Asset Management für Infrastrukturanlagen - Energie und Wasser (eBook)

Gerd Balzer, Christian Schorn (Autoren)

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2011 | 2011
IX, 340 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-642-05392-4 (ISBN)

Infos

Die Aufgabe eines Versorgungsunternehmens besteht darin, seine Kunden zuverlässig mit Elektrizität, Gas oder Wasser zu versorgen. Um diese Aufgabe in einem regulierten Markt zu erfüllen, können Versorgungsunternehmen neue Strukturen und Verfahren entwickeln. Damit sie dabei sowohl den Eigentümern als auch der Regulierungsinstanz gerecht werden, ist es sinnvoll, bisherige Prozesse neu zu strukturieren. Die Autoren liefern einen umfassenden Überblick zu Asset-Management-Prozessen, die derzeit in Versorgungsunternehmen umgesetzt werden.

Gerd Balzer, geboren 1946, studierte Elektrische Energietechnik von 1966 von 1971 und promovierte zum Dr.-Ing. 1977 an der Technische Hochschule in Darmstadt. Anschließend war er 17 Jahre Mitarbeiter der BBC/ABB, Mannheim und Leiter der Abteilung 'Elektroberatung'. Seit 1994 ist er Professor für Elektrische Energieversorgung an der Technischen Universität in Darmstadt mit den Arbeitsgebieten: Asset Management, Netzplanung, Isolationskoordination und Netzintegration von erneuerbaren Energien.

Christian Schorn, geboren 1964, Studium der Elektrotechnik an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken und an der Technischen Universität Karlsruhe. Berufsbeginn in einem mittelständischen Unternehmen für Elektrotechnik in Karlsruhe. Seit 1996 Mitarbeiter bei der EnBW. Wahrnehmung verschiedener verantwortlicher Positionen im Netzbereich in Deutschland und im europäischen Ausland. Aufbau und Leitung  des technischen Anlagenmanagements bei der EnBW Regional AG für Strom, Gas und Wasser über alle Spannungsebenen und Druckstufen mit Verantwortung für Planung, Standardisierung, Budgetsteuerung und Strategieentwicklung.

Inhalt

Vorwort 5
Inhalt 7
Kapitel 1 Einleitung 10
1.1 Grundlagen des Anlagenmanagements 10
1.2 Entwicklung des Anlagenmanagements in der letzten Dekade in Europa 13
1.3 Motivation für ein Anlagenmanagement 14
1.3.1 Gesetzliches Umfeld 15
1.3.2 Einfluss der Regulierung auf Infrastrukturunternehmen in der Energieversorgung 16
1.4 Herausforderungen der Versorgungsnetzbetreiber 18
1.5 Tätigkeiten des Asset Management 19
1.6 Zusammenfassung 22
Literatur 22
Kapitel 2 Aufgaben des Anlagenmanagement 24
2.1 Strategieentwicklung 24
2.1.1 Überblick Instandhaltungsstrategie 26
2.1.1.1 Definitionen 26
2.1.1.2 Grundlagen der Instandhaltungsstrategien 29
2.1.1.3 Ereignisorientierte Instandhaltung (CM, Corrective Maintenance) 29
2.1.1.4 Zeitorientierte Instandhaltung (TBM, Time-Based Maintenance) 30
2.1.1.5 Zustandsorientierte Instandhaltung (CBM, Condition-Based Maintenance) 31
2.1.1.6 Prioritätenorientierte Instandhaltung (auch: zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung RCM, Reliability-Centered Maintenance) 32
2.1.1.7 Risiko-orientierte Instandhaltung 32
2.1.1.8 Zusammenfassende Beurteilung der Instandhaltungsstrategien 32
2.1.2 RCM-Strategie 33
2.1.2.1 Definitionen 34
2.1.2.2 Vorgehensweise 35
2.1.2.3 Beispiel: Freileitungsabschnitt 42
2.1.2.4 Bewertung einer IH-Maßnahme 48
2.1.3 Instandhaltung mit Fuzzy-Logik 53
2.1.3.1 Grundzüge der Fuzzy-Logik 55
2.1.3.2 Vorgehensweise bei der Beurteilung des Zustands [7] 59
2.1.3.3 Technische Regeln für die Wissensverarbeitung 62
2.1.3.4 Ergebnis Netzstation 65
2.1.3.5 Beurteilung 65
2.1.3.6 Zustandsermittlung eines Betriebsmittels mit Fuzzy-Logik 65
2.1.4 FMEA-Methode 68
2.1.4.1 Methodische Grundlagen 70
2.1.4.2 Datenaufbereitung 74
2.1.4.3 Beispiel: Auswertung 76
2.1.4.4 FMEA-Untersuchung einer Anlage 78
2.1.5 Alterungsverhalten der Betriebsmittel 81
2.1.5.1 Allgemeines Fehlerverhalten eines Betriebsmittels 82
2.1.5.2 Analyse des Fehlerverhaltens und Maßnahmen 83
2.1.5.3 Daten und Betriebsmittelmodell eines Leistungsschalters 84
2.1.5.4 Fehlerverhalten von Leistungsschaltern 87
2.1.5.5 Bewertung der Ergebnisse 92
2.1.6 Lebensdauer von elektrischen Betriebsmitteln 94
2.1.7 Netzentwicklungsstrategie 97
2.1.7.1 Allgemeines 97
2.1.7.2 Prognosefelder 97
2.1.7.3 Planungsprämissen 98
2.1.7.4 Zielnetzbetrachtungen 105
2.1.8 Erneuerungsstrategie 107
2.1.8.1 Allgemeines 107
2.1.8.2 Kriterien für eine Erneuerung 107
2.1.8.3 Entscheidungsebenen 109
2.1.8.4 Modellbildung für die technisch organisatorische Ebene 110
2.1.8.5 Bewertung der Modelle 113
2.1.9 Kurzfrist und Langfristbetrachtungen 114
2.1.10 Projektentwicklung und Beauftragung 115
2.2 Entwicklung und Sicherstellen von Standards und Normen 116
2.2.1 Interne Regelwerke 116
2.2.2 Nationale und internationale Normierungsverfahren 117
2.3 Sicherstellung der Ressourcen 119
2.3.1 Material und Dienstleistungen 120
2.3.2 Betriebspersonal 122
2.3.3 Reserven und Sondersituationen 122
2.4 Zusammenfassung 123
Literatur 123
Kapitel 3 Steuerungsfunktionen 126
3.1 Betriebswirtschaftliche Steuerungsfunktionen 126
3.1.1 Budgetplanung und Aufbau 127
3.1.2 Budgetsteuerung und Controlling 134
3.1.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 140
3.1.3.1 LCC und TCO 140
3.1.3.2 Lebensdauerkosten 141
3.1.3.3 Definitionen 143
3.1.3.4 Beispiel: Lebensdauerkosten einer 380-kV-Schaltanlage in Freiluftausführung 146
3.1.3.5 Beispiel: Lebensdauerkosten eines 110-kV-Freileitungsnetz 154
3.2 Technische Steuerungsfunktionen 156
3.2.1 Störungsstatistiken 156
3.2.2 Schadensdatenbanken 160
3.2.3 Netzsubstanzbetrachtungen 162
3.2.4 Zustandsdatenbewertung 166
3.2.5 Monitoring/Diagnose 168
3.2.5.1 Zustandsüberwachung am Beispiel eines Leistungsschalters 169
3.2.5.2 Effizienz der Diagnose- und Monitoringverfahren 171
3.2.5.3 Beurteilung 175
3.2.6 Risiokoanalysen 176
3.2.6.1 Vorgehensweise für ein Risk-Management 177
3.2.6.2 Erweiterte Risiko Bewertung 184
3.2.6.3 Ableitung einer risikooptimierten Instandhaltung 193
3.2.6.4 Value-at-Risk Methode 195
3.2.6.5 Informationen für eine Bewertung 201
3.2.6.6 Beispiel für die Umsetzung einer risikoorientierten Instandhaltung 203
3.3 Kennziffern 208
3.3.1 Zielgrößen der beteiligten Gruppen 208
3.3.2 Auswahl von Kennziffern bei einer IH-Maßnahme 209
3.3.3 Benchmarking 212
3.4 Asset-Simulationen 214
3.4.1 Entwicklung einer langfristigen Strategie 215
3.4.1.1 Zustandsbewertung der Betriebsmittel 216
3.4.1.2 Alterungsmodell 217
3.4.1.3 Ursache – Wirkungsketten 220
3.4.2 Eingabedaten 221
3.4.3 Anwendung dynamischer Simulationen 222
3.4.4 Simulation: Zustandsbewertung 224
3.4.4.1 Hochspannungsleistungsschalter 224
3.4.4.2 Mittelspannungskabel 228
3.4.5 Simulation: Statistische Ausfallrate 232
3.4.6 Zusammenfassung Asset Simulation 236
3.5 Statistik 237
3.5.1 Wahrscheinlichkeit 237
3.5.1.1 Einfache Wahrscheinlichkeit 237
3.5.1.2 Bedingte Wahrscheinlichkeit 238
3.5.2 Kenngrößen von Wahrscheinlichkeitsverteilung 238
3.5.2.1 Erwartungswert – Mittelwert 238
3.5.2.2 Medianwert 239
3.5.2.3 Varianz (Streuung) und Standardabweichung 239
3.5.2.4 Spannweite 241
3.5.2.5 Skalierung 241
3.5.2.6 Dichtefunktion 241
3.5.2.7 Verteilungsfunktion 242
3.5.2.8 Fehlerrate (Hazard-Rate) eines Betriebsmittels 243
3.5.2.9 Korrelation 245
3.5.2.10 Konfidenzintervall, Stichprobe 245
3.5.3 Stetige Verteilungen 247
3.5.3.1 Normalverteilung 247
3.5.3.2 Exponentialverteilung 251
3.5.3.3 Weibull-Verteilung 252
3.5.3.4 Weitere Verteilungsfunktionen 257
3.5.4 Diskrete Zufallsgrößen 258
3.5.4.1 Poission-Verteilung 258
3.5.4.2 Binominalverteilung 260
3.5.5 Ausgleichsrechnung 261
3.5.5.1 Messfehler 261
3.5.5.2 Ausgleichsfunktionen 262
3.6 Zusammenfassung 266
Literatur 267
Kapitel 4 Einbindung in die Unternehmensorganisation 269
4.1 Funktionale Aufteilung im Asset Management 270
4.2 Das Rollenmodell im Management von Infrastrukturen 272
4.3 Unternehmensorganisation 276
4.3.1 Entscheidungskriterien 277
4.3.2 Service-Provider Modell 279
4.3.3 Network-Manager Modell 280
4.3.4 Asset-Manager Modell 280
4.3.5 Asset-Owner Modell 281
4.4 Einfluss der Infrastruktursysteme auf die Organisation 282
4.4.1 Größendegression von Systemen 282
4.4.2 Einfluss der Systemhomogenität von Infrastrukturen 285
4.5 Zusammenfassung 286
Literatur 286
Kapitel 5 Systemlandschaft im Asset Management 288
5.1 Daten im Asset Management 288
5.2 Enterprise Resource Planning (ERP-Systeme) 291
5.2.1 Anlagendokumentation (ADB) 293
5.2.2 Finanzmodul 296
5.2.3 Betriebs- und Instandhaltungsmodul 298
5.2.4 Projektmodul 299
5.2.5 Einkaufs- und Materialmodul 301
5.2.6 Personalmodul 303
5.3 Geo-Informationssysteme (GIS) 304
5.4 Asset Strategie Planungssysteme (ASP) 309
5.5 Investment Priorisierungs-Systeme (PPS) 315
5.6 Mobile Workforce 317
5.7 Netzplanungs- und Netzführungssysteme 319
5.8 Zusammenfassung 323
Literatur 324
Sachverzeichnis 325

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 29.4.2011
• Reihe/Serie: VDI-Buch
• Reihe/Serie: VDI-Buch
• Zusatzinfo: IX, 340 S. 150 Abb.
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Themenwelt: Technik ► Nachrichtentechnik
• Themenwelt: Wirtschaft
• Schlagworte: Asset Simulation • Enterprise Resource Planning • Erneuerungsstrategie • Infrastruktur • Instandhaltungsstrategien • Netztbetrieb • Risiko-Management • Störungsstatistik
• ISBN-10: 3-642-05392-0 / 3642053920
• ISBN-13: 978-3-642-05392-4 / 9783642053924