Lebenslaufakte für Erneuerbare-Energie-Anlagen:

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1 Lebenslaufakte für Erneuerbare-Energie-Anlagen: Überbetriebliche Kooperation auf Basis einer gemeinsamen Anlagendokumentation Prof. Dr. Antonius van Hoof, Johannes Schmidt , Potsdam DDM 2014

2 Inhalt Zur Person Bedeutung der Lebenslaufakte für den Betrieb von Erneuerbare-Energie-Anlagen Struktur und Definition der Lebenslaufakte gemäß DIN SPEC Weitere relevante Normen und Standards Potentiale zur überbetrieblichen Kooperation Zusammenfassung 2

3 KURZVORSTELLUNG 3

4 Informationen zu den Referenten Antonius van Hoof Bis 2003: Mitglied im Führungskreis Fraunhofer IAO Gründer IAO-Kompetenzzentrum Dokumenten- und Workflow-Management Seit 2003: Professur an der Duale Hochschule Baden-Württemberg Stuttgart Campus Horb Themen: Business Process Management, Software-Technik Johannes Schmidt Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Informatik (InfAI) e. V. an der Universität Leipzig Mitarbeit in der Richtlinienarbeit u.a. bei der Fördergesellschaft Windenergie und andere Erneuerbare Energien e.v., Obmann für das Gremium zur DIN SPEC

5 BEDEUTUNG DER LEBENSLAUFAKTE 5

6 Einführung Erneuerbare Energien bedeutend für die Energiewende in Deutschland Hohe Anzahl an Erneuerbare-Energie-Anlagen in Deutschland Windenergieanlagen: (Quelle Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v.) Photovoltaikanlagen: ca. 1,4 Mio. (Quelle Bundesverband Solarwirtschaft e.v.) Biogasanlagen: ca (Quelle Fachverband Biogas e.v.) Wenig Erfahrung im Anlagenbetrieb im Vergleich zu konventionellen Energieanlagen Betriebsprozesse Sicherstellung des gesicherten Betrieb herausfordernd Normative und juristische Auflagen und Anforderungen 6

7 Wertschöpfungsnetze zur Anlage Wertschöpfungsnetze mit hoher Anzahl an Beteiligten und komplexen Interaktionen Hohes Potential für Innovationen und Kostenreduktion Optimierungspotential für überbetriebliche Kooperation Differenzierung zu konventionellen Energieerzeugungsanlagen Akteursspezifische Informationsbedürfnisse Starker Bezug zum Anlagenlebenszyklus Probleme Heterogenität beim Informationsaustausch Datenverteilung auf verschiedenste Akteure 7

8 Beteiligte Akteure Behörde Netzbetreiber Anlagenhersteller Instandhaltungsdienstleister Betriebsführer Dienstleister Anlagenbetreiber Versicherung Sachverständige 8

9 Lebenslaufakte Verbindendes Element zwischen den Akteuren: Lebenslaufakte (Anlagendokumentation), aber Struktur und Umfang der Lebenslaufakte bisher nicht einheitlich Informationssysteme stellen Lebenslaufakte bereit, jedoch kein zwischenbetrieblicher Datenaustausch Medienbrüche im Datenaustausch als Hemmnis: keine einheitlichen Standards zum Datenaustausch Hohes Datenschutz und Datensicherheitsbedürfnis Verteilung der Daten und Dokumente bei unterschiedlichen Akteuren Bildnachweise: Microsoft / Fotalia 9

10 STRUKTUR UND DEFINITION DER LEBENSLAUFAKTE 10

11 DIN SPEC DIN SPEC Bestandteile und Struktur einer Lebenslaufakte für Erneuerbare- Energie-Anlagen, Status: öffentliche Kommentierung bis zum (DIN SPEC 91303:2014) Ganzheitliche Betrachtung der Anlagendokumentation über sämtliche Lebenszyklusphasen Weitergehende Festlegungen und wirtschaftliche Prototypen notwendig 11

12 Eigenschaften der Lebenslaufakte Fortschreibung der Übergabedokumentation des Anlagenherstellers mit der Betriebs- und Rückbaudokumentation durch den Anlagenbetreiber bzw. Betriebsführer Chronologische, vollständige Dokumentation zur Anlage entlang des gesamten Anlagenlebenszyklus (vgl. auch Schmidt & van Hoof 2013) Rekursives Konzept Obligatorischer Anlagenbezug Rollenbezug Ganzheitlich Vollständig Inner- und überbetriebliche Bedeutung Implementierung der Lebenslaufakte wird digitale Lebenslaufakte genannt 12

13 Ziele der Lebenslaufakte I Einheitliche Strukturierung der Anlagendokumentation für verschiedene Typen von Erneuerbare-Energie-Anlagen Vergleichbarkeit Austauschbarkeit Erleichterter Informationsaustausch zwischen den Akteuren Semantische Festlegungen und Strukturelle Vereinheitlichungen notwendig Berücksichtigung der Anforderungen aller Akteure Harmonisierung Integrierte Sichten auf die Anlagendokumentation Verknüpfung von Informationen und Erschließung implizit vorhandener und neuer Zusammenhänge (ganzheitliches Wissensmanagement) Die Lebenslaufakte als Hilfsmittel für optimalen Anlagenbetrieb 13

14 Ziele der Lebenslaufakte II Quelle: bse Engineering Leipzig GmbH / InfAI 14

15 Elemente der Lebenslaufakte Lebenslaufakte als Container mit Metadaten Anlagenstruktur mit unterschiedlichen Aspekten Erzeugnisstruktur zur Verfolgung der as-running Struktur Dokumentenstruktur Sichten als Hilfsmittel für Bedarfsgerechte Informationsbereitstellung Vorgaben zur individuellen Konfiguration der Lebenslaufakte 15

16 Vereinfachte Struktur der Lebenslaufakte Stamm- und Bewegungsdaten Anlagenstruktur Lebenslaufakte Erzeugnisstruktur LLA LLA LLA LLA Dokumente und Dokumentationen Quelle: eigene Darstellung 16

17 Digitale Lebenslaufakte Technische Realisierung der Lebenslaufakte wird digitale Lebenslaufakte genannt 17

18 WEITERE RELEVANTE NORMEN UND STANDARDS 18

19 Bedeutung von Normen und Richtlinien Starker Bezug auf Normen und Richtlinien Bezug auf etablierten Stand der Technik Erhöhung der Akzeptanz der Anwender Aspekt der Langlebigkeit Vier Bezugsbereiche Dokumentenmanagement / Schriftgutverwaltung Strukturierung von technischen Objekten Strukturierung von Erzeugnissen und Bauteilen Datenmanagement 19

20 Bezugsbereich Dokumentenmanagement / Schriftgutverwaltung DIN EN Dokumentenartenklassifikation Hohe Verbreitung DIN EN Referenzmodell und Metadaten zum Dokumentenmanagement Umfangreiche Definition und Flexibilität Hohe Komplexität Norm weist jedoch Inkonsistenzen auf 20

21 Bezugsbereich Strukturierungsprinzipien DIN ISO/TS 16952, DIN EN Abstraktion vom physischen Aufbau der Anlage Mehrdimensionale Anlagenstrukturierung von technischen Objekten: Funktion, Ort und Produkt Übergänge zwischen den Aspekten Übergänge zum Dokumenten- und Datenmanagement DIN 199 Strukturierung von Erzeugnissen in Bauteile und Bauteilgruppen Erzeugnisstruktur dokumentiert Bauteile der Anlage Aktuelle Übersicht zur Anlage bei fast allen Prozessen benötigt (inkl. Änderungsverfolgung) DIN 4002 zur internationalen Klassifikation Produktmerkmalen 21

22 Verknüpfung von Struktur und Dokumentation Windenergieanlage Funktionale Strukturierung Dokumentenartenklassifikation (DCC) M ABB ABB20 B B ABB30 D ABG ABG10 A DA Datenblätter C ABG11 MDA10 Rotorblatt MDA MDA10 Dokumentenmanagement KF001 DocumentClassification UC001 classname classificationsystem GP001 Document MDA11 referenceobject 22

23 Bezugsbereich Datenmanagement Stammdaten Keine einheitlichen Anlagenstammdaten Herkunftsnachweisregister (Umweltbundesamt) Biogasregister (DENA) Nachhaltige Biomasse-System - Nabisy (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung) Photovoltaikanlagenregister (Bundesnetzagentur) EEG-Anlagenstammdaten (Übertragungsnetzbetreiber) Anlagenregister gemäß Anlagenregisterverordnung (Referentenentwurf 2014) Spezifische Eigenschaften je nach Anlagentyp Anwendung des Sichtenkonzeptes für bedarfsgerechte Informationen 23

24 Bezugsbereich Datenmanagement Ereignis und Service FGW TR 7 D2 ZEUS (Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel) Einheitliche Beschreibung des Anlagenzustands Trennung zwischen Anlagen- und Elementzustand Dokumentation von Ursachen, Kritizität, einzuleitenden Maßnahmen, Verantwortlichkeiten, FGW TR 7 D3 GSP (Global Service Protocol) XML basiertes Austauschformat für Daten zur Wartung und Instandhaltung von Energieanlagen Fokus auf Auftrags- und Berichtsobjekte Als Austauschformat für digitale Lebenslaufakte auf Basis von GSP denkbar 24

25 Bezugsbereich Datenmanagement Betriebsdaten DIN EN und DIN EN Umfängliche Normenreihen zur Beschreibung von Informationsmodellen Inhaltliche Zusammenfassung von Wertdefinitionen zu sog. Logical Nodes Definierte Semantik und strukturelle Festlegung von Werten und Einheiten Hierarchische Struktur der Daten Spezifische Anpassung für Windenergieanlagen in DIN EN

26 Normative Zusammenhänge Dokumente Daten Anlagenstruktur DIN EN DIN EN DIN ISO/TS DIN FGW TR 7 D DIN EN DIN EN Stammdaten Ausrüstungsteile 26

27 POTENTIALE ZUR ÜBERBETRIEBLICHEN KOOPERATION 27

28 Prozesse und Dienstleistungen in der erneuerbaren Energien Domäne Vereinheitlichung von Prozessen notwendig Verbesserte Kooperation Höhere Prozesseffizienz Entwicklung eines Prozessframeworks zur Lebenslaufakte Klassifikation von Dienstleistungen für die technische Betriebsführung von Erneuerbare-Energie-Anlagen in DIN SPEC enthalten (DIN SPEC 91310) Ziel der Vergleichbarkeit von Dienstleistungen Sehr viele Dienstleistungen mit Dokumentationsbezug Ausblick Anreicherung um Prozessbeschreibung und Informationsmodelle Explizite Dokumentation der Ansatzpunkte für die Lebenslaufakte Verbessertes Prozessverständnis und höhere Prozessqualität 28

29 Digitale Lebenslaufakte als zentrales überbetriebliches Integrationsartefakt Datenaustausch über die digitale Lebenslaufakte Integrierte Sicht auf die vollständige Dokumentation zur Anlage Navigierbarkeit der Informationen und Daten Neuartige Dienstleistungen und Kooperationen möglich Engere technische Integration der Akteure 29

30 Gesamtverständnis Lebenslaufakte Drei Betrachtungsebenen zur Lebenslaufakte 1. Lebenslaufakte als Konzept Definition und Abgrenzung Methoden zur Lebenslaufakte Lebenszyklus Lebenslaufakte Struktur und Methoden 2. Lebenslaufakte als Informationsmodell Modellierung Entitäten Informationsmodell 3. Lebenslaufakte als Anwendungssystem Betriebliches Anwendungssystem Funktionen und Prozesse Anwendungssystem 30

31 ZUSAMMENFASSUNG 31

32 Zusammenfassung Der effiziente und gesicherte Anlagenbetrieb von Erneuerbare-Energie- Anlagen ist maßgeblich von der Dokumentation zur Anlage abhängig Einheitliche Struktur für die Lebenslaufakte notwendig, um Kooperation zu stärken und sowohl technische als auch semantische Heterogenitäten abzubauen Digitale Lebenslaufakte als überbetriebliches Integrationsartefakt zur Verbesserung bestehender Geschäftsbeziehungen und Erschließung neuartiger Dienstleistungen Lebenslaufakte muss sich sowohl ganzheitlich als auch bedarfsgerecht konzipiert sein Sichtenkonzept Normen und Standards als Basis 32

33 CVtec Konkretisierung und Verfeinerung im Rahmen des Forschungsprojektes CVtec (ab 09/2014, BMBF Projekt). CVtec Ein integratives Rahmenwerk zum ganzheitlichen Wissensmanagement im Lebenslauf von technischen Anlagen Interdisziplinäres Projekt (Energiewirtschaft, technischer Anlagenbau und Facility Management) Interessierte Partner für Evaluation können uns gern ansprechen 33

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr. Antonius van Hoof DHBW Stuttgart Campus Horb 34

35 Literatur BSW Solar: Statistische Zahlen der deutschen Solarstrombranche (Photovoltaik), r_faktenblatt_photovoltaik.pdf BDEW: Statistiken, Fachverband Biogas e.v.: Branchenzahlen, _Biogas%20Branchenzahlen_ pdf Schmidt et. al. 2013: Johannes Schmidt, Antonius van Hoof und Stefan Kühne: Konzeption einer digitalen Lebenslaufakte für Erneuerbare-Energie-Anlagen In: Energieinformatik 2013, 2. D-A-CH Energieinformatik Konferenz, Wien, November 2013 (Editors: Peter Palensky). Östereichische Computer Gesellschaft ISBN:

36 Literatur DIN SPEC 91303: Bestandteile und Struktur einer Lebenslaufakte für Erneuerbare-Energie-Anlagen, DIN e.v., 2014 DIN SPEC 91310: Klassifikation von Dienstleistungen für die technische Betriebsführung von Erneuerbare-Energie-Anlagen, DIN e.v.,