KI-Optimierung der Wartungsplanung für Energienetze

Netz-Instandhaltung ist eine Multi-Perioden-Entscheidung: Maßnahmen wirken nicht nur „dieses Jahr“, sondern beeinflussen die Systemzuverlässigkeit über mehrere Jahre. Gleichzeitig sind Budgets, Crew-Kapazitäten und logische Abhängigkeiten harte Restriktionen. Die zentrale Frage lautet: Welche Kombination und Reihenfolge von Maßnahmen maximiert die Zuverlässigkeit des Netzes über einen 5-Jahres-Horizont?

Objective

Maximierung der Verbesserung der Systemzuverlässigkeit über 5 Jahre – messbar z. B. über SAIDI-Reduktion, Ausfallhäufigkeit, Kritikalität von Assets oder Risikoreduktion in kritischen Netzabschnitten.

Assessment Inputs

• Zuverlässigkeitsgewinn je Maßnahme (z. B. ΔSAIDI / ΔSAIFI / Risikoreduktion)
• Kosten und Dauer der Instandhaltungsaufgabe
• Crew-Anforderungen (Skills, Teamgröße, Verfügbarkeit)
• Precedence-Dependencies (Abhängigkeiten / Reihenfolgebeziehungen)

Bewertung und Auswahlmechanismus

Jede Maßnahme i erhält eine Wertgröße als direkter Beitrag zur Zuverlässigkeit:

Vᵢ = ΔReliabilityᵢ

StratePlan berechnet anschließend eine Multi-Perioden-Auswahl: Maßnahmen werden nicht nur ausgewählt, sondern über Jahre und Zeitfenster so eingeplant, dass der kumulierte Zuverlässigkeitsgewinn maximiert wird – unter realen Budget- und Ressourcenrestriktionen.

Multi-Period Scheduling (5-Jahres-Plan)

Statt eines Jahresplans entsteht ein belastbarer 5-Jahres-Fahrplan: Welche Inspektionen, Wartungen, Refurbishments oder Ersetzungen finden in welchem Zeitraum statt, mit welcher Crew und in welcher Sequenz – inklusive der Begründung, warum diese Reihenfolge optimal ist.

Constraints

• Jährliche Budget- und Crew-Caps: pro Jahr begrenzte CAPEX/OPEX sowie begrenzte Teams/Skills
• Minimum Reliability Threshold: Mindest-Zuverlässigkeitsniveau, das jederzeit eingehalten werden muss
• Logische Sequenzierung: z. B. „inspect before replace“, Freigaben, Sperrzeiten, Abhängigkeiten

Ergebnis

• 5-Jahres-Maintenance-Plan mit maximaler Zuverlässigkeitsverbesserung
• Explizite Einhaltung von Budget-, Crew- und Threshold-Vorgaben je Jahr
• Nachvollziehbare Sequenzlogik (Precedence, Inspektionsketten, Austauschpfade)
• Transparente Priorisierung: welche Maßnahme welchen Beitrag zur Reliability liefert

Technology

StratePlan MPS (Multi-Period Solution) berechnet Multi-Perioden-Entscheidungen mit vektorisierten Nebenbedingungen (Budget, Crew, Zeitfenster, Sequenzregeln). MAVT (Multi-Attribute Value Theory) strukturiert die Bewertung, sodass Reliability-Verbesserungen konsistent, auditierbar und entscheidungsfähig abgebildet werden können.

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Common Patterns Across Cases

Assessment

Qualitative und quantitative Faktoren werden in vergleichbare Scores überführt – mithilfe von Skalen, Bewertungsmodellen oder strukturierter Experteneinschätzung. Ziel ist eine konsistente, entscheidungsfähige Bewertungsbasis.

Ranking

Elemente werden priorisiert. Ranking ist jedoch selten die finale Entscheidung. In komplexen Umgebungen wird die Priorisierung häufig direkt in eine kombinatorische Optimierung eingebettet, um Wechselwirkungen und Nebenbedingungen systematisch zu berücksichtigen.

Group Selection

Die finale Auswahl geht über ein einfaches „Top-k“-Vorgehen hinaus. StratePlan löst strukturierte Auswahlprobleme wie Knapsack-, Portfolio- oder Scheduling-Modelle und berechnet die optimale Kombination unter realen Restriktionen.

Constraints

Nebenbedingungen spiegeln reale Knappheiten wider: Kapital, Zeit, Ressourcen, Risikoappetit, regulatorische Vorgaben, strategische Mandate oder Nachhaltigkeitsanforderungen. Sie sind integraler Bestandteil der Entscheidungslogik.

Technologies

Hybride Nutzung von MCDA-Methoden (z. B. AHP, TOPSIS) zur strukturierten Bewertung kombiniert mit StratePlan zur constraint-bewussten Gruppen- bzw. Portfolioauswahl.

Diese Cases zeigen, wie StratePlan Entscheidungsprozesse von reinem Ranking zu intelligenter, nebenbedingungsbewusster Portfolio-Konstruktion weiterentwickelt. Bewertungsdaten werden in umsetzbare, optimierte Gruppenentscheidungen überführt – ausgerichtet an finanziellen, strategischen und nachhaltigkeitsbezogenen Zielen.

Die zugrunde liegende Kernlogik – strukturierte Bewertung → quantitative Priorisierung → constrained group selection – skaliert über unterschiedliche Branchen hinweg und wird jeweils an domänenspezifische Erfolgsgrößen und Restriktionen angepasst.