Verfügbarkeit reparierbarer Systeme und Prozesse

Technische Systeme müssen heute nicht nur zuverlässig und leistungsfähig, sondern auch hochverfügbar, nachhaltig und wirtschaftlich betreibbar sein. Modellbildung, Simulation und die Analyse des Systemverhaltens komplexer technischer Systeme und Prozesse spielen eine zentrale Rolle für eine optimale Systemauslegung sowie für die Optimierung von Verfügbarkeit und Effizienz im Betrieb.

In der Forschung werden hierfür Methoden zur Analyse, Prognose und Optimierung von Zuverlässigkeitskenngrößen entwickelt und angewandt. Diese ermöglichen eine detaillierte Modellierung von Systemen unter Berücksichtigung von Wechselwirkungen, Wartungsstrategien, Ressourcenkapazitäten und anderen logistischen Aspekten. Dabei kommen unter anderem erweiterte farbige stochastische Petrinetze (ECSPN) und Monte-Carlo-Simulationen zur Anwendung. Die Anwendungsfelder reichen von Fahrzeugantriebssträngen über flexible Produktionssysteme, Solaranlagen und adaptive Tragwerke bis hin zu Systemen aus Windkraftanlagen im Offshore-Bereich.

Im Rahmen dieses Forschungsschwerpunkts wurde die Software REALIST (Reliability, Availability, Logistics and Inventory Simulation Tool) entwickelt. REALIST ermöglicht die realitätsnahe Modellierung, Simulation und Analyse technischer Systeme mittels höherer Petrinetze. Das Tool erlaubt eine umfassende Betrachtung von System, Betrieb, externen Ressourcen sowie Komponenten-, Instandhaltungs- und Kostenaspekten. Damit können Instandhaltungen und vorzuhaltende Kapazitäten geplant und optimiert werden, was Verfügbarkeit erhöht, Produktivität steigert und Kosten senkt. Über optimierte Monte-Carlo-Simulationen werden Kennwerte zu Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Kosten ermittelt und Anforderungen aus Lasten- und Pflichtenheften nachgewiesen. So können Instandhaltungsstrategien gezielt hinsichtlich Kosten und Produktivität optimiert und die Grundlage für eine nachhaltige Verfügbarkeitssteigerung geschaffen werden.