Engineering Tools: Von der Insellösung zum gewerkeübergreifenden Datenaustausch

Die gesamte europäische Prozessindustrie erlebte in den letzten Jahren einen tiefgreifenden Wandel. Dieser Wandel war getrieben vom Aufkommen neuer Märkte und von aggressiven Wettbewerbern im globalen Maßstab, von der Notwendigkeit des großflächigen Zukaufs externer Leistungen, vom Zwang zur weitestgehenden technischen Standardisierung und vom Eindringen der IT-Werkzeuge in praktisch alle Bereiche. Auch die in der Prozessindustrie verwendeten Engineering Tools wurden durch diese Veränderungen stark beeinflusst, denn sie wurden unter ganz anderen Randbedingungen entwickelt und eingeführt.

Die Anfänge des Einsatzes von Engineering Tools in der Prozessindustrie liegen in den 1970er und 1980er Jahren mit dem Aufkommen der rechnergestützten CAD-Zeichensysteme (CAD = Computer Aided Design). Schon bald erfreuten sich diese Systeme großer Beliebtheit, denn sie erlaubten die einfache Wiederverwendung von Zeichnungsvorlagen und bedurften eines relativ geringen Aufwandes bei der Änderung von Zeichnungen.

In dem gleichen Zeitraum erschienen auch die ersten Engineering Tools mit Datenbanken (DB) bei der Verfahrenssimulation, der Prozessleittechnik (PLT) und der Rohrleitungstechnik (RLT). Diese Systeme ermöglichten die Durchführung umfangreicher Simulationsrechnungen und / oder die Bearbeitung von Massendaten mit z. B. RLT- Isometrienprogrammen inklusive Stücklisten oder Programmen für PLT-Verdrahtungspläne. Sicherlich wurden damals viele Entscheidungen für den Einsatz solcher Systeme auch stark von einer vorherrschenden „allgemeinen EDV-Begeisterung“ beeinflusst.

1970 und danach – die Anfangsjahre

Typische Kennzeichen solcher Systeme aus den Anfangsjahren waren:

• Große inhaltliche Bandbreite bei eingesetzten Systemen: Gewerkespezifisch, anlagenspezifisch, projektspezifisch, firmenspezifisch, abteilungsspezifisch, personenspezifisch, ...
• Implementierung von individuellen Werksnormen einzelner Firmen: Kaum unveränderte nationale Normen wie z. B. DIN, VDE unterlegt, keine Berücksichtigung internationaler Aspekte
• Wenige kommerzielle Systeme am Markt: typisch waren Eigen- / Auftrags-Entwicklungen aller Art („Know-how- Vorsprünge sichern!“). Faktisch gab es nur reine Inselsysteme ohne Schnittstellen.
• Teure Großrechner/ individuelle Workstations als EDVPlattformen mit hohen Kosten für Entwicklung, Betrieb und Pflege. Auch bei Owner / Operator-Firmen kaum Hinterfragen von Kosten / Nutzen- Relation, Effizienz etc.
• Keinerlei direkter Zugang für echte Endnutzer, Bedienung nur durch Spezialisten.

Der reale Output für Endnutzer bestand nur aus Unmengen aus Papierausdrucken und war somit ziemlich identisch zur Zeit davor. Es gab deshalb auch keinerlei Umstellungsproblematiken bei den Endnutzern. Im besten Fall dienten diese sehr individuellen Systeme nur zur Optimierung eines Gewerkes in einer Firma!

In den Einsatzcharakteristiken der ersten EDV- gestützten Engineering Tools (siehe Abb. 1) spiegelte sich das unternehmenspolitische Umfeld der produzierenden Firmen dieser Jahre wider:

• Die europäischen / deutschen Firmen konzentrierten sich im wesentlichen voll auf Märkte in Europa. Somit wurden die Engineering Tools fast ausschließlich für die Planung und Pflege von prozesstechnischen Anlagen in Europa eingesetzt.
• Es gab keine nennenswerte Konkurrenz durch Billig- Anbieter. („EDV ist zwar teuer, aber wir können uns das leisten!“)
• Das sehr beschränkte Angebot auf dem EDV-Markt schuf reale Zwänge zur Arbeit mit eigenem Personal.
• Die meisten Firmen waren von der absoluten Richtigkeit ihrer firmenspezifischen / gewerkespezifischen Philosophien, Vorgehensweisen, Normen etc. völlig überzeugt. („Wir brauchen das aber genauso!“ / „Not invented here!“)

In diesem Umfeld gab es keine Anreize für halbwegs einheitliche oder gar standardisierte Engineering Tools. In der täglichen Praxis jedoch ähnelten sich die gebauten Anlagen vieler unterschiedlicher Firmen aber sehr!

Ende 80er / Anfang 90er Jahre

Ende der 1980er / Anfang der 1990er Jahre wurde bei Prozessbearbeitung, bei RLT und bei PLT der Bedarf nach projekt- / anlagenübergreifenden, wiederverwendbaren Stammdaten (Stoffdaten, Rohrklassen, Gerätedaten, Teile-Daten, etc.) innerhalb der Engineering Tools deutlich. Aus der Vergangenheit waren zwar schon extrem viele Stammdaten auf Papier vorhanden, aber Integration und Pflege dieser Stammdaten in Engineering Tools waren sehr teuer.

Typisch wurden damals proprietäre Punkt-zu-Punkt- Schnittstellen von einzelnen Stammdatensystemen zu einzelnen Engineering Tools geschaffen, z. B. von einer Datenbank für RLT-Stammdaten (Rohrklassen, Teiledaten) zu einem RLT-3D-Planungswerkzeug. Diese Schnittstellen arbeiteten aber nur innerhalb individueller Planungsgewerke.

Es gab zu dieser Zeit auch die ersten deutlichen Widerstände bei Endnutzern durch integrierte Stammdaten, da die EDV deren Benutzung und auch die Einhaltung bestimmter Regeln / Normen erzwang.

In den 1990ziger Jahren erfolgte die Durchdringung der Prozessindustrie mit Workstations bzw. später mit PCs. Firmenweite Netzwerke mit akzeptablen Bandbreiten wurden aufgebaut. Immer mehr Endnutzer arbeiteten direkt mit Engineering Tools.

Moderne ERP-Systeme (ERP = Enterprise Resource Planning) bei Owner / Operator-Firmen zur Beschaffung technischer Güter lösten Bedarf nach effizienten Massendaten-Überträgen von immer weiterentwickelten Engineering Tools aus.

Neben rein EDV-technischen Fragen solcher Punkt-zu- Punkt- Schnittstellen stand vor allem der notwendige Abgleich zwischen den Stammdaten in den Engineering Tools und in den ERP-Systemen im Vordergrund. Denn es gab meistens einen Datenüberlapp mit vielen Inkonsistenzen in diesen historisch gewachsenen unterschiedlichen Stammdaten-Systemen.

Das kombinierte, synchronisierte Arbeiten mit Engineering Tools und ERP-Systemen ist eine große Herausforderung für jede Engineering-Einheit in der Planung oder in der Instandhaltung (siehe Abb. 2). Denn bei Owner/Operator-Firmen der Prozessindustrie sind EDV-Netzwerke, die EDV-Standards und vor allem die ERP-Systeme ganz auf Bedürfnisse von produzierenden Unternehmen zugeschnitten. Schnittstellen zu großen ERP-Systemen werden eindeutig von deren Seite aus dominiert. Bedürfnisse / Wünsche von Nutzern der Engineering Tools sind oft nur zweitrangig.

Das erfordert mindestens grundlegende Kenntnisse über Arbeitsweisen / Arbeitsabläufe von ERP-Systemen bei Nutzern der Engineering Tools. In der Praxis macht das oft viele Probleme (durch z. B. nur sporadische Nutzer, relativ häufige Systemveränderungen).

2000 – Jahrtausend-Wende

Um die Jahrtausend-Wende traten die großen Strukturumbrüche im unternehmenspolitischen Umfeld der Prozessindustrie ein. Die ganze Welt wurde inzwischen zum Markt, Investitionen in Europa / Deutschland waren stark rückläufig. Damit änderten sich alle wesentlichen Randbedingungen:

• Weltweite Einsatzfähigkeit der Engineering Tools bei hoher Funktionalität gefordert: 1. Bedarf an international präsenten Systemherstellern mit globalem Support 2. Verwendung von einheitlichen, möglichst firmenunabhängigen Normen 3. Bei den Anwendern Zwang zur Abstimmung konzernweiter Stammdaten
• Starke Konkurrenz durch neue Billig-Anbieter am Markt. („EDV ist Werkzeug, muss effizient und kostengünstig sein!“)
• Große kommerzielle Anbieter auf EDV- Markt, Zwänge zu Fixkosten-Reduktion durch Minimierung der Arbeiten mit eigenem Personal.
• Kostendruck (Globalisierung und Shareholder-Value) zwingt generell zu Standardisierungen bei Hardware und Software. („Können wir das nicht direkt übernehmen?“) Diese geänderten Rahmenbedingungen haben direkte, einschneidende Konsequenzen für die Engineering Tools und den Umgang mit ihnen:
• EDV-Plattformen sind möglichst marktübliche Standard- PC (typisch mit mehr Hauptspeicher, besseren Graphikkarten) mit Standard- Betriebssystemen. Nahtlose Einbettung in die existierende IT-Umgebung von produzierenden Werken / Firmen ist gefordert.
• Minimierung der Kosten für Entwicklung, Betrieb und Pflege. Dauerndes Hinterfragen von Kosten / Nutzen- Relation, Effizienz, etc.
•  Soweit vernünftig möglichst direkter Zugang für alle echten Endnutzer, Bedienung nicht nur durch Spezialisten.
• Neuer In-/ Output für Endnutzer: Dateien, zusätzlich zum Papier! Weitreichende Nutzung von Internet / Intranet! Viele Endnutzer in ihrer Arbeit und deren Abläufen direkt betroffen, dabei treten sehr oft große Umstellungsproblematiken auf!
• In Low-Cost-Ländern ist die Situation der Engineering Tools oft noch vergleichbar mit Anfangsjahren in Europa. In Ländern mit relativ hohen Personalkosten lässt Druck zu weiteren Effizienzsteigerungen nicht nach (Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit
• Kleine / mittlere Effizienzsteigerungen sind noch möglich durch laufende, weitere Verbesserungen der Engineering Tools und der Abläufe innerhalb der Gewerke.
• Potential für größere Effizienzsteigerungen liegt im standardisierten, gewerkeübergreifenden Datenaustausch. Der EDV-Markt bietet jetzt erste standardisierte Schnittstellen zwischen verschiedenen Engineering-Gewerken an inklusive Revisionstechnik, automatischer Dokumentation, etc. Diese Standard-Schnittstellen sind mehr oder weniger ausgereift und bedürfen sicherlich noch weiteren Verbesserungen.

Der Einsatz von Schnittstellen zwischen verschiedenen Engineering-Gewerken ist aber vor allem eine inhaltliche, organisatorische Aufgabe. Denn das Ziel ist ein Gesamtoptimum im Engineering bzw. in der Instandhaltung. Wichtig dafür ist ein gemeinsam getragenes Verständnis der gesamten Arbeitsabläufe im Engineering auf Arbeits- und Führungsebene. Der produktive Einsatz (d. h. nicht nur für spezielle Pilot- oder Sonderprojekte) gewerkeübergreifender EDV-Schnittstellen im Tagesgeschäft ist eine große Herausforderung für jede Engineering- Einheit.

Zusammenfassung

Im Laufe von ca. 35 Jahren haben die Engineering Tools in der Prozessindustrie somit einen großen Wandel mit vielen Facetten durchlebt:

• Einen Wandel vom Rechenschieber und Zeichenbrett zu hochleistungsfähigen Simulationswerkzeugen und 3DModellen.
• Einen Wandel von Werkzeugen für reine Spezialisten zu Werkzeugen für alle Beteiligten im Engineering und in der Instandhaltung.
• Einen Wandel von spezifischen Werkzeugen für individuelle Firmen in Europa / Deutschland zu Standard- Werkzeugen auf weltweiter Basis.
• Einen Wandel von Insellösungen innerhalb von Firmen zu Werkzeugen mit gewerkeübergreifenden Abläufen / Zwängen.
• Einen Wandel von „Vorzeige- Luxus-Werkzeugen“ zu Standard- Werkzeugen mit dauerndem Kostendruck und Zwang zu effizientem Arbeiten.

In diesen Spannungsfeldern müssen sich die heutigen Engineering Tools weiter bewähren bzw. sie müssen weiter optimiert werden. Denn die herrschenden grundlegenden Randbedingungen sind nicht zu ändern.