Methoden und Herausforderungen der Kennwertebildung zur Prozesssteuerung und -überwachung im Betrieb von Offshore Windparks

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1 Methoden und Herausforderungen der Kennwertebildung zur Prozesssteuerung und -überwachung im Betrieb von Offshore Windparks Mandy G. Ebojie RAMS LCC Expertenforum Dresden

2 KrOW! Kosten- und risikogesteuerter Betrieb von Offshore Windparks Verbundpartner Hochschule Bremen (Projektkoordination) IZP Dresden mbh Universität Hamburg EWE Erneuerbare Energien GmbH BTC Business Technology Consulting AG Offshore Windparks alpha ventus und RIFFGAT Projektlaufzeit: 12/ /2017 Gefördert mit 1,4 Mio. durch RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

3 Inhalt 1 Hintergrund und Motivation für Kennwerte 2 Methode zur Bestimmung geeigneter Kennwerte 3 Herausforderung & Berechnung 4 Fazit

4 1. Hintergrund und Motivation für Kennwerte der Prozesse in OWPs

5 Offshore Windpark im Betrieb Helmut Brunken / PIXELIO www. kentishflats.co.uk Stromerzeugungskosten 12,8-14,2 ct/kwh Betriebskosten ca. 3,4 ct/kwh Kostensenkungspotential: bis zu 7,8% (SGK 31%) (Prognos und Fichtner, 2013) RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB [Kost et al. 2013, S.16]

6 Und wie Betriebskosten senken? Betrieb optimieren durch Messung und Steuerung der Prozesse Steuerung Kennwert A,B..n Input A,B..n Einzelne Prozessschritte Output 1,2 n Ressourcen A,B..n Prozesswirksamkeit Prozessorientierter Ansatz aus QM 9001:2015 Messung Prozesse mittels Leistungsindikatoren/Kennwerten Kennwert A,B,..n RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

7 Beispiel: Anlagenwartung Kennwert? Erforderliche Eingaben Anlagenwartung Personal Betriebsmittel Transportmittel Zeit Anlage gewartet (Leistungserhalt) Dokumentation Abfall (Dokumente, Planung, Rahmenbedingungen) Prozesswirksamkeit RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

8 2. Methode zur Bestimmung geeigneter Kennwerte Schließlich stellt sich heraus, dass es an einer methodischen Vorgehensweise mangelt, die zur Prozess-Steuerung relevanten Kennzahlen zu identifizieren (Ropers In: Controller Magazin, 2013, S.4)

9 Was benötige ich zur Bestimmung? Prozessverantwortlicher Prozesskenntnis Manager Fachkenntnis Ziele Befugnisse 1. Prozessdokumentation 2. Prozessziele 3. Stör- und Einflussgrößen Controller Zahlen, Daten, Fakten Methodenkenntnis wenig Prozesskenntnis QM-Beauftragter Normkenntnis RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

10 1. Prozessdokumentation Prozesse auf geeigneter Ebene RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB [GOWOG, 2015, S.55]

11 2. Welche Kennwerte benötige ich? Aufstellen von Prozesszielen Konkret formuliert, unter Berücksichtigung von Unternehmenszielen Methode: z.b. CTQ-Treiberbaum (Qualität, Kosten, Zeit) Ermittlung von Störgrößen Kenntnis notwendig, was Prozessleistung negativ beeinflusst Zur Steuerung der Prozesse und Vermeidung von Überraschungen Einbezug der Erfahrungen der Mitarbeiter Beispiele: fehlerhafte Wetterprognose; Überstiegssystem lässt sich schwer sichern; Methoden: Ishikawa-Diagramm, Risikoanalyse, FMEA Auswahl von Kriterien Prozess xyz Störgrößen Messbarkeit, Verständlichkeit, Beeinflussbarkeit, o.a. (Gleich, 2011; DGQ,2010; DGIQ, 2016) RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

12 Anlagenwartung Beispiel Prozess Wartung Treiber Prozessziel Kennwert zur Messung des Prozessziels Qualität Zeit Kosten Anlagenleistung bzw. Abnutzungsvorrat erhalten Prozessstabilität überwachen Leerlauf- und Wartezeiten minimieren Entgangene Energieerträge minimieren Abwicklung mit eingeplanten Ressourcen Erfüllungsgrad Anzahl der Einsatzabbrüche Nettoarbeitszeit Durchlaufzeit Opportunitätskosten Wartungskosten Störgrößen: fehlerhafte Wetterprognose oder Wetterumschwung, etc RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB 12

13 3. Hindernisse und Berechnung der Kennwerte von Prozessen in OWPs

14 [Greiner et al., 2015] - onshore - - offshore - Wetterdienst Flughafen Bundespolizei Betriebsgesellschaft Helikopter Seekabel Umspannwerk Innerparkverkabelung Zoll Offshore- Windenergie- Anlage (OWEA) Ext. IH-Unternehmen Seehafen Personnel Transfer Vessel Interaktionen Personal Material Abfall Abfallentsorger Informationen Finanzen Transportunternehmen Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB Station Service- RAMS-LCC OWP- Gewerke Schnittstellen aus Sicht der Betriebsgesellschaft -Wartung-

15 [Greiner et al., 2015] - onshore - - offshore - Flughafen Wetterdienst Betriebsgesellschaft Problem: Bundespolizei - Unterschiedliche Datenformate Offshore- Windenergie- - überwiegend Anlagen bezogene Daten Anlage (OWEA) Zoll - unzureichender Datenaustausch zw. Betriebsgesellschaft u. Hersteller - Ansätze und Lösungsmöglichkeiten werden bisher nicht einheitlich Personnel Seehafen Transfer Vessel genutzt, Ext. z.b. Global Service Protocol (GSP) und Zustands-Ereignis- IH-Unter- Ursachen Schlüssel (ZEUS), RDS-PP, digitale Lebenslaufakte nehmen Helikopter Interaktionen Seekabel Umspannwerk Innerparkverkabelung Personal Material Abfall Abfallentsorger Informationen Finanzen Transportunternehmen Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB Station Service- RAMS-LCC OWP- Gewerke Schnittstellen aus Sicht der Betriebsgesellschaft -Wartung-

16 Beispiel: Kennwert entgangener Energieertrag durch Wartung (a) (b) Entgangener Energieertrag durch Wartung Stillstandszeit durch Wartung in MWh h 0 MWh Wartung, Anlage 11,3 m/s 0,9 MW steht Mess- und Zählwerte Ereignisse Wetterdaten Leistungskennlinie Aufbereitung Berechnung/Analyse Auswertung c c RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

17 Beispiel: Kennwert entgangener Energieertrag durch Wartung Mess- und Zählwerte Ereignisse Wetterdaten Leistungskennlinie Datenaufbereitung: Korrektur Windgeschwindigkeitsdaten Filterung, Matching harmonisiertes Datenmodell = einheitliche Benennung, z.b. Fehlercodes nach IEC Ersatzwertbildung Überprüfung der Datenqualität : Beseitigung von Fehlern Abgleich mit Einsatzberichten/Protokollen, Einbinden von Metainformationen Allokation Wartung, Gutachten, Abarbeitung NCR RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

18 Auswertung Datenreihe 1 Datenreihe 2 Datenreihe 3 Entgangener Energieertrag 0 OWEA 1 OWEA 2 OWEA 3 OWEA 4 Wartung bei Windstille, maximale Dauer = Wetterfenster Anlagenwartung Anlage gewartet (Leistungserhalt) Dokumentation Personal Betriebsmittel Transportmittel Zeit Opportunitätskosten = x RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

19 4. Fazit

20 FAZIT Herausforderungen der Branche liegen in Fülle von Akteuren, verschiedenster Datenquellen, Datenformaten Stärkere Zusammenarbeit und Datenaustausch zwischen Herstellern und Betreiber notwendig -> abgestimmtes IT-System und Kommunikation -> Verwendung entwickelter Datenaustauschformate Ermittlung und Berechnung von Kennwerten möglich, aber noch aufwändig Eigene Prozessdatenbank zur Reduzierung des Aufwandes für die Datenaufbereitung und zur Ermöglichung bspw. Prozesskostenrechnung RAMS-LCC Expertenforum, Mandy G. Ebojie HSB

21 Vielen Dank! Mandy G. Ebojie Neustadtswall 30 D Bremen T F info@hs-bremen.de hs-bremen.de