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Asset Management für Infrastrukturanlagen - Energie und Wasser

Energie und Wasser

Autor	Christian Schorn, Gerd Balzer
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2011
Seitenanzahl	340 Seiten
ISBN	9783642053924
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	109,99 EUR

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.

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Inhaltsverzeichnis

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

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