwicklung Sie, um das der Titelformat Instandhaltungsstrategie zu bearbeiten stiftet großen Nutzen Die Implementierung führt zu einer systematischen Reduktion des Instandhaltunsgbudgets ohne die Zuverlässigkeit zu gefährden. Das Ergebnis verbessert sich durch die Umwidmung der Instandhaltungsbudgets von Gebieten mit geringem Einfluss auf kritische Risikound Engpassbereiche die Betrachtung der Anforderungen von speziellen Bauelementen bezüglich Risikound Engpassauswirkung auf das System die Sicherstellung einer unternehmensweit einheitlichen Vorgehensweise, die Vergleiche zwischen Anlagen zulässt die Berücksichtigung individueller Anlagencharakteristika (wie Brennstoffe, Größe/ Kapazität sowie bisheriger und geplanter Einsatz) die Unterstützung durch eine technische Wissensdatenbank mit Erfahrungen aus Schadensfällen und durchgeführten Maßnahmen

9 Klicken Projektbeispiel Sie, um das Titelformat zu bearbeiten Das klingt ja theoretisch alles ganz schön, aber wie soll das gehen?

10 Klicken Typische Sie, Aufgabenstellung um das Titelformat zu bearbeiten Stadtwerke XY (nachfolgend SWXY) beabsichtigt, das Instandhaltungsmanagement für Kraftwerke weiter zu entwickeln. Statt der Zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung hat man den Begriff der Risikoorientierten Instandhaltung (was auch besser ist) gewählt. Ausgangssituation SWXY betreibt die Heizkraftwerke A und B an zwei Standorten im Stadtgebiet Die Instandhaltung erfolgt mit ca. 50 eigenen Mitarbeitern sowie mit Fremdfirmen Im Benchmarkingvergleich mit anderen kommunalen Versorgern ist SWXY gut positioniert Dennoch besteht Interesse an Weiterentwicklung von Strategie und Steuerung Risikoorientierte Instandhaltung 1. Risikoidentifikation 2. Risikobewertung 3. Risikostrategie 4. Risikohandhabung 5. Risikocontrolling Erstellung Methodik und Aufbau einer Systematik zur Weiterentwicklung des Instandhaltungsmanagements für Kraftwerke Randbedingungen Bisher überwiegend Orientierung an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Lebensdauer Zukünftig bewusste selektive Akzeptanz von Bauteilversagen beabsichtigt Orientierung der Instandhaltungsstrategie an Wahrscheinlichkeiten und Auswirkungen Umsetzung der Weiterentwicklung gemeinsam mit den internen Mitarbeitern

11 Klicken Orientierung Sie, um Instandhaltungsmanagement das Titelformat zu bearbeitenam klassischen Risikomanagementprozess Der standardisierte Risikomanagementprozess sieht eine wiederkehrende Identifikation und Bewertung von Risiken, gefolgt von Strategieerstellung und Handhabung der Risiken sowie der möglichen Auswirkungen vor. Dieser Prozess wird durch ein Risikocontrolling unterlegt. Risikoidentifikation Risikomanagementprozess Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling

12 Klicken Schritt Sie, 1 im um Risikomanagementprozess: das Titelformat zu bearbeiten Risikoidentifikation Zur Risikoidentifikation werden die zu betrachtenden Anlagen auf Basis des KKS-Systems analysiert. Da die Struktur zu den unteren Ebenen hin immer umfangreicher wird, wird herausgearbeitet, wie weit die Betrachtungstiefe erfolgen muss. Risikoidentifikation anhand KKS-Struktur Risikomanagementprozess Risikoidentifikation Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Turbine Hauptmaschinensatz Generator Sperr-/ Heiz- Kühldampfsystem nicht elekt. Steuer-/ Regel-/ Schutzorgane Elektrische Steuer-/ Regel-/ Schutzorgane Gehäuse Läufer Ventile Welle FD-SS- Ventile Wellendreheinrichtung MAA MAB MAC MAD MAG MAJ MAK MAN MAV MAW MAX MAY HD MD ND Konden- Evakuierung Umleit- Schmier- Lagerung sations- anlage Station medium- versorgung Turbine Turbine Turbine Aussengehäuse Innengehäuse Leitbeschaufelung Laufbeschaufelung FD- Stellventile

13 Klicken Typische Sie, Projektergebnisse: um das Titelformat zu bearbeiten Beispiel für Priorisierung von Anlagenbereichen Beispiel Die Identifikation der Risiko- und Engpassanlagen erfolgt top-down unter Nutzung der KKS Struktur. Aggregate, die nicht als kritisch eingestuft werden, brauchen nicht mehr auf Elementebene analysiert werden. Beispielanlage GAVO/LUVO/Frischlüfter/Saugzug Turbine Generator/Trafo Armaturen/Umleitstation Brennstoffversorgung Kondensat-/Speisewassersystem Kesseldruckkörper/ Dampfleitungen Sonstige elektrische Teilsysteme Leittechnik Summe Betroffene Aggregate Betroffene Elemente ) 870 1) mehrheitlich den anderen Systemen zugeordnet

14 Klicken Schritt Sie, 2 im um Risikomanagementprozess: das Titelformat zu bearbeiten Risikobewertung Die Bewertung der identifizierten Risiken erfolgt anhand einer Risikomatrix. Hier werden Ereignisauswirkungen über deren Eintrittswahrscheinlichkeit aufgetragen (bzw. auch umgekehrt). Die systematische Bewertung dient als Grundlage für die Risikostrategie. Risikomatrix Risikoidentifikation Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Risikomanagementprozess Ereignisauswirkung Eintrittswahrscheinlichkeit Ereignisauswirkungen: Direkte Schadenhöhe Technische Folgeschäden Betriebsunterbrechung Eintrittswahrscheinlichkeiten: unterjährig im Intervall zwischen Revisionen darüber hinaus

15 Klicken Typische Sie, Projektergebnisse: um das Titelformat zu bearbeiten Alternative Risikobewertung durch Engpassanalyse Beispiel Die Engpassanalyse dient der Risikobewertung bezüglich möglicher Blockausfälle. Sie erfolgt gemeinsam mit den Mitarbeitern des Kundenunternehmens, da nur diese die bestehende Auslegung inkl. der Redundanzkonzepte kennen. Anlage Bestehendes Redundanzkonzept Bottleneck- Komponenten Konsequenz bei Ausfall einer Bottleneck-Komponente Kohlemühle 3 x 35% Zuteiler, Sichter, Mühlenluftsystem Lasteinschränkung des Blockes: 30% bis Mühle wieder klar Frischlüfter 1x 100% Gebläse Blockausfall Förderbänder 1x Förderweg 2 Silos-Tagesbunker Transportband Lasteinschränkung da Gasfeuerbetrieb bis 50% Leistung möglich Saugzug 1x 100% Gebläse Blockausfall LUVO/GAVO je 1x 100% Pakete, Antrieb, Wascheinrichtung Lasteinschränkung bis Blockausfall Primärluftgebläse 1x 100% Gebläse Lasteinschränkung bis Blockausfall

16 Klicken Schritt Sie, 3 im um Risikomanagementprozess: das Titelformat zu bearbeiten Risikostrategie In der Risikostrategie werden bestimmten identifizierten und bewerteten Risiken grundsätzliche Maßnahmen zugeordnet. Das kann beispielsweise bedeuten, dass bestimmten Risikoarten durch Erhöhung prophylaktischer Maßnahmen und anderen durch Reduktion dieser Maßnahmen begegnet wird. Entscheidungsbaum bzgl. Auswirkung Risikoidentifikation Mögliche Auswirkung Risikomanagementprozess Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Personen-/Umweltschaden oder Blockausfall Andere Prophylaktische 1) Maßnahmen Prophylaktische 1) Lagerhaltung Ereignisbasierte 2) Maßnahmen Ereignisbasierte 2) Beschaffung 1) So wenig wie möglich aber auf jeden Fall vor dem Ereignis 2) Erst nach dem Ereignis

17 Klicken Stoßrichtung: Sie, um das bewusste Titelformat Akzeptanz zu bearbeiten bestimmter Bauteilausfälle Unter der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung versteht man strategische Entscheidungen zur bewussten Akzeptanz von Ausfällen an bestimmten Bauteilen, die weder sicherheitsrelevant sind noch eine Betriebsunterbrechung (ungeplantes Abfahren des Blocks) verursachen. Aufwand ereignisbasiert Die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung wird da bei ihr Ausfallrisiken bewertet werden auch risikobasierte Instandhaltung genannt zeitbasiert zustandsbasiert risikobasiert Instandhaltungskosten inkl. bewertete Betriebsunterbrechung 100% reaktiv 100% präventiv Umsetzungsgrad der vorbeugenden Instandhaltung

18 Klicken Schritt Sie, 4 im um Risikomanagementprozess: das Titelformat zu bearbeiten Risikohandhabung In der Risikohandhabung werden die zuvor erarbeiteten Strategien für die Instandhaltung auf Komponentenebene herunter gebrochen. Hierbei wird grundsätzlich zwischen fünf verschiedenen Methoden unterschieden: Vermeidung, Reduktion, Begrenzung, Transfer und Akzeptanz. Aktivitäten zur Beeinflussung des Risikoprofils Risikovermeidung z.b. Häufigkeit von Wartungen Risikoidentifikation Risikomanagementprozess Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikoreduktion Risikobegrenzung z.b. Häufigkeit von Inspektionen z.b. Umfang von Redundanzen Risikocontrolling Maßnahmen zur Handhabung der Auswirkungen Risikotransfer z.b. Inhalte von Serviceverträgen Risikoakzeptanz z.b. Flexibilität Kraftwerksservice

19 Klicken Typische Sie, Projektergebnisse: um das Titelformat zu bearbeiten Beispiel für neues IH-Management Beispiel Nutzung einer Erfassungssoftware auf Basis von Excel-Listen, in denen den Anlagenaggregaten und -elementen Instandhaltungsstrategien und Reserveteilstrategien zugeordnet werden. Anlage Aggregat Element IH-Strategie Reserveteil- Strategie

20 Klicken Schritt Sie, 5 im um Risikomanagementprozess: das Titelformat zu bearbeiten Risikocontrolling Risikocontrolling überprüft laufend die Erfolge der Prozesse und steuert Verbesserungen ein, wo immer erforderlich. Hierzu werden Kennzahlen benötigt, die als Messkriterien herangezogen werden können. Prozesssteuerung über Messkriterien Risikomanagementprozess Risikoidentifikation Risikobewertung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Initiierung Verbesserung der Prozessparameter Prozessdurchführung M Messung Ergebnis Beispiel für Messungen: Häufigkeit und Umfang der Maßnahmen Aufwand der Maßnahmen Einhaltung Instandhaltungsbudget Einhaltung Verfügbarkeitsvorgabe Weitere Kennzahlen

21 Klicken Typische Sie, Projektergebnisse: um das Titelformat zu bearbeiten Kennzahlen betreffen Aufwand und Ertrag Beispiel Aus verschiedenen vergleichbaren Projekten liegt eine Vielzahl an Kennzahlen vor, die im Rahmen der Zusammenarbeit auf die Eignung für den Kunden geprüft werden und gegebenenfalls gemeinsam angepasst werden. Relevante Fragestellungen Kennzahlen Aufwandskennzahlen Wurde an Risiko- und Engpassanlagen genügend Instandhaltung durchgeführt? Wurde zu viel Vergoldung durchgeführt? Welche Aufgaben sollten selber, welche durch fremde Dienstleister durchgeführt werden? Ausfallraten Risiko- und Engpassanlagen Prophylaxe-Kennzahl für unkritische Anlagen Make-or-Buy-Kennzahlen Ertragskennzahlen Was ist von Störung betroffen? Wodurch ist es betroffen? Welche Auswirkungen hat es für den Betrieb? Ausfallkennzahlen Kennzahlen zum Ursachencode Unterbrechungskennzahlen

22 Ihr Kontakt Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten Dr.-Ing. Bernhard Leidinger Geschäftsführer plenum International Management Consulting GmbH Berliner Allee Düsseldorf Festnetz: (0)-484 Fax: Mobil: Unternehmenshauptsitz: Hagenauer Straße 53, Wiesbaden