Die VDI-Jahrestreffen der Betriebsingenieure haben sich als strategische Netzwerktreffen zum Austausch über aktuelle Themen und Trends etabliert. Die Jahrestreffen fassen die im laufenden Jahr geleistete Arbeit in den sechs Regionalgruppen des VDI-Fachbereichs „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen“ kompakt zusammen. Damit folgt die Veranstaltung, die am 15. November 2019 Ihr zehnjähriges Jubiläum begeht, konsequent dem Motto „Ohne uns läuft hier nichts“. 

Dipl.-Ing. Jens von Erden,  Vorsitzender VDI-Fachbereich „Betrieb verfahrenstechnische Anlagen“ der VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemie­ingenieurwesen

Anspruchsvoller Triathlon feiert Jubiläum

Es ist eine Aufgabe für trainierte Profis, Spezialisten ihres Faches und sie fordert in technischen und naturwissenschaftlichen Disziplinen täglich enorme Ausdauer – der Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen. Es ist der Triathlon aus Anlagenverfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Compliance, der die Aufgabe eines Betriebsingenieurs in der Prozessindustrie seit Jahren so interessant, aber auch so anspruchsvoll macht.
Seit nunmehr 10 Jahren hat die VDI-Gesellschaft für Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC) mit ihrem Fachbereich „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen“ den rund 14.000 Betriebsingenieuren eine lebendige Plattform im VDI gegeben, auf der in bundesweit sechs Regionalgruppen regelmäßig Praxisthemen diskutiert und Erfahrungen ausgetauscht werden. Die VDI-Informationsplattform für Betriebsingenieure hat sich darüber hinaus als tatkräftige Interessensvertretung und anerkannte Fortbildungsinitiative etabliert. Zentrale Veranstaltung ist seit jeher das Jahrestreffen im November – dieses Jahr am 15.11.2019 im Mainhaus Stadthotel in Frankfurt.

Dabei fällt dieses kleine Jubiläum wie beim Start vor rund einer Dekade in eine wirtschaftlich schwierige und von Rezessionserwartungen geprägte Zeit. Für den Betriebsingenieur verschieben sich – ob Rezession oder wirtschaftlicher Boom – seine Aufgabenschwerpunkte meist jedoch nur geringfügig. Seinen täglichen Triathlon muss er mit Ausdauer und Einfallsreichtum meistern.
Eine optimale Anlagenverfügbarkeit ist für ihn immer unerlässlich. Ob in Zeiten von Vollauslastung, in denen jedes Produkt-Kilo gebraucht wird und ein ungeplanter Anlagenstillstand unbedingt zu vermeiden ist. Oder aber in Zeiten schwacher Nachfrage, in denen Produktionskampagnen auf den Punkt terminiert und auf das Minimum beschränkt ohne Störungen termingerecht abgewickelt werden müssen und kein Lager als Puffer dienen kann. Für den Betriebsingenieur spielt es keine wesentliche Rolle, welches wirtschaftliche Umfeld gerade herrscht.
Gleiches gilt auch für die zweite Disziplin, die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit der von ihm betreuten Anlagen. Kluge Instandhaltungs- und Ersatzteilstrategien und reibungslose Projektdurchführung sind hierfür unerlässlich. Ebenso die Umsetzung von kostenreduzierenden Ideen, die Durchführung von Investitionsprojekten sowie der clevere Einsatz von Digitalisierung.
Compliance – die Summe aus der Erfüllung gesetzlicher Rahmenbedingungen sowie Anlagen- und Arbeitssicherheit sind der unabdingbare dritte Schwerpunkt.
Zu all diesen drei Themengebieten bietet der VDI-Fachbereich der Betriebsingenieure die aktive Plattform für den Wissenstransfer und im Rahmen des diesjährigen Jahrestreffens ein attraktives Programm mit erprobten Praxislösungen aus der Prozessindustrie. Die täglichen Herausforderungen des Betriebs­ingenieurs sind ein Spannungsfeld mit vielen Facetten – ob Digitale Transformation, operative Instandhaltung oder das Management von Betreiberpflichten – der Triathlon geht in die nächste Dekade.

Dipl.-Ing. Markus Ahorner, Ahorner & Innovators, Ratingen

Smart Maintenance: Auswertung aus SAP für die Instandhaltung – Ein einfacher Einstieg in die Smart Maintenance mit Big Data-Analysen aus SAP

Bisher war die Diskussion um Smart Maintenance von Visionen und Zukunftstechnologie geprägt. Alle wissen um die Bedeutung der Digitalisierung und der Smart Maintenance für die Industrie, aber die wenigsten finden einen Einstieg. Um ein Erfolg zu werden, muss Smart Maintenance drei Eigenschaften haben: Einfach. Schnell. Und wirtschaftlich.
Big Data-Analysen aus SAP sind genau das: Sie sind einfach, weil fast jedes Unternehmen SAP einsetzt und schon viele Daten gesammelt hat. Der Aufbau aufwendiger Archive und der Einsatz neuer Technik zum Datensammeln entfallen. Sie sind schnell, weil es neue KI-Werkzeuge wie Python gibt. Python ist eine Programmiersprache, die auf das Zusammenführen und Auswerten sehr großer Datenmengen spezialisiert ist. Und sie sind wirtschaftlich, weil mit relativ geringem Einsatz ein großer Erfolg, hohe Einsparungen und neue Erkenntnisse erzielt werden können.
Die SAP-Daten werden dabei in ein konsistentes Datenmodell überführt. Je größer die historischen Archive, desto höher sind Aussagekraft und Zuverlässigkeit. Damit lassen sich datengestützt die kritischen Anlagenteile, die Risikomatrizen und die optimalen Instandhaltungsstrategien identifizieren und Wartungszyklen, Make-or-Buy-Strategie, Beschaffungsprozesse und Schichtmodelle und vieles Weiteres optimieren.

  Steffen Weber, Total Raffinerie Mitteldeutschland, Leuna/Deutschland

Qualitätssicherung für Turnaround und Capex Projekte – Konzeption der Total Raffinerie am Beispiel des Turnaround 2020

Turnarounds (TA) sind nicht nur wichtige Zeitabschnitte im operativen Lebenslauf einer Raffinerie – sie sind Meilensteine im Asset Management der Anlagen. Und sie bieten die optimale Möglichkeit, Investitionen umzusetzen und neben den erforderlichen gesetzlichen Prüfungen auch die verfügbarkeitsrelevanten, notwendigen Reparatur-und Instandhaltungsmaßnahmen zu realisieren. Das Ergebnis eines Turnaround beeinflusst entscheidend die weitere Entwicklung der Raffinerie hinsichtlich der technischen Verfügbarkeit und der damit verbundenen Sicherheit sowie die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit bezogen auf wirtschaftliche Verfügbarkeit und Anpassung an die Marktentwicklung.
Die Sicherung der Qualität der Arbeiten ist ein zentrales, disziplinübergreifendes Thema und verfolgt neben dem Konzept der Barrieren, d. h. verschiedene, sich überlappende Qualitätssicherungsmaßnahmen, und organisatorischen Festlegungen und Kontrollen auch den System­ansatz. Die Einhaltung der risikobasierten, vorab definierten Qualitätskriterien ist ein entscheidender Baustein in der Umsetzung der Sicherheitsziele des Betreibers. Eine entsprechende Qualität der Arbeiten verringert entscheidend das Risiko z. B. von Leckagen, Störungen im Anfahrbetrieb oder Fehlfunktionen und schafft damit die Grundlagen für eine hohe Verfügbarkeit in der nächsten Betriebsperiode. Die QA/QC-Konzeption für den Turnaround wird mit den Erfahrungen der einzelnen Vertragspartner ergänzt und gemeinsam mit diesen überwacht. Dies beschränkt sich nicht nur auf die Einhaltung. der Anforderungen z. B für die „Flanschenmontage“, sondern es werden zusätzlich in der Vorbereitungs-, Durchführungs- und Nachbereitungsphase entsprechende Maßnahmen für jede einzelne Disziplin (static/rotating Equipment, Rohre, DCS/PLT) wie definiert und mittels abgestimmtem Workflow und Verantwortlichkeiten kontrolliert. Eine 100 %-Kontrolle ist selbst bei verfügbaren Ressourcen nicht möglich und widerspricht dem derzeitigen, als Stand der Technik, propagierten Risikoansatz. Eine zentrale Rolle spielt der Qualitätskontrollplan. Im Qualitätskontrollplan sind Haltepunkte definiert, an denen der Stand der Arbeiten für die Fortschrittskontrolle zurückgemeldet wird. Weiterhin wird auch die Qualität der Arbeiten durch benannte Stellen bzw. verantwortliche Personen kontrolliert und abgenommen. Die Richtlinie VDI 2775 „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen; Turnaround-Management, Grundlagen“ gibt Hilfestellungen für die erfolgreiche Planung und Durchführung eines Turnarounds von Prozessanlagen in der pharmazeutischen, chemischen und petrochemischen Industrie und erscheint im Sommer 2020.

Digitale Technologien bieten heutzutage
Möglichkeiten, die Effizienz der Durchführung und die Qualität der Abwicklung von Turn-
arounds zu steigern. So werden z. B. Sicherheitsunterweisungen über einen rollen- und rechtegesteuerten Web-Zugang angeboten oder Gasfreimessungen mit elektronischem Workflow in einer cloudbasierten Lösung in Kooperation mit dem Serviceanbieter gemeinsam durchgeführt. Weiterhin zeigt die Erfahrung, dass elektronische Rückmeldungen und Qualitätsabnahmen großes Potential bieten, um die Arbeiten besser steuerbar, qualitativ hochwertiger und auch sicherer zu machen. Die zeitnahe elektronische Rückmeldung schafft Voraussetzungen, um die Arbeitsfolge und die eingesetzten Ressourcen im Feld optimal steuern zu können.

Dipl.-Ing. Andreas Beyerle-Köster, Bilfinger Digital Next, Heidelberg

From Data to Value – erfolgreiche Praxisanwendungen in der Prozessindustrie

Dass Daten heutzutage einen hohen Wert haben, ist aus dem Konsumentenbereich inzwischen hinlänglich bekannt. Daten auch im Produktionsprozess für Optimierungen zu nutzen, steckt in der Prozessindustrie bei vielen Unternehmen aber noch in den Kinderschuhen. Dabei ist die Prozessindustrie im Vergleich zu anderen Branchen hierfür prädestiniert: In der Regel gibt es Prozessleitsysteme (PLS), die tausende von Sensorwerten und Stellgrößen aufnehmen und häufig bereits archivieren. Daneben werden in Labormanagementsystemen (LIMS) große Mengen an Laborwerten von Rohstoffen, Zwischen- und Endprodukten gespeichert. Dazu kommen Rezeptur-, Produktionsplanungs-, Instandhaltungsdaten, Daten aus Energiemanagementsystemen sowie zahlreiche Excel-Dateien, Schichtbücher und ähnliches.
Mit diesen Daten können Werte geschaffen werden, wenn diese logisch verknüpft, sinnvoll analysiert und hieraus Handlungen abgeleitet werden. In der Praxis fehlen insbesondere im Mittelstand die Technologien, diese Daten einfach zu verknüpfen, die Zeit, Daten zu analysieren und der Glaube daran, dass sich das tatsächlich wirtschaftlich kurzfristig lohnt. Hier bieten sich neue Herangehensweisen an, wie z. B. erste Pilotprojekte mit externen Partnern zu definieren, Potenziale zu identifizieren und die Machbarkeit zu bewerten. Häufig ist eine Realisierung ohne wesentliche eigene Investitionen mit neuen Vertragsmodellen wie Improvement als Service möglich, um neue Handlungsfelder zu erschließen und die Chancen der digitalen Technologien zu nutzen.

Dipl.-Ing. Erwin Schott, Roche Diagnostics, Penzberg

Erfolgsfaktoren eines effizienten Ersatzteilmanagements

So gut wie jeder hat ihn im Auto – aber hofft, dass es nie zu einer Panne kommt und er ihn nie benötigt – den Ersatzreifen. Trotzdem muss er immer dabei sein, mittransportiert werden, verursacht zusätzliches Gewicht und beansprucht Platz, den man anderweitig nutzen könnte. Industrieunternehmen stehen vor einer ähnlichen Herausforderung, nämlich den Spagat zu meistern zwischen Anlagenverfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit.
Betriebsingenieure und Technikeinheiten leisten hierzu durch ihre Expertise im Asset Life­cycle Management einen wertvollen Beitrag. Die Assets werden dabei kontinuierlich bewertet mit Blick auf Produktionsbedarf, Anlagenabnutzung und Ausfallrisiko. Eine wichtige Strategie zur Sicherstellung der Anlagenverfügbarkeit und der Minimierung von Ausfallauswirkung ist das Vorhalten von Ersatzteilen, die aufgrund von Risikoanalysen beschafft werden. Diese Ersatzteile sind vor ihrer Verwendung reine Kostenfaktoren, die durch Beschaffung, Verwaltung, Lagerung und Wartung entstehen. Mithilfe eines effizienten Ersatzteilmanagements können diese Kosten allerdings wirkungsvoll reduziert werden.

• Erfolgsfaktor 1 ist die Güte und Vollständigkeit der Materialstammdaten. Nur hierdurch ist eine optimierte Bestandsführung möglich und es wird gewährleistet, dass keine Ersatzteile angeschafft werden, die bereits im Bestand sind. Zur Spezifikation von Ersatzteilstammdaten sollte ein internationaler Standard verwendet werden.
• Erfolgsfaktor 2 ist die Definition und Standardisierung der Ersatzteilprozesse. Dies betrifft Ersatzteilspezifikation, Wareneingang, Lagerung, Wartung und Entnahme mit klarer Verantwortungsmatrix.
• Erfolgsfaktor 3 ist die Nutzung eines einheitlichen Systems zur Ersatzteilverwaltung sowie die Unterstützung der Verantwortlichen mittels eines einfachen Tools.

Mithilfe dieser drei Maßnahmen gelingen ein effizientes Ersatzteilmanagement und damit auch der Spagat zwischen Anlagenverfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Dipl.-Jur., Dipl.-Ing. Martin Mantz, Martin Mantz GmbH

GEORG – Gerichtsfeste Organisation

GEORG Gerichtsfeste Organisation zielt auf den Aufbau gerichtsfester Organisationen. Diese bewahren Unternehmen präventiv vor Organisationsverschulden. Denn Schadensfälle – ob aus Unwissenheit oder auf Fahrlässigkeit beruhend – führen schnell zu Imageschäden, dem Verfehlen von Unternehmenszielen oder sogar zu staatsanwaltschaftlichen Ermittlungsverfahren.
Für jedes Unternehmen können individuelle Organisationsmaßnahmen entwickelt werden, die das rechtmäßige, verantwortungsbewusste und nachhaltige Handeln des Unternehmens sowie deren Organe und Mitarbeitenden gewährleisten. Ziel ist die gerichtsfeste Organisation unter Einhaltung der einschlägigen Rechtsvorschriften. Dabei sind die rechtlichen Aufgaben (was getan werden muss), der Termin (wann die jeweilige Aufgabe zu erledigen ist), der Ort (wo im Betrieb die Vorschrift anzuwenden ist), die Art und Weise (wie die Umsetzung zu erfolgen hat) und die Ressourcen (wer ist verantwortlich) zu berücksichtigen. Die so ermittelten rechtlichen Aufgaben werden dem Unternehmen in einer Datenbank zur Verfügung gestellt. Dies beinhaltet auch das Sortieren und Filtern der rechtlichen Aufgaben, die Maßnahmenverfolgung sowie die Aufbereitung von individuellen Checklisten zur innerbetrieblichen Selbstbewertung. Nach dem Konzept „so wenig wie möglich, so viel wie nötig“ ist der jeweils verantwortliche Mitarbeiter damit in der Lage, seine persönlichen Aufgaben abzurufen.

Levent Sahin, TÜV Süd Industrie Service, München 

  Klaus Michael Fischer, TÜV Süd Chemie Service, Frankfurt

Druckbehälter – Ersatzprüfung: Schallemissionsprüfung im laufenden Betrieb

Die Schallemissionsprüfung an Druckbehältern wird seit einigen Jahren als Ersatzprüfung im Rahmen der wiederkehrenden Prüfung gemäß BetrSichV durchgeführt. Dies erfolgt als Dia­gnose- und Monitoringverfahren (i. S. d. TRBS 1201 Teil 2) für die innere Prüfung und zusätzlich als Arbeitsschutzmaßnahme gemäß BG RCI Merkblatt T 039 bei Festigkeitsprüfung. Die Schallemissionsprüfung (SEP, engl. acoustic emission testing AT) ist ein anerkanntes, zerstörungsfreies Prüfverfahren (DIN EN ISO 9712), das die dynamische Reaktion des Werkstoffs auf die aufgebrachte Last oder die Umgebung aufzeichnet. Es ermöglicht den Nachweis von Quellen bis zu einer Entfernung von mehreren Metern in Abhängigkeit von den Werkstoffeigenschaften. Fehlerwachstum und Änderungen im Werkstoffaufbau werden durch das empfindliche Verfahren frühzeitig detektiert und geortet.
Das Ziel der Schallemissionsprüfung ist eine integrale Volumenprüfung, um jene Regionen in der Struktur zu bestimmen, die akustisch aktiv, stoßartige Schallemissionen erzeugen, z. B. als Folge von subkritischem Fehlerwachstum. Die Prüfungen dürfen nur von qualifiziertem, zertifiziertem und autorisiertem Prüfpersonal durchgeführt werden. Für eine wiederkehrende Festigkeitsprüfung ist bspw. eine Belastung des Prüfobjektes notwendig, die bei Druckbehältern als Gas- bzw. Wasserdruckprüfung realisiert wird. Dies kann unter bestimmten Rahmenbedingungen während des laufenden Betriebes mithilfe des Diagnose- und Monitoringverfahrens erfolgen. Hierbei werden Aktivitäts- und Intensitätsänderung bzw. -anstiege gemessen und die genaue Position am Prüfobjekt lokalisiert.
Die Schallemission ist eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP-Verfahren) mit Vor- und Nachteilen, die vielfältig eingesetzt werden kann. Die Vorteile überwiegen meist, da mit „relativ“ wenig Aufwand eine integrale Prüfaussage während der Belastung des Prüfobjekts getroffen werden kann. Zudem werden aktive Fehler registriert, noch bevor sie einen kritischen Zustand erreichen.

Dr. Volker Diers, BASF, Ludwigshafen

Explosionsschutz: Betriebliche Anforderungen und Umsetzungsbeispiele

Mitte 2015 sind die novellierte Betriebssicherheitsverordnung und gleichzeitig eine geänderte Fassung der Gefahrstoffverordnung in Kraft getreten. In Bezug auf den Explosionsschutz haben sich dabei bedeutsame Änderungen für die Betreiber von Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen ergeben. Hervorzuhebende Punkte sind dabei:
Explosionsgefährdete Bereiche kann der Betreiber in Zonen einteilen, muss er aber nicht.
Es erfolgte eine Klarstellung, dass auch Bereiche, in denen durch aktive Maßnahmen (z.B. technische Lüftung) dafür gesorgt wird, dass keine Maßnahmen zur Zündquellenvermeidung mehr erforderlich sind, als explosionsgefährdeter Bereich gelten („Zone Nicht-Ex“).
Der Begriff der Ex-Anlage wurde neu gefasst und auch eine wiederkehrende Anlagenprüfung eingeführt.
Ein entsprechend gestaltetes Instandhaltungskonzept kann wiederkehrende Prüfungen auf Geräteebene ersetzen.
Darüber hinaus beschäftigen sich die Explosionsschützer in den Chemieunternehmen derzeit intensiv mit den Anforderungen an die Einrichtungen zur Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR) im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen gemäß TRGS 725. Der Anwendungsbereich der TRGS 725 gilt allgemein für „mechanische, pneumatische, hydraulische, elektrische, elektronische als auch programmierbare elektronische MSR-Einrichtungen“, und umfasst damit auch Einrichtungen der inzwischen fast ausschließlich elek­tronischen Prozessleittechnik (PLT). Ein neuer VCI-Leitfaden soll Hilfestellung bei der Umsetzung bieten und beschreibt auch Beispiele für die Ableitung der PLT-Anforderungen aus den Gefährdungsbeurteilungen im Einzelfall.