Einführung digitaler Anlagendokumentation und elektronischer Instandhaltung bei der GWV Fulda GmbH Bernd Winter, Dr.-Ing. Christoph Schöpfer und Jürgen Peiler Einleitung Zur Sicherstellung einer hygienisch einwandfreien Trinkwasserversorgung ist der konsequente, nachhaltige Schutz der Wasserressourcen genauso wichtig wie gut funktionierende, zuverlässige technische Anlagen für die Gewinnung, Aufbereitung, Speicherung und Verteilung des Trinkwassers. Dabei gehören größtmögliche Effizienz und Versorgungssicherheit bei hoher Qualität und Anlagenverfügbarkeit zu den essentiellen Zielen eines Wasserversorgungsunternehmens. Der Betrieb von Anlagen der Wasserversorgung, wie z. B. Tiefbrunnen, Wasserwerke, Hochbehälter und anderer dezentraler Betriebseinrichtungen erfordert eine verlässliche Dokumentation des bau-, maschinen- und elektrotechnischen Bestands, um bei Bedarf schnell und gezielt an zeitnahe Informationen und fundierte Daten zu gelangen. Wegen der ständig zunehmenden Papier- und Datenflut wird es für die Anlagenbetreiber immer schwieriger, aus der Fülle an Informationen genau die Daten abzurufen und zwar in geeigneter Form die für die Beantwortung spezifischer Fragestellungen bei vertretbarem Zeitaufwand geeignet sind. Daraus entsteht zwangsläufig die Notwendigkeit, die Dokumentation in elektronischen Akten zu organisieren. Gerade im Bereich der Instandhaltung und Qualitätssicherung sowie zur Erfüllung gesetzlicher Bestimmungen ist eine strukturierte Arbeitsvorbereitung und optimale Nutzung limitierter Ressourcen zwingend erforderlich. Moderne IT-Lösungen sind zur Abwicklung des Instandhaltungsmanagements geradezu prädestiniert und tragen somit zur Zukunftsfähigkeit eines Wasserversorgungsunternehmens bei. Aufgrund guter Erfahrungen mit dem für die Sparte Gas konzipierten Softwaresystem K3V-Energiewirtschaft bei der Gas- und Wasserversorgung Fulda GmbH (GWV Fulda GmbH) erhielt die BIK Anlagentechnik GmbH (BIK)/Björnsen Beratende Ingenieure GmbH (BCE) den Auftrag, für die Wasserversorgungsanlagen der GWV Fulda GmbH eine Bestandsdokumentation zu erstellen sowie die Instandhaltungsaufgaben zu organisieren. Zu diesem Zweck sollte die Fachschale Wasser des Daten- und Informationsmanagementsystems K3V eingesetzt werden. Daten- und Informationsmanage mentsystem K3V Fachschale Wasser Das modulare Softwaresystem K3V ist ein Standardprodukt, das speziell für den Einsatz in Unternehmen der Energie- und Wasserwirtschaft entwickelt wurde. Mit den derzeit verfügbaren Fachschalen Gas, Wasser, Strom und (Fern-)wärme können die branchentypischen Anforderungen der jeweiligen Sparte für die Planung, Dokumentation und Instandhaltung auf der Grundlage relevanter Regelwerke und gesetz licher Bestimmungen erfüllt werden. Die Fachschale Wasser ist ein ausgereiftes Werkzeug, optimal abgestimmt auf die technischen Anforderungen, Bedürfnisse und Arbeitsweisen in der Wasserversorgung. Das Daten- und Informationsmanagementsystem besteht im Wesentlichen aus einer zentralen Datenbank und einer grafischen Benutzeroberfläche. Analog zum Windows-Explorer wird der gesamte Anlagenbestand übersichtlich in einer hierarchischen Baumstruktur dargestellt. Die Naviga tion als zentrales Verwaltungsinstrument ermöglicht die Abbildung komplexer Versorgungsstrukturen und gewährleistet die volle Flexibilität zur Anpassung auf Erfordernisse im Einzelfall. Durch hohe fachschalenübergreifende Funktionalität, intuitive und damit anwenderfreundliche Bedienungsführung erfährt K3V eine hohe Akzeptanz beim Nutzer. Mit der Fachschale Wasser schufen die Software-Entwickler gemeinsam mit den BCE Ingenieuren eine zusätzliche Appli kation, nachdem das eigens für die Sparte Gas entwickelte Programm bereits erfolg reich eingeführt worden war. Damit steht Querverbundunternehmen wie der GWV Fulda GmbH nun ein durchgängig anwendbares Programmsystem für die Anlagendokumentation und Instandhaltung zur Ver fügung. Gas- und Wasserversorgung Fulda GmbH Die GWV Fulda GmbH versorgt die Stadt Fulda und deren Umgebung mit Erdgas, Fernwärme und Trinkwasser. Gleichzeitig ist das Unternehmen für die Betriebs- und Geschäftsführung der Gas- und Wasserversorgung Osthessen GmbH zuständig, die den Landkreis Fulda, den Vogelsbergkreis und Teile des Main-Kinzig-Kreises mit Erdgas beliefert und Dienstleistungen im Bereich Trinkwasser für mehrere Kommunen in der Region Osthessen übernimmt. Weiterhin ist die GWV Fulda GmbH im Bereich Contracting tätig und bietet ihren Kunden maßgeschneiderte Lösungen für den Betrieb und die Instandhaltung von technischen Anlagen aller Art an. Die Gesellschafter der GWV Fulda GmbH sind die Stadt Fulda mit 74,9 Prozent und die Thüga AG mit 25,1 Prozent. Historische Entwicklung der Wasserversorgung Die GWV Fulda GmbH als größtes Erdgas- und Wasserversorgungsunternehmen der Region Osthessen wird in diesem Jahr bereits 145 Jahre alt und blickt auf eine lange Tradition zurück. Während die Anfänge der Gasversorgung mit der Errichtung eines Gaswerks und eines Leitungsnetzes auf das Jahr 1863 zurückgehen, begann die Geschichte der Trinkwasserversorgung erst im Jahre 1889 mit dem Bau einer 20 km langen Transportleitung, die das Wasser aus der Rhön in freiem Gefälle dem ersten Hochbehälter der Stadt Fulda zuleiten sollte. Nach dem ersten Weltkrieg wurden eine Brunnengalerie, ein Grundwasserpumpwerk und zwei weitere Hochbe- Wasser Abwasser 149 (2008) Nr. 2 173
gewonnene Rohwasser wird in den beiden zentralen, großen Wasserwerken sowie in den 12 dezentralen, kleineren Wasserwerken aufbereitet. Anschließend wird es in die im gesamten Versorgungsgebiet gelegenen 22 Hochbehälter gepumpt und dort gespeichert. Insgesamt unterhält die GWV Fulda GmbH für die Trinkwasserversorgung der Region etwa 100 Anlagen in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung, -speicherung und -verteilung (siehe Bild 1). Bild 1. Trinkwasserersorgungsgebiet der GWV Fulda GmbH (Stand: 10.01.2008). hälter in Stadtnähe gebaut. Aufgrund der im zweiten Weltkrieg zerstörten Infrastruktur und zur Deckung des steigenden Trinkwasserbedarfs wurde im Jahre 1955 mit dem Ausbau einer weiteren Brunnengalerie sowie der Errichtung eines neuen Wasserwerks begonnen. Die GWV Fulda GmbH erweiterte ihr Versorgungsgebiet durch die Übernahme der Trinkwasserversorgung der Großgemeinde Eichenzell (1976) und der Großgemeinde Ebersburg (1980). In den folgenden Jahren wurde neben der Errichtung und dem Betrieb mehrerer kleiner, dezentraler Wasserwerke im Jahre 1997 ein zweites großes Wasserwerk mit moderner Aufbereitungstechnik in Betrieb genommen. Mit dem weiteren Ausbau ihres Dienstleistungsangebotes hat die GWV Fulda GmbH seit dem Jahre 2004 durch die GWV Osthessen GmbH die technische Betriebsführung der Trinkwasserversorgung der Stadt Gersfeld (Rhön) übernommen. Aufgrund der sehr guten Erfahrungen mit diesem Betriebsführungsmodell bietet die GWV Fulda GmbH auch anderen Kommunen der Region ihre Dienstleistungen im Bereich der Trinkwasserversorgung an. Geographische Lage der Wasserversorgungsanlagen Das Versorgungsgebiet der GWV Fulda GmbH umfasst wasserseitig die Stadt Fulda mit ihren Stadtteilen und die beiden benachbarten Großgemeinden Eichenzell und Ebersburg mit den umliegenden Ortsteilen. In dem Versorgungsgebiet, das sich über eine Fläche von insgesamt etwa 200 km2 erstreckt, leben rund 80 000 Menschen, die über ein 784 km langes Rohrnetz mit 4,6 Mio. m3 Trinkwasser (2006) beliefert werden. Um dieses Trinkwasser bereit zu stellen, betreibt die GWV Fulda GmbH in den 14 Versorgungszonen insgesamt 31 Brunnen und 9 Quellen. Das dort Bild 2. R&I-Fließschema Tiefbrunnen Schmalnau mit technischer Spezifikation und Bildvorschau zur Einbausituation eines Bauteils. Digitale interaktive Bestandsdokumentation und Anlagenverwaltung Die vorhandene Anlagen-Dokumentation der GWV Fulda GmbH liegt überwiegend papiergebunden vor. Sie war teilweise veraltet und lückenhaft, uneinheitlich in der Form und wies unterschiedliche Kennzeichnungen auf. Aufgrund zwischenzeitlicher Umbaumaßnahmen stimmte sie zudem nicht mehr mit dem realen Bestand überein. Aus diesen Gründen wurde die BIK/BCE GmbH mit der Ersterfassung sämtlicher Wasserversorgungsanlagen nebst Einpflege der Daten ins System beauftragt. Zum Dienstleistungsumfang gehörte neben der Bestandserfassung mit fotografischer Dokumen tation vor Ort und der Aufnahme sämtlicher Komponenten, Bauteile und technischer Daten der Anlagen auch die Erstellung von Verfahrensschemata. Dank integriertem CAD-Tool und der umfangreichen Symbolbibliothek (ca. 400 grafische Symbole nach DIN EN ISO 10628) können die Anlagen mit sämtlichen Bauteilen normgerecht als lebendige bzw. interaktive R&I-Fließschemata, isometrische Zeichnungen oder Konstruktionspläne dargestellt und mit den dazugehörigen Sachdaten beschrieben wer- 174 149 (2008) Nr. 2 Wasser Abwasser
den (Bild 2). Die direkte Verknüpfung der zeichnerischen Darstellung mit der korrespondierenden Anlagenstückliste erlaubt für alle Bauteile eine schnelle Abfrage der betriebs- und instand haltungsrelevanten Daten und beliebiger Objektanhänge. Ergänzend hierzu werden auch kundenspezifische analoge Unterlagen (z. B. alte Wasserbuchblätter, Karteikarten, Wasserrechtsbescheide, Zeichnungen, Abnahme-/Prüfzeugnisse, Herstellerbescheinigungen, Wartungsprotokolle) aus zahlreichen Aktenordnern digitalisiert und in das K3V-Softwaresystem überführt. Im Zuge der Erfassung erfolgt neben einer Selektion auch die Bereinigung der inkonsistenten Daten bestände. Darüber hinaus wird das Praxiswissen des Betriebspersonals eingebunden, denn die erfahrenen Mitarbeiter verfügen über wertvolle Zusatzinformationen vom (Aus-) bau und Betrieb der Wasserversorgungsanlagen. Somit lässt sich dieser kostbare Erfahrungsschatz digital konservieren und generations übergreifend weiter führen. Neben dem Wissenstransfer können alle versorgungsgebiets- und anlagenbezogenen Informa tionen, die redundanzminimiert in der zentralen Datenbank (Oracle, MS Access oder MS-SQL- Server) vorgehalten werden und einfach per Mausklick abrufbar sind, bei Bedarf in gängige Dateiformate (html, pdf, doc, xls) ausgegeben bzw. jederzeit dupliziert werden. Elektronische Instandhaltung und Terminverwaltung Mit der digitalen Erfassung von Wasserversorgungsanlagen und dem Zusatzmodul Instandhaltung verfügt das K3V-System über ein leistungsfähiges, praxisorientiertes Tool zur Durchführung und Auswertung spezifischer Instandhaltungsaufgaben. Die Instandhaltung umfasst gemäß DIN 31051 die Wartung, Inspektion bzw. Kontrolle und bei Erfordernis auch die Instandsetzung (Reparatur) und Verbesserung der Anlage. Die entsprechenden Instandhaltungsmaßnahmen sind in den jeweiligen DIN-DVGW-Regelwerken detailliert beschrieben. Für den Bereich der Wasserversorgung zeigt die Übersicht beispielhaft einige Regelwerke. Regelwerk Titel Ausgabe DIN 2000 Zentrale Trinkwasserversorgung: Leitsätze für Anforderungen an Trinkwasser Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Versorgungsanlagen Oktober 2000 DVGW W 300 Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung Juni 2005 von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung DVGW W 392 Rohrnetzinspektion und Wasserverluste Maßnahmen, Verfahren und Bewertungen Mai 2003 DVGW W 396 DVGW W 400-3 Kernstück des Instandhaltungsmoduls ist die automatische Terminverwaltung und die Steuerung der einzelnen spar tenbezogenen Instandhaltungsmaßnahmen. Durch einmalig definierte Vor gaben werden alle zukünftigen Termine für Sichtkontrollen, Wartungen und wiederkehrende Zustands- bzw. Funktions prüfungen der Versorgungsanlagen verwaltet. Die automatische Erinnerung mit flexibler Vorlaufzeit sorgt dafür, dass sämtliche Termine fristgerecht erledigt werden können. Für die speziellen Anforderungen der Wasserwirtschaft sind bereits Wartungs- bzw. Inspektions inter valle sowie standardisierte Arbeitsanweisungen nach einschlägigen technischen Regelwerken (z. B. DIN, DVGW) und Sicherheitsvorschriften der Berufsgenossenschaften (BGV) implementiert, die einfach über nommen und individuell ergänzt werden können (siehe Bild 3). Darüber hinaus ist es möglich, bereits in anderen Soft waresystemen angelegte Instandhaltungsaufgaben in Bild 3. Regelwerkskonforme Arbeitsanweisungen zur Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen einer Wasserversorgungsanlage. Abbruch-, Sanierungs- und Instandhaltungsarbeiten an AZ-Wasserrohrleitungen Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen (TRWV), Teil 3: Betrieb und Instandhaltung Dezember 2004 September 2006 DVGW W 614 Instandhaltung von Förderanlagen Februar 2001 K3V zu über nehmen und vor Ort mittels Notebook oder Tablet-PC abzuarbeiten, während die kaufmännische Abrechnung im Ursprungssystem erfolgt. Unab hängig von dieser Option erzeugt K3V für alle Instand haltungsmaßnahmen elektronische Arbeitsprotokolle in Form von Checklisten, die nach Erledigung im System lückenlos dokumentiert und manipula tionssicher archiviert werden. Instandhaltungsarchiv Sämtliche Ergebnisse der durchgeführten sicherheits technischen Kontrollen, Zustands- und Funktionsprüfungen gelangen ins Instand haltungsarchiv und können jederzeit für eine statistische Auswertung von Betriebsstörungen und technischen Mängeln (Schwachstellenanalyse) herangezogen werden und somit konkrete Ansatzpunkte für eine gezielte Anlagenoptimierung liefern. Bei den im Zuge der Instand haltung festgestellten Mängeln definiert das K3V-System neue Auf gaben und generiert den entsprechenden Reparaturauftrag. Wasser Abwasser 149 (2008) Nr. 2 175
Zeitgewinn, Kosteneinsparung, Rechtssicherheit und Synergien Die Auflistung der Instand hal tungsmaßnahmen auf dem Startbildschirm unterstützt die Mitarbeiter bereits bei der Planung und Umsetzung anstehender Aufgaben und verbessert die innerbetrieblichen Abläufe in organisato rischer sowie zeit licher Hinsicht. Damit leistet K3V einen entscheidenden Beitrag für optimierte Betriebsabläufe, minimierten Ressourceneinsatz bzw. geringeren Zeitaufwand und trägt somit maßgeblich zur Kostensenkung im Unter nehmen bei. Vor allem hinsichtlich der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben (BetriebsSichV), der Regelwerksforderung nach einer umfassenden Anlagendoku mentation in der Wasserversorgung (DVGW Arbeitsblatt W 1000) und des tech nischen Sicherheitsmanagements (TSM-Zertifizierung) leistet K3V weit reichende Hilfestellung. Da K3V ein offenes System ist, lässt es sich problemlos in die vorhandene IT-Infrastruktur des Versorgers integ rieren und ermöglicht über Schnittstellen einen Datenaustausch mit anderen Programmen, wie z. B. geographische, kaufmännische bzw. betriebswirtschaftliche Informationssysteme (GIS, SAP, ERP). Mit dieser optionalen Anbindung sind weitere Synergieeffekte realisierbar. Projektumsetzung Nach einer Testphase mit Systeminstallation der Fachschale Wasser (Modul Dokumentation/Verwaltung, Zusatzmodul elektronische Instandhaltung inklusive Clientlizenz für mobilen Einsatz) und nach erfolgreicher Projektabwicklung bei der Ersterfassung von zwei Versorgungszonen sowie der Durchführung einer Inhouse-Schulung hat BIK/BCE den Folgeauftrag für die Bestandserfassung der restlichen Versor gungs zonen erhalten. Auch bei der Einrichtung der Instandhaltungsaufgaben für die einzelnen Wasserversorgungsanlagen vertraut die GWV Fulda GmbH auf die Fachkompetenz und langjährige Erfahrung von BIK/BCE. Für die Gesamtabwicklung ist eine Zeitspanne von etwa 6 Monaten vorgesehen. Fazit Das K3V-System gewährt Sicherheit, Nachvollziehbarkeit und schnelle Verfügbarkeit relevanter Informationen und Dokumente. Elektronische Arbeitsmittel unterstützen die Mitarbeiter nicht nur bei der Bewältigung der Instandhaltungsaufgaben, sondern sorgen auch für mehr Transparenz. Durch das konsistente Zusammenführen der Daten entsteht ein erheblicher Mehrwert für WVU, die so für die Zukunft gut aufgestellt sind. Kontakt: Dipl.-Ing. Bernd Winter, Projektleiter Wasserversorgung, Gewässerschutzbeauftragter Björnsen Beratende Ingenieure GmbH, Maria Trost 3, D-56070 Koblenz, Tel. (02 61) 88 51-320 oder (01 70) 5 13 26 63, E-Mail: b.winter @bjoernsen.de; Dr.-Ing. Christoph Schöpfer, Geschäftsführer, Björnsen Beratende Ingenieure GmbH, Maria Trost 3, D-56070 Koblenz, Tel. (02 61) 88 51-253 oder (01 71) 4 56 29 94, E-Mail c.schöpfer@ bjoernsen.de; Dipl.-Ing. Jürgen Peiler, Abteilungsleiter Wasserwerke/Werkstätten Gas- und Wasserversorgung Fulda GmbH, Rangstraße 10, D-36043 Fulda, Tel. (06 61) 2 99-169 oder (01 51) 16 34 05 05, E-Mail: Juergen.Peiler@gwv-fulda. de Ihre Hotlines für GWF-Wasser/Abwasser Redaktion Dipl.-Ing. Christine Ziegler, München Telefon (089) 450 51-318 Telefax (089) 450 51-323 e-mail: ziegler@oldenbourg.de Anzeigenleitung Ulrich Bornschein, München Telefon (089) 450 51-210 Telefax (089) 450 51-207 e-mail: bornschein@oldenbourg.de Abonnentenbetreuung Eva Feil, München Telefon (0 89) 450 51-316 Telefax (0 89) 450 51-207 e-mail: feil@oldenbourg.de Anzeigenverwaltung Maria Görgner, München Telefon (089) 450 51-225 Telefax (089) 450 51-300 e-mail: goergner@oldenbourg.de Wenn Sie spezielle Fragen haben, helfen wir Ihnen gerne. 176 149 (2008) Nr. 2 Wasser Abwasser