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Achema-Trendbericht: Modularisierung

So viel Potenzial bietet der modulare Anlagenbau

| Redakteur: Matthias Back

Es gibt wenig, das frustrierender ist als ein unsauber geschnittenes Puzzle, bei dem nicht klar ist, ob die Teile zusammengehören. Das Gleiche gilt für den Anlagenbau: Ein Puzzle aus Einzelkomponenten, die nicht passen, nützt nichts. Aber wenn die Module zusammenpassen, bietet der modulare Anlagenbau enormes technisches und wirtschaftliches Potenzial.

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Chemie aus dem Container: Die F3-Factory von Evonik.
Chemie aus dem Container: Die F3-Factory von Evonik.
(Bild: Invite)

Nicht nur Autos, Kleidung oder das Frühstücksmüsli werden individualisiert. Auch die chemische und pharmazeutische Industrie bietet maßgeschneiderte Produkte. Mit konventionellen Anlagen sind die notwendigen kurzen Entwicklungs- und Produktlebenszyklen kaum machbar. Modulare Anlagen sind im Aufwind, um die Kundenerwartungen zu erfüllen. Sie ermöglichen Flexibilität bei Produktionskapazitäten, Produktvielfalt, Rohstoffen oder Standort und erhöhen die Wettbewerbsfähigkeit.

Dabei stellen die Vorteile sich von der Planungsphase an ein: Die Wiederverwendung von Informationen und ein durchgängiges Datenhandling ermöglichen ein beschleunigtes Engineering und kürzere Markteinführungszeiten. Dafür ist die Verwendung eines standardisierten, modularen Planungsablaufs entscheidend. Um vielseitige Produktionseinheiten zu erhalten und eine dezentralisierte Produktion zu ermöglichen, kann eine physikalische Modularisierung von Prozessanlagen zum Einsatz kommen. Die Moduldefinition wird so vorgenommen, dass je Modul festgelegte Funktionen beibehalten werden.

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Die physikalische Modularisierung kann auf Apparate-, Anlagen- oder Logistikebene vor Ort sowie im Produktionsnetzwerk erfolgen. Falls erwünscht, werden kompatible Module als anpassbare Einheiten konstruiert und zu Mehrzweck-Anlagen zusammengestellt. Während des Betriebs vereinfacht die Austauschbarkeit Wartung und Service und reduziert Umrüstzeiten. Betriebsdaten können dazu verwendet werden, Wartungsstrategien festzulegen und Module für künftige Projekte zu optimieren. Im Anschluss an die Produktion wird die Anlage zurückgebaut, während Informationen und physische Komponenten weiter verwendet werden können. So werden eine kontinuierliche Verbesserung und die Weiternutzung von Erfahrungen sichergestellt.

Um einen systematischen Ansatz von der Entwicklung bis zum Rückbau umzusetzen, wird ein Prozess zunächst virtuell in Equipment-Gruppen unterteilt. Das reduziert die Komplexität und schafft wiederverwendbare Bausteine. Alle für die Konstruktion solcher Module erforderlichen Planungsdokumente werden in funktionalen Prozesseinheiten zusammengefasst, die man als Prozessequipment-Design-Module (Process Equipment Design – PED) bezeichnet und in Datenbanken speichert. Ein PED umfasst mindestens einen Hauptapparat, der die gewünschte Unit Operation zusammen mit allen erforderlichen Peripheriekomponenten bietet. Innerhalb jedes PEDs können die Hauptapparate ausgetauscht werden, um das PED an unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen.

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