INSTANDHALTUNG

312 ERDL ERDGAS KOHLE 123. Jg. 2007, Heft 7/8

Instandhaltung

Erfolgreiche praktische Umsetzung von RCMin der Sparte Veredelung einesEnergieversorgungsunternehmens

Maintenance: A Business of an Utility Company Successfully Implemented RCM StrategyVon H. LANGER und R. HOMANN*

AbstractMarket changes made it necessary fora business unit of an utility company to

adapt its maintenance strategy. The formercost orientated maintenance strategy was re-placed by a more reliability centered strategy(RCM), Principles and key methods of RCMas well as its implementation are discussedin the following article.

KurzfassungAufgrund genderter externer Rah-menbedingungen musste die Sparte ei-

nes Energieversorgungsunternehmens ihre In-standhaltungsstrategie anpassen. Die vor-mals stark kostenorientierte Betrachtungs-weise wurde durch eine zuverlssigkeitsorien-tierte Betrachtungsweise abgelst. Grundstzeund wesentliche Methoden einer zuverls-sigkeitsorientierten Instandhaltungsstrate-gie (RCM) sowie deren Umsetzung werdenim folgenden Artikel dargestellt.

1Ausgangssituation und ZielsetzungDer intensive Wettbewerb auf den na-tionalen und internationalen Mrkten

zwingt die Unternehmen, die geforderte An-lagenverfgbarkeit aller Produktionsanlagenzu mglichst niedrigen Kosten und unter Ge-whrleistung der Sicherheit zu erreichen.Um dies zu erzielen, werden Konzepte in derInstandhaltung, wie etwa neue Organisa-tionskonzepte (z. B. Anlagenwirtschaft,TPM, Outsourcing), Einsatz von IPS-Syste-men oder neue Instandhaltungsstrategien,(z. B. RCM) umgesetzt.Im Rahmen dieser Entwicklung hat sich dieSparte Veredelung eines namhaften Ener-gieversorgungsunternehmens mit seinendrei Betrieben ebenfalls dazu entschlossen,

seine Instandhaltungsstrategien zu berpr-fen und ein praktisches RCM umzusetzen.Die Verfgbarkeitsanforderungen an alleAnlagen der Sparte Veredelung haben auf-grund der positiven Absatzentwicklung derProdukte (z. B. Brikett, Wirbelschichtkohle,Koks) einen deutlich hheren Stellenwertals vor einigen Jahren erreicht. Die Instand-haltung wird deshalb unter dem Verfgbar-keitsaspekt durchleuchtet, nachdem sie inder Vergangenheit mehrfach unter reinenKostengesichtspunkten reduziert wurde.Es wurde das Projekt ZukunftsorientierteInstandhaltung Veredelung mit folgendenZielen aufgesetzt: systematische Beurtei-lung der Anlagen zur Schaffung von Trans-parenz in der laufenden Instandhaltung undbei Projekten, berprfung der praktizier-ten strungsorientierten Instandhaltungs-strategie, Erkennen und Beseitigung vonSchwachstellen, optimierter Einsatz der per-sonellen und finanziellen Mittel.Im Folgenden wird die praktische Umset-zung von RCM dargestellt und die erzieltenErgebnisse fr das o. g. Beispiel erlutert.

2Grundstzliche Konzeption undwichtige Bausteine von RCMBereits seit geraumer Zeit setzt sich in

der Instandhaltung die Erkenntnis durch,dass die Anforderungen an die Anlagen unddamit der Einsatz von Instandhaltungsstra-tegien mit ihren einzelnen Manahmen vor-dergrndig von den Markterfordernissendes betreffenden Unternehmens abhngigsind. Dieses als Reliability Centered Main-tenance (RCM; hufig als zuverlssigkeits-orientierte Instandhaltung) bezeichnete Vor-gehen ist ein Verfahren um festzustellen,welcher Aufwand betrieben werden muss,damit eine beliebige materielle Komponenteweiterhin ihre vorgesehene Funktion erfllt(Mabery, 1996).Nach diesem Verfahren sind die Anlagebzw. ihre Bauteile so zu beschreiben, dassmit Hilfe von Risikobetrachtungen (Risiko-matrix mit Prioritten) festgelegt werden

kann, mit welchen Instandhaltungsstrate-gien bzw. Schwachstellenanalysen poten-zielle Strungen vermieden, Schwachstel-len beseitigt und das Ausfallrisiko reduziertwerden knnen.Instandhaltungsstrategien legen dabeigrundstzlich fest, ob und aus welchem An-lass Instandhaltungsmanahmen von wemund mit welcher Hufigkeit durchgefhrtwerden. Dabei sind insbesondere techni-sche, produktionsrelevante, sicherheitstech-nische und wirtschaftliche Aspekte zu be-rcksichtigen.Zu den am hufigsten in der Praxis verwen-deten Instandhaltungsstrategien gehren da-bei die vorbeugende, die ausfallbedingteund die zustandsorientierte Instandhaltung.Sie werden in der Praxis fr den betreutenAnlagenpark bzw. einzelne Anlagen kombi-niert eingesetzt.Das Ziel des RCM ist es, die Zuverlssigkeitvon Anlagenkomponenten zu erhhen undgleichzeitig die Instandhaltungskosten zubegrenzen bzw. zu senken. Als methodi-sches, strukturiertes und nachvollziehbaresVerfahren sieht es sieben Schritte vor, umdie notwendigen Instandhaltungsbedarfe zuermitteln und die richtig dimensionierten In-standhaltungsmanahmen vorzusehen.Zu den typischen sieben Grundfragen desRCM-Verfahrens gehren:1. Welche Funktionen erfllt die Anlage?2. In welcher Weise kann die Anlage bei der

Erfllung dieser Funktionen gestrt wer-den?

3. Wodurch wird jede dieser einzelnenFunktionsstrungen verursacht?

4. Was passiert, wenn jede dieser einzelnenStrungen auftritt?

5. Wie gravierend wirkt sich diese Strungaus?

6. Wie kann jede dieser Strungen vermie-den oder vorhergesagt werden?

7. Was ist zu tun, wenn eine Strung wedervorhersehbar noch vermeidbar er-scheint?

Fachbeitrge, Publikationen und praktischeAnwendungen zeigen, dass das RCM eine

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* Dipl.-Ing. Helmut Langer, RWE Power AG; Dipl.-Ing. R-diger Homann, Dr. Kalaitzis & Partner GmbH (E-mail:info@kalaitzis.de)

systematische Vorgehensweise ist, um eineerhhte Sicherheit und eine verbesserte Be-triebsleistung zu erreichen, die Rentabilittder Instandhaltung zu erhhen und die Ver-lngerung der Nutzungsdauer von Anlagenzu ermglichen.Vor dem Hintergrund, dass die RCM-Me-thodik aus der amerikanischen Flugzeugin-dustrie stammt und als sehr detaillierte Me-thode und Vorgehensweise ein umfangrei-ches Formularwesen beinhaltet, erfordertsie einen hohen Arbeitsaufwand. Dieserhohe Arbeitsaufwand so zeigen praktischeUmsetzungserfahrungen steht teilweisenicht in einem gerechtfertigten Verhltnis zudem erzielten Nutzen.Des Weiteren muss angemerkt werden, dassschon seit geraumer Zeit in europischen In-standhaltungsbereichen auf Basis von Risi-kobetrachtungen Schwachstellenanalysenund -beseitigungsmanahmen kombiniert

mit Instandhaltungs-strategien angewen-det werden. Von da-her ist eine gewisseRCM- Methodikals Ausgangsbasis zwar von Unterneh-men zu Unterneh-men unterschiedlichausgeprgt bereitsvorhanden.Aus diesen Erfah-rungen heraus wirdnachfolgend die er-folgreiche, prakti-sche Umsetzung vonRCM am Beispielder Sparte Verede-

lung eines Energieversorgungsunterneh-mens vorgestellt.

3Praktische Umsetzung von RCMDer hier beschrittene Weg der prakti-schen Umsetzung von RCM ist dem

Wesen nach eine systematische Vorgehens-weise mit Anwendung anerkannter Metho-den, Analyse vorhandener Daten und Einbe-ziehung des Vor-Ort-Wissens der Mitarbei-ter. Dieses Vorgehen unterscheidet sich vonder typischen RCM-Vorgehensweise in sie-ben Schritten dadurch, dass es insbesonderedie spezifischen Bedingungen eines Unter-nehmens und dessen Anlagenpark (z. B. An-lagenstruktur, Entwicklungsgrad der In-standhaltung, Nutzen der angewendetenIH-Strategien) bercksichtigt und auf Grund

dessen vielfltige Anstze zur Entwicklungvon Verbesserungsmglichkeiten liefert. Da-durch wird der Arbeitsaufwand verringertund der Nutzen schneller erzielt.Die hier betrachtete Sparte Veredelung ver-fgt an ihren drei Standorten jeweils ber einKraftwerk zur Bereitstellung des Prozess-dampfes und eine Fabrik zur Aufbereitungund Veredelung der Kohle.Demzufolge werden viele komplexe Anla-gen genutzt, die ber den gesamten Prozessbetrachtet von Kesseln ber Turbinen,Trocknern, Frder- und Mahlanlagen, Pres-sen bis zur Verpackungs- und Abfllanlagenreichen.Aufgrund des Umfangs und der Komplexi-tt dieses Anlagenparks sind nach dieserVorgehensweise zu Beginn zwei grundstz-liche elementare Fragen zu klren:1. Bis zu welcher Tiefe sollen die Anlagen

(Abb. 1) unterteilt werden, um einerseitsnoch aussagefhige Informationen zu er-halten und andererseits den Arbeitsauf-wand noch bewltigen zu knnen. Projekt-erfahrungen aus der Praxis zeigen, dassdie Beantwortung dieser Frage immer vonder Zielsetzung und den betrachteten An-lagenobjekten abhngt.

2. Nach welchen Kriterien (z. B. Kosten,Ausfallhufigkeit, Anlagenzustand, Prio-ritt, Risiko etc.) sollen die Achsen der Ri-sikomatrix definiert werden. Auch hierhngt die Antwort von der gewhlten Ziel-setzung ab.

Der sich nach der Beantwortung dieser zweiFragen anschlieende Prozess zur Festle-gung der Risikomatrix sieht vor, dass ent-sprechend dem Ziel die Methode und im An-

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Abb. 1 Welche Anlagenkomponente wird betrachtet

Abb. 2 Risikomatrix Fabrik FMK 1

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schluss daran die Strategie auszuwhlen ist.Soll in der Risikomatrix eine Achse mit demAnlagenzustand definiert werden, so knntedieser Prozess beispielhaft wie folgt ausse-hen: Ziel: Worauf ist bei einzelnen Anlagen der

Fokus gelegt? (Kosten, Verfgbarkeit, Ri-siko, Zustand, ...)

Methode: Wie werden die Anlagen identi-fiziert, die besonders zu betrachten sind?

Instandhaltungsstrategie: Was ist die opti-male Instandhaltungsstrategie? (Schwach-stellenanalyse, vorbeugende Instandhal-tung, ...).

Die andere Achse der Risikomatrix gibt dieAnlagenprioritt wieder. Die Anlagenprio-ritt einer einzelnen Anlage wird mit derMethodik des paarweisen Vergleiches er-mittelt. Mit dieser Methodik des paarweisenVergleichs (die mit Hilfe einer Prferenzma-trix arbeitet) werden die Anlagen mit derhchsten Prioritt ermittelt.Den beispielhaften Aufbau einer derartigenRisikomatrix mit den Achsen, Anlagenprio-ritt und Anlagenzustand gibt Abbildung 2wieder. Darin sind einzelne Anlagen bzw.technische Pltze nach ihrer Anlagenpriori-tt und dem Anlagenzustand positioniert.Anlagen bzw. technische Pltze mit einerhohen Prioritt und schlechtem Anlagenzu-stand werden hierbei als Anlagen mit einemdringenden Handlungsbedarf identifiziert,d. h. hierfr mssen Verbesserungsmanah-men erarbeitet werden.Die Erarbeitung von Verbesserungsma-nahmen ist in der Regel ein kreativer Pro-zess, der Fachwissen, Erfahrungen, Metho-den und unter Umstnden detaillierte Analy-sen und Planungen erfordert. Geeignete Ver-besserungsmanahmen, die sich in der Pra-xis dabei ergeben knnen, sind z. B.: Durchfhrung von technischen Schwach-

stellenanalysen und -beseitigung Verbesserung der Instandhaltungsprozes-

se, Schulungsmanahmen, aufbauorgani-satorische nderungen

Auswahl einer geeigneten Instandhal-tungsstrategie (z. B. Wechsel von st-

rungsbedingter zur zustandsorientiertenInstandhaltung).

Beispielhaft aus dem Projekt Zukunfts-orientierte Instandhaltung Veredelung sol-len zwei Manahmen dargestellt werden, dienach der Erstellung der Risikomatrix zumtragen kamen. Innerhalb der Risikomatrix(Abb. 2) wurden die Brennkammerbekoh-lung (Abb. 3) sowie der Sammelantrieb derTrockner 4 bis 12 (Abb. 4) mit einer hohenPrioritt und einem nicht mehr ausreichen-den Anlagenzustand beschrieben. Dies warein mehr als ausreichendes Argument, beideBauteile intensiver zu untersuchen.Die Brennkammerbekohlung war sehr war-tungsintensiv. Trotzdem wurden hufig ln-gere Arbeiten am Trogkettenfrderer not-wendig. Diese Reparaturen waren immersehr zeitintensiv, da bei einer Kettenrepara-tur vorher der gesamte Bunker leer gefahrenwerden musste. Nach der Instandsetzungmusste das gesamte System wieder angefah-ren werden. Nach einer Schwachstellenana-lyse wurde festgestellt, dass die tatschlicheSchadensursache zu hohe Beharrungskrfteder Trogstege am Unterboden bei der vorge-gebenen Geschwindigkeit war. Durch eineErhhung der Frdergeschwindigkeit konn-ten die auftretenden Krfte an der Kette dra-matisch reduziert werden.Der Sammelantrieb der Trockner 4 bis 12hat eine ca. 70 m lange Welle mit 16 Lager-stellen und starren Kupplungen. DieserSammelantrieb war ebenfalls sehr war-tungsintensiv. Trotzdem waren auch hierhufige Lagerwechsel notwendig, da sichWellenabschnitte festgelaufen haben. Voneinem Ausfall des Sammelantriebes warenimmer alle acht Trockner betroffen. AlsSchadensursache fr Ausflle wurden ein-mal verschmutzte Lager festgestellt sowiezum anderen unterschiedliche Krfte durchdas mehrfach gelagerte Wellensystem, dieauf die einzelnen Lager wirken.Hier wurden zwei mgliche Manahmen ge-funden, die dahingehend untersucht werden,welche Manahme die auf Dauer wirtschaft-lichere ist. Erste Mglichkeit ist eine lum-

laufschmierung mit Wechselfilter. Hier-durch wird die Verschmutzung und damitein Lagerausfall sehr stark verzgert, sodass die Standzeiten deutlich erhht werden.Zweite zu untersuchende Manahme ist einUmbau von Sammel- auf Einzelantrieb.Vorteil dieser Lsung ist, dass bei Instand-setzungsmanahmen immer nur jeweils einTrockner betroffen ist, so dass ein Schadens-ausma um 7/8 gesenkt werden kann.

4Bisherige Erfahrungen und weiteresVorgehenDie abgeschlossenen Arbeiten an drei

Piloten sowie der laufende Rollout zeigendeutlich, dass sich mit einem berschauba-ren Aufwand drei Fabriken und drei Kraft-werke mit allen unterschiedlichen techni-schen Einrichtungen in ca. 9 Monaten unter-suchen und bewerten lassen.Voraussetzung hierfr ist: Die zu untersuchenden Anlagen werden

mit einer hohen Fachkompetenz ausge-whlt und zusammengefasst.

Die notwendigen Werkzeuge (in Form vonEDV-Tools) werden genutzt, um den Auf-wand auf ein notwendiges Minimum zubegrenzen.

Des Weiteren zeigen die vorliegenden Er-gebnisse klar, welche Anlagen im Prozessmit hoher Prioritt und hohem Ausfallrisikobewertet sind. Somit knnen fr diese Anla-gen und ihre Bauteile abgestimmte undnachvollziehbare technische, organisatori-sche oder sonstige Verbesserungsmanah-men erarbeitet und umgesetzt werden, dieden hchsten Erfolg fr die Sparte verspre-chen. Erste positive Ergebnisse besttigendie bisherige Vorgehensweise, deshalb wer-den alle drei Standorte im Rollout vollstn-dig durchleuchtet.

Abb. 4 Beispiel 2 Mechanik (FMK 1) Sammel-antrieb Trockner 412 ca. 70 m langeWelle mit 16 Lagerstellen und starrenKupplungen

Abb. 3 Beispiel 1 Mechanik (FMK 1) Brennkammerbekohlung