docZuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung
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Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung
Dr.-Ing. Bernhard Leidinger: „Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung: Der plenum Ansatz“ Vortrag auf der VGB-Fachtagung „Dampferzeuger, Industrie- und Heizkraftwerke 2010“ am 1. September in Hannover Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung: Klicken Sie, um das Titelformat 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 01.09.2010 | 2 Instandhaltung Klicken 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? 01.09.2010 | 3 Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung Klicken Sie, um das Titelformat 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 01.09.2010 | 4 TypischeSie, Klicken 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 Anlagensichtweise Budgets in GesamtPlanung Strategische Ziele Unternehmenssichtweise Begrenzungen Die Weiterentwicklung der Instandhaltungsstrategie betrifft nur Revisionen und Projekte. Sie basiert auf der Bewertung von „Abnutzungen“, enthält jedoch keine Zuverlässigkeitsprognose Technischer Instandhaltungsplan Anlage xyz Das „Tagesgeschäft“ der Instandhaltung wird bei vielen Unternehmen nur bei Budgetverknappung und dann nur im Rahmen von Priorisierung in Frage gestellt Unternehmensweiter Wirtschaftplan Instandhaltung Anlagensichtweise 01.09.2010 | 5 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 Vergleich Klicken Sie, mitum den das Besten Titelformat zeigt große zu bearbeiten Potenziale zur Weiterentwicklung Ereignisbasiert „Top down“, definierte Kombination von Maßnahmen in Abhängigkeit der Erfahrungen, prognostizierter Abnutzung und Priorisierung Zeitbasiert Erreichbares Minimum der Betriebskosten Zustandsbasiert Zukunftsweisend Systematische „bottom up“ Entscheidung, basierend auf den Risiko- und Engpasseinfluss von Elementen Chance, den Aufwand anzupassen Betriebskosten inkl. vorbeugender Instandhaltung, Schadenreparatur und Betriebsausfallkosten Grad der Umsetzung der vorbeugenden Instandhaltung Ereignisbasiert „Bottom up“, definierte Kombination von Maßnahmen zur Erreichung des Kostenminimums Erreichbares Minimum der Betriebskosten Zeitbasiert Zustandsbasiert Zuverlässigkeitsbasiert Grad der Umsetzung der vorbeugenden Instandhaltung 01.09.2010 | 6 Strukturierter Klicken Sie, um Ansatz das Titelformat bietet Möglichkeit zu bearbeiten zur evolutionären Selbstzentrierung Typische Vorgehensweise Individueller Ansatz je Anlage Flottenabgleich nur im Priorisierungsprozess IH-Anforderung Erfahrungen IH-Anforderung Priorisierung Block 1 Abnutzungserwartung Block 2 Geringer Nutzen des Feedbacks IH-Anforderung Block 3 Geplante Stillstände … Zentrale Budgetfreigabe Instandhaltungsplan Zukunftsweisend Ganzheitliche Strategie Gemeinsame Planung aller IH-Maßnahmen Integrierter Ansatz in einem Schritt Datenbasis für Weiterentwicklung Block 1 Block 2 Priorisierung Instandhaltungsstrategie Ersatzteilstrategie … Instandhaltungsplan Block 3 Klassifizierung nach Risiko/ Engpassanlagen und anderen 01.09.2010 | 7 Weiterentwicklung Klicken Sie, um dasder 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 01.09.2010 | 8 Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten Projektbeispiel Das klingt ja theoretisch alles ganz schön, aber wie soll das gehen? 01.09.2010 | 9 Klicken Sie, Typische 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 Randbedingungen Risikoorientierte Instandhaltung 1. Risikoidentifikation 2. Risikobewertung 3. Risikostrategie 4. Risikohandhabung 5. Risikocontrolling Bisher überwiegend Orientierung an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Lebensdauer Zukünftig bewusste selektive Akzeptanz von Bauteilversagen beabsichtigt Im Benchmarkingvergleich mit anderen kommunalen Versorgern ist SWXY gut positioniert Orientierung der Instandhaltungsstrategie an Wahrscheinlichkeiten und Auswirkungen Dennoch besteht Interesse an Weiterentwicklung von Strategie und Steuerung Umsetzung der Weiterentwicklung gemeinsam mit den internen Mitarbeitern Erstellung Methodik und Aufbau einer Systematik zur Weiterentwicklung des Instandhaltungsmanagements für Kraftwerke 01.09.2010 | 10 Klicken Orientierung Sie, umInstandhaltungsmanagement 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 Risikobewertung Risikomanagementprozess Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling 01.09.2010 | 11 Klicken SchrittSie, 1 imum 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 Hauptmaschinensatz Risikoidentifikation Turbine Risikobewertung Risikomanagementprozess Risikostrategie Risikohandhabung MAA HD Turbine MAB MAC MD Turbine ND Turbine Generator MAD MAG MAJ MAK MAN Lagerung Kondensationsanlage Evakuierung Wellendreheinrichtung UmleitStation MAV MAW MAX MAY nicht elekt. Elektrische Sperr-/ Steuer-/ Steuer-/ SchmierHeizRegel-/ Regel-/ medium- KühldampfSchutzSchutzversorgung system organe organe Risikocontrolling Gehäuse Läufer Ventile Aussengehäuse Welle FD-SSVentile Innengehäuse Laufbeschaufelung FDStellventile Leitbeschaufelung … … 01.09.2010 | 12 Typische Projektergebnisse: Klicken Sie, 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 Betroffene Aggregate Betroffene Elemente GAVO/LUVO/Frischlüfter/Saugzug 15 187 Turbine 8 184 Generator/Trafo 1 26 Armaturen/Umleitstation 5 32 Brennstoffversorgung 8 65 Kondensat-/Speisewassersystem 10 108 Kesseldruckkörper/ Dampfleitungen 5 42 Sonstige elektrische Teilsysteme 2 2.8671) Leittechnik 9 870 Summe 1) mehrheitlich den anderen Systemen zugeordnet 63 01.09.2010 | 13 Klicken SchrittSie, 2 imum 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 Risikomanagementprozess Ereignisauswirkung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Eintrittswahrscheinlichkeit Ereignisauswirkungen: Eintrittswahrscheinlichkeiten: • Direkte Schadenhöhe • unterjährig • Technische Folgeschäden • im Intervall zwischen Revisionen • Betriebsunterbrechung • darüber hinaus 01.09.2010 | 14 Typische Projektergebnisse: Klicken Sie, 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 BottleneckKomponenten 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 01.09.2010 | 15 Klicken SchrittSie, 3 imum 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 Mögliche Auswirkung Risikoidentifikation Risikobewertung Risikomanagementprozess Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Personen-/Umweltschaden oder Blockausfall Andere Prophylaktische1) Maßnahmen Ereignisbasierte2) Maßnahmen Prophylaktische1) Lagerhaltung Ereignisbasierte2) Beschaffung 1) 2) So wenig wie möglich aber auf jeden Fall vor dem Ereignis Erst nach dem Ereignis 01.09.2010 | 16 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 Die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung wird – da bei ihr Ausfallrisiken bewertet werden – auch risikobasierte Instandhaltung genannt ereignisbasiert zeitbasiert zustandsbasiert Instandhaltungskosten inkl. bewertete Betriebsunterbrechung risikobasiert 100% reaktiv 100% präventiv Umsetzungsgrad der vorbeugenden Instandhaltung 01.09.2010 | 17 Klicken SchrittSie, 4 imum 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 Risikobewertung Risikomanagementprozess Risikoreduktion z.B. Häufigkeit von Inspektionen Risikostrategie Risikohandhabung Risikobegrenzung z.B. Umfang von Redundanzen Risikocontrolling Maßnahmen zur Handhabung der Auswirkungen Risikotransfer z.B. Inhalte von Serviceverträgen Risikoakzeptanz z.B. Flexibilität Kraftwerksservice 01.09.2010 | 18 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 ReserveteilStrategie 01.09.2010 | 19 Klicken SchrittSie, 5 imum 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 Risikoidentifikation Risikobewertung Risikomanagementprozess Initiierung Ergebnis Prozessdurchführung Risikostrategie Risikohandhabung Risikocontrolling Verbesserung der Prozessparameter M Messung Beispiel für Messungen: Häufigkeit und Umfang der Maßnahmen Aufwand der Maßnahmen Einhaltung Instandhaltungsbudget Einhaltung Verfügbarkeitsvorgabe Weitere Kennzahlen 01.09.2010 | 20 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. Aufwandskennzahlen Kennzahlen Wurde an Risiko- und Engpassanlagen genügend Instandhaltung durchgeführt? Ausfallraten Risiko- und Engpassanlagen Wurde zu viel „Vergoldung“ durchgeführt? Prophylaxe-Kennzahl für unkritische Anlagen Welche Aufgaben sollten selber, welche durch fremde Dienstleister durchgeführt werden? Make-or-Buy-Kennzahlen Ertragskennzahlen Relevante Fragestellungen Was ist von Störung betroffen? Ausfallkennzahlen Wodurch ist es betroffen? Kennzahlen zum Ursachencode Welche Auswirkungen hat es für den Betrieb? Unterbrechungskennzahlen 01.09.2010 | 21 Ihr Kontakt Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten Dr.-Ing. Bernhard Leidinger Geschäftsführer plenum International Management Consulting GmbH Berliner Allee 48 40212 Düsseldorf Festnetz: Fax: Mobil: +49-9882-(0)-484 +49-9882-405 +49 160 749 26 31 [email protected] www.plenum.de Unternehmenshauptsitz: Hagenauer Straße 53, 65203 Wiesbaden 01.09.2010 | 22
