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Instandhaltung im Wandel der Zeit

"Mut zur Lücke"

Gian Marco Maier / KWO

Handeck, 19. Oktober 2017

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Instandhaltungsstrategie«Mut zur Lücke»

Gian Marco Maier

Fachtagung "Instandhaltung im Wandel der Zeit"Handeck19.10.2017

• Erwartungen Gestern

• Erwartungen Heute

• Rahmenbedingungen

• Ausgangslage

• Möglicher Ansatz

• Fazit

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• Erwartungen Heute

• Rahmenbedingungen

• Ausgangslage

• Möglicher Ansatz

• Fazit

Die jeweilige Instandhaltungsstrategie orientiert sich in grossem Mass an den angestrebten Zielen des:

Eigners: Strategie, Portfolio Management, Risikoverhalten, Versorgungsauftrag….

Betreibers: Sicherheit und Risiken, Verfügbarkeit, Lebensdauer und Kosten

Präventiv Regelmässige Zustandserfassung Regelmässiger Austausch resp.

Revision von Komponenten Hohe Verfügbarkeit Hohe Kosten

Lebensdauer der Komponenten wird nicht genutzt

Betriebserfahrungen fliessen nicht ein

Zustandsorientiert Nur notwendige Massnahmen Ausnutzung der

Lebensdauer/Substanz

Umsetzung von kurzfristigen Massnahmen

Erkennen der ‘Zustände’ Schadenspotential Verfügbarkeit beschränkt planbar

Korrektiv Keine geplanten Massnahmen Funktionserhaltung durch

‘Feuerwehr-Einsätze’

Kosten nicht planbar Verfügbarkeit nicht planbar Folgeschäden werden in Kauf

genommen

Sicherheit für Mensch und Maschinen

Der "Klassiker"

Die 3 Basis Instandhaltungsstrategien

Aktionäre/Partner mit Versorgungsauftrag und langfristiger Strategie Marktunabhängiger Absatz der Energie, stabiler Deckungsbeitrag

Funktionierende Partnerwerkstruktur, Aktionäre mit ähnlicher Strategie

Aus Sicht Betreiber waren Sicherheit und Verfügbarkeit zentrale Qualitätsmerkmale. Die Verfügbarkeit eines Kraftwerkes war DER KPI!

Instandhaltungsstrategie

Gestern

Präventive IH: Sicherheit Hohe Verfügbarkeit

Aktionär / Eigentümer

Korrektive IH Zustandsorientierte IH

Aktionäre/Partner mit Versorgungsauftrag und langfristiger Strategie Marktunabhängiger Absatz der Energie, stabiler Deckungsbeitrag

Funktionierende Partnerwerkstruktur, Aktionäre mit ähnlicher Strategie

Aus Sicht Betreiber waren Sicherheit und Verfügbarkeit zentrale Qualitätsmerkmale. Die Verfügbarkeit eines Kraftwerkes war DER KPI!

Instandhaltungsstrategie

Gestern

Präventive IH: Sicherheit Hohe Verfügbarkeit

Aktionär / Eigentümer

Korrektive IH Zustandsorientierte IH

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Asset Service

ProviderAsset Optimization

Instandhaltungsstrategie

Vorgaben Heute

Risk Management

Diagnose

Datawarehouse

Risk Assessment

RBM

ConditionMonitoring

RCM

FME(C)A

Multi-Unit Options

Life-Cycle Management

PredictiveMaintenance

Industrie 4.0

PDCA-Zyklus

8D & 7STEP Model

Risk Owner

Kommissionen

Asset OwnerShareholder

Stakeholder Asset Management

Portfolio Manager

Trader

Fokus auf Wirtschaftlichkeit und Senkung der Kosten

Eigner steuert über verschiedenen internen Rollen (Markt, Risiken, Strategie…)

Unterschiedliche Eigner-Strategien bei Partnerwerken

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Bsp. KWO:

Verschiedenen Anlagen und sogar einzelnen Maschinen haben unterschiedliche Funktionen und Prioritäten im Gesamtsystem.Diese können zu verschiedenen Zeitpunkten zusätzlich beeinflusst werden.

Übergeordnete Strategie des Asset Owners (Aktionärs)

Konjunkturbedingt (Strompreis, Nachfrage, Alternative Technologien)

Durch eigene Massnahmen (bei Retrofits, Zu- oder Rückbau)

Saisonal, klimatisch oder wetterbedingt

Kurzfristig (bei Schäden oder Ausfällen anderer Maschinen)

Überkapazität oder keine Redundanzen im System

Instandhaltungsstrategie

Anlagen Portfolio

«Zustandsorientiert - Präventiv»«Korrektiv - Zustandsorientiert»

Qualität steigtAusfallrisiko sinkt

Qualität sinktAusfallrisiko steigt

Angestrebtes IH Bereich

Kein Speicher Sehr geringer Zufluss im Winter Laufwasser im Sommer

Winterspeicher Kaskadenkraftwerke Redundante Maschinen

Nachschub Turbinen Keine Redundanzen

4 Pumpen 1 Frequenzumrichter

Instandhaltungsstrategie

Anlagen Portfolio

KEV Kraftwerk

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Instandhaltungsstrategie

Ausgangslage

Vorgaben ErwartungenAnlagen Portfolio

Kosten

+ = Heterogen Gegenläufig Variabel Dynamisch

Tendenz klar

Heterogen Statisch Langfristig Träge

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Die technisch Verfügbarkeit der Gesamtanlage ist nicht mehr das zentrale Qualitätsmerkmal. Somit richtet sich die Fragestellung vermehrt darauf, was für einen direkten Einfluss Risiken und Verfügbarkeit auf die Kosten haben.

Eine nachhaltige Reduktion der Kosten in der Instandhaltung wird zwangsläufig eine Reduktion der Leistung, der Qualität und/oder der Verfügbarkeit mit sich ziehen, sowie höheren Risiken generieren

Somit muss das Ziel sein, eine 'tiefere Verfügbarkeit' gezielt zu erreichen und allenfalls höhere, noch tragbare Risiken bewusst einzugehen

Neben den Zielgrössen Kosten und Verfügbarkeit müssen zur Beurteilung der Effektivität des gewählten Instandhaltungs-Ansatzes weitere zielführende KPI'sberücksichtigt werden

Instandhaltungsstrategie

Ausgangslage

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• Möglicher Ansatz

• Fazit

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Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (RCM) 1.)

Risiko Basierte Instandhaltung (RBM) 2.)

Aus diesen Methoden lassen sich vereinfacht folgende Fragestellungen ableiten:

Was für Systeme oder Funktionen können gestört sein und/oder ausfallen?

Was können mögliche Ursachen einer solchen Störung sein (FME(C)A)3 ?

Was sind die möglichen Auswirkungen dieser Störungen (auf die

Produktionsanlage bzw. das Gesamtsystem)?

Kann etwas gemacht werden, um das Auftreten einer Störung zu verhindern

oder um eine Störung frühzeitig zu erkennen?

Instandhaltungsstrategie

Möglicher Ansatz

1.) Reliability Centered Maintenance (RCM)2.) Risk Based Maintenance (RBM)3.) FME(C)A (Failure Mode and Effects (and Criticality )Analysis)

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Das Risiko eines möglichen Fehler ist das Produkt aus dem Gefahrenpotentials und der Wahrscheinlichkeit des möglichen Eintretens.

X

Diese Betrachtungsweise hilft, einzelne Systeme, Funktionen, Komponenten oder Situationen im Bezug zur Anlage bzw. zum Gesamtsystem zu gewichten und zu beurteilen.

Das heisst, die gewählte Instandhaltung eines Teilsystem richtet sich primär nach der Auswirkung seines Ausfalles auf das Gesamtsystem.

Als Konsequenz wird das Ergebnis sein, dass unterschiedliche Ansätze für die Instandhaltung unterschiedlicher Komponenten oder Teilsysteme zielführend sein werden.

Instandhaltungsstrategie

Möglicher Ansatz

«Was passiert wenn?» «Wie häufig kann es passieren?»

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Mit dieser Grundlage wird auf Basis der betriebsrelevanten Komponenten das jeweilig zielführendste Instandhaltungskonzept festgelegt.

Was wäre wenn?

Wie häufig kann dieses Ereignis auftreten?

Was ist die zielführendste Massnahme?

Instandhaltungsstrategie

Systematische Analyse auf Komponenten Ebene

G

Beu

rtei

lun

g

Ris

iko

Beu

rtei

lun

g

Au

sfal

l

Risiko

Ausfall

Anlage Komponenten

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Was wäre wenn?

Wie häufig kann dieses Ereignis auftreten?

Was ist die zielführendste Massnahme?

Instandhaltungsstrategie

Systematische Analyse Abläufe, Prozesse, Leistungen

Risiko

Ausfall

Weiter müssen auch die restlichen Bereiche wie Prozesse, Supportfunktionen, Lagerhaltung, Dienstleister etc. beurteilt werden. Dies vor allem durch die starke Abhängigkeit zu den gewählten Instandhaltungsansätzen und umgekehrt.

Risko

Sicherheit für Mensch und Maschinen

Wahrscheinlichkeit

Korrektiv

Präventiv

Zustandsorientiert1.)

Au

sfal

lwah

rsch

ein

lich

keit

Auswirkung / Schadenspotential

Instandhaltungsstrategie

Beurteilung und Massnahmen

Mas

snah

me

IH K

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ori

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eilu

ng

Bew

ertu

ng

G

G

G

1.) Die Grundlage dieser Methode ist die Beurteilung, resp. Erfassung des Zustandes von einzelnen Komponenten, welcher als Basis für die Bewertung dient. Demzufolge wird sich die Instandhaltung vermehrt im zustandsorientierten Bereich bewegen.

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Instandhaltungsstrategie

Die "Lücke"

Instandhaltungsstrategie

Die "Lücke"

Instandhaltungsstrategie

Die "Lücke"

Wir müssen vermehrt Instrumente und Methoden anwenden, welche systematisch die Komponenten, Systeme und Abläufe identifizieren, bei welchen während einer bestimmten Zeit (der "Lücke" ) keine oder nur eine reduzierte Aktion/Instandhaltung notwendig ist, ohne zu grosse Abweichungen der KPI's.

Dies ermöglicht es, gezielt die Leistung (Massnahmen, Qualität) zu reduzieren, bewusst höhere, noch tragbare Risiken einzugehen und somit die Kosten zu senken.

Ris

iko

, Au

sfäl

le, O

pp

ort

un

ität

sko

sten

…

Dauer, Wahrscheinlichkeit

Instandhaltungsstrategie

Die "Lücke"

Mas

snah

me

IH K

ateg

ori

e

LÜCKE

Verbesserung

Instandstellung

WartungKPI's = SOLL

KPI's > SOLL

KPI's >> SOLL

Ris

iko

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le, O

pp

ort

un

ität

sko

sten

…

Dauer, Wahrscheinlichkeit

Instandhaltungsstrategie

Die "Lücke"

Mas

snah

me

IH K

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ori

e

LÜCKE

Verbesserung

Instandstellung

WartungKPI's = SOLL

KPI's > SOLL

KPI's >> SOLL

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Fazit: Findet die Lücke!

Eine erfolgreiche Instandhaltungsstrategie basiert auf der Analyse aller Teilsysteme (‘kleinstmöglichen Einheiten’), welche Einfluss auf die relevanten KPIs haben

Diese systematische Analyse hilft, Massnahmen und/oder Investitionen zu identifizieren, welche… …notwendig sind, die Ausfallwahrscheinlichkeiten und Risiken der Anlagen auf

dem geforderten Niveau zu halten oder wieder zu senken …verschoben oder weggelassen werden können, ohne dass die Ausfälle und

Risiken über die geforderten Vorgaben steigen

Die abgeleitete Massnahmen beziehen sich auf die jeweilige Problemstellungen für jedes analysierte Teilsystem. So kann auch der Einfluss einer Massnahme für ein Teilsystem auf den/die KPI der Gesamtanlage bzw. auf das gesamte System beurteilt werden

Darum setzt sich die Instandhaltung eines Gesamtsystems zwingend aus verschiedenen Instandhaltungsansätzen zusammen und orientiert sich an unterschiedlichen KPI's

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Fazit: Findet die Lücke!

Ach, ja….

Nur die sehr professionelle und umsichtig Instandhaltung unserer Kraftwerke in der Vergangenheit erlaubt es uns, uns ohne zu grosse Risiken systematisch um die Erarbeitung der Grundlagen für die Beurteilung unserer Komponenten zu kümmern.

Die gewählte Vorgehensweise ermöglicht ein 'fliessender' Übergang von der heutigen, aktuellen Instandhaltungsstrategie zum neuen Ansatz. Es erforderte jedoch eine grundlegende Aufarbeitung der Vergangenheit, um den Zustand als Basis für die Beurteilung zu kennen. In der Folge werden Themen wie Monitoring, Datenerfassung, Prognostik etc. immer zentraler.

Kosten senken, Massnahmen streichen und Instandhaltungsintervalle verlängern sind keine Strategie, es sind Ergebnisse einer erfolgreich angewendeten Methode. Um Erstere zu erreichen, müssen zielführende Vorgaben (KPI's) wie Verfügbarkeit, Ausfall-oder Standzeiten, Schadenspotential etc. definiert werden.

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Instandhaltungsstrategie

«Mut zur Lücke?»

Gian Marco Maiergianmarco.maier@kwo.ch

Fachtagung "Instandhaltung im Wandel der Zeit"Handeck. 19.10.2017