GOWOG
German Offshore Wind Operation Guide
Leitfaden für die technische Betriebsführung.
Saskia Greiner, Susanne Appel, Philip Joschko, Torsten Renz, Henning Albers
Der „German Offshore Wind Operation Guide“ (GOWOG) wird von der Hochschule Bremen, der
Universität Hamburg und der IZP Dresden mbH als Teilergebnis des vom Bundesministeriums für
Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsprojektes „SystOp Offshore Wind –
Entwicklung eines Planungs- und Optimierungswerkzeugs zur systemumfassenden Optimierung des
Leistungssystems Offshore-Windpark“ veröffentlicht.
Die Dokumentation des Referenzprozessmodells „German Wind Power Plant Model“ (GWPPM) als
weiteres Teilergebnis des genannten Forschungsprojektes wird separat von der BTC AG
veröffentlicht.
Der GOWOG und das GWPPM werden auf der Projekt-Webseite www.systop-wind.de veröffentlicht.
Webseite: www.systop-wind.de
Projektlaufzeit: 01.05.2011 – 31.10.2014
Förderkennzeichen: 0325283
Das Projekt „SystOp Offshore Wind“ ist ein Verbundprojekt der Konsortialpartner
Hochschule Bremen,
Institut für Umwelt- und Biotechnik
Ingenieurgesellschaft
Zuverlässigkeit
und
Prozessmodellierung mbH
Universität Hamburg
Ansprechpartner:
BTC Business Technology Consulting AG
Hochschule Bremen
Saskia Greiner
Neustadtswall 30
28199 Bremen
t. 0421 5905 2377
[email protected]
Autoren:
Saskia Greiner, Hochschule Bremen; Susanne Appel, Hochschule Bremen; Prof. Dr.-Ing. Henning
Albers, Hochschule Bremen; Dr. Philip Joschko, Universität Hamburg; Torsten Renz, IZP Dresden mbH
Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für
Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 0325283 gefördert. Die Verantwortung für den
Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.
Erstellt im Frühjahr 2015
1
Zusammenfassung
In der Nord- und Ostsee wurden zahlreiche Offshore Windparks errichtet und in Betrieb genommen.
Die bisherigen Erfahrungen betreffen vorrangig die Planung und den Bau von Anlagen. Erfahrungen
in der Betriebsphase werden erst jetzt gesammelt und es existieren hierzu nur wenige fundierte
Analysen. Die Effizienz der Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten sind aber ein entscheidender
Faktor für eine rentable Energieerzeugung. An den hierfür notwendigen Prozessen ist eine Vielzahl
von Organisationen beteiligt. Sie sind hochgradig komplex und diversen externen Einflüssen
ausgesetzt. Während in anderen Industrien standardisierte Prozesse längst etabliert sind, müssen
derartige Standards in der Offshore Windenergiebranche erst definiert werden. Standardisierte
Prozesse ermöglichen eine Leistungsmessung der individuell vorliegenden Prozesse, und bieten
verlässliche Schnittstellen und eine Kommunikationsgrundlage für die beteiligten Organisationen. Auf
den Prozessdefinitionen können Analysen der Prozessrisiken und Analysen des Laufzeitverhaltens
durch Simulation aufsetzen.
In dem German Offshore Wind Operation Guide (GOWOG) werden Methoden zur Prozessdefinition,
zur Analyse der Prozessrisiken und zur Analyse des Laufzeitverhaltens mit Simulation für Offshore
Windparks in der Betriebsphase beschrieben. Er fokussiert dabei Instandhaltungsprozesse, die viele
verschiedene Akteure, Aktivitäten und Interaktionen aufweisen. Insbesondere Schnittstellen
zwischen den Akteuren können Medienbrüche oder Wartezeiten aufweisen, die zu Verzögerungen
und zusätzlichen Kosten im Prozessverlauf ausweisen können. Der GOWOG wurde als Teilergebnis im
Rahmen des vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten
Forschungsprojektes „SystOp Offshore Wind – Entwicklung eines Planungs- und Optimierungswerkzeugs zur systemumfassenden Optimierung des Leistungssystems Offshore Windpark“ von der
Hochschule Bremen, der Universität Hamburg und der IZP Dresden mbH entwickelt.
Im ersten Abschnitt (Kap. 1) wird mit einer kurzen Einführung in den Hintergrund, das Ziel und die
Inhalte sowie die Betrachtungsgrenzen des GOWOG vorgestellt. An die Einführung schließen sich
Erläuterungen der für den GOWOG notwendigen Grundlagen (Kap. 2) an. Es werden zunächst die
Projektphasen eines Offshore Windparks vorgestellt und wesentliche Begriffe des Betriebs und der
Instandhaltung definiert. Ergänzend für das Verständnis der Abläufe von Betrieb und Instandhaltung
eines Offshore Windparks werden die derzeit häufigsten Vertragsarten für Serviceverträge
beschrieben. Neben den Grundlagen über den Betrieb von Offshore Windparks werden als
Grundlage für die weiterführende Prozessoptimierung Prozessrisiken und deren Analysemethoden
erläutert.
An die Grundlagen schließt sich die Charakterisierung des Offshore Windparks (Kap. 3) als Basis der
Prozessoptimierung mittels Risikoanalyse und Simulation an. Strukturierte und standardisierte
Prozesse sind Voraussetzung für die effiziente und effektive Instandhaltung von Offshore Windparks
und damit auch für eine kostengünstige Stromerzeugung. Die Dokumentation der Prozesse stellt die
Grundlage jeglicher Standardisierung und Optimierung dar. Mit ihnen wird die Komplexität des
Gesamtsystems Offshore Windpark reduziert und wichtige Prozesse können hervorgehoben werden.
Der Weg zu strukturierten Betriebs- und Instandhaltungsprozessen in Offshore Windparks unterteilt
sich in die vier Schritte: Abbildung der Akteure und Schnittstellen, Aufstellen von Prozesshierarchien,
Aufstellen einer Prozesslandkarte und Erstellen von Prozessmodellen zur Abbildung von Aktivitäten.
Die Strukturierung und Definition von Instandhaltungsprozessen führt zu transparenten Abläufen, die
zuvor aus einem unübersichtlichen Knäuel an Beteiligten und Schnittstellen sowie Aktivitäten
bestanden. Sowohl die Betriebsführung als übergeordnete Koordinatorin als auch die Akteure
2
verstehen nicht nur ihre eigenen Prozessanteile im Gesamtsystem Offshore Windpark besser,
sondern auch die Abläufe der benachbarten Akteure und insbesondere deren Zusammenspiel. Die
Visualisierung wesentlicher Prozesse in der etablierten Modellierungssprache BPMN 2.0 ist allgemein
leicht verständlich und ermöglicht die Zusammenführung der einzelnen Akteursprozesse. Dies trägt
nicht nur zur größeren Transparenz im Gesamtsystem bei, sondern ermöglicht auch die Anwendung
von Modellierungs- und Simulationstools auf Basis der BPMN 2.0. Mit der Parametrierung der
Prozessmodelle, also der Erhebung von Daten wie beispielsweise Anzahl der beteiligten Personen
und Qualifikation oder Durchlaufzeit der Aktivitäten, wird die Prozessbeschreibung komplettiert.
Insgesamt wird mit der Charakterisierung die Basis für Prozessoptimierungen, aber auch die Aufstellung und Verbesserung von Organisationsstrukturen sowie Managementsysteme gelegt.
An die Charakterisierung des Offshore Windparks schließt sich die Risikoanalyse der
Instandhaltungsprozesse (Kap. 4) an. Prozesse können durch innere und äußere Einflüsse in ihrem
zeitlichen und finanziellen Verhalten gestört werden. Solche Störungen führen zu einer Verzögerung
des Prozesses und einem Mehraufwand an Ressourcen. Im GOWOG wird zunächst die Auswahl
risikorelevanter Prozesse vorgestellt, da eine detaillierte Risikoanalyse aller Prozesse nicht
zielführend und in der Praxis nicht umsetzbar ist. Risikorelevante Prozesse im Umfeld der
Instandhaltung von Offshore Windparks sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie eine
elementare Bedeutung für die Instandhaltung besitzen, also ein Schlüsselprozess sind. Des Weiteren
haben sie im Falle eines ungeplanten Verlaufs wesentliche Auswirkungen auf Kosten und Ertrag. Sie
umfassen eine große Anzahl an beteiligten Akteuren mit einer hohen Anzahl an Interaktionen
und/oder einer großen Anzahl an Variablen und Abhängigkeiten. Häufig sind diese Prozesse auch von
internen Regularien oder gesetzlichen Regelungen betroffen. Insgesamt sind eine hohe
Fehleranfälligkeit oder besondere Gefährdungen der Instandhaltungsprozesse, wie z.B. eine hohe
Abhängigkeit von den Wetterbedingungen, zu beobachten. Auf Basis dieser Kriterien und deren
Priorisierung können risikorelevante Teilprozesse windparkspezifisch ermittelt werden. Beispiele sind
die Ermittlung des Arbeitsbedarfs als Grundlage jeglicher Arbeitseinsätze im und am OWP, sowie die
Einsatzplanung und die Durchführung vor Ort. Im Anschluss an die Auswahl risikorelevanter Prozesse
wird die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) als Methode zur Untersuchung der
Prozessrisiken vorgestellt. Die Risikoanalyse ausgewählter Prozesse erlaubt die strukturierte
Identifikation wesentlicher Schwachstellen in Prozessen und unterstützt deren Beseitigung. Beispiele
hierfür sind die Verfügbarkeit von Spezialisten mit Offshore-Zertifikaten oder die vollständige
Einsatzdokumentation. Schwachstellen in den Prozessen, sowie getroffene Maßnahmen und deren
Erfolgskontrolle sind wichtige Informationen für das Qualitätsmanagement. Gleichzeitig findet
dadurch nicht nur ein intensiver Austausch der beteiligten Akteure untereinander statt, sondern das
Verständnis über die Prozesse wird bei allen Beteiligten weiter vertieft. Damit ist es möglich Schnittstellen exakter zu definieren.
Neben der Analyse der Prozessrisiken zur Verbesserung der Prozessstruktur spielt die Bewertung des
Laufzeitverhaltens der Prozesse eine entscheidende Rolle für die effiziente Instandhaltung von
Offshore Windparks. Im GOWOG empfehlen wir eine spezielle Simulationssoftware, mit deren Hilfe
windparkspezifische Kennzahlen zur Leistungsmessung der Prozesse quantifiziert werden können
(Kap. 5). Monitoring-Systeme zur Überwachung der Instandhaltungsprozesse sind in der Branche
bisher nicht etabliert. Zudem sind die meisten Parks noch nicht lange genug im Betrieb, um bereits
verlässliche Kennzahlen ableiten zu können. Mit Hilfe der Simulationstechnik können noch vor der
Implementierung der Prozesse oder der Fertigstellung eines Windparks Kennzahlen errechnet
werden. Typische Kennzahlen zur Bewertung von Prozessen sind deren Dauer, die Kosten, der
3
Durchsatz und die erforderlichen Ressourcen. Für eine detailliertere Analyse können auch die
Wartezeiten bei Interaktionen, die Häufigkeit bestimmter Ereignisse, die Bevorzugung bestimmter
Pfade und die Auslastung einzelner Ressourcen quantifiziert werden. Neben diesen klassischen
Kennzahlen sind auch windparkspezifische Kennzahlen entscheidend. Die Zielfunktion bei der
Verbesserung von Instandhaltungsprozessen ist ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen
Instandhaltungskosten und Verfügbarkeit des Windparks. Die zu erwartende Energieerzeugung eines
Windparks unter einer vorgegebenen Instandhaltungsstrategie ist neben den entstehenden Kosten
eine entscheidende Bewertungsgröße.
Die Simulation von Prozessen mit der BPMN ermöglicht die Bestimmung von Kennzahlen für die
strategische Bewertung von Prozessen. Dabei können Instandhaltungsstrategien, Prozessalternativen
und Ressourcenstrategien unter einer angenommenen Instandsetzungslast verglichen werden. Für
eine aufgabenangemessene Bewertung sollten auch Modelle der Windenergieanlagen und
Wettermodelle bereitgestellt werden. Auch der Einsatz als Entscheidungshilfe in der operativen
Planung ist denkbar, um z.B. eine sinnvolle Aggregation von Arbeiten zu unterstützen.
Nach der Beschreibung der Methoden zur Charakterisierung, Risikoanalyse und Simulation werden
Beispiele für Optimierungspotenziale (Kap. 6) in operativen Prozessen, in den Prozessen der
Entsorgung von Abfällen des Offshore Windparks, der Anmeldung von Personen der Bundepolizei
und bei der Warenanmeldung beim Zoll vorgestellt.
Die Anwendung der entwickelten Methoden zur Charakterisierung des Leistungssystems Offshore
Windpark, zur Prozessoptimierung mittels Risikoanalyse und die windparkspezifische Simulation
führt zu Optimierungsempfehlungen für die operativen Prozesse. Werden diese in dem untersuchten
Offshore Windpark umgesetzt, erhält man eine angepasste Prozessstruktur und Parameterwerte, die
wiederum in die Charakterisierung des Windparks einfließen und in einem kontinuierlichen
Verbesserungsprozess münden.
Abschließend wird im Ausblick (Kap. 0) auf die entwickelten Methoden und deren weitere Nutzung in
der Offshore Windenergie reflektiert. Es wird ein kurzer Einblick in die Anwendung der
Optimierungsergebnisse im Rahmen der projektphasenbegleitenden Entwicklung von
Betriebskonzepten von Offshore Windparks und weitere Forschungsbedarfe gegeben.
4
Inhalt
Inhalt........................................................................................................................................................ 5
1
Einführung ..................................................................................................................................... 12
1.1 Hintergrund ............................................................................................................................... 12
1.2 Der Leitfaden „German Offshore Wind Operation Guide (GOWOG)“ ...................................... 14
1.2.1 Ziel ................................................................................................................................. 14
1.2.2 Betrachtungsgrenzen des GOWOG ............................................................................... 14
1.2.3 Inhalte............................................................................................................................ 15
2
Grundlagen .................................................................................................................................... 17
2.1 Projektphasen eines Offshore Windparks ................................................................................. 17
2.2 Betrieb und Instandhaltung....................................................................................................... 17
2.2.1 Grundmaßnahmen der Instandhaltung......................................................................... 19
2.2.2 Instandhaltungsstrategien............................................................................................. 22
2.2.3 Instandhaltungsszenarien im Offshore Windpark......................................................... 27
2.3 Vertragsarten für den Betrieb von Offshore Windparks ........................................................... 32
2.3.1 Vollwartungsvertrag ...................................................................................................... 33
2.3.2 Standardwartungsvertrag.............................................................................................. 34
2.4 Prozessrisiken ............................................................................................................................ 35
2.4.1 Allgemeiner Risikobegriff .............................................................................................. 35
2.4.2 Arten von Risiken........................................................................................................... 36
2.4.3 Betrachtete Risikoarten im Anwendungsfall SystOp..................................................... 37
2.4.4 Methoden der Risikoanalyse ......................................................................................... 38
2.4.5 Risikoanalyse im Anwendungsfall ................................................................................. 43
3
Charakterisierung des Offshore Windparks .................................................................................. 45
3.1 Methodisches Vorgehen ........................................................................................................... 45
3.2 Schritt 1: Festlegung der Rahmenbedingungen ........................................................................ 46
3.3 Schritt 2: Analyse der beteiligten Akteure und Infrastruktur .................................................... 48
3.3.1 Übersicht der Akteure und Infrastruktur ...................................................................... 48
3.3.2 Portfolioanalyse der Stakeholder .................................................................................. 50
3.3.3 Das Leistungssystem Offshore Windpark ...................................................................... 51
3.4 Schritt 3: Strukturierung der Prozesse ...................................................................................... 54
3.4.1 Hierarchische Prozessstruktur ....................................................................................... 54
3.4.2 Prozesslandkarte ........................................................................................................... 56
5
3.4.3 Beschreibung der Teilprozesse der Instandhaltung ...................................................... 57
3.4.4 Sonderfall: Instandhaltungsspezifische Finanzflüsse eines Offshore Windparks ......... 58
3.5 Schritt 4: Prozessmodellierung und –parametrierung .............................................................. 61
3.5.1 Auswahl der Prozesse .................................................................................................... 61
3.5.2 Auswahl der Prozessmodellierungssprache .................................................................. 62
3.5.3 Beispielprozessmodell: Rückflug mit dem Helikopter ................................................... 63
3.5.4 Prozessparametrierung ................................................................................................. 64
3.6 Schritt 5: Ableitung von Optimierungspotenzialen ................................................................... 66
3.7 Schritt 6: Auswahl risikorelevanter Teilprozesse ...................................................................... 66
3.8 Nutzen der Charakterisierung des Offshore Windparks ........................................................... 71
3.9 Anwendung der Methode am Beispiel Instandsetzung von Kleinkomponenten...................... 72
3.9.1 Rahmenbedingungen .................................................................................................... 72
3.9.2 Prozessstrukturierung, -modellierung und -parametrierung ........................................ 73
3.9.3 Kurzbeschreibung der Teilprozesse der Instandsetzung einer Kleinkomponente ........ 75
3.9.4 Beschreibung der behördlichen Prozesse ..................................................................... 78
3.10
4
Bewertung der Methode zur Charakterisierung von OWP ............................................... 78
Risikoanalyse ................................................................................................................................. 80
4.1 Ziel der Risikoanalyse ................................................................................................................ 80
4.2 Vorbereitende Schritte .............................................................................................................. 81
4.3 Prozessauswahl ......................................................................................................................... 82
4.4 Interviewplanung ...................................................................................................................... 82
4.5 Durchführung ............................................................................................................................ 83
4.6 Auswertung ............................................................................................................................... 88
4.7 Bewertung der Methode zur Risikoanalyse .............................................................................. 89
5
Simulation des Leistungssystems .................................................................................................. 90
5.1 Analyse der Systemdynamik...................................................................................................... 90
5.2 Stochastische Simulation........................................................................................................... 91
5.2.1 Parameter und stochastische Verteilungen .................................................................. 91
5.2.2 Parametrierung der Prozesssimulation ......................................................................... 93
5.2.3 Ressourcen .................................................................................................................... 96
5.2.4 Durchführung von Experimenten .................................................................................. 97
5.2.5 Notation und Werkzeuge .............................................................................................. 98
5.3 Domänenspezifische Prozesssimulation ................................................................................... 99
5.3.1 Erweiterung der BPMN-Notation .................................................................................. 99
5.3.2 Windparkmodelle ........................................................................................................ 101
6
5.3.3 Saisonale Wettereinflüsse ........................................................................................... 103
5.4 Bewertung der Methode: Simulation...................................................................................... 106
6
Beispiele für Optimierungspotenziale ausgesuchter Prozesse der Instandhaltung .................... 109
6.1 Optimierungspotenziale in operativen Prozessen .................................................................. 109
6.2 Optimierungspotenziale bei der Entsorgung von Abfällen ..................................................... 110
6.3 Optimierungspotenziale bei der Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei ............... 111
6.4 Optimierungspotenziale bei der Warenanmeldung beim Zoll ................................................ 112
7
Ausblick........................................................................................................................................ 113
Literatur ............................................................................................................................................... 116
Anhang 1: Projektphasen eines Offshore Windparks ......................................................................... 122
Anhang 2: Beschreibung zur Ebenen- und Begriffsdefinition ............................................................. 127
Anhang 3: Überblick über die in den einzelnen Teilprozessen durchzuführenden Maßnahmen
bezogen auf die Instandhaltungsprozesse Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Verbesserung 130
Anhang 4: Beispiel eines Fragebogens zur Aufnahme von Prozessen und Parametern ..................... 134
Anhang 5: Anmeldung des Warentransports beim Zoll ...................................................................... 139
Anhang 6: Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei beim Grenzübertritt in und aus der AWZ
147
Anhang 7: Entsorgung von OWP-Abfällen........................................................................................... 153
Anhang 8: Berechnung der Energieerzeugung einer WEA .................................................................. 170
7
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Übersicht über die Inhalte und Ergebnisse des GOWOG................................................. 15
Abbildung 2: Projektphasen eines Offshore Windparks ....................................................................... 17
Abbildung 3: Übersicht über die Grundmaßnahmen der Instandhaltung [in Anlehnung an DIN 31051]
............................................................................................................................................................... 20
Abbildung 4: Instandhaltungsarten [In Anlehnung an DIN 31051, DIN 13306, V VDE V 0109-1] ......... 23
Abbildung 5: Beispiel einer Risikomatrix [DIN 50126] .......................................................................... 40
Abbildung 6: Ablaufschema zur Methode der Prozessanalyse ............................................................. 46
Abbildung 7: Zuverlässigkeit und ihre prozessbeschreibenden Parameter RAMS ............................... 47
Abbildung 8: Allgemeine Portfolioanalyse der Stakeholder für Betrieb und Instandhaltung von
Offshore-Windparks .............................................................................................................................. 50
Abbildung 9: Das Leistungssystem Offshore Windpark ........................................................................ 53
Abbildung 10: Hierarchische Prozessstruktur ....................................................................................... 55
Abbildung 11: Prozesslandkarte zur Instandhaltung von Offshore Windparks .................................... 56
Abbildung 12: Ausschnitt der in den Teilprozessen der Instandsetzung von Kleinkomponenten an
einer OWEA mit einem PTV zu untersuchenden Aufgaben .................................................................. 58
Abbildung 13:
Finanzflüsse und finanzbegleitende Informationsflüsse zwischen den Akteuren bei
der Instandhaltung von OWP ................................................................................................................ 59
Abbildung 14: Prozessmodell am Beispiel des Elementarprozesses Rückflug mit dem Helikopter ..... 65
Abbildung 15: Beispiel einer typischen Prozessbeschreibung .............................................................. 68
Abbildung 16: Prioritätenanalyse der Kriterien zur Auswahl risikoreicher Teilprozesse ...................... 70
Abbildung 17: Kriterienbasierte Bewertung von Teilprozessen durch Akteure.................................... 70
Abbildung 18: Beispiel für die Gesamtbewertung der Risikorelevanz der Teilprozesse der
Instandsetzung mit Angabe der Standardabweichung ......................................................................... 71
Abbildung 19: Kontinuierliche Verbesserung der Organisations- und Prozessstruktur von OWP im
Betrieb durch Nutzung der GOWOG-Methoden ................................................................................... 72
Abbildung 20: Auszug Leistungssystem Offshore Windpark für die Instandsetzung von
Kleinkomponenten ................................................................................................................................ 73
Abbildung 21: Prozesslandkarte zur Instandhaltung von OWP anhand eines spezifischen Beispiels .. 74
Abbildung 22: Ausschnitt aus einer Prozesshierarchie ......................................................................... 85
Abbildung 23: Formular Allgemein der Risikoanalyse ........................................................................... 86
Abbildung 24: Formular Fehler, Ursachen, Folgen der Risikoanalyse ................................................... 87
Abbildung 25: Formular Fehlerbewertung der Risikoanalyse ............................................................... 87
Abbildung 26: Risikobewertung der Fehlerursachen ............................................................................ 88
Abbildung 27: Normalverteilung, Gleichverteilung und Dreiecksverteilung ........................................ 93
8
Abbildung 28: Parametrierung eines Simulationsmodells ................................................................... 94
Abbildung 29: Ergebnisse eines Simulationsexperimentes ................................................................... 98
Abbildung 30: Für die Domäne Offshore Windparks erweiterte BPMN-Notation [Joschko 2014]..... 100
Abbildung 31: Beispiel-Prozess mit domänenspezifischen Elementen ............................................... 101
Abbildung 32: GUI zur Definition von Windenergieanlagen mit Beispieldaten .................................. 102
Abbildung 33: Exemplarische Stromerzeugung in Abhängigkeit zur Windgeschwindigkeit ............... 103
Abbildung 34: Exemplarischer Betriebszustand in Abhängigkeit von Windgeschwindigkeiten pro
Monat .................................................................................................................................................. 104
Abbildung 35: Anteil an der jährlichen Stromerzeugung pro Monat .................................................. 104
Abbildung 36: GUI zur Definition von historischen oder synthetischen Wetterdaten ....................... 106
Abbildung 37: Verknüpfung der Betriebskonzeptentwicklung und dem laufenden Betrieb .............. 114
Abbildung 38: Aufbau Projektphase "Planung" .................................................................................. 122
Abbildung 39: Aufbau der Projektphase "Entwicklung und Konstruktion"......................................... 123
Abbildung 40: Aufbau der Projektphase "Produktion" ....................................................................... 123
Abbildung 41: Aufbau der Projektphase "Bau und Errichtung" .......................................................... 124
Abbildung 42: Aufbau der Projektphase "Betrieb" ............................................................................. 126
Abbildung 43: Darstellung der beim OWP-Betrieb grundsätzlich anwendbaren Zoll-Verfahren ....... 139
Abbildung 44: Möglichkeiten der grenzüberschreitenden Verbringung von Abfällen ....................... 155
Abbildung 45: Abfall- und zollrechtliche Kennzeichnung für PPK-Abfälle .......................................... 156
Abbildung 46: Informationspflichten zur Verbringung von PPK-Abfällen nach Deutschland ............. 156
Abbildung 47: Abfall- und zollrechtliche Kennzeichnung für Siedlungsabfälle ................................... 157
Abbildung 48: Notifizierungsverfahren nach VVA [LAGA 2012].......................................................... 158
9
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Übersicht Wartungsverträge [EE 2012] ................................................................................ 32
Tabelle 2: Matrix zur Bewertung der Fehlerfolgen ............................................................................... 43
Tabelle 3: Akteure beim Betrieb eines Offshore Windparks ................................................................. 49
Tabelle 4: Kostenarten der Betriebskosten von Offshore Windparks und deren Verteilung ............... 59
Tabelle 5: Beispiel gewählter Bewertungsklassen der Risikoanalyse für die Instandsetzung von
Kleinkomponenten ................................................................................................................................ 81
Tabelle 6: Grundlegende Parameter für die Prozesssimulation ........................................................... 95
Tabelle 7: Relevante Parameter für die Abbildung von Ressourcen ..................................................... 97
Tabelle 8: Relevante Parameter für die Instandhaltungslast .............................................................. 102
Tabelle 9: Relevante Parameter für die Stromerzeugung ................................................................... 103
Tabelle 10: Übersicht über relevante Parameter saisonaler Wettereinflüsse .................................... 106
Tabelle 11: Angaben bei der Internet‐Zollanmeldung (IZA) und einer Ausfuhranmeldung mit Internet‐
Ausfuhranmeldung‐Plus (IAA‐Plus) ..................................................................................................... 143
Tabelle 12: Übersicht über die Regelungsbereiche der VVA für Import in die EU [Wuttke 2007] ..... 154
10
Abkürzungen
A
Faktor Auftretenshäufigkeit/ -wahrscheinlichkeit in RPZ
AWZ
Ausschließliche Wirtschaftszone
B
Faktor Bedeutung in RPZ
BPMN
Business Process Model and Notation
BSH
Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie
CMS
Condition Monitoring System
DFÜ
Datenfernübertragung
E
Faktor Entdeckungswahrscheinlichkeit in RPZ
ETA
Event tree analysis
FMEA
Failure Mode and Effect Analysis
FTA
Fault tree analysis
GOWOG
German Offshore Wind Operation Guide
GUI
Graphical User Interface
HAZOP
Hazard and operability study
MTBF
Mean Time Between Failure
O&M
Betrieb und Instandhaltung (engl. Operation and Maintenance)
OPEX
Betriebskosten (operational expense)
OSS
Offshore Service Station
OWEA
Offshore Windenergieanlage
OWP
Offshore Windpark
PAX
Passagierliste
PL
Performance Level
PSA
Persönliche Schutzausrüstung
PtJ
Projektträger Jülich
PTV
Personnel transfer vessel
RBD
Reliability Block Diagram
RPZ
Risikoprioritätszahl
SDL
Service-Dienstleister
SIL
Safety Integrity Level
ÜNB
Übertragungsnetzbetreiber
WEA
Windenergieanlage
11
1
Einführung
1.1
Hintergrund
Die Offshore-Windenergie ist die Schlüsselenergie der Energiewende in Deutschland [WAB 2013].
Ohne sie wird das Ziel bis 2020 35% des Strombedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken nicht
erreichbar sein. Für die Offshore-Windenergie bedeutet dies 15 GW – rund 3500 Offshore
Windenergieanlagen (OWEA) – sollen bis 2030 an das Stromnetz angeschlossen sein [BR 2015]. Bis
heute sind 10 Offshore-Windparks (OWP) in der Nord- und Ostsee in Betrieb gegangen und drei
befinden sich noch im Bau. Weitere Windparks sind genehmigt und werden geplant [4COffshore
2015]. Betriebserfahrungen bestehender
Offshore-Windparks zeigen, dass der Anteil der
Betriebskosten über die Lebensdauer mit ca. 28%
sehr hoch ist. Ebenso haben die
Stromgestehungskosten mit durchschnittlich 12-14 €ct/kWh das Niveau des fossilen Strommixes (6
€ct/kWh) und der Onshore-Windenergie (8 €ct/kWh) noch lange nicht erreicht. [Roland Berger 2013]
Die Wirtschaftlichkeit von Offshore-Windparks muss folglich für eine bessere Wettbewerbsfähigkeit
verbessert werden durch [Roland Berger 2013]

Reduktion der Investitionskosten, zum Beispiel durch optimierte Errichtungskonzepte und
Logistik oder leichtere OWEA und Tragstrukturen;

Reduktion der Betriebskosten, zum Beispiel durch eine optimale Instandhaltungs-strategie,
Prozessdesign des Betriebs oder funktionsfähige Technik.
Die Reduktion der Investitionskosten ist heute, parallel zu den technischen Fragestellungen der
Unternehmen, Gegenstand aktueller Entwicklungs- und Forschungsansätze. Die Reduktion der
Betriebskosten rückt zunehmend in den Vordergrund.
Die Instandhaltungsstrategie, als Grundlage von Betrieb und Instandhaltung (O&M), wird in der
Entwicklungs- und Planungsphase festgelegt. Sie basiert im Wesentlichen auf standortabhängigen
Parametern,
Wahl
des
OWEA-Herstellers
und
Wirtschaftlichkeitsberechnungen,
wie
sie
beispielsweise mit dem O&M-Tool von Energy Research Centre of the Netherlands (ECN)
durchgeführt werden. Die Umsetzung der Instandhaltungsstrategie erfolgt im Rahmen der
technischen Betriebsführung der OWP. Sie basiert neben der gewählten Instandhaltungsstrategie auf
Wetterprognosen, dem technischen Zustand der OWEA und Kostenkalkulationen [VDI 2012]. Damit
ist die Betriebsphase auf Basis der standortabhängigen und technischen Rahmenbedingungen
angepasst und vertraglich vereinbarte Verfügbarkeiten werden erreicht. Trotzdem geben die hohen
Stromgestehungs- bzw. Instandhaltungskosten einen Hinweis auf
a.
Nicht zuverlässige und an Bedingungen angepasste Technik
b.
Nicht optimale Instandhaltungsstrategie
12
c.
Nicht optimales Prozessdesign von Betrieb und Instandhaltung
Anpassungen der Technik werden in aktuellen Forschungsansätzen (a.) untersucht und durch die
Anlagenhersteller vorangetrieben [VDI 2012a]. Eine Optimierung der Instandhaltungsstrategie (b.),
das heißt beispielsweise prioritätenorientierte oder zustandsorientierte Instandhaltung, erfolgt heute
auf Basis von Erfahrungen und Empfehlungen der Komponentenhersteller [VDI 2012]. Das
Prozessdesign (c.), also die aufbau- und ablauforganisatorische Struktur von Betrieb und
Instandhaltung, basiert auf der technischen Auslegung der Windenergieanlagen und der
Instandhaltungsstrategie. Diesem
Prozessdesign wird
sowohl
in
der Entwicklungs-
und
Planungsphase als auch im laufenden Betrieb nur wenig Beachtung geschenkt, obwohl es
erheblichen
Einfluss
auf
die
Verfügbarkeit
eines
Offshore-Windparks
und
auf
die
Instandhaltungskosten nimmt.
Vor diesem Hintergrund wurde in dem Forschungsprojekt SystOp Offshore Wind eine Methode zur
Strukturierung und Optimierung des Leistungssystems Offshore Windpark im Betrieb entwickelt. Die
methodischen Ansätze und Ergebnisse werden im Handlungs- und Kriterienleitfaden GOWOG –
German Offshore Wind Operation Guide zusammengeführt.
SystOp Offshore Wind war ein Verbundprojekt der Hochschule Bremen zusammen mit der der
Universität Hamburg, Ingenieurgesellschaft IZP Dresden mbH, und der BTC Business Technology
Consulting AG, Oldenburg. Das Projekt wurde vom BMU / BMWi gefördert und wurde vom 1.4.2011
bis 31.10.2015 unter dem Förderkennzeichen 0325283 durchgeführt. Das Projekt wurde unter
Beteiligung der Industrie durchgeführt. Folgende Industriepartner haben mitgewirkt

Bugsier Reederei- und Bergungsgesellschaft mbH & Co. KG

DEWI-OCC Offshore and Certification Centre GmbH

DOTI GmbH & Co. KG

EWE Energie AG

EWE Offshore Service & Solution GmbH

Frisia-Offshore GmbH

Hochtief Solutions AG

htm Helicopter Travel Munich GmbH

Nehlsen GmbH & Co. KG

Nordwest Assekuranzmakler GmbH & Co. KG

PHH Personaldienstleistung GmbH

REETEC GmbH Regenerative Energie- und Elektrotechnik

ORIZON GmbH, Niederlassung Bremerhaven (ehem. RKM Personaldienstleistungen GmbH)

Signalis Germany
13

WindMW GmbH

wpd windmanager GmbH & Co. KG
1.2
1.2.1
Der Leitfaden „German Offshore Wind Operation Guide (GOWOG)“
Ziel
Ziel des GOWOG ist die Optimierung des Designs und der Ausführung der Instandhaltungsprozesse
eines Offshore Windparks, um Prozessrisiken zu minimieren und eine hohe Verfügbarkeit des
Offshore Windparks sicher zu stellen. Dabei sollen die Beteiligten, Aktivitäten und Schnittstellen
sowie deren Zusammenwirken harmonisiert werden. Weiterhin sollen die Prozesse des OWP bei
gleichzeitig
erfolgender
Standardisierung
transparenter
werden.
Standardisierte
Prozesse
ermöglichen eine Leistungsmessung der individuell vorliegenden Prozesse, und bieten verlässliche
Schnittstellen und eine Kommunikationsgrundlage für die beteiligten Organisationen.
Hierfür wurde ein Planungs- und Optimierungswerkzeug entwickelt, das die Prozesse strukturiert
sowie hinsichtlich seiner Prozessrisiken und dem dynamischen Laufzeitverhalten analysiert und
bewertet. Auf Basis der durch die Anwendung der entwickelten Methoden gewonnenen Erkenntnisse
können Empfehlungen zum Design und der Ausführung der Prozesse vom Anwender abgeleitet
werden.
Der Leitfaden richtet sich an alle direkt am Betrieb beteiligten Akteure (Betriebsführung,
Transportunternehmen, Servicedienstleister etc.), die durch die Verbesserung ihres Prozessdesigns
zu einem kostengünstigeren Betrieb des gesamten Offshore Windparks gelangen wollen.
1.2.2
Betrachtungsgrenzen des GOWOG
Der Leitfaden befasst sich ausschließlich mit der Betriebsphase des Offshore Windparks und
fokussiert hier auf die Instandhaltungsprozesse, die ein großes Optimierungspotenzial aufgrund
vieler verschiedener Akteure, Aktivitäten und Interaktionen aufweisen. Insbesondere die
Schnittstellen zwischen den Aktivitäten verschiedener Akteure sind häufig mit Medienbrüchen oder
Wartezeiten behaftet [Staud 2006, S.243f], die zu erheblichen Verzögerungen und zusätzlichen
Kosten für Ressourcen im Prozessverlauf führen können.
Die Betrachtungen in der Betriebsphase fokussieren auf das Leistungssystem Offshore Windpark.
Dieses umfasst sowohl die bei der Instandhaltung beteiligten Akteure onshore, beteiligte Akteure
offshore,
Infrastruktur und Transportmittel
als auch die zwischen ihnen ablaufenden
Interaktionsflüsse. Das Leistungssystem mit allen beteiligten Akteuren und Schnittstellen wird in
Abbildung 9 auf Seite 53 dargestellt.
14
Der Offshore Windpark setzt sich aus mehreren Gewerken zusammen. Der Windpark umfasst die
Offshore Windenergieanlagen inklusive der Tragstrukturen, die Innerparkverkabelung, das
Umspannwerk inklusive der Tragstruktur und die Wohnplattform. Das Seekabel und die
Konverterstation
des
Übertragungsnetzbetreibers
(ÜNB)
werden
nicht
einbezogen.
Die
Instandhaltungsprozesse können sich durch unterschiedliche Prozessabläufe unterscheiden.
1.2.3
Inhalte
Der GOWOG besteht im Wesentlichen aus verschiedenen Methoden, die mit einander verknüpft zu
Empfehlungen hinsichtlich des Prozessdesigns und der Ausführung der Prozesse führen.
Finanzielle
Abläufe
Referenzprozesse
Technische
Abläufe
Prozessmodelle
Prozessparameter
Charakterisierung
des Leistungssystems
Abbildung 1 stellt die verschiedenen Methoden und deren Zusammenhänge dar.
WEA-Katalog
Meteorologie
Hydrologie
Verbund
extern
Risikoanalyse
Prozesse, Aktivitäten,
Interaktionen,
Ressourcen,
Unterbrechungs-/
Abbruchkriterien
HSB
IZP
Uni HH
FMEA-Bäume
BTC
SystOp
Rückkopplung
Simulation
der Prozesse
Techn.
Grundlagen &
Daten
BPMNEditor
Historische
Daten FINO I
BPMN-Modelle,
Prozessparameter
Risikofolgen &
Wahrscheinlichkeiten
Risiken
Wetterkomponente
OWP
Editor
Simulation
Identifikation von Modellierungsfehlern und kritischen Teilprozessen,
Statistische Ergebnisse, z.B. Durchlaufzeit oder Ressourcenbedarf
Optimierungsmaßnahmen, z. B. Reduktion der Durchlaufzeit
GOWOG
GWPPM
Abbildung 1: Übersicht über die Inhalte und Ergebnisse des GOWOG
Grundlage ist die Charakterisierung des Leistungssystems Offshore Windpark in der Instandhaltung.
Sie beinhaltet die Abbildung von Prozessen in verschiedenen Hierarchieebenen bis auf die Ebene der
Aktivitäten hinunter, die in Prozessmodellen der etablierten Prozessmodellierungssprache BPMN 2.0
dargestellt werden. Ausgewählte Prozesse werden bei Störungen des geplanten Prozessablaufs
15
mittels einer angepassten Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) hinsichtlich ihres
Verzögerungspotenzials und Ressourcenmehraufwands untersucht und Verbesserungsmaßnahmen
empfohlen. In dem Simulationstool werden die Prozesse mit der Wetterkomponente und den
technischen Windparkdaten so verbunden, dass die Leistung der Prozesse in verschiedenen
Szenarien abgebildet und bewertet werden kann aber auch Prozessalternativen miteinander
verglichen werden können.
Der GOWOG unterteilt sich in die Abschnitte

Definitionen und Grundlagen

Prozessanalyse zur Charakterisierung des Offshore Windparks

Analyse der Prozessrisiken

Simulation der Prozesse

Handlungsempfehlungen für die Branche

Bewertung des methodischen Ansatzes und der Ergebnisse
Im Abschnitt Definitionen und Grundlagen werden die im GOWOG verwendeten Begriffe, der
Lebenszyklus eines Offshore Windparks, aber auch grundsätzliche Definitionen zum Thema Betrieb
und Instandhaltung erläutert. Anschließend an die grundlegenden Informationen werden die
Methoden zur Charakterisierung des Offshore Windparks, der Risikoanalyse und der Simulation in
Form einer Verfahrensanweisung beschrieben. Es werden Optimierungsmaßnahmen für die Prozesse
und Handlungsempfehlungen für die Branche abgeleitet. Der GOWOG endet mit einem Ausblick für
die Entwicklung von Betriebskonzepten sowie auf einen weiterführenden Forschungsansatz.
Das German Wind Power Plant Model (GWPPM) wurde parallel zum GOWOG im Forschungsprojekt
SystOp Offshore Wind entwickelt. Ziel des GWPPM ist es Prozesse für den Betrieb von OWP mithilfe
eines Referenzprozessmodells bzw. in einem geeigneten Ordnungsrahmen zu standardisieren. Das
GWPPM gibt einen Überblick über die ablaufenden Prozesse insbesondere in den Phasen Bau und
Stromvermarktung. Es richtet sich insbesondere an die Planungs- und Managementebene von
Offshore Windparks. Auf Basis der aufgezeigten ablaufenden Best-practice Prozesse können
Vorgehensweisen abgeleitet werden.
16
2
Grundlagen
2.1
Projektphasen eines Offshore Windparks
Die Projekt-(oder Lebens-)Phasen eines Offshore Windparks lassen sich in sechs Phasen unterteilen
(Abbildung 2).
Abbildung 2: Projektphasen eines Offshore Windparks
In Anhang 1 werden die einzelnen Phasen mit ihren übergeordneten Prozessen kurz erläutert. Eine
ausführlichere Beschreibung ist bei der WAB e.V. im WABwiki „Projektphasen von Offshore
Windparks“ einsehbar1. Auf die Projektphase Betrieb und insbesondere auf die Prozesse der
Betriebsphase wird wegen der Ausrichtung des GOWOG in den folgenden Kapiteln näher
eingegangen.
2.2
Betrieb und Instandhaltung
Die Betriebs- und Instandhaltungsprozesse von OWP umfassen alle technischen und administrativen
Maßnahmen die zum Betrieb der OWEA erforderlich sind. Sie müssen alle Anforderungen und
Rahmenbedingungen des OWP-Betriebes berücksichtigen und umsetzen, um den planmäßigen
kontinuierlichen Betrieb sicherzustellen. [DIN 13306]
Die Betriebsprozesse beinhalten alle internen Prozesse, die für den sicheren und fortlaufenden OWPBetrieb erforderlich sind. Die Instandhaltungsprozesse erhalten den funktionsfähigen Zustand der
Windenergieanlagen und deren Nebenanlagen oder die Rückführung in diesen. Grundsätzlich
umfassen beide sowohl technische als auch organisatorische Tätigkeiten. [DIN 13306]
Die Betriebs- und Instandhaltungsprozesse werden in die folgenden Prozesse unterteilt, die sich von
den Zuständen der Anlagen ableiten: [VDI 3810-1, DIN 31051]
1

Betrieb;

Stillstand / Bereitschaft;

Instandhaltung;

Änderung (Modifikation);
einsehbar unter http://www.wab.net/
17

Außergewöhnliche Situation;

Betriebsführung.
Im Betrieb wird in Abhängigkeit von der Wetterlage und dem Einspeisemanagement des
Übertragungsnetzbetreibers vom OWP Strom produziert. Jede einzelne Windenergieanlage und
Nebenanlage ist voll funktionsfähig. [In Anlehnung an DIN 13306]
Der Stillstand/Bereitschaft beschreibt den betriebsfreien funktionsfähigen Zustand während der
windarmen Zeit, in der die Windgeschwindigkeit unter der Einschalt- bzw. über der
Ausschaltwindgeschwindigkeit liegt. Weiterhin steht die OWEA beim Betreten der Anlage für die
meisten auszuführenden Arbeiten still. [In Anlehnung an DIN 13306]
Bei der Durchführung der Instandhaltung muss das Betriebs- und Instandhaltungskonzept sowie die
festgelegte Instandhaltungsstrategie berücksichtigt werden. Grundlage der Instandhaltung in der
deutschen Offshore-Windbranche und in der Industrie ist die europäische DIN EN 13306 und die
deutsche DIN 31051. Die DIN 31051 enthält weiterführende, für Deutschland relevante,
Unterteilungen der Instandhaltungsmaßnahmen.
Die Instandhaltung umfasst die Einsätze, die während der Betriebsphase des Offshore-Windparks
durchgeführt werden und dem reibungslosen Betrieb des Parks dienen. In der DIN 31051 wird
Instandhaltung als „Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen sowie
Maßnahmen des Managements während des Lebenszyklus einer Betrachtungseinheit zur Erhaltung
des funktionsfähigen Zustandes oder der Rückführung in diesen, so dass sie die geforderte Funktion
erfüllen kann“ definiert. Sie wird weiterführend in die Grundmaßnahmen Inspektion, Wartung,
Instandsetzung sowie Verbesserung unterteilt. Diese werden im Kapitel 2.2.1 näher beschrieben.
Sobald eine Erhöhung der Systemleistung erzielt wird, ist von einer Änderung (Modifikation) die
Rede. „Eine Änderung ist keine Instandhaltungsmaßnahme, sondern bezieht sich auf die Änderung
der bisherigen geforderten Funktion einer Einheit in eine neue geforderte Funktion. Eine Änderung
kann einen Einfluss auf die Funktionssicherheit oder die Leistung einer Einheit haben. Der Wechsel
einer Einheit, bei der eine andere Version die ursprüngliche Einheit ersetzt, ohne dass sich die
geforderte Funktion oder die Funktionssicherheit der Einheit ändert, wird als Ersatz bezeichnet und
stellt somit keine Änderung dar.“ [DIN EN 13306]
Die außergewöhnliche Situation beinhaltet gefährliche Situationen in denen Menschen, Umwelt und
Technik gefährdet werden, Notfallsituationen oder Situationen, die eine spezielle Handlung
erfordern.
Der Notfall wird auf in Not geratene Personen im OWP bzw. in der OWEA oder der OSS sowie auf
Unfälle mit negativen Auswirkungen auf die Umwelt bezogen. Im Wesentlichen wird der Prozess des
18
Notfalls im Schutz- und Sicherheitskonzept beschrieben und die notwendigen Maßnahmen
aufgestellt.
Die Betriebsführung unterteilt sich in die technische und die kaufmännische Betriebsführung. Hier
werden Daten aufgenommen und ausgewertet sowie die Netzeinspeisung geregelt.
2.2.1
Grundmaßnahmen der Instandhaltung
Die Instandhaltung wird in unterschiedliche Grundmaßnahmen unterteilt (Abbildung 3).
2.2.1.1

Inspektion;

Wartung;

Instandsetzung;

Verbesserung [DIN 31051].
Inspektion
Die Inspektion wird definiert als „Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes
einer Betrachtungseinheit einschließlich der Bestimmung der Ursachen der Abnutzung und dem
Ableiten der notwendigen Konsequenzen für eine künftige Nutzung“ [DIN 31051]. Die Inspektion ist
die Analyse des aktuellen Zustands der Anlagen. Zu ihr zählen neben der DFÜ-Zustandsüberwachung,
die visuelle Analyse vor Ort und per Webcam sowie die laufende akustische Überwachung. Die
Inspektion bestimmt den Ist-Zustand und legt den Arbeitsbedarf an der OWEA fest. Sie wird vor der
Wartung und der planmäßigen Instandsetzung durchgeführt. Zu den Maßnahmen der Inspektion
gehören z.B. [BWE 2012]

Werksabnahmen;

Wiederkehrende Prüfung (WKP) (gem. Anforderungen des deutschen Baurechts);

Zustandsorientierte Prüfung;

Überprüfung zum Ende des Gewährleistungszeitraums.
19
Instandhaltung
- Alle Maßnahmen zur Erhaltung des funktionsfähigen Zustandes oder der Rückführung in diesen
- Dient dem reibungslosen OWP-Betrieb
Inspektion
- Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes
- Bestimmung der Ursachen der Abnutzung
- z. B. visuelle Vor-Ort-Analyse
Wartung
- Maßnahmen zur Verzögerung des Abbaus des vorhandenen Abnutzungsvorrats
- z. B. Austausch von Betriebsmitteln, Behebung kleinerer Mängel
Instandsetzung
- Maßnahmen zur Rückführung einer Betrachtungseinheit in den funktionsfähigen
Zustand
Planmäßige Instandsetzung
- Einsätze aufgrund von Störfällen, die
durch Fernsteuerung oder redundante
Systeme vorübergehend behoben
werden können
- Ausgefallene Systeme, die für den
funktionsfähigen Zustand der Anlage
unwichtig sind
- Einsätze, die geplant werden müssen
(z. B. Großkomponententausch)
- Die Instandsetzung erfolgt nicht
unmittelbar nach Einsätzen der Störung
Unplanmäßige Instandsetzung
- Einsätze, die aufgrund von Störfällen,
die nicht durch Fernsteuerung oder
redundante Systeme behoben werden
können und den funktionsfähigen
Zustand der Anlage gefährden
umgehend erfolgen müssen
- Komponenten, Ersatzteile und
Betriebsmittel müssen vorrätig sein
- Transportmittel und Fahrzeuge müssen
frei verfügbar sein
- Die Instandsetzung erfolgt unmittelbar
nach Einsätzen der Störung
Verbesserung
- Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen zur Steigerung der
Funktionssicherheit
- z. B. Aufrüstung von Sicherheitssystemen, Verbesserung des Umweltschutzes,
Leistungsverbesserung, Erhöhung der Verfügbarkeit etc.
Abbildung 3: Übersicht über die Grundmaßnahmen der Instandhaltung [in Anlehnung an DIN 31051]
2.2.1.2
Wartung
Die Wartung wird definiert als „Maßnahmen zur Verzögerung des Abbaus des vorhandenen
Abnutzungsvorrates“ [DIN 31051]. Der Abnutzungsvorrat stellt eine „Einheit“ für die Abnutzung einer
Anlage bzw. ihrer Komponenten bis zum Ende ihrer Funktionsfähigkeit dar. Für den OWP bedeutet
dies, dass beispielsweise die Wartung den Ausfall einer Windenergieanlage verzögert bzw.
verhindert. Die Einsätze erfolgen auf Basis der Wartungsanweisungen des Herstellers und / oder dem
aktuellen Zustand der jeweiligen Anlage. Der aktuelle Zustand wird ggf. mit der kurz vor der Wartung
vor Ort durchgeführten Inspektion und den Analysenergebnissen des aktuellen Anlagenzustandes
20
festgestellt. Die Wartung beinhaltet den Austausch von Betriebsstoffen und Verschleißteilen, sowie
die Behebung kleiner ungeplanter und kurzfristig aufgetretener Mängel. [DIN 31051]
2.2.1.3
Instandsetzung
Instandsetzung wird definiert als eine „physische Maßnahme, die ausgeführt wird, um die Funktion
einer fehlerhaften Einheit wiederherzustellen“ [DIN EN 13306, DIN 31051]. Die Instandsetzung kann in
planmäßige und unplanmäßige Maßnahmen unterteilt werden.
Die planmäßige Instandsetzung beinhaltet Einsätze aufgrund von

Störfällen, die durch Fernsteuerung oder redundante Systeme vorübergehend behoben
werden können;

ausgefallenen Systemen, die für den eigentlichen Betrieb der OWEA unwichtig sind oder

Totalausfällen ganzer nicht lagerungsfähiger Module, wie z. B. Rotorblätter und Getriebe, die
eines geplanten Einsatzes und / oder den Einsatz eines nicht sofort verfügbaren
Spezialschiffes bedürfen.
Es handelt sich dabei um Einsätze, die in die windarmen Sommermonate bzw. in windarmen
Zeitfenstern mit hoher Zugangswahrscheinlichkeit verlegt werden können bzw. müssen. Kleinere
Störungen mit einer geringen Instandsetzungsdauer können an verschiedenen Windenergieanlagen
gemeinsam oder während eines Wartungseinsatzes abgearbeitet werden. Störungen mit einer hohen
Instandsetzungsdauer oder Einsätze zu denen ein Spezialschiff (z. B. Jack-Up Barge) notwendig ist,
werden getrennt von den Wartungsarbeiten durchgeführt.
Die unplanmäßige Instandsetzung beinhaltet Einsätze, aufgrund von Störfällen, die nicht durch
Fernsteuerung oder redundante Systeme behoben werden können und den Betrieb der OWEA
erheblich stören, die Betriebssicherheit beeinflussen und / oder zu einem Ausfall der Anlage führen.
Es sind Komponenten und Systeme betroffen, die für den eigentlichen Betrieb der OWEA essentiell
sind. Es handelt sich dabei um schnellstmöglich durchzuführende Einsätze, die keinen Aufschub
erlauben und bei denen die erforderlichen Ersatzteile und Betriebsmittel vorrätig und die
Transportmittel bzw. Fahrzeuge frei verfügbar sind.
2.2.1.4
Verbesserung
Verbesserung wird definiert als „Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen
sowie Maßnahmen des Managements zur Steigerung der Zuverlässigkeit und/oder Instandhaltbarkeit
und/oder Sicherheit einer Einheit, ohne ihre ursprüngliche Funktion zu ändern.“ Eine Verbesserung
kann auch vorgenommen werden, um Fehler während des Betriebs zu verhindern und um Ausfälle zu
vermeiden.“ [DIN EN 13306; DIN 31051]
21
Verbesserungen können sinnvoll sein, wenn z.B. Betriebserfahrungen und Inspektionsbefunde
systematische Probleme erkennen lassen, die darlegen, dass die bisherige Funktionssicherheit nicht
ausreicht. [DIN V VDE V 0109-1] Die Funktionssicherheit beschreibt die „Fähigkeit, eine geforderte
Funktion auszuführen, wenn sie gefordert wird. Die Merkmale der Funktionssicherheit beinhalten die
Verfügbarkeit und ihre Einflussfaktoren (Zuverlässigkeit, Wiederherstellbarkeit, Instandhaltbarkeit,
Instandhaltungsunterstützung) und in einigen Fällen Haltbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Vollständigkeit,
Sicherheit und Einsatzbedingungen. Funktionssicherheit wird beschreibend genutzt als ein Oberbegriff
für die zeitbezogene Qualitätsmerkmale eines Produkts oder einer Dienstleistung.“ [DIN EN 13306]
Die Verbesserung beinhaltet:

Aufrüstung der sicherheitstechnischen Systeme und Komponenten nach dem jeweiligen
Stand der Technik;

Ständige Optimierung der baulichen Anlagen in ökologischer Hinsicht nach dem jeweiligen
Stand der Technik;

Maßnahmen zur Leistungsverbesserung und Erhöhung der Verfügbarkeit der OWEA;

Maßnahmen zur Verbesserung der Arbeitssicherheit in und an der OWEA;

Maßnahmen zur Minderung der Betriebs- und Instandhaltungskosten.
2.2.1.5
Störung
Bei Auftreten einer Störung kann der funktionsfähige Zustand der Anlage nicht aufrechterhalten
werden. Es kommt zu einer fehlerhaften, fehlenden oder unvollständigen Funktion der Anlage. Die
Ursachen der Störung können in technischen und organisatorischen Fehlern oder durch externe
Einwirkungen, wie z.B. extreme Wetterbedingungen, Einwirkungen durch Dritte etc., begründet sein.
Die Störung kann ökologische und ökonomische Auswirkungen nach sich ziehen. [DIN EN 13306]
2.2.2
Instandhaltungsstrategien
Die Instandhaltung mit den beschriebenen Einsatzmöglichkeiten kann in unterschiedlichen Arten
verwirklicht werden. Diese Arten beschreiben die Instandhaltungsmethode, welche angewandt wird
um die entsprechenden Instandhaltungsziele zu erreichen. Eine Instandhaltungsart gibt an, zu
welchem Zeitpunkt welche Instandhaltungsmaßnahmen in welcher Intensität an welchen
Anlagenkomponenten
(Getriebe,
Generator
etc.)
durchzuführen
sind.
Die
Wahl
einer
Instandhaltungsart hängt von den Betreibern bzw. den abgeschlossenen Service-Verträgen mit den
Herstellern, externen Dienstleistern etc. ab. Sie beeinflusst maßgeblich die Zuverlässigkeit der
Anlagen und damit auch die Wirtschaftlichkeit der Windparks. Die verwirklichte Instandhaltungsart
beeinflusst unmittelbar die gesamte Betriebsführung des OWP. Die Fördergesellschaft Windenergie
e.V. (FGW) hat in Zusammenarbeit mit verschiedenen Vertretern der Windbranche die Technische
22
Richtlinie für Windenergieanlagen - Teil 7: Instandhaltung von Windenergieanlagen - die die Planung
und Durchführung der Instandhaltung näher beschreibt, entwickelt. [FGW 2010; IPIH o.J.]
Folgende grundsätzlichen Instandhaltungsarten werden betrachtet: [DIN 31051, DIN 13306, VDE V
0109-1].

vorbeugende Instandhaltung;

ereignisorientierte Instandhaltung;

prioritätenorientierte Instandhaltung
Abbildung 4 zeigt eine Übersicht über die verschiedenen Instandhaltungsarten.
Instandhaltung
Präventive [auch: vorbeugende]
Instandhaltung
Ausgeführt in festgelegten Abständen oder nach vorgeschriebenen Kriterien
Zustandsorientierte
Instandhaltung
- Präventive Instandhaltung
- Kombination aus Zustandsüberwachung
- Prüfungen, Analysen und den daraus
resultierenden Maßnahmen
Voraussagende
Instandhaltung
Vorausbestimmte
[auch: zyklische]
Instandhaltung
(ähnlich Wartung)
- Präventive Instandhaltung
- In festen Zeitintervallen oder nach
Nutzung
- Ohne vorherige Zustandsermittlung
Instandhaltung nach
außergewöhnlichem
Betriebszustand
- ausgeführt nach Eintreten
besonderer Betriebszustände
oder Ereignissen (z.B. erhöhte
Betriebsmittelbeanspruchung
z.B. durch Kurzschlüsse)
Weitere präventive
Instandhaltung
- Einzelmaßnahme an
Betriebsmittel/-gruppe
- verursacht durch Fehlfunktion
oder Ausfall durch
Konstruktionsfehler/ verdeckten
Mangel
- zustandsorientierte
Instandhaltung
- nach Vorhersage, abgeleitet von
wiederholter Analyse
Geplant, auf Anforderung
oder kontinuierlich
(betrifft nur Zustandsüberwachung bzw.
Prüfverfahren aber nicht evtl. folgende IHmaßnahmen)
Korrektive [auch: ereignisorientierte] Instandhaltung
Ausgeführt nach der Fehlererkennung
Instandhaltung nach Eintritt von Fehlfunktion
Aufgeschoben
ermöglicht das Zusammenlegen von
Einsätzen und somit eine effektive
Einsatzplanung
Unmittelbar
ausgeführt ohne Aufschub nach
Fehlerbehebung
Instandhaltung nach Ausfall
Prioritätenorientierte Instandhaltung
Verknüpfung von Daten der aktuellen Zustandsermittlung mit weiteren Daten wie Alter, Technologie, Ersatzteilverfügbarkeit, Erfahrung des Betriebs- und Servicepersonals,
besonderen Vereinbarungen mit Netznutzern, netzplanerischen Gesichtspunkten sowie allgemeinen Betriebserfahrungen und Informationen aus der Systemebene
Abbildung 4: Instandhaltungsarten [In Anlehnung an DIN 31051, DIN 13306, V VDE V 0109-1]
23
2.2.2.1
Präventive Instandhaltung
Die präventive (auch: vorbeugende) Instandhaltung wird in festgelegten Abständen oder nach
vorgeschriebenen Kriterien durchgeführt. Sie unterteilt sich in die zustandsorientierte, die
vorausbestimmte (auch: zyklische) Instandhaltung, die Instandhaltung nach außergewöhnlichem
Betriebszustand oder in weitere präventive Instandhaltungsarten. Der Unterschied zwischen der
zustandsorientierten sowie der vorausbestimmten Art ist, dass die vorausbestimmte ohne
Überprüfung des Ist-Zustandes der Anlagen in bereits vorab festgelegten Zeitintervallen durchgeführt
wird, sie ist somit ausschließlich geplant. Zu dieser Instandhaltungsart zählt im Rahmen der
Durchführung der Instandhaltungsmaßnahme der Wartung bspw. die zyklische Sichtprüfung bzw.
Begehung, die zyklische Inspektion während der Routineinstandhaltung (Wartung), die zyklische
Nachweisprüfung usw. Neben den zyklischen (kalenderzeitorientierten) Maßnahmen sind auch
altersabhängige Maßnahmen möglich, bei denen Komponenten vorbeugend ausgetauscht werden,
sobald sie eine bestimmte Nutzungsdauer erreicht haben. Hierzu zählen auch solche Maßnahmen,
die abhängig vom aktuellen Alter einer Komponente verschiedene Szenarien für den nächsten
prophylaktischen Komponententausch unter Beachtung der zu erwartenden Kosten-Erlös-Bilanzen
durchrechnen. Die zustandsorientierte Instandhaltung basiert hingegen auf einer Kombination der
Zustandsüberwachung, entsprechenden Prüfverfahren sowie Analysen, aus welchen sich die
notwendigen Tätigkeiten ableiten lassen. Sowohl die Zustandsüberwachung als auch die
Prüfverfahren können geplant, auf Anforderung oder kontinuierlich durchgeführt werden. [DIN EN
13306]
Nur bei Überschreitung eines definierten Schadensniveaus werden die Komponenten getauscht. Sie
setzt damit später als die vorausbestimmte geplante Instandhaltung, aber früher als die korrektive
Instandhaltung ein. Es ist möglich anhand der aktuellen Anlagenzustände und der archivierten
Leistungs- und Zustandsdaten notwendige Instandhaltungsmaßnahmen rechtzeitig vor einem
Schaden oder Systemausfall zu erkennen und zeit- und kostenoptimal zu planen und durchzuführen.
Anhand der Zustände können Ursachen für Störungen und Schäden erkannt und entsprechende
Verbesserungsmaßnahmen
Restnutzungsdauerprognosen,
an
der
Anlage
durchgeführt
Anweisungen
zum
werden.
Weiterhin
Anlagenbetrieb
und
können
weitere
Instandhaltungsmaßnahmen abgeleitet werden.
Die zustandsorientierte Instandhaltung minimiert einerseits das Risiko eines unerwarteten Ausfalls
der Anlage, andererseits erfordert diese eine genaue Analyse der Komponenten und ein
umfassendes Fachwissen. [wind:research 2012] Diese Instandhaltungsart beruht auf der
Beobachtung des monotonen Driftprozesses mit einem vielwertigen Bereich. Ihre Vorteile sind die
höhere
Verfügbarkeit
der
Anlagen,
ein
sehr
gut
vorbereiteter
Einsatzplan,
kürzere
24
Unterbrechungszeiträume welche wiederum eine Kostenreduzierung bedeuten, das Verwenden des
hierdurch gewonnenen Wissens für die nächsten Einsätze sowie eine Optimierung der
Instandhaltungsstrategie welche letztendlich zu einer optimierten downtime und OPEX-Kosten führt.
[Areva 2012]
Bestandteil der zustandsorientierten Instandhaltung sind u.a. die periodische Prüfung des Zustands
der wesentlichen Komponenten der OWEA durch einen Sachverständigen, Erstellung qualifizierter
Wartungs- und Reparaturkonzepte und periodische Zustandskontrolle des Antriebsstranges und der
Rotorblätter. [Albers et al. 2002] Sofern diese zustandsorientierte Instandhaltung durch Vorhersagen
ausgelöst wird, welche auf wiederholten Analysen basieren, spricht man von einer voraussagenden
Instandhaltung. Nach Eintreten besonderer Betriebszustände bzw. Ereignissen, wie z.B. eines
erhöhten Betriebsmittelanspruches durch einen Kurzschluss o.ä. kommt es zu einer Instandhaltung
nach außergewöhnlichem Betriebszustand. Weitere präventive Instandhaltungen können eintreten,
nachdem es bspw. zu einer Fehlfunktion oder einem Ausfall basierend auf einem Konstruktionsfehler
oder verdeckten Mangels kam. Diese werden ausschließlich als Einzelmaßnahme an einer
Einzelkomponente oder einer Komponentengruppe durchgeführt. Zusammenfassend ist zu sagen,
dass die vorausbestimmte geplante Instandhaltung die wahrscheinlich teuerste Strategie ist. Die
Komponenten werden auch ohne feststellbare Schäden nach einer festgelegten Betriebsstundenzahl
oder einem Zeitintervall ausgewechselt. Die volle Lebensdauer der Komponenten wird oftmals nicht
ausgenutzt. Damit werden Ausfälle weitestgehend verhindert und es liegt eine sehr gute
Instandhaltungsplanung vor. [Gerdes 2004, DIW 2004]
2.2.2.2
Korrektive (auch: ereignisorientierte) Instandhaltung
Mit der korrektiven (auch: ereignisorientierte oder störungsorientierte [wind:research 2012])
Instandhaltung wird die Lebensdauer der einzelnen Anlagenkomponenten längst möglich ausgenutzt,
da nur bei Auftreten eines Fehlers Maßnahmen ergriffen werden um die Anlage wieder in einen
Zustand zu bringen, in dem sie ihre geforderte Funktion erfüllen kann. Der Instandhaltungsaufwand
wird damit auf ein geringes Maß reduziert. Als Folge daraus können erhöhte Kosten durch
Folgeschäden an der Anlage entstehen und es kann zu Anlagenausfällen in Zeiten guter
Windleistungen kommen. Weiterhin liegt eine schlechte Ersatzteillogistik vor. [Gerdes 2004]
Diese Instandhaltungsart muss je nach Schwere des Fehlers unmittelbar ausgeführt werden. Hierbei
zu unterscheiden wäre, ob es sich um eine unmittelbare Instandhaltung nach Eintritt einer
Fehlfunktion oder in Folge eines Ausfalls handelt. [DIN V VDE V 0109-1]
Die Instandhaltungsart der unmittelbar nach Eintritt der Fehlfunktion bzw. Funktionseinschränkung
ausgeführten Instandhaltung kommt in der Regel bei wartungsarmen bzw. nahezu wartungsfreien
Komponenten
mit hoher Zuverlässigkeit zum Einsatz. Voraussetzung hierbei ist, dass die
25
Auswirkungen in Folge der Fehlfunktion begrenzt sind. Sollte der Fehler bereits zu einem Ausfall der
Komponenten bzw. Stillstand der Anlage geführt haben, kommt es zu einer unmittelbar nach einem
Ausfall durchgeführten Instandhaltungsart. Diese nimmt entsprechende Beeinträchtigungen der
Verfügbarkeit der Anlage in Kauf. Sollte es sich um keine schwerwiegende Fehlfunktion handeln,
könnte die Instandhaltung aufgeschoben werden. Diese Instandhaltungsart ermöglicht ein flexibleres
Planen der Einsätze und es könnten die Einsätze eventuell zusammengelegt werden und somit vor
allem Transportkosten eingespart werden. [DIN V VDE V 0109-1]
Die korrektive Instandhaltungsart erzeugt meist die geringsten Kosten für die eigentlichen
Instandhaltungsmaßnahmen, denn nur bei einem Fehlerereignis fallen Kosten an. Mögliche
Folgekosten für Ausfall und Ersatz sind jedoch oftmals nur schwer abschätzbar. Daher kommt diese
Instandhaltungsart nur dann zur Anwendung, wenn die Folgen eines Betriebsmittelausfalls
überschaubar und räumlich begrenzt sind und eine Wiederinbetriebnahme durch geeignete
Instandsetzungs-, Austausch- oder Erneuerungsmaßnahmen kurzfristig machbar ist bzw. ein
redundantes System existiert. Ein weiterer Grund für diese Instandhaltungsart kann die Vielzahl der
eingesetzten Betriebsmittel sein, die eine geplante Instandhaltungsmaßnahme aus wirtschaftlichen
Gründen nicht rechtfertigt. Bei der korrektiven Instandhaltungsart wird der Ist-Zustand nicht
systematisch durch Inspektionen erfasst. Wartungen und Instandsetzungen werden nach Eintritt der
Fehlfunktion bzw. anderen Ereignishäufungen oder bei Ausfall durchgeführt. [DIN V VDE V 0109-1]
2.2.2.3
Prioritätenorientierte Instandhaltung
Die prioritätenorientierte Instandhaltung verknüpft Daten der aktuellen Zustandsermittlung mit
weiteren Daten wie Alter, Technologie, Ersatzteilverfügbarkeit, Erfahrung des Betriebs- und
Servicepersonals, besonderen Vereinbarungen mit Netznutzern, netzplanerischen Gesichtspunkten
sowie allgemeinen Betriebserfahrungen und Informationen aus der Systemebene. [FGW-TR 7-A
2010]
Aufgrund der hieraus entstehenden Priorisierung von Kennzahlen wie bspw. Wichtigkeit oder
Zustand der Anlage kann es
zu einer Kombination der korrektiven, voraussagenden und
zustandsorientierten Instandhaltung kommen. Dies wird übergeordnet als prioritätenorientierte
Instandhaltung bezeichnet. [FGW-TR 7-A 2010]
Durch die Priorisierung verschiedener Komponenten werden Einflüsse wie z.B. Wichtigkeit, Zustand,
Ausfallprognosen
und
Synergie-Überlegungen
zur
Kombination
verschiedener
Instandhaltungsmaßnahmen berücksichtigt und diese nach Wichtigkeit sortiert. Beispiele für
Kriterien zur Priorisierung sind [EVW1 2011; S.114f]:

Technische Aspekte: Alter einer Komponente, technische Einschätzung;
26

Wirtschaftliche Aspekte: finanzielle Konsequenzen infolge Personengefährdung,
Umweltschäden, Produktionsrückgang oder Wetterbedingungen;

Synergieeffekte durch zeitliches und räumliches Zusammenlegen oder Vorziehen von
Maßnahmen mit einem koordinierten Personal- und Materialeinsatz;

Allgemeine Betriebserfahrung;

Erfahrung des Service- und Betriebspersonals.
Die Priorisierung kann auch auf der Basis einer Risikobetrachtung erfolgen. Diese Risikobetrachtung
gliedert sich grundsätzlich in folgende Arbeitsschritte: [DIN V VDE V 0109-1]

Definition und Identifizierung der führenden Fehlermechanismen;

Qualitative Klassifikation der zugehörigen Eintrittswahrscheinlichkeit;

Qualitative Klassifikation der zugehörigen Auswirkungen im Falle eines Fehlereintritts;

Ermittlung der Risiko-Klasse durch die Kombination der Klassifikation für die
Eintrittswahrscheinlichkeit und die jeweiligen Auswirkungen.
2.2.2.4
Weiterentwicklung der Instandhaltungsarten für Offshore-Bedingungen
Über die bekannten Instandhaltungskonzepte hinaus können die Instandhaltungsarten entsprechend
den gegebenen Anforderungen und Bedingungen ergänzt und weiterentwickelt werden. Die
zustandsorientierte Instandhaltung wurde für die Windenergieanlagen aufgrund der erhöhten
Schadensfälle, vor allem bei OWEA-Leistungen über 1 MW und den besonderen OffshoreBedingungen überarbeitet. Sie wurde um eine kontinuierliche Überwachung der Hauptkomponenten
durch Schadenfrüherkennungssysteme, wie das Condition Monitoring System (CMS), erweitert. Zu
den Hauptkomponenten gehören die Gondel und der Rotor sowie der Turm und das Fundament. Die
modifizierte zustandsorientierte Instandhaltung ist u.a. eine Bedingung zur Versicherbarkeit von
Offshore-Projekten. [VDI 2888, Gerdes 2004, Gothaer 2002]
Die Instandhaltungsarbeiten können demzufolge gezielt in windarme Monate bzw. in windschwache
Zeitfenster gelegt werden. Eine weitgehende Ausnutzung der Komponenten-Lebensdauern ist
gewährleistet und es liegt eine verringerte Ausfallwahrscheinlichkeit vor. Eine wirtschaftlich
optimierte Instandhaltung der OWEA wird gewährleistet. [Gerdes 2004]
2.2.3
Instandhaltungsszenarien im Offshore Windpark
Für die Grundmaßnahmen der Instandhaltung können allgemeine Instandhaltungsszenarien abhängig
von der Entfernung des OWP zur Küste abgeleitet werden.
27
2.2.3.1
Inspektion
Die Inspektionen der Anlagen des OWP werden von Gutachtern oder Zertifizierungsgesellschaften
oder ausgebildetem Personal der Betriebsgesellschaft und während der Gewährleistung im Team mit
Inspektoren des Herstellers durchgeführt. Die Inspektoren werden von der Betriebsgesellschaft über
den Zustand der zu inspizierenden Anlagen informiert bzw. werten die Überwachungsdaten selber
aus. Während der Inspektionen wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert.
Die Kommunikation und Informationsweitergabe sowie die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird mittels der
Windstromprognose über evtl. Leistungsausfälle durch die Inspektionseinsätze informiert. Der
Genehmigungsbehörde werden die erforderlichen Nachweise vorgelegt.
Szenario 1 – Küstennaher OWP
Bei küstennahen OWP steigen die Inspektoren am Flugplatz in den Helikopter oder gehen am
Seehafen an Bord des Service-Schiffes und fliegen bzw. fahren direkt zu den Anlagen. Sie werden
vom Helikopter auf die Anlagen gehoistet oder gehen per Boatlanding oder dem entsprechenden
Übersteigsystem auf die Anlage. Nach Beendigung der Tätigkeiten fliegen die Inspektoren mit dem
Helikopter zurück zum Flugplatz oder fahren mit dem Serviceschiff zurück zum Seehafen.
Szenario 2 – Küstenferner OWP
Bei küstenfernen OWP bleiben die Inspektoren längere Zeit im OWP und übernachten auf der
Wohneinheit oder einem Offshore-Versorger. Sie werden mit dem Helikopter vom Flugplatz aus zur
Wohneinheit bzw. dem Offshore-Versorger geflogen, fahren vom Seehafen direkt mit dem OffshoreVersorger zum OWP oder werden mit kleinen Service-Schiffen zur Wohneinheit bzw. zum OffshoreVersorger gefahren. Vom Offshore-Versorger oder der Wohneinheit ausgehend fahren sie mit
kleinen Serviceschiffen zu den OWEA. Nach Beendigung des Einsatzes fliegen sie mit dem Helikopter
zurück zum Flugplatz oder fahren mit dem Offshore-Versorger bzw. einem kleineren Serviceschiff
zurück zum Seehafen.
2.2.3.2
Wartung
Die Onshore-Service-Station stellt das für den Einsatz erforderliche Equipment für jede einzelne
OWEA und der OSS zusammen. Für die Einsätze wird das Equipment in Werkstattcontainern verstaut,
die dann komplett auf die OWEA-Plattform bzw. auf die OSS übergesetzt werden. Von der OnshoreService-Station aus werden die Container zum Hafen zur Verladung auf die Transporter befördert.
28
Szenario 1 - Küstennaher OWP
Bei küstennahen OWP bringt ein größeres Serviceschiff die Container direkt zu den OWEA. An der
OWEA werden die Materialien aus dem Container in die Gondel der OWEA transportiert. Nach
erfolgtem Arbeitseinsatz werden sämtliche Materialien, Abfälle, verbrauchte Betriebsstoffe und
deren Reste, sowie Werkzeuge wieder in dem Container verstaut. Abfälle mit einem größeren
Aufkommen werden in dafür ausgelegten Behältern getrennt gesammelt. Die Container werden vom
Serviceschiff wieder zurück zum Seehafen und von dort aus zur Onshore-Station befördert. Die
Wartungsteams fahren entweder zusammen mit den Containern auf dem Serviceschiff zum OWP
oder werden vom Helikopter zu den OWEA geflogen. Das Wartungspersonal kann während der
Wartungsphasen in Nähe des Seehafens oder Flugplatzes stationiert werden.
Szenario 2 – Küstenferner OWP
Bei küstenfernen OWP werden die Werkstattcontainer für mehrere OWEA am Seehafen auf einen für
bis zu 14 Tagen autark arbeitenden Offshore-Versorger, der auch als Wohneinheit für die
Wartungstechniker dient, geladen und zum OWP transportiert. Der Versorger bringt die Container
direkt zu den OWEA und setzt sie auf der Anlandeplattform ab. An der OWEA werden die Materialien
aus dem Container in die Gondel der OWEA transportiert. Nach erfolgtem Arbeitseinsatz werden
sämtliche Materialien, Abfälle, verbrauchte Betriebsstoffe und deren Reste, sowie Werkzeuge wieder
in dem Container verstaut. Abfälle mit einem größeren Aufkommen werden in dafür ausgelegten
Behältern getrennt auf dem Serviceschiff gesammelt. Die Container werden vom Offshore-Versorger
wieder zurück zum Seehafen und von dort aus zur Onshore-Station befördert. Die Wartungsteams
fahren entweder mit dem Offshore-Versorger in den OWP und wohnen während der
Wartungsphasen auf dem Schiff oder werden auf einer Wohneinheit stationiert.
Während der Wartung wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert. Die
Kommunikation und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der Sicherstellung
des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch technischer Daten und
Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird mittels der Windstromprognose über
Leistungsausfälle durch die Wartungseinsätze informiert.
2.2.3.3
Geplante Instandsetzung
Die geplante Instandsetzung kann in die Instandsetzung mit Großkomponententausch und die
Instandsetzung mit Kleinkomponententausch unterscheiden werden.
Bei der geplanten Instandsetzung mit Großkomponententausch erfolgt der Transport der
Großkomponenten und des Equipments mit einer Jack-up Barge. Die Onshore-Station stellt das
erforderliche Equipment zusammen und bringt es zum Verladen auf die Jack-up Barge zum Seehafen.
29
Die Hersteller stellen die Großkomponenten an der Hafenkante bereit. Die Jack-up Barge
transportiert die Komponenten zu den Windenergieanlagen. Die Arbeiten werden dort direkt von der
Barge aus durchgeführt. Die Barge wird von dem Offshore-Versorger im Feeder-Betrieb mit ggf.
zusätzlich erforderlichem Material oder Personal versorgt. Abfälle und nicht mehr benötigte
Materialien werden von den Serviceschiffen zum Seehafen transportiert. Die Jack-up Barge
transportiert die ausgetauschten Altkomponenten zum Seehafen zurück. Die Altkomponenten
werden entweder dem beauftragten Entsorger zur Entsorgung oder dem Hersteller zur Aufarbeitung
übergeben oder zur Onshore-Station zur Aufarbeitung oder Zwischenlagerung transportiert.
Das Instandsetzungspersonal besteht innerhalb der Gewährleistungszeiten aus einem Team von
Technikern des Herstellers und der Betriebsgesellschaft. Außerhalb der Gewährleistung werden nur
Techniker der Betriebsgesellschaft eingesetzt. Das Instandsetzungspersonal kann mit der Barge zum
OWP fahren oder fliegt mit dem Helikopter bzw. fährt mit dem Serviceschiff vom Seehafen zur Jackup-Barge.
Während der Instandsetzung wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert.
Die Kommunikation und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird mittels der
Windstromprognose über Leistungsausfälle durch die Instandsetzungseinsätze informiert.
Bei der geplanten Instandsetzung mit Kleinkomponententausch bzw. im Störfall stellt die OnshoreStation das erforderliche Equipment, Betriebsstoffe, Ersatzteile und Material in Werkstattcontainern
zusammen und bringt es zum Verladen auf den Transporter zum Seehafen.
Szenario 1 – Küstennaher OWP
Bei küstennahen OWP transportiert das Serviceschiff den Container
zur OWEA. Das
Instandsetzungspersonal setzt sich während der Gewährleistung aus einem Team von Technikern der
Hersteller und der Betriebsgesellschaft zusammen. Das Instandsetzungsteam wird per Helikopter
oder mit dem Serviceschiff zur OWEA gebracht.
Die Kommunikations- und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird über Leistungsausfälle
durch die Instandsetzungseinsätze informiert.
Szenario 2 – Küstenferner OWP
Bei küstenfernen OWP werden die Werkstattcontainer für mehrere OWEA am Seehafen auf einen für
bis zu 14 Tagen autark arbeitenden Offshore-Versorger, der auch als Wohneinheit für die
30
Wartungstechniker dient, geladen und zum OWP transportiert. Der Versorger bringt die Container
direkt zu den OWEA und setzt sie auf der Anlandeplattform ab. An der OWEA werden die Materialien
aus dem Container in die Gondel der OWEA transportiert. Nach erfolgtem Arbeitseinsatz werden
sämtliche Materialien, Abfälle, verbrauchte Betriebsstoffe und deren Reste, sowie Werkzeuge wieder
in dem Container verstaut. Abfälle mit einem größeren Aufkommen werden in dafür ausgelegten
Behältern getrennt auf dem Serviceschiff gesammelt. Die Container werden vom Offshore-Versorger
wieder zurück zum Seehafen und von dort aus zur Onshore-Station befördert. Die
Instandsetzungsteams fahren mit dem Offshore-Versorger in den OWP und wohnen während der
Instandsetzungen auf dem Schiff oder werden auf einer Wohneinheit stationiert.
Während der Instandsetzungen wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert.
Die Kommunikation und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird mittels der
Windstromprognose über Leistungsausfälle durch die Instandsetzungseinsätze informiert.
2.2.3.4
Ungeplante Instandsetzung
An der Onshore-Station werden die notwendigen Ersatzteile, Werkzeuge, Materialien und
Betriebsstoffe für den Einsatz schnellstmöglich zusammengestellt. Die Instandhaltungstechniker sind
in der Nähe des Seehafen oder des Flugplatzes für den Einsatz bei ungeplanten Instandsetzungen
und/oder Störungen auf Abruf verfügbar. Die Betriebsgesellschaft stellt das Techniker-Team
zusammen. In der Gewährleistung wird das Team aus Technikern der Betriebsgesellschaft und
Techniker des Herstellers bestehen, außerhalb der Gewährleistung setzt sich das Team aus
Technikern der Betriebsgesellschaft und ggf. von Personaldienstleistern zusammen.
Szenario 1 – Küstennaher OWP
Das Team und das erforderliche Equipment werden je nach Instandsetzungskonzept und –art per
Helikopter oder Serviceschiff direkt zu den OWEA gebracht. Nach dem Einsatz werden die
Altkomponenten, Rest- und Abfallstoffe auf der Onshore-Station gesammelt, sortiert und
zwischengelagert.
Während der Instandsetzungen wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert.
Die Kommunikations- und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird über Leistungsausfälle
durch die Instandsetzungseinsätze informiert.
31
Szenario 2 – Küstenferner OWP
Das Team und das erforderliche Equipment werden je nach Instandsetzungskonzept und –art per
Helikopter oder Offshore-Versorger direkt zu den OWEA gebracht. Nach dem Einsatz werden die
Altkomponenten, Rest- und Abfallstoffe auf der Onshore-Station gesammelt, sortiert und
zwischengelagert.
Während der Instandsetzungen wird die Betriebsgesellschaft laufend über die Tätigkeiten informiert.
Die Kommunikations- und Informationsweitergabe und die Datenübertragung dienen der
Sicherstellung des Schiffsverkehrs und dem sicheren Arbeiten im OWP sowie dem Austausch
technischer Daten und Informationen. Der Übertragungsnetzbetreiber wird über Leistungsausfälle
durch die Instandsetzungseinsätze informiert.
2.2.3.5
Verbesserung
Die Verbesserung der Windenergieanlagen wird analog der geplanten Instandsetzungen
durchgeführt.
2.3
Vertragsarten für den Betrieb von Offshore Windparks
Für den Betrieb von Offshore Windparks werden externe Instandhaltungsunternehmen (auch
Servicedienstleister genannt) von den Betreibern bzw. Betriebsgesellschaften für die Instandhaltung
der Anlagen des OWP beauftragt. Tabelle 1 zeigt die Charakteristika der häufigsten Voll- und
Standardverträge für Wartungen an OWP auf.
Tabelle 1: Übersicht Wartungsverträge [EE 2012]
Standard
Ohne Großkomponenten*
Voll
Mit Großkomponenten*
ja
ja
Mit Großkomponenten
und Schäden von
außen
Ja
Zwischenwartungen
ja
ja
ja
Upgrades
ja
ja
ja
Leistungen
Wartungstätigkeiten nach
Herstellervorgabe inklusive
Betriebs- und
Schmierstoffservice
ja
Fernüberwachung 24/7
Tage
ja
ja
ja
ja
Technische Beratung
ja
ja
ja
ja
ja
ja
ja
Verfügbarkeitsgarantie bis
zu 97 %
32
Standard
Leistungen
Alle Reparaturen
Ohne Großkomponenten*
Voll
Mit Großkomponenten*
Exklusive GK
Inklusive GK
Mit Großkomponenten
und Schäden von
außen
Inklusive GK
Behebung Totalschäden
ja
*Zu den Großkomponenten (GK) zählen Hauptgetriebe, Transformator, Drehkranz, Generator,
Hauptlager, Hauptwelle, Rotorblätter, Gussteile der Narbe und des Turmes.
2.3.1
Vollwartungsvertrag
Vollwartungsverträge gewährleisten dem Betreiber ein fest vereinbartes Minimum an technischer
Verfügbarkeit. Je weitreichender die Garantie, desto höher das Risiko für den Hersteller und desto
teurer der Wartungsvertrag.
Für Offshore Windparks werden mindestens für den Gewährleistungszeitraum Vollwartungsverträge
abgeschlossen. Das Hauptargument hierbei ist sicherlich die bessere Finanzierbarkeit der Windparks
bei Auswahl eines Vollwartungsvertrages. Auch unabhängige Servicedienstleister bieten trotz hoher
Kostenrisiken zunehmend Vollwartungsverträge an, die häufig preiswerter ausfallen und individuell
gestaltet werden können. Für Betreiber bleiben bei Abschluss eines Vollwartungsvertrages
Restrisiken, da nicht alle erforderlichen Arbeiten, wie bspw. Trafo-Wartung, Rotorblattbegutachtung
in den Vertrag eingeschlossen sind.
Der Vollwartungsvertrag muss jedoch nicht stets zu einem besseren Anlagenzustand führen als ein
Basisvertrag. Es gibt eine Reihe von Arbeiten, deren Vernachlässigung erst nach Jahren zu Problemen
führen. Ein Beispiel sind kleine Schäden am Rotorblatt. Vollserviceanbieter können sie „aussitzen“.
Denn wer wird kurz vor dem Auslaufen des Vertrages auf eigene Kosten teure Komponenten
austauschen, wenn dies nicht unbedingt erforderlich ist? [BWE-MÜ 2012, S. 87-89]
Vorteile der Vollwartungsverträge

Von Investoren und Versicherungen bevorzugt;

Weniger Verantwortung für den Betreiber;

Mehr Anlagenpflege, Kulanz, präventive Instandhaltung;

Übernahme von Schäden, die durch die Versicherung nicht abgedeckt sind;

Reparatur ohne Zeitverzögerung durch Auftragsvergabe [BWE-MÜ 2012, S. 87-89];

Üblicherweise kein Kündigungsrecht [BWE-MÜ_Finanz. 2012, S. 68].
33
Nachteile der Vollwartungsverträge

Höhere Kosten, wenn keine teuren Reparaturen im Vertragszeitraum anfallen;

Keinen detaillierten Einblick in den Zustand der Anlagen durch eingeschränkten
Zugriff auf Daten und Informationen [BWE-MÜ_Finanz. 2012, S.87ff].
Grundsätzlich sollten in Vollwartungsverträgen u.a. folgende Aspekte geklärt werden:

Genaue
Definition
der
Verfügbarkeit
(und
insbesondere
aller
verfügbarkeitsrelevanten Ereignisse);

Klare Definition von versicherten Bereichen/Teilen, Versicherungskonzept, Nachweis
der Deckung;

Informationen über Ersatzteilversorgung, Teilzugang, Warenwirtschaft, Logistik des
Serviceanbieters, haben doch Vollwartungskunden ein großes Interesse an
Informationen über die Organisation des Anbieters, mit dem sie eine langjährige
Partnerschaft eingehen wollen;

Kompetenznachweis mit Mitarbeiterprofilen;

Datenfernüberwachung, Reaktionszeiten;

Wartungsdauer und -häufigkeit sowie Inhalte;

Verbesserungs- und Entwicklungspotential;

Dokumentation, Kundenkommunikation, Abstimmung;

Anlagenzustand, Verlängerung der Laufzeiten und Haftung bei Vertragsende;

Servicenetz, Ansprechpartner;

Aus- und Weiterbildung, Qualifikationen;

Das Konzept in Bezug auf Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter und auf die
Sicherheit vor Umweltschädigungen durch die Anlage.
Vollwartung verschiebt die Verantwortlichkeiten (auch für Inspektion, Verbesserungen) zum
Instandhalter. [EE 2012]
2.3.2
Standardwartungsvertrag
Onshore hat sich gezeigt, dass mit einem einfachen Standardwartungsvertrag ein vergleichbarer
Service gewährleistet ist. Meistens fallen geringere Kosten an und der Betreiber ist meistens besser
über den Zustand seiner Anlage informiert. Andererseits wird seitens der Betreiber mehr
Verantwortung übernommen. Onshore beauftragen Betreiber spezialisierte Servicefirmen für
Einzelbereiche wie Instandhaltung, Trafo-Wartung, Triebstrang oder Ölwechsel. Die Vorteile der
Standardwartungsverträge lassen sich zusammenfassen zu:
34

Kostenersparnis;

Mehr Transparenz;

Mehr Kontrolle und Einfluss beim Betreiber;

Bessere Vergleichsmöglichkeit bei Kosten und Qualität
[BWE-MÜ 2012, S. 87ff].
2.4
Prozessrisiken
2.4.1
Allgemeiner Risikobegriff
Es existiert kein einheitlicher Risikobegriff in den vielfältigen Einsatzgebieten [Seidel 2011]. Die
wesentlichen Gemeinsamkeiten aller verwendeten Risikobegriffe bestehen darin, dass Ereignisse
hinsichtlich Schadensschwere und Eintrittshäufigkeit beschrieben werden und das Produkt aus
beiden Größen als Risiko interpretiert wird.
In den Normen DIN EN 61508-4 und DIN EN 50126 verzichtet man auf die Produktbildung und
versteht unter dem Begriff Risiko die Kombination aus Wahrscheinlichkeit und Ausmaß eines
Schadens bzw. Häufigkeit eines Ereignisses und Ereignisfolge.
Die dargestellten Begriffe werfen folgende Fragen auf:
1. Wie
soll
man
die
Eintrittshäufigkeit/-wahrscheinlichkeit
interpretieren?
Tritt nicht jedes Ereignis nur einmal ein? Wenn man ein Ereignis u.a. durch Zeit und Ort
charakterisiert wäre das doch so!
2. Eine zahlenmäßige Angabe der Schadens-/Ereignishäufigkeit sollte immer realisierbar sein.
Für die Bewertung des Schadensausmaßes/ der Ereignisfolge ist das aber oftmals nicht der
Fall. Wie soll man dann ein Produkt berechnen?
3. Ist für die Risikobeschreibung die Ereignishäufigkeit oder die Ereigniswahrscheinlichkeit
besser geeignet?
Zur ersten Frage: Der Begriff der Häufigkeit/ Wahrscheinlichkeit nimmt keinen Bezug auf ein
konkretes Ereignis sondern auf eine Ereignisklasse. Bewertet wird also, wie häufig Ereignisse einer
bestimmten Ereignisklasse auftreten bzw. ob ein Ereignis einer bestimmten Ereignisklasse auftritt.
Die Ereignisklassen werden durch einen Bereich des Schadensausmaßes charakterisiert. Daher ist es
auch sinnvoll, den Begriff Schadensklasse zu verwenden.
Zur zweiten Frage: Eine Produktbildung ist nur möglich, wenn sowohl die Häufigkeit/
Wahrscheinlichkeit als auch das Schadensausmaß quantifiziert werden können. Insbesondere bei
Sicherheitsuntersuchungen lassen sich die Schadensklassen nicht durch ein einheitliches
35
quantitatives Maß beschreiben (Tote/ Verletzte/ Umweltschäden). Hier belässt man es ohne
Produktbildung bei der Doppelbewertung pro Schadensklasse durch das Schadensausmaß und die
Ereignishäufigkeit /-wahrscheinlichkeit.
Zu beachten ist, dass eine Risikoeinschätzung nur mit Nennung der Schadensklassen sinnvoll ist und
Vergleiche zweier Risiken nur dann erlaubt sind, wenn den gegenübergestellten Risiken die gleichen
Schadensklassen zu Grunde liegen. Bewertet man nämlich ein und dieselbe Situation einerseits mit
einer sehr detaillierten und andererseits einer sehr groben Klassierung, so ergeben sich nicht
vergleichbare Ereignishäufigkeiten/ -wahrscheinlichkeiten der Schadensklassen, die sich auch in der
Größenordnung unterscheiden können. Es gilt: Je detaillierter die Klasseneinteilung, desto kleiner
sind die berechneten Risiken infolge der kleineren Häufigkeiten/ Wahrscheinlichkeiten.
Zur dritten Frage: Wie eingangs des Abschnittes bemerkt, werden für die Risikobeschreibung beide
Alternativen Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit genannt. Die Verwendung der Häufigkeit besitzt den
Vorteil, dass man auf einen Bezug zu einer sogenannten „Time at Risk“ (im Weiteren
Betrachtungsdauer) verzichten kann. Während die Wahrscheinlichkeit der Angabe einer
Betrachtungsdauer bedarf – und auch wesentlich von dieser abhängt, ist die Häufigkeit
(≈Wahrscheinlichkeit/Betrachtungsdauer)
von
der
Betrachtungsdauer
unabhängig.
In
die
Betrachtungsdauer wird nicht nur die Zeitdimension einbezogen sondern auch die Anzahl der
betrachteten Anlagen. Mögliche Maßeinheiten wären also zum Beispiel Anlagenbetriebsstunden für
einen Windpark oder Fahrzeugkilometer für eine Fahrzeugflotte. Entsprechend erhält man mögliche
Einheiten zur Bemessung der Häufigkeit: Ereignisanzahl pro Anlagenbetriebsstunde oder
Ereignisanzahl pro Fahrzeugkilometer.
2.4.2
Arten von Risiken
Soweit die Anwendungsgebiete von Risikoanalysen gefächert sind, so vielfältig sind auch die
verwendeten Risikobegriffe. Das für ein Anwendungsgebiet genutzte Risikokalkül richtet sich vor
allem nach zwei Kriterien. Diese sind
1. der Betrachtungsgegenstand, von dem ein Risiko ausgeht
2. der Fokus auf bestimmte interessierende Risiken, d.h. Schadensarten
Betrachtungsgegenstand und zu untersuchende Schadensarten sind durch den Auftraggeber der
Risikoanalyse zu benennen bzw. einzugrenzen. Im Allgemeinen ergeben sich diese aus dem
Verantwortungsbereich
des
Auftraggebers.
Beim
Betrachtungsgegenstand
kann
man
im
Wesentlichen zwischen Prozess- und Systemuntersuchungen unterscheiden, wobei eine scharfe
Trennung meist gar nicht möglich ist. So greifen Prozesse bei ihrem Ablauf auf Ressourcen, also
Systeme zurück. Folglich können Prozessrisiken ihren Ursprung in Systemrisiken haben. Der
36
umgekehrte Fall ist auch denkbar. Konstruktion und Produktion eines Systems sind Prozesse, die die
späteren Systemeigenschaften bestimmen. Das Risiko, eines Fehlers während dieser Prozesse hat ein
Risiko eines Fehlverhaltens des Systems im Betrieb zur Folge. Neben den Risiken, die vom
eigentlichen Betrachtungsgegenstand ausgehen, gibt es noch externe Risiken, die beispielsweise von
Blitzschlägen, Stürmen, Vandalismus, usw. resultieren können. Diese externen Einflüsse mit zu
betrachten ist dann sinnvoll, wenn man die internen Risiken relativieren möchte oder der
Betrachtungsgegenstand über Funktionen verfügen soll, die die externen Einflüsse in gewissem Maße
kompensieren.
Die interessierenden Schadensarten sind vom Standpunkt des Risikoträgers abhängig. So gibt es
spezielle Fälle mit einem einseitigen Risikobild, wie es beispielsweise beim Glücksspieler der Fall ist.
Sein Risiko besteht darin, seinen Einsatz zu verlieren. Eine Versicherung muss das Risiko tragen,
größere Zahlungspflichten als Einnahmen zu haben. Neben diesem finanziellen Risiko kann es auch zu
einem Imageschaden kommen. Einem weit aus breiterem Risikospektrum sehen sich Unternehmen
ausgesetzt, die eine Betreiberrolle erfüllen. Typische Risiken, denen ein Betreiber (z.B. von
Windenergieanlagen, Fahrzeugen, …) gegenüberstehen kann, sind das Sicherheits- und Umweltrisiko,
das finanzielle Risiko oder ein Imageschaden. Für einen Produzenten, der ja auch ein Betreiber ist,
nämlich Betreiber von Produktionsanlagen, gilt das Gleiche. Neben den Risiken, die aus dem
Produktionsprozess hervorgehen, muss sich der Produzent auch den Risiken widmen, die mit Fehlern
seines Produktes im späteren Betrieb in Zusammenhang gebracht werden können. Der Käufer wird
darauf bestehen, dass ihm diese Risiken vom Hersteller offengelegt werden. Blickt man in den
privaten Bereich, zeigen sich weitere Arten von Risiken, so zum Beispiel das Gesundheitsrisiko,
welches infolge der Nebenwirkungen von Medikamenten entsteht oder das Verletzungsrisiko beim
Betreiben bestimmter Sportarten.
Die aufgezeigte Palette von Risikoarten ist natürlich nicht vollständig.
2.4.3
Betrachtete Risikoarten im Anwendungsfall SystOp
Betrachtungsgegenstand sind die Prozesse des Betriebs und der Instandhaltung eines OffshoreWindparks. Fehler an den Windenergieanlagen bleiben in der Risikoanalyse unbewertet. Sie stellen
lediglich ein auslösendes Ereignis für einen Prozess dar, der die Fehlerbeseitigung zum Ziel hat. Die
Instandhaltung betreffend ist die Risikoanalyse sowohl auf korrektive als auch auf vorbeugende
Maßnahmen gerichtet. Die genaue Festlegung, welche Prozesse in die Risikoanalyse einbezogen
werden, erfolgt im Rahmen der Prozessanalyse. Grundlage der Risikoanalyse bilden detaillierte
Prozessbeschreibungen, aus denen die beteiligten Akteure, die Aktivitäten und deren Verknüpfungen
ersichtlich sind.
37
Beim Betrieb und der Instandhaltung von Windenergieanlagen sind Umweltschäden und auch
Gefährdungen für Leben und Unversehrtheit denkbar. Diese Risiken werden im Rahmen der SystOpAnalysen bewusst ausgeschlossen. Die Betrachtungen beschränken sich auf den finanziellen Aspekt.
Prinzipiell werden zwei Möglichkeiten finanzieller Einbußen infolge von Prozessfehlern gesehen:
1. Der geplante Standardablauf des Prozesses ist nicht möglich, wodurch zusätzliche Kosten
entstehen
2. Die Wiederinbetriebnahme einer Windenergieanlage verzögert sich, wodurch ein
Einnahmeverlust entsteht
Die Fehlerfolge Einnahmeverlust bleibt in der Risikoanalyse zunächst unbewertet. Anstelle dessen
wird die Verzögerung der Wiederinbetriebnahme verwendet. Erst am Ende der Risikoanalyse wird
daraus eine monetäre Schadensgröße berechnet. Auf diese Weise soll transparent bleiben, welcher
Umrechnungsfaktor zwischen Zeitverzögerung der
Wiederinbetriebnahme
und monetärer
Bewertung des Ertragsverlustes angesetzt wird. Außerdem wird sichergestellt, dass ein einheitlicher
Umrechnungsfaktor Anwendung findet. Das Schadensausmaß wird also durch 2 Dimensionen
beschrieben:
1. Zusatzkosten
2. Zeitverzögerung der Wiederinbetriebnahme
Diese besondere Struktur der Schadensmessung hat Einfluss auf die anwendbaren Analysemethoden.
2.4.4
Methoden der Risikoanalyse
Bei der Vielzahl an Methoden bietet sich zunächst eine Unterteilung nach deren Zweck an. Folgende
Ziele werden verfolgt:
1. Identifizieren der Risiken
2. Bewertung der Risiken
3. Dokumentation der Risiken
4. Management der Risiken
Die meisten im Folgenden vorgestellten Methoden verfolgen davon gleich mehrere Ziele. Neben
einer kurzen Beschreibung wird auf anwendbare Normen hingewiesen.
Identifizieren
Unter Identifizierung der Risiken ist das Erkennen gefahrbringender Ereignisse und Zustände zu
verstehen. Dieser Schritt ist Grundlage der anderen drei Ziele.
38
Der übliche Weg ist das Zusammentragen der Risiken in einer Expertenrunde. Natürlich möchte man
dabei allen Gefahren auf die Spur kommen. Daher empfiehlt es sich, Risikokataloge zu verwenden.
Eine systematische Herangehensweise bietet die HAZOP (Hazard and operability study). Die HAZOP
ist eine qualitative Analyse eines Systems, dessen Verhalten durch Prozessattribute beschrieben
werden kann. Die Ausprägungen dieser Attribute sind bei Normalverhalten bekannt. Mögliche
Abweichungen vom Normalverhalten werden systematisch zusammengestellt, indem Abweichungen
der Attribute vom Normalverhalten durch bestimmte Leitworte benannt werden. Diese
Abweichungen werden als potentielle Risiken angesehen. Bestandteil der HAZOP ist auch die
Fehlerfolgesuche. Die Benennung von Ursachen und Gegenmaßnahmen, sowie die Quantifizierung
werden in anschließenden Analysen durchgeführt. Zur HAZOP-Analyse gibt es die Norm BS IEC 61882
und den Entwurf DIN EN 61882 .
Darüber hinaus können Simulationen hilfreich sein, wenn es darum geht, zunächst einmal das
System- bzw. Prozessverhalten kennenzulernen, um Schwachpunkte und Engpässe offenzulegen.
Diese Unterstützung benötigt man vor allem bei großen Systemen und Prozessen, wo keine
belastbaren Felddaten zur Verfügung stehen. Auch wenn eine detaillierte Beschreibung durch die
Konstrukteure und Designer möglich ist, kann man oftmals kaum auf die Zuverlässigkeit des
Gesamtsystems schließen, insbesondere dann nicht, wenn das Zusammenwirken der Komponenten
und Aktivitäten aufgrund des Umfanges und der starken Verflechtung sehr komplex ist.
Bewertung
Hier ist zu unterscheiden zwischen Methoden, welche sich dem Setzen von Akzeptanzmaßstäben
widmen, und Verfahren zur Kennzahlenbestimmung.
Ein Werkzeug zum Setzen von Sicherheitsklassen - übliche Bezeichnungen sind SIL-Safety Integrity
Level und PL-Performance Level - ist der Risikograph. Die Klassen werden gebildet in Abhängigkeit
vom Schadensausmaß, von der Häufigkeit und Dauer der Gefährdung und der Möglichkeit, der
Gefährdung zu entkommen. Die Norm DIN EN ISO 13849-1 behandelt den PL, zeigt den
Zusammenhang mit dem SIL und informiert über den Risikographen.
Mit der Risikomatrix werden Risikoklassen gebildet, die durch einen Wertebereich der Häufigkeit und
einen Wertebereich des Schadensausmaßes charakterisiert sind. Zu jeder dieser Klassen wird eine
Akzeptanzbewertung vorgegeben. Eine typische Risikomatrix ist in der DIN EN 50126 dargestellt.
Diese Norm ist zwar in erster Linie für den Anwendungsfall Bahntechnik vorgesehen, kann aber
insbesondere, was die Risikomatrix betrifft, auch auf andere Fälle übertragen werden.
39
Abbildung 5: Beispiel einer Risikomatrix [DIN 50126]
Sowohl die Häufigkeit als auch das Schadensausmaß (hier Gefahrenstufe) werden in der Tabelle
ordinal bewertet. Sofern möglich, könnten beide Kategorien quantitativ beschrieben werden.
Prinzipiell bedarf es der Definition der verwendeten Bewertungen für Häufigkeit, Gefahrenstufe und
Akzeptanz.
Die folgenden Methoden dienen der Risikobewertung, vorrangig der Häufigkeitsermittlung.
Eine semiquantitative Methode ist die Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). Die FMEA gibt es in
mehreren Varianten. Die Variantenauswahl ergibt sich aus der Art des Betrachtungsgegenstandes
(Prozess-, System-, Konstruktion-, Produkt-FMEA). Charakteristisch sind zwei Prinzipien:
1. Fehlernetz, welches sich aus einer Verflechtung kausaler Fehlerketten bildet
2. Fehlerbewertung durch eine Risikoprioritätszahl (RPZ) als Produkt aus den Faktoren A, E und
B,
wobei
die
drei
Buchstaben
für
Auftretenshäufigkeit/
-wahrscheinlichkeit,
Entdeckungswahrscheinlichkeit und Bedeutung stehen.
Die RPZ-Bewertung gibt die Möglichkeit, Fehler mit hohem Risikopotenzial von denen mit geringem
Potenzial abzugrenzen und so gezielt nach risikomindernden Maßnahmen zu suchen. Im
Wesentlichen sind das Vermeidungsmaßnahmen (beeinflussen A), Entdeckungsmaßnahmen
(beeinflussen E) und Schutzmaßnahmen (beeinflussen B). Die FMEA wird in der Praxis sehr stark
genutzt. Die Norm DIN EN 60812 behandelt die FMEA.
Wenn das zu bewertende System/ der zu bewertende Prozess bereits eine gewisse Zeit läuft und die
Fehlerereignisse registriert wurden, kann eine statistische Datenanalyse erste Aussagen liefern.
Eventuell können auch Referenzdaten vergleichbarer Systeme/ Prozesse verwendet werden.
Abgesicherte Ergebnisse zu sehr seltenen Ereignissen (darunter sollten auch jene mit hoher
Schadensfolge sein) sind allerdings erst nach Ablauf einer bestimmten Beobachtungsdauer möglich.
40
Häufigkeiten und Wahrscheinlichkeiten können in Form von Punkt- und Intervallschätzungen
ermittelt werden [vgl. Sachs 1999])
Strukturierte
Analysemethoden
zur
Bewertung
unerwünschter
Ereignisse
durch
Wahrscheinlichkeiten und Häufigkeiten bieten die Fehlerbaumanalyse (FTA - Fault tree analysis) und
das Zuverlässigkeitsblockdiagramm (RBD - Reliability block diagram). In beiden Fällen wird im ersten
Schritt eine qualitative Analyse durchgeführt, indem zunächst die Fehlfunktions- bzw.
Funktionsstruktur des Betrachtungsgegenstandes in graphischer Form nachgebildet wird und
anschließend nach Schwachstellen untersucht werden kann. Im zweiten Schritt erfolgt die
quantitative Analyse, in der die Kennwerte der Prozesselemente und Komponenten auf die Ebene
des Gesamtprozesses bzw. des Systems hochgerechnet werden. Zur Fehlerbaumanalyse gibt es die
Norm DIN EN 61025 und für das Zuverlässigkeitsblockdiagramm die Norm DIN EN 61078.
Die Ereignisablaufanalyse (ETA - Event tree analysis) gestattet die Zuordnung eines Fehlerereignisses
zu mehreren Schadensklassen abhängig von weiteren in der ETA betrachteten Einflüssen (z.B.
gleichzeitiges Auftreten anderer Fehler, bestimmte Umgebungsbedingungen etc.). Außerdem ist eine
Quantifizierung möglich. Zur ETA gibt es die Norm DIN 25419.
Eine etwas flexiblere aber auch aufwendigere Methode ist die Markowanalyse. Sowohl bei der FTA
als auch dem RBD, zumeist auch bei der ETA, geht man von boolschen Systemen aus. Hinzukommt,
dass man die Standardberechnungen nur bei Unabhängigkeit der Komponenten bzw.
Prozesselemente korrekt anwenden kann. Diese Einschränkungen können bei einer Modellierung mit
einer Markowkette ausgeräumt werden. Mit Markowketten wird das stochastische Verhalten eines
Systems vom aktuellen Zustand abhängig gemacht. Es können Häufigkeiten von Zustandsübergängen
(also auch Fehlerereignissen) sowie mittlere Aufenthaltsdauern in Zustandsmengen (also auch in
gefährlichen Zuständen) berechnet werden.
Dokumentation
Eine übliche Form zur Darstellung des Ergebnisses einer Risikoanalyse ist das Hazard Log
(Gefahrenprotokoll). Es dokumentiert den erreichten Stand der Risikokennzahlen Häufigkeit und
Schadensausmaß pro betrachtetes Fehlerereignis. Einzubeziehen sind Ereignisse, denen ein hohes
Risiko (Schaden x Häufigkeit) oder ein großer Schaden zugeordnet wird. Da das Hazard Log auch als
Nachweisdokument dient, sollten auch jene Ereignisse dargestellt werden, bei denen man im Vorfeld
der Untersuchung mit einem hohen Risiko- oder Schadenspotential gerechnet hat – auch wenn sich
das bei der Analyse nicht bestätigt. Schließlich sind auch jene Ereignisse einzubeziehen, für die man
eine Absenkung des Risikos durch die Definition von zusätzlichen Maßnahmen aufzeigen möchte. Ein
FMEA-Formblatt ist für die Erfassung der Informationen eines Hazard Log bestens geeignet. In der
FMEA-Tabelle werden pro Fehlerereignis und möglicher Fehlerauswirkung auf das System die
41
Häufigkeit, mit der die Kombination aus Fehler + Fehlerfolge auftritt, und die daraus resultierende
Akzeptanz gemäß Risikomatrix festgehalten. Neben diesen für die Risikobewertung eigentlich
wesentlichen Spalten werden auch die für eine FMEA typischen Inhalte festgehalten: Fehlerursache,
unmittelbare Auswirkung, Ausfallerkennung und Maßnahmen. Darüber hinaus kann die Entwicklung
verschiedener Maßnahmenstände mit den aktualisierten Bewertungen dokumentiert werden.
Das Hazard Log wird in der DIN EN 50129 erklärt. Die Norm ist für den Anwendungsbereich
Signalanlagen bei der Bahn verfasst. Das Dokumentationsverfahren Hazard Log dürfte aber allgemein
einsetzbar sein.
Die FMEA-Methode bietet eine durchgängige Dokumentation der Risikoanalyse. Angefangen bei der
System-/ Prozessstruktur über das Funktionsnetz und Fehlernetz werden anschließend in den
Formblättern die detaillierten Bewertungen festgehalten.
Bei der Durchführung der Expertenrunden ist eine gleichzeitige Dokumentation unbedingt zu
empfehlen, damit die große Menge an aufgenommenen Informationen nach Abschluss eines
Meetings von allen Teilnehmern als akzeptiert gilt. Ein nachträglicher Protokollierungsprozess wäre
zu aufwendig. Für die Dokumentation werden vorbereitete Tabellen oder spezielle Software
verwendet. Damit wird auch eine klare und zielgerichtete Führung des Expertengesprächs
unterstützt.
Management von Risiken
Das Risikomanagement verbindet das System-/ Prozessdesign, das Identifizieren der Gefahren, die
Risikobewertung, das Erkennen von Verbesserungsmöglichkeiten und die Kontrolle der
Verbesserungsmaßnahmen, wonach sich der Kreis zum System-/ Prozessdesign wieder schließt. Ziel
ist es, das Risiko auf ein akzeptables Maß zu reduzieren bzw. in einem akzeptablen Bereich zu halten.
Prinzipiell sollte man davon ausgehen, dass jede Phase des Lebenszyklus mit Gefahren verbunden ist
oder Ursachen für Gefahren in sich birgt. Da die Risikoreduzierung auf ein akzeptables Maß vor dem
Auftreten von Gefahren erfolgen sollte, muss die Risikoanalyse bereits nach der Systemdefinition
beginnen und während der Entwicklung und Konstruktion einen Stand erreicht haben, der für die
nachfolgenden Lebensdauerphasen ein zu hohes Risiko ausschließt.
Von den im Vorfeld benannten Methoden ist die FMEA am besten geeignet, die
Kennzahlenentwicklung nachzuverfolgen, Schwachpunkte aufzudecken und Maßnahmen zu
managen. Die Formblätter enthalten entsprechende Spalten zu Maßnahmen, Verantwortlichkeiten
und Terminen.
42
2.4.5
Risikoanalyse im Anwendungsfall
Im Anwendungsfall SystOp wurde die Risikoanalyse durch eine FMEA in abgewandelter Form
durchgeführt. Die Bedeutung eines Fehlers wird doppelt bewertet. Zum einen bewertet B1 die
Zusatzkosten und zum anderen B2 die Zeitverzögerung der Wiederinbetriebnahme infolge des
betrachteten Fehlers. Mit einem Wichtungsfaktor w wird B2 in einen monetären Verlust
umgerechnet und zu den Zusatzkosten hinzugezählt, so dass man schließlich eine eindimensionale
Bewertung der Fehlerschwere erhält: B = B1+w·B2. Die Einzelbewertungen B1 und B2 werden über
eine Wahrscheinlichkeitsverteilung simultan in einer Matrix vorgenommen. Hat man für B1 und B2
jeweils eine Klasseneinteilung, so besteht die Aufgabe darin, Anteilswerte pij mit Summe 1 (bzw.
Prozentwerte mit Summe 100) in die folgende Matrix einzutragen:
Tabelle 2: Matrix zur Bewertung der Fehlerfolgen
Klassen B2
B21
B22
B23
…
B2m
Klassen B1
B11
…
B1n
Bei der Bemessung der Anteilswerte ist zu beachten, dass sie durch die Entdeckbarkeit des Fehlers
gepaart mit Maßnahmen zur Linderung der Fehlerfolge mitbestimmt werden.
Die Risikobewertung erfolgt durch die Fehlerhäufigkeit A und die in der Tabelle eingetragenen
Anteilswerte pij in der Zelle B1i x B2j:
𝐴 ∙ ∑ 𝑝𝑖𝑗 ∙ (𝐵1𝑖 + 𝑤 ∙ 𝐵2𝑗 )
𝑖,𝑗
Diese Formel entspricht genau dem Risikokalkül, wonach sich das Risiko als Produkt aus
Fehlerhäufigkeit und Fehlerschwere ergibt, wobei hier die mittlere Fehlerschwere verwendet wird.
Mit dem abgewandelten FMEA-Verfahren können die Vorteile dieser Methode genutzt werden:
1. Auf Grund der allgemeinen Bekanntheit der Methode ist mit einer hohen Akzeptanz bei den
Gesprächsteilnehmern zu rechnen.
2. Die Methode wird einheitlich auf alle betrachteten Prozesse angewendet.
3. Durch die Gesprächsteilnehmer ist schnell eine Logik zu erkennen, wodurch die FMEAMethode auch zu einem gesprächsführenden Instrument wird.
43
4. Eine
gute
Dokumentation
hält
Expertenwissen fest
und
sorgt
für eine
gute
Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse.
Mit den Modifikationen kann die gewünschte Risikobewertung realisiert werden. Insbesondere kann
auch eine quantitative Bewertung erfolgen.
Die Durchführung einer FMEA ist sehr zeit- und personalintensiv. Der Aufwand ist maßgeblich davon
abhängig, auf welcher Hierarchieebene der Prozessstruktur man den Fokus zur Bewertung legt.
Wünschenswert ist die Wahl einer Prozessebene, auf der man konkrete Maßnahmen zur
Fehlervermeidung und Fehlerentdeckung zuordnen kann. Im Anwendungsfall wurden dafür die
Aktivitäten als geeignete Hierarchieebene angesehen. Um eine abgestimmte Bewertung zwischen
den Prozessbeteiligten zu garantieren, wird die FMEA aber auf der Ebene der Teilprozesse
durchgeführt, wobei der Fokus auf die Aufgaben der Pools gerichtet wird. Das weitere
Herunterbrechen bis auf Aktivitätenebene wird mit den Resultaten der FMEA an die einzelnen
Prozessbeteiligten delegiert. Erst in diesem Rahmen erfolgt das konkrete Maßnahmenmanagement.
Die übergeordnete Risikoanalyse bis auf Poolebene kann nur dem Anspruch gerecht werden, auf
risikorelevante Prozessbereiche hinweisen zu können. Dennoch ist die FMEA-Durchführung sehr
aufwendig, was eher auf den Umfang der Prozesse zurückzuführen ist und weniger der Methodik
geschuldet ist. Vielmehr stellt die FMEA eine sehr zielgerichtete Methode dar. Das heißt, dass
jegliche Vereinfachung ungenauere Analyseergebnisse zur Folge hätte.
44
3
Charakterisierung des Offshore Windparks
Die Charakterisierung des OWP ist der Ausgangspunkt für die Planung und die Optimierung der
Prozesse des Betriebs von Offshore Windparks. Zudem wird der Wissenserhalt im Unternehmen
unterstützt. Erst das tiefgreifende Verständnis über die Struktur des OWP und seiner Prozesse
ermöglichen eine weiterführende Analyse und Erarbeitung von Optimierungsempfehlungen zum
Prozessdesign und der Ausführung der Prozesse.
Die Grundlage der Charakterisierung des Offshore Windparks ist die vollständige Abbildung der
beteiligen Einheiten, deren Aufgaben und Aktivitäten, aber auch Infrastrukturen und die
Interaktionsflüsse untereinander. Im Folgenden wird zunächst das methodische Vorgehen zur
Charakterisierung des Offshore Windparks insgesamt erläutert und anschließend auf die
verschiedenen Schritte detailliert eingegangen. Darauf aufbauend wird die Methode auf ein
Praxisbeispiel angewendet und abschließend Handlungsempfehlungen für den Einsatz der Methode
gegeben.
3.1
Methodisches Vorgehen
Die Charakterisierung des Offshore Windparks erfolgt in 6 aufeinander aufbauenden Teilschritten. In
Abbildung 6 ist ein Ablaufschema zum Vorgehen der Charakterisierung zu erkennen. Dabei sind unter
den einzelnen Schritten jeweils Leitfragen und dazugehörige Werkzeuge aufgeführt.
Ausgangspunkt der Charakterisierung des Offshore Windparks ist die Bestimmung und Festlegung
der Rahmenbedingungen der Betriebsphase (Schritt 1). Die Vertragsarten und Instandhaltungsszenarien müssen in ihren Grundzügen geklärt sein. Weiterhin müssen die Ziele für die Optimierung
der Prozesse von der Betriebsstrategie und den Unternehmenszielen des Betreibers abgeleitet
werden.
Nachfolgend werden die beteiligten Akteure und Infrastrukturen sowie deren Interaktionsflüsse
untereinander aufgenommen und hinsichtlich ihres Beitrags zum Betrieb des OWP und ihrer
Verbindungen zu anderen Akteuren analysiert (Schritt 2). Zum anderen ist eine detaillierte
Betrachtung der ablaufenden Prozesse im Betrieb erforderlich, um das dynamische Verhalten
abbilden zu können (Schritt 3 und Schritt 4). Die Darstellung der aufbau- und ablauforganisatorischen
Struktur des Offshore Windparks im Betrieb unter Berücksichtigung aller Akteure und Infrastrukturen
sowie deren Verknüpfungen erfordern einen intensiven Austausch und Diskussion mit den
akteurseigenen Strukturen und Prozessen, aber auch Schnittstellen und Aufgabenverteilungen.
Hieraus ergeben sich erste wesentliche Verbesserungsvorschläge des Prozessdesigns und der
Organisationsstruktur (Schritt 5). Auf Basis des umfassend charakterisierten Offshore Windparks
45
können Prozesse mit einem besonders hohen Potenzial zu Prozessverzögerungen und damit
Ertragseinbußen und zusätzlichen Kosten für Ressourcen systematisch ausgewählt werden (Schritt 6).
Die ausgewählten Prozesse werden nachfolgend einer Risikoanalyse unterzogen.
1.Rahmenbedingungen
festlegen
Wie wird der Betrieb
ausgeführt?
2.Stakeholderanalyse
à Vertragsarten
à Instandhaltungsszenarien
Welche Akteure
sind beteiligt und
wie stehen diese
miteinander in
Verbindung?
à Stakeholder
à Leistungssystem
3.Strukturierung
der Prozesse
Welche Cluster-/
Hauptprozesse
laufen ab?
Wie können diese
strukturiert
werden?
Welche Prozesse
sind besonders
relevant für die
Optimierung?
à Prozesshierarchie
à Prozesslandkarte
à Teilprozesse
à Relevanzkriterien & Auswahlverfahren
4.Prozessmodellierung/
-parameter
Welche Akteure
sind beteiligt und
wie stehen diese
miteinander in
Verbindung?
à Prozessmodellierung
à Prozessparameter
5.Ableitung von
Optimierungspotenzialen
Welche
Empfehlungen zum
Design der Prozesse
können abgeleitet
werden?
à Verantwortlichkeiten
à Aktivitäten
à Interaktionen
6.Auswahl
risikorelevanter
Teilprozesse
Welche Prozesse
haben ein hohes
Potenzial für
Verzögerungen und
zusätzliche Kosten
für Ressourcen?
à Auswahl der
Teilprozesse
Abbildung 6: Ablaufschema zur Methode der Prozessanalyse
3.2
Schritt 1: Festlegung der Rahmenbedingungen
Oberstes Ziel ist die Optimierung der Zuverlässigkeit des Betriebs von Offshore Windparks. Für die
Zuverlässigkeit müssen prozessbeschreibende Parameter abgeleitet werden, anhand derer die
Optimierung
der
Prozesse
durchgeführt
werden
können.
Abbildung
7
zeigt
die
prozessbeschreibenden Parameter RAMS der Zuverlässigkeit.
Die Verfügbarkeit (Availability) ist das berechenbare Hauptmerkmal der Zuverlässigkeit, das durch
die anderen Merkmale beeinflusst wird. Sie hängt stark von der technischen Funktionsfähigkeit und
der Instandhaltungsstrategie ab. Die Funktionsfähigkeit (Reliability)
beschreibt die technische
Verlässlichkeit, die durch die Wahl und Qualität der eingesetzten technischen Komponenten im OWP
bestimmt wird. Die Instandhaltbarkeit (Maintainability) beschreibt wie einfach ein System zu
reparieren und welcher Aufwand damit verbunden ist. Sowohl die Funktionsfähigkeit als auch die
Instandhaltbarkeit
sind
technische
Voraus-setzungen,
die
in
der
Entwicklungs-
und
Konstruktionsphase festgelegt werden. Die Instand-haltungsunterstützung (Serviceability) umfasst
46
die Ressourcen und Management-aktivitäten, die auf Basis der technischen Voraussetzungen des
Offshore-Windparks, eingesetzt werden müssen, um den Windpark instand zu halten. Sie wird
beispielsweise durch die Verfügbarkeit von Fahrzeugen oder das Design von Prozessabläufen
beeinflusst. [DIN EN 60300-3-4; Echavarrìa 2009] Während der Betriebsphase ist hauptsächlich die
Instandhaltungsunterstützung
zu
beeinflussen.
Sie
ist
damit
der
zu
optimierende
prozessbeschreibende Parameter.
Abbildung 7: Zuverlässigkeit und ihre prozessbeschreibenden Parameter RAMS
Aus den vorangegangenen Ausführungen zur Zuverlässigkeit und ihrer Merkmale RAMS kann
abgeleitet werden, dass eine hohe Zuverlässigkeit des OWP bei minimalen Betriebs- und
Instandhaltungskosten in der Betriebsphase durch die Verbesserung der Instandhaltungsunterstützung (S) unmittelbar zu erreichen ist. Eine solide Systemorganisation und maximale
Prozesszuverlässigkeit ist für einen reibungslosen Betriebs- und Instandhaltungsablauf daher
unabdingbar. Die Funktionsfähigkeit (R) und die Instandhaltbarkeit (M) sind technische Vorgaben, die
in der Entwicklungsphase festgelegt werden. Sie können nur durch Verbesserungen und
Modifikationen der technischen Anlagen und/oder eine Änderung der Instandhaltungsstrategie
basierend auf Erkenntnissen und Erfahrungen des Betriebs beeinflusst werden.
Folgende Anforderungen an die Betriebsphase des Offshore Windparks lassen sich daraus ableiten:

aufbauorganisatorische Anforderungen:

Definierte und optimierte Schnittstellen der Akteure in O&M-Prozessen, z.B. durch
Leistungs- und Pflichtenbeschreibungen;
47

Definierte und optimierte Interaktionen zwischen den Akteuren, z.B. durch
abgestimmte Datenflüsse.

ablauforganisatorische Anforderungen:

Optimierte Prozessflüsse, z.B. durch Verknüpfung von Instandsetzungs- und
Wartungseinsätzen auf Basis der Inspektion;

Optimierter Einsatz von Arbeitsmitteln, z.B. Parallelnutzung von Fahrzeugen;

Optimierter Einsatz von Personal, z.B. Einsatz auf Basis von Qualifikationen.
Eine Optimierung des Leistungssystems Offshore Windpark vor dem Hintergrund der aufgestellten
Anforderungen kann durch eine Risikoanalyse und Simulation mit dem Ziel der Verbesserung der
Instandhaltungsunterstützung auf aufbau- und ablauforganisatorischer Ebene erreicht werden.
Die spezifizierten bzw. quantifizierten Anforderungen zur Charakterisierung des Leistungssystems
werden aus den Leitlinien der Betreiber und der Betriebsgesellschaft, dem Betriebs- und
Instandhaltungskonzept des OWP und den bestehenden Verträgen zwischen den Akteuren
abgeleitet. Erste Hinweise zu Verträgen und Instandhaltungsszenarien wurden in Kapitel 2 gegeben.
3.3
Schritt 2: Analyse der beteiligten Akteure und Infrastruktur
Die Analyse der beteiligten Akteure und Infrastruktur ist wichtig, um den Einfluss der einzelnen
Institutionen auf den Betrieb des OWP darzustellen. Im Folgenden werden zunächst die einzelnen
Akteure und Infrastrukturen2 beschrieben und ihr Einfluss auf den Betrieb des OWP mittels einer
Portfolioanalyse ermittelt. Abschließend werden alle Akteure und Infrastrukturen sowie deren
Schnittstellen in einem Leistungssystem statisch abgebildet.
3.3.1
Übersicht der Akteure und Infrastruktur
Der Offshore Windpark im Betrieb umfasst eine Vielzahl an beteiligten Akteuren und Infrastrukturen,
die vielfältig in den verschiedenen ablaufenden Prozessen miteinander verbunden sind. Tabelle 3 gibt
einen Überblick über die verschiedenen Akteure und Infrastrukturen beim Betrieb eines Offshore
Windparks und zeigt deren „emotionale“ Einstellung von sehr gut (++) bis sehr schlecht (--), ihren
Einfluss auf die Geschäfte des OWP-Betriebs und ihre Betroffenheit durch den OWP auf. Die
2
organisatorischer und wirtschaftlicher Unterbau einer hochentwickelten Anlage. Es kann unterschieden
werden in organisatorische Infrastruktur (Info-Beschaffung, Logistik u. Verwaltung), wirtschaftliche
Infrastruktur (Controlling), technologische Infrastruktur (technische Versorgung, Verkehrsnetze, IKS) und
bauliche Infrastruktur (Liegenschaften, Gebäude u. Anlagen). [Ghahremani,A.(1998)]
48
Bewertung beruht auf Erfahrungen und Erkenntnissen im Rahmen der Entwicklung des GOWOG. Es
stellt keine Stakeholderbetrachtung eines bestimmten Offshore Windparks dar. Eine detaillierte
Beschreibung der Akteure und Infrastrukturen mit Zielen, Aufgaben und Verantwortlichkeiten,
Anforderungen und vorhandenen Schnittstellen zu anderen Stakeholdern ist im „GOWOG-Anhang I –
Akteure und Infrastrukturen„ zu finden.
Tabelle 3: Akteure beim Betrieb eines Offshore Windparks
Stakeholder
Nr.
Einfluss auf
O&M**
Betroffenheit
von O&M**
31
Einstellung
zu OWP*
Akteure
0
Abfallbeförderer
Niedrig
Niedrig
Abfallbehörde
33
0
Niedrig
Niedrig
Abfallentsorger
1
0
Niedrig
Niedrig
Bank / Investor
2
+
Hoch
Hoch
Betreiber
3
++
Hoch
Hoch
Betriebsgesellschaft
4
++
Hoch
Hoch
Bundespolizei
8
0
Niedrig
Niedrig
CMS – Analyse
30
++
Mittel
Hoch
Externe Instandhaltungsunternehmen
6
++
Hoch
Hoch
Gutachter / Zertifizier
23
+
Mittel
Niedrig
Hersteller
10
++
Hoch
Hoch
Logistikdienstleister
34
+
Niedrig
Niedrig
Marine Warranty Surveyor
11
++
Mittel
Niedrig
Nachunternehmer des
Herstellers
12
++
Mittel
Mittel
Personaldienstleister
16
++
Mittel
Mittel
Rettungsleitstelle
18
-
Niedrig
Niedrig
Schulungsinstitution
32
++
Niedrig
Niedrig
Transportunternehmen
22
++
Hoch
Mittel
Übertragungsnetzbetreiber
13
-
Hoch
Mittel
Verkehrszentrale
24
0
Niedrig
Niedrig
Versicherung
25
+
Mittel
Niedrig
Wetterdienst
26
0
Hoch
Niedrig
Windprognose Institut
27
++
Hoch
Niedrig
Zoll
29
-
Mittel
Niedrig
Zulieferer Ersatzteile/
Betriebs- / Hilfsmittel
5
0
Mittel
Niedrig
Niedrig
Mittel
Flugplatz
Infrastrukturen
7
entfällt
Helikopter
9
entfällt
Hoch
Hoch
Hilfsschiff
20
entfällt
Niedrig
Niedrig
49
Stakeholder
Nr.
14
Einstellung
zu OWP*
entfällt
Einfluss auf
O&M**
Hoch
Betroffenheit
von O&M**
Hoch
Offshore-Windpark
Rettungsdienste
17
entfällt
Niedrig
Niedrig
Seehafen
19
entfällt
Hoch
Mittel
Service-Station
15
entfällt
Hoch
Hoch
Transporter auf See
21
entfällt
Hoch
Hoch
Wohn-/Betriebsplattform
28
entfällt
Hoch
Hoch
Wohnschiff
35
entfällt
Hoch
Hoch
* ++ sehr positiv / + positiv / 0 neutral / - negativ / -- sehr negativ
** niedrig / mittel / hoch
3.3.2
Portfolioanalyse der Stakeholder
Durch die Übertragung der Stakeholderbewertung in die Portfolioanalyse lassen sich kritische
Akteure und Infrastrukturen, die dem Betrieb des OWP kritisch gegenüberstehen und zusätzlich noch
einen erheblichen Einfluss nehmen, identifizieren. Sie können dann in geeigneter Weise in den
Planungen und Entwicklungen des Betriebs berücksichtigt und einbezogen werden.
14
hoch
21
26
0
27
+
13
-
22
++
9
15
35
6
++
30
++
mittel
5
0
16
++
12
++
23
+
29
-
niedrig
Einfluss auf O&M
19
10
++
28
3
2 ++
+
4
++
31
33 0
0 1
0
17
34
18 +
-
25
+
8
0
20
7
11
++
32
++
24
0
niedrig
mittel
hoch
Betroffenheit von O&M
Abbildung 8: Allgemeine Portfolioanalyse der Stakeholder für Betrieb und Instandhaltung von
Offshore-Windparks3
3
Anmerkung: Portfolio muss einem individuellen OWP angepasst werden!
50
Das rot umrandete Cluster zeigt die Einheiten mit dem größten Einfluss auf Betrieb und
Instandhaltung von OWP. Sie sind selbst am meisten davon betroffen. Alle Einheiten haben ein
großes Interesse an einem optimierten Betrieb und Instandhaltung.
Das grün umrandete Cluster zeigt die Einheiten, die als „Nebenspieler“ bei Betrieb und
Instandhaltung bezeichnet werden können. Sie vertreten eine eher neutrale Einstellung zum OWP.
Das blau umrandete Cluster zeigt die Einheiten mit großem Einfluss aber geringer Betroffenheit. In
Verbindung mit einem geringen Interesse am OWP können sie Betrieb und Instandhaltung in
erheblichem Maße stören.
Im Ergebnis können für dieses Beispiel keine direkt kritischen Akteure oder Infrastrukturen
identifiziert werden. Die meisten Stakeholder sind dem Betrieb des OWP positiv oder neutral
gegenüber eingestellt. Die Analyse der Stakeholder ist jedoch für jeden OWP individuell zu erstellen.
3.3.3
Das Leistungssystem Offshore Windpark
Allein die Kenntnis über die Akteure und Infrastrukturen des Offshore Windparks reichen für eine
weitergehende Betrachtung und Analyse nicht aus. Hier ist eine verständliche Darstellung von
Akteuren und Infrastrukturen sowie deren Verbindungen erforderlich, die auch die Identifikation von
Schlüsselakteuren erlaubt. Um dies zu ermöglichen wurde die Abbildung des Leistungssystems
Offshore Windpark entwickelt.
Abbildung 9 stellt das Leistungssystem Offshore Windpark für die gesamte Betriebsphase dar und ist
den Gegebenheiten des zu betrachtenden OWP anzupassen. Das Leistungssystem bildet die
beteiligten Akteure und Infrastrukturen in kleinen Icons sowohl onshore (gelb) als auch offshore
(blau) ab. Die Schnittstellen zwischen den Stakeholdern werden durch graue Pfeile repräsentiert, die
sich weiter in die Flüsse Personal, Material, Abfall, Informationen und finanztechnische
Informationen unterteilen können. Die Gesamtdarstellung aller Schnittstellen der Betriebsphase ist
hochkomplex und wenig transparent. Hier kann eine weitere Einengung der Darstellung auf Prozesse
des Betriebs und der Instandhaltung Abhilfe schaffen, wie am Beispiel der Instandsetzung von
Kleinkomponenten in Abbildung 20, Seite 73 gezeigt wird. Eine weitere Differenzierung und
Präzisierung ist durch die Darstellung der verschiedenen Interaktionsflüsse zu erreichen.
Die Abbildung der Stakeholder und Schnittstellen im Leistungssystem lässt die hohe Komplexität der
organisatorischen Struktur der Betriebsphase erkennen, in der die Betriebsgesellschaft als
Schlüsselakteur fungiert. Sie koordiniert den Betrieb und insbesondere die Instandhaltung und hat zu
fast allen Akteuren und Infrastrukturen Schnittstellen. Des Weiteren liefert die Darstellung einen
Überblick über alle Akteure, Infrastrukturen und deren Schnittstellen untereinander bzw. in weiterer
51
Detaillierung die zwischen den Stakeholdern ablaufenden Flüsse. Somit können Schnittstellen
definiert und Aufgaben abgeleitet werden. Um einen stets aktuellen Überblick der organisatorischen
Struktur zu behalten sind ein kontinuierliches Update und eine laufende spezifische Anpassung
erforderlich. Die hierarchische Darstellung der Stakeholder in Form eines Organigramms ist im Falle
des Offshore Windparks und der hier eingenommenen überbetrieblichen Sicht auf alle Akteure und
Infrastrukturen nicht möglich.
Die Darstellung des Leistungssystems Offshore Windpark erlaubt einen ersten Einblick in die
Organisationsstruktur und Prozesse, jedoch die zeitlich-logische Abfolge der Tätigkeiten der Akteure
und Infrastrukturen in verschiedenen Betriebssituationen ist nur in Ansätzen zu erahnen. Die
ablaufenden Betriebs- und Instandhaltungsprozesse müssen dafür weiter präzisiert werden.
3.4
Schritt 3: Strukturierung der Prozesse
Eine Präzisierung der Prozesse
in der Betriebsphase führt einerseits zu einer Minderung der
Komplexität und des Umfangs und andererseits können darauf aufbauend für die weitere
Optimierung relevante Prozesse ausgewählt werden. Die Literatur liefert zur Strukturierung von
Prozessen vielfältige Ansätze wovon der bekannteste die Prozesskette nach PORTER ist, die die
Wertschöpfung des Unternehmens in den Fokus stellt. Da es sich beim Betrieb des OWP um
betriebsübergreifende Prozesse handelt, muss die Form der Strukturierung den Gegebenheiten des
OWP angepasst werden. Im Folgenden werden die hierarchische Prozessstruktur und die
Prozesslandkarte sowie die Prozessmodellierung und –parametrierung für den Betrieb von Offshore
Windparks vorgestellt.
3.4.1
Hierarchische Prozessstruktur
Um die Prozesse in der Betriebsphase weiter zu präzisieren und die Komplexität zu reduzieren,
müssen zunächst hierarchische Prozessebenen definiert werden. D.h. die Prozesse werden
ausgehend von der Projektphase, wie z.B. Bau oder Betrieb, bis hinunter auf Aktivitätenebene in den
Elementarprozessen vertikal weiter verfeinert. Mit der Hierarchisierung der Prozesse wird die
Komplexität der Prozesse insgesamt reduziert und die Prozesse in den einzelnen Ebenen identifiziert
und definiert. Die Prozesse werden auf den verschiedenen Ebenen klar und verständlich dargestellt
und der Rahmen zur Prozessdefinition festgelegt. Darüber hinaus gibt es ebenenübergreifende
Führungs- und Unterstützungsprozesse, die auf die Prozesse in den verschiedenen Ebenen
unterschiedlich Einfluss nehmen. Beispiele sind das Qualitätsmanagement als Führungsprozess und
das Personalmanagement als Unterstützungsprozess.
52
©
- offshore -
- onshore -
Institut für Umwelt- und Biotechnik
CMS-Analyse
Windprognose
Institut
Zertifizierer/
Gutachter
Logistikdienstleister
By Felix König (Own work) [CC-BY-3.0], via Wikimedia Commons
Wetterdienst
Verkehrszentrale
Rettungsleitstelle
Rettungsdienste
Bundespolizei
Betriebsstruktur
(Topside)
Operation
platform
Zoll
Flugplatz
Tragstruktur
Übertragungsnetzbetreiber
offshore service
vessel (OSV)
www.hochtief.de
Helikopter
Gründungselemente
Seekabel
OWP - Gewerke
Innerparkverkabelung
Betriebsgesellschaft
www.inwerk-werkstatt.de
Betreiber
Hilfsschiff
Banken
Rotor-GondelGruppe
Versicherung
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
RaimondSpekking / CC-BY-SA-4.0 (via Wikimedia Commons)
Transportschiff
Seehafen
personnel transfer vessel
(PTV)
www.hochtief.de
jack-up barge
By BoH [CC-BY-SA-3.0] via
Wikimedia Commons
dive support vessel
Tragstruktur
Transporter auf See
(Turm, Unterstruktur
und evtl. Transition
Piece)
Hersteller
Service Station
www.betrieb-und-lager.de
Nachunternehmer
der Hersteller
Michael Meding at de.wikipedia
Staro1 at de.wikipedia
Abfallbehörde
Leistungssystem Offshore Windpark
in der Betriebsphase
Abfallbeförderer
Gründungselemente
Abkürzungen
Marine Warranty
Surveyor
IH
OWP
UW
OWEA
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
Personaldienstleister
Schulungsinstitution
Instandhaltung
Offshore-Windpark
Umspannwerk
Offshore-Windenergieanlage
Material
Abfall
Zulieferer Ersatzteile
Transportunternehmer
Personal
Informationen
Abfallentsorger
Externes IHUnternehmen
Interaktionen
Finanzen
Bearbeitungsstand: 19.03.2014
Abbildung 9: Das Leistungssystem Offshore Windpark
53
Abbildung 10 zeigt die entwickelte Prozesshierarchie für Offshore Windparks von den Projektphasen
bis auf Aktivitätenebene.
Die Ebene 1 – Projektphasen des Offshore Windparks repräsentiert die Phasen von der Planung bis
zum Rückbau und Entsorgung (Kapitel 2.1). Der GOWOG beschäftigt sich ausschließlich mit der
Betriebsphase. Diese wird auf der Ebene 2 - Clusterprozesse weiter unterteilt in den Betrieb selbst,
Stillstand, Modifikation, Instandhaltung und Außergewöhnliche Situation sowie die gesamte
Betriebsführung. Die Unterteilung basiert auf möglichen Anlagenzuständen [DIN 13306, DIN 31051].
Die Untersuchung dieser Prozesse hat gezeigt, dass die Instandhaltung mit den vielen Akteuren und
Interaktionen am fehleranfälligsten und damit als am risikoreichsten
erscheint. Die weitere
Betrachtung konzentriert sich daher auf die Instandhaltung. Sie wird weiter verfeinert in Ebene 3 Hauptprozesse: Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Verbesserung. Diese Unterteilung basiert
auf allgemeinen und OWP-spezifischen Normen und Literatur zum Thema Instandhaltung. Alle
Hauptprozesse, die am OWP ausgeführt werden müssen, unterliegen dem gleichen Ablauf und
unterteilen sich weiter in die 5 Teilprozesse der Ebene 4: Ermittlung des Arbeitsbedarfs,
Einsatzplanung, Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung. Alle Teilprozesse werden in Ebene
5 - Elementarprozesse mit allen Akteuren, Aktivitäten und Interaktionen in einem Prozessmodell
dargestellt. Die Ebene 6 ist nur erforderlich, wenn die Beschreibung der Aktivitäten auf 5. Ebene
nicht ausreicht und beispielsweise eine weitere Präzisierung in Unterprozessen erforderlich ist. Eine
formale Beschreibung der Hierarchieebenen ist in Anhang 2 zu finden.
54
Ebene 1
Ebene 2
Ebene 3
Ebene 4
(Projekt-)
Phase
Clusterprozesse
Hauptprozesse
Teilprozesse
Ebene 5
Ebene 6
Elementarprozesse
Interaktions- und Sequenzkanten,
wie Personal/ Material/ Informationen/ Finanzen/ Abfall
Planung & Strategie, Controlling, Qualitätsmanagement, Schulung etc.
Personalmanagement, Finanzmanagement, F&E etc.
Unterstützungsprozesse
Produktion
Bau
Inspektion
Ermittlung
Arbeitsbedarf
Stillstand/
Bereitschaft
Änderungen
(Modifikation)
Betrieb
Einsatzplanung
Wartung
Vorbereitung
Instandsetzung
Durchführung
Instandhaltung
Rückbau
(Repowering)
Verbesserung
Nachbereitung
Außergewöhnl.
Situation
Primärer
Prozessschritt
Sekundärer
Prozessschritt
Bei Vorhandensein von Unterprozessen: rekursive
Wiederholung der Ebene 5
zur Visualisierung von Prozesshierarchien
Entwicklung
&
Konstruktion
Betrieb
Betriebsführung
Planung
Ausführungsprozesse
Abbildung 10: Hierarchische Prozessstruktur
55
3.4.2
Prozesslandkarte
Auf Basis der hierarchischen Prozessstruktur kann eine Prozesslandkarte der Instandhaltung für einen OWP
entwickelt werden. Sie gibt eine Übersicht über alle Prozesse, die bei der Instandhaltung ablaufen können
und sich voneinander unterscheiden. Die unterschiedlichen Prozessabläufe hängen zunächst von dem zu
betrachtenden Gewerk des OWP und dann von der durchzuführenden Instandhaltungsart ab. Wobei die
Ermittlung des Arbeitsbedarfs parallel für verschiedene Instandhaltungsarten und Gewerke ablaufen
können. Dies trifft auch für die Einsatzplanung zu. Die Prozessabläufe der Vorbereitung und Durchführung
sind von den unterschiedlich einzusetzenden Fahrzeugen geprägt. Die Nachbereitung ist allgemeingültig für
alle Gewerke und Instandhaltungsarten. Die durchzuführenden Aktivitäten können sich jedoch
unterscheiden. Dies ist vom Verlauf der Einsätze, den Personen an Bord und dem Material und Abfall
abhängig. Diese Prozesslandkarte dient als Baukasten für das Prozessmanagement der Instandhaltung von
OWP mit Fokus auf die Schnittstellen der beteiligten Akteure. Für jeden OWP können die zutreffenden
Prozesse in der Prozesslandkarte zusammengestellt werden. Die Aufstellung der Prozessmodelle und
Parametrierung erfolgt dann OWP-spezifisch. In Abbildung 11 ist eine Prozesslandkarte zur Instandhaltung
eines OWP dargestellt.
Gewerke:
UW/ Wohnplattform, Turbine, Tragstruktur,
Innerparkverkabelung
Einsatzplanung
Vorbereitung
( ≥24 h; vor Einsatztag)
( ≤24 h; am Einsatztag)
Ermittlung des Arbeitsbedarfes
Sonstige
Inspektionsanforderungen
Instandsetzungsanforderungen
Verbesserungsanforderungen
Wartungsanforderungen
Hinreise
Arbeiten im
OWP
Rückreise
Arbeit vor Ort
Instandsetzung
Rückfahrt
Wohnschiff
Inspektion
Vorbereitung
Wohnschiff
Hinfahrt/
Aufenthalt
Wohnschiff
Instandsetzung
Vorbereitung
PTV
Hinfahrt
PTV
Arbeit
Wartung
Rückfahrt
PTV
Großkomponententausch
Vorbereitung
Helikopter
Hinflug
Helikopter
Arbeit
Inspektion
Rückflug
Helikopter
Abfallmanagement
Verbesserung
Vorbereitung
Jack up
Hinfahrt/
Aufenthalt
Jack up
Arbeit
Großkomponenten
Rückfahrt
Jack up
Dokumentation
Hinfahrt/
Aufenthalt
Spezialschiff
Arbeit
Spezialtätigkeiten
Rückfahrt
Spezialschiff
Inspektion vor Ort
Fernüberwachung
& Datenanalyse
Nachbereitung
Durchführung
Wartung
Vorbereitung
Spezialschiff,
z.B.
Tauchschiff
Warenanmeldung
Störungen
im Prozessablauf
technische und administrative Informationen des Einsatzes
Abbildung 11: Prozesslandkarte zur Instandhaltung von Offshore Windparks
Abbildung 11 zeigt eine Übersicht der zu modellierenden Teilprozesse und deren Verknüpfung. Die
verknüpften Prozessmodelle geben ein für die weitere Simulation und Risikoanalyse notwendiges
Gesamtbild ab. Folgende Prozesse der Instandhaltung wurden im Rahmen des Forschungsprojektes SystOp
Offshore Wind untersucht:
56

Instandsetzung von Kleinkomponenten an der OWEA;

Instandhaltungsprozesse eines Umspannwerks;

Jahreswartung und Wiederkehrende Prüfung eines Offshore Windparks;

Grundlagen zur Instandhaltung der Tragstrukturen;

Instandsetzung von Großkomponenten, insbes. Rotorblätter und Getriebe;

Anmeldeverfahren bei Zoll und Bundespolizei;

Rechtliche Lage und Umgang mit Abfällen aus der AWZ;

Untersuchung und Analyse der Finanzströme und finanzbegleitenden Informationsflüsse.
Zur Aufnahme und Spezifizierung der Prozesse sind mehrtägige Arbeitseinsätze im Betriebsbüro des zu
untersuchenden OWP durchzuführen. Innerhalb der Gespräche mit den Mitarbeiter_innen der
kaufmännischen und technischen Betriebsführung können die Prozesse anhand von Fragebögen diskutiert
und aufgenommen werden. Zusätzlich sind mit der Betriebsleitung weitere Fragen zur kaufmännischen
Betriebsführung sowie dem strategischen Vorgehen der Betriebsführung zu klären und zu diskutieren.
Die Einordnung der OWP-spezifischen Prozesse in die Prozesshierarchie und die Aufstellung einer
Prozesslandkarte geben einen guten Überblick über die bei der Instandhaltung ablaufenden Teilprozesse.
Die Aufgaben der Akteure in den Teilprozessen und das damit verbundene tatsächliche Agieren und
Interagieren der Akteure sowie der zeitlich-logischen Abfolge der Aktivitäten ist damit noch nicht
dargestellt. Dafür müssen die ablaufenden Instandhaltungsprozesse in Prozessmodellen weiter präzisiert
werden.
3.4.3
Beschreibung der Teilprozesse der Instandhaltung
In dem Teilprozess Ermittlung des Arbeitsbedarfs wird der Tätigkeitsbedarf im OWP auf Basis der
vorliegenden Daten und Informationen festgelegt. Dies können neben Instandhaltungsanweisungen des
Herstellers und Instandhaltungsprotokollen, CMS-Analysen oder auch eingehende Fehler- und
Störungsmeldungen sein. Aufbauend auf dieser Analyse wird der Zeit-, Personal- und Materialbedarf
bestimmt. Der Teilprozess endet mit dem Stellen des Antrags auf Arbeitserlaubnis an die
Betriebsgesellschaft. Die anschließende Einsatzplanung wird normalerweise von der Betriebsgesellschaft
durchgeführt. Sie legt in Abstimmung mit den Wettervorhersagen den Einsatztag und das Transportmittel
fest und wählt die Arbeitseinsätze aus. In dieser Phase werden auch das Material zusammengestellt und die
behördlichen Anmeldungen durchgeführt. Die Einsatzplanung endet mit dem fertig geplanten Einsatz. Auf
Grundlage der Einsatzplanung wird in der Vorbereitung das Transportmittel für den geplanten Einsatz
gerüstet, die Techniker gehen an Bord und das Material wird geladen. Bei Bedarf erfolgt vor Abreise noch
eine Sicherheitseinweisung des OWP-Personals. Mit Herstellung der Abreisebereitschaft beginnt die
Durchführung. Sie untergliedert sich in die Hin- und Rückreise sowie die Durchführung der Arbeiten vor Ort.
Nach Ankunft des Transportmittels im Seehafen bzw. Helikopterlandeplatz schließt sich die Nachbereitung
57
des Einsatzes an. Sie umfasst die Dokumentation, die Entsorgung von Abfällen und die Instandhaltung von
Werkzeugen. Hinzu kommt die Erfüllung notwendiger behördlicher Auflagen, wie die Warenanmeldung
beim Zoll. Am Beispiel der Instandsetzung von Kleinkomponenten an der OWEA mit einem PTV werden in
Abbildung 12 die wichtigsten Aufgaben der Teilprozesse vorgestellt.
Abbildung 12: Ausschnitt der in den Teilprozessen der Instandsetzung von Kleinkomponenten an einer
OWEA mit einem PTV zu untersuchenden Aufgaben
Um einen besseren Überblick über die in den einzelnen Teilprozessen durchzuführenden Maßnahmen
bezogen auf die Instandhaltungsprozesse Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Verbesserung zu
erhalten, werden diese in Anhang 3 tabellarisch an Beispielen aufgezeigt.
3.4.4
Sonderfall: Instandhaltungsspezifische Finanzflüsse eines Offshore Windparks
Bei der Instandhaltung von OWP wird zwischen Finanzflüssen und finanzbegleitenden Informationsflüssen
unterschieden. Informationsflüsse betreffen die Verfügbarkeit relevanter Informationen (z.B. Nachfrage,
Bestellmenge, Produktionskosten, Lieferzeiten, …), die benötigt werden um optimale Entscheidungen
treffen zu können. Bei Finanzflüssen handelt es sich hingegen um den Fluss des Geldes. Die in einem OWP
ablaufenden Finanzflüsse sind abhängig vom gewählten Instandhaltungskonzept, den Vertragsarten für den
Betrieb von OWP
(Kapitel
2.3)
und
den
vereinbarten
Vertragsbedingungen.
Während
die
Betriebsgesellschaft primär für die Koordination und Organisation finanzbegleitender Informationsflüsse
verantwortlich ist, erfolgen die Finanzflüsse vor allem direkt zwischen dem Betreiber und den
Auftragnehmern.
Abbildung
13
zeigt
die
wesentlichen
Finanzflüsse
und
finanzbegleitenden
Informationsflüsse zwischen den Akteuren bei der Instandhaltung von OWP.
58
©
- offshore -
- onshore -
Institut für Umwelt- und Biotechnik
www.bkvibro.de
CMS-Analyse
www.flugplatz-beilrode.de
www.conrad.de
Windprognose
Institut
Zertifizierer/
Gutachter
www.thelogisticsstore.com
Logistikdienstleister
www.wordpress.de
www.schiffbilder.de
Wetterdienst
www.docvadis.de
Verkehrszentrale
Notfallmanagement
Rettungsfahrzeuge
www.celleheute.de
Bundespolizei
operation platform
Betriebsstruktur
(Topside)
www.main-netz.de
Zoll
www.bilder.bild.de
Flugplatz
www.shjv.eu
Tragstruktur
www.kabel-licht.de
Übertragungsnetzbetreiber
offshore service
vessel (OSV)
www.friking.de
www.hochtief.de
Helikopter
Gründungselemente
Seekabel
OWP - Gewerke
Innerparkverkabelung
Betriebsgesellschaft
www.inwerk-werkstatt.de
Betreiber
www.feflektion.info
Hilfsschiff
www.tarife.net
Banken
Rotor-GondelGruppe
Versicherung
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
www.wikipedia.de/hamburg-hafencontainerterminal
Seehafen
Transportschiff
www.LM-illustration.dk
personnel transfer
vessel
www.fleetmon.com
(PTV)
jack-up
barge
www.hochtief.de
dive support vessel
www.marineinsight.com
Tragstruktur
Transporter auf See
www.welt.de
Hersteller
(Turm, Unterstruktur
und evtl. Transition
Piece)
www.gabelstapler-verkauf-hamburg.de
Service Station
Leistungssystem Offshore Windpark
in der Betriebsphase
www.betrieb-und-lager.de
Nachunternehmer
der Hersteller
Gründungselemente
Abkürzungen
www.hna.de
Marine Warranty
Surveyor
IH
OWP
UW
OWEA
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
Personaldienstleister
www.hansebube.de
Transportunternehmer
www.marketingfoxportal.ch
Schulungsinstitution
www.werbeservice.de
Externes IHUnternehmen
www.husumwindenergy.com
Lieferant
Hilfs-/Betriebsstoffe &
Ersatzteile
Instandhaltung
Offshore-Windpark
Umspannwerk
Offshore-Windenergieanlage
Interaktionen
Personal
Material
Informationen
www.turbosquid.com
Abfall
Abfallbeförderer
Finanzen
Bearbeitungsstand: 19.03.2014
Abbildung 13: Finanzflüsse und finanzbegleitende Informationsflüsse zwischen den Akteuren bei der
Instandhaltung von OWP
Kostenarten
Anfallende Betriebskosten eines Offshore Windparks gliedern sich in die Kostenarten (Tabelle 4). Die
verschiedenen Kostenarten fallen in den Instandhaltungsprozessen an und müssen über die Finanzflüsse
beglichen werden.
Tabelle 4: Kostenarten der Betriebskosten von Offshore Windparks und deren Verteilung
Kostenarten
Materialkosten für Ersatzteile und Verbrauchsstoffe der Hauptgewerke Windturbine,
Fundament, Umspannplattform und Innerparkverkabelung
Versicherungskosten
Logistikkosten für Hub-, Offshore Versorgungs- sowie Crew Transfer Vessel
Personalkosten inklusive Werkzeug, Schutzausrüstung und Schulungen
Allgemeinkosten für Management und Fernwartung
Kosten für den Eigenstromverbrauch der Windturbine und Umspannplattform
externe Servicekosten für beispielsweise Hafenlogistik, technisches Back-Up Office
oder Biomonitoring
Verteilung der
Betriebskosten
[Böttcher 2013]
25 %
25 %
25 %
10 %
6%
5%
4%
Die Kosten für ein Transportschiff belaufen sich auf 2.000 bis 6.000 EUR pro Tag. Die Schiffscrew ist
inklusive, die Treibstoffkosten dagegen exklusive. Bereitstellungskosten fallen auch dann an, wenn das
59
Fahrzeug nicht arbeiten kann, sondern z.B. wegen Schlechtwetter oder Eisgang im Hafen bleiben muss. Die
Verkehrszentralen (für Luft und Wasser) sind staatliche Einrichtungen und werden somit über Steuern
finanziert. Für die Abfallentsorgung ist der Hersteller/ Serviceunternehmer zuständig. Dieser definiert
bspw. über Passus in Vertrag, ab einem bestimmten Zeitraum die Entsorgung des Altöls zu übernehmen
(z.B. 200 Liter Öl pro Anlage). Die anfallenden Kosten für den externen Servicedienstleiter sind sehr stark
von den Instandhaltungsarbeiten abhängig. Entscheidungen über das Nachbestellen von fehlenden
Ersatzteilen zum Auffüllen der Lagerbestände sind budgetabhängig. Ein Fehler der zum Anlagenstillstand
führt ist immer kritisch, da kein Strom erzeugt werden kann und Ertragsausfälle entstehen.
Abwicklung der Bezahlung
Bei dem Prozess der Instandhaltung existieren zwei Finanzströme – die Rechnungsbezahlung und das
Einziehen der Zölle. Für die Zollzahlung besitzen die Unternehmen bei einer Einzelanmeldung eine ZehnTages-Frist. Die Unternehmen verrechnen die anfallenden Zollkosten bargeldlos über ein Aufschubkonto
beim Zoll. Bei Einsatz eines Aufschubkontos ist eine Bürgschaft bei der Bank zu hinterlegen. Im Falle von
versäumten Zollzahlungen fordert der Zoll die fälligen Verbindlichkeiten ein. Strafzahlungen fallen nicht an.
Der Prozess der Rechnungsbezahlung beinhaltet die Rechnungsprüfung, Zahlungsfreigabe und die
Bezahlung des Rechnungsbetrages. Beteiligte Akteure sind die Betriebsgesellschaft und das beteiligte
Unternehmen welches die Rechnung ausgestellt hat. Die internen Akteure der Betriebsgesellschaft können
aus dem Commercial Management, dem Technical Controlling, der Geschäftsführung und dem Steering
Committee bestehen.
Versicherung
Für die Absicherung von Investitionen und Kapitalflüssen von Banken und Investoren sind Versicherungen
unerlässlich. Für die Überwachung ist bei den klassischen Offshore-Projekten der Einsatz eines erfahrenen
Sachverständigen (Warranty Surveyor) mittlerweile Standard. Der Versicherer entschädigt den Versicherten
nur dann für Verluste oder Schäden, wenn der Versicherte die Empfehlungen des beauftragten
Sachverständigen vollständig befolgt hat. [GDV 2013]
Die Versicherung erstattet für gewöhnlich folgende Kosten:

Bereitstellungskosten, z.B. wenn ein Einsatz zur Reparatur eines entschädigungspflichtigen
Schadens nicht durchgeführt werden konnte;

Stornierungskosten, z.B. wenn ein geplanter Einsatz durch einen entschädigungspflichtigen
Schaden nicht stattfinden konnte [GDV 2013];

Kosten für das Abladen und Lagern sowie den Weitertransport von versicherten Sachen zum
Bestimmungsort, z.B. wenn ein entschädigungspflichtiges Ereignisse dazu führt, dass ein
versicherter Transport seinen Bestimmungsort nicht erreicht [GDV 2013];
60

Ertragsausfälle, wobei eine übergeordnete Versicherung die Versicherungen des Herstellers und
der Betriebsgesellschaft steuert.
Zu berücksichtigen bleibt, dass vielmals Höchstentschädigungen vereinbart werden.
3.5
Schritt 4: Prozessmodellierung und –parametrierung
Die im vorhergehenden Kapitel beschriebene Strukturierung der Prozesse gibt eine erste Ordnung der
Prozesse vor. Die tatsächlich zeitlich-logischen Abfolgen von Aktivitäten und Interaktionen einzelner
Akteure in den Teilprozessen wird damit nicht wiedergegeben. Dies ist jedoch für eine Analyse der Prozesse
und die Identifikation von Optimierungspotenzialen des Prozessdesigns und als Grundlage für
weiterführende Analysen erforderlich. Die Elementarprozesse, also die Aktivitäten der Akteure und ihrer
Interaktionen, müssen dafür in Form von Prozessmodellen in einer für alle beteiligten Akteure und von der
Managementebene bis zum Servicetechniker verständlichen Modellierungssprache abgebildet werden.
Damit wird die kritische Diskussion über die eigenen Prozesse und die Verknüpfung zu
Prozessen
benachbarter Akteure initialisiert und motiviert. Hier eignet sich insbesondere die grafische Dokumentation
der Prozesse.
Hinzu kommt die Aufnahme von Prozessparametern, die einerseits die Diskussion der Modelle mit den
verschiedenen Akteuren unterstützen und andererseits für die Simulation der Prozessleistung
Voraussetzung sind. Die Prozessmodelle und –parameter können in der Risikoanalyse zur Ableitung von
Fehlerursachen und deren Folgen genutzt werden.
In den folgenden Kapiteln wird die Auswahl der Prozesse und der Prozessmodellierungssprache
beschrieben und ein Beispielprozessmodell vorgestellt, das die Möglichkeiten der Prozessmodellierung
aufzeigt. Abschließend wird die Parametrierung von Prozessen kurz erläutert. Das beschriebene Vorgehen
stellt eine Möglichkeit der Prozessmodellierung und –parametrierung dar. Es ist ein kontinuierliches Update
und eine spezifische Anpassung an den individuellen OWP bzw. dessen Prozesse erforderlich. In Anhang 3
sind als Beispiel die Fragen zur Aufnahme und Parametrierung von Prozessen hinterlegt.
3.5.1
Auswahl der Prozesse
Die hohe Zahl an Hauptprozessen sowie den dazu gehörigen Führungs-, Unterstützungs- und
Ausführungsprozessen (Kapitel 0) zeigen, dass relevante Prozesse für die Optimierung des Betriebs von
Offshore Windparks ausgewählt werden müssen. Die Auswahl erfolgt dabei nach festgelegten Kriterien, die
von den Optimierungszielen (Kapitel 3.1) abgeleitet werden müssen. Folgende Kriterien wurden für die
Auswahl der Prozesse in der Betriebsphase ausgewählt:

Vernetzung von Akteuren;

Hohe Zahl an Akteuren;
61

Hohe Zahl an Schnittstellen und Interaktionen;

Zugänglichkeit und Verfügbarkeit von Daten und Informationen durch Mitarbeit von
Industriepartnern, Veröffentlichungen, etc.
Die Clusterprozesse Betrieb und Stillstand/Bereitschaft weisen eine geringere Anzahl an Akteuren,
Schnittstellen und Interaktionen auf. Sie erscheinen damit weniger anspruchsvoll und werden hier nicht
weiter betrachtet. Die Außergewöhnliche Situation mit den Aufgaben Abwehr von Gefährdungen für
Mensch, Umwelt und Technik, Rettung von Leben und dem Schutz der Umwelt und Technik sowie den
damit verbundenen Anforderungen hat eine Sonderstellung. Im Wesentlichen sind die Abläufe solcher
Situationen in den Schutz- und Sicherheitskonzepten der OWP hinterlegt und sehr individuell auf den
einzelnen OWP ausgerichtet. Des Weiteren unterliegen sie einer Vielzahl an rechtlichen Regelungen und
behördlichen Vorgaben. Zudem setzen sich verschiedene Arbeitsgruppen und Projekte mit diesem Thema
auseinandersetzen. Vor diesem Hintergrund wird die außergewöhnliche Situation im GOWOG nicht weiter
betrachtet. Die Einheiten wurden aber der Vollständigkeit wegen in die Darstellung des Leistungssystems
aufgenommen.
Die größte Vernetzung und Zahl an Akteuren und damit verbunden eine Vielzahl an Schnittstellen und
Interaktionen ist in der Instandhaltung zu finden, die darüber hinaus mit unterschiedlichsten
Instandhaltungsstrategien ausgeführt wird. Dabei liegt der Fokus auf der Inspektion, Wartung und
Instandsetzung. Die bei der Änderung (Modifikation) und Verbesserung ablaufenden Prozesse sind mit den
Prozessen der Wartung und Instandsetzung vergleichbar.
3.5.2
Auswahl der Prozessmodellierungssprache
Gemeinsam mit den Projektpartnern, insbesondere der Universität Hamburg wurden die Anforderungen an
eine geeignete Notation zur Erfassung der Betriebs- und Instandhaltungsprozesse festgelegt. Für die
Modellierung
der
Instandhaltungsprozesse
eines
OWP
bieten
sich
aufgrund
ihres
stark
unternehmensübergreifenden Charakters grafische Notationen aus dem Bereich der Workflow- oder
Geschäftsprozessmodellierung an. Die Notationssprache soll einem frei verfügbaren Standard genügen, der
von einer ausreichenden Anzahl von Softwarewerkzeugen unterstützt wird. Dies vereinfacht langfristig eine
Verwertung der Ergebnisse. Neben der grafischen Darstellung wird eine XML-Spezifikation benötigt, welche
eine Weiterverarbeitung der Modelle in anderen Softwarewerkzeugen wie z.B. für Simulationsstudien
ermöglicht. Mit Hilfe sogenannter Workflow Patterns wurde der benötigte Sprachumfang definiert. Es
werden Sequenzen, parallele Verzweigungen (AND), inklusive Verzweigungen (OR), exklusive
Verzweigungen (XOR), Synchronisation, einfache Zusammenführungen, Prozesszyklen, Abbruch von
Aktivitäten, Abbruch von Sequenzen und implizite Terminierung benötigt, um die komplexen Prozesse der
Offshore Industrie adäquat abbilden zu können. Eine Unterscheidung verschiedener Ereignistypen ohne
Zeitverzug von Aktivitäten mit Zeitverzug ermöglicht eine übersichtliche Modellierung und erleichtert somit
62
die fachliche Diskussion der Modelle mit Industriepartnern. Ein Fokus unserer Forschungsarbeiten liegt in
der Interaktion der verschiedenen Beteiligten im Leistungssystem Offshore Windpark. Eine deutliche
Unterscheidung verschiedener an der Ausführung einer Aktivität beteiligter Organisationen, und eine
entsprechende Unterscheidung von Sequenz- und Nachrichtenfluss ermöglicht die Identifikation von
kritischen Schnittstellen und somit die Analyse und ggf. Optimierung der Kommunikation der beteiligten
Einheiten. Die genannten Anforderungen werden vollumfänglich von der Business Process Model and
Notation (BPMN) 2.0 nach dem Standard der Object Management Group (OMG) [ISO 19510] erfüllt. Es
steht eine große Auswahl an Editoren zur Modellierung von BPMN-Prozessen zur Verfügung. Das für den
GOWOG verwendete Softwarewerkzeug IYOPRO unterstützt vollumfassend die BPMN 2.0, bietet eine sehr
ergonomische Benutzeroberfläche und erzeugt optisch ansprechende Modelle. Zudem beinhaltet es eine
Vielzahl weiterer Funktionen wie die Simulation, auf welche in Kapitel 5 näher eingegangen wird. Die XMLExportfunktionalität ermöglicht zudem jederzeit einen Umstieg auf eine andere Modellierungssoftware,
sowie die Verwendung der Modelle in Simulationsexperimenten.
Mit Hilfe der Modellierung der Elementarprozesse in BPMN 2.0 ist es insbesondere möglich eine
entsprechende Transparenz und Orientierung innerhalb der Unmenge an Prozessabläufen zu schaffen.
Durch die Unterteilung in primäre und sekundäre Prozessschritte ist eine klare Darstellung der
Prozessverantwortlichen möglich. Dabei werden überwiegend die Interaktionen zwischen den Akteuren
betrachtet, da diese ein höheres Risikopotenzial bergen. Die internen Flüsse innerhalb der Pools werden im
Rahmen der Prozesserstellung mitaufgenommen und mit den relevanten Parametern hinterlegt, jedoch
nicht weiter analysiert.
3.5.3
Beispielprozessmodell: Rückflug mit dem Helikopter
Das Beispielprozessmodell (Abbildung 14) zeigt einen Ausschnitt des Rückflugs eines Helikopters bei der
Instandsetzung einer Kleinkomponente. Es wurde in BPMN 2.0 als Kollaborationsdiagramm modelliert. Der
Rückflug beginnt mit dem Eintreffen des Helikopters an der Anlage und endet mit dem Landen auf dem
Flugplatz. Wesentliche Bestandteile sind die Überwachung des Hoistens und der Rückflug sowie der
Transfer der Techniker und des Materials / Abfälle zwischen der Anlage und dem Helikopter. Zudem wird
nicht nur die zeitlich-logische Abfolge der Aktivitäten und Ereignisse dargestellt, sondern auch
möglicherweise auftretende nicht geplante Ereignisse, die zu einem Abbruch der Aktivitäten und in diesen
Fällen zu anderen Aktivitäten führen können.
Jedem Akteur wird ein blauer Pool zugeordnet, der alle Aktivitäten des Akteurs während des Rückflugs
enthält. Sollten sich die Verantwortlichkeiten und Zuständigkeiten eines Akteurs auf unterschiedliche
Abteilungen oder Personengruppen unterteilen ist es sinnvoll diese weiter in Lanes zu differenzieren. In
diesem Fall ist es am Transportmittel Luft mit der Unterteilung in Pilot und Hoist Operator zu erkennen.
Jeder Pool (also Akteur) hat ein Start- und ein Endereignis. Das Startereignis wird mit dem grünen Bullet
63
und das Endereignis mit dem roten Bullet dargestellt. Der primäre Prozessschritt initialisiert den Prozess,
wie hier im Beispiel das Transportmittel Luft, das die OWEA erreicht.
Die Aktivitäten, die zwischen Start und Ende ablaufen sind in den weißen Kästchen zu finden. Die
Aktivitäten sind immer mit einem Zeitbedarf verbunden. Neben den Aktivitäten können auch Ereignisse
auftreten. Sie werden in Form der gelben Symbole dargestellt. Ein Ereignis wäre beispielsweise das Senden
von Informationen vom Pilot zur Betriebsgesellschaft, dass die Hoist-Position eingenommen wurde. Der
gestrichelte Pfeil stellt die Interaktion (also den Informationsaustausch) dar. Durch die Aktivitäten und
Interaktionen werden ebenfalls die Verantwortlichkeiten und Zuständigkeiten der Akteure abgebildet.
3.5.4
Prozessparametrierung
Die Prozessmodelle stellen die Aktivitäten und Interaktionen in Verbindung mit den beteiligten Akteuren
sehr gut dar. Eine Auskunft über die benötigte Zeit, die Anzahl und Qualifikation der beteiligten Personen
oder das verwendete Material geben sie nicht. Hierfür müssen unterschiedlichste Parameter aufgenommen
werden. Aktivitäten können mit Informationen hinsichtlich ihres Zeitpunktes, der Zeitdauer, Anzahl und
Qualifikation der Personen, Ort, Häufigkeit der Durchführung und anderen die Aktivität beeinflussenden
Bedingungen hinterlegt werden. Die Parametrierung der Interaktionen orientiert sich an den ablaufenden
Flüssen zwischen den Akteuren, Beispiele sind

Informationen: Zeitpunkt, Häufigkeit, Dauer, Arten, Verwendung, Speicher,…;

Material: Art, Zeitpunkt, Häufigkeit von Transporten, Transportmittel,…;

Abfall: Art, Menge, Entsorgung,…;

Personal: Anzahl, Arbeitszeitregelung,…;

Finanzen bzw. finanzbegleitende Informationsflüsse: Art, Häufigkeit, …
Beispielfragen zur Parametrierung sind in Anhang 3 zu finden.
Für die leistungsdynamische Simulation und die Risikoanalyse war insbesondere die Kenntnis über die
Zeiten und die Anzahl der eingesetzten Servicetechniker relevant, die in Exceltabellen und in vorgesehenen
Dokumentationsfeldern in IYOPRO für jede Aktivität und Interaktion dokumentiert wurde.
64
Abbildung 14: Prozessmodell am Beispiel des Elementarprozesses Rückflug mit dem Helikopter
65
3.6
Schritt 5: Ableitung von Optimierungspotenzialen
Die Entwicklung von Optimierungspotenzialen erfolgt parallel zur Aufnahme der Prozesse und in der
Diskussion mit den verschiedenen Akteuren und der Diskussion zwischen den Akteuren über die Prozesse.
Im Fokus der Optimierung stehen beim GOWOG die Interaktionen zwischen den Akteuren. Hier können
Interaktions- und Medienbrüche, aber auch Wartezeiten oder Endlosschleifen aufgedeckt werden.
Doppelarbeiten durch dieselben Aktivitäten verschiedener Akteure werden ebenfalls erkannt. Zudem
werden
in
den
Gesprächen
mit
den
durchführenden
Mitarbeiter_innen
Wünsche
und
Verbesserungsvorschläge geäußert, die ebenfalls aufgenommen und im Zuge der Optimierung bewertet
und
umgesetzt
werden
können.
Die
nach
der
Charakterisierung
des
OWP
abgeleiteten
Optimierungsansätze gehen direkt in das Prozessdesign, also die Zuordnung von Verantwortlichkeiten und
Abfolge von Aktivitäten, ein. Ein Beispiel für eine Verbesserung ist die Nutzung des gleichen Softwaretools
durch verschiedene Akteure zur Eingabe und zum Abrufen von Informationen.
3.7
Schritt 6: Auswahl risikorelevanter Teilprozesse
Um wesentliche Schwachstellen in Prozessen strukturiert zu identifizieren und zu beseitigen, kann die
Risikoanalyse (Kapitel 4) angewendet werden. Neben der Identifikation der Schwachstellen bietet sie die
Möglichkeit die Schwachstellen, die getroffenen Maßnahmen und die Erfolgskontrolle der Maßnahmen zu
dokumentieren. Weiterhin lassen sich Schnittstellen zwischen Akteuren exakter definieren. Die
Charakterisierung des Leistungssystems und insbesondere die Prozessmodelle und –parameter können für
diese Art der Analyse genutzt werden. Jedoch ist der Aufwand zu groß, um alle Teilprozesse zu
untersuchen, so dass risikoreiche Teilprozesse bestimmt werden müssen. Im Folgenden wird daher die
Methode zur Auswahl risikorelevanter Teilprozesse unter Einbezug der beteiligten Akteure beschrieben.
Die Kriterien zur Auswahl risikorelevanter Teilprozesse lauten [in Anlehnung an Helbeck 2008]:

Schlüsselprozess: Elementare Bedeutung für die Instandhaltung eines OWP;

Wirtschaftliche Auswirkung: Wesentliche Auswirkungen auf Kosten und Ertrag eines OWP;

Komplexität: große Anzahl an Akteuren mit hoher Anzahl an Interaktionen und/oder große Anzahl
an Variablen und Abhängigkeiten;

Compliance: Insbesondere von internen Regularien oder gesetzlichen Regelungen betroffen;

Gefährdungspotenzial: Allgemeine hohe Fehleranfälligkeit oder besondere Gefährdungen der
Instandhaltungsprozesse eines OWP, z.B. hohe Wetterabhängigkeit.
66
Hinzu kommen Kriterien zur Bewertung der Durchführbarkeit einer Risikoanalyse wie die Zugänglichkeit
und Verfügbarkeit von Daten und Informationen. Die Kriterien müssen auf das Optimierungsziel und die
OWP-spezifischen Bedingungen angepasst werden und können hier nur eine erste Orientierung geben. Die
Teilprozesse werden anhand der festgelegten Kriterien mit „zutreffend“, „z.T. zutreffend“ oder „nicht
zutreffend“ bewertet.
Je nach Anwendungskontext existieren verschiedene Definitionen für Komplexität. Im Umfeld von
Prozessen ist diese nicht klar definiert, sodass sie über ein spezielles Verfahren ermittelt werden muss. Die
Methode zur Komplexitätsbestimmung basiert auf den Prozessmodellen.
Die Bewertung der Prozesskomplexität bezieht sich immer auf einen Teilprozess wie beispielsweise
„Einsatzplanung“ oder „Arbeiten an der Anlage“.
In die Bewertung der Komplexität gehen drei Aspekte ein:
1. Umfang des Prozesses (repräsentiert durch die Anzahl der Aktivitäten);
2. Mittlere Durchlaufzeit einer Aktivität;
3. Vernetzung der Aktivitäten.
Für die Messung der Durchlaufzeit wird diese vereinfachender Weise auf die Dauer der Aktivität beschränkt
und die Wartezeit vor Beginn der Aktivität außer Acht gelassen.
Da die Relevanzbewertung der Teilprozesse für den Vergleich derselben herangezogen wird, muss
garantiert werden, dass die Bewertung nach einheitlichen Prinzipien erfolgt:
1. Beschreibung der Prozesse mit übereinstimmender Detailliertheit. Betrachtung bis auf
Aktivitätenebene, die dadurch charakterisiert ist, dass nur ein Akteur daran beteiligt ist.
2. Berücksichtigung der Prozesselemente Aktivität, Gateway, typisierte Aktivität (z.B. Nachricht
senden). In die Bewertung gehen die Anzahl der Elemente, die Anzahl der von einem
Prozesselement ausgehenden Kanten (Übergänge) und die Durchlaufzeit ein.
3. Übergänge zwischen Pools werden stärker bewertet als Übergänge innerhalb eines Pools.
Vorschlag: Faktor 2
Gateways, die einen Eingang sofort weiterschalten, wird die Durchlaufzeit 0 zugeordnet. Gateways mit
einer Synchronisationsfunktion erhalten, sofern die Synchronisationsdauer einschätzbar ist, eine positive
Durchlaufzeit.
Der Vorschlag, die Übergänge zwischen den Pools doppelt so stark zu bewerten, wie die Übergänge
innerhalb der Pools resultiert aus zwei möglichen Überlegungen. Erstens bedarf jeder Übergang
(=Informationsübermittlung) bei externem Informationsaustausch stets einer Rückbestätigung, bei internen
ist das wegen der „Nähe“ der Aktivitäten nicht notwendig. Zweitens werden Übergänge zwischen
67
Aktivitäten unterschiedlicher Pools nur durch die Verbindung zwischen Sender und Empfänger dargestellt.
Wollte man diesen Übergang selbst den Status einer Aktivität (Übermittlungsfunktion) zugestehen, so
erhielte man die Aktivitätenkette Senden → Übermittlung → Empfangen, welche zwei Übergänge enthält.
Das sind nur zwei mögliche Überlegungen. Der Faktor 2 ist nicht als Festlegung zu verstehen.
Die Berechnung im Detail wird anhand des folgenden Beispiels erklärt:
Abbildung 15: Beispiel einer typischen Prozessbeschreibung
In der Grafik sind alle Prozesselemente, die mit einer Durchlaufzeit belegt sind, mit der entsprechenden
Zahl für die Durchlaufzeit versehen. Für alle anderen Prozesselemente möge die Verweildauer 0 betragen.
Zu jedem Pool (i = 1, 2, 3) werden
1. die Anzahl der Aktivitäten ni bestimmt;
2. die Anzahl der Verbindungen ermittelt und zur maximal möglichen Anzahl (𝑛2𝑖) verbundener
Aktivitäten ins Verhältnis gesetzt; Resultat vi;
3. die mittlere Durchlaufzeit di berechnet.
68
Für die Verbindungen zwischen den Pools werden analoge Werte bestimmt:
1. n = Anzahl der Verbindungen;
2. v = Vernetzung der Pools = Anzahl der Verbindungen n zwischen Lanes bezogen auf Anzahl
möglicher Poolpaarungen (𝑘2), wobei k die Anzahl der Pools ist;
3. d = mittlere Durchlaufzeit der Verbindungen.
Für das Beispiel erhält man folgende Werte:

Pool 1: n1 = 6; v1 = 6/15 = 0,4; d1 = 75/6 = 12,5;

Pool 2: n2 = 11; v2 = 12/55 = 0,218; d2 = 31/11 = 2,818;

Pool 3: n3 = 4; v3 = 3/6 = 0,5; d3 = 18/4 = 4,5;

Zwischen Pools: n = 5; v = 5/3 = 1,667; d = 0/5 = 0.
Aus diesen Zwischenwerten werden die Gesamtbewertungen für den Teilprozess gebildet:

Größe: nges = n1 + n2 + n3 + n;

Vernetzung: vges = (n1∙v1+n2∙v2+n3∙v3+2∙n∙v)/(n1+n2+n3+n);

Durchlaufzeit: dges = (n1∙d1+n2∙d2+n3∙d3+n∙d)/(n1+n2+n3+n);
und schließlich die Komplexitätsbewertung bestimmt:
c = nges∙vges∙dges
Zum Beispielprozess erhält man:
nges = 26; vges = 0,903; dges = 4,769; c ≈ 112
Die Komplexität ist nur ein Bewertungskriterium neben anderen. Das gewichtete Zusammenrechnen der
Werte zu den verschiedenen Kriterien ist nur sinnvoll, wenn die Wertebereiche für die einzelnen Kriterien
abgestimmt sind. Wie den später folgenden Ausführungen dieses Abschnitts zu entnehmen ist, werden die
anderen Kriterien mit 0 / 0,5 / 1 bewertet. Entsprechend sind die Komplexitätszahlen auch auf das Intervall
[0;1] zu normieren. Sind c1, c2, …, cm die ermittelten Komplexitätswerte der m untersuchten Teilprozesse
und cmax der größte Wert davon, so bilde man die Quotienten ci/cmax und ordne sie anschließend in die
Klassen 0 bis 1/3, 1/3 bis 2/3, 2/3 bis 1 ein. Die Teilprozesse, die in die unterste Klasse eingeordnet wurden,
erhalten die Bewertung 0, Teilprozesse in der mittleren Klasse die Bewertung 0,5 und die in der obersten
Klasse die Bewertung 1.
In den meisten Fällen wird den Kriterien eine unterschiedliche Wichtigkeit zugeordnet, so dass die
Festlegung von Prioritäten mittels einer Prioritätenanalyse erforderlich ist. Abbildung 16 zeigt das Ergebnis
der am Beispiel eines OWP durchgeführten Prioritätenanalyse.
69
B
Schlüsselprozess
Kriterien
A Schlüsselprozess
Wirtschaftl.
Auswirkung
Wirtschaftl.
Auswirkung
Komplexität Compliance
3
1
Gewichtungs
faktor (%)
Rang
3
4
2
12
30
1
3
3
3
10
25
2
2
1
5
12,5
4
1
4
10
5
9
22,5
3
40
100
Komplexität
1
1
Compliance
0
1
2
2
1
3
Gefährdungspotenzial
Summe
Gefährdungs- Summe je
potenzial
Kriterium
3
Methode: Vergabe von 4 Punkte je Paar, zur Erreichung klarer Unterschiede
A deutlich wichtiger als B
4:0
A wichtiger als B
3:1
A + B gleichwichtig
2:2
A weniger wichtig als B
1:3
A deutlich weniger wichtig als B 0:4
Abbildung 16: Prioritätenanalyse der Kriterien zur Auswahl risikoreicher Teilprozesse
Jeder Teilprozess wird anschließend durch die beteiligten Akteure anhand der gewählten Kriterien
bewertet (Abbildung 17). Neben den priorisierten Auswahlkriterien kommen die vorhandene Datenqualität
und Verfügbarkeit an Kontakten als weitere Kriterien hinzu. Sie können die Qualität der Risikoanalyse
beeinflussen, sind aber nicht als Ausschlusskriterium zu betrachten.
Schlüsselprozess
Firma/Name
Teilprozesse der Instandsetzung
Gewichtung:
Wirtschaftl. GefährdungsKomplexität Compliance
Auswirkung
potenzial
30,0%
25,0%
22,5%
12,5%
Datenqualität
Verfügbarkeit an
Kontakten
10,0%
Summe
Arbeitsbedarfsermittlung
0,00
Einsatzplanung
0,00
Hinflugvorbereitung
Hinfahrtvorbereitung
0,00
0,00
Hinflug
0,00
Hinfahrt
0,00
Durchführung
0,00
Rückflug
0,00
Rückfahrt
0,00
Nachbereitung
0,00
0 = nicht zutreffen
0,5 = z.T. zutreffend
1 = zutreffend
Abbildung 17: Kriterienbasierte Bewertung von Teilprozessen durch Akteure
70
Die Einzelbewertungen der Akteure werden für jeden Teilprozess gemittelt. Im Ergebnis ergibt sich die
Gesamtbewertung der Teilprozesse (Abbildung 18). Diese sollte mit den beteiligten Akteuren rückgekoppelt
und bestätigt werden.
100%
Standardabweichung
90%
80%
Risikorelevanz
70%
60%
50%
Relevanzschwelle
40%
30%
20%
10%
0%
Abbildung 18: Beispiel für die Gesamtbewertung der Risikorelevanz der Teilprozesse der Instandsetzung mit
Angabe der Standardabweichung
Die Einsatzplanung und die Durchführung der Tätigkeiten im OWP konnten als risikorelevante Teilprozesse
bei einer Relevanzschwelle von 50% identifiziert werden. Sie werden in der nachfolgenden Risikoanalyse
weiter betrachtet.
3.8
Nutzen der Charakterisierung des Offshore Windparks
Die Charakterisierung des OWP aus unternehmensübergreifender Sicht führt unmittelbar dazu, dass die
Abläufe im Betrieb und insbesondere der Instandhaltung transparent werden. Es wurde eine Methode
geschaffen, die einen Überblick über alle am Betrieb beteiligten Akteure und deren Zusammenwirken
ermöglicht. Die verantwortlichen Akteure und Akteure mit Schlüsselpositionen lassen sich identifizieren.
Hierbei kann insbesondere der Betriebsgesellschaft eine tragende Rolle als Koordinatorin der Akteure und
Prozesse zugeordnet werden.
71
Die Strukturierung der Prozesse und deren Modellierung in dem Modellierungsstandard BPMN 2.0 dient
zum einen als Basis für die Erstellung von Organisationsstrukturen sowie der Umsetzung des
Qualitätsmanagements, das im Rahmen von ISO-Zertifizierungen immer mehr an Bedeutung gewinnt. Eine
Optimierung der Organisationsstruktur und der Prozessabläufe kann darauf aufbauend mit gängigen
Methoden des Prozessmanagements und des Qualitätsmanagements erfolgen.
Die in den Schritten 1 – 6 aufgezeigte Charakterisierung des Leistungssystems Offshore Windpark ist die
Basis für weitergehende Analysen der Risikoanalyse und der Simulation. Mit ihnen werden Verbesserungen
des Prozessdesigns und –ablaufs
ermittelt. Werden diese Verbesserungspotenziale auf den OWP
Pro ange
p
Par zesss asste
am truk
ete tu
rw r &
ert
e
angewendet wird ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess initiiert. (Abbildung 18)
Charakterisierung des OWP
Analysemethoden
Risikoanalyse
von Prozessrisiken
Simulation
der Prozesse
Maßnahmen
Durchlaufzeiten,
Prozessalternativen
Optimierung der Prozesse
Anwendung auf OWP
Abbildung 19: Kontinuierliche Verbesserung der Organisations- und Prozessstruktur von OWP im Betrieb
durch Nutzung der GOWOG-Methoden
3.9
Anwendung der Methode am Beispiel Instandsetzung von Kleinkomponenten
Der Beispielprozess der Instandsetzung von Kleinkomponenten wurde aufgrund der vielen, teilweise
spontan auszuführenden Interaktionen zwischen den Akteuren ausgewählt. Diese bergen einen großen
Optimierungsbedarf im Ablauf und Zusammenspiel der Aktivitäten und Interaktionen.
3.9.1
Rahmenbedingungen
Bei dem Beispielprozess wurde ein geplanter Instandsetzungseinsatz per Helikopter und per Schiff zum
Austausch einer Elektronikkomponente auf Basis einer Störungsmeldung zugrunde gelegt. Da das System
72
redundant ausgelegt ist, ist die OWEA weiter in Betrieb. Zudem ist als Zeitspanne ein Tag eingeplant und
die Bündelung von Maßnahmen möglich. Als Instandhaltungsstrategie wurde die zustandsorientierte
Instandhaltung vorausgesetzt, da diese eine immer größere Bedeutung für die Instandhaltung von OWP
erhält. Der Offshore Windpark selbst bringt folgende Standortbedingungen mit:

80 OWEA á 5 MW;

30 km entfernt von der Küste in der AWZ;

Unbemannte Umspannplattform;

Keine Wohneinheit im OWP;

Onshore-Station im Seehafen.
Als Transporteinheiten wurden sowohl Schiffs- als auch Helikoptereinsätze untersucht und dargestellt, da
beide Transportmittel häufig parallel in einem OWP genutzt werden.
3.9.2
Prozessstrukturierung, -modellierung und -parametrierung
Im ersten Schritt wurden die Akteure und Infrastrukturen sowie deren Schnittstellen in Form des
Leistungssystems abgebildet (Abbildung 20).
- onshore -
©
- offshore -
Institut für Umwelt- und Biotechnik
Wetterdienst
Betriebsstruktur
(Topside)
Flughafen
Tragstruktur
Betriebsgesellschaft
Seekabel
Helikopter
Gründungselemente
Innerparkverkabelung
Bundespolizei
RotorGondelGruppe
Zoll
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
Tragstruktur
www.wikipedia.de/hamburg-hafen-containerterminal
Seehafen
(Turm, Unter-struktur
und evtl. Transition
Piece)
Personnel
Transfer Vessel
Gründungselemente
Externes IHUnternehmen
OWP-Gewerke
Interaktionen
Transportunternehmen
Service-Station
Abfallentsorger
Personal
Material
Abfall
Finanzen
Informationen
Abbildung 20: Auszug Leistungssystem Offshore Windpark für die Instandsetzung von Kleinkomponenten
Das spezifische Leistungssystem der Instandsetzung zeigt, dass auch hier die Betriebsgesellschaft die
Schlüsselrolle übernimmt. Sie koordiniert und überwacht den Prozess. Da der OWP in der AWZ liegt ist die
73
Anmeldung der Waren und Personen erforderlich, so dass Zoll und Bundespolizei ebenfalls zu den Akteuren
gehören. Die Leistungssystemdarstellung gibt einen Überblick über die Akteure, Infrastrukturen und Flüsse.
Sie unterstützt damit die spätere Prozessmodellierung.
Aufbauend auf der Prozesshierarchie für Offshore Windparks (Kapitel 0) wird die OWP-spezifische
Prozesslandkarte erstellt (Abbildung 21). Die Teilprozesse der Instandsetzung von Kleinkomponenten sind
in der Abbildung blau markiert. Für jedes der blau markierten Kästen wurde der Prozess modelliert, sodass
die gesamte Prozesskette von der Fehlermeldung bis zur Behebung abgebildet wurde. Die Aktivitäten und
Interaktionen wurden mit den Parametern Zeitdauer und Anzahl beteiligter Personen hinterlegt.
Gewerke:
UW/ Wohnplattform, Turbine, Tragstruktur,
Innerparkverkabelung
Einsatzplanung
Vorbereitung
Durchführung
( ≥24 h; vor Einsatztag)
( ≤24 h; am Einsatztag)
Hinreise
Arbeiten im
OWP
Rückreise
Ermittlung des Arbeitsbedarfes
Inspektion
Vorbereitung
Wohnschiff
Hinfahrt/
Aufenthalt
Wohnschiff
Arbeit vor Ort
Instandsetzung
Rückfahrt
Wohnschiff
Instandsetzung
Vorbereitung
PTV
Hinfahrt
PTV
Arbeit
Wartung
Rückfahrt
PTV
Großkomponententausch
Vorbereitung
Helikopter
Hinflug
Helikopter
Arbeit
Inspektion
Rückflug
Helikopter
Abfallmanagement
Verbesserung
Vorbereitung
Jack up
Hinfahrt/
Aufenthalt
Jack up
Arbeit
Großkomponenten
Rückfahrt
Jack up
Dokumentation
Hinfahrt/
Aufenthalt
Spezialschiff
Arbeit
Spezialtätigkeiten
Rückfahrt
Spezialschiff
Inspektion vor Ort
Fernüberwachung
& Datenanalyse
Sonstige
Inspektionsanforderungen
Instandsetzungsanforderungen
Verbesserungsanforderungen
Wartungsanforderungen
Nachbereitung
Wartung
Vorbereitung
Spezialschiff,
z.B. Tauchschiff
Warenanmeldung
Abbildung 21: Prozesslandkarte zur Instandhaltung von OWP anhand eines spezifischen Beispiels
Im Zuge der Prozessaufnahme und -validierung wurde festgestellt, dass der Teilprozess der Nachbereitung
mit geringen Unterschieden für alle innerhalb des OWP ablaufenden Hauptprozesse der Instandhaltung
gültig ist. Ebenso können die Teilprozesse „Hinfahrt und Hinflug sowie Rückfahrt und Rückflug als Bausteine
für alle übrigen Hauptprozesse des OWP verwendet werden. Weitere allgemeingültige Prozesse in der
Instandhaltung sind die Entsorgung von Abfällen aus dem OWP, der Anmeldung der Ein- und Ausfuhr von
Waren sowie der Anmeldung bei der Bundespolizei. Diese Prozesse werden in Anhang II des GOWOG näher
beschrieben.
74
3.9.3
3.9.3.1
Kurzbeschreibung der Teilprozesse der Instandsetzung einer Kleinkomponente
Teilprozess „Ermittlung des Arbeitsbedarfes“
Die Instandsetzung von Kleinkomponenten kann je nach vertraglich vereinbarter Zuständigkeit und
Gewährleistung durch die Servicegesellschaft des OWEA-Herstellers oder durch Servicegesellschaften
anderer Komponentenhersteller und freie externe Instandhaltungsunternehmen durchgeführt werden. Im
Folgenden wird daher in OWEA- und NICHT-OWEA_HERSTELLER unterschieden.
Einsatz-durch-NICHT-OWEA-Hersteller
Die Ermittlung des Arbeitsbedarfes zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den
Akteuren zur Ermittlung der notwendigen Arbeiten aufgrund eines vorliegenden Fehlers und/oder Störung
einer OWEA. Diese liegt nicht innerhalb der Gewährleistung (also Verantwortung des Herstellers). Der
Fokus liegt auf dem Austausch von Informationen und Daten zwischen der Betriebsgesellschaft, dem
Servicedienstleister (SDL) und wenn erforderlich zwischen dem Betreiber sowie dem Zulieferer der
Komponenten.
Nach Eingang eines Fehlers/Störung im OWP wird der Tätigkeitsbedarf zur Behebung des Fehlers/Störung
anhand der Fehler-/Störungsmeldung, der vorliegenden Anlagendokumente und Erfahrungen durch die
Betriebsgesellschaft bzw. den SDL ermittelt. Der Prozess ist abgeschlossen, wenn die Tätigkeiten, der
Zeitbedarf sowie der Personal-, Material- und Transportmittelbedarf seitens des SDL (ausgenommen
Hersteller) festgelegt sind. Der Antrag auf Arbeitserlaubnis wurde durch den SDL gestellt.
Einsatz-durch-OWEA-Hersteller
Die Ermittlung des Arbeitsbedarfes zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den
Akteuren zur Ermittlung der notwendigen Tätigkeiten aufgrund eines vorliegenden Fehlers und/oder
Störung einer OWEA. Diese liegt innerhalb der Gewährleistung. Der Fokus liegt auf dem Austausch von
Informationen und Daten zwischen der Betriebsgesellschaft, dem Hersteller und wenn erforderlich
zwischen dem Hersteller und Nachunternehmer des Herstellers.
Nach Eingang eines Fehlers/Störung im OWP wird der Tätigkeitsbedarf zur Behebung des Fehlers/Störung
anhand der Fehler-/Störungsmeldung, der vorliegenden Anlagendokumente und Erfahrungen ermittelt. Der
Prozess ist abgeschlossen, wenn die Tätigkeiten, der Zeitbedarf sowie der Personal-, Material- und
Transportmittelbedarf seitens des Instandhaltungsunternehmens des OWEA-Herstellers festgelegt sind.
Der Antrag auf Arbeitserlaubnis wurde durch den OWEA-Hersteller gestellt.
3.9.3.2
Teilprozess „Einsatzplanung“
Dieser Teilprozess wird täglich durchgeführt. Die Betriebsgesellschaft ist hauptverantwortlicher Akteur. Die
Wetterbedingungen werden zunächst geprüft. Darauf aufbauend werden die Transportmittel festgelegt
75
und die Arbeitsanträge zur Durchführung für den nächsten Einsatztag zusammengestellt. Die Anmeldungen
bei Zoll und Bundespolizei werden angestoßen. Die Materialien, Werkzeuge und Ersatzteile werden vom
SDL zusammengestellt und verpackt. Die Einsatzplanung endet, wenn die Arbeitseinsätze koordiniert, die
Anmeldungen erfolgt und die Transportmittel „bestellt“ sind.
3.9.3.3
Teilprozess „Hinfahrtvorbereitung“
Die Hinfahrtvorbereitung zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren zur
Herstellung der Einsatzbereitschaft des Schiffes am Tag des Instandsetzungseinsatzes. Der Fokus liegt auf
der Kommunikation zwischen der Betriebsgesellschaft, den Servicetechnikern und dem Kapitän des PTV
sowie auf der Material- und Werkzeugverladung.
Am Einsatztag wird das PTV für die Fahrt vorbereitet. Das Material wird zum Anlegeplatz im Hafen
transportiert. Die Techniker finden sich am Hafen ein. Das Material wird an Bord gebracht und seefest
gelascht. Die Hinfahrtvorbereitung endet, wenn das PTV und die Techniker abfahrbereit sind.
3.9.3.4
Teilprozess „Hinflugvorbereitung“
Die Hinflugvorbereitung zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren zur
Herstellung der Abflugbereitschaft des Helikopters am Tag des Instandsetzungseinsatzes. Der Fokus liegt
auf der Kommunikation zwischen der Betriebsgesellschaft, den Servicetechnikern und dem Piloten sowie
auf der Material und -Werkzeugverladung.
Am
Einsatztag wird der
Helikopter
für den Flug technisch vorbereitet,
die notwendigen
Sicherheitsunterweisungen werden durchgeführt sowie PAX-Listen erstellt. Das Material wird zum Flugplatz
transportiert und die Techniker finden sich am Flugplatz ein. Die Hinflugvorbereitung endet, wenn der
Helikopter, die Crew und die Techniker abflugbereit sind.
3.9.3.5
Teilprozess Durchführung
Hinfahrt
Die Hinfahrt zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren während der
Überfahrt, Überstieg und Aufsteigen auf der OWEA. Der Fokus liegt auf der Kommunikation zwischen dem
Betriebsbüro, den Servicetechnikern und dem Kapitän sowie auf der Material und –Werkzeugverladung.
Die Hinfahrt mit dem PTV umfasst die Hinfahrt zum OWP und in den OWP, sowie die
Sicherheitsunterweisung und das Briefing der Techniker an Bord. Außerdem werden die Techniker auf die
OWEA / Umspannwerk übergesetzt. Die Betriebsführung übernimmt das people tracking. Die Hinfahrt
endet, wenn die Techniker auf der OWEA angemeldet sind und das PTV in der Warteposition angekommen
ist.
76
Hinflug
Der Hinflug zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren während des
Fluges und Hoistens auf der OWEA. Der Fokus liegt auf der Kommunikation zwischen der
Betriebsgesellschaft, den Servicetechnikern und dem Piloten sowie auf der Material- und
Werkzeugverladung.
Der Hinflug umfasst den Hinflug zum OWP und in den OWP, sowie das Hoisten und Absetzen von Techniker
und Material auf der OWEA und die ggf. erforderliche Zwischenlandung auf dem Umspannwerk. Die
Betriebsgesellschaft übernimmt das people tracking. Der Hinflug endet, wenn die Techniker auf der OWEA
oder dem Umspannwerk angemeldet sind und der Helikopter wieder am Flugplatz oder auf dem
Umspannwerk eintrifft, um auf die Rückreise zu warten.
Arbeiten an der Anlage
Der Teilprozess „Arbeiten an der Anlage“ umfasst die Tätigkeiten der Techniker im OWP, sowie die Anreise
des Helikopters bzw. des PTV zu den OWEA bzw. Umspannwerk, um die Techniker nach Abschluss der
Arbeiten wieder abzuholen. Die Betriebsführung übernimmt das people tracking. Die Durchführung endet,
wenn das Transportmittel an den Anlage angekommen ist, die Anlage wieder in den notwendigen
Betriebszustand geschaltet wurde und die Techniker sich von der Anlage abgemeldet haben und auf
Abholung warten.
Rückfahrt
Die Rückfahrt zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren während des
Überstiegs von der OWEA und der Überfahrt. Der Fokus liegt auf der Kommunikation zwischen der
Betriebsgesellschaft, den Servicetechnikern und dem Kapitän sowie auf der Material- und
Werkzeugverladung.
Die Rückfahrt beginnt mit dem Übersetzen der Techniker und dem Kranen des Materials. Die Rückfahrt ist
abgeschlossen, wenn das PTV am Seehafen angelegt hat.
Rückflug
Der Rückflug zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren während des
Hoistens von der OWEA und des Rückfluges zurück zum Flugplatz. Der Fokus liegt auf der Kommunikation
zwischen der Betriebsgesellschaft, den Servicetechnikern und dem Piloten sowie auf der Material- und
Werkzeugverladung.
Der Rückflug beginnt mit dem Hoisten der Techniker und Zwischenlanden auf dem Umspannwerk zum
Umladen von Gepäck. Der Rückflug ist abgeschlossen, wenn der Helikopter am Flugplatz gelandet ist.
77
3.9.3.6
Teilprozess „Nachbereitung“
Die Nachbereitung zeigt alle wesentlichen Tätigkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteuren zur
Nachbereitung des Instandsetzungseinsatzes. Der Fokus liegt auf dem Austausch von Informationen über
den Instandsetzungseinsatz sowie dessen Dokumentation. Außerdem auf der Instandhaltung der PSA,
Material und Werkzeuge sowie die Material- und Werkzeugbevorratung.
In der Nachbereitung wird vom Entladen des Transportmittels über die Prüfung durch Zoll und
Bundespolizei, sowie das De-Briefing der Techniker und die Dokumentation des Einsatzes bis hin zur
Instandhaltung von Materialien und Geräten durchgeführt. Die Abfallentsorgung ist ebenfalls Teil der
Nachbereitung. Mit der Nachbereitung endet der gesamte Instandsetzungsprozess.
3.9.4
Beschreibung der behördlichen Prozesse
Die korrekte Ausführung der behördlichen Prozesse ist für den reibungslosen Ablauf der Instandhaltung
relevant. Da sie zu Restriktionen oder auch Abbrüchen des Ablaufs führen können. Hierzu gehören die
Prozesse „Anmeldung des Warentransports beim Zoll“, „Personenanmeldung bei der Bundespolizei beim
Grenzübertritt in und aus der AWZ“ und die „Entsorgung von OWP-Abfällen“. Die ausführliche
Beschreibung der behördlichen Prozesse erfolgt in den Anhängen 4 – 6.
3.10 Bewertung der Methode zur Charakterisierung von OWP
Die vorgestellte Methode zur Charakterisierung des Betriebs von Offshore Windparks wurde am Beispiel
des Windparks alpha ventus entwickelt und auf den Windpark RIFFGAT angewendet und evaluiert.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Charakterisierung zu einer hohen Transparenz der Strukturen
und Prozesse führt, sodass ein allgemeines Verständnis aller beteiligten Unternehmen von der Technikerbis zur Managementebene erreicht wird. Die Darstellung der Prozesse in Prozessmodellen mithilfe der
Modellierungssprache BPMN 2.0 führt zu allgemein verständlichen Abbildungen der realen Prozesse. Schon
nach einer kurzen Einweisung in die BPMN-Elemente können die Modelle eigenständig gelesen und
verstanden werden. Insbesondere direkte „Prozessarbeiter“ bekommen durch die Charakterisierung einen
besseren Eindruck über ihren Anteil am Gesamtprozess. Die unternehmensübergreifende Darstellung in
den Prozessmodellen steigert zudem das Verständnis zwischen den beteiligten Stakeholdern. Insgesamt
führt die Charakterisierung zu einem Austausch und der Aufdeckung von Schwachstellen in den Prozessen,
denn Schwächen in der Prozessstruktur und der Prozessdurchführung werden schon bei der Erhebung
identifiziert, eindeutig zugeordnet und geeignete Gegenmaßnahmen können entwickelt werden.
Gleichwohl können auch die Auswirkungen von Maßnahmen besser abgeschätzt werden.
78
Optimierungsmethoden basieren auf einer strukturierten und zielorientierten Darstellung des zu
untersuchenden Systems. Für Prozesse sind hierfür insbesondere die Modelle und Parameter zu nennen,
die in dem Forschungsprojekt als Ausgangspunkt der Risikoanalyse und der Simulation erfolgreich
eingesetzt wurden. Es wurde am Beispiel des Prozesses „Instandsetzung von Kleinkomponenten“ über alle
Teilprozesse hinweg und für weitere Instandhaltungsprozesse, wie beispielsweise die Wartung und
Wiederkehrende Prüfung, vereinzelte Teilprozesse gezeigt, dass mit der Charakterisierungsmethode alle
beteiligten Stakeholder erfasst und ihre Aufgaben mit den Prozessmodellen beschrieben werden können.
Die jeweilige Stakeholdersicht geht dabei unmittelbar in die Darstellung der Prozesse mit ein. Die
Aufnahme der komplexen unternehmensübergreifenden Prozesse erschweren die syntaktische Prüfung der
Modelle, die jedoch mithilfe einfacher Simulationsläufe aufgedeckt und entsprechende Anpassungen in den
Modellen vorgenommen werden können. Es zeigte sich auch, dass einige Teilprozesse (wie bspw.
Einsatzplanung) mehrmals und parallel zu anderen Teilprozessen ablaufen. Dies ist auf dem ersten Blick
nicht an den Modellen abzulesen. Diese Wiederholungen und Extraschleifen werden am ehesten mithilfe
der Simulation sichtbar. Diese Art der Simulation führt jedoch noch nicht zu einer Bewertung der
Prozessleistung, sondern zeigt ausschließlich die Durchführbarkeit der Prozesse. Für eine hohe Konsistenz
und Verständlichkeit der Modelle ist jedoch auf eine konforme Formulierung der Elementbeschreibungen
zu achten, z.B. Substantiv + Verb (d.h. „PAX-Liste erstellen“ und NICHT „Erstellung PAX-LISTE“). Hinzu
kommt eine allgemein festgelegte Granularität der Aktivitäten um die Prozesse in gleicher Tiefe zu
beschreiben, z.B. bis die Aktivitäten nur noch von einer Person durchgeführt werden können. In diesem
Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, dass mit der gewählten Modelloberfläche die
Prozessparameter separat dargestellt werden müssen.
Die Erhebung und Diskussion der Prozesse erfolgte in Interviews mit den jeweils beteiligten Mitarbeitern.
Hier konnte festgestellt werden, dass ein hohes Konzentrationsvermögen benötigt wurde die Modelle eines
gesamten Prozesses mit mehreren Teil- und Unterprozessen durchzuarbeiten. Es empfiehlt sich die
Interviews auf mehrere Tage zu verteilen. In den Interviews wurde häufig über Erfahrungen aus dem
alltäglichen Arbeitsleben berichtet, die wertvolle Informationen zu den Prozessen liefern können und
entsprechend zu dokumentieren sind. Auch die Abfrage der einzelnen Parameter jeder Aktivität und
Interaktion nahm sehr viel Zeit und Nacharbeitung in Anspruch.
Auf oberster Ebene ist die Methode der Prozessaufnahme und -darstellung für unterschiedliche OWP`s
adaptierbar. Im Detail jedoch können die Modelle nicht 1:1 übernommen werden, da die Abläufe und
Beteiligten insbesondere je nach Lage des OWP unterschiedlich sind. Um den Nutzen der Modelle für die
jeweiligen Akteure zu erhöhen, wäre es zudem wichtig die Modelle detaillierter aus der entsprechenden
Stakeholdersicht zu betrachten und darzustellen.
79
4
Risikoanalyse
Dieser Abschnitt schildert den Ablauf einer Risikoanalyse bis zur Risikobewertung und geht detailliert auf
die einzelnen Schritte ein. Der betrachtete Instandsetzungsprozess lässt noch keine statistische
Risikobewertung zu. Das hier dargestellte Verfahren führt eine Risikobewertung auf Grundlage von
Expertenwissen durch. Mit fortlaufendem Betrieb sind diese Bewertungen auf Basis von Betriebsdaten und
Erfahrungen zu ergänzen bzw. durch statistische Analysen zu aktualisieren. Das Verfahren bleibt dabei vom
Prinzip her erhalten. Sobald die Fehlerereignisse tatsächlich beobachtet wurden, kann deren tatsächliche
Fehlerfolge und Fehlerhäufigkeit gemessen bzw. berechnet werden. Die ermittelten Werte treten dann an
die Stelle der Expertenschätzungen.
4.1
Ziel der Risikoanalyse
Betrachtungsgegenstand der Risikoanalyse: sämtliche Prozesse des Betriebs und der Instandhaltung eines
OWP
Berücksichtigte Schadenskategorien:
1. Der geplante Standardablauf des Prozesses ist nicht möglich, wodurch zusätzliche Kosten entstehen
2. Die Wiederinbetriebnahme einer Windenergieanlage verzögert sich
Beauftragung der Risikoanalyse: Die betrachteten Schadensarten sind wesentlich für einen
wirtschaftlichen Betrieb des Windparks. Damit steht die Risikoanalyse im Interesse des Investors bzw.
Betreibers und der Betriebsgesellschaft. Die Benennung des Auftraggebers der Risikoanalyse ist daher
äußerst wichtig, weil für ihr Gelingen die Mitarbeit aller Prozessbeteiligten notwendig ist. Über den
Auftraggeber, der zugleich Auftraggeber der Gewerke für den Betrieb und die Instandhaltung ist, muss die
Bereitschaft der Prozessbeteiligten sichergestellt werden. Für Prozessbeteiligte, die nicht im Auftrag des
Eigners/ Betreibers stehen (Zoll, Bundespolizei), müssen zusätzliche Vereinbarungen getroffen werden.
Ziele der Risikoanalyse:
1. Benennen der wesentlichen Aktivitäten und der damit verbundenen Fehlermöglichkeiten
2. Risikobewertung und Identifizierung risikoreicher Fehler
3. Übergabe der Ergebnisse an Prozessbeteiligte zur internen Weiterverwendung und Festlegung
risikomindernder Maßnahmen
Bei einzelnen Prozessänderungen bedarf es nur einer Aktualisierung der bereits vorliegenden Risikoanalyse.
80
4.2
Vorbereitende Schritte
Die vorbereitenden Schritte zielen auf eine effektive Durchführung der Risikoanalyse ab. Schwerpunkt der
Analyse sind die Interviews mit den Experten. Hier werden die für die Risikoanalyse notwendigen
Informationen gesammelt.
Führt man sich den Umfang der Prozesslandschaft zum Betrieb und zur Instandhaltung eines Offshore
Windparks vor Augen (siehe Abschnitte 3.3 + 0), so wird klar, dass man im Rahmen der Risikoanalyse nur
einen Teil der Prozesse behandeln kann. Dafür wurde ein Prozessauswahlverfahren entwickelt (siehe
Abschnitt 3.5.1).
Sowohl für die Prozessauswahl als auch die Interviews selbst benötigt man Prozessbeschreibungen. Wie
man zu den Prozessbeschreibungen kommt, wird in den Abschnitten 0 + 3.5 erläutert.
Da die Interviews mit unterschiedlicher personeller Besetzung bestritten werden und die Ergebnisse in eine
einheitliche Risikoauswertung eingehen sollen, muss dafür gesorgt werden, dass der Ablauf standardisiert
wird und die Risikoeinschätzungen nach einem übereinstimmenden Bewertungsmaßstab erfolgen. Für die
Fehlerdokumentation und -bewertung sind vorab Formulare zu entwerfen. Unter anderem werden dabei
auch die Klassen zur Einordnung der Fehlerfolgen vorgegeben. Zur Festlegung dieser Klassen wird ein
Expertengespräch mit einem Mitarbeiter des Betriebsbüros durchgeführt. Durch die zentrale Einbindung
des Betriebsbüros in den Gesamtprozess können deren Mitarbeiter den Bereich möglicher Fehlerfolgen am
besten einschätzen. Denkbare Klasseneinteilungen sind solche mit einheitlicher Klassenbreite, aber auch
jene mit breiter werdenden Klassen bei aufsteigender Bewertung. Zweitgenannte sind vorzuziehen, wenn
sich eine Bewertungsgrenze nach oben nur schwer festlegen lässt. Im Anwendungsfall SystOp fiel die
Entscheidung auf folgende Klasseneinteilungen:
Tabelle 5: Beispiel gewählter Bewertungsklassen der Risikoanalyse für die Instandsetzung von
Kleinkomponenten
Bewertungsklassen
Verzögerung der Instandsetzung
≤1d
2-4 d
5-13 d
14-30 d
> 30 d
Zusatzkosten für Ressourcen
≤ 1T€
2-5 T€
6-21 T€
22-85 T€
> 85 T€
Zu beachten ist, dass die Klasseneinteilung für jedes Projekt individuell vorgenommen werden sollte, da
insbesondere der Wertebereich möglicher Fehlerfolgen von der Erreichbarkeit des Windparks, den
einsetzbaren Ressourcen und den klimatischen Bedingungen abhängt.
Alle weiteren Maßnahmen zur Standardisierung werden im Abschnitt 4.4 Interviewplanung erläutert.
81
4.3
Prozessauswahl
Um die Risikoanalyse in einem akzeptablen Rahmen zu halten, ist es notwendig, sich auf die Prozesse mit
dem größten Risikopotenzial zu konzentrieren. Im Abschnitt 3.5.1 wird darauf gesondert eingegangen. An
dieser Stelle werden nur die Auswahlkriterien und Voraussetzungen für das Auswahlverfahren benannt.
Durch eine Befragung sind für alle Teilprozesse Bewertungen der folgenden Kriterien zu bestimmen:
Schlüsselaktivität, Wirtschaftliche Auswirkung, Compliance, Gefährdungspotential
Befragt werden Experten, die Berührung zu allen Teilprozessen haben und auch die Zusammenhänge
zwischen den Teilprozessen kennen. Das sind zum einen Angehörige des Betriebsbüros und zum anderen
Personen, die bei der Aufstellung der Prozessbeschreibungen mit den meisten und den potentiell
wichtigsten Prozessen in Berührung gekommen sind.
Hinzu kommt noch das Kriterium Komplexität, welches rechnerisch aus den Prozessbeschreibungen zu
bestimmen ist.
4.4
Interviewplanung
Zu jedem ausgewählten Teilprozess sind Interviews zu planen – und zwar nach einem einheitlichen
Vorgehen:
1. Schritt – Abschätzung der zu bewältigenden Arbeitsmenge
a) Auslesen der Poolanzahl n aus der Prozessbeschreibung. Beispiel laut Abbildung 15: 3
b) Schätzung folgender Zeitdauern und Anzahlen (Mittelwert)
a. Zeit ta zur Bestimmung der wesentlichen Aktivitäten; Anzahl na wesentlicher Aktivitäten.
Annahme: ta = 5 min; na = 2
b. Zeit tb zur Bestimmung der Fehlermöglichkeiten; Anzahl nb der Fehlermöglichkeiten.
Annahme: tb = 5 min; nb = 2
c. Zeit tc zur Bestimmung der Fehlerursachen; Anzahl nc der Fehlerursachen. Annahme: tc = 5
min; nc = 2
d. Zeit td zur Bestimmung der Fehlerhäufigkeit und zum Ausfüllen der Matrix (siehe Abschnitt
2.5.5). Annahme: td = 5 min
c) Schätzen der Gesamtdauer t = n∙(ta+na∙(tb+nb∙(tc+nc∙td))). Beispiel t = 225 min
2. Schritt – Aufteilung auf mehrere Interviews
Zum ersten Termin sind eine Vorstellungsrunde und eine Präsentation zur Darstellung des Anliegens,
zur Vorstellung der Prozesse und Erläuterung der Analysemethode einzuplanen. Hierfür muss man etwa
mit 2 h rechnen. Ansonsten ist die im Schritt 1 geschätzte Arbeitsmenge auf eine genügende Anzahl an
82
Interviews aufzuteilen, wobei man nicht mit mehr als 4 h pro Gespräch rechnen sollte. Beispiel: Es
genügt ein Interviewtermin, wobei 2 h Einführung + 225 min Interview geplant werden.
3. Schritt – Teamzusammenstellung + Termin- und Ortsabstimmung
Alle Prozessbeteiligten sollten durch eine Person vertreten sein. Sonderfälle mag es geben, bei denen
man von vornherein eine Risikorelevanz für einen Prozessbeteiligten ausschließen kann. Dazu kommt
der Moderator, am besten durch eine zweite Person unterstützt. Nach Klärung der personellen
Besetzung erfolgt die Termin- und Ortsabstimmung.
Vor der ersten Kontaktaufnahme mit den Prozessbeteiligten sollte deren Teilnahmebereitschaft
gesichert werden – etwa durch eine Beauftragung durch den Betreiber.
4. Schritt – Einladung
In der Einladung ist das Anliegen der Risikoanalyse vom Standpunkt des Auftraggebers zu
verdeutlichen. Mit der Angabe der Tagesordnung sollte eine erste Einstellung auf das Interview
ermöglicht werden. Abgesehen davon sind natürlich die organisatorischen Dinge (Anfahrt, Verpflegung,
…) zu vermitteln.
5. Schritt – Erstellung der Arbeitsmaterialien
Zur einführenden Darstellung des Anliegens, zur Vorstellung der Prozesse und Erläuterung der
Analysemethode ist eine Präsentation anzufertigen. Sowohl für die Präsentation als auch die FMEARunde benötigt man Präsentationstechnik. Zur Orientierung während des Interviews wird jedem
Prozessbeteiligten eine Prozessbeschreibung bereitgestellt. Falls die beteiligten Unternehmen aus
Gründen der Vertraulichkeit die poolinternen Prozessabläufe nicht preisgeben wollen, sind individuell
angepasste Prozessbeschreibungen zu erstellen, welche jene poolinternen Verbindungen verdecken,
die nicht im Verantwortungsbereich des jeweiligen Prozessbeteiligten liegen. Die Interviews werden in
Form einer FMEA durchgeführt. Dazu ist ein Formblatt zu erstellen, welches einheitlich in allen
Interviews genutzt wird. Hilfreich für eine möglichst vollständige Abdeckung aller Fehlermöglichkeiten
ist die Verwendung von Fehlerkatalogen. Sofern solche bei den Moderatoren oder den
Prozessbeteiligten vorliegen, sollten Sie als „Ideengeber“ für das Gespräch bereitgestellt werden.
4.5
Durchführung
Für die Interviews wird die folgende Tagesordnung vorgesehen:
1. Begrüßung und einführende Bemerkungen (Anlass)
2. Vorstellungsrunde
3. Vorstellung der Tagesordnung
4. Präsentation
83

Vorstellung des zu analysierenden Teilprozesses

Erläuterung des Analyseverfahrens
5. FMEA-Interview
6. Auswertung
Falls mehrere Interviews für einen Teilprozess notwendig sind, gibt es eine Aufspaltung im Ordnungspunkt
5 FMEA-Interview.
Der Anlass (Punkt 1) ergibt sich aus der Beauftragung. Sowohl motivierend als auch richtungsweisend
können Bemerkungen dazu sein, welchen Nutzen sich der Auftraggeber von der Risikoanalyse verspricht.
Ansonsten dürften die Punkte 1-3 selbsterklärend sein.
Vor der Präsentation werden den Teilnehmern die auf sie speziell angepassten Prozessbeschreibungen
verteilt.
Um in das FMEA-Interview voll einsteigen zu können („Learning by doing“ wäre hier falsch am Platze),
sollten sowohl der zu analysierende Teilprozess als auch das Analyseverfahren erläutert werden. Dazu sieht
die Präsentation folgende Punkte vor:


Vorstellung des zu analysierenden Teilprozesses
o
Einordnung des Teilprozesses in den Gesamtprozess des Betriebs und der Instandhaltung
o
Detaillierte Vorstellung des Teilprozesses (Akteure und ihre Aufgaben)
o
Erklärung der Darstellungselemente der Prozessbeschreibungen
Erläuterung des genutzten FMEA-Analyseverfahrens
o
Fehlerzuordnung zu den Aktivitäten
o
Kausale Fehlerkette …->Ursache->Fehler->Folge->…
o
Fehlerfolgen auf oberster Prozessebene und Schadensklassen
o
Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen
o
Bewertung der Häufigkeit einer Fehlerursache und der prozentualen Aufteilung auf
Schadensklassen (Matrix)
o
Risikogesamtbewertung
Im Folgenden einige erläuternde Bemerkungen zu den Präsentationsinhalten:

Die hierarchische Einordnung des Teilprozesses in den Gesamtprozess kann durch ein
Blockdiagramm (Beispiele sind im Abschnitt 3 Prozessanalyse) oder durch Baumdiagramme
dargestellt werden. Ein Beispiel für ein Baumdiagramm zeigt Abbildung 22. Zu sehen ist nur ein
Bruchteil
der
gesamten
Prozesshierarchie.
Nur
der
Subprozess
„Austausch
defekter
Kleinkomponenten“ wurde weiter in Teilprozesse heruntergebrochen.
84
Abbildung 22: Ausschnitt aus einer Prozesshierarchie

Für die detaillierte Darstellung des Teilprozesses eignet sich die BPMN-Prozessbeschreibung, wie
sie in den Abschnitten 3.5.2 + 3.5.3 näher erläutert wird. Auch, was die Darstellungselemente
betrifft, sei auf diese Abschnitte verwiesen.

Eine bewährte Methode zur Erzeugung der kausalen Beziehungen zwischen Funktionen bzw.
Fehlern besteht darin, die Prozessstruktur auf die Funktions- bzw. Fehlerstruktur zu übertragen.
Idee: Zu jeder Hierarchieebene in der Prozessstruktur lassen sich Funktionen zuordnen. Die
Funktionen der untergeordneten Prozesse sorgen in ihrer Gemeinsamkeit dafür, dass die
Funktionen der übergeordneten Prozessebene realisiert werden. Negativ formuliert bedeutet das,
dass die Fehler auf einer betrachteten Prozessebene auf Fehler der untergeordneten Prozesse
zurückzuführen sind. Ob erfolgs- oder fehlerorientiert, in beiden Fällen wird dadurch eine
Kausalstruktur generiert. Im fehlerorientierten Fall spricht man von Fehlerketten der Form … ->
Fehlerursache -> Fehler -> Fehlerfolge -> …. Die linksseitigen Punkte weisen darauf hin, dass sich die
Kausalkette nach links fortsetzen lässt, indem man Ursachen der Ursachen angibt. Entsprechendes
gilt für die rechtsseitigen Punkte, die für die Folgen der Folgen stehen.
Bevor man in die Interviewrunde einsteigt, sollten eventuelle Fragen geklärt werden.
Zu jedem Pool in der Beschreibung des Teilprozesses wird das Interview nach gleichem Prinzip
durchgeführt. Dabei kann man sich durch die Bearbeitung der Formblätter leiten lassen:
1. Schritt: Formular Allgemein ausfüllen (siehe Abbildung 23)
Akteur und Aufgabe sind entsprechend der Prozessbeschreibung auszufüllen. Dann folgt die Angabe
der wesentlichen Aktivitäten, welche im Interview zu erfragen sind.
85
2. Schritt: Formular Fehler, Ursachen, Folgen ausfüllen (siehe Abbildung 24)
Für jede Aktivität sind die Fehlermöglichkeiten und deren Ursachen auszufüllen. Wenn eine
Fehlermöglichkeit mehrere Ursachen besitzt, sind entsprechend mehr Zeilen auszufüllen. In Spalte
D ist die Ursache einer der 5M-Kategorien (Mensch-Maschine-Material-Methode-Mitwelt)
zuzuordnen. Des Weiteren wird in Spalte H die Häufigkeit, mit der die Fehlermöglichkeit gemeinsam
mit der Ursache auftritt, abgefragt. Schließlich sind noch in die Spalten E, F, G die Fehlerfolgen,
Vermeidungsmaßnahmen und Entdeckungsmaßnahmen einzutragen. Die detaillierte Angabe der
möglichen Fehlerfolgen wird in Schritt 3 behandelt. Alle Angaben sind im Interview abzufragen.
3. Schritt: Fehlerbewertung (siehe Abbildung 25)
Pro Fehlerursache wird im Register Fehlerbewertung eine Matrix erzeugt, in der die prozentuale
Aufteilung auf die möglichen Fehlerfolgen einzugeben ist. Die Summe der Prozentwerte muss 100
betragen. Die Zahlen sind im Interview zu erfragen.
Abbildung 23: Formular Allgemein der Risikoanalyse
86
Abbildung 24: Formular Fehler, Ursachen, Folgen der Risikoanalyse
Abbildung 25: Formular Fehlerbewertung der Risikoanalyse
Als Resultat erhält man pro Fehlerursache eine Risikobewertung. Beispielsweise wird in Abbildung 25 die
Fehlerursache 1.1 mit 2,64 T€ pro 100 Einsatztage bewertet. Für die Auswertung werden die ermittelten
Risikobewertungen nebeneinandergestellt.
87
4.6
Auswertung
Pro Fehlerursache wird ein Risikowert nach der Formel in Abschnitt 2.4.5 errechnet. Hierzu ist zunächst der
Umrechnungsfaktor w zu bestimmen, der den Einnahmeverlust in Abhängigkeit von der Verzögerung der
Wiederinbetriebnahme bewertet. Folgende Faktoren gehen in den Umrechnungsfaktor w ein:

Leistung der WEA; Beispiel: 5MW

Stromvergütung; Beispiel: 190€/MWh

Auslastung; Beispiel: 0,5
Für das Beispiel ergibt sich der Wert w = 5MW ∙ 190 €/MWh ∙ 0,5 = 1900 €/h.
Nach der Risikoberechnung werden die Fehlerursachen nach dem Risikowert abfallend geordnet. Als
Ergebnis erhält man ein Diagramm wie in Abbildung 26 dargestellt.
Abbildung 26: Risikobewertung der Fehlerursachen
Für die Teilnehmer der Risikoanalyse werden auf sie angepasste Reports erstellt, sobald alle Pools in den
für einen Teilprozess angesetzten Interviews behandelt wurden. Inhalt dieser Reports ist das
zusammenfassende Diagramm aus Abbildung 26 und die drei ausgefüllten Formblätter für ihr Pool.
Da sich eine Risikoanalyse normalerweise über mehrere Teilprozesse erstreckt, ist nach Abschluss aller
Gespräche nochmals eine Zusammenfassung notwendig. Diese kann auch in Form des in Abbildung 26
dargestellten Diagramms bewerkstelligt werden – nunmehr aber mit den Risikowerten aus allen
behandelten Teilprozessen.
Der Zweck der Risikoanalyse besteht darin, den Status Quo zu bewerten und zugleich auf
Verbesserungsmöglichkeiten hinzuweisen. Für Verbesserungsmaßnahmen sind die einzelnen PoolVerantwortlichen zuständig. Entsprechend sind diese nach Auswahl der Risikoschwerpunkte zu
88
beauftragen, nach Verbesserungsmöglichkeiten zu forschen und diese umzusetzen. Mit Etablierung der
risikomindernden Maßnahmen ist eine Neubewertung vorzunehmen. Hierbei genügt dann allerdings eine
punktuelle Änderung der aktuellen Analyse.
4.7
Bewertung der Methode zur Risikoanalyse
Allen Teilnehmern wurde zu Beginn des Workshops ein Evaluierungsbogen ausgehändigt. Der
Evaluierungsbogen
dient
der
Einschätzung
des
Workshops
mitsamt
der
verwendeten
Risikoanalysemethodik. Die ausgefüllten Bögen wurden zurückgegeben und von der HSB ausgewertet.
Evaluierungsergebnis:
Themenblock „Risikoanalysemethode FMEA“
Nach Meinung der Workshopteilnehmer konnten die Prozessrisiken aufgrund von Zeitmangel nur teilweise
identifiziert und bewertet werden.
Die Bewertungsmatrix sieht der Großteil der Teilnehmer als ausreichende Grundlage für die Bewertung der
Risiken an, die FMEA wird ebenfalls mehrheitlich als geeignetes Werkzeug zur Beurteilung der Prozesse
eingestuft.
Themenblock „Austausch im Expertenteam“
Der Austausch im Expertenteam sowie die Ergebnisse der Risikoanalyse werden im ganzen bzw. teilweise
als Hilfestellung für ein besseres Verständnis der OWP-Abläufe eingestuft.
Die Frage, ob im Expertenteam ein vorwettbewerblicher Austausch stattfinden kann, wird von allen
Befragten mit einem „Ja“ beantwortet.
Die erzielten Ergebnisse wurden weitestgehend bis teilweise als realistisch eingeschätzt und sind nach
Meinung der befragten Teilnehmer ein nützlicher Beitrag für die OWP‐Branche.
Themenblock „Gesamtbewertung“
Die Durchführung sowie die Zielanforderungen des Workshops wurden nach Meinung aller Teilnehmer klar
und verständlich kommuniziert.
Das Zeitfenster empfand der Großteil der Teilnehmer als zu gering bemessen, hieraus ergab sich direkt
einer der Verbesserungsvorschläge, nämlich die zukünftige Einplanung eines größeren Zeitfensters bzw. die
Themenpakete weiter vorab einzugrenzen.
89
5
5.1
Simulation des Leistungssystems
Analyse der Systemdynamik
Bei der Analyse des Leistungssystems spielen sowohl dessen Struktur, als auch die Systemdynamik eine
wichtige Rolle. Methoden zur Analyse der Systemstruktur wurden in Abschnitt 3 vorgestellt, wie zum
Beispiel die Modellierung der Prozesse in der BPMN 2.0 oder ein hierauf basierender Algorithmus zur
Quantifizierung der Komplexität dieser Prozesse. Weiteren Erkenntnisgewinn bietet nun eine Betrachtung
des Laufzeitverhaltens des gesamten Systems, da so weitere Kennzahlen und Fragestellungen untersucht
werden können. Wie lassen sich die O&M-Prozesse bewerten? Ist eine Strategie erfolgreicher als die
andere? Welche saisonalen Abhängigkeiten gilt es zu betrachten? Als Bemessungsgrundlage werden dabei
Performanzkriterien wie Kosten und Ertrag sowie Verlässlichkeit, Qualität und Effizienz verwendet.
Das Leistungssystem Offshore Windpark ist ein kybernetisches System, d. h. es bestehen viele
Rückkopplungen zwischen den einzelnen Systemelementen, wie zum Beispiel Abhängigkeiten zwischen
einzelnen Prozessen und Beteiligten.
Eine rein mathematisch-analytische Betrachtung kann die
Auswirkungen derartiger Rückkopplungen nicht angemessen erfassen. An welchen Stellen kritische
Teilprozesse ins Stocken geraten können, kann erst durch eine Beobachtung der Systemdynamik bestimmt
werden.
Beobachtungen am Realsystem müssten je nach Untersuchungsziel viele Jahre andauern. Abschließende
Bewertungen über den gesamten Lebenszyklus eines Windparks existieren noch nicht. Mit Hilfe der
Computersimulation kann die Systemdynamik jedoch adäquat untersucht werden, solange bestimmte
Daten und Modelle vorliegen.
Die Simulation ist dabei wesentlich kostengünstiger und schneller durchzuführen als direkte
Beobachtungen am Realsystem. Sie ermöglicht auch die Analyse von fiktiven Systemen, also von noch nicht
fertiggestellten Windparks, noch nicht erprobten Instandhaltungsstrategien oder noch nicht umgesetzten
Sollprozessen. Investitionsentscheidungen strategischer Art lassen sich so im direkten Vergleich genauso
absichern wie kurzfristige Entscheidungen operativer Art. Insbesondere Ressourcenanalysen, wie der
Einsatz von Transportmittel und die Bereithaltung von Personal, lassen sich unter verschiedenen Szenarien
erproben.
Die Motivation für derlei Untersuchungen ist letztlich abhängig von den Zielen der jeweiligen
Prozessbeteiligten, also der Stakeholder. Auch der jeweils betrachtete Systemausschnitt muss nicht
zwangsläufig das gesamte Leistungssystem umfassen. Für denjenigen Stakeholder, der die Verfügbarkeit
der Anlage gewährleisten muss (Betreiber, Hersteller, Servicedienstleister) ist eine umfassende Betrachtung
des Gesamtsystems inkl. der Prozesse aller Beteiligten ratsam. Das gilt für jeden Stakeholder der in Tabelle
90
3 mit einer hohen Betroffenheit vom Windpark ausgewiesen wurde, also auch für Finanzdienstleister und
Versicherungen.
Bei der ereignisdiskreten Simulation von Prozessen werden diese schrittweise in einem Computermodell
durchlaufen. Dies geschieht mehrfach für einen ausgewählten Zeitraum, wie z.B. 20 Lebensjahre eines
Offshore Windparks oder 52 Wochen zur Abbildung eines Windjahres. Alle vorhandenen Prozessbeschreibungen laufen dabei nebenläufig ab, blockieren die jeweils notwendigen Ressourcen und sind
natürlichen Schwankungen ausgesetzt. Hierdurch werden auch die Auswirkungen von Rückkopplungen
zwischen den Prozessen korrekt quantifiziert, was bei einem System wie dem Leistungssystem Offshore
Windpark von besonderer Wichtigkeit ist und nur mit Hilfe der Simulationstechnik geleistet werden kann.
Grundlage für die Analyse des Laufzeitverhaltens sind verschiedene Modelle, die mit den entsprechenden
Eingabedaten versehen werden müssen. Die Struktur dieser Modelle und mögliche Umsetzungsmöglichkeiten werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
5.2
Stochastische Simulation
Prozessmodelle sind die Grundlage für jede Prozessanalyse. Der Detaillierungsgrad muss an die jeweilige
Zielsetzung angepasst sein (vgl. Abschnitt 3.5). Das bedeutet, für das Ziel relevante Details werden
modelliert, von irrrelevanten Details wird abstrahiert. Wurden die Prozesse mit der BPMN 2.0 modelliert,
ist eine ereignisdiskrete Prozesssimulation grundsätzlich möglich, sofern ein geeignetes Werkzeug gewählt
wird (vgl. Abschnitt 5.2.5), da diese Modelle als ausführbar gelten.
5.2.1
Parameter und stochastische Verteilungen
Simulationsmodelle erfordern eine Vielzahl von Eingabeparamatern. Welche konkreten Daten für welche
Zwecke benötigt werden, wird in den folgenden Abschnitten beschrieben; tabellarisch werden die jeweils
notendigen Daten aufgeführt. In diesem Abschnitt wird vorab das Wesen der ereignisdiskreten Simulation
und die Notwendigkeit stochastischer Verteilungen mit realitätsnahen Parametern erläutert.
Stochastische Verteilungen werden genutzt, um realistische Schwankungen in einem System abzubilden.
Menschliche Arbeitszeit ist beispielsweise niemals konstant, sondern einer Vielzahl von Faktoren
ausgesetzt, deren detaillierte Abbildung aufgrund ihrer Komplexität nicht praktikabel ist. Im Allgemeinen
lässt sich beschreiben, wie lange eine Tätigkeit durchschnittlich, mindestens oder maximal dauert. Ein
exakter Wert für die Dauer einer einzelnen, konkreten Ausführung der Tätigkeit ist jedoch vorab nicht
bestimmbar.
Diese Schwankungen können in der Realität zu kritischen Rückkopplungen führen. Verzögert sich zum
Beispiel eine Aktivität, werden auch die Folgeaktivitäten verzögert. Finden Interaktionen zwischen
91
verschiedenen Prozessen statt, so werden auch die Arbeitsschritte anderer Beteiligte hierdurch beeinflusst.
Wenn die Verzögerung des Interaktionspartners sich wieder auf den ursprünglichen Bearbeiter ausübt,
wird von einer Rückkopplung gesprochen. Dies betrifft im Offshore Windpark zum Beispiel die Verzögerung
von Transporten. Hierdurch kann die tatsächliche Verzögerung in einem Prozess noch sehr viel größer
ausfallen, als die initial wirkende Verzögerung eines einzelnen Arbeitsschrittes.
Um diese Dynamik adäquat abbilden zu können, wird bei der Zuweisung von Parametern in der Simulation
mit stochastischen Verteilungen gearbeitet. Bei menschlichen Arbeitszeiten bietet sich eine
Normalverteilung mit den Parametern Mittelwert und Varianz an. Nicht immer ist jedoch die Varianz
bekannt. In diesen Fällen kann zum Beispiel auf eine Dreiecksverteilung mit den Parametern Median,
Minimum und Maximum oder die Gleichverteilung mit den Parametern Minimum und Maximum
zurückgegriffen werden. Abbildung 27 zeigt diese drei Verteilungstypen jeweils mit der Dichtefunktion,
welche durch Messung der Fläche unterhalb der Funktion (Integration) die Angabe einer
Wahrscheinlichkeit für einen Abschnitt des Wertebereichs ermöglicht. Außerdem beinhaltet die Abbildung
Histogrammbalken, welche eine mögliche Stichprobe von konkret gezogenen Werten der Verteilungen
darstellt. Umso größer die Stichprobe ausfällt, umso mehr nähert sich die Verteilung der gezogenen Werte
gemäß dem „Gesetz der großen Zahlen“ an die Dichtefunktion an.
92
Abbildung 27: Normalverteilung, Gleichverteilung und Dreiecksverteilung
Es gibt noch eine Vielzahl weiterer theoretischer Verteilungstypen. Die Exponentialverteilung
beispielsweise eignet sich, um Zwischenankunftszeiten von unabhängigen Ankunftsereignissen (zum
Beispiel Kundenanfragen) zu beschreiben. Die Weibullverteilung hingegen eignet sich, um die
Zwischenankunftszeit von Ausfallereignissen – wie sie typisch für technische Anlagen sind – zu beschreiben.
5.2.2
Parametrierung der Prozesssimulation
Als Vorbereitung für eine Simulation müssen die Modelle mit Parametern versehen werden, welche nicht
Bestandteil der BPMN-Spezifikation sind. Letzteres hat Auswirkung auf die Wahl der Werkzeuge. Abbildung
28 zeigt am Beispiel der Software IYOPRO, an welchen Elementen zwingend für jedes Prozessmodell
Parameter erforderlich sind.
Die Zwischenankunftszeit von Startereignissen beschreibt, wann und, daraus resultierend, wie häufig ein
Prozess startet. Hier können stochastische Verteilungen angegeben werden, welche beschreiben, wie viel
Zeit zwischen zwei Auslösungen des Ereignisses vergeht. Diese Variante bietet sich beispielsweise an, um
die Häufigkeit von Störfällen an Anlagen zu beschreiben, durch welche jeweils ein Prozess („Erfassung des
Fehlers“) ausgelöst wird. Alternativ können mit einer kalenderbasierten Eingabemaske auch konkrete
Zeitpunkte angegeben werden. Das ist sinnvoll für Prozesse, die regelmäßig starten. Beispielsweise startet
regelhaft die „Hinfahrt“ eines Schiffes zum Windpark täglich zu einer bestimmten Uhrzeit; ein
stochastischer Parameter wäre hier nicht sinnvoll.
Die Dauer von Aktivitäten beschreibt, wie viel Zeit zwischen dem Beginn und dem Ende einer Aktivität
vergeht. In der Regel werden hierdurch (nur für das zeitliche Intervall) eine oder mehrere Ressourcen
belegt. Diese können dann keine anderen Aktivitäten zur gleichen Zeit ausführen (vgl. Abschnitt 5.2.3). Für
die Dauer der Aktivitäten müssen stochastische Verteilungen hinterlegt werden, welche die natürlichen
Schwankungen bei der Ausführung von Aktivitäten treffend beschreiben.
An Verzweigungen müssen Bedingungen oder Wahrscheinlichkeiten hinterlegt werden, welche angeben,
wann welchem Pfad gefolgt wird. Diese werden jeweils an den ausgehenden Pfaden einer Verzweigung
93
hinterlegt (nicht an der Verzweigung selbst). Bedingungen sind abhängig von dem im Prozess zur Verfügung
stehenden Informationen. Ob ein Transportmittel zurück zum Hafen fahren kann oder erst noch ein
weiteres Einsatzteam von einer Anlage abholen muss, ist abhängig davon, ob sich noch Teams auf Anlagen
befinden, welche diesem Transportmittel zugeordnet sind. Ob das Transportmittel an der Anlage anlegen
kann, ist abhängig von den aktuellen Wetterbedingungen. Diese Bedingungen können mit Skriptsprachen
wie z.B. Python formuliert werden, wobei die Zustandsinformationen mit Hilfe von Prozessvariablen zur
Verfügung gestellt werden. Alternativ können an den ausgehenden Pfaden der Verzweigungen auch
Wahrscheinlichkeiten hinterlegt werden. Dies ist eine Abstraktionsmöglichkeit, falls die auszuwertenden
Informationen im Simulationsmodell nicht zur Verfügung stehen. Wenn beispielsweise kein Wettermodell
(wie in Abschnitt 5.3.3 beschrieben) zur Verfügung steht, können zunächst historische Daten ausgewertet
werden, die angeben, wie häufig das Anlegen an einer Anlage aufgrund der Wetterbedingungen gelingt.
Anstatt nun die Wetterbedingungen selbst zu hinterlegen, wird in das Simulationsmodell für jeden
Prozesspfad nur noch die daraus resultierende Wahrscheinlichkeit in Prozent für jeden einzelnen Pfad
hinterlegt. Da hiermit jedoch bestimmte Abhängigkeiten zwischen den Prozessen nicht adäquat abgebildet
werden können, sollte an Verzweigungen nur auf Wahrscheinlichkeiten zurückgegriffen werden, wenn sich
die zugrundeliegenden Bedingungen aufgrund fehlender Informationen nicht beschreiben lassen.
Abbildung 28: Parametrierung eines Simulationsmodells
Neben diesen grundlegenden Parametrierungen für Simulationsmodelle, können auch alle höheren
Modellierungskonstrukte der BPMN 2.0 genutzt und ggf. parametriert werden. Hierbei ist jedoch erneut
94
auf die Wahl eines geeigneten Werkzeuges zu achten, welches die BPMN-Elemente in Modellbildung und
Simulation unterstützt.
Mit Hilfe von Nachrichtenkanten lässt sich die Interaktion zwischen Prozessen beschreiben. Aufgrund der
hohen Zahl an beteiligten Organisationen und ineinander greifenden Prozessen hat sich dieses Element für
die betrachtete Domäne Offshore Windparks als besonders wichtig herausgestellt. Wenn bei dem
Nachrichtenaustausch Informationen übergeben werden sollen, so kann an der Nachrichtenkante
hinterlegt werden, welche Prozessvariablen hiervon betroffen sind. Der Wetterdienstleister meldet
beispielsweise an sämtliche Schiffe (und an weitere Beteiligte) die aktuellen und prognostizierten
Wetterinformationen, wie zum Beispiel Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit. Es ist daher ratsam in der
Simulation – entsprechend dem Ablauf in der Realität – die Wetterinformationen im Prozess des
Wetterdienstleisters zu „generieren“ (vgl. Abschnitt 5.3.3), und anschließend an die Prozesse der
Transportunternehmer mit Hilfe von Nachrichtenflüssen zu verteilen. Somit ist sichergestellt, dass allen
Schiffen die gleichen Informationen zur Verfügung stehen, auf denen die Entscheidungen basieren können.
Angeheftete Ereignisse und Ereignisunterprozesse sind sehr nützlich, um Abbruchbedingungen zu
beschreiben. Aufgrund der Wettereinflüsse haben sich auch diese Elemente als besonders wichtig
erwiesen. Es müssen keine speziellen Simulationsparameter hinterlegt werden, jedoch ist darauf zu achten,
dass die empfangenden, angehefteten Ereignisse eindeutig mit den korrespondierenden sendenden
Ereignissen verknüpft sind. Abbildung 14 zeigt beispielsweise, dass der Wetterdienstleister Signale mit
Informationen an die Transportunternehmer sendet. Hierdurch werden Ereignisunterprozesse ausgelöst, in
denen entschieden wird, ob die neuen Wetterbedingungen einen Einfluss auf den laufenden Prozess
haben. Ist dies der Fall, werden sendende Abbruchereignisse ausgelöst, welche über ihren Namen mit den
angehefteten, empfangenden Abbruchereignissen an den Aktivitäten verknüpft sind. So kann anhängig
davon, an welcher Stelle der Prozess gerade steht (Hinfahrt, Anlegen an der Anlage, Rückfahrt etc.),
angemessen auf die sich ändernden Wetterbedingungen reagiert werden.
Tabelle 6: Grundlegende Parameter für die Prozesssimulation
Eingabeparameter
Definition in
Dauer einer Aktivität
Stunden
Zwischenankunftszeit Ereignisse
Stunden
Bedingungen Verzweigungen
Skriptsprache
(z.B. Python)
Wahrscheinlichkeiten an Verzweigungen
%
Zu übermittelnde Information an
Nachrichtenkanten
Skriptsprache
(z.B. Python)
95
5.2.3
Ressourcen
Eine herausragende Stellung in der Prozesssimulation nehmen Ressourcenmodelle ein. Für alle Aktivitäten
in einem Prozess sind Ressourcen notwendig, wie zum Beispiel Personal, Werkzeuge und Transportmittel.
Diese können stets nur eine Aktivität gleichzeitig ausführen, wodurch sich alle Prozesse, in denen dieselbe
Ressource verwendet werden soll, indirekt gegenseitig beeinflussen. Ist eine Ressource gerade belegt, so
muss der nächste Prozess, der diese Ressource anfordert, warten, bis diese Ressource wieder frei wird. Mit
mathematisch-analytischen Modellen lässt sich zwar die erwartete Auslastung einer Ressource berechnen,
nicht jedoch, welche konkreten Auswirkungen das Warten eines Prozesses auf eine Ressource hat. Die
Simulationstechnik kann Aussagen treffen, an welchen Stellen tatsächlich Stauungen zu erwarten sind,
welche Prozesse ins Stocken geraten können oder gar an welchen Stellen kritische Verklemmungen
entstehen können.
Abhängig von dem verwendeten Werkzeug gibt es verschiedene Möglichkeiten, Ressourcenmodelle zu
hinterlegen. Diese können mit Hilfe von Tabellen, Organigrammen oder speziellen Graphen erfasst werden.
Eine Abbildung als Graph ist besonders geeignet, um die zugrundeliegende Ressourcenstruktur abzubilden.
Unterschieden wird zwischen Ressourcen-Pools und Ressourcen. Ein Ressourcen-Pool beinhaltet viele
Ressourcen und definiert lediglich die Art der darin enthaltenen Ressourcen. Betrachtet man
Transportmittel, so gibt es einen Ressourcen-Pool für Schiffe und einen für Helikopter. Bei Personen bilden
die
Ressourcen-Pools
die
Rollen
ab,
die
die
Personen
einnehmen
können.
Bei
den
Instandhaltungsprozessen von Offshore Windparks sind dies i.A. Qualifikationen (z.B. Industriekletterschein
Stufe 1 bis 3), welche als Bezeichner für die Ressourcen-Pools genutzt werden. Eine Ressource (Person)
kann dabei mehren Ressourcen-Pools (Qualifikationen) zugleich zugeordnet sein.
In den Prozessmodellen wird an den Aktivitäten hinterlegt, welcher Ressourcen-Pool für die Aktivität
benötigt wird. Um die Aktivität auszuführen, muss aus dem Ressourcen-Pool eine Ressource entnommen
werden. Wenn mehrere Ressourcen zur Verfügung stehen, ist gleichgültig, welche Ressource entnommen
wird. Wenn die Ressource mit einer Aktivität beschäftigt ist, muss sie aber aus allen Pools entnommen
werden, denen sie zugehörig ist, denn sie kann zunächst für keine anderen Aufgaben genutzt werden.
Wenn eine weitere Aktivität am gleichen Ressourcen-Pool eine Ressource anfordert und keine weiteren
Ressourcen zur Verfügung stehen, so muss gewartet werden, bis eine Ressource wieder frei wird, bevor der
Prozess fortgesetzt werden kann. Sobald die Aktivität abgearbeitet wurde, wird die Ressource dazu zurück
in alle Ressourcen-Pools gelegt, denen sie zugehörig ist.
Die Abbildung von Ressourcen im Zuge der Prozesssimulation ist dringend zu empfehlen, weil der
Erkenntnisgewinn über die Leistungsmerkmale der Prozesse hiermit erheblich gesteigert wird.
96
Tabelle 7: Relevante Parameter für die Abbildung von Ressourcen
Eingabeparameter
Ressouren-Pool
Ressource
Kosten von Ressourcen
5.2.4
Durchführung von Experimenten
Da bei einer sehr kleinen Stichprobengröße einer stochastischen Verteilung die Abweichung von den zu
erwartenden Werten sehr groß werden kann, muss bei stochastischen Experimenten grundsätzlich mit
einer ausreichenden Stichprobengröße gearbeitet werden, um verlässliche Kennzahlen als Resultat zu
erhalten. Wenn beispielsweise nur ein einziger Einsatztag simuliert wird, können hierbei naturgemäß sehr
unterschiedliche Werte herauskommen (was ja durchaus der Realität entspricht). Wird ein ganzes Windjahr
simuliert, nähern sich die Werte an die zu erwartenden Durchschnittswerte an, wodurch auch belastbare
Aussagen über zu erwartende Minima und Maxima getroffen werden können. Deutlich aussagekräftiger
werden die Resultate, wenn ein Jahr vielfach simuliert wird. Mit Hilfe von Konfidenztests kann bestimmt
werden, ob die Anzahl der Simulationsexperimente groß genug war, um verlässliche Werte zu erhalten.
Letztlich ist ein Computer aufgrund seiner diskreten Arbeitsweise nicht in der Lage, echte Zufallszahlen zu
generieren. Stattdessen werden Algorithmen verwendet, die ausgehend von einem Startwert synthetische
Zufallszahlen erzeugen. Wird derselbe Startwert wiederverwendet, so werden auch dieselben Zahlen
erneut gezogen. Daher ist ein stochastisches Zufallsexperiment am Computer grundsätzlich reproduzierbar.
Dies ist nützlich, um die gleichen Eingabewerte (z.B. Zwischenankunftszeiten von Ereignissen) mit einer
anderen Systemkonfiguration zu testen. Wird eine Experimentreihe mit mehreren Zufallsexperimenten
durchgeführt, so ist es notwendig, jedes Zufallsexperiment mit einem anderen Startwert beginnen zu
lassen.
Welche Ergebnisse produziert werden, ist abhängig von den hinterlegten Eingabedaten und Modellen. In
jedem Fall werden Kennzahlen zu den Laufzeiten der einzelnen Aktivitäten und Prozesse generiert. Hierbei
können auch Wartezeiten auf Ressourcen oder Nachrichten ausgegeben werden. Für jedes Element wird
ausgegeben, wie häufig es ausgelöst wurde (zum Beispiel Abbruchereignisse) bzw. wie häufig einem Pfad
hinter einer Verzweigung gefolgt wurde. Ein gutes Werkzeug bietet detaillierte statistische Informationen
wie Mittelwert, Median, Quantile, Maxima, Minima und Varianz. Abbildung 29 zeigt am Beispiel der
Software IYOPRO, wie die Auszüge dieser Statistiken in der Prozessdarstellung integriert werden. Mit Hilfe
von Sankey-Kanten wird visualisiert, welchen Pfaden häufig und welchen Pfaden selten gefolgt wurde. An
jedem Element ist hinterlegt, wie häufig es ausgelöst wurde. An den Aktivitäten wird farblich die jeweilige
Dauer visualisiert. Rot bedeutet, dass diese Aktivität sehr lange dauert, grün steht für kurze Aktivitäten.
97
Diese grafische Aufbereitung stellt lediglich eine schnelle Übersicht zur verbesserten Kommunikation der
Ergebnisse dar, welche ansonsten tabellarisch vorliegen.
Abbildung 29: Ergebnisse eines Simulationsexperimentes
5.2.5
Notation und Werkzeuge
Um Prozessmodelle simulieren zu können, muss eine Modellierungssprache genutzt werden, zu der eine
formal eindeutig standardisierte Ausführungssemantik existiert. Bei der Notation BPMN 2.0 ist dies der Fall,
und so existieren mehrere Werkzeuge am Markt, welche eine Analyse durch Simulation ermöglichen.
Die in den vorangegangen Abschnitten beschriebenen für die Simulation benötigten Eingabeparameter sind
jedoch nicht Teil des BPMN 2.0 Standards. Zwar sind aufbauend auf dem standardisierten XML-Format die
„nackten“ Modelle ohne Informationsverlust zwischen verschiedenen Software-Tools transferierbar, nicht
jedoch deren Simulationseigenschaften. Es ist also möglich, verschiedene Werkzeuge zur Modellierung zu
benutzen und eine andere Software zur Simulation. Werden jedoch verschiedene Werkzeuge zur
Simulation benutzt, müssten alle Eingabeparameter bei jedem Werkzeug neu eingepflegt werden.
Das Leistungsspektrum der verschiedenen Werkzeuge fällt wie bei der Modellierung auch hinsichtlich der
Simulation allerdings sehr unterschiedlich aus. Nur wenige Werkzeuge bieten einen zufriedenstellenden
Funktionsumfang, der den Modellbildungszyklus zur Simulation umfassend unterstützt. IYOPRO bietet eine
auf DESMO-J basierende Simulationsbibliothek mit sinnvollen Erweiterungen wie Ressourcenanalyse und
Prozesskostenrechnung. Es wurde im SystOp-Projekt nicht nur zur Modellierung, sondern auch im ersten
Schritt der Analyse des Laufzeitverhaltens der Prozesse des Leistungssystems verwendet. Erweiterungen
98
wie Ressourcenmodelle in Form von Organigrammen oder eine integrierte Prozesskostenrechnung
ergänzen bei IYOPRO die BPMN-Modelle auf sinnvolle Weise, weshalb dieses Werkzeug durchaus zu
empfehlen ist,
Eine über die bis zu diesem Punkt beschriebenen Aspekte hinausgehende, umfassendere, strategische
Analyse des Leistungssystems stellt jedoch erhöhte Anforderungen an das zu verwendende Werkzeug.
Hierbei muss auch die Prozessumgebung in Form von Wetter- und Windparkmodellen abgebildet werden.
Jedoch kann kein am Markt befindliches Werkzeug diese sehr speziellen Anforderungen erbringen. Deshalb
wurde im Rahmen des SystOp-Projekts basierend auf der Simulationsbibliothek DESMO-J an der Universität
Hamburg ein Funktionsmuster entwickelt, welches durch seine domänenspezifische Eigenschaften in der
Lage ist, auch strategische Langzeituntersuchungen an einer Windparkkonfiguration unter gleichzeitiger
Betrachtung der Systemumgebung angemessen abzubilden, wie in den folgenden Abschnitten beschrieben
wird.
5.3
Domänenspezifische Prozesssimulation
Prozesse sind grundsätzlich einer Prozessumgebung ausgesetzt, die einen vorgegebenen Rahmen bildet
und Einfluss auf die Prozessdurchführung hat. Ob diese Prozessumgebung bei der Analyse näher betrachtet
werden muss, hängt vom Untersuchungsziel ab. Für strategische Langzeitanalysen müssen beispielsweise
auch Wettereinflüsse und Modelle des Windparks und seiner Komponenten erfasst, adäquat abgebildet
und in die Analyse einbezogen werden.
5.3.1
Erweiterung der BPMN-Notation
Ein erster Schritt zur Anpassung der Prozessmodelle an die vorliegende Domäne liegt in einer Erweiterung
der Notation. Die BPMN 2.0 bietet eine reichhaltige Auswahl von Elementen, um typische Aktivitäten und
Ereignisse in einem Geschäftsprozess abzubilden. So kann beispielsweise zwischen menschlichen und
technischen Aktivitäten unterschieden werden; weiterhin werden Eskalations-, Fehler- und AbbruchEreignisse unterschieden. Auch für die Kommunikation zwischen Prozessen stehen verschiedene Elemente
zur Verfügung. Die Aussagekraft der Modelle kann noch weiter erhöht werden, indem spezielle, auf die
Domäne zugeschnittene Elemente zur Verfügung gestellt werden. Nur wenige Werkzeuge am Markt
unterstützen die Definition eigener Elemente bei der Modellierung. Es existiert kein Werkzeug, welches in
der Lage ist, auch die Bedeutung des domänenspezifischen Elements zur Simulationslaufzeit zu definieren.
Daher wurde im Rahmen des SystOp-Projektes ein neuartiges, innovatives Funktionsmuster entwickelt,
welches aufzeigt, wie diese Lücke geschlossen werden kann.
99
Abbildung 30 zeigt vier speziell für die Domäne Offshore Wind entworfene Elemente. Das „Windpark Signal
Receive Event“ ist ein Signalempfangsereignis, welches Signale von Windenergieanlagen empfängt. Es wird
symbolisiert mit einer Windenergieanlage. Die „Windpark State Manipulation Activity“ wird ebenfalls mit
einer Windenergieanlage symbolisiert, und bezeichnet Arbeiten auf und an einer Windenergieanlage. Das
„Weather Condition Event“ bezeichnet Wettereignisse, wie zum Beispiel einen Wetterumschung. Das
„Windpark Artifact“ symbolisiert eine Referenz auf eine Windenergieanlage.
Abbildung 30: Für die Domäne Offshore Windparks erweiterte BPMN-Notation [Joschko 2014]
In Abbildung 31 ist ein Prozess basierend auf diesen vier Elementen zu sehen. Die Wettereignisse sind als
angeheftete Abbruchereignisse mit den Aktivitäten Hinfahrt und Instandsetzung verknüpft. Hierdurch wird
schneller deutlich, dass es Wetterbedingungen sind, die zum Abbruch dieser Aktivitäten führen.
Für eine domänenspezifische Simulation müssen diese neuen Elemente mit entsprechenden Modellen
verknüpft werden, welche selbst nicht angemessen als Prozessmodell darstellbar sind.
100
Abbildung 31: Beispiel-Prozess mit domänenspezifischen Elementen
5.3.2
Windparkmodelle
Die Elemente, die mit einer WEA symbolisiert werden, werden mit Modellen des Windparks verknüpft. Für
das im SystOp-Projekt entstandene Funktionsmuster existiert eine spezielle Eingabemaske (Abbildung 32),
mit deren Hilfe die relevanten Informationen zu einem Windpark und den einzelnen WEAs hinterlegt
werden können. Hierzu gehören

Energieerzeugungskurve der Anlage (vgl. folgende Abschnitte),

Wartungsintervalle und

Ausfallwahrscheinlichkeiten.
Die Informationen zu den Wartungsintervallen und Ausfallwahrscheinlichkeiten sind ausschlaggebend für
die entstehende Instandhaltungslast (Tabelle 11). Wenn die entsprechenden WEA-Ereignisse als
Startereignisse in BPMN-Prozessen verwendet werden, kann durch die im Windpark-Modell hinterlegten
Informationen gesteuert werden, wie häufig diese Prozesse stattzufinden haben.
Die Wartungsintervalle sind jeweils abhängig von der zuletzt stattgefundenen Wartung. Wenn eine
Wartung früher oder später als geplant durchgeführt wurde, können sich die folgenden Wartungsintervalle
entsprechend verschieben. Die Ausfallwahrscheinlichkeit von Komponenten ist abhängig vom letzten
Zeitpunkt der Wartung oder des Austauschs dieser Komponente. Es besteht also eine bidirektionale
Rückkopplung zwischen den Prozessmodellen in BPMN und den spezifischen Windparkmodellen. Wenn
diese Rückkopplungen Teil des Untersuchungsgegenstandes sind, ist das hier beschriebene Vorgehen zu
empfehlen, da diese durch eine klassische Prozesssimulation nicht abgebildet werden können.
101
Abbildung 32: GUI4 zur Definition von Windenergieanlagen mit Beispieldaten
Tabelle 8: Relevante Parameter für die Instandhaltungslast
Eingabeparameter
Anzahl der WEAs
Geplante Maßnahmen
Wahrscheinlichkeit ungeplante Maßnahmen
Ergebnisparameter
Instandhaltungslast
Die Leistung einer OWEA ist abhängig von verschiedenen technischen Aspekten der Anlage, wie z.B.
Eigenschaften der Rotorblätter oder der Turbine. Meistens ist bereits in der Typbezeichnung einer Turbine
ein Hinweis auf die maximal mögliche Leistung zu finden, wie zum Beispiel bei der AREVA M5000 oder der
Repower 5M. Beides sind Anlagen mit einer maximalen Leistung von 5 Megawatt, was derzeit eine gängige
Größe für Offshore Anlagen ist. Diese maximal mögliche Leistung wird als Nennleistung bezeichnet. Eine
4
Graphical User Interface
102
(O)WEA kann jedoch nicht zu jedem Zeitpunkt die angegebene Nennleistung liefern. Die tatsächlich
umgewandelte Energie ist abhängig von der aktuellen Windgeschwindigkeit. Der Hersteller einer OWEA
gibt bestimmte Kenngrößen an, mit welchen sich für jede Windgeschwindigkeit die konkret erzeugte
Energie berechnen lässt. In der Regel sind die folgenden Kenngrößen den Produktdatenblättern der
betreffenden Turbinen zu entnehmen.
Abbildung 33 illustriert, wie sich die Leistung (auf der Y-Achse) einer OWEA in Abhängigkeit von der
Windgeschwindigkeit (X-Achse) bei den Beispielwerten Pr=5000kW, Vci=4m/s, Vr=12,5m/s und Vco=25m/s
verhält. In Anhang 8 ist die zugrundeliegende mathematische Näherungslösung zu finden. Das Intervall
zwischen Nenngeschwindigkeit und Abschaltgeschwindigkeit erzeugt die maximal mögliche Nennleistung:
Abbildung 33: Exemplarische Stromerzeugung in Abhängigkeit zur Windgeschwindigkeit
Die für die Stromerzeugung relevanten Parameter lassen sich der folgenden Tabelle entnehmen:
Tabelle 9: Relevante Parameter für die Stromerzeugung
5.3.3
Eingabeparameter
Einheit
Nennleistung
Nenngeschwindigkeit in m/s
Einschaltgeschwindigkeit
Ausschaltgeschwindigkeit
Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe im
gegebenen Zeitabschnitt
Ergebnisparameter
Erzeugter Strom pro Zeitabschnitt
MW
m/s
m/s
m/s
m/s
Einheit
kWh
Saisonale Wettereinflüsse
Die Wetterbedingungen am Standort einer Anlage sind entscheidend für den Stromertrag; relevant ist die
Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe. Legt man Daten der FINO-Forschungsplattformen zugrunde, so kann
diese Windgeschwindigkeit über 20% eines Windjahres über der typischen Nenngeschwindigkeit liegen; die
OWEAs könnten also einen beachtlichen Anteil ihrer Lebenszeit ihre volle Nennleistung erbringen. Die
meiste Zeit, insgesamt über 70% eines Jahres, liegen die Windgeschwindigkeiten zwischen Einschalt- und
Nenngeschwindigkeit. Mehr als 5% der zur Verfügung stehenden Zeit können die Anlagen aufgrund der
103
Wetterbedingungen keinen Strom liefern. Besonders in den Sommermonaten kann der Wind so schwach
sein, dass die Einschaltgeschwindigkeit nicht erreicht
wird. Windgeschwindigkeiten, die die
Ausschaltgeschwindigkeit überschreiten, treten in der Nordsee nur sehr selten auf, dies beschränkt sich auf
einige wenige, stürmische Tage in den Wintermonaten (Abbildung 34). Insgesamt ist daher zu erwarten,
dass die zukünftige Entwicklung im Wesentlichen in Richtung einer höheren Nennleistung bei niedrigerer
Nenngeschwindigkeit gehen wird.
Abbildung 34: Exemplarischer Betriebszustand in Abhängigkeit
von Windgeschwindigkeiten pro Monat
Die jahreszeitlichen Abhängigkeiten von Windstärken und somit der Stromerzeugung liegen auf der Hand.
Diese Abhängigkeit der tatsächlichen Stromerzeugung von den einzelnen Monaten verdeutlicht Abbildung
35. Der ertragreichste Monat des Jahres ist der Januar, dicht gefolgt vom Dezember. Am wenigsten Wind
kann in den Monaten Juni und Juli geerntet werden. Im ersten und vierten Quartal eines Jahres kann 50%
mehr Energie umgewandelt werden als in den Quartalen zwei und drei.
Abbildung 35: Anteil an der jährlichen Stromerzeugung pro Monat
104
In den Monaten Oktober bis März wird deutlich mehr Energie umgewandelt als in dem restlichen halben
Jahr.
Neben der Stromproduktion beeinflussen die Wetterbedingungen, ob überhaupt ein Zugang zur OWEA
durch Techniker möglich ist. Der Transport findet primär mit Schiffen und sekundär auch mit Helikoptern
statt. Verschiedene Zugangssysteme sind in Erprobung, die jeweils unterschiedliche Wetterextreme als
Maximum ausweisen. Aus der Kombination von Zugangssystem und dem verwendeten Transportschiff
ergibt sich beispielsweise die maximale Wellenhöhe, die für einen sicheren Überstieg nicht überschritten
werden darf. Die Verantwortung, ob ein Überstieg sicher möglich ist, trägt dabei im Allgemeinen der
Kapitän des Schiffes. Nicht nur das Besteigen der Anlage spielt eine Rolle, auch die sichere Rückkehr der
Techniker auf das Schiff muss gewährleistet sein. Ggf. müssen Arbeiten abgebrochen werden, wenn eine
Verschlechterung der Wetterbedingungen droht. Von der Sichtweite hängt das sichere Navigieren durch
den Windpark ab. Die Strömungsrichtung kann entscheidend sein, ob das Schiff genug Anpressdruck für
einen sicheren Zugang erzielen kann. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt besteht die Gefahr des
Eiswurfs von den Rotorblättern, der gesamte Windpark darf in diesem Fall für einen längeren Zeitraum
nicht mehr befahren werden. Sichtweite, Temperatur und Windgeschwindigkeit sind auch entscheidende
Paramater für den Einsatz von Helikoptern.
Für sämtliche Zugangssysteme muss das Personal regelmäßig geschult werden und entsprechende
Sicherheitseinweisungen erhalten. All diese Wetterparameter zeigen eine ähnliche Korrelation zu den
Quartalen wie die, die in den Abbildung 34 und Abbildung 35 verdeutlicht werden. In den Monaten Januar
und Dezember fällt der Zugang im Allgemeinen erheblich schwerer als von April bis September. So ist
exemplarisch die Wahrscheinlichkeit, dass die Wellen höher als vier Meter werden, im Januar fast
hundertmal höher als im August.
Die folgende Tabelle 10 zeigt eine Übersicht über die für diesen Abschnitt relevanten Parameter. Für den
operativen Gebrauch werden aktuelle Wetterdaten bzw. kurzfristige Prognosen für diese Paramater
benötigt. Die beteiligten Stakeholder, wie zum Beispiel das Betriebsbüro oder der Transportunternehmer,
werden hierüber vom Wetterdienst auf dem Laufenden gehalten. Für eine strategische Analyse werden
historische Daten über mehrere Betriebsjahre benötigt. Aus historischen Daten lassen sich für langfristigere
Analysen synthetische Daten für eine Simulation generieren.
Die Wetterereignisse in den BPMN-Prozessen können mit einem Wettermodell verknüpft werden. Die
Daten des Wettermodells werden entweder aus historischen Messwerten übernommen oder mit Hilfe
eines stochastischen Wettergenerators basierend auf historischen Daten generiert (Abbildung 36). Der
Vorteil der letztgenannten Methode ist, dass beliebig viele, realistische Wetterjahre erzeugt werden
können. Somit kann auch der gesamte Lebenszyklus eines Offshore Windparks simuliert werden, auch
wenn nicht für 20 Jahre historische Wetterdaten zur Verfügung stehen.
105
Tabelle 10: Übersicht über relevante Parameter saisonaler Wettereinflüsse
Eingabeparameter
Einheit
Wellenhöhe
Sichtweite
Temperatur
Windgeschwindigkeit
Ggf. weitere Wetterdaten
Maximal möglich Wetterbedingungen
Zugangssystem
Maximal mögliche Wetterbedingungen
Transportmittel
Ergebnisparameter
Zugang möglich
m
m
°C
m/s
?
m, m/s etc.
m, m/s etc.
Einheit
ja/nein
Abbildung 36: GUI zur Definition von historischen oder synthetischen Wetterdaten
5.4
Bewertung der Methode: Simulation
In den vorangegangen Abschnitten wurde erläutert, welche Daten für eine Laufzeitbetrachtung des
Leistungssystems relevant sind. Für Simulationsexperimente muss grundsätzlich ein Ziel vorgegeben
werden. Es ist nicht möglich, eine aussagekräftige Simulation ohne konkrete Zielvorgabe durchzuführen, da
es abhängig vom Ziel ist, welche Daten und Modelle einbezogen werden müssen.
106
Die Qualität der Daten ist das kritische Kriterium für die Aussagekraft von Simulationsstudien. Für alle
Beteiligten empfiehlt es sich, frühzeitig mit der Erhebung entsprechender Daten zu beginnen. Hierfür sollte
beispielsweise stets eine Nachbereitung der Einsätze stattfinden, bei denen die entsprechenden Daten in
einer auswertbaren Datenbank erfasst werden. Wenn diese Daten auch den jeweiligen Partnern und ggf.
sogar für Branchenbenchmarks zur Verfügung gestellt werden, könnten Prozesse noch besser aufeinander
abgestimmt werden. Wichtig ist es, die Erfahrungen der verschiedenen Beteiligten zusammenzutragen und
hierauf aufbauend Planungen und Optimierungen an den Prozessen aufzubauen.
Im SystOp-Projekt zeigte sich, dass es mit entscheidenden Problemen verbunden sein kann, alle
notwendigen Daten zusammenzutragen. Stellenweise darf mit Schätzwerten gearbeitet werden, sofern
ausreichend Erfahrung bei den Mitarbeitern vorliegt. Wie bei der Prozessmodellierung ist es auch bei der
Prozesssimulation wichtig, die „richtigen“ Ansprechpartner zu finden.
Obwohl Windparks sehr unterschiedliche Konfigurationen haben können, lassen sich einige vermutlich
allgemeingültige Aussagen aus den durchgeführten Simulationsexperimenten ableiten.
Die hohe Zahl an Interaktionen in den Prozessen führt dazu, dass viele Prozesse verzögert werden, falls nur
einer der Stakeholder nicht verfügbar ist. Das führt zu einer hohen Verantwortung für alle Beteiligten. Die
Zahl der notwendigen Interaktionen zu reduzieren, könnte sich daher als vorteilhaft erweisen.
Die Wetterbedingungen, die Wahl des Zugangssystems und der verwendeten Transportmittel haben
entscheidenden Einfluss auf die Wahl geeigneter Instandhaltungsstrategien. Wann welche planbaren
Arbeiten durchgeführt werden, hat Einfluss auf die Erfolgswahrscheinlichkeit der Arbeiten und den
erzielten Stromertrag. Durch Messstationen an den Anlagen müssen historische Werte der entscheidenden
Parameter gesammelt werden, um langfristig die Strategie eines Windparks optimal auf die
Wetterbedingungen ausrichten zu können. Die Wahl passender Zeitpunkte für O&M-Maßnahmen hat in
Simulationen mehrere Prozentpunkte des Jahresertrages ausgemacht.
Zielsetzung des Betreibers ist, die Verfügbarkeit insbesondere für die ertragreichen Monate Oktober bis
März sicherzustellen, die Anlagen im gleichen Zeitraum aber möglichst selten betreten zu müssen. Es ist
daher sinnvoll, besonders große Reparaturen und jährliche wiederkehrende Inspektions- und
Wartungsarbeiten, zu welchen die Anlagen abgeschaltet werden müssen, im Juli oder Juni zu bewältigen.
Der Zugang gelingt mit einer sehr großen Wahrscheinlichkeit und die Ertragseinbußen sind möglichst
gering. Halbjährlich notwendige Inspektions- und Wartungsarbeiten können sinnvoll im März und
September oder im April und Oktober ausgeführt werden, um Arbeiten in den Wintermonaten zu
vermeiden. Der Oktober birgt das Risiko, bei einer großen Anzahl von OWEAs (große oder mehrere
Windparks) bei vergleichsweise wenig Ressourcen und etwas Pech mit dem Wetter nicht rechtzeitig mit
sich wiederholenden Arbeiten fertig zu werden, bevor der Zugang sich schwieriger gestaltet und dabei dann
107
aber höhere Ertragseinbußen drohen. Bei Strategien mit halbjährlichen Wartungsintervallen sollte die erste
halbjährliche Wartung bei geeigneten Wetterfenstern bereits im März durchgeführt werden, um mit der
zweiten halbjährlichen Wartung bereits im September beginnen zu können. Diese Vorbeugemaßnahme
erfordert aber Flexibilität bei der Ressourcenplanung.
108
6
Beispiele für Optimierungspotenziale ausgesuchter Prozesse der
Instandhaltung
Aus der Untersuchung des Instandsetzungsprozesses konnten verschiedene Optimierungspotenziale in den
operativen Prozessen, der Entsorgung von Abfällen, der Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei
und der Warenanmeldung beim Zoll identifiziert werden. Die Prozesse der Abfallentsorgung sowie der
Anmeldungen bei Bundespolizei und Zoll werden in den Anhängen 5 bis 7 beschrieben.
Keine Potenziale wurden im Rahmen der Finanzflüsse identifiziert. Die beiden ermittelten tatsächlichen
Finanzströme finden innerhalb des Teilprozesses Nachbereitung statt. Zu diesem Zeitpunkt ist der aktive
Einsatzprozess jedoch bereits abgeschlossen und die relevanten Maßnahmen wurden an den Anlagen
durchgeführt. Verzögerungen führen zu keiner späteren Inbetriebnahme ausgefallener Anlagen.
6.1
Optimierungspotenziale in operativen Prozessen
Für die operativen Prozesse konnten allgemeine Optimierungspotenziale erkannt werden. Grundsätzlich
sind als wesentliche Einflussgröße, die über den Erfolg oder Misserfolg eines Instandhaltungsprozesses
entscheiden, das Wetter und die sich insbesondere auf See schnell ändernden Bedingungen zu nennen. Des
Weiteren zeigte sich, dass die sorgfältige und den aktuellen externen (z.B. Wetter) und internen
Bedingungen (z.B. Personalverfügbarkeit) angepasste Einsatzplanung ein entscheidender Faktor ist.
Planungsfehler pflanzen sich über den weiterführenden Prozess fort und können in der Durchführung zu
erheblichen Fehlern führen.
Für eine effektive Koordination der Instandhaltungseinsätze spielt die Priorisierung von Maßnahmen eine
wichtige Rolle. Die Priorisierung unterliegt derzeit keinem standardisierten Vorgehen, sondern wird
weitestgehend subjektiv vom Antragssteller des work permits und der Betriebsgesellschaft festgelegt.
Eindeutige und akteursübergreifende Verfahren würden für mehr Transparenz und Klarheit sorgen.
Folgende individuell zu gewichtenden Kriterien konnten hierfür ermittelt werden:
1. Sicherung der Arbeitssicherheit
2. Sicherung der Umwelt
3. Interesse des Investors
4. Ablauf von Fristen
5. Sicherung der langfristigen Wirtschaftlichkeit
6. Sicherung der kurzfristigen Wirtschaftlichkeit
109
Ein weiterer Aspekt zur Optimierung der Instandhaltungsprozesse ist die
Zusammenlegung von
Maßnahmen, wie z.B. die verschiedener Instandsetzungsmaßnahmen an einer Anlage oder die parallele
Durchführung Wiederkehrender Prüfungen und Wartungen.
Die Kommunikation und die abgestimmten Interaktionen zwischen den verschiedenen Beteiligten tragen
ebenfalls zum optimierten Betrieb des OWP bei.
Für die Priorisierung von Maßnahmen, die Kombination von Maßnahmen und die abgestimmte
Kommunikation zwischen den Akteuren sind Softwaresysteme, die von den betroffenen Parteien
gemeinsam genutzt werden, und klare Aufgabendefinitionen erforderlich.
Eine ausführliche Dokumentation des Einsatzes, die auch Fehler, deren Ursachen und Folgen oder
abgewendete Ereignisse, die zu einer Verzögerung oder Abbruch führen könnten beinhalten, ist notwendig.
Auf dieser Basis ist es möglich Prozesse in ihrer Struktur zu bewerten und eine datenbasierte Risikoanalyse
durchzuführen.
6.2
Optimierungspotenziale bei der Entsorgung von Abfällen
Die Entsorgung von Abfällen von in der AWZ liegenden Offshore Windparks unterliegt den rechtlichen
Rahmenbedingungen der Entsorgung von Abfällen aus Drittländern, und den europäischen Regelungen zur
Verbringung von Abfällen. Grundsätzlich dürfen OWP-spezifische Abfälle nicht als Schiffsabfälle deklariert
und wie diese behandelt werden. Hieraus ergeben sich vielfältige Probleme für den Betrieb und die
ordnungsgemäße Entsorgung von OWP-spezifischen Abfällen. Sie lassen sich zusammenfassen zu:

Verstoß gegen relevante Gesetze (z.B. Basler Übereinkommen), da deren Anwendung auf OWP in
der AWZ nicht explizit geregelt wird

Unklarheiten bei der Definitionen von Abfall und Nicht-Abfall

Unwissenheit, ob der richtige rechtliche Weg bei der Entsorgung eingehalten wird

Komplikationen bei der Zollanmeldung

Hoher bürokratischer Aufwand für jeden nach Deutschland einzuführenden Abfall

Einhaltung des Veterinärrechts5 führt zu einer Absenkung des Verwertungsniveaus
Aus dem Entsorgungsprozess der OWP-spezifischen Abfälle lassen sich insbesondere Schwächen in der
Kommunikation zwischen Entsorgungsunternehmen und Abfallbesitzer bzw. Betriebsgesellschaft erkennen.
Ein Beispiel ist die rechtzeitige Bekanntgabe der Ankunftszeit an der Kaikante gegenüber dem
5
schadlose Entsorgung von Abfällen aus Drittländern, die mit tierischen Produkten kontaminiert sein könnten, d.h.
gemeinsame Entsorgung von Restmüll, Folie, Speisereste
110
Entsorgungsunternehmen zur Abholung der Abfälle. Die Abfälle müssten entweder unbeaufsichtigt und vor
der Witterung ungeschützt, bis zur Abholung an der Kaikante verbleiben, was nur mit Erlaubnis der
Hafenbetreiber möglich ist, oder auf dem Schiff bis zur Abholung gelagert werden. Negativ für die spätere
Entsorgung ist beispielsweise das Eindringen von Feuchtigkeit in Abfälle während des Transports, wodurch
die Qualität der Abfälle für Entsorgungsverfahren sinkt.
Aus den beschriebenen Problemen und Schwächen lassen sich u.a. folgende Optimierungspotenziale
ableiten:

Sonderregelungen für OWP in der AWZ auf nationaler und europäischer Ebene

Vereinfachung der Zollanmeldung (z.B. weniger Zollverfahren)

OWP-Abfälle sind Abfälle von deutschen Produkten, die Anforderungen der grenzüberschreitenden
Verbringung sollten ausgesetzt bzw. für diesen Sonderfall angepasst werden

Eindeutige Vorgaben zur Abfall-Definition („Abfall“ – „Nicht-Abfall“)

Genaue Planung von Art, Menge und Fluktuation der Abfälle ist aufgrund des erschwerten
Transports notwendig

Abfalltrennung im kleineren Maßstab als Onshore

Vermeidung von Fehlwürfen bei der Abfalltrennung im OWP, insbes. Getrennthaltung von
Speiseabfällen, um die Anforderungen des Veterinärrechts zu entsprechen

Entwicklung neuer Standards für Abfallbehälter, welche den notwendigen Anforderungen für On/Offshore genügt und im Kostenrahmen bleiben (herkömmliche Behälter eher ungeeignet für den
Offshore-Bereich)
6.3

Schon bei der Konzepterstellung müssen Behörden von Abfalldienstleistern hinzugezogen werden

Gute Kommunikation der relevanten Beteiligten unabdingbar

Bei Bedarf Einrichtung einer 24h-Bereitschaft zur Abfallabholung
Optimierungspotenziale bei der Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei
Die Abläufe zur Anmeldung von Grenzübertritten sind weitestgehend geregelt. Hier bestehen aufgrund des
laufenden Schiffsverkehrs und Flughafenbetriebs langjährige Erfahrungen. Seitens der Bundespolizei wird
gegenüber den Belangen der Wirtschaft im Rahmen der gesetzlichen Möglichkeiten eine hohe Flexibilität
gewährleistet.
Eine zentrale Speicherung der personenbezogenen Daten durch das Betriebsbüro ist erforderlich, um
Verzögerungen bei der Anmeldung von Grenzübertritten durch fehlende Daten zu vermeiden. Die
rechtzeitige Anmeldung von Grenzübertritten bei der Bundespolizei ist einzuhalten, um einen
111
reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Die Bundespolizei muss zeitlich in die Lage versetzt werden ihren
grenzpolizeilichen Aufgaben nachgehen zu können.
6.4
Optimierungspotenziale bei der Warenanmeldung beim Zoll
Mit den häufigen Grenzübertritten zur Instandhaltung von Offshore Windparks in der AWZ ist ein
erheblicher Aufwand der Anmeldung von Waren zur Aus- und Einfuhr verbunden. Dieser Aufwand kann
durch vereinfachte Verfahren und Änderungen der rechtlichen Position der OWP in der AWZ reduziert
werden. Folgende Optimierungspotenziale lassen sich u.a. ableiten:

mittel- bis langfristige europäische Einigung zur Einrichtung eines Sonderstatus der OWP in der
AWZ, um Zollverfahren zu vereinfachen, z.B. durch Einrichtung einer Freizone

Verkürzung der 24-Stunden-Kontrollfrist, damit auch kurzfristige Einsätze angemeldet werden
können

Vereinfachung der Warenanmeldung, da die Anmeldung insbesondere für laufend benutzte
Werkzeuge aufwendig ist

Spezielle Schulungen des für die Anmeldung zuständigen Personals durch Zollbeamte

Wirtschaftliche Prüfung, ob Wartungsintervalle verkürzt bzw. Komponenten früher ausgetauscht
werden sollten, damit die ausgetauschten Bauteile zollfrei reimportiert werden können
112
7
Ausblick
Die Einnahme der Prozesssicht ist grundsätzlich ein wichtiger Bestandteil der Optimierung und wird im
Qualitätsmanagement propagiert. Mit ihr werden nicht die hierarchischen Strukturen eines Unternehmens
in den Vordergrund gestellt, sondern die Prozesse fokussiert, die den Erfolg der Unternehmung
sicherstellen. Die entwickelten Methoden zeigen, dass die Einnahme der Prozesssicht auch in der
Optimierung der Instandhaltungsprozesse von Offshore Windparks eine wesentliche Rolle spielt. Es werden
klare Strukturen geschaffen und die Transparenz der Prozesse wesentlich erhöht. Um hier nachhaltige
Einsparungen zu erzielen und Prozessrisiken zu mindern sollten die Ergebnisse weiter entwickelt und
langfristig in die Entwicklung eines Standards zur Strukturierung und Optimierung der Betriebsprozesse von
Offshore Windparks einfließen.
Mit den Prozessbeschreibungen wurde eine wesentliche Grundlage zum Aufbau von Prozessdatenbanken
gelegt. Diese wiederum sind für die Referenzierung notwendig, wenn Prozessfehler und ihre Folgen
während des Betriebs und der Instandhaltung festgehalten werden, um sie später einer statistischen
Analyse zu unterziehen. Erst dadurch wird eine weitestgehend automatisierte Risikoanalyse möglich.
Um insbesondere Schnittstellen zwischen Unternehmen zu optimieren bzw. einzusparen ist es
unumgänglich für wiederholende Prozessabläufe eine Software zu entwickeln und anzuwenden. Daten- und
Medienbrüche können reduziert und der Prozess insgesamt beschleunigt werden.
Des Weiteren liegt in der Umsetzung betreiberübergreifender Konzepte (gemeinsam genutzte
Infrastrukturen; wie z.B. Lager, Flotten, Sicherheitsmittel etc.) ein erhebliches Optimierungspotenzial für
alle beteiligten Akteure. Hier können die entwickelten Methoden einen wertvollen Beitrag zur Planung und
Umsetzung leisten.
Parallel zur Projektentwicklung eines Offshore Windparks erfolgt von Beginn an die Entwicklung des
Betriebskonzeptes in verschiedenen Phasen (Abbildung 37). Einerseits liefern die Lebensphasen von der
Planung bis zum Bau und Errichtung die notwendigen Voraussetzungen für die Gestaltung und Umsetzung
der Betriebsprozesse. Andererseits können Erfahrungen und Wissen der Betriebsphase selbst einen
wichtigen Beitrag zur Betriebskonzeptentwicklung neuer OWP-Projekte liefern. So wird die Entwicklung des
Betriebskonzeptes mit einem höheren Wissensniveau in den verschiedenen Phasen begonnen und
abgeschlossen. Die Betriebskonzeptentwicklung erfolgt effektiver. Fehler, die
Verzögerungen und
Ressourcenmehraufwände im laufenden Betrieb bedingen, werden frühzeitig mit geringen Aufwendungen
behandelt. Der Betrieb kann früher in einen stabilen und effektiven Betrieb übergehen.
113
Die Anwendung der entwickelten Methoden unterstützt den Transfer von Erfahrungen, Wissen und Fakten,
indem dieses einerseits strukturiert aufbereitet wird. Andererseits können Empfehlungen zur Durchführung
und Gestaltung der Prozesse in Anforderungen für die Konstruktion der OWP-Anlagen und das
Betriebskonzept f und in die frühen Lebensphasen des OWP zurückgegeben werden.
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Abbildung 37: Verknüpfung der Betriebskonzeptentwicklung und dem laufenden Betrieb
Die Anwendung des GOWOG ermöglicht den Vergleich verschiedener Prozesskonzepte, woraus Aussagen
hinsichtlich der Leistung und des allgemeinen Prozessrisikos im Sinne einer Verzögerung und
Prozessmehrkosten abgeleitet werden können. Darauf aufbauend sind Optimierungen der Prozesse auf
Aktivitäten-
und
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möglich.
Es
liefert
jedoch
keine
direkte
adaptive
Entscheidungsunterstützung für die strategische oder operative Betriebsführung unter sich ständig
ändernden Rahmenbedingungen. Hier setzt das Forschungsprojekt KrOW! – Kosten- und Risikogesteuerter
Betrieb von Offshore Windparks an. Es wird gemeinsam von der Hochschule Bremen, der Universität
Hamburg, der Ingenieurgesellschaft für Zuverlässigkeit und Prozessmodellierung IZP Dresden mbH, der BTC
Business Technology Consulting AG und der EWE Erneuerbare Energien AG durchgeführt. In dem Projekt
werden Werkzeuge zur Betriebsführung von Offshore Windparks entwickelt. Ziel ist es, Entscheidungen auf
strategischer und operativer Betriebsebene mit Prognosen zu Kosten und Risiken zu unterstützen. Eine
Einbindung von Qualitäts- und Umweltmanagementsystemen ist vorgesehen. Zudem wird ein
114
Trainingswerkzeug entwickelt, welches das dynamische Verhalten ausgewählter Betriebsprozesse abbildet
und zur Aus- und Weiterbildung genutzt werden kann.
115
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http://www.rolandberger.de/media/pdf/Roland_Berger_Offshore_Wind_Study_20130506.pdf,
Zugriff: 4.5.52014
Seidel,U.M. (2011): Grundlagen und Aufbau eines Risikomanagementsystems, In: Risikomanagement und
Risiko-Controlling, Andreas Klein (Hrsg.), München: Haufe-Lexware
Staud,J. (2006): Geschäftsprozessanalyse: Ereignisgesteuerte Prozessketten und objektorientierte
Geschäftsprozessmodellierung für Betriebswirtschaftliche Standardsoftware, Berlin u.a.: Springer
VDI (2012): 2. VDI-Fachkonferenz „Instandhaltung von Windenergieanlagen“ - Spezialkonferenz
„Instandhaltung von Offshore-Windenergieanlagen“, VDI Wissensforum, 28. – 30.08.2012, Bremen
VDI (2012a): 3. VDI-Fachveranstaltung „Offshore-Windenergieanlagen 2012“, VDI Wissensforum, 23.10. –
24.10.2012, Bremerhaven
WAB (2013): Gute Argumente für Offshore-Wind, WAB e.V., http://www.wab.net/images/stories/GuteArgumente-Offshore-Windenergie.pdf, letzter Zugriff 12.2.2015
WAB (2014): Projektphasen und Prozessstrukturen eines Offshore Windparks, Ergebnisse der Fachgruppe
„Verständnis für Prozesse und Strukturen“ des AK „Service und Betrieb“, WAB e.V., Bremerhaven
wind:research (2012): Konzepte O&M-Konzepte, VDI-Fachkonferenz „IH von Windenergieanlagen“, 28. –
29.08.2012
Wikipedia-Risiko (2015): http://de.wikipedia.org/wiki/Risiko, Zugriff: 23.02.2015
Normen und Standards
BS IEC 61882 (2001): Gefährdungs- und Betreibbarkeitsuntersuchung (HAZOP) - Leitfaden
DIN 13306: Instandhaltung - Begriffe der Instandhaltung; Dreisprachige Fassung EN 13306:2010
DIN EN 50126 (1999): Spezifikation und Nachweis der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und
Sicherheit (RAMS)
DIN EN 60300-3-4. Zuverlässigkeitsmanagement Teil 3-4: Anwendungsleitfaden - Anleitung zum Festlegen
von Zuverlässigkeitsanforderungen, 2008
DIN EN 60812 (2006): Analysetechniken für die Funktionsfähigkeit von Systemen – Verfahren für die
Fehlzustandsart- und -auswirkungsanalyse (FMEA)
DIN EN 61025 (2007): Fehlzustandsbaumanalyse
118
DIN EN 61078 (2006): Techniken für die Analyse der Zuverlässigkeit – Zuverlässigkeitsblock-diagramm und
Boole’sche Verfahren
DIN EN 61508-4 (2011): Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/ elektronischer/
programmierbarer elektronischer Systeme - Teil 4: Begriffe und Abkürzungen
DIN EN 61882 (2014): HAZOP-Verfahren (HAZOP-Studien) – Anwendungsleitfaden; Entwurf
DIN 31051: Grundlagen der Instandhaltung, Ausgabe 2012-09
DIN 32541: Betreiben von Maschinen und vergleichbaren technischen Arbeitsmitteln, Mai 1977
ISO 19510:2013: Information technology – Object Management Group Business Process Modell and
Noation, identisch zu OMG BPMN 2.0.1.
V VDE V 0109-1: Instandhaltung von Anlagen und Betriebsmitteln in elektrischen Versorgungsnetzen Teil 1: Systemaspekte und Verfahren, Ausgabe 2008-07
VDI 2888: Zustandsorientierte Instandhaltung, Ausgabe 1999-12
Bildnachweise für Abbildung 9: Das Leistungssystem Offshore Windpark
Transportunternehmer
www.hansebube.de
Marine Warranty Surveyor
www.hna.de
Nachunternehmer
www.betrieb-und-lager.de
Hersteller
www.welt.de
Versicherung
www.firma-adresse.com
Banken
www.tarife.net
Betreiber
www.inwerk-werkstatt.de
Übertragungsnetzbetreiber
www.kabel-licht.de
Zoll
www.main-netz.de
Bundespolizei
www.celleheute.de
CMS-Analyse
www.bkvibro.de
windprognose
www.flugplatz-beilrode.de
Zertifizierer/Gutachter
www.conrad.de
Logistik-dienstleister
www.thelogisticsstore.com
Wetterdienst
www.wordpress.de
Verkehrszentrale
www.schiffbilder.de
119
Notfallmanagement
www.docvadis.de
Operation platform
www.shjv.eu
Offshore servicevessel
www.hochtief.de
Lotse
www.feflektion.info
Seehafen
www.wikipedia.de/hamburg-hafen-containerterminal
Transportschiff
www.LM-illustration.dk
Personnel Transfer Vessel
www.fleetmon.com
Jack-upbarge
www.hochtief.de
Divesupportvessel
www.marineinsight.com
Hilfsschiff
www.fleetmon.com
Helikopter
www.friking.de
Flugplatz
www.bilder.bild.de
Betriebsgesellschaft
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
Service station
www.gabelstapler-verkauf-hamburg.de
Personaldienstleister
www.bildarchiv.alpha-ventus.de
Schulungsinstitution
www.marketingfoxportal.ch
Hilfs-/Betriebsstoffe & Ersatzteile
www.husumwindenergy.com
Abfallbeförderer
www.turbosquid.com
120
Anhang
121
Anhang 1: Projektphasen eines Offshore Windparks
A1.1
Planung
Die Projektphase „Planung“ setzt sich gemäß Abbildung 38 aus verschiedenen aufeinander aufbauenden
und sich teilweise überlappenden Prozessen zusammen.
Abbildung 38: Aufbau Projektphase "Planung"
Bei der Vorplanung findet die Wahl eines geeigneten Standorts statt. Dabei wird analysiert wieviel Fläche
verfügbar, wie der voraussichtliche Energieertrag (Windstatistiken) und wie gut die Netzanbindung
ausgebaut ist bzw. werden muss. Weiterhin ist die Nähe geeigneter Seehäfen für die Bau- und die
Betriebsphase von Bedeutung. Am Ende der Vorplanung wird die Anzahl und Leistung der geplanten
Anlagen festgelegt. [WAB 2014]
Die Detailklärung für den Standort unterteilt sich in die Beschaffung der Baugrundurkunde und der
Umweltverträglichkeitsprüfung. Für die Baugrundurkunde müssen geophysikalische Untersuchungen sowie
geotechnische Erkundungen vor Ort durchgeführt werden. Sie wird durch das Bundesamt für Seeschifffahrt
und Hydrographie (BSH) erteilt. Bei der Umweltverträglichkeitsprüfung werden Belastungsrisiken und
Schutzgüter untersucht sowie das Landschaftsbild dargestellt. [BSH 2014]
Bei der Zertifizierung des Standorts kommt es zu einer Standortbewertung bzw. Site Assessment. Dabei
werden die Umgebungsbedingungen untersucht sowie Wind-, Wetter-, Eis- und Bodendaten geprüft.
Weiterhin kommt es zur Prüfung des Konzeptes für die Baugrundurkunde und des Standorts- und
Aufstellmusters. [BSH 2014]
Bei der Entwurfsplanung wird ein Vorentwurf des gesamten OWP erstellt. Dabei wird jeweils
standortabhängig festgelegt welche Offshore-Windenergieanlagen, Umspannstationen, Trag- und
Gründungsstrukturen sowie Seekabel für die Innerparkverkabelung verwendet werden sollen (Stand der
Technik). Weiterhin wird das Betriebskonzept festgelegt. Hier werden u.a. Instandhaltungsstrategien,
Logistik- und Wartungskonzepte definiert. [BSH 2014]
122
In der Ausschreibungsphase wird die Vergabe durch die Zusammenstellung und Auswertung der
Ausschreibungsunterlagen vorbereitet. [BSH 2014]
A1.2
Entwicklung und Konstruktion
Die Projektphase der Entwicklung und Konstruktion setzt sich aus verschiedenen aufeinander aufbauenden
und sich teilweise überlappenden Prozessen zusammen (Abbildung 39).
Abbildung 39: Aufbau der Projektphase "Entwicklung und Konstruktion"
In der Ausführungsplanung kommt es zur Detailberechnung. Es werden das Lastenheft sowie
Ausführungsunterlagen erstellt. Weiterhin erfolgen die Betriebs- und Instandhaltungsplanung sowie die
Konzeptionierung für die Errichtung, Logistik und den Rückbau. [in Anlehnung an HOAI 2013]
Bei der Zertifizierung erfolgt eine standortspezifische Konstruktionsbewertung bzw. ein Site Specific Design
Assessment. Dabei werden Lasten und Tragstrukturen geprüft sowie Einzelnachweise, wie z.B.
Anschlussbereiche angegeben. Außerdem erfolgt der grundlegende Anlagen- und Windparkentwurf (Design
Basic). [BSH 2014]
Für die Finanzierungsplanung werden Berechnungen des Investitionsvolumens und der Renditen getätigt.
Weiterhin werden Kreditvergaben, EEG-Vergütungen (z.B. Stauchungsmodell) sowie Versicherungen
geprüft und mit einbezogen.
A1.3
Produktion
Die Projektphase der Produktion ist in Abbildung 40 dargestellt.
Abbildung 40: Aufbau der Projektphase "Produktion"
123
Die Produktion der Gewerke beginnt mit der Fertigung durch den Zulieferer, bei welcher die Komponenten
und/oder Module gefertigt werden und der Warenausgang geprüft wird. Daraufhin erfolgt der Transport
zum Hersteller. Dort kommt es dann zur Montage. Hier wird zuerst der Wareneingang geprüft. Dann
werden die Gewerke montiert. Bei der Montage läuft stets parallel die Qualitätssicherung. Nachdem die
Gewerke montiert wurden erfolgt der innerbetriebliche Transport und die Konservierung bzw. (Transport)Verpackung. Der nächste Schritt ist die (Zwischen-)Lagerung. Hier werden die Kommissionierung der
Gewerke kommissioniert und zuletzt zum Hafen transportiert. Dieser kann sowohl land- als auch seeseitig
durchgeführt werden. Dafür müssen Fahrzeuge gemietet oder gechartert und die Kran- und
Transporttechnik ausgewählt werden.
Bei der Typ-Zertifizierung der Windenergieanlage finden Designbeurteilung, Qualitätsmanagement,
integrierte Produktentwicklung sowie Prototyptests statt. Weiterhin wird eine Fertigungsüberwachung
durchgeführt, bei der folgende Aspekte kontrolliert werden:

Stahlbau;

Schweißtechnik;

Korrosionsschutz;

Wichtige Einzelkomponenten der OWEA;

Gondelmontage.
Weiterhin werden Materialzertifikate gesichtet, Fertigungsprozesse inspiziert, die fertigen Bauteile
endkontrolliert sowie die sonstigen Qualitätsaufzeichnungen geprüft. Abschließend erfolgt die
Warenausgangskontrolle. [Nath 2008]
A1.4
Bau und Errichtung
Die Projektphase „Bau und Errichtung“ setzt sich aus verschiedenen aufeinander aufbauenden und sich
teilweise überlappenden Prozessen zusammen (Abbildung 41).
Abbildung 41: Aufbau der Projektphase "Bau und Errichtung"
124
Im Rahmen der Hafenlogistik kommt es während der (Zwischen-)Lagerung zur Kommissionierung der
Gewerke und daraufhin zur Vormontage bestehender Gewerke (z.B. Rotorstern).
Für den Offshore-Transport muss das Transportkonzept festgelegt sowie die Gewerke umgeschlagen
werden. Dafür müssen jeweils Fahrzeuge gemietet oder gechartert sowie die Kran- und Transporttechnik
gewählt werden.
Die Errichtungsphase unterteilt sich in Bauleitung und -Betrieb. Im Baubetrieb erfolgen die
Baustellensicherung sowie die Errichtung der OWEA.
Bei der Zertifizierung von Bau und Errichtung, Transport, Installation der Anlagen und Inbetriebnahme
werden folgende Arbeitsschritte im Detail überwacht:

Verladung und Verzurrung zum Seetransport;

Einhaltung der Wetterbedingungen zum Seetransport;

Überwachung der zertifizierten Produkte;

Montage der Tragstruktur inklusive Hebearbeiten;

Montage der Maschinen und Rotorblätter.
In der Inbetriebnahme erfolgen der Probebetrieb sowie der Antrag auf Betriebserlaubnis.
Für die Projektzertifizierung wird ein periodisches Monitoring durchgeführt, bei welchem die
Aufrechterhaltung der Zertifikatgültigkeit geprüft und Sichtprüfungen durch technische Fachkräfte
durchgeführt werden. [Nath 2008]
A1.5
Betrieb
Gemäß DIN 32541 umfasst die Betriebsphase die „Gesamtheit aller Tätigkeiten, die an Maschinen und
vergleichbaren technischen Arbeitsmitteln von der Übernahme bis zur Ausmusterung ausgeübt werden“
[DIN 32541]. Die Projektphase „Betrieb“ setzt sich aus verschiedenen aufeinander aufbauenden und sich
teilweise überlappenden Prozessen zusammen (Abbildung 42). In Kapitel 2.2 wird auf die Thematik Betrieb
und Instandhaltung detailliert eingegangen.
125
Abbildung 42: Aufbau der Projektphase "Betrieb"
A1.6
Repowering, Rückbau und Entsorgung
Am Ende der Betriebsphase eines Offshore Windparks müssen Entscheidungen hinsichtlich der weiteren
Verwendung des Offshore Windparks getroffen werden. Je nach technischem Zustand der Anlagen und der
Wirtschaftlichkeit kann über einen Weiterbetrieb, eine Stilllegung mit oder ohne Weiterverkauf und mit
oder ohne anschließendem Repowering entschieden werden. In Abhängigkeit von dem technischen
Zustand, der bisherigen Lasten und der bisherigen Wirtschaftlichkeit kann eine Verlängerung der
Betriebsphase angestrebt werden. Bei einem Repowering werden die bestehenden Anlagen durch
leistungsfähigere Turbinen ersetzt. Die Aufstellung der neuen Anlagen kann am gleichen Standort oder an
einem anderen Standort gemäß der gültigen Gesetzeslage erfolgen. Sowohl beim Repowering als auch der
Stilllegung des OWP müssen die Anlagen ordnungsgemäß zurückgebaut, ggf. zur Weiter- oder
Wiederverwendung aufbereitet und entsorgt werden.
126
Anhang 2: Beschreibung zur Ebenen- und Begriffsdefinition
Für die gesamte Ebenen- und Begriffsdefinition gilt, dass der Prozessbegriff aufgrund seiner begrifflichen
Unschärfe sowie zu Unterscheidungszwecken stets mit einem Zuwort genau charakterisiert wird.
Führungsprozesse
Über alle Ebenen hinweg verlaufen Führungsprozesse, welche das Zusammenspiel der Prozesse zwischen
und in den Gliederungsebenen steuern. Sie koordinieren die unten aufgeführten Ausführungs- und
Unterstützungsprozessen, so dass die definierte Prozess- bzw. Ergebnisqualität erreicht wird. Zu den
Führungsprozessen
zählen
z.B.
Planungs-
und
Strategieprozesse,
Personalführung,
Controlling,
Qualitätsmanagement, Schulung, Budgetplanung usw.
Führungsprozesse
geben
die
äußeren
Rahmenbedingungen,
z.B.
durch
eine
festgelegte
Instandhaltungsstrategie vor, werden aber aufgrund ihrer übergeordneten Rolle nicht in die Modelle mit
eingebunden.
Unterstützungsprozesse
Unterstützungsprozesse laufen ebenfalls als ebenenübergreifende Prozesse ab, sie sorgen für die
Bereitstellung aller benötigten Ressourcen um einen reibungslosen Ablauf der Ausführungs- und
Führungsprozesse zu gewährleisten. Zu diesen zählen bspw. die Personalbereitstellung, das
Finanzmanagement, die Investitionsentwicklung, die F&E-Abläufe usw.
Ebene 1 – (Projekt-)Phasen
In dieser obersten Ebene erfolgt die Darstellung der OWP-Lebensphasen. Diese Phasen gleichen dem
klassischen Ablauf des produzierenden Gewerbes, von der Produktentwicklung über die Nutzung bis zur
Verwertung. Die Namensgebung (Projekt-)Phasen entstammt aus der Einmaligkeit eines jeden OWP mit
definiertem Projektstart, -ziel und -ende. Die in den einzelnen Spalten/Ebenen fett gedruckten Begriffe
folgen einem Beispielprozess.
Ebene 2 – Cluster- UND Ausführungsprozesse
Clusterprozesse:
Die zweite Ebene umfasst die Clusterprozesse, welche sich wiederum aus den zuvor beschriebenen
Unterstützungs- und Führungsprozessen sowie den nachfolgend aufgeführten Ausführungsprozesse
zusammensetzen.
127
Ausführungsprozesse:
Entsprechend der Zielrichtung von SystOp Offshore Wind liegt der Fokus auf den nach DIN 13306 und
31051 definierten Begrifflichkeiten, darunter insbesondere auf der Instandhaltung. Es ist festzuhalten, dass
die Ausführungsprozesse aus den zum Betrieb vorgelagerten (Projekt-)Phasen viele Rückkopplungen und
Loops beinhalten. Dabei wird u. a. deutlich, dass die Reihenfolge der Ausführungsprozesse nicht mit einem
zeitlich-logischen Verlauf gleichzusetzen ist.
Die einzelnen Ausführungsprozesse sind innerhalb der zugehörigen Phase miteinander verbunden und
voneinander abhängig. Es müssen nicht zwingend alle Ausführungsprozesse innerhalb dieser Phase
vorkommen.
Ebene 3 – Hauptprozesse
Hauptprozesse weisen ein annährend gleiches Prozessprofil auf. Sie verstehen sich in SystOp Offshore Wind
als wiederkehrende bzw. standardisierte Prozesse, ihre Durchführung erfolgt in regelmäßigen Abständen
wobei eine zeitliche Unterbrechung dieser erlaubt ist. Eine zeitlich-logische Abfolge ist nicht gegeben.
Ebene 4 – Teilprozesse
Teilprozesse sind untereinander eng miteinander verknüpft, sie stehen in unmittelbaren Folgebeziehungen
zueinander wodurch sie in enger zeitlich-logischer Abfolge ablaufen.
Ebene 5 – Elementarprozesse (mit Aktivitäten)
Im Rahmen der Prozessmodellierung in BPMN 2.0 (mithilfe des Programmes „IYOPRO“) entspricht die
grafische Darstellung in Ebene fünf dem Ansatz einer Modelldatei mit mehreren organisatorischen
Einheiten (im Fachjargon „Pools“ genannt), die die unterschiedlichen Prozesse voneinander trennt.
Neben der Darstellung der zusammenfassenden Beschreibungen der Abläufe innerhalb der Pools sowie der
einzelnen Aktivitäten oder Unterprozesse in einer zeitlich-kausalen Abfolge erfolgt eine Unterteilung in
primäre und sekundäre Prozessschritte. Durch Unterteilung dieser Ebene fünf in primäre sowie sekundäre
Prozessschritte können die Prozessverantwortlichen klar hervorgehoben werden.
Der primäre Prozessschritt beschreibt den führenden Prozessschritt, welcher zum Erreichen des
Teilprozessziels unabdingbar ist und somit von strategisch hoher Bedeutung ist. Der für diesen Schritt
zuständige Akteur ist innerhalb dieses Teilprozesses der Prozessverantwortliche. Entsprechend der
Ausrichtung von SystOp Offshore Wind obliegt die Prozessverantwortlichkeit oftmals bei der
Betriebsgesellschaft. Aus Sicht der BPMN 2.0 beginnt der primäre Prozessschritt mit einem untypisierten
Start-Ereignis.
128
Die sekundären Prozessschritte sichern die Funktionalität des primären Prozessschrittes, sie unterstützen
diesen primären Schritt. Ihr Startereignis ist i.d.R. an den Verlauf des primären Prozessschrittes gebunden
und wird in den Modellen meist durch ein Nachrichten-Start-Ereignis angestoßen.
Die Anzahl der sekundären Prozessschritte die mit dem primären Prozessschritt in Verbindung stehen ist
nicht limitiert.
Die Aktivitäten sind über sogenannte Kanten miteinander verbunden. Diese unterteilen sich in
Interaktionskanten, welche zwischen den Prozessschritten und den Sequenzkanten, die innerhalb der
jeweiligen Prozessschritte fließen. Die Kanten können eine Vielzahl an Flussarten darstellen, folgende
Flussarten werden in SystOp Offshore Wind betrachtet: Personal-, Material- und Abfallströme sowie Finanzoder Informationsflüsse.
Ebene 6 - …
Sollte sich herausstellen, dass eine bestimmte Tätigkeit in der fünften Ebene nicht hinreichend durch eine
einzelne Aktivität beschrieben werden kann, können Unterprozesse gebildet werden. Die Aktivitäten dieser
Unterprozesse befinden sich jeweils eine Ebene tiefer. Da die Anzahl der Unterprozesse nicht vorgegeben
ist, stellt Ebene 6 lediglich eine rekursive Wiederholung der Ebene 5 zur Visualisierung von
Prozesshierarchien sowie eine höhere Detaillierungstiefe bei der Modellierung dar. Dementsprechend sind
auch mehr als sechs Ebenen möglich.
129
Anhang 3: Überblick über die in den einzelnen Teilprozessen durchzuführenden Maßnahmen bezogen auf die
Instandhaltungsprozesse Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Verbesserung
Teilprozess
Ermittlung des Arbeitsbedarfs
Einsatzplanung
Vorbereitung
Durchführung
Nachbereitung
Inspektionsmaßnahmen
• Ist-Zustandserfassung auf Basis der Daten- und Informationslage über die Anlage
• Bereitstellung aller notwendigen Informationen und Feststellung der erforderlichen Hilfsmittel, um die Durchführung der
Instandhaltungsaufgaben zu ermöglichen
• Beschreibung der Arbeitsausführung, der erforderlichen Genehmigungen, der Ersatzteile, des Qualifikationsgrads des
Instandhaltungspersonals, des Werkzeugs usw. beinhalten. [DIN EN 13306:2010]; [DIN 31051:2003-06]
• Kalkulation, Terminplanung, Abstimmung, Bereitstellung von Personal, Betriebsmitteln und Material, Erstellung von Arbeitsplänen
• ggf. Beschaffung der notwendigen Komponente, Ersatzteile und Betriebsmittel
• „Erstellen eines Plans zur Feststellung des Istzustandes, der auf die spezifischen Belange des jeweiligen Betriebes oder der
Betrachtungseinheit abgestellt ist und hierfür verbindlich gilt. Dieser Plan soll u.a. Angaben über Ort, Termin, Methode, Gerät,
Maßnahmen und zu beachtende Merkmalswerte enthalten.“ [DIN 31051:2003-06]
• Abwicklung von Vorwegmaßnahmen wie Arbeitsplatzausrüstung, Schutz- und Sicherheitseinrichtungen usw.
• Überprüfung der Vorbereitung und der Vorwegmaßnahmen einschließlich der Freigabe zur Durchführung
• Begehung: Ziel, durch Inaugenscheinnahme den von außen erkennbaren Zustand zu überprüfen
• Sichtkontrolle: zusätzliche Kontrolle des Zustands der Betriebsmittel durch Begutachtung (mit den menschlichen Sinnesorganen)
und durch Aufzeichnen von einfachen Zustandsgrößen, offensichtliche Funktionsmängel werden dokumentiert
• Funktionskontrolle: Bestätigung, dass ein Instandhaltungsobjekt imstande ist, die geforderte Funktion zu erfüllen
• Zustandsermittlung: spezifische Beurteilung des Ist-Zustandes der betrachteten Betriebsmittel nach objektivierbaren Kriterien ab
• „Welche diagnostischen Indikatoren zur Zustandsermittlung herangezogen werden können, lässt sich aus den
Betriebserfahrungen, d.h. aus der Analyse der Fehlerschwerpunkte und Fehlerursachen ableiten. Durch die Zustandsermittlung
von Betriebsmitteln im Rahmen der planmäßigen Inspektion ist sichergestellt, dass auftretende Mängel an Komponenten erkannt
und behoben werden können.“ [DIN V VDE V 0109-1:2008-07]
• Vorlage des Ergebnisses der Ist-Zustandsfeststellung
• Auswertung der Ergebnisse zur Beurteilung des Istzustandes
• Fehleranalyse
• Planung im Sinne des Aufzeigens und Bewertens alternativer Lösungen unter Berücksichtigung betrieblicher und
außerbetrieblicher Forderungen
• Entscheidung für eine Lösung/ Ableitung weiterer Instandhaltungsmaßnahmen (Instandsetzung, Verbesserung oder andere
Maßnahmen)
• Rückmeldung [DIN 31051:2003-06]; [DIN V VDE V 0109]
130
Teilprozess
Ermittlung des Arbeitsbedarfs
Einsatzplanung
Vorbereitung
Durchführung
Nachbereitung
Wartungsmaßnahmen
• Wartungshandbücher der Hersteller
• Bereitstellung aller notwendigen Informationen und Feststellung der erforderlichen Hilfsmittel, um die Durchführung der
Instandhaltungsaufgaben zu ermöglichen
• Beschreibung der Arbeitsausführung, der erforderlichen Genehmigungen, der Ersatzteile, des Qualifikationsgrads des
Instandhaltungspersonals, des Werkzeugs usw. beinhalten. [DIN EN 13306:2010]; [DIN 31051:2003-06]
• Kalkulation, Terminplanung, Abstimmung, Bereitstellung von Personal, Betriebsmitteln und Material, Erstellung von Arbeitsplänen
• ggf. Beschaffung der notwendigen Komponente, Ersatzteile und Betriebsmittel
• „Erstellen eines Plans, der auf die spezifischen Belange des jeweiligen Betriebes oder der Betrachtungseinheit abgestellt ist und
hierfür verbindlich gilt. Dieser Plan soll u.a. Angaben über Ort, Termin, Methode, Gerät, Maßnahmen und zu beachtende
Merkmalswerte enthalten.“ [DIN 31051:2003-06]
• Abwicklung von Vorwegmaßnahmen wie Arbeitsplatzausrüstung, Schutz- und Sicherheitseinrichtungen usw.
• Überprüfung der Vorbereitung und der Vorwegmaßnahmen einschließlich der Freigabe zur Durchführung
• „Nachstellen, Justieren, funktionserhaltendes Reinigen, Konservieren, Schmieren, Nachfüllen oder Ersetzen von Betriebsstoffen
bzw. Verbrauchsmitteln, planmäßiges Austauschen von Verschleißteilen.“ [DIN V VDE V 0109]
• Austausch von Betriebsmitteln
• Behebung kleinerer Mängel etc.
• Funktionsprüfung
• Wartungen können auch in Form einer Fernwartung durchgeführt werden, dies erfolgt durch einen Fernzugriff durch technisches
Personal ohne physischen Zugriff auf die Einheit, z.B. SCADA-System. [DIN V VDE V 0109]
• Rückmeldung [DIN 31051:2003-06]
131
Teilprozess
Ermittlung des Arbeitsbedarfs
Einsatzplanung
Vorbereitung
Durchführung
Nachbereitung
Instandsetzungsmaßnahmen
• Bereitstellung aller notwendigen Informationen und Feststellung der erforderlichen Hilfsmittel, um die Durchführung der
Instandhaltungsaufgaben zu ermöglichen
• Beschreibung der Arbeitsausführung, der erforderlichen Genehmigungen, der Ersatzteile, des Qualifikationsgrads des
Instandhaltungspersonals, des Werkzeugs usw. beinhalten. [DIN EN 13306:2010]; [DIN 31051:2003-06]
• Fehlererfassung innerhalb der Inspektion (Ist-Zustandsbewertung)
• Fehlerortung
[DIN EN 13306:2010]
• Kalkulation, Terminplanung, Abstimmung, Bereitstellung von Personal, Betriebsmitteln und Material, Erstellung von Arbeitsplänen
• ggf. Beschaffung der notwendigen Komponente, Ersatzteile und Betriebsmittel
• „Erstellen eines Plans, der auf die spezifischen Belange des jeweiligen Betriebes oder der Betrachtungseinheit abgestellt ist und
hierfür verbindlich gilt. Dieser Plan soll u.a. Angaben über Ort, Termin, Methode, Gerät, Maßnahmen und zu beachtende
Merkmalswerte enthalten.“ [DIN 31051:2003-06]
• Abwicklung von Vorwegmaßnahmen wie Arbeitsplatzausrüstung, Schutz- und Sicherheitseinrichtungen usw.
• Überprüfung der Vorbereitung und der Vorwegmaßnahmen einschließlich der Freigabe zur Durchführung
• Austausch defekter Komponenten bzw. Bauteile
• Software-Wechsel
• Funktionsprüfung und Abnahme
• Fertigmeldung
• Auswertung einschließlich Dokumentation, Kostenaufschreibung, Aufzeigen der Möglichkeit von Verbesserungen;
• Rückmeldung
[DIN 31051:2003-06]
132
Teilprozess
Ermittlung des Arbeitsbedarfs
Einsatzplanung
Vorbereitung
Durchführung
Nachbereitung
Verbesserungsmaßnahmen
• auf Basis von Erfahrungen/Maßnahmendokumentation oder direkter Einleitung aufgrund der Ergebnisse der Inspektion, Wartung
und/oder Instandsetzung
• Bereitstellung aller notwendigen Informationen und Feststellung der erforderlichen Hilfsmittel, um die Durchführung der
Instandhaltungsaufgaben zu ermöglichen
• Beschreibung der Arbeitsausführung, der erforderlichen Genehmigungen, der Ersatzteile, des Qualifikationsgrads des
Instandhaltungspersonals, des Werkzeugs usw. beinhalten. [DIN EN 13306:2010]; [DIN 31051:2003-06]
• Fehlererfassung innerhalb der Inspektion (Ist-Zustandsbewertung)
• Fehlerortung
• [DIN EN 13306:2010]
• Kalkulation, Terminplanung, Abstimmung, Bereitstellung von Personal, Betriebsmitteln und Material, Erstellung von Arbeitsplänen
• ggf. Beschaffung der notwendigen Komponente, Ersatzteile und Betriebsmittel
• „Erstellen eines Plans, der auf die spezifischen Belange des jeweiligen Betriebes oder der Betrachtungseinheit abgestellt ist und
hierfür verbindlich gilt. Dieser Plan soll u.a. Angaben über Ort, Termin, Methode, Gerät, Maßnahmen und zu beachtende
Merkmalswerte enthalten.“ [DIN 31051:2003-06]
• Abwicklung von Vorwegmaßnahmen wie Arbeitsplatzausrüstung, Schutz- und Sicherheitseinrichtungen usw.
• Überprüfung der Vorbereitung und der Vorwegmaßnahmen einschließlich der Freigabe zur Durchführung
• Aufrüstung von Sicherheitssystemen
• Einsetzen verbesserter Schrauben
• Funktionsprüfung und Abnahme
• Fertigmeldung
• Auswertung einschließlich Dokumentation, Kostenaufschreibung
• Rückmeldung
[DIN 31051:2003-06]
133
Anhang 4: Beispiel eines Fragebogens zur Aufnahme von Prozessen und
Parametern
Hauptprozess: _____________________
1. Allgemeine Fragen zu Prozessablauf
1.1 Wer ist beteiligt? (intern UND extern)
1.2 Wann beginnt der Prozess? Wodurch wird er ausgelöst?
1.3 Wann endet der Prozess? Womit wird er beendet?
1.4 Wann endet der Prozess? Womit wird er beendet?
1.5 Wann wird er abgebrochen? Warum wird er abgebrochen? Wie oft wird er abgebrochen?
1.6 Wodurch wird er abgebrochen? Mit welcher Häufigkeit tritt dies ein? Welche Folgen resultieren
daraus?
Abbruch wodurch?
Häufigkeit
Folgen
1.7 Mit welchen Problemen/ Risiken ist dieser Prozess verbunden? Welche könnten entstehen? Wie häufig
treten diese auf? Mit welchen Kosten sind diese verbunden? Welche führen zu Abbruch?
Problem/ Risiko
Häufigkeit
Kosten
Führt zu einem Abbruch
2. Aktivitäten
2.1 Wo laufen die Aktivitäten ab? (Betriebsbüro, Seehafen etc. )
2.2 Wer ist daran beteiligt?
134
Akteur
Personenanzahl
Qualifikation
2.3 Wie werden die Aktivitäten ausgeführt? (Mit welchen Mitteln (Software, Messgerät etc.)/
Fernsteuerung oder vor Ort?/ Heli oder Schiff favorisiert?)
2.4 Mit welcher Eintrittsbedingung startet die Aktivität?
2.5 Wie lange dauert die Aktivität? Mit welcher Häufigkeit läuft sie ab? (ständige Wiederholung innerhalb
des Prozesses/ einmalig etc.)
Aktivität
Häufigkeit
Dauer
Dauer
Normalablauf
Ausnahmesituation
2.6 Wodurch wird sie abgebrochen? Mit welcher Häufigkeit tritt dies ein? Welche Folgen resultieren
daraus?
Abbruch wodurch?
Häufigkeit
Folgen
2.7 Mit welchen Problemen/ Risiken ist diese Aktivität verbunden? Welche könnten entstehen? Wie häufig
treten diese auf? Mit welchen Kosten sind diese verbunden? Welche führen zu Abbruch?
Problem / Risiko
Häufigkeit
Kosten
Führt zu einem Abbruch
2.8 Welche Aktivitäten könnten verbessert werden? Wie?
2.9 Wieso wurde es bisher nicht anders gemacht? (Hindernisse, Rahmenbedingungen)?
2.10
Welche Interaktionen werden durch diese Aktivität ausgelöst?
135
3. Interaktionen zwischen den Akteuren
3.1 Wer ist daran beteiligt?
Akteur
führt
empfängt
aus
Personen
Qualifikation
-anzahl
3.2 Wie werden die Interaktionen ausgeführt? (Mit welchen Mitteln (Software, Messgerät etc.)/ Heli oder
Schiff favorisiert?)
3.3 Mit welcher Eintrittsbedingung startet die Interaktion?
3.4 Wie lange dauert die Interaktion? Mit welcher Häufigkeit läuft sie ab? (ständige Wiederholung
innerhalb des Prozesses/ einmalig etc.)
Interaktion
Häufigkeit
Dauer
Dauer
Normalablauf
Ausnahmesituation
3.5 Wodurch wird sie abgebrochen? Mit welcher Häufigkeit tritt dies ein? Welche Folgen resultieren
daraus?
3.6 Mit welchen Problemen/ Risiken ist diese Interaktion verbunden? Welche könnten entstehen? Wie
häufig treten diese auf? Mit welchen Kosten sind diese verbunden? Welche führen zu Abbruch?
Problem / Risiko
Häufigkeit
Kosten
Führt zu einem Abbruch
3.7 Welche Interaktionen können verbessert werden? Wie?
3.8 Wieso wurde es bisher nicht anders gemacht? (Hindernisse, Rahmenbedingungen)?
4. Interaktion: Daten und Kommunikation
4.1 Wer muss wo welche Abfrage stellen? (automatisch oder manuell?/ Gemeinsame Datenpools?)
4.2 Welche Daten werden übermittelt? (Format?)
136
4.3 Wie sieht die Übermittlung der Daten aus? Wie sind sie aufbereitet? (Kompatibilität?)
4.4 Ist häufig bei automatisch übermittelten Daten manuell nachzuhaken bzw. noch fehlende Infos
einzuholen? Zusätzlicher Zeitaufwand.
Welche Daten oft z.B. unvollständig, unbrauchbar ?
Zusätzlicher Zeitaufwand
5. Interaktion: Personal
5.1 Welche Personalflüsse laufen in Verbindung mit dieser Aktivität ab?
5.2 Welches Personal? (Art, Größe, Gewicht etc.)
Wer?
Akteurszugehörigkeit
Anzahl
Qualifikation
6. Interaktion: Material
6.1 Welche Materialflüsse laufen in Verbindung mit dieser Aktivität ab?
6.2 Welches Material? (Art, Größe, Gewicht etc.)
Art
Verpackung
Abmessungen/ Größe
Gewicht
7. Interaktion: Abfall
7.1 Mit welchem Abfall ist zu rechnen? (Art, Größe, Gewicht etc.)
Art
Abmessungen/ Größe
Verpackung
Gewicht
7.2 Wer klärt Termin der Abholung? (Gibt Entsorger Termine vor?)
137
8. Interaktion: Finanzen
8.1 Welche Finanzflüsse laufen zwischen beteiligten Akteuren ab?
8.2 Welcher Geldfluss ist mit den meisten Risiken verbunden?
8.3 Wann führt eine Unterbrechung des Finanzflusses zu einem Abbruch des Prozesses?
138
Anhang 5: Anmeldung des Warentransports beim Zoll
1.
Beschreibung
Der Zoll ist für die Überwachung des gesamten grenzüberschreitenden Warenverkehrs unabhängig von
Werten, Herkunft und Ziel zuständig. Er prüft die Zulässigkeit der Ein- und Ausfuhr von Waren. Die deutsche
AWZ unterliegt nicht dem deutschen Hoheitsrecht. Der Warenverkehr zwischen der EU und der deutschen
AWZ muss damit zollrechtlich behandelt werden. Das anzuwendende Zollverfahren richtet sich nach den
ein- bzw. auszuführenden Waren. Der Wirtschaftsbeteiligte sucht das für sich kosten- und organisatorisch
günstigste Verfahren aus. Der Zoll darf kein Verfahren vorschreiben [Ovie 2007b]. Die aus EU-Staaten in die
AWZ auszuführenden Waren werden als Gemeinschaftswaren bezeichnet. Waren, die aus der AWZ in EUStaaten eingeführt werden, werden als Nicht-Gemeinschaftsware behandelt und müssen zollrechtlich
betrachtet werden, d.h. bei der Einfuhr verzollt werden. Abbildung 43 stellt die für den Betrieb eines
Offshore-Windparks grundsätzlich anwendbaren Zollverfahren dar.
Abbildung 43: Darstellung der beim OWP-Betrieb grundsätzlich anwendbaren Zoll-Verfahren
2.
Ausfuhr von Waren in die AWZ
Für Waren die von einem deutschen Hafen oder Flughafen in die deutsche AWZ ausgeführt werden ist die
Ausfuhranmeldung gesetzlich vorgeschrieben. Es wird jedoch empfohlen auch Waren mit einem Wert von
139
unter 1000€ unter Angabe der Material- und Seriennummern zur eindeutigen Wiedererkennung vor dem
Export beim Zoll anzumelden und somit die Nämlichkeit6 und einen problemlosen Reimport zu sichern.
Waren, die ausgeführt werden und innerhalb von 3 Jahren wieder zurück in die EU eingeführt werden,
können bei Einfuhr als Rückwaren abgefertigt werden und müssen gleichzeitig in das Zollverfahren
Abfertigung zum freien Verkehr überführt werden. Sie müssen mit Lieferscheinen, Rechnungen,
Ausfuhranmeldung und Beschreibung eindeutig identifizierbar sein. Statt der Ausfuhranmeldung können
auch vom Zoll abgestempelte Warenrechnungen als Beweis der Ausfuhr verwendet werden. Ferner dürfen
diese Waren im Ausland verwendet und bearbeitet werden, eine Verbesserung darf jedoch nicht
stattfinden bzw. nur dann, wenn diese unvermeidlich ist. Dies trifft beim OWP beispielsweise auf
Werkzeuge, Ersatzteile oder Baugruppen zu.
Die Warenanmeldung erfolgt im Normalverfahren in 2 Stufen. 24 Stunden vor der Warenausfuhr muss bei
der am Geschäftssitz des Ausführers gelegene Ausfuhrzollstelle die Zulässigkeit der Ausfuhr geprüft werden
[Ovie 2007c]. Die Prüfung erfolgt hinsichtlich außenwirtschaftsrechtlicher Sanktionen gegen Unternehmen,
Waren und Personen. Ist die Ausfuhranmeldung elektronisch erfolgt, wird diese zunächst systemseitig
formal geprüft und ggf. direkt abgelehnt. Formal korrekte Ausfuhranmeldungen werden anschließend
durch die Ausfuhrzollstelle geprüft. Beanstandungen werden direkt an den Ausführer zurückgemeldet. Die
Ausfuhrzollstelle entscheidet über die Kontrolle der Waren. Die Ausfuhranmeldung bei der Ausfuhrzollstelle
ist bis zu 150 Tage gültig. Innerhalb dieses Zeitraumes kann die Ware ausgeführt werden. Die Angabe der
Ausganszollstelle ist erforderlich, aber nicht verpflichtend. Der jeweilige Bearbeitungsstatus der
Warenanmeldung ist online einsehbar, wenn die Anmeldung online erfolgte. Die Anmeldung bei der
Ausfuhrzollstelle endet mit dem Erhalt der Movement Reference Number (MRN). Gemäß den
zollrechtlichen Vorschriften muss die Ware bei einer Kontrollanordnung der Ausfuhrzollstelle am Sitz des
Ausführers (kostenlos) oder am Ort des Verpackens und Verladens (in Rechnungstellung von Kosten)
vorgeführt werden, um die Übereinstimmung der Anmeldung mit den Waren zu prüfen. Anschließend
erfolgt das Verbringen der Ware über eine an der Grenze gelegene Ausgangszollstelle, d.h. am Seehafen
oder am zugelassenen Grenz-Flugplatz [Ovie 2007c]. Am Grenzhafen bzw. Grenzflugplatz erfolgt die
Gestellung der Ware am Amtsplatz, d.h. die Ausgangszollstelle wird über die Ankunft der Ware informiert.
Erfolgt die Gestellung der Ware am Versandort, muss die Anmeldung 2 Stunden vor Dienstschluss des
Vortages eingereicht werden. Die Ausgangszollstelle prüft die Ausfuhranmeldung und meldet eine geplante
Kontrolle dem Ausführer. Grundsätzlich behält sich der Zoll das Recht auf Kontrolle vor. Nach Ablauf einer
von der Ausgangszollstelle vorgegebenen Frist, z.B. in Bremerhaven 2 Stunden, wird die Ware dem
Ausführer automatisch überlassen. Geringfügige Beanstandungen, die bei der Überprüfung gemacht
werden, führen zu einem Vermerk in der Ausfuhrzulassung. Schwerwiegende Beanstandungen führen zu
6
Nämlichkeitssicherung: Sicherung gegen Austausch oder der Veränderung von unter zollamtlicher Überwachung
beförderten Waren [www.wikipedia.de]
140
einem Versagen der Ausfuhr. Die Ausgangszollstelle meldet der Ausfuhrzollstelle die Ordnungsmäßigkeit
der Ausfuhranmeldung. Die Ausfuhrzollstelle übermittelt dem Ausführer die Ordnungsmäßigkeit mit dem
Ausgangsvermerk, womit die Ausfuhr zollrechtlich abgeschlossen ist. Die Ware ist von der
Ausfuhranmeldung bis zur abgeschlossenen Ausfuhr unter zollrechtlicher Überwachung.
Je nach Sitz des Ausführers können Ausfuhr- und Ausgangszollstelle gleich sein. Wird die Zollanmeldung
über einen „zugelassenen Ausführer“ durchgeführt, wird das Verfahren beschleunigt. Bei elektronischer
Ausfuhranmeldung erfolgt die Vergabe der MRN automatisch, eine Einzelprüfung durch Beamte wird nur in
Stichproben vorgenommen. Die Prüfung und Gestellung der Ware wird wie im Normalverfahren an der
Ausgangszollstelle vorgenommen. Der zugelassene Ausführer muss dabei der Ausführer selbst sein. Eine
Übertragung an einen Dienstleister, der den Status „zugelassener Ausführer“ hat, ist nicht erlaubt.
3.
Einfuhr von Waren aus der AWZ
Waren, die aus der deutschen AWZ in die EU eingeführt werden sollen sind als Nicht-Gemeinschaftsware zu
betrachten und müssen beim Zoll grundsätzlich zollrechtlich angemeldet werden. Bis 14 Tage vor der
tatsächlichen Einfuhr kann eine Anmeldung erfolgen, für die dann eine ATA-Arbeitsnummer zur vorherigen
Prüfung vergeben wird (Vorgestellung). Aber erst mit Gestellung der Ware kann diese auch angemeldet
werden und erhält die sogenannte ATC-Nummer. Die Gestellung der Ware kann an der Einfuhrzollstelle
oder im Versandverfahren bei der Ausfuhrzollstelle am Ort erfolgen. Versandverfahren bedeutet, dass
Waren zeitnah zwischen verschiedenen Orten befördert werden dürfen [Ovie 2007b]. Damit werden erst
Einfuhrabgaben erhoben oder handelspolitische Maßnahmen ergriffen, wenn die Ware an ihrem
Bestimmungsort ihre endgültige zollrechtliche Bestimmung erhält [Ovie 2007b]. Werden die Waren in
einem Nicht-Freihafen entladen, so gilt die Kaikante als Amtsplatz.
Handelt es sich um Nicht-Gemeinschaftswaren zur Wiederausfuhr, die in einer Freizone gelagert werden, so
ist eine Gestellungsanzeige ausreichend. Diese Waren müssen innerhalb von 14 Tagen wieder ausgeführt
werden. Geht die Lagerungszeit darüber hinaus ist eine summarische Anmeldung erforderlich, wonach die
Waren unbegrenzt gelagert werden können.
Weiterhin gibt es das Zolllagerverfahren. Zolllager können zur Lagerung von Waren unter festgelegten
Voraussetzungen vom Wirtschaftsbeteiligten eingerichtet werden. Sie werden der Zollbehörde zugelassen
und von ihr überwacht. [Ovie 2007b] Für die Einrichtung eines Zolllagers ist die wirtschaftliche
Notwendigkeit nachzuweisen.
Sollen die einzuführenden Waren in der EU in den freien Handel eingehen, so sind sie in den zollrechtlich
freien Verkehr zu überführen. Erst im Anschluss können sie als Gemeinschaftsware am Güterumsatz und an
der Preisbildung beteiligt werden [Ovie 2007b].
141
Handelt es sich bei den aus der AWZ einzuführenden Waren um defekte Bauteile oder Verschleißteile so
haben diese ebenfalls den Status der Nicht-Gemeinschaftsware. Sie können gemäß dem Verfahren der
„aktiven Veredelung“ behandelt werden, wenn eine Reparatur und Wiederausfuhr geplant ist. Die Waren
werden vorübergehend zur Reparatur in den Status der Gemeinschaftsware überführt und müssen nach
max. 2 Jahren wieder ausgeführt werden, da sie sonst den Status der Gemeinschaftsware verlieren und
verzollt werden müssen.
Abfall, der vernichtet werden soll ist zollfrei. Hierzu gehören nicht nur verbrauchte Betriebsstoffe, sondern
beispielsweise auch defekte Bauteile.
Die Ware darf erst dem Wirtschaftsbeteiligten überlassen werden, wenn die Zölle bezahlt wurden. Um
Verzögerungen zu vermeiden, können Aufschubkonten eingerichtet werden, über die die Zölle abgerechnet
werden.
Die Anmeldungspflicht gilt auch für Materialien, die nur zu Reparaturzwecken in den OWP gebracht wurden
oder für ganze Anlagen oder Anlagenteile. Erfolgt keine Anmeldung der Waren nimmt der Zoll die Ware bis
zu 45 Tage vorübergehend in Verwahrung. Werden in dieser Zeit die erforderlichen Unterlagen zur Einfuhr
nicht beschafft, geht die Ware in den Besitz der BRD über und wird von ihr veräußert. Die Zölle orientieren
sich am Wert der Ware selber. Pro Jahr und Windpark sind mehrere tausend Zollfälle zu erwarten. Der
Zollsatz ist u.a. auf der Homepage der Europäischen Kommission unter folgendem Link einzusehen:
http://ec.europa.eu/taxation_customs/dds2/taric/taric_consultation.jsp?Lang=de
Der Zollsatz für windbetriebene Stromerzeugungsaggregate liegt bei 2,7 % (ohne Gewähr, auf Basis
zugänglicher Unterlagen ermittelt). Verbindliche Tarifauskünfte erteilt das Hauptzollamt Hannover.
4.
Anmeldeverfahren
Um Waren für die Einfuhr anzumelden kann u.a. das IT‐Anmeldeverfahren Internet‐Zollanmeldung‐Einfuhr
(IZA) und für die Ausfuhranmeldung Internet-Ausfuhranmeldung-Plus (IAA‐Plus) verwendet werden. Die
Informationen, die bei den jeweiligen Anmeldeverfahren angegeben werden müssen, sind Tabelle 1 zu
entnehmen. Dabei ist zu beachten, dass es sich bei den Angaben der IAA‐Plus um ein normales
Ausfuhrverfahren handelt. [Zoll 2012]. Die Anmeldungen werden über das Automatisierte Tarif- und Lokale
Zollabwicklungssystem (ATLAS) abgewickelt. Darauf aufbauende Softwaretools für die elektronische
Erfassung sowie automatisierte Abfertigung und Überwachung des grenzüberschreitenden Warenverkehrs
gemäß Art. 4a der Zollkodex-Durchführungsverordnung sind z.B. ZODIAK oder DAKESY. ATLAS wird vom
Bundesministerium der Finanzen (BMF) gestellt. [BMF 2011]
142
Der Zeitaufwand für die Anmeldung schwankt zwischen 5 Minuten und einem ganzen Tag. Dies ist abhängig
von dem Material und der Anzahl der Waren sowie von der Dauer um alle relevanten Informationen
zusammen zu stellen.
Tabelle 11: Angaben bei der Internet‐Zollanmeldung (IZA) und einer Ausfuhranmeldung mit Internet‐
Ausfuhranmeldung‐Plus (IAA‐Plus)
Internet-Zollanmeldung (IZA)
Internet-Ausfuhr-Anmeldung-Plus (IZA-Plus)
[BMF 2011]
[Zoll 2012]
Allgemeine Angaben
Anmeldung:
•
Anmeldung zwischen wem der Warenverkehr erfolgt
•
EORI Nummer
•
Anmeldeart
•
Niederlassungsnummer
•
Bearbeitende Dienststelle
•
Typ des Zertifikats
•
Bezugsnummer
•
Softwarezertifikat
•
Art des Geschäfts
•
Statistikstatus
Kopfseite1:
•
Zahlungsart
•
Art der Ausfuhr,
•
Ort
•
Art der Anmeldung
•
Datum der Anmeldung
•
Name des Anmelders/Vertreters
Kopfseite 2:
•
Stellung der Firma
•
Bestimmungsland
•
Telefonnummer
•
Ausfuhrland
•
Ausfuhrszollstelle
•
Ausgangszollstelle
Adressdaten
•
Versender/Ausführer, Empfänger, Anmelder
•
Abgabe der eAM bei besondere Umstände
•
EORI-Nummer
•
Beförderungskosten (Zahlungsweise)
•
Name, Vorname bzw. Firma
•
Gesamt-Rohmasse (kg)
•
Straße u. Hausnummer
•
Bezugsnummer
•
Ortsteil
•
Kennung der Sendung
•
Postleitzahl, Ort
•
Registriernummer (Fremdsystem)
•
Nationalitätskennzeichen
•
Zugelassener Ausführer
•
Versender/Ausführer
•
Ladeort (Adresse)
•
Identifikation ob Versender/Ausführer Empfänger,
•
Auswahl:
Anmelder
ist
Ausführer
oder
Subunternehmen beauftragt
Anmelder, Vertreter oder Erwerber ist
•
Ansprechpartner (Name, Stellung, Telefon, Fax,
•
Empfänger
•
Vorsteuerabzugsberechtigt
•
Niederlassungsnummer
•
Adresskonstellation
•
Anmelder
•
Empfänger und Endverwender (TIN, Name, Straße,
•
Niederlassungsnummer
Email)
PLZ, Ort, Land)
143
Internet-Zollanmeldung (IZA)
Internet-Ausfuhr-Anmeldung-Plus (IZA-Plus)
[BMF 2011]
[Zoll 2012]
•
Art der Vertretung
•
Erwerber anderer Mitgliedstaaten
•
Grenzüberschreitendes aktives Beförderungsmittel,
Staatszugehörigkeit, Kennzeichen
Lieferdaten
•
Verkehrsmittel (Inland, Grenze)
•
Beförderungsroute
•
Versendungs-/Ausfuhrland
•
Lieferbedingungen (Incoterm-Code)
•
Bestimmungslandcode
•
Geschäftsvorgang/Rechnung (Art des Geschäfts,
•
Bestimmungsbundesland
Rechnungsbetrag, Währung)
Lieferdaten
Positionsseite:
•
Sitz des Einführers
•
Kennzeichen
des
•
Beförderungsmittels
bei
•
Container
•
Lieferbedingungen
•
Schlüssel
•
Art
Statistik (Statistischer Wert (€), Menge in bes.
Verfahren
(angemeldetes
vorangegangenes
Lieferbedingungen
•
Sendung (Gefahrgutnummer, Kennung der Sendung,
Maßeinheit, Ursprungsbundesland)
•
Lieferort
Warennummer,
Beförderungskosten (Zahlungsweise))
•
•
(Warenbezeichnung,
Rohmasse (kg), Eigenmasse (kg))
der
Ankunft
Ware
Verfahren,
Verfahren,
evtl.
Verfahren, Registrierungsnummer Fremdsystem)
•
Packstücke, Art, Anzahl, Zeichen/Nummer
Beförderungsmittels
•
Container, Nummer
•
Staatszugehörigkeit
•
Vorpapiere (Nr., Art, Referenz, Zusatz)
•
Verkehrszweig an der Grenze
•
Unterlagen (Nr., Typ)
•
Inländischer Verkehrszweig
•
Eingangszollstelle
•
Warenort
•
Summarische Anmeldung/Vorpapier
•
Summarische Anmeldedaten
des
weiteres
grenzüberschreitenden
aktiven
Die praktische Umsetzung der zollrechtlichen Bestimmungen erfolgt in Abstimmung mit den zuständigen
Zollämtern. Die beschriebenen Regelungen werden derzeit in der Branche und mit den zuständigen
Institutionen diskutiert. Ein Arbeitskreis der Bundesfinanzdirektion Nord wurde eingerichtet. Ergebnisse
sind dem Projekt nicht bekannt.
144
5.
Begriffsdefinitionen zur Anmeldung des Warentransports
Zugelassener Ausführer:
„Ein Zugelassener Ausführer ist ein Ausführer, dem das zuständige Hauptzollamt bewilligt hat, Waren
vereinfacht, d.h. ohne Gestellung bei der Ausfuhrzollstelle und ggf. unter Abgabe einer Ausfuhranmeldung,
die zunächst nicht alle Angaben enthält, in das Ausfuhrverfahren zu überführen. Fehlende Angaben sind
später mit einer ergänzenden Ausfuhranmeldung nachzureichen.“
[Quelle: http://www.zoll.de/DE/Unternehmen/Warenverkehr/Ausfuhr-in-einen-Nicht-EUStaat/Verfahren/Verfahrenserleichterungen/Zugelassener-Ausfuehrer/zugelassener-ausfuehrer.html]
Zugelassener Wirtschaftbeteiligter:
„Seit dem 1. Januar 2008 können Unternehmen, die in der Europäischen Union ansässig und am
Zollgeschehen beteiligt sind, den Status des Zugelassenen Wirtschaftsbeteiligten (AEO) beantragen. Der
Status berechtigt zu Vergünstigungen sicherheitsrelevanter Zollkontrollen und/oder Vereinfachungen
gemäß den Zollvorschriften.
Ziel ist die Absicherung der durchgängigen internationalen Lieferkette ("supply chain") vom Hersteller einer
Ware bis zum Endverbraucher. Der Status des Zugelassenen Wirtschaftsbeteiligten ist in allen
Mitgliedstaaten gültig und zeitlich nicht befristet.
Der Status kann in drei Varianten erteilt werden:

AEO-Zertifikat "Zollrechtliche Vereinfachungen" (AEO C)

AEO-Zertifikat "Sicherheit" (AEO S)

AEO-Zertifikat "Zollrechtliche Vereinfachungen/Sicherheit" (AEO F)
Die Varianten unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Bewilligungsvoraussetzungen und den damit
verbundenen Vorteilen.
Die gesetzlichen Bestimmungen zum Zugelassenen Wirtschaftsbeteiligten ergeben sich im Wesentlichen
aus:

Artikel 5a Zollkodex (ZK)

Artikel 14a – 14x Zollkodex-Durchführungsverordnung (ZK-DVO)“
[Quelle: http://www.zoll.de/DE/Unternehmen/Warenverkehr/Einfuhr-aus-einem-Nicht-EUStaat/Verfahren/Verfahrenserleichterungen/AEO/aeo.html]
145
Bewilligungsvoraussetzungen
sind
unter
der
folgenden
Adresse
einsehbar:
http://www.zoll.de/DE/Fachthemen/Zoelle/Zugelassener-WirtschaftsbeteiligterAEO/Bewilligungsvoraussetzungen/bewilligungsvoraussetzungen_node.html
Die resultierenden Vorteile für einen zugelassenen Wirtschaftsprüfer sind unter der folgenden Adresse
einsehbar:
http://www.zoll.de/DE/Fachthemen/Zoelle/Zugelassener-Wirtschaftsbeteiligter-
AEO/Vorteile/vorteile_node.html
6.
Literatur zur Anmeldung des Warentransports beim Zoll
Interviews mit Industriepartnern, Logistikunternehmen und Windenergieanlagenherstellern
[BMF
2011]
Internetzollanmeldung
–
ATLAS.
Bonn:
Bundesministerium
der
Finanzen.
https://www.einfuhr.internetzollanmeldung.de/iza/form/display.do?%24context=1C60C26E4DDD6B77DE2
2 [Stand: 05.12.2012 bis 20.12.2012]
[BFDN 2012] ATLAS Automatisiertes Tarif- und Lokales Zoll-Abwicklungs-System inkl. AES Automated Export
System (IT-gestütztes Ausfuhrverfahren). Merkblatt für Teilnehmer zum ATLAS-Release 8.4/AES-Release
2.1, Hamburg: Bundesfinanzdirektion Nord.
[EK 2007] Zugelassene Wirtschaftsbeteiligte („Authorised Economic Operator“ – AEO) Leitlinien. Brüssel:
Europäische Kommission, Generaldirektion Steuern und Zollunion, Zollpolitik, Risikomanagement,
Sicherheit und besondere Kontrollen.
[Ovie 2007a] Das Europäische Zollrecht Teil 1: Zollbegriff, Zolltheorien, Rechtsgrundlagen, Zollkodex
(Allgemeine Regeln), In: AW-Prax, August 2007, S. 343 - 348
[Ovie 2007b] Das Europäische Zollrecht Teil 2: Zollkodex (Verfahrensrecht), In: AW-Prax, September 2007,
S. 385 - 390
[Ovie 2007c] Das Europäische Zollrecht Teil 3: Zollkodex (Verfahrensrecht – Fortsetzung), In: AW-Prax,
Oktober 2007, S. 427 - 432
[Ovie 2007d] Das Europäische Zollrecht Teil 4: Zollkodex (Verfahrensrecht – Fortsetzung und
Abgabenrecht), In: AW-Prax, November 2007, S. 471 - 478
[ZK 2007] Zollkodex (ZK) 01.01.2007 i.d.F. vom 12.10.1992.
[Zoll 2012] Zoll – Grenzenloser Einsatz für Deutschland. Bundesministerium für Finanzen. Bonn.
http://www.zoll.de/DE/Home/home_node.html. [Stand 19.09.2012].
146
Anhang 6: Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei beim Grenzübertritt in
und aus der AWZ
1.
Beschreibung
Sobald Personen die AWZ von Deutschland aus betreten bzw. aus der AWZ nach Deutschland einreisen
(betreten der 12-Seemeilenzone), gilt dies als Grenzübertritt. Dieser ist unter Berücksichtigung der
Vorgaben des Schengener Grenzkodex (EU-Verordnungen 562/2006 und 610/2013) bei der Bundespolizei
anzumelden. Der Schengener Grenzkodex ist ein Gemeinschaftskodex der EU für das Überschreiten der
Grenzen durch Personen. Der Grenzkodex legt Sonderbestimmungen für die Kontrolle von Arbeitnehmern
auf Offshore-Anlagen fest. Nach Artikel 18 und Anhang VII Nr. 8 der EU-Verordnung 610/2013 ist der
Arbeitnehmer auf Offshore-Anlagen eine Person, die auf einer im Küstenmeer oder in einer
ausschließlichen Wirtschaftszone der Mitgliedstaaten gelegenen Offshore-Anlage arbeitet und regelmäßig
ohne Aufenthalt in dem Hoheitsgebiet eines Drittstaats auf dem See- oder Luftweg in das Hoheitsgebiet der
Mitgliedstaaten zurückkehrt. Er wird keinen systematischen Kontrollen unterzogen. Die Häufigkeit von
Kontrollen hängt von dem Risiko der illegalen Einwanderung ab.
Der Grenzübertritt von Personen muss für alle Übertritte in und aus der Ausschließlichen Wirtschaftszone
(AWZ) bei der Bundespolizei angemeldet werden. Bewegungen von Personen ausschließlich innerhalb der
12-Seemeilenzone erfolgen innerhalb des deutschen Staatsgebietes und gelten damit nicht als
Grenzübertritte.
Das Überschreiten der Außengrenzen darf nur an Grenzübergangsstellen und während der festgelegten
Verkehrsstunden erfolgen. Für den Schiffsverkehr ist dies die Hafengrenzdienststelle des angelaufenen
Seehafens und für den Flugverkehr der zugelassene Grenzübergangsflughafen. Bei einem nichtzugelassenen Grenzübergangsflughafen muss ein Antrag auf Grenzerlaubnis (§ 61 BPOLG) inkl. der
vollständigen Angaben über die Passagiere und Besatzungsmitglieder gestellt werden. Hiervon betroffene
Flughäfen sind beispielsweise Nordholz und Emden. Der Antrag auf Grenzübergangserlaubnis muss 24h vor
Abflug/Ankunft bei der zuständigen Grenzdienststelle gestellt werden. Die Erlaubnis wird an den Antragsteller übermittelt. Ein- und Ausreisen ohne Erlaubnis sind nicht gestattet. Sind die Listen zum Zeitpunkt der
erforderlichen Antragstellung nicht vollständig, muss eine telefonische Voranmeldung erfolgen.
Die Einreisevoraussetzungen für Personen unterscheiden sich durch deren Staatsangehörigkeit.
Grundsätzlich müssen alle Personen unabhängig ihrer Staatsangehörigkeit bei einem Grenzübertritt ein
Grenzübertrittspapier (Personalausweis oder Reisepass, Führerschein ist nicht ausreichend) mitführen. Ist
dies nicht der Fall, können von der Bundespolizei für deutsche Staatsangehörige Reiseausweise als
Passersatz (Aufwand 5 min., bis 4 Wochen gültig, Kosten 8€) oder für Ausländer Notreiseausweise nach
Maßgabe des § 13 AufenthV (Lichtbild erforderlich; Kosten 25€) ausgestellt werden. Vorausgesetzt wird
dabei, dass die Identität glaubhaft gemacht werden kann. Verzögerungen der Ab- oder Einreise sind hier
147
nur in einem sehr geringen Maße zu erwarten. Für die Einreise und den Aufenthalt in das Gebiet der
Schengener Vertragsstaaten benötigen Drittstaatsangehörige einen Pass, der mindestens für die Dauer des
Aufenthalts und noch für mindestens 3 Monate nach Ende des Aufenthalts gültig ist. Verschiedene
Drittstaatsangehörige sind visumpflichtig (vgl. www.auswaertiges-amt.de). Bei Tätigkeiten, die von der
Person nur in der AWZ durchgeführt werden, reicht dann ein Visum für die Durchreise. Eine gültige
Aufenthaltsgenehmigung eines Schengenstaates ist ebenfalls ausreichend. Ein deutscher Aufenthaltstitel,
der zur Aufnahme einer Erwerbstätigkeit berechtigt, ist für Drittstaatsangehörige Arbeitnehmer nicht
erforderlich, da das AufenthG in der AWZ keine Geltung hat. Sofern vorab bei einer Auslandsvertretung ein
Schengenvisum beantragt wird,
muss die Gültigkeit mindestens 2 Einreisen und die Dauer des
Gesamtaufenthalts umfassen. Das Visum unterscheidet sich damit vom Visum der Schiffsbesatzung.
Alle Personen werden bei der Ein- und Ausreise einer Mindestkontrolle unterzogen. Drittstaatsangehörige
werden eingehend kontrolliert. Die Bundespolizei hat stets das Recht, persönliche Kontrollen vor Ort
durchzuführen. Angegebene Abfahrts- bzw. Abflugzeit dürfen daher nicht ohne Meldung an die
Bundespolizei verlegt werden. Kontrollen vor Ort werden spontan, unsystematisch und nach Beurteilung
der Risikogefährdung durchgeführt. Das grenzpolizeiliche Risiko wird dabei definiert als Gefahr für die
öffentliche Ordnung, die innere Sicherheit, die öffentliche Gesundheit oder die internationalen
Beziehungen eines Mitgliedstaats. Personen dürfen insbesondere nicht in den nationalen Datenbanken der
Mitgliedstaaten zur Einreiseverweigerung aus den genannten Gründen ausgeschrieben worden sein. [EU
562/2006] In der Gesamtschau ist zu beachten, dass grenzpolizeiliche Kontrollen im Schiffsverkehr auch im
Zusammenhang mit der Zusammensetzung der Besatzungsmitglieder erforderlich werden. Im Transit, d.h.
die Person verlässt das Schiff im Hafen nicht, besteht die Passpflicht (§ 26 AufenthV). Ein Visum ist nicht
erforderlich. Dies trifft häufig bei Seefahrern zu. Für den Aufenthalt im Hafenort können ausschließlich
Seeleute vom Erfordernis eines Aufenthaltstitels (§ 4 AufenthG) befreit werden. Zum Nachweis der
Befreiung erhalten sie einen Passierschein (§ 24 AufenthV).
In einigen Seehäfen ist der Zoll gleichzeitig Hafengrenzdienststelle und führt die grenzpolizeilichen
Kontrollen im Auftrag der Bundespolizei durch, z.B. Wilhelmshaven. Im Hafen Hamburg erfolgen die
Grenzkontrollen durch die Wasserschutzpolizei Hamburg
2.
Anmeldung von Grenzübertritten bei Nutzung eines Schiffes
Der Schiffsführer ist für alle an Bord befindlichen Personen verantwortlich. Die Anmeldung bei der
Hafengrenzdienststelle erfolgt mit Besatzungs- und Passagierlisten durch den Reeder, einen Schiffsagenten
oder den Kapitän des Schiffs bzw. eine von ihm beauftragte Person. Die Listen sind entsprechend den
Formularen IMO FAL Form 5 „Crew List“ und IMO FAL Form 6 „Passenger List“ zu führen (Anhang 1). In den
148
Seehäfen Hamburg, Bremen und Bremerhaven erfolgt die Anmeldung zur Einreise über den "PRE ARRIVAL
REPORT".
Bei der Einreise müssen die Listen elektronisch vorab an die Hafengrenzdienststelle übermittelt werden.
Die Liste ist während der gesamten Hafenliegezeit auf Anfrage den Beamten vorzulegen. Änderungen in der
Zusammensetzung und der Zahl der Besatzung und Passagiere ist den zuständigen Stellen unverzüglich zu
melden. Bei der Ausreise müssen die Listen spätestens 2 Stunden vor Abfahrt des Schiffs vollständig sein.
Personen, die einen Grenzübertritt beabsichtigen, müssen sich dann ebenfalls an Bord befinden.
Der Eingang der Listen wird seitens der Bundespolizei bestätigt. In der Bestätigung kann eine Kontrolle oder
Nicht-Kontrolle angegeben werden. Dies entspricht der VO (EU) 610/2013 und ist in Bremerhaven üblich.
Wird eine Kontrolle vor Ort angekündigt darf das Schiff nicht ohne die durchgeführte Kontrolle den Hafen
verlassen. Spontane Kontrollen sind auch bei einer angekündigten Nicht-Kontrolle möglich. Die Bestätigung
der Bundespolizei muss während der Liegezeit in der Brücke ausgelegt werden. Keine Listenübersendung
vorab (Pre Arrival Report) führt automatisch zur Kontrolle Dies gilt sowohl für die Ein- als auch für die
Ausreise.
In Bremerhaven werden die Tätigkeiten der Bundespolizei durch das Bremenports Operations System
unterstützt. Es werden die ankommenden und abfahrenden Schiffe mit Zeiten und Liegeplätzen angezeigt,
so dass Ankunfts- und Abfahrtszeiten direkt abrufbar und eventuell anstehende Kontrollen geplant werden
können.
Die Vollständigkeit und Richtigkeit der Unterlagen / Informationen über Grenzübertritte muss gegeben
sein. Personen an Bord, die nicht angemeldet sind, entziehen sich der Kontrolle des grenzpolizeilichen
Verkehrs. Dies ist ein ordnungswidriges Verhalten und wird geahndet.
3.
Anmeldung von Grenzübertritten bei Nutzung eines Helikopters
Die Übermittlung der Passagier(PAX-)listen erfolgt durch den Piloten oder das Flughafenmanagement 24
Stunden vor dem Abflug. Die Grenzerlaubnis wird grundsätzlich für Ankunft und Abflug erteilt. Sind zeitliche
Änderungen erforderlich. müssen die neuen Informationen erneut mit korrigiertem Zeitplan an die
Bundespolizei übermittelt werden. Dies trifft auch bei Änderungen in der PAX-Liste zu.
Die PAX-Liste für den Flug mit dem Helikopter enthält neben den Fluginformationen (Datum,
Helikopterkennzeichen, Abflug- und Ankunftsort, erwartete Abflug- und Ankunftszeit) vor allem
Passagierinformationen (u.a. Vor- und Nachname, Geburtsdatum, Nationalität, Passnummer, Kundenname,
Firmenname). Die Inhalte der Listen sind analog der IMO-Listen für Schiffe. Es können
unternehmensinterne Listen mit den geforderten Informationen (Name, Geburtsdatum, etc.) abgegeben
149
werden, ein Formular ist nicht vorgesehen. Sollte die Passagierliste vor der Anmeldung nicht vollständig
ausgefüllt sein, werden die fehlenden Informationen umgehend nachgereicht.
An Flughäfen sind grundsätzlich bei Ein- und Ausreise Kontrollen vorgesehen.
Unabhängig davon, ob Offshoreflüge innerhalb der 12-Sm-Zone oder in die AWZ durchgeführt werden,
werden diese angemeldet. Dies dient standardmäßig der betrieblichen Absicherung, insbesondere um im
Ernstfall Nachweise über Passagiere und Besatzung erbringen zu können.
4.
Literatur Anmeldung von Personen bei der Bundespolizei beim Grenzübertritt in und aus
der AWZ
Interviews mit Industriepartnern, Logistikunternehmen, Hafengrenzdienststelle in Bremerhaven
[BP 2013] Bundespolizei, www.bundespolizei.de, letzter Zugriff 19.09.2013
[HK 2013] Havariekommando, www.havariekommando.de, letzter Zugriff 19.09.2013
[EU 562/2006] Verordnung (EG) Nr. 562/2006 des europäischen Parlaments und des Rates vom 15.3.2006
über einen Gemeinschaftskodex für das Überschreiten der Grenzen durch Personen
[EU 610/2013] Verordnung (EU) Nr. 610/2013 des europäischen Parlaments und des Rates vom 26.6.2013
zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 562/2006 des europäischen Parlaments und des Rates über einen
Gemeinschaftskodex für das Überschreiten der Grenzen durch Personen
Weitere Informationen liegen dem Projekt SystOp Offshore Wind vor und können bei Bedarf abgefragt
werden.
150
IMO CREW LIST
(IMO FAL Form 5)
Page Number
Departure
Arrival
1.1 Name of ship
1.2 IMO number
1.3 Call sign
1.4 Voyage number
2. Port of arrival/departure
3. Date of arrival/departure
4. Flag State of ship
5. Last port of call
6. No. 7. Family name, given names
8. Rank or rating
9. Nationality
10. Date and
place of birth
11. Nature and number of
identity document
12. Date and signature by master, authorized agent or officer
151
IMO PASSENGER LIST
(IMO FAL Form 6)
Page Number
Arrival
1.1 Name of ship
1.2 IMO number
1.4 Voyage number
5. Family name, given names
2. Port of arrival/departure
6. Nationality
7. Date and place of birth
1.3 Call sign
3. Date of arrival/departure
8. Type of identity or
travel document
Departure
9. Serial number of identity or
travel document
4. Flag State of ship
10. Port of
embarkation
11. Port of
disembarkation
12. Transit
passenger or not
13. Date and signature by master, authorized agent or officer
152
Anhang 7: Entsorgung von OWP-Abfällen
1.
Beschreibung
Gemäß der Betriebsgenehmigung des OWP dürfen keine Stoffe in das Meer eingebracht werden.
Anfallende Abfälle und verbrauchte Betriebsmittel müssen an Land nach geltendem Recht entsorgt werden.
Die zuständigen Entsorger sind vom Ort der Übergabe und der Art des Abfalls abhängig.
Die Übergabe der OWP-betriebsspezifischen Abfälle kann
•
direkt im Seehafen und
•
über die Onshore-Service-Station
erfolgen.
Die
Entsorgung
der
Abfälle
wird
projektspezifisch
umgesetzt
und
hängt
wesentlich
vom
Instandhaltungskonzept ab. Grundsätzlich erfolgt die Entsorgung über einen nach EfbV7 zertifizierten
Entsorger.
Schiffsbetriebsabfälle und OWP-spezifische Abfälle dürfen nicht vermischt werden und müssen getrennt
entsorgt werden. Die Entsorgung der Schiffsbetriebsabfälle unterliegt den Regelungen der Schifffahrt.
Die Leistungen der Abfall- und Abwasserentsorgung von OWP sind projektspezifisch und vertragsabhängig.
Es sind jedoch die jeweiligen rechtlichen Regelungen zur Abfallentsorgung der Länder und Kommunen zu
beachten, da sich diese unterscheiden können. Grundsätzlich ist es ratsam sich erst mit den zuständigen
Behörden abzustimmen.
Auf der Onshore-Service-Station werden die für die Einsätze an der Windenergieanlage bzw. dem
Umspannwerk nötigen Abfallbehälter zusammengestellt und ggf. in geeigneten Transportbehältern
verpackt. Die Transportbehälter werden zum Transportmittel befördert und entsprechend im Helikopter
oder an Deck des Schiffes seefest verstaut. An der Windenergieanlage werden die Transportbehälter mit
dem auf der Windenergieanlage bzw. dem Umspannwerk installierten Kran auf die Plattform gehoben. Auf
der WEA werden sie mit dem Fahrstuhl in die Gondel transportiert. Die Abfälle werden, entsprechend der
Abfallkategorien, in den dafür vorgesehenen Behältern gesammelt und nach Abschluss der Arbeiten in den
Transportbehältern gemeinsam mit den o.g. Materialien per Schiff zurück zur Service-Station transportiert.
7
EfbV - Entsorgungsfachbetriebsverordnung
153
Dort
wird
der
Abfall
ordnungsgemäß
zwischengelagert
und
von
einem
zertifizierten
Entsorgungsunternehmen abgeholt und entsorgt.
Arbeiten die mit einer Jack up – Barge, einem Kabelleger oder einem größeren Schiff durchgeführt werden
erfolgen direkt von einem Seehafen aus. Die für die Einsätze nötigen Werkzeuge, Ersatzteile und
Betriebsstoffe sowie Ausrüstung werden an Land zusammengestellt und in geeigneten Transportbehältern
verpackt. Die Transportbehälter werden auf die Jack up – Barge bzw. den Kabelleger gebracht und verstaut.
Die Arbeiten an den Kabeln, der Windenergieanlage oder des Umspannwerks erfolgen größtenteils vom
Schiff aus, sodass ein Transfer von Betriebsmitteln und Abfällen nicht zu erwarten ist. Die Abfälle, die bei
den Tätigkeiten an Bord der Schiffe entstehen, werden in dafür vorgesehenen Abfallbehältern an Bord
gesammelt. Nach Abschluss der Arbeiten werden die Abfälle im Seehafen ordnungsgemäß getrennt,
gesammelt, ggf. zwischengelagert und einem zertifizierten Entsorger übergeben.
2.
Abfallrechtliche Bestimmungen
Eine Zusammenfassung der abfallrechtlichen Regelwerke ist im Anhang zu finden.
Obwohl die Bundesrepublik Deutschland laut Seerechtsübereinkommen (SRÜ) die Rechte der
wirtschaftlichen Nutzung in der deutschen AWZ genießt, gilt die AWZ als Hohe See und ist damit
internationales Gewässer. Abfalltransporte aus OWP, die in der deutschen AWZ liegen, passieren die
deutsche Zollgrenze. Bei der Einfuhr von Abfällen sind folglich abfallrechtliche und zollrechtliche
Bestimmungen zu beachten [Zoll 2012]. Die Zollrechtlichen Bestimmungen sind in den „Informationen zur
Anmeldung des Warentransports beim Zoll“ zu finden.
Die Einfuhr von Abfällen aus der AWZ in die Bundesrepublik Deutschland, richtet sich im Wesentlichen nach
der Verordnung über die Verbringung von Abfällen (VVA) und das deutsche Abfallverbringungsgesetz
(AbfVerbrG). Ausgenommen von der VVA sind bestimmte Abfälle, für die eigene Verordnungen gelten, wie
zum Beispiel radioaktive Abfälle. [VVA 2006]
Je nach vorgesehenem Entsorgungsverfahren und Abfallart ergeben sich Beschränkungen, die in Tabelle 12
vorgestellt werden.
Tabelle 12: Übersicht über die Regelungsbereiche der VVA für Import in die EU [Wuttke 2007]
Grenzüberschreitende Verbringung
Abfälle
zur
Verwertung
Anhang
Import in die EU (Art. 41 bis 46)
III
(„Grüne“
Abfallliste), IIIA und IIIB; ≤ 20 kg
Abfälle zur Verwertung; Anhänge III, III A und III B; >
20 kg
Freie Verbringung Art. 3 Abs. 2
Informationspflicht Art. 18
154
Grenzüberschreitende Verbringung
Abfälle
zur
Verwertung;
Anhang
Import in die EU (Art. 41 bis 46)
IV
(„Gelbe“ Verboten, mit Ausnahmen1; Notifizierung gemäß
Abfallliste) und IV A
Art. 43 bis 46
Abfälle zur Laboranalyse; ≤ 25 kg
Informationspflicht Art. 3 Abs. 4, Art. 18
Abfälle zur Beseitigung
1)
Verboten, mit Ausnahmen²; Notifizierung gemäß
Art. 41 und 42
die Einfuhr aus Staaten, für die der OECD-Beschluss gilt, Basel Vertragsparteien und Staaten mit
bilateraler Vereinbarung ist erlaubt
2)
die Einfuhr aus Basel Vertragsparteien und Staaten mit bilateraler Vereinbarung ist erlaubt
Beim Betrieb eines OWP entstehen verschiedene Arten von Abfällen, die zum einen unter-schiedlich
entsorgt und zum anderen in verschiedenen Kategorien gemäß der Abfallverbringung unterteilt werden
müssen (Abbildung 44).
Abbildung 44: Möglichkeiten der grenzüberschreitenden Verbringung von Abfällen
Verpackungen aus Papier, Pappe und Kartonage (PPK) haben beispielsweise die Abfallverzeichnisnummer
15 01 01. Für diese Abfallart ist eine stoffliche Verwertung vorgesehen. Dieser Abfall gehört laut Basler
Übereinkommen zu der „Grünen“ Abfallliste mit einem Basel Code - B3020. Der Zoll Code (Harmonisierte
System) für Pappe und Papier ist 4797 (Abbildung 45). Die verschiedenen Abfallidentifizierungscodes
werden beim Ausfüllen der Formulare benötigt.
155
Abbildung 45: Abfall- und zollrechtliche Kennzeichnung für PPK-Abfälle
Wird die Menge der PPK- Abfälle von 20 kg nicht überschritten, ist eine freie Verbringung nach Art. 3 Abs. 2
der VVA in Deutschland aus der AWZ erlaubt (Tabelle 12). Übersteigt die Menge 20 kg, gilt sind die
allgemeinen Informationspflichten nach Art. 18 der VVA zu berücksichtigen, wozu ein Formblatt gemäß
Anlage VII der VVA (siehe Anhang 2) zu verwenden ist.
Die Person, die die Verbringung veranlasst, hat die Versandinformation vor jeder einzelnen
Abfallverbringung zu erstellen, diese ist vom Beförderer bei jeder Verbringung mitzuführen und vom
Anlagenbetreiber bei der Ankunft der Abfälle zu unterschreiben und aufzubewahren. Außerdem muss vor
den Verbringungen ein schriftlicher Vertrag zwischen dieser Person und dem Empfänger (Entsorgungsfirma)
über die Entsorgung des Abfalls abgeschlossen worden sein. Dieser Entsorgungsvertrag ist anschließend an
die zuständige Behörde zu übermitteln. Eine Kopie der Versandinformationen muss drei Jahre lang
aufbewahrt werden. [VVA 2006]. Das Fließbild in der Abbildung 46 verdeutlicht die grenzüberschreitende
Verbringung von Abfällen zur Verwertung, am Beispiel von PPK.
Abbildung 46: Informationspflichten zur Verbringung von PPK-Abfällen nach Deutschland
Gemischter Siedlungsabfall, als Beispiel für Abfälle zur Beseitigung, hat die Abfallverzeichnisnummer 20 03
01. Für diese Abfallart ist eine thermische Beseitigung vorgesehen. Haushaltsabfälle sind auch
156
Siedlungsabfälle, die zu der „Gelben“ Abfallliste mit einem Code – Y26 gehören. Der Zoll Code
(Harmonisierte System) ist 3825.10 (Abbildung 47). Die verschiedenen Abfallidentifizierungscodes werden
beim Ausfüllen der Formulare benötigt.
Abbildung 47: Abfall- und zollrechtliche Kennzeichnung für Siedlungsabfälle
Die Einfuhr in die EU von Abfällen zur Beseitigung grundsätzlich verboten (Tabelle 12). Ausnahmen sind
Abfälle aus Ländern, die Vertragsparteien des Basler Übereinkommens sind [VVA 2006].
Zu diesen Vertragsparteien gehören so gut wie alle Drittländer. Aber es lässt sich anhand der Literatur keine
klare Aussage darüber treffen, ob für die deutsche AWZ ebenfalls die Ausnahmeregelung zutrifft. Es wird
daher angenommen, dass die Verbringung der "deutschen" OWP-Abfälle zur Beseitigung aus der deutschen
AWZ in Deutschland durch die VVA mit abgedeckt wird und somit legal ist. Ist dies der Fall, ist ein Verfahren
der vorherigen Notifizierung nach Art. 4 der VVA vorgeschrieben (Abbildung 48). Die Formulare dafür sind
in den Anhängen 3 und 4 zu finden.
Die Verbringung darf erst nach Erhalt der schriftlichen Zustimmungen der zuständigen Behörden am
Versandort, am Bestimmungsort und gegebenenfalls der für die Durchfuhr zuständigen Behörden und nach
Erfüllung der erteilten Auflagen erfolgen [VVA 2006].
157
Abbildung 48: Notifizierungsverfahren nach VVA [LAGA 2012]
3.
Literatur zur Entsorgung von OWP-Abfällen
[VVA 2006] Verordnung (EG) Nr. 1013/2006 des Europäischen Parlamentes und des Rates über die
Verbringung von Abfällen vom 14. Juni 2006
[Wuttke 2007] Wuttke, Joachim (2007): Artikel „Grenzüberschreitende Abfallverbringung“, Dessau
[Zoll 2012] Zoll-Auskunft für gewerbliche Zwecke, Telefonisches Gespräch und E-Mail-Verkehr
158
Anhang 7.1
Zusammenfassung der Regelwerke, die für den Umgang mit Abfällen sowie deren Entsorgung während
Betrieb und Instandhaltung des OWP vom Serviceunternehmen zu berücksichtigen sind (ohne Gewähr
auf Vollständigkeit)
Nr.
Name
Abkürzung
Allgemeines Abfallrecht
1
Kreislaufwirtschaftsgesetz vom 24. Februar 2012
KrWG
2
Abfallverzeichnisverordnung
AVV
3
Altölverordnung
AltölV
4
Batterieverordnung
BattV
5
Elektro- und Elektronikgerätegesetz
ElektroG
6
Entsorgungsfachbetriebsverordnung
EfbV
7
Gewerbeabfallverordnung
GewerbeAbfV
8
Nachweisverordnung
NachwV
9
Verpackungsverordnung
VerpackV
Internationales Abfallrecht
10
11
Basler Übereinkommen über die Kontrolle der grenzüber- Basler
schreitenden Verbringung gefährlicher Abfälle und ihrer Übereinkommen
Entsorgung vom 22. März 1989
Abfallverbringungsgesetz von Juli 2007
AbfVerbrG
12
Verordnung (EG) Nr. 1013/2006 des Europäischen Parlamentes und VVA
des Rates über die Verbringung von Abfällen vom 14. Juni 2006
13
Verordnung über den Verkehr mit Abfällen
14
Verordnung des UVEK über Listen zum Verkehr mit Abfällen vom LVA
1. Januar 2010
15
Abfallrahmenrichtlinie - Richtlinie 2008/98/EG des Europäischen AbfRRL
Parlaments und des Rates vom 19. November 2008 über Abfälle und
zur Aufhebung bestimmter Richtlinien
Gefahrstoffrecht
16
Gefahrstoffverordnung
GefStoffV
17
Gefahrgutverordnung See
GGVSee
18
Technische Regeln für Gefahrstoffe
TRGS 520
VeVA
Gewässerschutz
159
Nr.
Name
Abkürzung
19
Wasserhaushaltsgesetz
WHG
20
Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden VawS
Stoffen und über Fachbetriebe
Immissionsschutz
21
Umweltschadensgesetz
USchadG
Normen / Weitere Bestimmungen
22
Handling of ship generated garbage
ISO/WD 21070
23
International Maritime Dangerous Goods Code
IMDG-Code
24
The International Convention for the Prevention of Pollution from MARPOL 73/78
Ships 73/78
160
Anhang 7.2: Übersicht Ansprechpartner Abfallentsorgung
Kreis
Nordsee, Schleswig-Holstein
Dithmarschen
Nordfriesland
Pinneberg
RendsburgEckernförde
Stadt/Hafen
Brunsbüttel
Büsum
Dagebüll
Husum
Hörnum
List
Wyk auf Föhr
Helgoland
Rendsburg Osterrönfeld
Behörde
untere
Abfallentsorgungsbehörde
öffentlich-rechtliche
Abfallentsorgung
öffentlich-rechtliche
Abfallentsorgung
untere
Abfallentsorgungsbehörde
öffentlich-rechtliche
Abfallentsorgung
untere
Abfallentsorgungsbehörde
öffentlich-rechtliche
Abfallentsorgung
Ostsee, MecklenburgVorpommern
Ostsee
SchleswigHolstein
obere Abfallbehörde
Lübeck
Kiel
Lübeck
öffentlich-rechtliche
Abfallentsorgung
untere
Abfallentsorgungsbehörde
Abfallwirtschaftsgesellschaft
Nordfriesland mbH
Fachdienst Abfall
Rostock
Rostock
Stralsund
Vorpommern-Rügen Sassnitz
Abfallwirtschaftsbetrieb Kiel
Papenburg
Wilhelmshaven
Wilhelmshaven
Bremen
Bremerhaven
Brake
Wesermarsch
Nordenham
Stade
Stade
Ministerium für Umwelt,
Energie und Klimaschutz
http://www.offshore-windenergie.net/wirtschaft/haefen
website
[email protected]
www.dithmarschen.de
0481/8550-0
[email protected]
www.awd-online.de
04841 67-589
[email protected]
www.nordfriesland.de
(04841) 8948 -0
[email protected]
www.awnf.de
04121/ 4502-2272
www.kreis-pinneberg.de
(04121) 4502 -4502 [email protected]
www.pi-abfall.de
04331 202-0
info(at)kreis-rd.de
www.kreis-rendsburg-eckernfoerde.de
[email protected]
www.awr.de
[email protected]
www.goes-sh.de
[email protected]
http://www.kiel.de
(0431) 5854 -0
[email protected]
www.abki.de
0451 707600
[email protected]
www.entsorgung.luebeck.de
03841 3040-6620
[email protected]
www.nordwestmecklenburg.de
Entsorgungs-und Verkehrsbetriebe
Wismar
03841 749-0
Amt für Umweltschutz
0381 3817303
Eigenbetrieb Abfallwirtschaft
Entsorgung Stralsund (Nehlsen)
03843 / 755-70330 [email protected]
03831 / 28485-80 [email protected]
www.entsorgung-stralsund.de
Eigenbetrieb Abfallwirtschaft
03831 27882 08
www.awi-vr.de
0385-588 5440
05931 44-300
05931 44-0
04921 87-5055
04421 / 16-2554
[email protected]
www.awb-emsland.de
www.emsland.de
www.bee-emden.de
www.wilhelmshaven.de
04421 / 16-4611
[email protected]
www.wel-whv.de
0421 361-15850
[email protected]
www.umwelt.bremen.de
0421 361-3611
0471-9800-0
[email protected]
[email protected]
www.entsorgung-kommunal.de
www.bremerhaven.de
Ministerium für Wirtschaft,
Bau und Tourismus
Mecklenburg-Vorpommern
Emsland
Email
0481/97-1317
Ministerium für Energiewende,
Landwirtschaft, Umwelt und ländliche 0431 988-7306
Räume
Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt
04347 704-600
und ländliche Räume
Gesellschaft für die Organisation der
Entsorgung von Sonderabfällen mbH
04321 9994-0
(GOES)
0431 901-0
untere
Abfallentsorgungsbehörde
untere
Abfallentsorgungsbehörde
Telefon
Abfallwirtschaftsgesellschaft Rendsburg(04331) 345-123
Eckernförde mbH
Entsorgungsbetriebe Lübeck
Nordwestmecklenb
Wismar
urg
Bremen
Quellen:
Abfallwirtschaftsgesellschaft
Dithmarschen mbH
untere
Abfallentsorgungsbehörde
oberste Abfallbehörde
Kiel
Firma
[email protected]
[email protected]
rathaus.rostock.de
www.regierung-mv.de
Abfallwirtschaftsbetrieb Emsland
Landkreis Meppen
Bau- und Entsorgungsbetrieb Emden
Amt für Umweltschutz und Bauordnung
Wilhelmshavener Entsorgungszentrum
und Logistik
Der Senator für Umwelt, Bau und
Verkehr
Entsorgung Kommunal
Entsorgungsbetriebe Bremerhaven
Bremerhavener Entsorgungsgesellschaft 0471/186-0
Gesellschaft für integrierte
Abfallbehandlung und Beseitigung
Gesellschaft für integrierte
Abfallbehandlung und Beseitigung
Cuxhaven Abfallwirtschaft und
Straßenreinigung
Landkreis Stade
www.beg-logistics.de
04401 9888 - 0
www.gib-entsorgung.de
04401 9888 - 0
www.gib-entsorgung.de
04721 725712
www.cuxhaven.de
04141 12-610
[email protected]
www.landkreis-stade.de
0511 120 -0
[email protected]
www.umwelt.niedersachsen.de
161
Anhang 7.3: Formblatt gemäß Anhang VII der VVA
Versandinformationen (1)
(1) Mitzuführende Informationen bei der Verbringung der in der grünen Liste aufgeführten Ab-fälle, die zur
Verwertung bestimmt sind, oder von Abfällen, die für eine
Laboranalyse bestimmt sind, gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1013/2006. Zum Ausfüllen dieses Dokuments
wird verwiesen auf die entsprechenden spezifischen
Anweisungen, die in Anhang IC der Verordnung (EG) Nr. 1013/2006 enthalten sind.
162
(2) Bei mehr als 3 Transportunternehmen sind die unter Nummer 5 (a, b, c) verlangten Informa-tionen
beizufügen.
(3) Wenn es sich bei der Person, die die Verbringung veranlasst, nicht um den Erzeuger oder Einsammler
handelt, sind auch Informationen zum Erzeuger oder Einsammler anzugeben.
Anhang 7.4: Notifizierungsformular für grenzüberschreitende Verbringung von Abfällen
163
164
165
166
Anhang 7.5: Begleitformular für grenzüberschreitende Verbringung von Abfällen
167
168
169
Anhang 8: Berechnung der Energieerzeugung einer WEA
Einschaltgeschwindigkeit
Die Einschaltgeschwindigkeit gibt die mindestens notwendige Windgeschwindigkeit an, ab welcher die
OWEA Strom erzeugt. Bei Windgeschwindigkeiten die kleiner sind als diese Kennzahl, sind die Rotorblätter
lediglich am Trudeln und die Turbine kann keinen Strom erzeugen. Bei Windgeschwindigkeiten die gleich
oder nur geringfügig größer sind als die Einschaltgeschwindigkeit, wird zwar Strom erzeugt, jedoch noch
nicht die volle Leistung erzielt, auf die die OWEA ausgerichtet ist.
Nenngeschwindigkeit
Die Nenngeschwindigkeit gibt diejenige Windgeschwindigkeit an, welche mindestens notwendig ist, um die
Nennleistung zu erbringen. Die zu erwartenden Windgeschwindigkeiten am Standort der Anlage sollten
regelmäßig gleich oder höher der Nenngeschwindigkeit sein, damit die OWEA ihr volles Potential
ausschöpfen kann.
Abschaltgeschwindigkeit
Die Abschaltgeschwindigkeit gibt diejenige Windgeschwindigkeit, ab der die OWEA aus Sicherheitsgründen
abgeschaltet werden muss, da sonst Schäden an der Anlage nicht ausgeschlossen werden können. Die
OWEA kann keinen Strom erzeugen, wenn die Windgeschwindigkeit die Abschaltgeschwindigkeit
übersteigt.
Mit folgender Formel aus [Karti und Billinton 2004] lässt sich die erzeugte Leistung P in Abhängigkeit von
der Windgeschwindigkeit V und den anlagenspezifischen Eingabeparametern Nennleistung Pr,
Einschaltgeschwindigkeit Vci, Nenngeschwindigkeit Vr und Abschaltgeschwindigkeit Vco näherungsweise wie
folgt berechnen:
0,
𝑃 (𝑎 + 𝑏 ∗ 𝑉 + 𝑐 ∗ 𝑉 ),
𝑃= 𝑟
𝑃𝑟 ,
0,
{
2
𝑓𝑎𝑙𝑙𝑠
𝑓𝑎𝑙𝑙𝑠
𝑓𝑎𝑙𝑙𝑠
𝑓𝑎𝑙𝑙𝑠
0 ≤ 𝑉 < 𝑉𝑐𝑖
𝑉𝑐𝑖 ≤ 𝑉 < 𝑉𝑟
𝑉𝑟 ≤ 𝑉 < 𝑉𝑐𝑜
𝑉𝑐𝑜 ≤ 𝑉
Die Hilfsvariablen a, b und c errechnen sich ebenfalls aus den Eingabeparamatern (vgl. [Karti und Billinton
2004]):
𝑎=
1
𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 3
[𝑉𝑐𝑖 (𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 ) − 4 𝑉𝑐𝑖 𝑉𝑟 (
) ]
2𝑉𝑟
(𝑉𝑐𝑖 − 𝑉𝑟 )²
1
𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 3
𝑏=
[4(𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 ) (
) − (3𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 )]
2𝑉𝑟
(𝑉𝑐𝑖 − 𝑉𝑟 )²
𝑐=
1
𝑉𝑐𝑖 + 𝑉𝑟 3
[2 − 4 (
) ]
2𝑉𝑟
(𝑉𝑐𝑖 − 𝑉𝑟 )²
170

Ankündigung 37. Duisburger Kolloquium - Universität Duisburg

techniker (m/w) für die wartung von windenergieanlagen offshore

Vortrag zum Abruf als pdf

Techniker für die Netzbetriebsführung (m/w)

Ausschreibung WindMW [PDF 440 KB]

Programm - KiWi Kiel

Gemeinsame Erklärung der deutschen Windindustrie

Meeresbiologe Dr. Fritz Gosselck referiert zum Thema „Windparks in

Manfred Blumberg - Energieland Hessen

Themendienst Deutsche Bahn verstärkt Engagement in China

Status des Offshore-Windenergieausbaus in