Optimierungspotenziale durch Schaffung einer

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Optimierungspotenziale durch Schaffung
einer innovativen Plattform für
Instandhaltungsprozesse
Torsten Müller
IT Koordination,
energis-Netzgesellschaft mbH
Heiko Wissel
FICHTNER IT CONSULTING AG
03. November 2016
Agenda
 Kurzvorstellung
 Grundüberlegungen
 Umsetzung
 Beispiel
 Fragen und Diskussion
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Kurzvorstellung VSE Gruppe
 Gegründet 1912 als Regionalversorger
 Ausweitung der VSE Gruppe auf die Geschäftsfelder:
 Strom-, Erdgas- und Wasserversorgung
 Telekommunikation
 Technischer Service
 IT & Kaufmännische Dienstleistungen
 Energiedaten & Zählerdienstleistungen
 Ca. 1.700 Mitarbeiter
 Umsatzerlöse in Höhe von 1.050 Mio. € im Jahr 2014
 Regionalgesellschaft der innogy SE Gruppe
Quelle: FICHTNER IT CONSULTING AG
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Kurzvorstellung energis-Netzgesellschaft mbH und VSE Verteilnetz GmbH
 Betreiben und managen die drei Sparten Strom, Gas und Wasser
 Ca. 300 Mitarbeiter Netzbetreiberübergreifend
 Spannungsebenen:
 Strom:
 Erdgas:
HS, MS und NS
HD, MD und ND
 Leitungslängen
 Strom:
 Erdgas:
ca. 7.650 km
ca. 1.500 km
 Anzahl Einspeiser ca. 15.000
 Anzahl Netznutzer ca. 290.000
Quelle: FICHTNER IT CONSULTING AG
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Fichtner-Gruppe
 Gegründet 1922 und seither in Familienbesitz
 Deutschlands größtes unabhängiges Planungsund Beratungsunternehmen für Infrastrukturprojekte
 Ca. 2000 Mitarbeiter weltweit
 Projekterfahrung in mehr als 160 Ländern
 Über 1200 laufende Projekte
 262 Mio. € Umsatz in 2015
 Fichtner IT Consulting mit ca. 100 Mitarbeitern ca. 15 Mio. € Umsatz
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Agenda
 Kurzvorstellung
 Grundüberlegungen
 Umsetzung
 Beispiel
 Fragen und Diskussion
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Als Vorstufe wurde bei der energis Netzgesellschaft und der VSE Verteilnetz eine ITGesamtanalyse mit Ableitung von priorisierten Maßnahmen durchgeführt
Auszüge der IT-Roadmap
Netzwirtschaft
IT-Anforderungsanalyse
Instandhaltung,
Entstörung
IT-Systembewertung
Planung
Strategievorgaben
priorisierte Umsetzungsmaßnahmen
IT-Architekturempfehlungen
Proof of Concept
Betrieb
Quelle: VSE AG
Bau
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Durch den Aufbau der SAP HANA-Plattform werden die Architekturanforderungen mit ggf.
Ergänzung durch die SAP Hana Cloud Plattform (HCP) umgesetzt werden
Vereinfachte Darstellung
SAP GUI
SAP Work Manager
SAP Fiori
SAPUI5
SAP Gateway
SMP
HCP
Java Appl. Server
Smart Data
Integration
SAP Fiori
Enterprise Inform.
Mananagement
SAP BusinessObjects
SLT
SAP HANA
Plattform
Real Time
Replication
Smart Data
Access
GIS
…
VSP
SAP BW
SAP HANA
Datenbank
Replication
SAP for Utilities / VSP
virtueller Zugriff
Oracle
Quelle: VSE AG
Oracle
SAP HANA - Datenbank
Oracle
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Replikation
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Als Idee für ein Praxisbeispiel wird die Verschneidung von SAP PM, SAP IS-U und GIS für die
Ermittlung von Lastdaten (Strom) im Netz und Anlagen genommen
Grundidee
• Ermittlung von Lastdaten aus SAP for Utilities
• Mapping auf Leitungen
• Mapping auf Anlagen
SAP HANA
Visualisierung
Dynamische Daten
Spatial
Anzeige von Assets mit Attributen
und Filtermöglichkeiten
Anzeige von Last- und
Bewegungsdaten
Anzeige im geografischen Bezug
ESRI / GIS
SAP for Utilities
SAP PM
• Anlagen
• Adressen, Lokation
Quelle: VSE AG
• Netztopologie
•…
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• Zählerdaten
• Lokation
•…
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Datenverschneidung und Verdichtung vom Zählpunkt bis zur Trafostation und Umspannwerk
Infos aus SAP
for Utilities
Zählpunkt /
Lokation
Richtung
Netzanschlusskapazität
Zählpunkt 3
diese soll variiert
werden
Energiemenge
(KWh)
Profile /
Lastgang
installierte EEGLeistung
Zählpunkt 2
Zählpunkt 1
Trafostation
Infos aus SAP PM
Kalibrierung
aufsummieren je Leitungsabschnitt (Knoten)
Zählpunkt n
Quelle: VSE AG
Zählpunkt 5
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Stromkreise aus
GIS
Zählpunkt 4
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Agenda
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 Grundüberlegungen
 Umsetzung
 Beispiel
 Fragen und Diskussion
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In einem ersten Arbeitsschritt worden die Daten aus GIS (ESRI) und Zeitreihen aus IS-U in
SAP HANA übernommen und aufbereitet
SAP HANA (SPS12)
Geo-Spatial Engine
Geometry
Topology (Graph-Engine)
NODES
Asset-Store
Zählpunkte &
Bauteile
TimeSeries Engine
TS(1)
TS(i)
EDGES
GIS-Daten
(*.SHP)
Quelle: Fichtner IT Consulting AG
Kabel &
Freileitungen
Zeitreihen aus
SAP for
Utilities
Topologie-Info
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Aktuell durchgeführte Arbeiten
 Aufsetzen Datenstruktur für PoC in SAP HANA Instanz (onPremise)
 Spatial Engine
 Topology Engine
 AssetStore
 TimeSeriesEngine
 Import repräsentative Geodaten als Shape-Files (aus ArcFM-UT)
 Koordinatentransformation nach WGS84 (wegen Referenz auf Hintergrundkarten)
 Import in Spatial Engine
 Layer-Konfiguration in GeoServer
 Integration als WMS/WFS in BGI
 Qualitätssicherung und Qualitäts-Analyse der übergebenen Daten
Quelle: Fichtner IT Consulting AG
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Aktuell durchgeführte Arbeiten
 Aufbereitung Topologie-Struktur
 Berechnung einer „echten“ Knoten-Kanten Topologie aus dem geometrischen
Zusammenhang (Aufsplitten der Kabel/Leitungen in topologische Segmente)
 Generierung von Primär-/Fremdschlüssel für Topologie aus topologischen Segmenten
 Qualitäts-Analyse
 Anlegen Asset-Store
 Import Metadaten der übergebenen Anlagen-/Zählpunkt-Stammdaten (~ 10.000)
 Import der übergebenen Zeitreihen in Zeitreihen-Engine
 Aufbereitung der übergebenen Zeitreihen und prototypische Automatisierung des ImportVorgangs
 Import der Zeitreihen-Daten (15 Minuten-Werte, aktuell ca. 15 Mio Datensätze)
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Die so gewonnenen Ergebnisse werden in einem nächsten Arbeitsschritt in SAP PDMS
übernommen, um weitere analytische Funktionen zu nutzen
Übersicht
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Agenda
 Kurzvorstellung
 Grundüberlegungen
 Umsetzung
 Beispiel
 Fragen und Diskussion
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Beispiel NS-Strang mit Einspeisungen und Lasten (hierarchische Darstellung)
MS/NS Station mit 3 Abgängen.
2
4
3
5
Cluster 1
A
B
E
D
C
6
7
Einspeisung
A
Hierarch.. Knoten
Kabel-Segment
4
I(3) = P/U
5
E
D
C
6
Cluster 3
3
B
i
I(G-F) = i(5) + I(9)
2
A
Last
9
8
I(C-B) = i(3..5) + I(7..9)
MS/NS
Station
i
G
F
Cluster 2
G
F
7
I(5) = P/U
9
8
I(9) = P/U
1
2
A
B
4
3
C
A
F
E
D
6
Cluster 1 gleichmäßige Verteilung
Cluster 2 nur Last
Cluster 3 Einspeise-Überhang
Quelle: Fichtner IT Consulting AG
5
H
G
7
1
I
0
J
K
9
8
4
3
L
6
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N
M
7
5
P
O
9
8
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Echte topologische Darstellung
Die hierarchische (Strahlenförmige) Netzstruktur wird durch Schaltung erreicht
von
2
Kante verbindet
• von Knoten
• nach Knoten
Im Strahlennetz ist von Knoten immer in
Richtung Station und nach Knoten in Richtung
der Lasten/Einspeiser ausgerichtet
nach
i
Knoten (Senke)
i
Knoten (Quelle)
A
Topol. Knoten
4
3
Kante
Cluster 1
MS/NS
Station
A
B
C
D
E
F
G
6
von Knoiten Nach Knoten Spalte1
9
G
13
G
F
12
8
F
11
F
E
10
4
E
9
E
D
8
7
D
7
D
C
6
3
C
5
C
B
4
2
B
3
B
A
2
6
A
1
A
MS_NS
0
Art
Leistung (kW) Strom(I)
Last
10
25
Knoten
25
Einspeisung
-20
-50
Knoten
-25
Last
30
75
Knoten
50
Einspeisung
-20
-50
Knoten
0
Last
80
200
Knoten
200
Einspeisung
-50
-125
Knoten
75
Last
120
300
Knoten
150
375
7
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8
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Beispiel NS-Strang mit Einspeisungen und Lasten (hierarchische Darstellung) im
Strahlennetz
 Lasten werden mit positivem Vorzeichen bewertet
 Einspeisungen werden mit negativem Vorzeichen bewertet
 Die Summe aller Lasten/Einspeisungen definieren die Last
und die Strom-Richtung am Abgang der Station
 Die Ströme an den topol. Knoten ergeben sich aus der
Summen-Aggregation der Ströme von den Blättern des
Baumes zur Wurzel (Station) - Näherung
 Die Richtung des Stroms hängt vom Verhältnis
Einspeisung/Last in den Knoten ab
Darstellung Cluster 3
MS/NS Station
1
A
6
B
2
3
C
i
Last
i
Einspeisung
A
Topol. Knoten
Kabel-Segment
7
D
4
8
E
F
0
5
G
I
6
H
1
J
3
9
K
7
L
Aggregations-Richtung
4
5
8
M
N
O
P
9
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Für die Visualisierung wurde das Business Geo Intelligence (BGI) Framework basierend auf
SAP HANA genutzt
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OSM-Karte, Sachdatenabfrage
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Satellitenbild, Sachdatenabfrage und Datenfilterung
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Analyse/Visualisierung von Zeitreihen
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Agenda
 Kurzvorstellung
 Grundüberlegungen
 Umsetzung
 Beispiel
 Fragen und Diskussion
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Fragen und Diskussion
gerne auch auf dem Messestand im Erdgeschoss
Gute Informationen sind schwer zu bekommen.
Noch schwerer ist es, mit ihnen etwas anzufangen.
© Sir Arthur Conan Doyle, engl. Schriftsteller
energis-Netzgesellschaft mbH
FICHTNER IT CONSULTING AG
Torsten Müller
IT Koordination
Heiko Wissel
0681 40301577
[email protected]
0711 8995 1484
[email protected]
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