Steigende Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltanforderungen, hoher Kostendruck sowie der Kundenwunsch nach verkürzter Time-to-market zwingen Anlagenplaner zur kontinuierlichen Optimierung ihrer Projekt- und Arbeitsabläufe. Konsistentes Datenmanagement und steigende Standardisierung durch eine integrierte Softwarelösung ist hier ein geeignetes Mittel zur Effizienzsteigerung.

Dass der Weg von der ersten Machbarkeitsstudie bis zur fertigen Anlage mitunter lang und dabei selten geradlinig verläuft, gehört für das mittelständische Unternehmen Chemieanlagenbau Chemnitz (CAC) bereits seit Jahrzehnten zum Geschäft. Der Anlagenplaner setzt seit 2004 unter diesem Namen für Auftraggeber aus der Prozessindustrie weltweit erfolgreich Projekte um. Die Wurzeln des Unternehmens reichen bis ins Jahr 1811 zurück. Da es seit den sechziger Jahren in Chemnitz eine Sparte für Anlagenbau gibt, weiß man hier um den Wandel in den Anforderungen an die Anlagenplanung. Frank Pölitz, der das Unternehmen schon aus Zeiten kennt, als es noch Bereich Anlagenbau im VEB Germania Karl-Marx-Stadt hieß und der heute die IT-Services bei CAC leitet, kann das aus Erfahrung bestätigen: „In den1980er Jahren eine Schwefelsäureanlage zu bauen, hat wahrscheinlich dieselbe ingenieurtechnische Arbeitsleistung erfordert, wie heute. Allerdings waren die Werkzeuge und die Projektbedingungen ganz andere.“ Bevor Computer Einzug in die Planungsbüros gehalten haben, wurden alle Dokumente von Hand erstellt und Berechnungen meist mit dem Taschenrechner durchgeführt. Änderungen waren mit einem enormen Aufwand verbunden. Im Vergleich zu früher ist die Anlagenplanung mittlerweile sehr viel dynamischer geworden: Globale Ausschreibungen, tagesaktuelle Preise und effiziente Kommunikationsmöglichkeiten bedeuten für den Planer, dass Änderungen zum Tagesgeschäft gehören. Weil aber gleichzeitig immer kürzere Projektlaufzeiten gefordert werden, sind Werkzeuge zur Effizienzsteigerung und Methoden zur Datenintegration über Gewerkegrenzen hinweg zwingende Voraussetzung, um am Markt zu bestehen.

Eine Datenbasis für alle Gewerke

CAC bietet sämtliche Leistungen für Neuerrichtung, Umbau und Erweiterung von Prozessanlagen und führt weltweit EPC-Projekte (Engineering, Procurement and Construction) in den Industriebereichen Öl- und Gasverarbeitung, Petrochemie sowie anorganische Chemie durch.

Über die Hälfte der rund 250 Chemnitzer Beschäftigten ist in der Verfahrens- oder einer Ingenieurdisziplin wie Anlagenplanungs-, Bau- oder Ausrüstungstechnik tätig. Im Arbeitsalltag greift jede Fachabteilung auf spezifische Software-Werkzeuge zurück. Bei der Wahl der Planungssoftware richtet sich das Unternehmen weitestgehend nach den Vorstellungen und Anforderungen der Kunden. Die von Pölitz und seinem Team betreute IT-Landschaft ist entsprechend der eingesetzten Werkzeuge sehr vielfältig. Über Gewerkegrenzen hinweg dient Comos, die Softwarelösung für ganzheitliches Anlagenmanagement von Siemens, als verbindendes Element, auf das alle Mitarbeiter zugreifen. Die Vorteile ergeben sich bei der Anlagenplanung gleich in mehrfacher Hinsicht: Die offene Systemarchitektur der Software erlaubt die Integration von Daten aus anderen Softwareanwendungen über den gesamten Planungsprozess. Darüber hinaus ist sie durch die objektorientierte Datenhaltung und die Verwendung einer einzigen Datenbasis für alle Gewerke für CAC die perfekte Engineering-Plattform. Der Anlagenplaner nutzt deshalb die Softwarelösung als zentrale, mehrsprachige Datendrehscheibe bei der Projektarbeit.

Bei der Planung wird jedes Bauteil als Objekt in der Comos Datenbank – vom Einfügen in das erste Prozessfließbild bis zur Inbetriebsetzung der Anlage – mit immer mehr Informationen spezifiziert. Die ganzheitliche Softwarelösung bietet den einzelnen Abteilungen fachspezifische Anwendungen für die jeweiligen Planungsschritte, bspw. für die Rohrleitungs- und Instrumentierungsplanung, für die elektrotechnische sowie für die Funktionsplanung. Alle an der Planung beteiligten Abteilungen, auch die externer Dienstleister, greifen stets auf dieselbe Datenbasis zu, so dass Änderungen an Objekten oder an mit diesen verknüpften Dokumenten jedem Anwender stets aktuell zur Verfügung stehen.

Der typische Informationsfluss

Nach Übergabe der Verfahrensdokumentation durch den Kunden ist der erste Schritt stets die Prozesssimulation. Wo früher bei händischer Berechnung nur wenige Simulationsläufe möglich waren, sind heute mit Hilfe verfahrenstechnischer Simulationstools von AspenTech, Invensys oder ChemStation fast beliebig viele Varianten rechenbar. Auch bei Projekten, bei denen der Anlagenplaner das Basic Engineering nicht selbst ausführt, sondern die Daten zur Verfügung gestellt bekommt, wird der Input durch Prozesssimulationen auf Herz und Nieren geprüft. Anschließend lassen sich die Mediendaten, Stoffströme, Größen etc. in Comos importieren. Sachverstand und Erfahrung der Mitarbeiter ist für diesen Schritt aber auch weiterhin grundlegend.

Der gewonnene Datenbestand dient dem Basic- und Detail- Engineering als Basis. So lassen sich dann alle nötigen Datenblätter und Listen oder Materialinformationen, aber auch Übersichtspläne wie Prozessfließbilder oder Rohrleitungs- und Instrumentierungsfließbilder (Piping & Instrumentation Diagrams – P&IDs), generieren. Bei der Auslegung von Equipment wie bspw. Armaturen und Rohrleitungen nutzt CAC spezialisierte Anwendungen, deren Daten ebenfalls in Comos übernommen werden und die so die Basis für die Arbeit der folgenden Gewerke wie Aufstellungsplanung, Rohrleitungsplanung, aber auch für den Einkauf bilden.

Anforderungen aus dem Prozess, wie z. B. die Förderleistung einzelner Pumpen oder höhere vorschriftengemäße Materialanforderungen sowie Wünsche von Kundenseite erfordern Änderungen an bereits spezifizierten Komponenten. Ergibt sich nun eine Änderung, so werden alle davon betroffenen Gewerke aufgrund von Abhängigkeitsbeziehungen sofort informiert und können dann ihre Auslegungsdaten entsprechend anpassen.

Mehr Transparenz und hoher Standardisierungsgrad

Im Jahr 2004 wurde Comos bei CAC eingeführt und hat sich seitdem zur zentralen Datenplattform des Engineerings entwickelt. Der Einsatz der Softwarelösung brachte den Chemnitzer Planern mehr Transparenz und einen hohen Standardisierungsgrad. Bevor das Unternehmen davon profitieren konnte, waren für die Implementierung alle Ingenieure gefordert. Werden Daten in einer zentralen Datenbank gespeichert, sind sie öffentlich. „Das ist eine ganz andere Transparenz, als Informationen auf Anfrage an ausgewählte Kollegen und kommentiert weiterzugeben“, erinnert sich Frank Pölitz. Diese Arbeitsweise erfordert Vertrauen, Verantwortung und Kommunikation in alle Richtungen. Die Eingewöhnungszeit war von Unsicherheit und paralleler Datenpflege in den alten Systemen geprägt, wurde aber rasch überwunden, denn die Kollegen erkannten sehr schnell das Potenzial der neuen Arbeitsweise: Die Realisierung immer kürzerer Projektlaufzeiten.

Für das gemeinsame Verständnis und die Optimierung des Wissensaustauschs über Abteilungsgrenzen hinweg sorgten die erfolgten Schritte zur Standardisierung. Von rund 10.000 im Haus eingesetzten Attributen, als Kennwerte von Apparaten und Ausrüstungen, blieben nach Elimination von Varianten und Duplikaten noch knapp 3000 übrig. Diese bilden nun die gemeinsame „Sprache“ aller Ingenieure. So ist bspw. das Attribut „Arbeitsdruck“ nun unternehmensweit einheitlich definiert und mit derselben Abkürzung und stets mit der zugehörigen Maßeinheit versehen. Jedem Objekttyp sind dem jeweiligen Planungsdokument entsprechende, grafische Repräsentationen zugeordnet, die internationalen Normen entsprechen, aber auf Kundenwunsch auch angepasst werden können. Die unternehmensweiten Standards erlauben gewerkeübergreifenden Datenaustausch mit geringen Reibungsverlusten, fördern den Austausch und die Wiederverwendung von Know-how und sind ein wichtiger Baustein für ein funktionierendes gemeinsames Ganzes.

Dokumentenmanagement nachgerüstet

Die nächste Stufe der Standardisierung führte CAC im Jahr 2010 ein: Das Dokumentenmanagementsystem Comos PQM sorgt seitdem für eine noch strukturiertere Projektdokumentation. Das betrifft nicht nur die Dokumente, die aus der Anlagenmanagementsoftware heraus erzeugt werden, sondern auch Unterlagen, die nicht in Comos erstellt werden, wie Beschreibungen, Berechnungen, Zeichnungen und Schriftverkehr, die in unterschiedlichen Dateiformaten in jedem Projekt anfallen. Die externen Dokumente werden nun den betroffenen Datenbankobjekten zugeordnet, anstatt in Ordnerstrukturen abgelegt zu werden. Darüber hinaus verfügt die Lösung über ein Versions- und Revisionsmanagement. Zu jedem Dokument lassen sich Historie, Verfasser, Prüfschritte, Verantwortlichkeiten etc. anzeigen. Das alles sorgt für mehr Nachvollziehbarkeit und Transparenz. Das implementierte Prüf- und Freigabeverfahren erleichtert nicht nur die Arbeit: Bei Projektübergabe erhält der Kunde eine konsistente und aktuell gepflegte Dokumentation.

Mehr Qualität und Ordnung im Projektgeschäft

Bei dem Chemnitzer Anlagenplaner ist die ganzheitliche Softwarelösung von Siemens nicht mehr wegzudenken. Frank Pölitz bekräftigt: „Comos ist die zentrale Datendrehscheibe für jegliche Ingenieurtätigkeit in unserem Haus, und gleichzeitig hat die Einführung mehr Ordnung in unser Projektgeschäft gebracht. Es ist eine Lösung, die es uns ermöglicht, trotz dynamisch werdender Bedingungen die Qualität unserer Engineeringarbeit nicht nur auf dem gleichen Niveau zu halten, sondern weiter zu verbessern."