Engineering-Plattform spart mit universellem Datenmodell Ressourcen. Plant-Engineering-Phasen effizient verknüpfen - prozesstechnik online

Plant-Engineering-Phasen effizient verknüpfen

Engineering-Plattform spart mit universellem Datenmodell Ressourcen

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Wer heute Anlagen entwirft, baut, betreibt oder weiterentwickelt, muss modernste Verfahrenstechnik abbilden, die Wege der Digitalisierung antizipieren und beschleunigte Innovationszyklen berücksichtigen. 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 Front End 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 in der Regel auch Fehlerpotenzial und Abstimmungsbedarf. Der Mehraufwand steigt beträchtlich. Aucotec hat auf der diesjährigen Achema eine signifikante Erweiterung seiner Software für die Anlagenplanung vorgestellt. 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 Körper ab, sondern mit der kompletten inneren Logik auch sozusagen dessen Seele.

EB 2019 zeichnet sich durch höchste Datendurchgängigkeit und Kooperationsfähigkeit aus. Alle Kerndisziplinen der Anlagenplanung – Basic und Process Engineering sowie alle Bereiche der Detailplanung inklusive Leitsystem-Konfiguration – arbeiten 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. So kann EB beispielsweise beträchtliche Ressourcen-Einsparungen während des Szenarien-Handlings in der FEED-Phase erreichen. Gleiches gilt für die Erstellung der Cause-and-Effect- oder Safety-Matrix vor der Inbetriebnahme.

PFDs automatisch 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 hoch bezahlte 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 PFDs und Arbeitsblätter, die dann alle Konsequenzen eines Szenarios bis zur Materialbilanz aufzeigen. 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 das 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.

Effizienz in Ursache und Wirkung

Ähnlich komplexe Abläufe machen die Commissioning-Phase in einer klassischen Systemlandschaft zum Kostentreiber und Unsicherheitsfaktor. Ein Schlüsselbeispiel 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.

Der hohe Aufwand scheint zwar auf den ersten Blick gerechtfertigt, schließlich wäre eine fehlerhafte Inbetriebnahme noch teurer. Allerdings ist solch eine detektivische Handarbeit mit besseren Datenmodellen nicht notwendig. 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-and-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.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav1218aucotec


Autor: Pouria G. Bigvand

Leiter Produktmanagement,
Aucotec


Aucotec-Vorstand Uwe Vogt (links im Bild) im Gespräch mit Lukas Lehmann, dem stellvertretenden Chefredakteur von cav
Bild: Aucotec

Uwe Vogt im Interview

Im Interview mit cav nimmt Aucotec-Vorstand Uwe Vogt dazu Stellung, was die kooperative Engineering-Plattform EB 2019 kann, wie sie die Anforderunden des modernen Anlagenbaus erfüllt und welche Vorteile der Anwender hat. Schauen Sie sich doch das Video an:

bit.ly/2pXZg1C



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