Worldwide China Indien

Meilenstein Software

wird präsentiert von

Plant-Engineering-Phasen effizient verknüpfen

Universelles Datenmodell spart massiv Ressourcen

| Autor / Redakteur: Pouria G. Bigvand, G / Anke Geipel-Kern

Beim Cause-and-Effect-Check werden die Vorteile eines universellen Datenmodells besonders deutlich.
Beim Cause-and-Effect-Check werden die Vorteile eines universellen Datenmodells besonders deutlich. (Bild: Aucotec)

Wer heutzutage Anlagen entwirft, baut, betreibt oder weiterentwickelt, muss gleichzeitig modernste Verfahrenstechnik abbilden, die Wege der Digitalisierung antizipieren, beschleunigte Innovationszyklen berücksichtigen und jederzeit aussagefähig gegenüber allen beteiligten Disziplinen sein. In besonders anspruchsvollen Engineering-Phasen wie FEED oder beim Cause-and-Effect-Check werden die Vorteile des universellen Datenmodells von Aucotecs kooperativer Engineering-Plattform EB 2019 gegenüber schnittstellenbelasteten Patchwork-Applikationen besonders deutlich.

Prozessbedingte Fehlerquellen und Verzögerungen sind im effizienzgetriebenen Anlagen-Engineering aufgrund der meist fragmentierten Tool- und Systemlandschaft ein echtes Problem. Vom Frontend Engineering Design (FEED) über Process und Detail Engineering bis zu Maintenance binden die bekannten Showstopper bis heute erhebliche Ressourcen. Sie behindern nicht nur die Entwicklung, sondern auch den Bau und Betrieb einer Anlage.

Anlagenzwilling mit Seele

„Je mehr Schnittstellen eine Systemlandschaft belasten und je mehr fachspezifische Anwendungen integriert werden müssen, desto größer werden Fehlerpotenzial und Abstimmungsbedarf. Erheblicher Mehraufwand ist also im wahrsten Sinn vorprogrammiert“, erklärt Aucotec-Vorstand Uwe Vogt. Die Division „Plant Engineering“ des Softwarehauses hat kürzlich die Software für die Anlagenplanung erweitert.

Sie basiert auf einem disziplinübergreifend gültigen „Unified Plant Data Model“. Dieses Modell ist die Voraussetzung für einen digitalen Anlagenzwilling, der diesen Namen auch verdient. Denn EB bildet nicht nur den mechanischen „Body“ ab, sondern mit der kompletten inneren Logik auch dessen „Seele“, wie Vogt die Besonderheit der Plattform Engineering Base (EB) umschreibt.

„Keine vergleichbare Durchlässigkeit“

Mit EB 2019 ist die bislang leistungsstärkste Fassung des Softwaresytems auf dem Markt. „Weltweit gibt es nach unserem Kenntnisstand keine Plant-Engineering-Plattform mit vergleichbarer Datendurchgängigkeit und Kooperationsfähigkeit“, unterstreicht Vogt. In EB 2019 arbeiten alle Kerndisziplinen der Anlagen-Planung – Basic und Process Engineering sowie alle Bereiche der Detailplanung inklusive Leitsystem-Konfiguration – auf einem einzigen, universellen, stets aktuellen Datenmodell.

„Das optimiert den Workflow deutlich, denn es macht langwierige Datenübergaben, Crosschecks und andere zeitraubende oder fehleranfällige Rituale überflüssig.“

Massive Ressourcen-Einsparungen kann EB etwa während des Szenarien-Handlings in der FEED-Phase erreichen. Gleiches gilt für die Erstellung der Cause-and-Effect- oder Safety-Matrix vor der Inbetriebnahme.

FEED – PFDs automatisch füttern und vergleichen

Am Ende eines FEED-Prozesses soll ein belastbarer Entwurf der idealen Anlagenkonfiguration stehen. Der Weg dorthin ist üblicherweise teuer und komplex. Schließlich gilt es, möglichst alle sinnvollen Szenarien zu kalkulieren und gegeneinander abzuwägen. Diese datenintensive und daher fehleranfällige Phase entschärft EB 2019 gleich auf mehreren Ebenen. Zum einen beim Import von Simulationsergebnissen in die Process Flow Diagrams (PFD) des Engineerings, zum anderen beim Handling und Vergleichen mehrerer Szenarien. EB kann zudem die Preisspanne der Anlagenvarianten berechnen oder den Energieverbrauch.

Ein Blick auf die klassischen Prozesse verdeutlicht EBs Überlegenheit in der FEED-Phase. Üblicherweise liefert ein Simulationstool für jedes geprüfte Szenario tausende Daten, mit denen hochbezahlte Ingenieure in wochenlanger Handarbeit das jeweilige Engineering-System füttern und Simulationsergebnisse vergleichen. Schon aus Kostengründen kommen für die meisten Anbieter daher höchstens zwei oder drei verschiedene Anlagenentwürfe infrage.

Das verringert die Chance, die ideale Anlagenkonfiguration zu finden, mit der sich der Auftraggeber später bestmöglich im Wettbewerb positionieren kann. EB dagegen ermöglicht den automatisierten Import von Simulationsergebnissen, etwa aus Aspentech oder Pro II, in EBs PFDs und Arbeitsblätter, die dann alle Konsequenzen eines Szenarios aufzeigen, vom groben Fließschema bis zur Materialbilanz. Und mit jeder neu angestoßenen Simulation, ob mit veränderten Massenströmen, Geräten oder Rezepturen, gibt EB automatisiert eine neue Dokumentation aus. Die verschiedenen Szenarien lassen sich, anders als üblich, in einem gemeinsamen Projekt ablegen. Das verbessert die Übersicht und ermöglicht automatisierte Vergleiche.

So beschleunigt EBs Basic Engineering auch alle nachfolgenden Aufgaben im Workflow. Die Konstrukteure können direkt mit dem PFD des favorisierten Entwurfs weiterarbeiten. Von hier ist es bis zum P&ID und Detail Engineering für das reale Anlagen-Design nicht mehr weit. Das Konzept und die wichtigsten Basisdaten und Parameter stehen in der zentralen Datenbank; darauf aufbauend folgt nun die Konkretisierung und Feinarbeit durch die verschiedenen Disziplinen, und zwar übergreifend durch alle Beteiligten, auch von verschiedenen Standorten aus

C&E – Effizienz in Ursache und Wirkung

Ähnlich komplexe Abläufe machen die Commissioning-Phase in einer klassischen Systemlandschaft zum Kostentreiber und Unsicherheitsfaktor. Ein Schlüssel-Beispiel ist die Cause-and-Effect-Tabelle: Die auch Safety-Matrix genannte Zusammenführung von Funktionslogiken aus den verschiedenen Disziplinen erstellen Ingenieure für gewöhnlich per Hand.

Sie müssen die Essenz aus Logik-Schemata, R&I-Diagrammen und benachbarten Engineering-Disziplinen in hunderte Zeilen und Spalten übertragen. Wenn die verantwortlichen Ingenieure alle Ursache-Wirkung-Beziehungen „abhaken“, um den einwandfreien Betrieb einer Anlage gewährleisten zu können, zieht jede Ungenauigkeit und jeder Transferfehler in der Matrix eine weitere Korrekturschleife und neue C&E-Checks nach sich.

Bessere Ergebnisse mit weniger Aufwand

„Der hohe Aufwand scheint zwar auf den ersten Blick gerechtfertigt, schließlich wäre eine fehlerhafte Inbetriebnahme noch teurer“, gibt Aucotec-Vorstand Uwe Vogt zu bedenken. Allerdings sei eine derartig detektivische Handarbeit lediglich das Symptom unzureichender Datenmodelle: „Engineering Base erstellt eine konsistente C&E-Tabelle automatisch fehlerfrei, prozessbeschleunigend und deutlich ressourcensparender.“ Das nimmt erheblichen Druck von den Schultern der Verantwortlichen.

Haben alle Engineering-Bereiche, nicht nur die Automatisierung, ihre C&E-Beziehungen in EB definiert, können Cause & Effect-Verantwortliche für jeden gewünschten Anlagenzustand vom Start- über den Reinigungsmodus bis hin zur Notabschaltung die passende C&E-Tabelle per Klick erstellen, jederzeit die Informationen aus den verschiedenen Bereichen zusammenführen. Das macht einmal mehr der Vorteil von EBs universellem, zentralem Datenmodell deutlich, ohne das der automatisierte Datenextrakt unmöglich wäre, denn es hält stets sämtliche erarbeiteten Informationen aller Kerndisziplinen in der jeweils aktuellsten Fassung in einer Datenbank bereit.

System aus einem Guss

Im interdisziplinären Plant Engineering kostet jede Schnittstelle Zeit, verursacht Administrationskosten und stellt eine Fehlerquelle dar. Ein System aus einem Guss, das auf einem zentralen Anlagenmodell operiert und sämtlichen angeschlossenen Disziplinen gerecht wird, birgt für alle Beteiligten erhebliche Präzisions- und Effizienzpotenziale, „So erreichen Anlagenbauer, Investoren und Betreiber maximale Planungs- und Zukunftssicherheit“, unterstreicht Vogt den Führungsanspruch des zentralen und universellen Datenmodells von EB 2019.

* Der Autor ist Leiter Produktmanagement bei Aucotec

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 46021249 / Meilenstein: Software)