Teilprojekt D5 Risikobewertung der Regenerationspfade

Das Arbeitsprogramm umfasst die Quantifizierung aller wesentlichen Unsicherheiten und Risiken bei der Regeneration. Die Definition eines Regenerationspfads muss derart erfolgen, dass sowohl technische als auch wirtschaftliche Risiken minimal gehalten werden. Der Schwerpunkt der Forschung im Teilprojekt D5 liegt daher auf der Gewährleistung von Resilienz vor, bei und nach der Regeneration mit Fokus auf die Funktionalität des Gesamttriebwerkes.

MOTIVATION UND ZIELSETZUNG

Zielsetzung

Die Definition von Regerationspfaden für komplexe Investitionsgüter sowie die Entscheidung für den optimalen Regenerationspfad sind mit teilweise erheblichen Unsicherheiten verbunden, die sich als Risiken für den Gesamterfolg der Regeneration niederschlagen. Es gilt einen Regenerationspfad so zu definieren, dass sowohl technische als auch wirtschaftliche Risiken der Regeneration minimal gehalten werden. Gleichzeitig bestimmen vergangene und beabsichtigte Nutzungsbedingungen für das Investitionsgut Anforderungen an die Regeneration, die durch die Abbildung aller Unsicherheiten auf die Funktionalität des Investitionsgutes als Gesamtsystem zu quantifizieren sind. Letztlich sollen Resilienzen im Regenerationspfad sicherstellen, dass unvorhergesehene Abweichungen von der geplanten Regeneration mit minimalem Aufwand und risikoarm durch Anpassungen des Regenerationspfades abgefedert werden können. Im Zusammenspiel dieser Aspekte wird das Teilprojekt D5 mit quantitativen Aussagen zu Risiken und Resilienz die Definition von Regenerationspfaden mit optimaler Balance zwischen Investition und akzeptablem Risiko unterstützen.

ERGEBNISSE

In der zweiten Förderperiode wurden wissenschaftliche und technologische Basislösungen entwickelt, die vorwiegend aleatorische Unsicherheiten quantifizieren, d.h. Unsicherheiten, die aus zufälligen Einflüssen bei der Reparatur und in der Materialqualität resultieren und sich als stochastische Eigenschaften im funktionalen Verhalten von Bauteilen der Investitionsgüter zeigen. Damit kann zeitabhängig das primäre technische Risiko abgeschätzt werden, dass das Investitionsgut die vorgesehene Qualität, ausgedrückt durch die erforderliche Zuverlässigkeit und Lebensdauer, nicht erreicht. Konkret wurde am Beispiel der Regeneration eines Axialverdichters in enger Zusammenarbeit mit den Teilprojekten B3 und C6 ein funktionsbasiertes Systemmodell entwickelt.

Vorgehensweise

AKTUELLE ARBEITEN UND AUSBLICK

In der dritten Förderperiode des SFB zielt die Forschung im Teilprojekt D5 auf einen integralen Algorithmus zur Risikobewertung der Regenerationspfade und zur Unterstützung resilienter Regeneration mit Fokus auf die Funktionalität des Gesamttriebwerkes. Durch Auswahl eines robusten und zuverlässigen Regenerationspfades sollen sowohl technische als auch wirtschaftliche Risiken minimiert werden. Ausgegangen wird von den in der vorangegangenen Förderperiode entwickelten wissenschaftlichen und technologischen Basislösungen, um Unsicherheiten und Risiken bei der Regeneration komplexer Investitionsgüter umfassend zu berücksichtigen. Speziell wird auf das entwickelte numerische Modell zur Zuverlässigkeitsanalyse des Investitionsgutes aufgebaut. Die für das Teilprojekt formulierten langfristigen Fragestellungen lassen sich für die beantragte Förderperiode wie folgt konkretisieren:

  • Welche Qualität der Regeneration ist notwendig, um die Risiken einzelner Regenerationspfade akzeptabel zu halten?
  • Wie können risikotreibende Kombinationen im Einzelnen risikoarmer Regenerationsschritte identifiziert und umgangen werden?
  • Wie robust sind die Regenerationspfade hinsichtlich unvorhergesehener Abweichungen in den funktionalen Eigenschaften der Bauteile bei der Durchführung der Regeneration?
  • Wie können während der Regeneration bei Auftreten kritischer Abweichungen von der Zielqualität nachfolgenden Entscheidungen risikokompensierend angepasst werden?
  • Wie kann Resilienz der Regenerationsprozesse bereits bei deren Planung maximiert werden, so dass risikokompensierende Korrekturen in den Regenerationspfaden minimalinvasiv ausfallen.

Die Allgemeingültigkeit der Theorien und Methoden sichert die Übertragbarkeit auf andere, insbesondere stationäre Investitionsgüter, wie z.B. Teile von Kraftwerks- und Windkraftanlagen.  

Epistemische (subjektive) Unsicherheiten durch unscharfe Wahrscheinlichkeiten

VERÖFFENTLICHUNGEN

Alle Veröffentlichungen des Sonderforschungsbereiches

TEILPROJEKTLEITER

Dr. techn. Matteo Broggi
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Callinstraße 34
30167 Hannover
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Prof. Dr.-Ing. Michael Beer
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MITARBEITER

M. Sc. Julian Salomon
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