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E-Book

Asset Management für Infrastrukturanlagen - Energie und Wasser

Energie und Wasser

AutorChristian Schorn, Gerd Balzer
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2011
Seitenanzahl340 Seiten
ISBN9783642053924
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis109,99 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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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhalt7
Kapitel 1 Einleitung10
1.1 Grundlagen des Anlagenmanagements10
1.2 Entwicklung des Anlagenmanagements in der letzten Dekade in Europa13
1.3 Motivation für ein Anlagenmanagement14
1.3.1 Gesetzliches Umfeld15
1.3.2 Einfluss der Regulierung auf Infrastrukturunternehmen in der Energieversorgung16
1.4 Herausforderungen der Versorgungsnetzbetreiber18
1.5 Tätigkeiten des Asset Management19
1.6 Zusammenfassung22
Literatur22
Kapitel 2 Aufgaben des Anlagenmanagement24
2.1 Strategieentwicklung24
2.1.1 Überblick Instandhaltungsstrategie26
2.1.1.1 Definitionen26
2.1.1.2 Grundlagen der Instandhaltungsstrategien29
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 Instandhaltung32
2.1.1.8 Zusammenfassende Beurteilung der Instandhaltungsstrategien32
2.1.2 RCM-Strategie33
2.1.2.1 Definitionen34
2.1.2.2 Vorgehensweise35
2.1.2.3 Beispiel: Freileitungsabschnitt42
2.1.2.4 Bewertung einer IH-Maßnahme48
2.1.3 Instandhaltung mit Fuzzy-Logik53
2.1.3.1 Grundzüge der Fuzzy-Logik55
2.1.3.2 Vorgehensweise bei der Beurteilung des Zustands [7]59
2.1.3.3 Technische Regeln für die Wissensverarbeitung62
2.1.3.4 Ergebnis Netzstation65
2.1.3.5 Beurteilung65
2.1.3.6 Zustandsermittlung eines Betriebsmittels mit Fuzzy-Logik65
2.1.4 FMEA-Methode68
2.1.4.1 Methodische Grundlagen70
2.1.4.2 Datenaufbereitung74
2.1.4.3 Beispiel: Auswertung76
2.1.4.4 FMEA-Untersuchung einer Anlage78
2.1.5 Alterungsverhalten der Betriebsmittel81
2.1.5.1 Allgemeines Fehlerverhalten eines Betriebsmittels82
2.1.5.2 Analyse des Fehlerverhaltens und Maßnahmen83
2.1.5.3 Daten und Betriebsmittelmodell eines Leistungsschalters84
2.1.5.4 Fehlerverhalten von Leistungsschaltern87
2.1.5.5 Bewertung der Ergebnisse92
2.1.6 Lebensdauer von elektrischen Betriebsmitteln94
2.1.7 Netzentwicklungsstrategie97
2.1.7.1 Allgemeines97
2.1.7.2 Prognosefelder97
2.1.7.3 Planungsprämissen98
2.1.7.4 Zielnetzbetrachtungen105
2.1.8 Erneuerungsstrategie107
2.1.8.1 Allgemeines107
2.1.8.2 Kriterien für eine Erneuerung107
2.1.8.3 Entscheidungsebenen109
2.1.8.4 Modellbildung für die technisch organisatorische Ebene110
2.1.8.5 Bewertung der Modelle113
2.1.9 Kurzfrist und Langfristbetrachtungen114
2.1.10 Projektentwicklung und Beauftragung115
2.2 Entwicklung und Sicherstellen von Standards und Normen116
2.2.1 Interne Regelwerke116
2.2.2 Nationale und internationale Normierungsverfahren117
2.3 Sicherstellung der Ressourcen119
2.3.1 Material und Dienstleistungen120
2.3.2 Betriebspersonal122
2.3.3 Reserven und Sondersituationen122
2.4 Zusammenfassung123
Literatur123
Kapitel 3 Steuerungsfunktionen126
3.1 Betriebswirtschaftliche Steuerungsfunktionen126
3.1.1 Budgetplanung und Aufbau127
3.1.2 Budgetsteuerung und Controlling134
3.1.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen140
3.1.3.1 LCC und TCO140
3.1.3.2 Lebensdauerkosten141
3.1.3.3 Definitionen143
3.1.3.4 Beispiel: Lebensdauerkosten einer 380-kV-Schaltanlage in Freiluftausführung146
3.1.3.5 Beispiel: Lebensdauerkosten eines 110-kV-Freileitungsnetz154
3.2 Technische Steuerungsfunktionen156
3.2.1 Störungsstatistiken156
3.2.2 Schadensdatenbanken160
3.2.3 Netzsubstanzbetrachtungen162
3.2.4 Zustandsdatenbewertung166
3.2.5 Monitoring/Diagnose168
3.2.5.1 Zustandsüberwachung am Beispiel eines Leistungsschalters169
3.2.5.2 Effizienz der Diagnose- und Monitoringverfahren171
3.2.5.3 Beurteilung175
3.2.6 Risiokoanalysen176
3.2.6.1 Vorgehensweise für ein Risk-Management177
3.2.6.2 Erweiterte Risiko Bewertung184
3.2.6.3 Ableitung einer risikooptimierten Instandhaltung193
3.2.6.4 Value-at-Risk Methode195
3.2.6.5 Informationen für eine Bewertung201
3.2.6.6 Beispiel für die Umsetzung einer risikoorientierten Instandhaltung203
3.3 Kennziffern208
3.3.1 Zielgrößen der beteiligten Gruppen208
3.3.2 Auswahl von Kennziffern bei einer IH-Maßnahme209
3.3.3 Benchmarking212
3.4 Asset-Simulationen214
3.4.1 Entwicklung einer langfristigen Strategie215
3.4.1.1 Zustandsbewertung der Betriebsmittel216
3.4.1.2 Alterungsmodell217
3.4.1.3 Ursache – Wirkungsketten220
3.4.2 Eingabedaten221
3.4.3 Anwendung dynamischer Simulationen222
3.4.4 Simulation: Zustandsbewertung224
3.4.4.1 Hochspannungsleistungsschalter224
3.4.4.2 Mittelspannungskabel228
3.4.5 Simulation: Statistische Ausfallrate232
3.4.6 Zusammenfassung Asset Simulation236
3.5 Statistik237
3.5.1 Wahrscheinlichkeit237
3.5.1.1 Einfache Wahrscheinlichkeit237
3.5.1.2 Bedingte Wahrscheinlichkeit238
3.5.2 Kenngrößen von Wahrscheinlichkeitsverteilung238
3.5.2.1 Erwartungswert – Mittelwert238
3.5.2.2 Medianwert239
3.5.2.3 Varianz (Streuung) und Standardabweichung239
3.5.2.4 Spannweite241
3.5.2.5 Skalierung241
3.5.2.6 Dichtefunktion241
3.5.2.7 Verteilungsfunktion242
3.5.2.8 Fehlerrate (Hazard-Rate) eines Betriebsmittels243
3.5.2.9 Korrelation245
3.5.2.10 Konfidenzintervall, Stichprobe245
3.5.3 Stetige Verteilungen247
3.5.3.1 Normalverteilung247
3.5.3.2 Exponentialverteilung251
3.5.3.3 Weibull-Verteilung252
3.5.3.4 Weitere Verteilungsfunktionen257
3.5.4 Diskrete Zufallsgrößen258
3.5.4.1 Poission-Verteilung258
3.5.4.2 Binominalverteilung260
3.5.5 Ausgleichsrechnung261
3.5.5.1 Messfehler261
3.5.5.2 Ausgleichsfunktionen262
3.6 Zusammenfassung266
Literatur267
Kapitel 4 Einbindung in die Unternehmensorganisation269
4.1 Funktionale Aufteilung im Asset Management270
4.2 Das Rollenmodell im Management von Infrastrukturen272
4.3 Unternehmensorganisation276
4.3.1 Entscheidungskriterien277
4.3.2 Service-Provider Modell279
4.3.3 Network-Manager Modell280
4.3.4 Asset-Manager Modell280
4.3.5 Asset-Owner Modell281
4.4 Einfluss der Infrastruktursysteme auf die Organisation282
4.4.1 Größendegression von Systemen282
4.4.2 Einfluss der Systemhomogenität von Infrastrukturen285
4.5 Zusammenfassung286
Literatur286
Kapitel 5 Systemlandschaft im Asset Management288
5.1 Daten im Asset Management288
5.2 Enterprise Resource Planning (ERP-Systeme)291
5.2.1 Anlagendokumentation (ADB)293
5.2.2 Finanzmodul296
5.2.3 Betriebs- und Instandhaltungsmodul298
5.2.4 Projektmodul299
5.2.5 Einkaufs- und Materialmodul301
5.2.6 Personalmodul303
5.3 Geo-Informationssysteme (GIS)304
5.4 Asset Strategie Planungssysteme (ASP)309
5.5 Investment Priorisierungs-Systeme (PPS)315
5.6 Mobile Workforce317
5.7 Netzplanungs- und Netzführungssysteme319
5.8 Zusammenfassung323
Literatur324
Sachverzeichnis325

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