Anwender-Meeting bei AspenTech

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Gabriele Rzepka / Frank Jablonski

Aus ganz Europa trafen sich über 200 Anwender von Verfahrens- und Simulationssoftware zur Anlagenplanung. Neben der Produktinformation nutzen die Teilnehmer die Veranstaltung zum Erfahrungsaustausch.

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Excel gibt seine Daten an AspenPlus zu einer Methylchlorat-Kolonne weiter.
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( Archiv: Vogel Business Media )

Verfahrens- und Simulationssoftware

In dem inhaltlich umfangreichen Programm des Anwender-Meetings von Aspentech in Frankfurt kamen augenscheinlich alle Teilnehmer auf ihre Kosten. Das Unternehmen präsentierte die Neuerungen seiner Software für die chemische und pharmazeutische Industrie, die Petrochemie sowie die Kostenanalyse. Die zahlreichen Anwenderbeiträge spiegelten den Alltag der Industrie und ihre Erfahrungen mit der Software wider. Bei den lebhaften Diskussionen kam ein Aspekt immer wieder zur Sprache: die Wichtigkeit, sich gegenseitig seine positiven und negativen Erlebnisse im Simulationsalltag mitzuteilen und so voneinander zu lernen.

Interaktion zwischen den Planungsmodulen

Was gibt es aber nun Neues bei AspenTech? Auf eine stärkere Interaktion zwischen den verschiedenen Planungsmodulen zielt das Unternehmen bereits seit der Einführung seiner Engineering Suite im Jahr 2000 ab. Mit der Markteinführung der aspenOne-Applikationen für die Prozessindustrie im Jahr 2005 sind die Entwickler diesem Ziel näher gekommen. Lösungen, die auf die vertikale Durchdringung des Prozesses zugeschnitten sind, sollen den Anlagenplanern ihre Arbeit erleichtern und bessere virtuelle Prozesse liefern. Seit Ende 2006 stehen den Anlagenplanern mit der Version 2006 die ersten Updates zur Verfügung. Sie beinhaltet Neuerungen bei den verschiedenen Planungswerkzeugen und sorgt für noch mehr Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten. So ist die Kostenkalkulation von Anfang an in die Simulation integriert und durchläuft genau wie die technische Auslegung die Optimierungsschleifen.

Das fängt bereits auf der Ebene des Grundfließbildes an. Aspen Plus modelliert den Prozess und greift bei der Version 2006 auf Daten des National Institute of Standards and Technology (NIST) zurück. Aspen Dynamics erzeugt die Parameter für Sicherheit und Kontrollierbarkeit des Prozesses, Aspen IPE kalkuliert die Kosten. Diese drei Module tauschen schon auf dieser Ebene ihre Daten beständig miteinander aus. Bevor es in das Basic Engineering geht, berechnet das Produkt HTFS die vorgesehenen Wärmetauscher mit den Parametern, die dem Programm an dieser Stelle zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse fließen einerseits in die Berechnungen von Aspen Plus ein, andererseits in das Basic Engineering mit Aspen Zyqad. Die erste Kostenschätzung aus dem Grundfließbild verfeinert im Basic Engineering Aspen Kbase mit einer detaillierteren Kostenrechnung für die einzelnen Apparate. Dan McCarthy, Produktmanager bei AspenTech, betont: „All diese Berechnungen finden nicht nur einmal statt, sondern wiederholen sich solange, bis das Programm ein vorläufiges Optimum an Prozessdesign und Kostenstruktur errechnet hat.“ Ist dieser Moment gekommen, transferiert das Programm die Daten auf die Ebene des Detail Engineering, wo Intergraph’s SmartPlant Suite ins Detail geht. Die Kostenoptimierung verfeinert der Datenaustausch zwischen Aspen Kbase und SmartPlant Suite. Als Ergebnis steht den Planern in der Chemie ein 3-D-Anlagenschema auf ihren Bildschirmen zur Verfügung.

Ist die Anlage schließlich leibhaftig vorhanden, ist die Prozesssimulation immer noch zu gebrauchen, denn „das Prozessmodell aus der Ebene des Grundfließbildes hilft dem Chemiebetrieb später noch bei manchen Entscheidungen hinsichtlich des Betriebs der Anlage und bei neuen Planungen“, versichert McCarthy.

Virtuelle Anlagen mit viel Betriebserfahrung

So schön wie die Theorie klingt, ist es in der Praxis aber leider so gut wie nie. Das trifft auch auf Aspen 2006 zu. Die Tücke liegt oft im Detail, davon können die Anwender ein Lied singen. Auf die Frage von Dr. Axel Polt, Leiter der Engineering Abteilung bei BASF, wer derzeit schon mit Aspen 2006 arbeitet, meldete sich nahezu niemand aus dem Publikum. Sein Kommentar: „Das haben wir uns schon gedacht!“ Im Gegensatz zu vielen anderen arbeiten dagegen die Anlagenplaner bei der BASF bereits mit Aspen 2006. Für Polt liegt der Schlüssel zum Erfolg neben der internen Organisation sowohl in den Möglichkeiten der eigentlichen Simulation von Anlagen, als auch in der „workflow-fokussierten“ Arbeitsweise von Aspen 2006: „Wir können mit den neuen Möglichkeiten von Aspen 2006 noch schneller und besser komplexe, chemietypische Anlagen simulieren. Die bessere Vernetzung der Programme untereinander, wie beispielsweise bei der Kopplung von Simulation und Wärmeübertragerauslegung, ist ein echter Gewinn.“ Neben der verbesserten Software kommt den Planern ein weiterer Aspekt zu Gute: Die langjährige Erfahrung aus laufenden Anlagen und der BASF-Wissensverbund. Dieser Wissenspool ist laut Polt nicht zu unterschätzen: „Wir spielen extrem fortgeschrittene Videospiele. Nur ist das Spiel keine Realität. Die Simulation ist nicht die reale Anlage. Deshalb nutzen wir seit langem konsequent die Betriebserfahrungen aus gebauten Anlagen, um neue, wirtschaftlich verbesserte Anlagen zu konzipieren.“

Bei der Simulation und Anlagenoptimierung haben die Planer bei BASF einen echten Paradigmenwechsel vollzogen: Sämtliche Anlagengrößen reduzieren sie bei der Simulation auf eine einzige zu optimierende Zielfunktion: Die Gesamtkosten. „Mit Aspen 2006 und einer BASF-spezifischen Erweiterung minimieren wir die Kosten soweit wie möglich. Die gesamte Anlagensimulation steht als Kostenfluss, €/a, und nicht als Materialfluss auf dem Bildschirm“, erläutert Polt. In Zeiten hoher variabler Kosten für Energien und Kühlmittel ein erheblicher Vorteil.

Die Zyklen neuer Programmversionen sind so häufig, dass dabei einzuhaltende IT-Standardprozesse viel zu langsam sind. Einige Anwender möchten verschiedene Varianten einer Software gleichzeitig nutzen können, was in der Regel jedoch nicht funktioniert. Franz-Rudolf Aßmann, Account Manager bei den BASF IT Services riss kurz eine Lösung zu dieser Problematik an: „Wir haben gemeinsam mit den Anlagenplanern eine virtuelle Softwareumgebung geschaffen. Die verschiedenen Programme existieren nur in ihrer definierten Umgebung. Deshalb können wir künftig verschiedene Versionen schneller zur Verfügung stellen. Zudem können die Anwender verschiedene Versionen eines Programms gleichzeitig nutzen.“

Gefährlicher Realitätsverlust

Neben den unleugbaren Vorteilen, die die Simulationswelt in der Anlagenplanung geschaffen hat, birgt diese jedoch auch Gefahren und Risiken. Unerfahrene Planer vertauschen virtuelle Welt und Realität laut Hans Göebel vom Anlagenplaner Fluor immer wieder: „Ich habe schon erlebt, dass ein unerfahrener Anwender eine unrealistische Antwort einer Simulation kritiklos akzeptiert, weil der Computer sich ja nicht irren kann.“ Aber große Probleme können schon durch kleine Fehler, wie falsche Maßeinheiten oder ungenügende Berücksichtigung der Thermodynamik des Prozesses, entstehen. Das Ergebnis aus dem Computer sollte deshalb ein erfahrener Ingenieur prüfen. „Wenn die Simulation fertig ist, sind wir noch nicht fertig. Unabhängige Experten aus unserem Haus kontrollieren, ob die Ergebnisse stimmig sind. Besonders bei Chemiekunden ist es sinnvoll, dass sie nachschauen, ob die Simulation das reflektiert, was sie wirklich wollen“, beschreibt Göebel die Vorgehensweise bei Fluor.

Einig waren sich jedoch alle Anwender, dass ein Leben ohne Simulationssoftware heute undenkbar ist. Anlagenplanungen gehen schneller, die Gestehungs- und Betriebskosten sind besser abzuschätzen und schon bei der Planung stehen verschiedene Varianten auf dem Prüfstand. Aber: Ein Rundum-Sorglos-Paket bietet sie natürlich nicht.

Die Autorin ist freie Mitarbeiterin bei PROCESS. E-Mail-Kontakt: gabirzepka@yahoo.de

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