Ganzheitliches Asset Life Cycle Management Nachhaltige Sicherstellung der Unternehmensziele durch ein optimiertes Verfügbarkeits- und Instandhaltungsmanagement J. Potthoff, Bayer Technology Service GmbH, Leverkusen Kurzfassung Die Aufgabe des Asset Managements in der Prozessindustrie ist es, die geforderte Verfügbarkeit der Produktionsanlagen effektiv, effizient und nachhaltig zu gewährleisten. Aufgrund der Vielschichtigkeit und Konkurrenz der Anforderungen sind Systeme erforderlich, die zum einen die verschiedensten Aspekte abdecken, zum anderen aber auch sicherstellen, dass die Lösungen sich im Gleichgewicht befinden. Asset Life Cycle Management von Bayer Technology Services ist ein ganzheitlicher Ansatz, der aufbauend auf einem risikobasierten Instandhaltungsprozess für die verschiedensten Abschnitte in einem Anlagenleben Lösungen bereit hält, vom Reliability Centered Design (RCD), über Reliability Centered Maintenance (RCM), Risikobasierte Inspektion (RBI), Verfügbarkeitsstudien bis hin zu Life Cycle Length & Cost Studies. Abstract (optional) The task of Asset Management in the processing industry is to assure the requested plant availability effectively, efficiently and sustainably. Due to the multitude and competition of requirements there is a requirement for systems that assure on the one hand that all aspects are covered and on the other hand that they are in a stable balance. Asset Life Cycle Management as provided by Bayer Technology Services is a holistic approach, which based on a risk based maintenance process includes solutions for the various sequences in a plant life, commencing with Reliability Centered Design (RCD), via Reliability Centered Maintenance (RCM) Risk Based Inspection (RBI), RAM Studies until Life Cycle Length & Cost Studies. 1. Marktsituation Seit Beginn der 1990er Jahre steht die Prozess- und Fertigungsindustrie unter einem enormen Markt- und Wettbewerbsdruck, verursacht auf der einen Seite durch Innovationsdruck durch Konkurrenten aus der eigenen Region, in zunehmendem Maße aber
auch aufgrund eines globalen Konkurrenzkampfs. Um in diesem Wettbewerb zu bestehen, geht die Anforderung einher ein robustes, effektives und nachhaltiges Asset Management Konzept zu etablieren, mit dem sichergestellt werden kann, dass alle Verfügbarkeits- und Kostenziele erreicht und, ohne dass dabei gesetzliche Auflagen und Richtlinien verletzt werden. Unter dem Begriff Asset Management verstecken sich dabei bei Produktionsanlagen alle Maßnahmen, die dazu dienen, die Funktion und den Wert von Produktionsanlagen aufrecht zu erhalten oder gegebenenfalls auch zu erhöhen. Damit umfasst Asset Management die traditionellen Bereiche Routineinstandhaltung und geplante Stillstände, aber auch Elemente wie Zuverlässigkeitsorientierte Anlagenplanung (Design for Reliability (DFR)), Verfügbarkeitsstudien und Lebenszyklusstudien. Kernaufgabe eines modernen Asset Management Systems ist es sicher zu stellen, dass sowohl Effektivität (do the right things) und als auch Effizienz (do the things right) der Anlageninstandhaltung optimiert werden. Bayer Technology Services GmbH hat basierend auf den Erfahrungen mit den anderen Konzernunternehmen einen Ansatz entwickelt, der die verschiedenen einzelnen Elemente zu einem einheitlichen System integriert, einem ganzheitlichen Asset Life Cycle Management. Bild 1: Ganzheitliches Asset Management entlang des Anlagenlebenszyklus 2. Risikobasierter Instandhaltungsprozess Historisch gesehen hat sich die Instandhaltung von einer schlichten run-to-failure Strategy über die Jahrhunderte hin zu einem Mix von run-to failure -, vorbeugenden -,
zustandsbasierter Instandhaltung kombiniert mit Aspekten von Total Productive Maintenance/Manufacturing entwickelt, wobei es gilt die dem jeweiligen Einsatzfall entsprechende Strategie zu wählen. Wie ist jedoch für die einzelne Situation die richtige Entscheidung zu finden? Dafür hat sich in der Prozessindustrie mehr und mehr die risikobasierte Instandhaltung in den Vordergrund geschoben. Was bedeutet aber risikobasiert? Risikobasiert heißt an dieser Stelle nicht per se Risiken im Zusammenhang mit dem Betrieb von Anlagen zu erhöhen, sondern diese vielmehr zum einen zu identifizieren, zum anderen aber auch für alle Entscheidungen im Bereich Anlagenbewirtschaftung standardisierte Risikobewertungen vorzunehmen und standardisierte Kriterien zur Anpassung zu verwenden. Risiko, und das wird in der industriellen Praxis gerne vergessen, hat jedoch 2 Komponenten, die Komponente der Konsequenz (was kann passieren), und die Komponente der Wahrscheinlichkeit. Um basierend auf diesen beiden Größen ein Risiko zu evaluieren, hat sich die Verwendung von Risikomatrizen etabliert. Bild 2: Typische Risikomatrix Diese Risikomatrix ist ein zentrales Element der Instandhaltung und wird bei fast allen Entscheidungen als einheitliches Werkzeug und Entscheidungshilfe herangezogen, sowohl in der täglichen Routineinstandhaltung als auch bei der generellen Festlegung von Instandhaltungsmaßnahmen für Ausrüstungen. Bayer Technology Services hat gemeinsam mit den produzierenden Divisionen der Bayer AG einen geschlossenen, modularen, risikobasierten Instandhaltungsprozess entwickelt, der im Prinzip in Bild 3 dargestellt ist.
Bild 3: Geschlossener, modularer Instandhaltungsprozess Von diesem Gesamtsystem setzen die Module Asset RCM Strategy, Asset Work Priority und Asset Performance Improvement einen etablierten Risikoprozess voraus. Asset R&M Strategy Eine auf eine Zeitraum von 5 Jahren aufgespannte, jährlich zu überprüfende Strategie, mittels der zum einen Ziele definiert werden, wie z.b. die angestrebte Verfügbarkeit, Instandhaltungskostenziele, In- und/oder Outsourcing, Reduktion des Ersatzteilbestands, aber auch unter Berücksichtigung lokaler Gegebenheiten Maßnahmen präzisiert werden. Asset RCM Strategy In anderen Prozessen werden auch Ausrüstungs- oder Ausrüstungsinstandhaltungsstrategien genannt. Bei dem von Bayer Technology Services propagierten Ansatz wird auf den ursprünglich für die Luft- und Raumfahrt entwickelten Reliability Centered Maintenance Ansatz zurückgegriffen, der allerdings für die Prozessanlagen in den meisten Fällen in der Tiefe reduziert und damit im Aufwand beträchtlich vereinfacht werden kann. Asset RCM Strategien sind in entscheidendem Maße für die Effektivität der Instandhaltung verantwortlich, dafür, dass man die richtigen Dinge tut.
Bild 4: Asset Reliability Centered Maintenance Strategy Asset RCM Strategien sind die Basis für ein auf Zuverlässigkeit ausgerichteten Betrieb, denn dort wird unter der Verwendung von Reliability Tools wie Root Cause Failure Analysis (RCFA), Fault Tree Analysis (FTA), Failure Mode Effect and Criticality Analysis (FMECA) und unter Rückgriff auf Verfügbarkeitskennzahlen, Erfahrungen des Betriebspersonals (Bedien- wie Instandhaltungspersonal) die Maßnahmen risikobasiert festgelegt die den Betrieb der Anlage nachhaltig sicherstellen. Zusätzlich werden dabei über die jeweilige Kritikalität von Ersatzteilen deren Verfügbarkeit und damit Lagerbestand definiert. Asset Work Priority Die richtige Priorisierung von Instandhaltungsmaßnahmen ist von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht Instandhaltungskosten zu reduzieren und Risiken gezielt zu beherrschen. Die Erfahrung lehrt, dass in vielen Betrieben nach wie vor die Aussage gilt, wer am lautesten brüllt wird als Erster bedient. Damit werden zum einen wichtige Ressourcen möglicherweise an der falschen Stelle eingesetzt, zum anderen werden Instandhaltungsmaßnahmen, da diese möglichst sofort durchgeführt werden sollen, nicht geplant. Statistisch gesehen liegen jedoch die Kosten für ungeplante Instandhaltungsmaßnahmen, d.h. es wurde keine Arbeitsplanung (Umfang, Ersatzteile, Ressourcen und Termine) gemacht, um einen Faktor nahe 3 höher als bei Maßnahmen.
Bild 5: Priorisierung von Instandhaltungsmaßnahmen Durch die Einführung eines einheitlichen Werkzeuges zur Klassifizierung von Risiken wird sichergestellt, dass auch wirklich der Aufgabe in der Anlage die höchstmögliche Aufmerksamkeit und Priorität beigemessen wird, die diese auch in der Tat verdient. Asset Work Planing Die Planung der Instandhaltungsmaßen hat einen großen Einfluss auf die Effizienz der Instandhaltungsorganisation. Über eine entsprechende Arbeitsvorbereitung und Planung wird sichergestellt, dass bei allen durchzuführenden Maßnahmen präzise definiert ist was zu machen ist, welche Ressourcen (Personal, Ersatzteile, Werkzeuge etc.) benötigt werden, Freigabe Erfordernisse / -scheine vorbereitet sind etc. Darüber hinaus erfolgt hier die exakte Abstimmung zwischen Produktion und Instandhaltung bezüglich konkreter zeitlicher Übergabe von Anlagenteilen. Asset Work Execution Hierunter werden im wesentlichen Aspekte der Arbeitsausführung zusammengeführt, die sicherstellen, dass die Effizienz der Instandhaltung optimiert wird. Diese beinhaltet Aspekte
wie Sicherstellung der Personalqualifikation, vereinheitlichte Vorgehensweise bei der Durchführung geplanter wie ungeplanter Maßnahmen, zielgerichtetes Berichten. Asset Work Performance Control What you cannot measure you cannot control. Im Rahmen der Asset R&M Strategy sowie der Asset RCM Strategy werden Ziele festgelegt und Maßnahmen definiert diese zu erreichen. Gleichzeitig werden Kennzahlen festgelegt anhand deren überwacht werden kann, ob die eingeleiteten Maßnahmen dazu geeignet sind bzw. entsprechend umgesetzt werden, um die Ziele auch zu erreichen. Bayer Technology Services kann dabei unterstützen, gestaffelte Kennzahlsysteme zu etablieren, die für verschiedenste Aspekte, von Verfügbarkeit bis Kosten, für jede Ebene in der Organisation, vom Schlosser im Betrieb bis zum Gesamt-Produktionsverantwortlichen in einer Organisation, adäquate Systeme zu etablieren. Asset Performance Improvement Investitionen in Prozessanlagen werden aus unterschiedlichen Kriterien heraus getätigt, wie zum Beispiel Kapazitätserweiterungen / ROI Projekte, GSEQ Projekte und Verfügbarkeit. Im Rahmen der jährlichen Budgetierung werden diese in Listen gesammelt. Mit einem risikobasierten Ansatz werden alle Projekte nach einheitlichen und vergleichbaren Kriterien bewertet, was sicherstellt, dass die zur Verfügung stehenden Mittel auch für die Projekte zur Verfügung gestellt werden, welche für das Unternehmen den größten Vorteil erbringen. Bild 6: Risikobasierte Projektauswahl
Asset R&M Analysis Zu Beginn einer Optimierung, jedoch genauso in regelmäßigen Abständen nach einer Optimierung, ist eine Bestandsaufnahme durchzuführen, bei der evaluiert wird, wo das Asset Management System eines Betriebes oder eine Organisation in Relation zu Best Practice angesiedelt ist. Bayer Technology Services führt diese Untersuchungen im Rahmen von Asset R&M Analysen durch, bei denen die Effektivität und Effizienz von Instandhaltungsorganisationen anhand von Kennzahlen evaluiert werden und die Nachhaltigkeit des status quo durch eine detaillierte Untersuchung der etablierten Prozesse und Konzepte beurteilt wird. Dabei werden Kriterien wie z.b. die Existenz und Ausprägung einer Organisationsinstandhaltungsstrategie die Qualität eines Kostenkontrollsystems die Material Wirtschaft untersucht. Bild 7: Asset R&M Analyse 4. Maintenance Engineering Produkte Neben der Einführung eines kompletten Instandhaltungsprozesses gehören zu einem ganzheitlichen Asset Life Cycle Management System verschiedene Engineering Leistungen, die in Abhängigkeit der jeweiligen Anlagen bzw. Anlagensituation eingesetzt werden.
Bild 8: Maintenance Engineering Produkte 5. Implementierungsansatz Für die Einführung eines ganzheitlichen Asset Life Cycle Management Ansatzes in einem Betrieb oder Standort ist eine Aufnahme wie sie im Rahmen einer Asset R&M Analyse durchgeführt wird der empfohlene Startpunkt. Das Ergebnis der Analyse stellt den Startpunkt dar, von dem aus gemeinsam mit dem Anlagenbetreiber entschieden wird, welcher in der aktuellen Situation für die Anlage / den Standort lohnendste Anfangspunkt ist. Dies kann die Etablierung eines effizienten Kontraktoren-Managements sein, eine Verfügbarkeitsstudie oder aber auch nur die Einführung eines Risiko-Management-Prozesses zur Priorisierung von Instandhaltungsleistungen. Anschließend wird ein detaillierter Terminplan abgestimmt und Bayer Technology Services begleitet mit seinen Beratern und Experten die weitere Einführung mit dem Ziel den jeweiligen Betrieb / Standort zu einer führenden Organisation im Bereiche des Asset Life Cycle Management zu machen.
Bild 9: Analyse und Implementierung 6. Vorteile für Anlagenbetreiber Ein ganzheitlicher Asset Life Cycle Management Ansatz bringt die folgenden Vorteile Erreichung der geforderten Verfügbarkeit unter o Einhaltung aller Sicherheitsbelange und -vorschriften o Durchführung zielgerichteter Projekte o Optimierung von Stillständen / Revisionen Steuerung sowohl des Tagesgeschäftes als auch strategischer Maßnahmen mit einem standardisierten Risikoprozess Reduktion der Instandhaltungskosten, typischerweise um ca. 20 Prozent aufgrund von erhöhter Zuverlässigkeit Gemeinsames Verfolgung von Zielen von Instandhaltung und Produktion und damit Auflösung von Silodenken und verbesserte Kooperation Dauerhafte und nachhaltige Sicherstellung der Unternehmensziele durch die Einführung standardisierter Prozesse und Methoden