Modulare Konzeption

Stephan Würkert, Michael Burbach, Christian Jeschka, Michael List und Markus Triestram

Ziel des Pilotprojektes war die Konzeption und Projektierung eines Konfektioniercenters für Cognis am Standort Düsseldorf-Holthausen. Das Konfektioniercenter dient zur Überführung und Verpackung eines breiten Spektrums flüssiger Produkte in Pastillen, Prills und Pulver. Neben den hierzu nötigen Grundoperationen galt es, die logistischen Abläufe zu analysieren und zu optimieren. Bei der Auslegung des Konfektioniercenters sollte auf Standardtechnologien zurückgegriffen werden. Ziel war die Optimierung der Instandhaltung und Wartung, eine Senkung der Investition und eine Verringerung der Betriebs- und Personalkosten. Die modulare Konzeption soll Ergänzungen der wesentlichen Produktionslinien nach der Errichtung des Gebäudes erleichtern. Durch die schrittweise Verlagerung der Produkte von bestehenden Anlagen in das neu errichtete Center lassen sich zudem die Investitionen bedarfsgerecht über mehrere Zeitabschnitte verteilen.

Die Entscheidung fiel nach intensiver Evaluierung unter den marktführenden Anbietern zugunsten der Softwarelösung Comos Feed von Innotec. Comos Feed unterstützt gleichermaßen die Prozessentwicklung, die EMR-Planung, die 3D-Aufstellungsplanung sowie die Kostenermittlung und ermöglicht ferner die effektive Zusammenarbeit der Fachabteilungen durch den simultanen Zugriff auf eine Entwicklungsplattform. Aufgrund des objektorientierten Aufbaus gestattet Comos Feed zudem die redundanzfreie Verwaltung der Daten. Weiterhin konnte die 3D-Planung im Gegensatz zu konventionellen Softwarewerkzeugen angemessen begrenzt werden, was hilfreich ist, wenn lediglich die konzeptionelle 3D-Aufstellungsplanung zu entwickeln ist (Basic Design).

Die Prozessstruktur und die Einbindung der Anlage am Standort wurde mittels der mit Comos Feed erstellten Diagramme bestimmt, indem die Blöcke per Drag & Drop auf dem Zeichenraster platziert und verknüpft wurden. Daraufhin wurden die Einzelprozesse entwickelt, bilanziert und mithilfe der Software in Form von Verfahrensfließbildern (PFD) dokumentiert. Die Entwicklung der Fließbilder erfolgte vor allem mit den zur Verfügung stehenden PFD-Objekten wie Pumpen, Wärmetauschern, Behältern etc. Darüber hinaus wurden mehrere spezielle verfahrenstechnische Apparate und Verpackungsmaschinen als neue Katalog-Objekte angelegt.

Die PFD-Objekte wurden untereinander mit Prozessströmen verbunden. Zusätzlich konnten alle Prozessströme automatisch in Form der Stoffstromleiste am oberen Rand des PFD aufgelistet werden.

Die verfahrenstechnischen Aggregate wurden auf Grundlage der Stoff- und Energiebilanzen spezifiziert, um die Anforderungen für eine detaillierte technische Auslegung zu definieren. Dazu wurden die relevanten Daten in technischen Datenblättern festgehalten, die für jedes PFD-Objekt standardmäßig hinterlegt sind. Ein besonderer Vorzug von Comos Feed lag in der Exportierbarkeit der formatierten Datenblätter nach Excel, um sie dem Einkauf für externe Anfragen von Richtpreisangeboten zur Verfügung zu stellen. Die Änderungen, welche die angefragten Apparatehersteller in den technischen Datenblättern vornahmen, konnten anschließend in Comos Feed übernommen bzw. ergänzt werden. Der Import von Herstellerangaben und Angebotsdaten war grundsätzlich möglich und einfach zu handhaben, sofern für das betreffende Aggregat ein umfangreiches technisches Datenblatt vorhanden bzw. selbst erstellt worden war.

Neben den verfahrenstechnischen Planungen war auch die Betrachtung der baulichen Erfordernisse der Anlage notwendig. Dabei wurde neben dem Anlagen- und Rohrleitungsbau auch der Hochbau untersucht, um den Aufwand der Errichtung eines neuen Gebäudes abzuschätzen. Das Gebäude musste sowohl den Raumbedarf für die Aufstellung, die Bedienung und die Wartung der Prozessaggregate abdecken als auch den statischen Erfordernissen entsprechen.

Innerhalb von Comos Feed bietet der sogenannte Conceptual Modeler (CM) die Möglichkeit, ein 3D-Konzept zu entwickeln und die 3D-Aufstellung zu planen. Bei der 3D-Betrachtung handelt es sich in erster Linie um eine konzeptionelle Planung, d. h. eine vereinfachte Betrachtung des Prozesses, welche aber keinesfalls die Planung in der späteren Detail-Phase des Projektes ersetzt. Im Rahmen der Basic-Design-Planung stellt Comos Feed jedoch verschiedene Werkzeuge zur Verfügung, um die typischen Problemstellungen zu lösen.

Darüber hinaus bietet die Software mit dem sogenannten Raster Designer ein Werkzeug, das die Erstellung einfacher Bauwerke wie Bühnen oder Rohrbrücken stark vereinfacht und beschleunigt. Zur Unterstützung der Verrohrungsplanung wurde Comos Feed mit einem Autorouter, dem I-Router von Alias, ausgestattet.

Eine Hauptaufgabe der Planung bestand in der exakten Schätzung des Investitionsumfangs sowie der Erstellung eines Kostenvergleichs unterschiedlich gestalteter Varianten. Daher wurde der Kostenermittlung mittels Comos Feed große Aufmerksamkeit gewidmet. Zur Erfassung aller Kosten wurden jedem relevanten Planungsobjekt speziell entworfene Kosten-Objekte zugewiesen. Auf Grundlage eines Kostengliederungsschemas wurden die Gesamtkosten wesentlich in die Kategorien „Anlagentechnik“, „Elektrische Mess- und Regel-technik“ sowie „Bau“ unterteilt und in Einzelpositionen aufgeschlüsselt. So konnten alle wesentlichen Kostenfaktoren aufgenommen und bei der Kalkulation berücksichtigt werden.

Die Projektierung des Konfektioniercenters (Basic Design) mithilfe von Comos Feed wurde innerhalb von 6 Monaten fertiggestellt, wobei die verfahrenstechnische Prozessentwicklung und die Spezifikation des Key-Equipments ca. 4 Monate dauerte und die Ausarbeitung der 3D-Aufstellungsplanung inkl. der Rohrleitungsplanung nochmals 2 Monate in Anspruch nahm. Insgesamt umfasste der Masterplan für das Konfektioniercenter 173 Apparate, 600 EMR-Stellen, 1008 Armaturen und 980 Prozessströme. Nachdem die Projektierung für den Neubau des Konfektioniercenters abgeschlossen werden konnte, werden aktuell die Varianten bewertet, um eine Basis für die konkreten Investitionsentscheidungen zu schaffen.

Die wesentlichen Vorzüge von Comos Feed werden in der objektorientierten Datenstruktur und in der zentralen Verwaltung der Arbeitsergebnisse gesehen. Aufgrund dessen sind die aktuellen Daten stets verfügbar und redundanzfrei. Zudem konnten die Beiträge der Projektmitglieder zielgerichtet zusammengeführt werden. Mithilfe der objektorientierten Kostenerfassung gelang es, die Investitionskosten aller Gewerke zu ermitteln. Außerdem kann die Planung und Bewertung von Varianten nun auf Basis der Masterlösung mit geringem Aufwand entwickelt werden, da auf die bestehende technische Dokumentation und Kostenerfassung zurückgegriffen werden kann. In der Pilotphase wurden bei Cognis viele positive Erfahrungen mit Comos Feed gesammelt. Eine Einführung wird zur Zeit geprüft.

cav 436

Life Cycle Asset Information Management

VDMA Großanlagenbau