DE102006045804A1 - Maintenance planning providing system for assistance of decision making for maintenance of e.g. mining industry system, has model-supported system connected with module which evaluates examination, and base system for making decisions - Google Patents

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Abstract

The system (30) has a base system cooperating with a model-supported module (32), which is provided for residual life duration estimation of components of the system and the process under consideration of process-and system data provided by the base system. A model-supported system is connected with a cost consideration module (34) which executes efficiency examination, automatically evaluates the examination and transfers the result of the evaluation. The base system makes possible decisions from results of the automatic evaluation by maintenance measures for further processing. An independent claim is also included for a method for optimized maintenance planning in a system monitoring system of a technical system or a technical process.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein integriertes System und Verfahren zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Plant Asset Management System einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses gemäß den Ansprüchen 1 und 12 und ist insbesondere geeignet zur Unterstützung der Entscheidungsfindung für die Instandhaltung von Anlagen aus dem Bergbau, wie beispielsweise Tagebauanlagen, Anlagen der Prozessindustrie, wie beispielsweise der chemischen Industrie, der Pharmaindustrie, der Papierindustrie, der Öl- und Gasgewinnung und -produktion, sowie der Stromerzeugung.The The invention relates to an integrated system and method for optimized maintenance planning in a Plant Asset Management System a technical installation or a technical process according to claims 1 and 12 and is particularly suitable for supporting decision-making for the Maintenance of mining equipment, such as open pit mining, Process equipment, such as the chemical industry Industry, the pharmaceutical industry, the paper industry, oil and gas production and production, and power generation.

Ein Plant Asset Management System arbeitet als Anlagenüberwachungssystem und beinhaltet neben der Instandhaltung unter anderem auch die Anwendungen der Zustandsüberwachung und der weitergehenden Diagnose einer technischen Anlage. Der Einsatz solcher Systeme ist beispielsweise bei rotierenden Maschinen inzwischen weit verbreitet.One Plant Asset Management System works as an asset monitoring system and includes not only maintenance, but also the applications condition monitoring and the further diagnosis of a technical system. The use such systems is now, for example, in rotating machinery widespread.

Systeme, welche die Anlagenüberwachung unterstützen, kommen in unterschiedlicher Ausprägung in verschiedenen Industriebereichen wie der Prozessindustrie, der Stromerzeugung und Stromverteilung, aber auch im Bergbau zum Einsatz und unterstützen in diesen bereichen die Instandhaltungsstrategien. Die Instandhaltungsstrategien umfassen reaktive, präventive, prädiktive, sowie zuverlässigkeitsbezogene Vorgehensweisen bei der Instandhaltung der technischen Anlage.systems, which support the plant monitoring come in different form in various industries such as the process industry, power generation and power distribution, but also used in mining and support in these areas are the maintenance strategies. The maintenance strategies include reactive, preventative, predictive, as well as reliability-related Procedures for the maintenance of the technical system.

Im Zusammenhang mit der Reduzierung von Instandhaltungskosten und der Optimierung des Betriebs durch eine Erhöhung der Effektivität und Effizienz, rückt die Unterstützung durch vorhersagbare Instandhaltungsstrategien jedoch mehr und mehr in den Vordergrund.in the Related to the reduction of maintenance costs and the Optimizing operations by increasing efficiency and efficiency, puts the support however, with predictable maintenance strategies, more and more in the foreground.

Optimierungspotentiale im Umfeld der Instandhaltung sind häufig nicht offensichtlich und daher wenig genutzt. So werden zwar kritische Anlagenkomponenten durch entsprechende Instandhaltungsmaßnahmen erkannt, aufgrund von beispielsweise fehlendem Personal werden jedoch weitergehende Maßnahmen zur Optimierung im Instandhaltungsbereich zeitlich verschoben oder nicht adressiert, so dass potentiale ungehoben bleiben.optimization potential in the field of maintenance are often not obvious and therefore little used. This is how critical plant components become Recognized by appropriate maintenance, due to However, for example, missing staff will take further action for optimization in the maintenance area delayed or not addressed, so that potentials remain unobtrusive.

Auch werden Instandhaltungsarbeiten nicht immer kostenoptimiert ausgeführt, beispielsweise wird häufig reaktiv gehandelt oder Komponenten werden präventiv ausgetauscht, obwohl dies der Komponentenzustand noch nicht erforderlich macht. Die dadurch bedingten jährlichen Instandhaltungskosten pro Komponententyp können im Bereich mehrer Millionen EUR liegen und somit einen erheblichen Umfang der Betriebskosten der technischen Anlage ausmachen. Auch können weitergehende Arbeiten im Rahmen einer umfassenderen Instandhaltungsstrategie aufgrund knapper Personaldecken nur bedingt durchgeführt werden.Also Maintenance work is not always carried out cost-optimally, for example often reactively traded or components are replaced preventively, though this does not require the component state yet. The result conditional annual Maintenance costs per component type can range in several millions EUR and thus a considerable amount of operating costs make up the technical facility. Also, further work in the Framework of a more comprehensive maintenance strategy due to scarcer Staff blankets are only conditionally carried out.

Der dadurch bedingte Bedarf an einer Unterstützung der Instandhaltung durch die Informationstechnik (IT) hat zum Ziel, Optimierungspotentiale zu identifizieren und zu realisieren, wobei künftige Anforderung an die IT-Unterstützung über die sich bereits im Einsatz befindliche Zustandsüberwachung und Diagnose hinausgehen und die frühzeitige Erkennung von Ausfällen und Fehlern eine sehr viel bedeutendere Rolle spielen wird.Of the consequent need for maintenance support the information technology (IT) aims to optimize potentials identify and realize future IT support requirements over the to go beyond the condition monitoring and diagnosis already in use and the early one Detection of failures and mistakes will play a much more significant role.

Gegenwärtig eingesetzte Zustandsüberwachungen und Diagnosen liefern Informationen über einen gegebenenfalls fehlerhaften Zustand einer Komponente oder den verfügbaren Nutzungsvorrat und zeigen im Fall der Diagnose Wege zur Behebung des Fehlers auf. Diese Systeme berücksichtigen jedoch nicht, wann der optimale Zeitpunkt eines Eingriffes gegeben ist und wie der mögliche optimale Eingriff – also die Instandhaltungsmaßnahme – aussieht.Currently used condition monitoring and diagnoses provide information about a possibly faulty State of a component or the available usage stock and show in case of diagnosis, ways to correct the error. These systems consider however, not when given the optimal time of an intervention is and how the possible optimal intervention - so the maintenance measure - looks.

Auch eine ökonomische Betrachtung ist üblicherweise nicht Bestandteil der bisherigen Systeme, bei denen betriebstechnischen Aspekte, wie eine frühzeitige Fehlererkennung und -beseitigung im Vordergrund stehen.Also an economic one Contemplation is common not part of the previous systems in which operational Aspects, like an early one Error detection and elimination are in the foreground.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein integriertes System und ein Verfahren zur Unterstützung der Entscheidungsfindung in der Instandhaltung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses anzugeben, wodurch vorgenannte Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, um eine optimierte Instandhaltungsplanung bereitzustellen, die festlegt, zu welchem Zeitpunkt eine Instandhaltungsmaßnahme kostenoptimal auszuführen ist.Of the Invention is therefore based on the object an integrated system and a process to support the Decision making in maintenance in a plant monitoring system indicate a technical installation or a technical process, whereby overcome the aforementioned disadvantages of the prior art to provide optimized maintenance planning, which determines at what time a maintenance measure is cost-optimal perform is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen des erfindungsgemäßen Systems und ein entsprechendes Verfahren zur Unterstützung der Entscheidungsfindung in der Instandhaltung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.These The object is achieved by a System solved by the features specified in claim 1. advantageous Embodiments, improvements of the system according to the invention and a corresponding procedure to support decision-making in maintenance in a plant monitoring system of a technical Plant or a technical process are in further claims and indicated in the description.

Erfindungsgemäß umfasst das System zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses ein Basissystem, welches Prozess- und Anlagendaten direkt von einer Feldebene der Anlage und/oder von einem vorhandenen Leitsystem erhält.According to the invention, the system for optimized maintenance planning in a system monitoring system of a technical installation or a technical process comprises a basic system, which process and system data directly from a Field level of the plant and / or receives from an existing control system.

Das Basissystem wirkt mit einem modellgestützten Modul zusammen, welches Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses unter Berücksichtigung der vom Basissystem bereitgestellten Prozess- und Anlagendaten durchführt.The Basic system interacts with a model-based module, which Remaining life assessments the components of the plant or process under consideration performs the process and plant data provided by the base system.

Das modellgestütztes Modul ist mit einem weiteren Modul verbunden, welches unter Berücksichtigung von vorgegebenen Optimierungsmodellen und den vom modellgestützten Modul ermittelten Restlebensdauerabschätzungen Effizienzbetrachtungen ausführt, die Effizienzbetrachtungen automatisch auswertet und die Ergebnisse der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen an das Basissystem übermittelt, unter anderem zur Visualisierung.The model-based Module is connected to another module, which takes into account of given optimization models and the model-based module determined residual life estimates Efficiency considerations, evaluates the efficiency considerations automatically and the results the automatic evaluation of the efficiency considerations to the base system, among other things for visualization.

Die Optimierungsmodelle beziehen sich dabei auch auf wirtschaftliche Kennziffern, wie beispielsweise auf Produktionskosten oder Kostenmodelle für die einzelnen kritischen Anlagenkomponenten.The Optimization models also refer to economic Indicators, such as on production costs or cost models for the individual critical system components.

Das Basissystem stellt aus den vom weiteren Modul bereitgestellten Ergebnissen der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen Informationen als Grundlage für Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen zur Weiterverarbeitung, insbesondere zur grafischen Darstellung, bereit und gibt an, welche Instandhaltungsmaßnahme zu welchem Zeitpunkt kostenoptimal durchzuführen ist.The Basic system represents the results provided by the other module the automatic evaluation of the efficiency considerations information as a basis for Decisions about maintenance to be performed for further processing, in particular for graphical representation, ready and indicates which maintenance measure at which time cost optimal to perform is.

Als Anlagenüberwachungssystem das als fundamentales System zur Datenerfassung, Steuerung des Betriebs und als System- oder Applikationsintegrationsbasis umschrieben werden kann, ist das Basissystem mit einem Visualisierungsmodul und einer Funktionalität, auch Szenario Manager genannt, versehen. Diese Funktionalität wird zur Berücksichtigung verschiedener Szenarien im Rahmen der Unterstützung der Entscheidungsfindung eingesetzt.When Plant Monitoring System as a fundamental system for data acquisition, control of operations and described as a system or application integration basis can, is the base system with a visualization module and a functionality also called Scenario Manager. This functionality becomes the consideration different scenarios in support of decision-making used.

Der Szenario Manager legt die Restlebensdauer von Komponenten und/oder Anlagenobjekten der Anlage oder des Prozesses unter Berücksichtigung unterschiedlicher Produktionsvorgaben bzw. Fahrweisen als Szenarien fest, wobei die festgelegten Szenarien neben den bereitgestellten Prozessdaten in die Restlebensdauerabschätzung einfließen.Of the Scenario Manager sets the remaining life of components and / or Plant objects of the plant or process under consideration different production specifications or modes of operation as scenarios fixed, with the specified scenarios in addition to the provided Integrate process data into the residual life estimation.

Das Visualisierungsmodul stellt die vom modellgestützten Modul bereitgestellten Restlebensdauerabschätzungen vorzugsweise als minimale und maximale Restlebensdauerabschätzungen für die einzelne Komponenten oder die jeweiligen Anlagenobjekte, grafisch dar. Dazu werden die bereitgestellten Restlebensdauerabschätzungen direkt an das Basissystem übertragen. Neben der grafischen Darstellung der Ergebnisse der Restlebensdauerabschätzung, auch im speziellen für die einzelnen Szenarien, ist das Visualisierungsmodul auch zur grafischen Darstellung der vom weiteren Modul an das Basissystem bereitgestellten Ergebnisse der Effizienzbetrachtungen eingerichtet.The Visualization module provides the model-based module provided Remaining life assessments preferably as minimum and maximum residual life estimates for the individual Components or the respective plant objects, graphically dar The remaining life estimates provided are transferred directly to the base system. In addition to the graphical representation of the results of residual life assessment, too in particular for the individual scenarios, the visualization module is also for graphical Representation of the further module provided to the base system Results of the efficiency considerations established.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Ermittlung der minimalen und der maximalen Restlebensdauer der jeweiligen Komponente oder des jeweiligen Anlagenobjektes, das sich aus den einzelnen Komponenten zusammensetzt, auch eine Unsicherheit berücksichtigt, die sich durch die Restlebensdauerabschätzung ergibt.In An embodiment of the invention is determined by the determination of minimum and maximum residual life of each component or of the respective plant object, which consists of the individual components also takes into account an uncertainty that is due to the remaining life assessment results.

Durch die Ermittlung der minimalen und maximalen Restlebensdauer als obere und untere Grenzen steht ein so genannter Bereich zur Verfügung, innerhalb dessen sich die tatsächliche Restlebensdauer der Komponente mit großer Wahrscheinlichkeit einordnen lässt. Diese Einordnung der Restlebensdauer der entsprechenden Komponenten oder Anlagenobjekte kann innerhalb des Basissystems, beispielsweise durch eine Ampeldarstellung im Rahmen einer Überwachungsanzeige, einem sogenannten Asset Monitor, die durch das Basissystem zur Verfügung gestellt wird, visualisiert werden.By the determination of the minimum and maximum remaining lifespan as upper and lower bounds, a so-called area is available within which is the actual Arrange the remaining life of the component with high probability leaves. This classification of the remaining life of the corresponding components or plant objects can be within the base system, for example by a traffic light display as part of a monitoring display, a so-called asset Monitor visualized by the base system become.

Das Basissystem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Lage automatisch ausgewählte Informationen, beispielsweise über das Internet oder als Kurznachricht (SMS) ins Mobilfunk- oder Festnetz, zu versenden, wobei diese Informationen neben Entscheidungen über die auszuführenden Instandhaltungsmaßnahmen auch die Instandhaltungsmaßnahmen betreffende Alarme und Ereignisse sind.The Basic system is in a further embodiment of the invention in the location automatically selected Information, for example about the Internet or as a short message (SMS) to the mobile or fixed network, to send this information in addition to decisions about the be executed maintenance measures also the maintenance measures relevant alarms and events.

Für die Realisierung der Optimierungsmodelle sind Anbindungen weiterer Module über das Basissystem vorgesehen, wie beispielsweise an ein Enterprise Resource Planning System (System zur Planung des Einsatzes bzw. der Verwendung von Un ternehmensressourcen, wie beispielsweise Betriebsmittel, Personal oder Kapital) und/oder an ein Instandhaltungssystem vorgesehen, um entsprechend benötigte Kosten und den Instandhaltungsaufwand für die Effizienzbetrachtungen dem weiteren Modul zur Auswertung bereitzustellen. Über das Enterprise Resource Planning System (ERP) und das Instandhaltungssystem besteht die Möglichkeit, geplante Stillstände auszulesen und diese im Zuge der Bestimmung des optimalen Eingriffszeitpunkts für die Instandhaltung zu berücksichtigen.For the realization The optimization models are connections of further modules via the basic system such as Enterprise Resource Planning System (system for planning the use or use of company resources, such as equipment, personnel or capital) and / or provided to a maintenance system to correspondingly required costs and the maintenance effort for to provide the efficiency considerations to the further module for evaluation. About the Enterprise Resource Planning System (ERP) and the maintenance system it is possible, planned shutdowns and this in the course of determining the optimal intervention time for maintenance to take into account.

Weiterhin ist das ERP-System als Informationsquelle hinsichtlich der Verfügbarkeit von Ersatzteilen vorgesehen. Die zur Abschätzung der Restlebensdauer benötigte Modellierungsumgebung ist vorzugsweise über das Basissystem angebunden. Es ist lediglich von Interesse, welche Eingangsgrößen, d.h. Anlagen- und/oder Prozessdaten, aus dem Basissystem dem modellgestützten Modul zur Restlebensdauerabschätzung zur Verfügung gestellt werden und welche Ausgangsgrößen, d.h. Restlebensdauerabschätzungen, das modellgestützten Modul dem weiteren Modul zur Effizienzbetrachtung bereitgestellt.Furthermore, the ERP system is a source of information regarding the availability of replacement intended to share. The modeling environment needed to estimate the remaining lifetime is preferably attached via the base system. It is only of interest which input variables, ie plant and / or process data, from the basic system are made available to the model-based module for residual life estimation and which output variables, ie residual life estimates, provide the model-based module to the further module for efficiency consideration.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt in der Tatsache, dass es auf bereits existierende Systeme, wie dem vorab beschriebenen ERP-System und/oder Instandhaltungssystem aufbaut, und dass das ERP-System und/oder das Instandhaltungssystem durch eine entsprechende Integration zu einem Bestandteil des erfindungsgemäßen Systems werden. Dieser integrative Ansatz ermöglicht zudem, bereits geleistete Arbeiten beim Aufsetzen einer solchen Systemlösung zu berücksichtigen und bereits vorhandenes Wissen und Erfahrungen aus der Instandhaltung und der darauf bezogenen Entscheidungsfindung als ein wesentliches Fundament für die beschriebene Systemlösung einzusetzen.One important advantage of the system according to the invention lies in the fact that it applies to existing systems, such as the previously described ERP system and / or maintenance system, and that the ERP system and / or the maintenance system through appropriate integration become part of the system according to the invention. This integrative approach In addition, already done work on putting such a system solution to take into account and already existing knowledge and experience from maintenance and related decision-making as an essential foundation for the described system solution use.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wirkt das Basissystem mit einem Einsatzplanungssystem zusammen, welches die Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsmöglichkeiten, beispielsweise bei der Variation des Betriebs durch eine nicht 100% Auslastung der eingesetzten Anlagenobjekte, berücksichtigt.In an embodiment of the system according to the invention Does the base system interact with a deployment planning system, which the dependence of different operating possibilities, for example, in the variation of the operation by a not 100% Utilization of the plant objects used.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist so ausgestaltet, dass das Basissystem mit einem System zur Instandhaltungsplanung zusammen wirkt, welches unter anderem die technischen Anlagen strukturiert und überwacht, in welchen Intervallen diese Geräte durch welches Personal/SUB betreut werden müssen. Alle Details des Wartungsprozesses sind im System verfügbar und in übersichtlicher Form abrufbar. Sämtliche Informationen können problemlos mit den Bereichen Controlling, Finanzen, Personal und Materialwirtschaft ausgetauscht werden, wodurch der Gesamtprozess transparenter wird und die Effizienz deutlich erhöht wird. Das System zur Instandhaltungsplanung kann identisch mit dem vorab beschriebenen Instandhaltungssystem sein.A another embodiment of the system according to the invention is designed so that the base system with a system for maintenance planning works together, which among other things, structures the technical equipment and monitors, at what intervals these devices by which staff / SUB must be looked after. All details of the maintenance process are available in the system and in a clearer way Form available. All information can easily with the areas controlling, finances, personnel and Materials management are exchanged, reducing the overall process becomes more transparent and efficiency is significantly increased. The maintenance planning system can be identical to the one in advance be described maintenance system.

Aufgrund von Anforderungen an eine optimierte Instandhaltungsplanung ist das erfindungsgemäße System auch zur Unterstützung von Entscheidungsfindungen im Zusammenhang mit allen anstehenden Instandhaltungsaufgaben einsetzbar, die auf der Zustandsüberwachung und Diagnose vorhandener Anlagenüberwachungssysteme aufbauen und mit den entsprechenden vorab beschriebenen Modulen zur Unterstützung der Entscheidungsfindung sowie benötigten und hinterlegten Modellen erweiterbar sind.by virtue of of requirements for optimized maintenance planning the system according to the invention also for support of decision-making related to all upcoming ones Maintenance tasks can be used on condition monitoring and diagnosing existing plant monitoring systems and with the corresponding modules described above for support the decision-making process as well as required and deposited models are expandable.

Die mit dem erfindungsgemäßen System realisierte ökomisch-orientierte Betrachtung der notwendigen Instandhaltungsaufgaben basierend auf den verfügbaren Daten aus der Restlebensdauerabschätzung und der damit verknüpften Effizienzbetrachtung ist somit vorteilhafterweise auch für bereits existierende Zustandsüberwachungen und Diagnosefunktionen verfügbar.The realized with the inventive system realized eco-oriented Consideration of the necessary maintenance tasks based on the available Data from the residual life assessment and the associated efficiency analysis is thus advantageously also for already existing condition monitoring and diagnostic functions available.

Das Verfahren mit dem die Aufgabe weiterhin gelöst wird, ist dem Anspruch 12 zu entnehmen. Dabei werden Prozess- und/oder Anlagendaten von der Anlage oder dem Prozess einem Basissystem zugeführt.The Method with which the object is further achieved is the claim 12th refer to. This process and / or plant data from the Plant or process fed to a base system.

Mittels eines modellgestützten Moduls werden Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses unter Berücksichtigung der über das Basissystem bereitgestellten Prozess- und Anlagendaten ausgeführt und die vom modellgestützten Modul ermittelten Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses zu einem weiteren Modul übertragen.through a model-based Module will be residual life estimates of components of Plant or process taking into account the over the Executed basic system provided process and plant data and the model-based Module determined residual life estimates of the components of System or process to another module.

Unter Berücksichtigung von vorgegebenen Optimierungsmodellen, vorzugsweise Kostenmodellen, und den vom modellgestützten Modul ermittelten Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses werden mittels des weiteren Moduls Effizienzbetrachtungen durchgeführt und die Effizienzbetrachtungen automatisiert auswertet.Under consideration from given optimization models, preferably cost models, and model-based Module determined residual life estimates of the components of Plant or the process are efficiency considerations by means of the further module carried out and evaluate the efficiency considerations automatically.

Die vom weiteren Modul bereitgestellten Ergebnisse der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen werden an das Basissystem übermittelt und aus den bereitgestellten Ergebnissen der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen werden mittels des Basissystems Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen zur Weiterverarbeitung bereitgestellt.The from the further module provided results of the automatic Evaluation of the efficiency considerations are transmitted to the base system and from the results of the automatic evaluation provided The efficiency considerations are used by the base system to make decisions about maintenance to be performed provided for further processing.

Zur Weiterverarbeitung der vom Basissystem bereitgestellten Entscheidungen über die bereitzustellenden Instandhaltungsmaßnahmen werden beispielsweise Alarmmeldungen bezüglich auszuführender Instandhaltungsmaßnahmen erzeugt.to Further processing of the decisions made by the base system on the To be provided maintenance measures, for example Alarm messages regarding be executed maintenance measures generated.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, das Verfahren sowohl zyklisch, beispielsweise täglich als auch ereignisorientiert, beispielsweise nach der erfolgten Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen oder manuell zu starten.In an embodiment of the method according to the invention is provided the process is cyclical, for example daily as well as event-oriented, for example, after the completion of maintenance measures or start manually.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens beruhen darauf, dass unter Berücksichtung verschiedener Randbedingungen, wie beispielsweise des jeweils aktuellen Zustandes der Komponenten der Anlage, des Produktionsziels des Prozesses, des Nutzungsvorrats sowie alternativer Fahrweisen und Effizienzbetrachtungen, automatisch eine Entscheidung darüber generiert wird, zu welchem optimalen Zeitpunkt und zusätzlich welche optimale Instandhaltungsmaßnahmen auszuführen sind.The Advantages of the system according to the invention and method are based on the fact that, taking into account various constraints, such as the current state of the components the plant, the production objective of the process, the stock of use as well as alternative driving styles and efficiency considerations, automatically a decision about it is generated, at which optimal time and in addition which optimal maintenance measures are to be executed.

Somit wird aufgrund der bereitgestellten Ergebnisse der Auswertung der Effizienzbetrachtungen und der ermittelte Restlebensdauerabschätzung die Entscheidungsfindung, beispielsweise ein Vorschlag zum Komplettaustausch einer Anlagenkomponente – basierend auf dem Wissen aus der Zustandsüberwachung der Komponente und einer entsprechenden Diagnose, dass der Zustand der Komponente „kritisch" wird, für die Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses in vorteilhafter Weise unterstützt.Consequently is due to the results provided the evaluation of the Efficiency considerations and the residual life estimation determined the decision-making, For example, a proposal for the complete replacement of a plant component - based on the knowledge of condition monitoring the component and a corresponding diagnosis that the condition the component becomes "critical" for maintenance planning in a plant monitoring system a technical system or a technical process in an advantageous Way supported.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Verwendung von wirtschaftlichen Kennziffern, wobei die wirtschaftlichen Kennziffern durch die Zusammenführung verschiedener, verfügbarer Informationen ermittelt werden. Die wirtschaftlichen Kennziffern sind vorzugsweise im Rahmen der Konfiguration der Anlage bestimmbar.One Another advantage of the method is based on the Use of economic indicators, the economic indicators through the merge different, more available Information to be determined. Economic indicators are preferably determinable in the context of the configuration of the system.

Die Notwendigkeit eines Systems, über das eine solche „Decision Support"-Komponente zur Verfügung gestellt wird, zeigt sich – wie bereits angeführt – in immer mehr Industriebranchen, wie z.B. bei Anlagenbetreibern aus den Prozessindustrien, bei Energie- und Wasserversorgern oder bei Unternehmen aus dem Bereich „Bergbau".The Necessity of a system, about that such a "decision Support "component to disposal is posed, shows - how already mentioned - in always more industries, such as at plant operators from the process industries, at energy and water utilities or at companies in the field of mining.

Das erfindungsgemäße System und Verfahren sind in vorteilhafter Weise dafür vorgesehen, auch in Anlagenüberwachungssysteme bestehender Anlagen integriert zu werden.The inventive system and methods are advantageously provided for, even in plant monitoring systems to be integrated into existing installations.

Anhand der in den 1 bis und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.On the basis of in the 1 until and 5 illustrated embodiments, the invention and advantageous refinements and improvements of the invention will be explained and described in detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Unterstützung der Entscheidungsfindung im Bereich der Instandhaltung eines Tagebaues, 1 an exemplary embodiment of the system according to the invention for supporting the decision-making in the field of maintenance of an open-pit mine,

2 einen beispielhaften Verfahrensablauf zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage, 2 an exemplary process flow for optimized maintenance planning in a plant monitoring system of a technical plant,

3 eine beispielhafte hierarchische Zusammenführung von kritischen Verschließelementen einer Anlage hinsichtlich Ihrer Restlebenddauer, 3 an exemplary hierarchical combination of critical closure elements of a plant with regard to your remaining lifetime,

4 eine beispielhafte Abschätzung der Restlebensdauer bei anhängigen Komponenten, und 4 an exemplary estimate of the residual life of pending components, and

5 eine beispielhafte Darstellung einer Kostenbetrachtung für die Entscheidungsfindung. 5 an exemplary presentation of a cost analysis for decision-making.

In 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Unterstützung der Entscheidungsfindung im Bereich der Instandhaltung eines Tagebaues gezeigt.In 1 an embodiment of the system according to the invention for supporting the decision making in the field of maintenance of an open pit mine is shown.

Das erfindungsgemäße System 30 umfasst ein Basissystem 31, das die Prozess- und Anlagendaten entweder direkt von der Feldebene 10, beispielsweise einer Bandantriebsstation 11, oder durch eine Anbindung an ein vorhandenes Prozessleitsystem 20, erhält. Das Basissystem 31 beinhaltet neben einem Visualisierungsmodul 35 eine Funktionalität „Szenario Manager" 33 und wirkt mit einem modellgestützten Modul 32 zusammen, das zur Ermittlung von Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten des Tagebaus unter Berücksichtigung der vom Basissystem bereitgestellten Prozess- und Anlagendaten vorgesehen ist.The system according to the invention 30 includes a basic system 31 containing the process and plant data either directly from the field level 10 , For example, a tape drive station 11 , or through a connection to an existing process control system 20 , receives. The basic system 31 includes next to a visualization module 35 a functionality "scenario manager" 33 and works with a model-based module 32 designed to determine residual life estimates of the mine components taking into account the process and plant data provided by the base system.

Der „Szenario-Manager" 33 ist dafür eingerichtet, die Restlebensdauer der Komponenten und der Anlagenobjekte zu ermitteln, indem unterschiedliche Produktionsvorgaben bzw. Fahrweisen als Szenarien festgelegt werden. Diese Vorgaben fließen dann neben den benötigten Prozess- und Anlagendaten in die Restlebensdauerabschätzung ein. Das Ergebnis sind Restlebensdauerabschätzungen für verschiedene Fahrweisen – diese ermöglichen zu evaluieren, ob beispielsweise eine mögliche Reduzierung der Produktionsleistung an einer Fördergruppe bei einer gleichzeitiger Erhöhung der Produktionsleistung einer anderen Fördergruppe aus ökonomischer Sicht sinnvoll ist und das Produktionsziel erreicht wird, wobei bestimmte Verschleißelemente einzelner Komponenten erst zu einem späteren Zeitpunkt in den kritischen Zustand kommen würden. Da davon auszugehen ist, dass die relativen Produktionskosten der einzelnen Fördergruppen unterschiedlich sind, werden diese Produktionskosten für den Fall einer variablen Einsatzplanung über ein entsprechendes Optimierungsmodell im Rahmen von Effizienzbetrachtung berücksichtigt.The scenario manager 33 is set up to determine the remaining service life of the components and the system objects by setting different production specifications or operating modes as scenarios. These specifications then flow into the residual life assessment in addition to the required process and plant data. The result is residual life estimates for different driving styles - these allow to evaluate whether, for example, a possible reduction in production capacity at one conveyor group while increasing the production capacity of another conveyor group makes sense from an economic point of view and the production target is achieved, with certain wear elements of individual components only would come into a critical condition at a later date. Since it can be assumed that the relative production costs of the individual support groups are different, these production costs are taken into account in the context of efficiency analysis in the event of variable deployment planning via a corresponding optimization model.

Mittels des modellgestützten Moduls 32 ist über eine entsprechende Modellierung unter Nutzung der Modelle 70 das Ausfallrisiko, beispielsweise der Bandantriebsstation 11, so abbildbar, dass es von einem Zeitpunkt x linear ansteigt, bis zu einer minimalen Restlebensdauer RLDmin und dann viel stärker steigt bis 100% der maximalen Restlebensdauer RLDmax. Die Modelle 70 sind für die modellgestützte Restlebensdauerabschätzung der einzelnen Komponenten der Anlage vorgesehen.By means of the model-based module 32 is via an appropriate modeling under groove tion of the models 70 the risk of failure, such as the tape drive station 11 , mappable to linearly increase from a time x to a minimum residual lifetime RLDmin, and then much greater to 100% of the maximum remaining lifetime RLDmax. The models 70 are intended for model-based residual life estimation of the individual components of the system.

Wird die modellgestützte Restlebensdauerabschätzung mittels der Modelle 70 und des Moduls 32 als „Black Box" betrachtet, ist in der vorgeschlagenen Architektur davon auszugehen, dass die entsprechende Umsetzung auf verfügbaren Restlebensdauermodellen oder auf noch zu entwickelnden Restlebensdauermethoden beruht. Für das erfindungsgemäßen Systems 30 ist in diesem Zusammenhang nur von Interesse, welche Eingangsgrößen aus dem Leitsystem der Ermittlung der Restlebensdauerabschätzung zur Verfügung zu stellen sind und welche Ausgangsgrößen, d.h. Restlebensdauerabschätzungen vom modellgestützten Modul 32 bereitgestellt werden, wobei die Ausgangsgrößen der im Folgenden beschriebenen Effizienzbetrachtung zugeführt werden.Will the model-based residual life estimation using the models 70 and the module 32 considered as a "black box", it can be assumed in the proposed architecture that the corresponding implementation is based on available residual service life models or residual service life methods yet to be developed 30 In this context, it is only of interest which input variables from the control system are to be made available for determining the residual lifetime estimation and which output variables, ie remaining lifetime estimates, from the model-based module 32 be provided, the outputs of the efficiency described below are supplied.

Dazu ist das modellgestütztes Modul 32 mit einem weiteren Modul 34 verbunden, welches unter Berücksichtigung von vorgegebenen Optimierungsmodellen 60, im folgenden auch Kostenmodelle genannt, und der vom modellgestützten Modul 32 ermittelten Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses Effizienzbetrachtungen, beispielsweise Kostenbetrachtungen, ausführt, die Kostenbetrachtungen automatisiert auswertet sowie die Ergebnissen der automatischen Auswertung der Kostenbetrachtung direkt an das Basissystem 31 zur Visualisierung mittels des Visualisierungsmoduls 35 übermittelt.This is the model-based module 32 with another module 34 connected, taking into account given optimization models 60 , also called cost models below, and the model-based module 32 determined residual life estimates of the components of the plant or the process efficiency considerations, such as cost considerations, executes the automated evaluation of cost considerations and the results of the automatic evaluation of the cost analysis directly to the base system 31 for visualization by means of the visualization module 35 transmitted.

Die Effizienz ist dabei nicht nur ein Maß für die Wirtschaftlichkeit bezüglich der Kosten-Nutzen-Relation sondern ist auch ein Maß für den Wirkungsgrad bezüglich der Aufwands-Nutzen-Relation.The Efficiency is not only a measure of the economic efficiency of the Cost-benefit ratio but is also a measure of the efficiency in terms of Expense-benefit ratio.

Die Ergebnisse der Auswertung der Kostenbetrachtung sind beispielhaft in 5 dargestellt und zeigen den optimalen Zeitpunkt für Instandhaltungsmaßnahmen, der sich aus dem Schnittpunkt der Kosten für einen Austausch und den Kosten für einen Produktionsausfall multipliziert mit der Wahrscheinlichkeit für den Ausfall ergibt.The results of the evaluation of the cost analysis are exemplary in 5 and shows the optimal time for maintenance measures, which is the intersection of the cost of replacement and the cost of lost production multiplied by the probability of failure.

Zusätzlich zur Visualisierung der Ergebnisse der Kostenbetrachtung, vorzugsweise als entsprechende Kennwerte, sind über die bereits angeführte Visualisierungsmöglichkeit mittels des Visualisierungsmoduls 35 auch die Ergebnisse der Restlebensdauerabschätzung für die einzelnen Szenarien darstellbar.In addition to the visualization of the results of the cost analysis, preferably as corresponding characteristic values, are via the already mentioned visualization option by means of the visualization module 35 also the results of the residual life estimation for the individual scenarios can be displayed.

Für die Realisierung der Kostenmodelle 60 ist eine Anbindung des weiteren Moduls 34 an ein bereits verfügbares Enterprise Resource Planning System 40 und/oder an ein existierendes Instandhaltungssystem 50 vorgesehen, um entsprechend benötigte Kosten und den Instandhaltungsaufwand für die Kostenbetrachtungen dem weiteren Modul 34 zur Auswertung bereitzustellen.For the realization of cost models 60 is a connection of the further module 34 to an already available Enterprise Resource Planning System 40 and / or an existing maintenance system 50 provided corresponding costs and the maintenance costs for the cost considerations the further module 34 to provide for evaluation.

In der beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 30 ist das Basissystem mit einem Einsatzplanungssystem 80 und einem Instandhaltungsplanungssystem 90 verbunden. Das Einsatzplanungssystem 80 berücksichtigt die Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsmöglichkeiten der Tagebauanlage. Das Instandhaltungsplanungssystem 90 kann in vorteilhafter Weise mit dem bereits vorab beschriebenen Instandhaltungssystems 50 identisch sein.In the exemplary embodiment of the system according to the invention 30 is the basic system with a deployment planning system 80 and a maintenance planning system 90 connected. The deployment planning system 80 takes into account the dependence on different operating options of the opencast mine. The maintenance planning system 90 can advantageously with the maintenance system already described above 50 be identical.

Sind Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich der Betriebsfahrweise, beispielsweise durch eine Variation der Produktionsleistung einzelner Fördergruppen, möglich, ergeben sich durch den Einsatz und eine Erweiterung des beschriebenen Systems die nachfolgend aufgeführten Vorteile:

  • – Bei Getriebe-, Kupplungs- oder Motorschäden kann bei Mehrmotorenantrieben der Förderbetrieb mit einer verminderter Förderleistung fortgesetzt werden.
  • – Bei bestimmten Gurtschäden kann der Förderbetrieb durch Notreparaturen aufrechterhalten erhalten werden, wobei beispielsweise eine manuelle Eingabe der Schadensgröße durch das Wartungs- und Instandhaltungspersonals und ein Abgleich mit dem Kostenmodell eingebbar sind.
  • – Für einen Übergangszeitraum können alternative Förderwege, beispielsweise Verschiebeköpfe bei einem Bandanlagensystem, gewählt werden.
If optimization options with regard to the operating mode of operation, for example by varying the production output of individual conveyor groups, are possible, the following advantages result from the use and an extension of the described system:
  • - In the case of gearbox, clutch or engine damage, the conveying mode can be continued with a reduced delivery rate for multi-motor drives.
  • - For certain belt damage, the production operation can be maintained by emergency repairs, for example, a manual input of the size of damage by the maintenance and repair personnel and a comparison with the cost model can be entered.
  • - For a transitional period, alternative conveyor paths, such as moving heads in a conveyor system, can be selected.

2 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage beginnend mit dem Start der Restlebensdauerabschätzung und der Ermittlung der notwendigen Leistungsindikatoren bis zur Visualisierung der Ergebnisse. 2 shows an exemplary process flow for optimized maintenance planning in a plant monitoring system of a technical system starting with the start of the residual life assessment and the determination of the necessary performance indicators to the visualization of the results.

Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt eine Anzahl von Schritten, mit welchen die Entscheidungsfindung, auch als Decision Support bezeichnet, unter Berücksichtung verschiedener Randbedingungen unterstützt wird.The inventive method describes a number of steps by which decision-making, also referred to as decision support, taking into account various boundary conditions supports becomes.

In einem ersten Schritt 1 wird das Verfahren zur optimierten Instandhaltungsplanung im Anlagenüberwachungssystem der technischen Anlage zyklisch, ereignisorientiert oder manuell gestartet.In a first step 1 the process for optimized maintenance planning is started cyclically, event-oriented or manually in the plant monitoring system of the technical plant.

Mittels des modellgestützten Moduls 32 wird in einem zweiten Schritt 2 die modellgestützte Restlebensdauerabschätzung der entsprechenden Komponenten der Anlage initiert. Die dazu benötigten Prozess- und/oder Anlagendaten werden über das Basissystem 31 zur Verfügung gestellt.By means of the model-based module 32 becomes in a second step 2 initiates the model-based residual life estimation of the corresponding components of the plant. The process and / or system data required for this purpose are transmitted via the basic system 31 made available.

Ein Vorteil dieses Ansatzes beruht darauf, dass so genannte Echtzeitdaten verwendet werden – im Gegensatz zu anderen Ansätzen, die rein auf historischen Daten aufbauen und eine Restlebensdauerabschätzung basierend auf Laufzeitabschätzungen erzeugen.One Advantage of this approach is based on the so-called real-time data be used - in Unlike other approaches, based purely on historical data and based on a residual life estimate generate runtime estimates.

Die mittels des modellgestützten Moduls 32 durchgeführte Restlebensdauerabschätzung liefert als Ergebnis eine minimale und eine maximale Restlebensdauerabschätzung RLDmin, RLDmax für einzelne Komponenten oder Anlagenobjekte, beispielsweise für die Komponente „Getriebe" eine minimale Restlebensdauer RLDmin von 2016 Stunden sowie eine maximale Restlebensdauer RLDmax von 2520 Stunden. Die minimale und eine maximale Restlebensdauerabschätzung RLDmin, RLDmax werden vorzugsweise in der folgenden gestuften Einordnung dargestellt und mittels des Visualisierungsmoduls 35 visualisiert:

  • – Kritisch (minimale und maximale Restlebensdauer < 1500 Stunden), beispielsweise durch eine „rot" hinterlegte Anzeige visualisiert;
  • – Normal (minimale Restlebensdauer > 1500 Stunden und maximale Restlebensdauer < 2500 Stunden) beispielsweise durch eine „gelb" hinterlegte Anzeige visualisiert;
  • – Optimal (minimale und maximale Restlebensdauer > 2500 Stunden), beispielsweise durch eine „grün" hinterlegte Anzeige visualisiert.
The by means of the model-based module 32 Residual life estimation performed as a result yields a minimum and a maximum residual life estimate RLDmin, RLDmax for individual components or plant objects, for example for the component "transmission" a minimum residual life RLD min of 2016 hours and a maximum residual life RLD max of 2520 hours Residual life estimation RLDmin, RLDmax are preferably displayed in the following graded classification and by means of the visualization module 35 visualized:
  • - Critically (minimum and maximum remaining life <1500 hours) visualized, for example, by a "red" deposited display;
  • - Normal (minimum residual life> 1500 hours and maximum remaining life <2500 hours), for example, visualized by a yellow "highlighted display;
  • - Optimal (minimum and maximum remaining lifespan> 2500 hours), visualized for example by a "green" deposited display.

Die Konfiguration der vorab genannten gestuften Einordnung erfolgt vorzugsweise im Rahmen der Planung der Anlage, wobei die jeweiligen Anforderungen der betrachteten Komponenten berücksichtigt werden.The Configuration of the above-mentioned stepped classification is preferably carried out in the context of planning the plant, taking into account the respective requirements considered components become.

Die ermittelte Restlebensdauer der einzelnen, kritischen Verschleißelemente der Anlage, wie im Falle des Motors – die Lager, die Welle und der Drehzahlgeber – oder wie im Falle der Bandantriebsstation/Gurtbandförderer – die Motoren, Kupplungen, Getrieben, Bremsen, Trommeln, Gurten und Tragrollen werden in einer übergeordneten Betrachtung des jeweiligen Anlagenobjekts hierarchisch zusammengeführt. Dies ist beispielhaft in 3 dargestellt.The determined remaining service life of the individual, critical wear elements of the system, as in the case of the engine - the bearings, the shaft and the speed sensor - or as in the case of the belt drive / belt conveyor - the motors, clutches, gears, brakes, drums, belts and idlers merged hierarchically in a superordinate consideration of the respective plant object. This is exemplary in 3 shown.

Für eine ökonomische Betrachtung der notwendigen weiteren Maßnahmen zur Instandhaltungsplanung wird die Gesamtheit der Verschleißelemente, die sich in kritischem Zustand befinden, betrachtet.For an economic Consideration of the necessary further measures for the maintenance planning is the totality of wear elements that are in critical State, considered.

Dazu werden in einem dritten Schritt 3 die vom modellgestütztes Modul 32 ermittelten Restlebensdauerabschätzungen RLDmin, RLDmax für ein Verschleißelement, eine Komponente oder ein Anlagenobjekt in ein weiteres Modul 34 zur Kostenbetrachtung importiert.This will be done in a third step 3 the model-based module 32 determined residual life estimates RLDmin, RLDmax for a wear element, a component or a plant object in another module 34 imported for cost consideration.

Ausgehend von einem aktuellen Zeitpunkt werden dabei folgenden Kosten betrachtet:

  • – die Austauschkosten der jeweiligen Komponente, wobei die Austauschkosten unabhängig von Alter und Zustand angenommen werden und vorzugsweise aus dem Enterprise Resource Planning System 40 oder dem Instandhaltungssystem 50 importiert werden;
  • – die Kosten für einen ungeplanten Produktionsausfall, welche als Produkt aus den Ausfallkosten und der Ausfallwahrscheinlichkeit, berechnet aus den ermittelten Restlebensdauern, RLDmax und RLDmin, ermittelt werden. Die Ausfallwahrscheinlichkeit ist einerseits als Ausfallwahrscheinlichkeit bezogen auf minimale Restlebensdauer (z.B. bei 5% RLDmin) oder andererseits bezogen auf die maximale Restlebensdauer RLDmax (z.B bei 95% bei RLDmax) festlegbar. Hinsichtlich der Ausfallkosten für den ungeplanten Produktionsausfall wird weiterhin berücksichtigt, dass die Ausfallkosten davon abhängen, wann der Ausfall auftritt, beispielsweise nach einer erfolgten Instandhaltungsmaßnahme oder kurz vor einer Instandhaltungsmaßnahme, wenn der Zeitraum des Ausfalls mit einer geplanten Instandhaltungsmaßnahme zusammenfällt. Die Ausfallkosten werden durch Verwendung eines durchschnittlichen Kostensatzes pro Stunde, multipliziert mit der erwarteten Dauer des ungeplanten Stillstands ermittelt. Auch in diesem Fall werden die dazu erforderlichen Informationen aus dem Enterprise Resource Planning System 40 oder dem Instandhaltungssystem 50 importiert;
  • – zusätzliche Instandhaltungskosten, die über fixe Kosten hinaus anfallen, wenn die entsprechende Komponente nicht ausgetauscht wird, wobei diese Kosten optional betrachtet werden;
  • – fixe Wartungskosten, auch als Routinearbeiten bekannt, die unabhängig von Alter und Zustand der Komponente sind.
Starting from a current time, the following costs are considered:
  • - the replacement cost of each component, with replacement costs being assumed regardless of age and condition, and preferably from the Enterprise Resource Planning System 40 or the maintenance system 50 Imported;
  • - The cost of an unplanned production loss, which is determined as the product of the failure costs and the probability of failure, calculated from the determined remaining service lives, RLDmax and RLDmin. On the one hand, the probability of default is defined as the probability of default with respect to the minimum remaining service life (eg at 5% RLDmin) or, on the other hand, based on the maximum remaining service life RLDmax (eg 95% for RLDmax). With regard to the failure costs for the unplanned production loss, it is further taken into account that the outage costs depend on when the failure occurs, for example after a maintenance measure has taken place or shortly before a maintenance measure, if the period of the failure coincides with a planned maintenance measure. Downtime costs are determined by using an average cost rate per hour multiplied by the expected duration of the unplanned downtime. Also in this case the necessary information from the Enterprise Resource Planning System 40 or the maintenance system 50 imported;
  • - additional maintenance costs which are higher than fixed costs if the corresponding component is not exchanged, these costs being considered optional;
  • Fixed maintenance costs, also known as routine work, which are independent of the age and condition of the component.

Optional zum Import der benötigten Daten und Information aus dem Enterprise Resource Planning System und/oder dem Instandhaltungssystem ist auch eine manuelle Eintragung der benötigten Daten und Informationen ausführbar.optional to import the needed Data and information from the Enterprise Resource Planning System and / or the maintenance system is also a manual entry the needed Data and information executable.

Für die mittels des weiteren Moduls 34 durchzuführenden Kostenbetrachtungen unter Berücksichtigung der vorgegebenen Kostenmodelle 60 und den vom modellgestützten Modul 32 ermittelten Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage hinsichtlich einer kostengewichteten Entscheidungsfindung sind die Austauschkosten, die Kosten für den ungeplanten Produktionsausfall und optional die erwarteten zusätzlichen Instandhaltungskosten von besonderer Relevanz und werden mittels des weiteren Moduls 34 automatisiert ausgewertet.For those by means of the further module 34 Cost considerations to be performed taking into account the given cost models 60 and the model-based module 32 determined residual life estimates of the components of the plant in terms of cost-weighted decision making are the replacement costs, the Costs for the unplanned production loss and optionally the expected additional maintenance costs are of particular relevance and are determined by means of the further module 34 evaluated automatically.

Die vom weiteren Moduls 34 bereitgestellten Ergebnisse der automatischen Auswertung der Kostenbetrachtung werden in einem vierten Schritt 4 zum Basissystem 31 übertragen und sowohl die Ergebnisse der Restlebensdauerabschätzung für die einzelnen Szenarien als auch die Ergebnisse der Kostenbetrachtung werden über die bereits angeführte im Basissystem 31 integrierte Visualisierungsmöglichkeit 35 dargestellt.The from the other module 34 provided results of the automatic evaluation of the cost consideration are in a fourth step 4 to the base system 31 Both the results of the residual life estimation for the individual scenarios and the results of the cost analysis will be transferred beyond those already mentioned in the basic system 31 integrated visualization option 35 shown.

In einem letzten Schritt 5 werden mittels des Basissystems 31 aus den bereitgestellten Ergebnissen der automatischen Auswertung der Kostenbetrachtungen Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen bereitgestellt und beispielsweise automatisch ein entsprechender Arbeitsauftrag an das Enterprise Resource Planning System 40 übermittelt.In a last step 5 become by the basis system 31 from the provided results of the automatic evaluation of the cost considerations decisions about executed maintenance measures provided and, for example, automatically a corresponding work order to the Enterprise Resource Planning System 40 transmitted.

Aus der so bereitgestellten Unterstützung der Entscheidungsfindung in der Instandhaltung ergibt sich eine deutliche Reduzierung der Instandhaltungskosten und eine Optimierung des Betriebes der Anlage.Out the thus provided support of the Decision making in maintenance results in a clear Reduction of maintenance costs and optimization of operation the plant.

3 zeigt eine beispielhafte hierarchische Zusammenführung von kritischen Verschließelementen, wie Bremsen, Getrieben und Trommeln, eines Anlageobjektes, einem sogenannten Plant Asset, der Tagebauanlage hinsichtlich ihrer Restlebenddauer mittels einer Überwachungsanzeige, einem sogenannten Asset Viewer. 3 shows an exemplary hierarchical combination of critical closure elements, such as brakes, gears and drums, an investment object, a so-called plant asset, the open pit plant with respect to their remaining life by means of a monitoring display, a so-called asset viewer.

Die Restlebensdauer (repräsentiert durch einen minimalen und einen maximalen Wert) der einzelnen, kritischen Verschleißelemente (im Falle eines Motors: Lager, Welle, und Drehzahlgeber und im Falle einer Bandantriebsstation/Gurtbandförderers: Motoren, Kupplungen, Getrieben, Bremsen, Trommeln, Gurten, Tragrollen) werden in einer übergeordneten Betrachtung des Anlagenobjektes hierarchisch zu einer Baumstruktur 100 zusammengeführt.The remaining life (represented by a minimum and maximum value) of the individual critical wear elements (in the case of a motor: bearing, shaft, and tachometer and in the case of a belt drive / belt conveyor: motors, clutches, gears, brakes, drums, belts, idlers) ) become hierarchical in a higher-level view of the plant object to a tree structure 100 merged.

Die Zusammenführung ist notwendig, da bei der Betrachtung einzelner Verschleißelemente andere Verschleißelemente, die sich in einem kritischen Zustand befinden, möglicherweise nicht berücksichtigt werden. Die hierarchische Darstellung ermöglicht zum einen herauszustellen, in welchem Zustand sich ein Anlagenobjekt befindet, dass aus den einzelnen Komponenten zusammengesetzt ist und zum anderen, welche Komponenten mit welchen Verschleißelementen betroffen sind. Der kritischste Zustand aus der Gesamtheit der Komponenten eines Anlagenobjekts bestimmt somit dessen Gesamtzustand.The together is necessary because when considering individual wear elements other wear elements, that are in critical condition may not be considered become. The hierarchical presentation makes it possible to emphasize in which condition a plant object is, that from the individual components is composed and on the other, which Components with which wearing elements are affected. The most critical state of the totality of the components of a Plant object thus determines its overall state.

Die Einordnung der Restlebensdauer der entsprechenden Komponenten oder Plant Assets wird innerhalb des Basissystems beispielsweise durch eine Ampeldarstellung im Rahmen des Asset Viewers, der durch das Basissystem 31 zur Verfügung gestellt wird, visualisiert.The classification of the remaining lifespan of the corresponding components or plant assets is, for example, within the base system by means of a traffic light display in the context of the asset viewer, by the base system 31 is visualized.

Im vorliegenden Beispiel befinden sich die rot hinterlegten Komponenten „Bremsen und Getriebe" des Plant Assets „Bandantriebsstation" in einem kritischen Zustand, wohingegen die grün hinterlegten Gurte noch eine optimale Restlebensdauer aufweisen und die gelb hinterlegten Komponenten (im vorliegenden Fall in der Baumstruktur als gelb hinterlegtes Ausrufezeichen dargestellt) eine normale Restlebensdauer haben und.in the This example shows the red components "Brakes and Transmission "of Plant Assets "Tape Drive Station" in a critical State, whereas the green ones deposited belts still have an optimal residual life and the yellow deposited components (in the present case in the Tree structure shown as a yellow background exclamation mark) a have normal remaining lifespan and.

4 zeigt eine beispielhafte Abschätzung der Restlebensdauer bei für die Instandhaltungsplanung anhängigen Komponenten, wobei die kürzeste abgeschätzte, minimale Restlebensdauer RLD3 eines Verschleißelements, das sich in einem kritischen Zustand befindet, daher auch in gewissem Maß die untere Grenze der Restlebensdauer RLDmin des gesamten Anlagenobjekts als minimale Restlebensdauer beeinflusst. Dazu ist der Verlauf der Restlebensdauer mit RLDmin und RLDmax für vier Komponenten der Anlage aufgetragen. 4 FIG. 11 shows an example residual life estimation in maintenance planning related components, where the shortest estimated minimum residual life RLD3 of a wear element that is in a critical state also affects, to some extent, the lower limit of the remaining life RLDmin of the entire plant object as the minimum remaining life , For this, the course of the remaining service life with RLDmin and RLDmax is plotted for four components of the system.

5 zeigt eine beispielhafte Darstellung der Kostenbetrachtung für die Entscheidungsfindung. 5 shows an exemplary representation of the cost consideration for the decision making.

Für die Betrachtung hinsichtlich einer kostengewichteten Entscheidungsfindung sind die Austauschkosten AK, die Kosten für einen ungeplanten Produktionsausfall PK und optional, die erwarteten zusätzlichen Instandhaltungskosten IK im Diagramm der 5 über der Zeit dargestellt.For the consideration of a cost-weighted decision making, the replacement costs AK, the costs for an unplanned loss of production PK and optional, the expected additional maintenance costs IK in the diagram of 5 shown over time.

Die Projektion der Austauschkosten AK, der Kosten für den ungeplanten Produktionsausfall PK und der Instandhaltungskosten IK über der Zeit gibt dann denjenigen Zeitpunkt an, an dem ein Austausch billiger wird als ein möglicher Produktionsausfall.The Projection of replacement costs AK, the cost of unplanned production loss PK and the maintenance cost IK over time then gives those Time at which an exchange is cheaper than a possible Loss of production.

Dieser Zeitpunkt ist charakterisiert durch den Schnittpunkt t1 der Geraden AK „Austauschkosten" und der Kurve ZK, welche die Gesamtkosten aus den zusätzlichen Instandhaltungskosten und den Kosten für den Produktionsausfall darstellt, wenn zusätzlich die Instandhaltungskosten IK berücksichtigt werden.This Time is characterized by the intersection t1 of the line AK "replacement costs" and the curve ZK, which is the total cost of the additional maintenance costs and the cost of represents the loss of production, if in addition the maintenance costs IK considered become.

Der Schnittpunkt t2 der Geraden AK „Austauschkosten" mit der Kurve PK, welche das Produkt aus den Kosten für den Produktionsausfall und der Ausfallwahrscheinlichkeit darstellt, charakterisiert den Zeitpunkt an dem ein Austausch billiger ist als ein möglicher Produktionsausfall, wenn für den Austauschzeitpunkt nur die fixen Instandhaltungskosten berücksichtigt werden.The point of intersection t2 of the straight line AK "replacement costs" with the curve PK, which represents the product of the costs for the loss of production and the probability of failure, characterizes the time at which an exchange is cheaper than one possible production loss if only the fixed maintenance costs are taken into account for the replacement time.

Die Ermittlung der zusätzlichen Instandhaltungskosten IK wird auf unterschiedlichen Wegen realisiert. Neben einer automatisierten Prognose der Kosten kommt beispielsweise auch eine manuelle Eintragung der Kosten in Betracht, indem das Wissen und die Erfahrung des Instandhaltungspersonals mit einfließen. Der Austausch der der betreffenden Anlagenkomponente erfolgt bei diesem Beispiel optimalerweise während eines ohnehin geplanten Stillstandes vor dieser Zeit.The Determination of the additional Maintenance costs IK is realized in different ways. In addition to an automated forecast of costs, for example also consider a manual entry of the costs by the Knowledge and experience of the maintenance staff are included. Of the Replacement of the relevant system component takes place at this Example optimally during an already scheduled shutdown before that time.

Claims (22)

System zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses, mit – einem Basissystem (31), welchem Prozess- und/oder Anlagendaten von der Anlage und/oder dem Prozess zuführbar sind, wobei – das Basissystem mit einem modellgestützten Modul (32) zusammenwirkt, das für Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses unter Berücksichtigung der vom Basissystem bereitgestellten Prozess- und Anlagendaten vorgesehen ist, – das modellgestütztes Modul (32) mit einem weiteren Modul (34) verbunden ist, welches unter Berücksichtigung von Optimierungsmodellen (60) und der vom modellgestützten Modul (32) ermittelten Restlebensdauerabschätzungen Effizienzsbetrachtungen ausführt, die Effektivitätsbetrachtungen automatisiert auswertet sowie die Ergebnisse der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtung an das Basissystem übermittelt, und – das Basissystem (31) aus den vom weiteren Modul (34) bereitgestellten Ergebnissen der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen zur Weiterverarbeitung bereitstellt.System for optimized maintenance planning in a plant monitoring system of a technical plant or a technical process, comprising - a basic system ( 31 ) to which process and / or plant data can be fed from the plant and / or the process, wherein - the basic system is modeled using a model-based module ( 32 ) provided for residual life assessments of the components of the plant or process taking into account the process and plant data provided by the base system, - the model-based module ( 32 ) with another module ( 34 ), which, taking account of optimization models ( 60 ) and the model-based module ( 32 ) executes efficiency considerations, automatically evaluates the effectiveness considerations and transmits the results of the automatic evaluation of the efficiency analysis to the base system, and - the basic system ( 31 ) from the other module ( 34 ) results of the automatic evaluation of the efficiency considerations provides decisions about maintenance measures to be carried out for further processing. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozess- und Anlagendaten dem Basissystem (31) direkt von einer Feldebene (10) der Anlage und/oder von einem vorhandenen Leitsystem (20) zuführbar sind.System according to claim 1, characterized in that the process and plant data are the basis system ( 31 ) directly from a field level ( 10 ) of the installation and / or an existing control system ( 20 ) can be supplied. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (31) automatisch eine Entscheidung bereitstellt, die angibt, welche Instandhaltungsmaßnahme zu welchem Zeitpunkt durchzuführen ist.System according to claim 1 or 2, characterized in that the basic system ( 31 ) automatically provides a decision indicating which maintenance action to perform at what time. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Basissystem (31) ein Visualisierungsmodul (35) zur Darstellung der vom Basismodul (31) bereitgestellten Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen, der an das Basismodul (31) übertragenen Ergebnisse der Effizienzbetrachtungen und/oder der von modellgestützten Modul (32) ermittelten Restlebensdauerabschätzungen integriert ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that in the base system ( 31 ) a visualization module ( 35 ) for the representation of the base module ( 31 ) decisions about maintenance to be performed, which are sent to the base module ( 31 ) results of the efficiency considerations and / or model-based modulus ( 32 ) is integrated residual life estimates. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Basissystem (31) eine Funktionalität „Szenario Manager" (33) zur Ermittlung der Restlebensdauern der Komponenten und/oder Anlagenobjekten unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Produktionsvorgaben bzw. Fahrweisen als Szenarien, integriert ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that in the base system ( 31 ) a "scenario manager" functionality ( 33 ) is integrated to determine the remaining service lives of the components and / or equipment objects taking into account different production specifications or operating modes as scenarios. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (31) zur automatischen Versendung von Informationen über das Internet oder als Kurznachricht ins Mobilfunk- oder Festnetz vorgesehen ist, wobei diese Informationen neben den Entscheidungen über die auszuführenden Instandhaltungsmaßnahmen auch die Instandhaltungsmaßnahmen betreffende Alarme und Ereignisse sind.System according to one of the preceding claims, characterized in that the basic system ( 31 ) is provided for the automatic sending of information over the Internet or as a short message to the mobile or fixed network, this information being in addition to the decisions about the maintenance measures to be carried out also alarms and events relating to the maintenance measures. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (31) mit einem Einsatzplanungssystem (80) zur Berücksichtigung der Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsmöglichkeiten der Anlage zusammenwirkt.System according to one of the preceding claims, characterized in that the basic system ( 31 ) with a deployment planning system ( 80 ) cooperates to take account of the dependence on different operating options of the system. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (31) mit einem Instandhaltungsplanungssystem (90) zusammenwirkt.System according to one of the preceding claims, characterized in that the basic system ( 31 ) with a maintenance planning system ( 90 ) cooperates. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die verwendeten Optimierungsmodelle (60) als Kostenmodelle auf wirtschaftliche Kennziffern beziehen.System according to one of the preceding claims, characterized in that the optimization models used ( 60 ) as cost models based on economic indicators. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Realisierung der Optimierungsmodelle (60) eine Anbindung des weiteren Mo duls (34) an ein Enterprise Resource Planning System (40) und/oder an ein Instandhaltungssystem (50) vorgesehen ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that for the realization of the optimization models ( 60 ) a connection of the further module ( 34 ) to an Enterprise Resource Planning System ( 40 ) and / or to a maintenance system ( 50 ) is provided. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es in bereits existierende Systeme integriert, und dass das Enterprise Resource Planning System (40) und/oder das Instandhaltungssystem (50) durch eine entsprechende Integration zu einem Bestandteil des erfindungsgemäßen Systems werden.System according to claim 10, characterized in that it integrates into already existing systems and that the Enterprise Resource Planning System ( 40 ) and / or the maintenance system ( 50 ) Become an integral part of the system according to the invention by an appropriate integration. Verfahren zur optimierten Instandhaltungsplanung in einem Anlagenüberwachungssystem einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses, wobei – Prozess- und/oder Anlagendaten von der Anlage oder dem Prozess einem Basissystem (31) zugeführt werden, – mittels eines modellgestützten Moduls (32) Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses unter Berücksichtigung der vom Basissystem (31) bereitgestellten Prozess- und Anlagendaten ausgeführt werden, – die vom modellgestützten Modul (32) ermittelten Restlebensdauerabschätzungen der Komponenten der Anlage oder des Prozesses zu einem weiteren Modul (34) übertragen werden, – mittels des weiteren Moduls (34) unter Berücksichtigung von Optimierungsmodellen (60) und den vom modellgestützten Modul (32) ermittelten Restlebensdauerabschätzungen Effizienzbetrachtungen ausgeführt werden, – die Effizienzbetrachtungen mittels des weiteren Moduls (34) automatisiert auswertet werden, – die vom weiteren Modul (34) bereitgestellten Ergebnisse der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen an das Basissystem (31) übermittelt werden, und – mittels des Basissystems (31) aus den bereitgestellten Ergebnissen der automatischen Auswertung der Effizienzbetrachtungen Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen zur Weiterverarbeitung bereitgestellt werden.Method for optimized maintenance planning in a system monitoring system of a technical installation or a technical pro process, and / or plant data from the plant or process to a basic system ( 31 ), - by means of a model-based module ( 32 ) Remaining lifetime estimates of the components of the plant or process, taking into account that of the base system ( 31 ) process and plant data, - the model-based module ( 32 ) determined residual life estimates of the components of the plant or the process to another module ( 34 ), - by means of the further module ( 34 ) taking into account optimization models ( 60 ) and the model-based module ( 32 ), the efficiency considerations by means of the further module ( 34 ) are evaluated automatically, - that of the further module ( 34 ) provided results of the automatic evaluation of the efficiency considerations to the base system ( 31 ), and - by means of the basic system ( 31 ) From the provided results of the automatic evaluation of the efficiency considerations, decisions about maintenance measures to be carried out for further processing are provided. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozess- und Anlagendaten dem Basissystem (31) direkt von einer Feldebene (10) der Anlage und/oder von einem vorhandenen Leitsystem (20) zugeführt werden.A method according to claim 12, characterized in that the process and plant data to the base system ( 31 ) directly from a field level ( 10 ) of the installation and / or an existing control system ( 20 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Basissystems (31) automatisch eine Entscheidung darüber bereitgestellt wird, welche Instandhaltungsmaßnahme zu welchem Zeitpunkt durchzuführen ist.Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that by means of the base system ( 31 ) a decision is automatically made as to which maintenance measure is to be performed at what time. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in das Basissystem (31) ein Visualisierungsmodul (35) zur Darstellung der vom Basismodul (31) bereitgestellten Entscheidungen über auszuführende Instandhaltungsmaßnahmen, der an das Basismodul (31) übertragenen Ergebnisse der Effizienzbetrachtungen und/oder der von modellgestützten Modul (32) ermittelten Restlebenddauerabschätzungen integriert wird.Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that in the base system ( 31 ) a visualization module ( 35 ) for the representation of the base module ( 31 ) decisions about maintenance to be performed, which are sent to the base module ( 31 ) results of the efficiency considerations and / or model-based modulus ( 32 ) remaining life duration estimates is integrated. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in das Basissystem (31) eine Funktionalität „Szenario Manager" (33) zur Ermittlung der Restlebensdauern der Komponenten und/oder Anlagenobjekten unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Produktionsvorgaben bzw. Fahrweisen als Szenarien, integriert wird.Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that in the base system ( 31 ) a "scenario manager" functionality ( 33 ) is integrated to determine the residual service lives of the components and / or equipment objects taking into account different production specifications or operating modes as scenarios. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass vom Basissystem (31) automatisch Informationen über das Internet oder als Kurznachricht ins Mobilfunk- oder Festnetz übertragen werden, wobei diese Informationen neben den Entscheidungen über die auszuführenden Instandhaltungsmaßnahmen auch die Instandhaltungsmaßnahmen betreffende Alarme und Ereignisse sind.Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that from the base system ( 31 ) automatically transfer information over the Internet or as a short message to the mobile or landline network, this information being in addition to the decisions on the maintenance measures to be carried out also the maintenance measures related alarms and events. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Abhängigkeiten von unterschiedlichen Betriebsmöglichkeiten mittels eines im Basissystem (31) integrierten Einsatzplanungssystems (80) berücksichtigt werden.Method according to one of claims 12 to 17, characterized in that dependencies of different operating possibilities by means of one in the base system ( 31 ) integrated operational planning system ( 80 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (31) mit einem Instandhaltungsplanungssystem (90) zusammenwirkt.Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that the base system ( 31 ) with a maintenance planning system ( 90 ) cooperates. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die verwendeten Optimierungsmodelle (60) Kostenmodelle verwendet werden, die auch wirtschaftliche Kennziffern berücksichtigen.Method according to one of claims 12 to 19, characterized in that for the optimization models used ( 60 ) Cost models are used, which also take into account economic indicators. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass für die Realisierung der Optimierungsmodelle (60) das weitere Modul (34) mit einem Enterprise Resource Planning System (40) und/oder an ein Instandhaltungssystem (50) verbunden wird.Method according to one of claims 12 to 20, characterized in that for the realization of the optimization models ( 60 ) the further module ( 34 ) with an Enterprise Resource Planning System ( 40 ) and / or to a maintenance system ( 50 ) is connected. Verwendung des Systems und Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche zur Unterstützung der Entscheidungsfindung für die Instandhaltung von Anlagen aus dem Bergbau, Anlagen der Prozessindustrie, der Stromerzeugung und der Stromverteilung.Use of the system and method according to one the previous claims for support the decision-making for the maintenance of mining equipment, process industry equipment, power generation and power distribution.
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