Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.21256/zhaw-3341
Title: Risk Based Maintenance (RBM) : Minimierung der Nutzerrisiken und Betriebskosten mit einer risikobasierten Methode für den Unterhalt der BSA
Authors : Schtalheim, Uri
Ott, Stefan
Heitz, Christoph
Goren Huber, Lilach
Editors: Bundesamt für Strassen
Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK
Extent : 122
Publisher / Ed. Institution : Bundesamt für Strassen
Publisher / Ed. Institution: Bern
Issue Date: 2019
License (according to publishing contract) : Not specified
Series : Forschungsbericht
Series volume: 1648
Language : German
Subject (DDC) : 624: Civil engineering
Abstract: In Strassentunneln werden verschiedene Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen (BSA) installiert, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Störungen oder Ausfälle dieser Systeme erzeugen ein Risiko für die Verkehrsteilnehmer, den Betreiber und die Umwelt. Damit die BSA möglichst zuverlässig funktionieren, werden regelmässige Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten durchgeführt. Diese Arbeiten sind mit Kosten verbunden, sorgen im Gegenzug im Optimalfall jedoch für ein tieferes Risiko. Um ein möglichst tiefes Gesamtrisiko zu erzielen, muss das zur Verfügung stehende Budget optimal eingesetzt werden. Dazu muss untersucht werden, wie stark die einzelnen Wartungs- und Instandhaltungstätigkeiten das Gesamtrisiko beeinflussen, und wie auf dieser Grundlage die optimale Kombination von Tätigkeiten (Instandhaltungsstrategie) gefunden werden kann, die für ein gegebenes Budget eine maximale Risikoreduktion erzeugen. In diesem Dokument wird eine Methodik zur Entwicklung einer risikobasierten Instandhaltung bei Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen beschrieben. Mithilfe dieser Methodik können unterschiedliche Instandhaltungsstrategien für einzelne Anlagen hinsichtlich Kosten und Risiko vergleichbar gemacht werden, um so die Basis für eine risikobasierte Instandhaltung zu schaffen. Darüber hinaus erlaubt die Methodik, für ein Anlagenportfolio aus vielen Anlagen eine optimale Gesamt-Instandhaltungsstrategie zu bestimmen, die entweder bei gegebenem Gesamtbudget ein minimales Gesamtrisiko erzeugt, oder bei einem vorgegebenen Gesamtrisiko ein minimales Budget benötigt. Dabei werden im Wesentlichen folgende Kernpunkte behandelt: - Vorgehen zur Identifikation der Instandhaltungstätigkeiten und Beurteilung/Abschätzung ihres Optimierungspotentials hinsichtlich ihrer Wiederholungsfrequenz. - Methodik und Modellierungsgrundsätze zu einer systematischen und strukturierten Berechnung von Risiko und Kosten der Instandhaltungstätigkeiten. - Einheitlicher Vergleich des Risikoreduktionbeitrages von verschiedenen Instandhaltungstätigkeiten an unterschiedlichen Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen. - Optimierungsverfahren hinsichtlich Risiko und Kosten über ein Portfolio von Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen bzw. deren Wartungs- und Instandhaltungstätigkeiten, um damit eine optimale Gesamt-Strategie abzuleiten. Im vorliegendem Forschungsprojekt wurde eine praxistaugliche Methodik zur Anwendung der risikobasierten Instandhaltung entwickelt. In 6 standardisierten Phasen kann der Zusammenhang zwischen gewählter Instandhaltungsstrategie (Tätigkeiten, Häufigkeiten), deren Kosten und resultierendes Risiko einer Anlage ermittelt werden. Mit dieser Methode konnte erstmals im BSA-Kontext quantitativ der Zusammenhang zwischen den Ausgaben für Wartung und Instandhaltung und dem daraus resultierenden Risiko ermittelt werden. Diese Standardisierung erlaubt es einerseits für eine gegebene Risikoschranke (akzeptiertes Risiko) die minimal notwendigen Kosten zu ermitteln. Umgekehrt kann für ein gegebenes Gesamtbudget das minimale damit erreichbare Risiko ermittelt und die dazugehörige Instandhaltungsstrategie identifiziert werden. Dies ist möglich auf der Ebene einer einzelnen Anlage oder Anlagenkategorie, für alle Anlagen eines oder mehrerer Tunnel, aber auch auf der Ebene des Gesamtportfolios aller in der Schweiz installierten Anlagen. Die Methodik wurde an den Pilotanwendungen Adaptationsbeleuchtung, Lüftung, VMSystem, Brandmeldeanlage und Notstromanlage durchgeführt. Die Resultate zeigen, dass durch eine Änderung der Instandhaltungsstrategie für die innerhalb des Forschungsprojekts modellierten Wartungstätigkeiten sowohl die Gesamtkosten als auch das Gesamtrisiko um bis zu rund 20% reduziert werden können. Ein weiterer Vorteil dieser standardisierten Methode ist, dass durch die konsequente Verknüpfung von Instandhaltungstätigkeiten und den zugehörigen Risiken eine einheitliche Wissenslage über die positiven Wirkungen der verschiedenen Tätigkeiten entsteht. Dies wird zu einer Harmonisierung und Optimierung der Instandhaltungsaktivitäten der verschiedenen Betreiber führen und kann das lokal vorhandene Expertenwissen in optimaler Weise für das Gesamtportfolio der Schweizer BSA nutzbar machen. Eine Einschätzung des Potentials bei einer schweizweiten Einführung zeigt auf, dass die jährlichen Wartungskosten um rund 2.8 Mio. CHF gesenkt werden könnten, ohne das Gesamtrisiko über alle Tunnel zu erhöhen. Gesehen auf die gesamten Wartungskosten in Tunneln bedeutet dies eine mögliche Kostenreduktion von bis zu 12%.
Departement: School of Engineering
Organisational Unit: Institute of Data Analysis and Process Design (IDP)
Publication type: Working Paper – Expertise – Study
DOI : 10.21256/zhaw-3341
URI: http://www.mobilityplatform.ch/de/shop/show-item/product/25372/?q=1648&tx_solr%5Bfilter%5D%5B0%5D=facet_212_stringM%253AAktiv&tx_solr%5Bpage%5D=0&cHash=c5c53cb64f1d0b512a35eca40d015fda
https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/16412
Published as part of the ZHAW project : Risk Based Maintenance auf Schweizer Nationalstrassen
Appears in Collections:Publikationen School of Engineering

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