Modularisisierung und Standardisierung So schaffen Modularisierung und Standardisierung Freiräume

Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann* / Anke Geipel-Kern

Durch Modularisierung lassen sich wiederholende Aufgabenstellungen bei der Planung von Chemieanlagen in deutlich kürzerer Zeit lösen – das erhöht die Produktivität des Planers, spart Zeit und Kosten. Wenn sich das Ganze auch noch im Umfeld eines integrierten Engineerings realisieren lässt, ist das eine perfekte Sache.

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Durch Standards in der Planung von Chemieanlagen lassen sich wiederholende Aufgabenstellungen in deutlich kürzerer Zeit lösen.
Durch Standards in der Planung von Chemieanlagen lassen sich wiederholende Aufgabenstellungen in deutlich kürzerer Zeit lösen.
(Bild: Monty Rakusen's Studio, plantIng)

Muss im Anlagenbau das Rad immer wieder neu erfunden werden? Die Frage zu stellen, heißt im Grunde schon, sie zu verneinen. Wer beim Planungsprozess dazu übergeht, in Funktionen – sprich: Modulen & Systemlösungen - zu denken, weniger in Komponenten wie Behälter, Pumpen und Kompressoren, muss nicht immer wieder alle Details neu planen.

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Verfahrenstechnische Anlagen kann man so im Grunde als Addition von Standard-Baugruppen begreifen – selbstverständlich eine sehr grobe Sichtweise. Modularisierung wird die Kreativität des Planers keineswegs einschränken; im Gegenteil: Losgelöst von wiederkehrenden Aufgaben, hat er mehr Zeit, innovative Wege zu gehen und seine Ideen zu entwickeln.

Modularisierung ist ja ansonsten nicht nur im Hinblick auf Plan-ungsaspekte interessant; Module auch in der Produktion selbst bieten die elegante Chance, vom Scaling-up eines Prozesses zum wesentlich einfacheren Numbering-up zu gelangen – so die Einschätzung von Hans-Georg Kumpfmüller (ZVEI) auf einer Dechema-Veranstaltung am 6. Mai.

Durch Modularisierung und Standardisierung halten Anlagenbauer eine Verbesserung des unternehmerischen Gesamtergebnisses um bis zu 10 % Prozent für möglich (so das Ergebnis einer durch den VDMA initiierten Studie). Die Umfrage zeigt, dass durch eine konsequente Modularisierung allein beim Engineering Einsparungen von 15 % erreicht werden können – und die Inbetriebnahme gelingt um bis zu 10 % früher (bei einem 6-Jahres-Projekt kann der Betreiber dann sechs bis sieben Monate früher den Markt beliefern!).

Der Wert von Best Practices

Von Standards ist auch Dieter Hofmann, Geschäftsführer der Planting überzeugt: „Mit standardisierten Ressourcen, Abläufen und Werkzeugen können neue Mitarbeiter schneller eingearbeitet werden, was zusätzliche Möglichkeiten im Personalwesen eröffnet. Und nicht zuletzt vergrößern Standards die Durchlässigkeit einer Branche zwischen Zulieferer, Betreiber und Planer, weil sich alle auf eine gemeinsame Sprache verständigt haben.“

Die Kopierkultur sei allerdings hierzulande kaum ausgeprägt, wie Planting beobachtet. Statt sich auf Best Practices oder Standards zu besinnen, würden lieber neue Lösungen entwickelt und die Individualität unterstützt. Die Folgen: Know-how über Best Practices drohe – Stichwort Demographie – in den Ruhestand abzuwandern.

Martin Scholich, Geschäftsführer der EEE Anlagenbau, ist ebenfalls ein Verfechter von Best Practices. Sein bevorzugtes Planungswerkzeug: Tricad MS von der Venturis IT. „Unser Ziel bei der Einführung von Tricad MS war, die wesentlichen Teile der von uns geplanten Energieerzeugungs-Anlagen als Schema und 3D-Modell zu modularisieren.“

Scholich rechnet damit, dass sein Unternehmen - basierend auf dieser Modularisierung - die Planungskosten um mindestens 25 % reduzieren kann. „Wir senken mit den wiederkehrenden Modulen im Wesentlichen den Aufwand im Basic Engineering.“

Auch der Misch- und Knetmaschinen-Anbieter Buss setzt auf Standards, hinterlegt sukzessive seine Produkte als Standards in der Datenbank von Cadison (Anbieter: ITandFactory). Ziel ist es, bei der Planung Zeit und Kosten einzusparen - und das mit einer gleichbleibend hohen Qualität der Planung.

„Wenn unsere Produkte komplett in der Datenbank abgebildet sind, wird sich der Zeichnungsaufwand sicher um 30 bis zu 50 % reduzieren und unsere Kollegen können entsprechend produktiver arbeiten“, zeigt sich Marko Stähler, Mitglied der Geschäftsführung, überzeugt.

Als verantwortlicher Manager für den Bereich Projektmanagement ist er zuversichtlich, dass Standardisierung bei der Arbeit mit Cadison zu weiteren erheblichen Einsparungen führt. „Ausgehend von einem unserer Standard-Ko-Kneter, muss jede ausgelieferte Maschine an das kundenspezifische Produkt und die jeweilige Produktionsanlage angepasst werden. Als objektorientiertes Engineering-Werkzeug ist Cadison das für unsere Unternehmensgröße passende Tool, um diese Aufgaben zu erfüllen“, so Stähler.

Datenfluss im Fokus

Neben der Standardisierung steht nach wie vor das Integrierte Engineering im Fokus der Anbieter wie der User. Rösberg warnt allerdings vor einer falschen Erwartungshaltung: Bei Lösungen, die „alles aus einer Hand“ versprechen, sollte der User einen Blick hinter die Kulissen werfen und fragen, wie homogen eine angeblich monolithische Lösung wirklich sei.

Denn nicht zwingend gehe es stets um eine einheitliche Datenbasis, in der keine Informationen redundant vorliegen. Vielmehr würden für die integrierte Lösung oft verschiedene Software-Komponenten zusammengekauft. Die Rösberg-Lösung: Prodok ist ein PLT-CAE-System, das für einen integrierten Planungsprozess nach einheitlichen Regeln sorgt.

Prodok NG, die nächste Generation des Systems, setzt jetzt neben der jahrzehntelangen Erfahrung auf modernste Software-Technologie. Dadurch werde das PLT-System zur Out-of-the-box-Lösung, die einfach zu bedienen, flexibel sowie kostengünstig ist und neue Möglichkeiten erschließe, z.B. in Hinblick auf Visualisierung, Modularisierung, Integration in verschiedene Systemlandschaften, Datenbanken und Cloud-Anwendungen.

Auf der Achema 2015 will Siemens aufzeigen, wie Unternehmen der Prozessindustrie mit integrierten Lösungen die Effizienz und Produktivität und somit ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern können. „Um Industrie 4.0 in der Prozessindustrie zu verwirklichen, fokussieren wir drei Handlungsfelder: die digitale Anlage, die Modularisierung und die Optimierung der Produktion“, sagt Eckard Eberle, CEO der Business Unit Process Automation.

Eines der wichtigsten Ziele auf dem Weg zur digitalen Anlage sei der Aufbau einer integrierten Datenlandschaft.

Schon jetzt biete Siemens Datendurchgängigkeit über alle Lebenszyklus-Phasen: Vom Engineering mit dem CAE-Tool Comos über die Inbetriebsetzung mit der Simulationsplattform Simit bis zum laufenden Betrieb mit dem Prozessleitsystem Simatic PCS 7 und XHQ Operations Intelligence für Unternehmensentscheidungen in Echtzeit. Die Vorteile: höhere Transparenz, Sicherheit und schnelle Markteinführungszeiten.

Fließbild als zentrales Dokument

Plant Engineer von X-Visual ist eine integrierte Engineering-Software, die auf Microsoft Visio basiert und um intelligente Funktionen für das Design und die Dokumentation von verfahrenstechnischen Anlagen erweitert wurde. Die Software soll Ingenieuren bereits im Anlagendesign helfen, intuitiv und ohne CAD-Kenntnisse intelligente Fließbilder zu erstellen, zu ändern und zu verwalten.

Das erstellte Fließbild liefert als zentrales Dokument der Anlagenplanung relevante Informationen für den gesamten Lebenszyklus der Anlage – von den ersten Angebotsentwürfen bis hin zur Inbetriebnahme. Jens Kümper, Leiter Anlagentechnik bei Elster Kromschröder, beschreibt den Einsatz dieses Werkzeugs so: „Das Segment Systemtechnik von Elster ist Lieferant für gastechnische Lösungen im Bereich von industriellen Thermoprozessanlagen.

Plant Engineer wird zur Planung dieser Anlagen im weltweiten Vertrieb genutzt und unterstützt die Schnittstellen zwischen Vertrieb, Kunde und Produktion. Hierzu wurde eigens die Internetseite [www.system-technik.info] mit Fließbildern aus Plant Engineer gefüllt. Zugelassene User können diese Vorlagen für ihre eigenen Prozesse abändern und nutzen so die modularen Strukturen des Programms.“

Einer der schwierigsten Aspekte der Nachrüstung, des Umbaus oder der Erweiterung einer Anlage ist die richtige Mischung von Tools, um der Komplexität und den Nuancen der einzelnen Projekte gerecht werden zu können. Mit Autodesk Plant Design Suite 2012 können Anwender Entwürfe schneller erstellen und gleichzeitig den Datenaustausch während der Installation, Tragwerksplanung und Apparatur verbessern.

Durch das Einbinden der Auftraggeber in den Workflow hilft das Tool dabei, Konstruktionsfehler, teure Nachbesserungen und Anlagenausfälle zu reduzieren. Die Suite enthält Autodesk Inventor, Revit Structure, Autocad Plant 3D und Navisworks Manage – alles in einem Paket für einen besseren Workflow.

Fazit: Modularisierte Baugruppen/Systemlösungen machen es möglich, fertige und bewährte Lösungen in neuen Projekten wiederzuverwenden – das spart Zeit und Kosten.

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