Massgeschneiderte Mehrwegeventilblöcke. Mehr Individualität im Anlagenbau - prozesstechnik online

Mehr Individualität im Anlagenbau

Massgeschneiderte Mehrwegeventilblöcke

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Ob Mode, Auto oder Unterhaltungselektronik: Immer häufiger stellt sich im B2C-Bereich die Frage nach der Individualität und der damit verbundenen Abstimmung der Produkte auf die persönlichen Bedürfnisse des späteren Nutzers. Ein Trend, der auch im B2B-Bereich Einzug hält, wie die Mehrwegeventilblöcke von Gemü zeigen.

Unternehmen setzen heute vermehrt auf Produkte, die einen sogenannten Tailor-made-Ansatz verfolgen. Das sind Produkte, die speziell für einen bestimmten Verwendungszweck angefertigt oder angepasst wurden. Diese Art der Individualisierung betreibt Gemü bereits seit Jahren erfolgreich mit Mehrwegeventilblöcken (M-Blöcken) aus Edelstahl, die in Sterilprozessen in der Pharmazie und Biotechnologie eingesetzt werden. Jetzt hat Gemü diese Individualität auch auf das Kunststoffmembranventil-Programm übertragen.

Betrachtet man die Vorteile eines Mehrwegeventilblocks einmal im Detail, erkennt man schnell, dass es sich nicht nur um eine Anhäufung von Ventilen und Messtechnik handelt, sondern um ein hochkomplexes individualisiertes Produkt. Der Produktnutzen im speziellen umfasst verschiedene Faktoren wie Total Cost of Ownership, Individualität, Multifunktionalität, geringer Platzbedarf, Leistungsdaten, Montagezeit, Service usw. Sie sind in der Regel produktrelevant und von Bedeutung für den Anwender, um mit seinem Produkt wiederum am Markt erfolgreich zu sein. Welchen Mehrwert ein Mehrwegeventilblock also bietet, wird im Folgenden an einem
konkreten Beispiel einer bestehenden Anlage zur Dosierung von Chemikalien erläutert.

TCO (Total Cost of Ownership)

Im gegenwärtigen industriellen Umfeld des Anlagenbaus wird eine Betrachtung der Gesamtkosten in Bezug auf die sich stellende globale Wettbewerbsfähigkeit immer wichtiger. Aktuell werden diese allerdings noch selten im Detail betrachtet. Zuerst werden die direkten Anschaffungskosten des Produktes unter die Lupe genommen. Bezugnehmend auf Mehrwegeventilblöcke entsteht im Vergleich zur Einzelventilvariante daher oft der Anschein, das Produkt wäre teurer. Werden aber alle indirekten Kosten beginnend beim Design, der Verarbeitung, Beschaffung, Logistik, Lagerung, Bereitstellung, Montagezeit und Service betrachtet, wird schnell klar, dass hier ein definierter Nutzen vorhanden ist, den es sich lohnt, genauer zu betrachten.

Kompaktes Design bringt Platzvorteil

In der Regel finden Mehrwegeventilblöcke ihren Einsatz bei komplexen Aufgaben im Anlagenbau. Exemplarisch seien hier die Wasseraufbereitung oder die Verteilung von Basis- und Feinchemikalien genannt. Bei Gemü erfolgt die individuelle Auslegung durch erfahrene Konstrukteure. Zusammen mit dem Anwender wird die Blocklösung schon in der Projektierungsphase der Anlage erarbeitet. Sie basiert auf der Optimierung eines bestehenden Anlagendesigns, das auf der klassischen Konstruktion mithilfe von einzelnen Fittings, Rohren und Ventilen beruht. Ausgangslage ist das R&I-Fließschema, auch P&ID genannt. Hier sind für den Konstrukteur alle erforderlichen Bauteile wie z. B. Armaturen symbolisch dargestellt und somit klar definiert. Die Aufgabe des Konstrukteurs besteht nun darin, das bestehende P&ID in einem Ventilblock zusammenzufassen. Hierbei werden Themen wie Funktion, Fließweg- und Fließrichtungen, Verbindungsvarianten zu Rohrleitungen, Verwendung der geeigneten Ventilantriebe und eine eventuelle Entleerungsrichtung abgearbeitet.

Als Resultat bekommt der Kunde einen 3-D-CAD-Datensatz, den er direkt in sein Anlagendesign einbinden kann. Dies ermöglicht zum einen die Überprüfung der Funktion in der Anlage und zum anderen die Identifizierung möglicher Störkanten bedingt durch die Lage der Antriebe.

Ein Blick auf das klassische Design im Vergleich zur Blocklösung zeigt deutlich, wo ein Ventilblock einen Mehrwert generiert: Footprint, Anzahl der Rohrleitungskomponenten, Anzahl der Verbindungsstellen, Reduktion möglicher Leckagestellen und ein geringeres Totraumvolumen. So besaß das ursprüngliche Design einen Footprint von ca. 1200 x 560 mm. Die Blocklösung hingegen kommt auf eine Abmessung von ca. 880 x 335 mm. Vergleicht man die beiden Designs, so ergibt sich eine Einsparung von ca. 27 % in der Länge und 40 % in der Höhe. Ein weiterer signifikanter Vorteil der Blocklösung ist der modulare Aufbau. Der Block ist in drei
Segmente unterteilt. Dies gibt dem Anwender die Flexibilität,
seine Anlage zu modularisieren.

Verkürzte Montagezeit

Auch das tatsächliche Einbinden des Mehrwegeventilblocks in die reale Anlage ist ein Kostenfaktor. Geringer Platzbedarf, schnelle Montage und Multifunktionalität leisten hier einen wesentlichen Beitrag zur Optimierung. Oft unterschätzt wird der Faktor Platzbedarf und seine Auswirkungen. Im Beispiel des Chemikaliendosiersystems führte die wesentlich kompaktere Verteilung zu einer kleineren Gesamtgehäusegröße. Diese Reduzierung minimierte den Bedarf an Kunststoffplatten für das Gehäuse in Höhe und Breite. Ein indirekter Kostenfaktor sind auch die Kosten für den Transport, die durch das verringerte Anlagenvolumen deutlich
reduziert wurden.

Ein weiterer Aspekt ist die Reduktion der Montagezeit. Während es bei einem herkömmlichen Design aus Einzelkomponenten mehr herzustellende Verbindungsstellen gibt, reduziert sich der Montageprozess auf das Einbinden des Blocks. Der abgeleitete Mehrwert fließt direkt in die Gesamtkalkulation ein und führt zu einer
Kosteneinsparung durch kürzere Bauzeiten.

Einfacherer Beschaffungsprozess

Das richtige Produkt zum richtigen Zeitpunkt verfügbar zu haben, bringt Unternehmen einen entscheidenden Vorteil. Zwar wird dies in der Regel durch Supportsysteme (ERP) erledigt, doch der Unterschied liegt auch hier im Detail. Ein im klassischen Sinne konzipiertes Verteilsystem besteht aus vielen verschiedenen Komponenten und wird in einer sogenannten „Bill of material“ zusammengefasst. Oft kommt es vor, dass die Einzelkomponenten unterschiedliche Lieferanten aufweisen und daher nicht en bloc bestellt werden können. Es erfolgt eine Aufteilung auf verschiedene Bestellvorgänge. Gemü fasst die Einzelkomponenten eines Ventilblocks zu einer Bestellreferenz zusammen. Dies spart Zeit und Geld bei der Beschaffung.

Auch bei der Logistik bietet ein Mehrwegeventilblock Vorteile: Zwar betreiben viele Anlagenbauer heute ein ausgefeiltes Logistiksystem, dennoch besteht das Risiko, dass eine der zu beschaffenden Komponenten nicht rechtzeitig verfügbar ist. Durch die Verschmelzung der Einzelkomponenten bietet die Blocklösung hier einen Mehrwert.

Verkürzte Wartungszeiten

Im Anlagenbau ist die Verfügbarkeit eines technischen Systems ein Qualitätskriterium und somit auch eine messbare Kenngröße. Die Downtime einer Anlage kann mit der mittleren Reparaturzeit gemessen werden. Je geringer diese Zeit ist, umso höher ist die
Verfügbarkeit der Anlage. Betrachtet man eine Anlage mit eingeschweißten Einzelventilen, die durch ihre Verbindungsvariante radial ein- und ausbaubar ausgelegt wurden, hat ein Mehrwegeventilblock unter den gleichen Voraussetzungen eine minimierte Wartungs- bzw. Austauschzeit alleine durch die Anzahl der Komponenten. In der beschriebenen Anwendung wurde der Ventilblock modular aufgebaut und in drei Segmente unterteilt, die unabhängig voneinander getauscht werden können.

Fazit und Ausblick

Anhand der genannten Ausführungen wird klar, dass Individualität im Anlagenbau nicht mehr nur als Trend bezeichnet werden kann, sondern Realität geworden ist. Es bleibt spannend, wie z. B. neue Fertigungstechnologien hier einen Einfluss nehmen werden. Eine dieser neuen vielversprechenden Fertigungstechnologien könnte Additive Manufacturing sein. Derzeit fehlen allerdings noch zum Teil die geeigneten Werkstoffe bzw. können Herstellprozesse noch nicht kosteneffizient umgesetzt werden.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: TOP2017gemü


Autor: Uwe Schmezer

Leiter Produkt- und Anwendungsmanagement der Business Unit Industry,

Gemü

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