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Engineering-Werkzeuge

IT im Engineering: Was wünschen sich Anwender von den Entwicklern?

25.06.2008 | Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bittermann / Dr. Jörg Kempf

Damit Anlagenbauer im globalen Wettbewerb überleben, müssen Produkte und Prozesse kontinuierlich verbessert werden. Das betrifft auch die Planungs-Tools.
Damit Anlagenbauer im globalen Wettbewerb überleben, müssen Produkte und Prozesse kontinuierlich verbessert werden. Das betrifft auch die Planungs-Tools.

Was wünschen sich industrielle Anwender von Engineering-Werkzeugen von den IT-Entwicklern? Offenbar vor allem eines: dass diese weniger Neues entwickeln und mehr das Vorhandene verbessern. So der Tenor des Symposiums „Informationstechnologien für Entwicklung und Produktion in der Verfahrenstechnik“.

Zwei Forderungen der Anwender sind klar erkennbar“, brachte es Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt von der RWTH Aachen, AVT-Prozesstechnik, auf dem Symposium „Informationstechnologien für Entwicklung und Produktion in der Verfahrenstechnik“ auf den Punkt: Zum einen bestehe kein Interesse an weiteren neuen Funktionen der Tools, sondern viel mehr an der Behebung der erkannten Mängel der derzeit verfügbaren Werkzeuge. Ziel ist es, die bestehenden Funktionen effektiv einsetzen zu können. Zum anderen wachse mehr und mehr das Bewusstsein der Anwender, dass firmenspezifische Speziallösungen der Werkzeuge das Thema Integration zunehmend erschweren.

Deshalb, so Marquardt weiter, wachse die Bereitschaft der Anwender für gemeinsame Anstrengungen zur Formulierung ihrer Anforderungen an Software-Werkzeuge. Daraus könne eine gemeinsame Roadmap entstehen, die sowohl für Anwender als auch Hersteller von IT größtmögliche Vorteile verspricht. „Für das Fernziel einer solchen Roadmap spielen Veranstaltungen wie dieses Symposium eine wichtige Plattform, da hier Vertreter von Anwendern, Herstellern und Hochschulen zusammenfinden und auch inoffiziell durch gezielte Diskussionen die Bemühungen vorantreiben können.“

Auf der diesjährigen Veranstaltung war einmal mehr auch die Forderung an die IT-Industrie zu hören, mehr Praxisnähe zu zeigen und insbesondere einen Datenaustausch-Standard zu realisieren. Das Thema des produktübergreifenden intelligenten Datenaustauschs ist und bleibt offensichtlich das Kernthema der Gegenwart und der Zukunft. Ebenso wie das Problem des immer größer werden Ressourcenmangels (qualifizierte Mitarbeiter).

Schneller, schlanker, effizienter!

Mit den Schlagworten „... schneller, schlanker, effizienter!“ überschrieb Dr. Roland Handl von Evonik Degussa seinen Vortrag über Anforderungen an Engineering-Werkzeuge. Vorweg dieses Statement: „Zwar stellt der Planungsprozess nur etwa 15 bis 20 Prozent der Gesamtkosten eines Projektes dar, kann aber durch Verbesserung der Qualität aller Elemente einer Anlage einen erheblichen Hebel auf Zeit und Kosten ausüben.“

Und Kosten bzw. Zeit spielen eine bedeutende Rolle vor dem Hintergrund, dass die Prozessindustrie und der Anlagenbau in den vergangenen Jahren u.a. infolge von Konsolidierungen, Fusionen, Marktveränderungen durch Globalisierung sowie Kostendruck durch steigende Rohstoff-, Energie- und Personalkosten großen Veränderungen unterworfen sind. Ein Überleben in diesem globalen Wettbewerb erfordere kontinuierliche Verbesserungen der Produkte und Prozesse, verbunden mit erheblichen Produktivitätssteigerungen, so Handl.

Im Engineering-Umfeld bedeute dies z.B. eine verstärkte Internationalisierung, verteilte Projektbearbeitung über Kultur- und Zeitgrenzen hinweg und eine weitere Reduzierung von Projektlaufzeiten (Time-to-Market). Gleichzeitig nehmen gesetzliche Regelungen ständig zu, und Qualitätsanforderungen steigen. Dagegen geht die Zahl ausgebildeter Ingenieure zurück und das Wissen von qualifizierten und erfahrenen Projektingenieuren mit ihrem Ausscheiden aus dem Unternehmen meist verloren.

In diesem Umfeld gilt es, den Gesamtprozess „Planen und Errichten einer Anlage“ so zu optimieren bzw. zu beschleunigen, dass an dessen Ende als Gesamt-Optimum im Rahmen des Terminplanes eine kostengünstige und funktionsgerechte Anlage resultiert.

Blick auf die Planungs-Tools

Was besagt dies im Hinblick auf die Planungs-Tools? Die heute verfügbaren Planungswerkzeuge wurden, so Handl, über die vergangenen Jahre ergänzt und kontinuierlich von den Software-Lieferanten verbessert. Hier wurde für viele Aktivitäten z.B. im Bereich der Simulation und im Detail-Engineering, also dem Massengeschäft, viel erreicht (siehe Tabelle in der Bildergalerie). Für die Phasen der Studien sowie der Vor- und Basisplanung fehlen aber nach Überzeugung von Handl noch entsprechende Werkzeuge, die den planenden Ingenieur in diesen kreativen Arbeiten systematisch unterstützen. „Dabei werden hier die für später besonders kostenrelevanten Festlegungen getroffen!“

Die unterschiedlichen Interessenlagen der Beteiligten hätten anscheinend bisher zu einer Vielzahl von verschiedenen Engineering-Tools geführt, denen meist nur eines gemeinsam sei: „Sie folgen keinen gemeinsamen Standards, sind datenmäßig wenig integriert und erfordern einen großen Betreuungsaufwand für das Schnittstellen-Management. Hier sind alle Beteiligten einschließlich der Technischen Hochschulen gefordert, um für die verschiedenen Phasen des Gesamtprozesses gemeinsame Handlungsfelder einerseits und die erforderlichen Anforderungen und Standards andererseits zu vereinbaren, wie dies von anderen Organisationen, wie der Namur, bereits erfolgreich praktiziert wird.“

Mögliche Themen

Einige dieser Themen können laut Handl z.B. sein:

• lT-Unterstützung von Entwurfsprozessen,

• Modularisierung, Standardisierung und Typicals von Baugruppen und Funktionen,

• Datenaustauschformate und -Technologien,

• fachgebietsübergreifende Prüfung der Datenkonsistenz,

• projektweite Datenkonsolidierung,

• Lebenszyklusmodellierung,

• Nutzung von Erfahrungen, Wissen und Wissenstransfer,

• Unterstützung im Projektmanagement.

Prof. Dr.-Ing. Günter Wozny, TU Berlin, Institut für Prozess- und Anlagentechnik, unterstützt diese Forderungen: „Wir drehen uns im Kreis – die Probleme, die besprochen worden sind, waren schon vor ein paar Jahren bekannt. Die Steigerung der Qualität und der Funktionalität der CAD-Werkzeuge können nur mit den Erfahrungen der Nutzer realisiert werden.“

Aber auch dies ist natürlich richtig: Dass die Möglichkeiten der CAD-Programme durch manchen Anwender nicht vollständig genutzt werden. „Größere Erfahrung und besseres Handling mit diesen Programmen würde zur Verbesserung der Projektbearbeitungsprozesse führen und das versteckte Potenzial der Programme ausschöpfen“, fasst Wozny Aussagen in Aachen zusammen.

Daten-Management per Migration

Prozessdaten sind ein ‚Asset‘, ein wertvolles Gut im Unternehmen, darin war man sich in Aachen einig. Welche Potentiale hinsichtlich des Datenaustauschs in der Engineering-Lösung Cadison stecken und wie man die Assets für sein Unternehmen retten kann, darüber berichtete Michael Brückner, Technical Director Process der ITandFactory: „Verborgene (verloren geglaubte) Werte für die Gegenwart nutzbar machen“ lautete das Thema seines Vortrags.

Der Hintergrund: Im Laufe der Jahrzehnte wurden für die Bestandsdatenerfassung unterschiedliche IT-Tools benutzt. Dazu zählen CAD-Anwendungen, die auf Unix-Basis erstellt wurden. Die dazugehörigen Daten wurden in externen Datenbanken gepflegt. Die Daten konnten ebenso auf Unix- oder DOS-Datenbanken basieren. Diese Anwendungen waren in der Vergangenheit sehr kostenintensiv – in der Anschaffung der Software ebenso wie in der Pflege der Daten.

Der Lebenszyklus einer Software ist begrenzt. Hinzu kommt als Faktum, dass nur moderne CAD/CAE-Systeme dem heutigen Stand der Technik und den Anforderungen der Wirtschaft entsprechen. Sie sind kostengünstiger und leistungsfähiger als die alten Systeme. Eine Migration auf moderne Systeme ist also unausweichlich. Bleibt allerdings die Frage, wie das nicht sichtbare Kapital migriert werden kann.

Als Beispiele stellte Brückner vor: die Migration von Projekten auf Basis der Anlagenplanungs-Software Tricad und ProchemC zur CAE-Software Cadison, die Migration von P&ID-Daten von Betreibern sowie die Übernahme von Bestandsdaten aus veralteten Datenbanken und CAD-Systemen in Cadison.

Ein Beispiel aus der Praxis: Der Betreiber will 1000 P&ID von einem Unix-CAD-System in Cadison integrieren. Die Vorgehensweise:

• Justage der notwendigen Merge-Vorschriften und -Mechanismen;

• Initial-Konvertierung von 250 P&ID;

• der Rest wurde sukzessive durch den Kunden selbst umgesetzt.

Wie sieht die Wirtschaftlichkeit aus? Eine Neuzeichnung erfordert pro P&ID drei Tage Zeit. Die Migration zu Cadison erfordert pro P&ID fünf Minuten plus eine Nacharbeit von einer Stunde. Im beschriebenen Projekt sparte der Kunde 95 Prozent des konventionell erforderlichen Aufwands. In absoluten Zahlen ist das eine Ersparnis von einer Million Euro!

Neutrales Datenaustausch-Format

Dr.-Ing. Rainer Drath vom ABB Forschungszentrum Deutschland in Ladenburg beschäftigte sich mit dem Thema „CAEX 2.0“. Hintergrund hier: In der Anlagenplanung ist derzeit eine deutliche Trendveränderung erkennbar: Während die Tool-Hersteller in der Vergangenheit ihre Werkzeuge innerhalb der einzelnen Engineering-Phasen spezialisierten und reifen ließen, ist mittlerweile der Ruf nach nahtlosem Datenaustausch zwischen diesen Werkzeugen lauter geworden.

Der Grund hierfür liegt darin, dass das schwächste Glied in der Engineering-Wertschöpfungskette nicht mehr in der Werkzeugunterstützung innerhalb einzelner Gewerke zu finden ist, sondern dass die lückenhafte Verbindung zwischen den Phasen als Flaschenhals erkannt wurde. Die Werkzeughersteller versuchen, diesem Trend durch Ausweitung von Werkzeugfunktionalität zu begegnen, bis hin zur Entwicklung phasenübergreifender Tools mit verteilten oder zentralen Datenbasen.

Der Anwender benötigt darüber hinaus jedoch nicht nur den Datenaustausch zwischen den Phasen, sondern fordert zunehmend die generelle Separierbarkeit von Engineering-Daten und Engineering-Werkzeugen. Denn der Wert von Engineering-Daten liegt aus Anwendersicht ja gerade in der Möglichkeit zur Weitergabe und Weiterverarbeitung. Der Bedarf nach Neutralität wird deutlich, wenn man die typischen Produktzyklen von Softwareprodukten mit den typischen Lebenszyklen einer lndustrieanlage vergleicht: Das Verhältnis kann mit 1:20 angenommen werden.

CAEX (Computer Aided Engineering Exchange), ein XML-basiertes neutrales Datenaustausch-Format, adressiert diese Themen und widmet sich der neutralisierten Speicherung von Engineering-Informationen außerhalb ihrer Tools sowie dem Austausch dieser Daten. Die Entwicklung von CAEX wurde Ende 2002 in einer Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Prozessleittechnik der RWTH Aachen und dem deutschen Forschungszentrum der ABB gestartet, aktuell ist die Version CAEX 2.0 verfügbar.

Fazit: Das Bill Gates zugeschriebene Zitat „How you gather, manage, and use information will determine whether you win or lose“ hat offenbar nichts an Aktualität verloren.

Hintergrund: Infos zum Symposium

Das Symposium „Informationstechnologien für Entwicklung und Produktion in der Verfahrenstechnik“ ist eine gemeinsame Veranstaltung des Institutes für Prozess- und Anlagenplanung der TU Berlin und der AVT-Prozesstechnik der RWTH Aachen. Im jährlichen Turnus findet dieses Forum für den Erfahrungsaustausch zwischen industriellen Anwendern, Hochschulen und Softwareanbietern alternierend in Aachen und Berlin statt – in diesem Jahr am 3. und 4. April bei der RWTH Aachen.

Die Anwenderseite war in diesem Jahr prominent vertreten: InfraServ Knapsack, Bayer Technology Services, Evonik Degussa, BASF, Henkel, Bayer MaterialScience, ABB, Sanofi Aventis, Merck, Lurgi, Linde, Uhde – leider fehlte der Mittelstand. Das wurde vielfach als Nachteil empfunden, denn nur die „großen“ Anwender alleine machen schließlich keinesfalls das Geschäft der Zukunft aus.

Das nächste Symposium wird am 26. und 27. März 2009 in Berlin stattfinden, dort soll dann auch der Mittelstand vertreten sein.

Der Autor ist redaktioneller Mitarbeiter bei PROCESS.

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