Systemtheoretische Untersuchungen zur Planung von nachhaltiger Instandhaltung und Revitalisierung technischer Anlagen am Beispiel von Wasserkraftanlagen

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, ein Bewertungssystem zu entwickeln, mit welchem die technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Instandhaltungs- und Erneuerungsaktivitaeten ueber einen Zeitraum abgeschaetzt werden koennen. Zusaetzlich sei hier erwaehnt, dass das System in Anlehnung an Wasserkraftanlagen ausgefuehrt wurde, jedoch auch auf andere technische Anlagen portierbar ist. Nach der Entwicklung einer Struktur, zur Integration der Anlage in ein Rechenmodell, werden in einem weiteren Schritt geeignete technische und oekonomische Parameter definiert, um so die Eigenschaften der Anlagenkomponenten zu implementieren. Neben der Analyse von Ausfallkosten und -zeiten beinhaltet dies auch prognostizierte Entwicklungen von Wirkungsgraden und Ausfallwahrscheinlichkeiten, wobei hier auch unterschiedliche Wege zur Eruierung der Parameter der Wahrscheinlichkeitsverteilungen behandelt werden. Um Aussagen ueber die Vorteilhaftigkeit von Ersatzmassnahmen hinsichtlich Zeitpunkt und Umfang, sowie von Revisionsmassnahmen in Abhaengigkeit von Instandhaltungsart, -intervall und -umfang, zu finden, wird die technische und oekonomische Entwicklung der Anlage in einem Berechnungsschema ueber einen Durchrechnungszeitraum abgeschaetzt und mit der Hilfe von Vergleichskennzahlen bewertet. Durch die Betrachtung mit Sensibilitaetsanalysen ist es in weiterer Folge auch moeglich, eine Optimierung durchzufuehren und globale Auswirkungen aufzuzeigen. Dies wird auch in abschliessenden Beispielen verifiziert und demonstriert.

Aim of this work is the development of a scoring system, to expect the economical and technical impacts of refurbishing and replacement activities on components of technical systems. Additionally, it should be mentioned, that the scoring system will be developed corresponding to water power systems, but it will be possible to adapt it for other technical systems. After the development of a structure for the integration of a technical system in a computer model, suitable technical and economical parameters will be defined, to implement the characteristics of the components. Beside the analysis of costs and durations for the repair of component failures, different ways for the gathering of parameters for the reliability and probability of failures will be explained. To get statements for the advantage of replacement measures, according to the scope and point in time, as well as of refurbishing and revision measures, according to the duration, the point of time and the scope of the maintenance systems, a technical and economical development of the system will be estimated with a calculation scheme. Additionally it is possible to score and compare the measurements with a characteristic number. This will lead to possibilities of sensibility analyses for optimization measures and for pointing out global influences. These possibilities will be finally also verified and demonstrated in several examples and evaluations.