Das 245-Millionen-Dollar-Projekt in Katanga umfasst eine Produktionsanlage mit einer Kapazität von 1400 t/d und ein System zur Stromerzeugung aus Abwärme mit einer Dampfturbineneinheit, die aufgrund der begrenzten Stromversorgung in der Region und der komplexen Integration in das bestehende Stromnetz für den Betrieb der Anlage entscheidend ist. Zusätzlich zu diesen technischen Herausforderungen bot das Projekt aufgrund seiner abgelegenen Lage logistische und umwelttechnische Schwierigkeiten. Eine weitere Herausforderung war die Einhaltung des engen Zeitplans des Kunden. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden und den Zeitplan mit einem Team von Ingenieuren aus fünf Niederlassungen in der ganzen Welt einzuhalten, suchte Hatch nach einer nachhaltigen Technologielösung, die alle Arbeitsabläufe und Ergebnisse digitalisiert. Nach Fertigstellung soll die Anlage in der Lage sein, die gesamte von den Kupferminen benötigte Menge an Schwefelsäure herzustellen und dabei die weltweiten Standards für Schwefeldioxid-Emissionen übertreffen.
Hatch setzt auf offene Anwendungen
Hatch implementierte eine kollaborative digitale Strategie unter Verwendung der offenen Anwendungen von Bentley, wodurch die Arbeitsabläufe gestrafft und hochwertige Konstruktionsprozesse ermöglicht wurden, die Zeit und Kosten sparten. Das Projektteam verwendete Staad zur Modellierung und Analyse der Stahlbaukomponenten sowie Openplant und Openbuildings Designer zur Erstellung eines digitalen Zwillingsmodells der gesamten Schwelfelsäureanlage. Projectwise diente als Plattform für Zusammenarbeit, um eine offene, vernetzte Datenumgebung zur Verwaltung und zum Austausch von Informationen in fünf über die ganze Welt verteilten Ingenieurbüros zur Verfügung zu stellen. „Die Produkte von Bentley für Industrieanlagen, insbesondere Projectwise, unterstützten die Teams bei der Durchführung des Projekts, da in unseren Niederlassungen in Kanada, Südafrika, Indien, Australien und der DRK dieselben Prinzipien der Zusammenarbeit befolgt wurden“, kommentierte Johan Palm, Projektmanager bei Hatch.
Flexibel und effizient
Die offenen Anwendungen von Bentley sorgten für Flexibilität innerhalb der Planungsumgebung, sodass ein einzelnes 3D-Modell für Layout, Analyse, Planung und Fertigung verwendet werden konnte. Diese Flexibilität optimierte auch die Koordination in allen Phasen des Engineerings und des Baus und bot die Möglichkeit zur Nutzung von Digitalisierung, um so die Effizienz zu verbessern. Die interoperable digitale Technologie ermöglichte es den Betriebsteams, in der Modellumgebung für Gefahren- und Betriebsfähigkeitsuntersuchungen zu interagieren, wodurch Betriebsüberprüfungen verbessert und die Betriebssicherheit erhöht wurden. Die Integration der Bentley-Software Navigator erleichterte über mobile Geräte und Tablets die digitale Kommunikation mit dem Personal vor Ort, den Inbetriebnahme-Teams und den Installationsunternehmen. Durch den digitalen Echtzeit-Zugriff der Außenteams auf das exakte 3D-Modell konnte die Zeit, die sonst für die Lieferung von Zeichnungen vor Ort benötigt wurde, verkürzt und die Qualität der Konstruktion verbessert werden. So konnten Probleme vor Baubeginn und Installation gelöst werden.
Insgesamt konnte Hatch durch den Einsatz der intelligenten Planungs- und Analyseanwendungen von Bentley innerhalb der vernetzten Datenumgebung hochwertige Prozesse vorantreiben, die Beschaffungs- und Logistikstrategien verbessern und die Nacharbeit am Bau minimieren. Die digitale Lösung ermöglichte es geografisch verteilten Teams, gemeinsam die diskrete isometrische Zeichnungserstellung auf Papier in kontinuierliche digitale Liefersätze für die Fertigung vor Ort zu verlagern. Diese Fähigkeit optimierte die Koordination zwischen den globalen Lieferteams und der Fertigung vor Ort, um den Zeitplan einzuhalten.
Digitaler Zwilling spart viel Zeit
Die integrierten Anwendungen halfen Hatch darüber hinaus bei der Entwicklung eines papierlosen Lieferprozesses, der Einrichtung eines digitalen Zwillings und bei der Automatisierung von zuvor manuellen Arbeitsabläufen. Die Nutzung des digitalen 3D-Zwillings für alle Produktionsanforderungen machte Papierzeichnungen überflüssig, verbesserte Rohrleitungs- und Stahlherstellungsprozesse und optimierte die Möglichkeiten der datenzentrierten Beschaffung. Sowohl der Stahlbau als auch die Rohrleitungen befanden sich auf dem kritischen Pfad des beschleunigten Projektplans. Ein einzelnes digitales Zwillingsmodell für Engineering, Fertigung und Analyse sparte sechs Wochen auf dem kritischen Weg.
Durch die direkte Beschaffung von Stahlmengen aus dem 3D-Modell produzierte das Projektteam automatisch digitale Ergebnisse für die Fertigungsmanagementsysteme. Dieser digitale Ansatz verkürzte die Entwicklungszeit für den Stahlherstellungsprozess, da keine redundanten Stahl-Layoutzeichnungen mehr generiert werden mussten. Darüber hinaus standen Hatch dank der digitalen Umgebung mehrere alternative Beschaffungsstrategien zur Senkung der Schüttgutkosten zur Verfügung.
Der digitale 3D-Zwilling mit seinen präzisen Informationen in einer zentralen Datenumgebung verkürzte den Zeitplan um drei Monate im Vergleich zur Erstellung und Vermessung anhand von Papierzeichnungen. Die Verwendung des digitalen Zwillingsmodells für die Extraktion von Materialmengen, die frei an den Hersteller und das Montageunternehmen vor Ort ausgegeben wurden, ermöglichte es, dass der Materialbeschaffungsprozess gleichzeitig mit der Produktion von isometrischen Rohrleitungsarbeitsergebnissen erfolgte, und zwar in einem kontinuierlichen digitalen Fluss zwischen verschiedenen Zeitzonen, was zu einer Einsparung von 10 bis 15 % bei den Einkaufskosten für den Kunden führte. Angesichts der abgelegenen Lage der Anlage mussten all diese Materialien 2800 km über Straßen mit Schotterabschnitten zum Standort transportiert werden. Der digitale Zwilling ermöglichte den Versand von losen Rohrmaterialien anstatt vorgefertigten Rohrspulen, was die Transportkosten um das Vierfache senkte.
Die Vorteile auf einen Blick
Der größte Wert beim Einsatz eines digitalen Zwillings ist die Möglichkeit, den Produktionsstart vorzuverlegen und die Anlaufzeit zu verkürzen. Die zu 100 % digitale Lösung beschleunigte die Betriebsbereitschaft, reduzierte die Investitionskosten um 20 % und ermöglichte es Hatch, das schnelle Projekt in weniger als zwei Jahren von der Machbarkeitsstudie bis zur Inbetriebnahme zu realisieren. Die Produktionsanlaufzeit konnte von sechs Monaten auf eine Woche reduziert werden.
Bentley Systems Germany GmbH, München
Autor: Anne-Marie Walters
Global Industry Marketing Director, Oil, Gas, and
Manufacturing,
Bentley Systems
