Die Öl- und Gas-Industrie ist geprägt durch hochkomplexe Anlagen verschiedenster Art. Den Förderanlagen, Raffinerien und Anlagen für petrochemische Endprodukte ist eines gemeinsam: höchste Anforderungen an ihre Verlässlichkeit und Sicherheit. Entsprechend sicher müssen Engineering-Experten und Betreiber sein können, dass ihr Engineering-System höchste Zuverlässigkeit und Datenqualität bietet – für den kompletten Planungsprozess ebenso wie für das gesamte Anlagenleben. Dazu verlangt die Vielzahl an Disziplinen und Sub-Kontraktoren, die an der Planung und Dokumentation von Öl- und Gas-Anlagen beteiligt sein können, eine hoch entwickelte Kooperationsfähigkeit der Software. Denn verlässliche Daten beschleunigen die Planung. Diesen Anforderungen hat sich der Systementwickler Aucotec gestellt. Seine Plattform Engineering Base (EB) löst sie mit einem universellen Datenmodell, dessen massiv erweiterte Bandbreite, Kooperationsfähigkeit und damit auch Konsistenz erstmals auf der Achema 2018 vorgestellt wurde. EB deckt objektorientiert alle Kerndisziplinen der Anlagenplanung ab: vom Basic Engineering, inklusive Simulationsintegration, über das gesamte Process- und Detailengineering bis zur Inbetriebnahme mit konsistenten Cause-&-Effect-Tabellen auf Knopfdruck. Ohne händische Datenübergaben, Schnittstellen oder Synchronisationen, auch bei standortübergreifender Kooperation. Die damit verbundene Fehlerminimierung und maximierte Datenqualität hilft Planern ebenso wie Betreibern – und damit auch der dritten Kategorie, die gleichzeitig als EPC (Engineering, Procurement, Construction) und Betreiber fungiert. Doch es gibt auch individuelle Ansprüche.
EPCs: Optimaler Operationsmodus
Für EPCs bedeutet echte Durchgängigkeit auch Unterstützung der FEED (Front-End-Engineering, Design)-Phase, in der der optimale Operationsmodus einer Anlage entwickelt wird. Bisher musste man die Ergebnisse von Simulationen, die verschiedene Szenarien „durchspielen“, per Hand ins Engineeringsystem eingeben. Und es war so teuer wie kompliziert, neben Druck, Temperatur und Rezeptur weitere Variablen auszutesten.
EB unterstützt FEED durch übersichtliche Dokumentation und automatisierte Vergleiche der Szenarien, ob in EB erstellt oder in einem Simulationstool. Das zentrale Datenmodell erlaubt dabei, Simulationen jeder Engineering-Disziplin zu übernehmen. „Ein EPC aus Norwegen, der heute mit EB u. a. eines der größten Offshore-Ölbohrprojekte Europas plant, arbeitet mit einem eigens entwickelten Tool, das die gesamte Anlagendynamik simuliert, auch die Steuerungs- und Elektrologik“, erzählt Dr. Pouria Bigvand, Leiter des Produktmanagements bei Aucotec. „Aber erst mit EB als single source of truth für alle Kerndisziplinen hat er ein System gefunden, das die Ergebnisse automatisch integriert. Wo Prozess- und Detailplanung in unterschiedlichen Tools stattfinden, ist das gar nicht möglich“, so Bigvand.
Wer redet wann mit wem?
Ein weiteres EPC-Thema ist die komplexe Kommunikation mit und zwischen den diversen Disziplinen und Kontraktoren sowie der Austausch mit dem Betreiber. Auch das löst Aucotecs kooperative Plattform mit ihrem universellen Datenmodell: Es erlaubt paralleles Arbeiten am selben Projekt, via Webservice oder Cloud sogar rund um die Welt. Dabei sichert ein spezielles Änderungs- und Versionsmanagement die Nachvollziehbarkeit der Änderungen ab. Jeder Beteiligte sieht unmittelbar, wenn irgendwo am Modell etwas verändert wurde, egal in welcher Ansicht des geänderten Objekts. So kann er es direkt weiterentwickeln.
„Für den Ölplattform-Experten war das entscheidend. EB minimiert die üblichen Schnittstellen und zeitintensiven Abstimmungen unter den Disziplinen, die durch verschiedene Kulturen global verteilter Subkontraktoren oft zusätzlich erschwert werden“, sagt der Produktmanager.
Und noch einen Punkt verbuchte der Anwender als Plus: Egal welches Automatisierungssystem ein Auftraggeber wünscht: Mit EBs DCS-Portal lassen sich die Softwarebausteine jedes Leitsystems automatisiert mit den Engineeringdaten „füttern“ und so konfigurieren. Diese Flexibilität spart wochenlange Handarbeit.
Betreiber: Aktualität ist fast alles
Das lange Leben von Öl- und Gas-Anlagen lässt ihre Pläne oft alt aussehen. Doch Betreiber brauchen den aktuellen Dokumentationsstand („As-built“) für die Betriebsgenehmigungen. Auch im Störfall sollten sie ihn sofort zur Hand haben, um die richtigen Maßnahmen schnellstens in die Wege leiten zu können. Dasselbe gilt für effizienten Betrieb, Wartung, Umbauten und Stillstandszeiten. Hier ist Zeit besonders viel Geld. Ein Tag Stillstand eines Rohöl-Crackers kann rund eine Million € Gewinnausfall bedeuten. Downtimes kosten oft ein Jahr und mehr Vorplanung. Deshalb ist effiziente Kommunikation auch für Betreiber wichtig. „Niemand sollte auf Informationen von Kollegen, anderen Disziplinen oder Zulieferern warten müssen“, so Bigvand. EB managt die Kooperation und erlaubt per App den Überblick über die Status aller, auch ausgelagerter Projektaufgaben. Wartungsarbeiten profitieren nicht nur von Aktualität, sie sind mit EB auch ihr Ursprung. Servicefachleute können vor Ort per Tablet direkt online in die Pläne gehen. Ihre Änderungen stellen sie via Redlining, Kommentare und Fotos dem Engineering-Profi zur Verfügung, der dann sofort alles Notwendige ins neue As-built übernehmen kann.
Der Bauch des Zwillings
Doch zurzeit haben viele Betreiber noch mit betagten Dokumentationen zu kämpfen. Da hilft nur die viel zitierte Digitalisierung. „Digitale, datengesteuerte Dienste und Serviceleistungen werden ihren Marktanteil bis 2025 mehr als verdreifachen“, hieß es im Mai in einer Studie von VDMA und der Beratungsgesellschaft PwC. Doch das erfordert passende Daten: PDFs und andere „tote“, wenn auch digitale Dokumente in Ordnersystemen nützen da nichts. Genau wie ein Navigationsgerät mit einem Stadtplan-PDF nichts anfangen kann, braucht eine wirklich digitale Anlage ein objektorientiertes Modell, um jede Information separat „anfassen“ und nutzen zu können. „Daten müssen disziplinübergreifend verfügbar sein, denn ein digitales P&ID ohne dazugehörige Loops und weitere Details machen keinen digitalen Zwilling, sondern bilden gerade mal seinen ‚Bauch‘ ab“, erklärt Bigvand.
Deshalb entwickelte Aucotec eine intelligente Migrationslösung für Bestandsdaten. Bei ihrem Import fasst EB alle Objektinformationen aus verschiedenen Disziplinen zu einem Objektmodell zusammen. Dabei vergleicht das System die Daten mit den Belegungslisten im Leitsystem, das immer den aktuellen Stand einer laufenden Anlage widerspiegelt, und zeigt das Delta. Alle Objekte zusammen, von der Pumpe im R&I bis zur Klemme im Schaltschrank, bilden dann das EB-typische, übergreifende Anlagenmodell mit allen Logik-Verknüpfungen.
Für einen deutschen Petrochemiebetreiber, der den Datenwert allein eines seiner Standorte einmal auf fünf Mio. € bezifferte, konnten so gut 80 000 Loops von drei Crackern automatisiert erstellt sowie rund 25 000 Stromlaufpläne intelligent übernommen und überarbeitet werden. Frank Seemann, Geschäftsführer des Dienstleisters Ipro, der für ein globales Chemieunternehmen rund 20 000 Loops und 1000 P&IDs migriert hat, erzählt: „EB konnte viele Datensätze noch bereinigen und ergänzen. So hatten die Daten nach der Konvertierung eine höhere Qualität als vorher.“
Selbst ist der Betreiber
Hält der Betreiber schließlich den vollständigen digitalen Zwilling im Datenmodell, so kann er nicht nur Wartungsänderungen selbst vornehmen. Ein skandinavischer Ölplattform-Besitzer etwa betreibt auch kleine unbemannte Plattformen, die sich zu 95 % gleichen. Mit EB kann er diese 95 % einfach kopieren und die individuellen 5 % selbst engineeren. Mit disziplinorientierten Einzeltools wäre zum einen das Abbilden der Gesamt-Anlagenkonfiguration nicht möglich, zum anderen das Ergänzen von Daten in verschiedenen Gewerken sehr kompliziert. Und jedes Tool bräuchte eigene Fachleute.
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