Aucotec setzt auf universelles Datenmodell in einer Datenbank

Kollaboration/Datenstruktur

Aucotec setzt auf universelles Datenmodell

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Engineering Base 2019 von Aucotec soll Datendurchgängigkeit neu definieren und den gesamten Engineering-Lebenszyklus im Anlagenbau und -betrieb abdecken: In diesem Beitrag erfahren Sie, wie das System sämtliche Kerndisziplinen in einem universellen Datenmodell in einer Datenbank vereint.

Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der KEM Konstruktion

Inhaltsverzeichnis

1. Kurzer Prozess
2. Mehr als nur Konstruktionsdaten
3. Weltweit kooperieren

Großprojekte im Anlagenbau gelten als eine der anspruchsvollsten Engineering- und Management-Aufgaben: Die verschiedenen beteiligten Disziplinen entwickeln oft global verteilt, es gilt die vielen Fachleute aus verschiedenen Zeitzonen mit unterschiedlichen Kompetenzen, Sprachen, Technologien und Ingenieurs-Kulturen zu verbinden. Häufig sind sogar die Engineeringtools unterschiedlich. Bisher müssen die verschiedenen Disziplinen deswegen häufig aufeinander warten: Ändert sich etwa die Instrumentierung, muss das mühsam mit den anderen abgeglichen werden – was mit der Länge der Toolkette immer komplexer wird.

Die Prozessoptimierung ist zudem schon lange eine wichtige Kompetenz, um im Markt erfolgreich zu sein. „Daimler erfand das Auto, aber erst Ford hat den Prozess so optimiert, dass das Produkt in der Masse erfolgreich wurde“, erklärt Uwe Vogt, Vorstand der Aucotec AG. In großen Anlagen ist die Anzahl der potentiellen Stellschrauben zur Prozessoptimierung gigantisch, weshalb die meisten Anlagen nach der Inbetriebnahme nicht lange beim Status Quo bleiben. Hier den Überblick zu behalten und zu wissen, wo wann welche Änderung vorgenommen wurde, ist trotz kompatibler Schnittstellen in Toolketten schwierig. „Der Markt hat großen Bedarf, die Workflow-Hindernisse einzureißen, die dadurch entstehen“, sagt Vogt.

In einer Toolkette muss beispielsweise extra sichergestellt werden, dass die Gerätebezeichnungen in allen Disziplinen übereinstimmen, sonst ist keine Synchronisation möglich. Zudem entstehen Inkonsistenzen durch unterschiedliche Formate, Standards, Sprachen oder Engineering-Methoden der einzelnen Spezialtools, die eine Plattform zur Synchronisation gar nicht kompensieren kann. „Dadurch sind Qualitäts- und Zeitverluste im wahrsten Sinn vorprogrammiert. Und je komplexer die Toolwelt, desto größer die Risiken“, so Pouria Bigvand, Leiter des Produktmanagements bei Aucotec. Die Lösung: Statt einer langen Kette aus Tools kommt mit Engineering Base (EB) nur noch ein System zum Einsatz, das sämtliche Daten in einem Modell ablegt. Künftig soll das dem Anlageningenieur ermöglichen, alle Kerndisziplinen parallel zu entwickeln: vom ersten Flussdiagramm im Front End Engineering Design (FEED) über Process und Detail Engineering bis Cause & Effect, Wartung und konsistentes Execution Management für größere Umbauten. „Selbst beste Schnittstellen und Synchronisationslösungen machen eine Toolkette nicht kürzer. Engineering Base beendet das fehleranfällige ‚Durchreichen‘ von Daten, das Parallelisierung unmöglich macht“, erklärt Bigvand.

Kurzer Prozess

Die nahtlose Entwicklung beginnt mit der FEED-Phase, dabei importiert EB automatisiert Simulationsergebnisse, z.B. aus Aspentech oder Etap. Das Programm zeigt sofort vom Fließschema bis zur Materialbilanz alle Konsequenzen jedes gewünschten Szenarios auf. So sollen Anlagenplaner deutlich mehr Szenarien prüfen und auf diese Weise die wirklich optimale Anlagen-Konfiguration anbieten können. Laut Aucotec reichten Zeit und Ressourcen früher oft nur für maximal zwei bis drei verschiedene Anlagenversionen, ohne die Sicherheit, das Optimum gefunden zu haben.

Anschließend ergänzen die Prozess-Designer ihre Spezifikationen in dem FEED-Szenario, das am Ende beauftragt wurde. Das so entstehende Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema (R&I) ist der Kooperationskern aller beteiligten Disziplinen, die Festlegungen dort sind der Ausgangspunkt für alle weiteren Ausarbeitungen. „Ein Grund mehr, sämtliche Bereiche unmittelbar über diese Daten und deren immer aktuellsten Stand verfügen zu lassen“, sagt Bigvand. Rohrklassen geben dabei z.B. vor, was Leitungen hinsichtlich Material, Medien und Druck-Temperatur-Verhältnissen standhalten müssen, eine nachgewiesene Berechnung ist hier Pflicht. Doch das ist viel Aufwand und stetig erfordern spezielle Anforderungen neue Klassen und erneute Berechnungen. Daher hat Aucotec sich für eine Partnerschaft mit Drafz Consulting entschieden. Deren unter anderem auf EN 13480 und DIN 21057 (ehemals PAS 1057) basierende, geprüfte und dokumentierte Rohrklassen lassen sich in Engineering Base (EB) einlesen. Durch das regelbasierte Design lässt sich zudem festlegen, welche Informationen von welchem Objekt bis wohin weitergegeben werden sollen. So können Anwender etwa den Durchmesser einer Pumpe über das Rohr, Flansche, Reduzierstücke und ähnliche Komponenten „durchpropagieren“. Das funktioniert von Gerät zu Gerät, aber auch von und zu einer Funktion.

Mehr als nur Konstruktionsdaten

Vor der Inbetriebnahme wird eine Anlage schließlich anhand von Cause&Effect-Dokumenten auf Herz und Nieren geprüft, absolut zuverlässige C&E-Tabellen sind dabei der wichtigste Schlüssel. Bislang entstanden sie durch Zusammentragen von Informationen aus verschiedenen Quellen unterschiedlicher Disziplinen, z.B. aus R&I, Logikdiagrammen und anderen Unterlagen. Einige hochqualifizierte Fachleute investieren dafür jedes Mal Wochen ihrer Zeit. EB dagegen zieht alle nötigen Informationen aus seiner zentralen Datenquelle und erstellt die Report-Matrix automatisiert.

Damit Leitsysteme die Anlage schließlich funktionsgerecht regeln können, müssen sie alle relevanten Parameter aus dem Anlagen-Engineering kennen. Um die oft Wochen kostende aufwendige Konfiguration dieser Signale – meist Zigtausende – zu erleichtern, bietet EB eine Brücke zu jedem Automatisierungssystem, das für Kommunikation offen ist, auch zu mehreren parallel. Laut Aucotec sei das Portal damit besonders für Generalunternehmer (EPCs) hilfreich oder für Betreiber, die aufgrund ihrer Historie verschiedene Leitsysteme im Einsatz haben. Zu all diesen Anlagengehirnen kann EB einen entsprechenden Container bereitstellen, der quasi als Synapse Designinformationen überträgt. Diese lassen sich so gleichzeitig an verschiedene Leitsysteme mit unterschiedlichen Konfigurationen übergeben. Davon profitieren natürlich auch Hersteller, die ähnliche Anlagen mehrfach mit unterschiedlichen Leitsystemen bauen.

Weltweit kooperieren

Das zentrale EB-Datenmodell in einer separaten Application-Server-Ebene erlaubt weltweiten Zugriff auf die gesamte Dokumentation, auch über die Cloud. Jede Änderung in jeder Disziplin wirkt sich – falls gewünscht – unmittelbar auf alle Repräsentanzen des Objekts aus: in Grafik, Tabelle oder Explorer, sichtbar für alle Bereiche. So haben später beispielsweise auch Wartungstechniker Zugriff auf aktuellste Zeichnungen, Diagramme und Dokumentationen. Auch das Ausspielen auf VR- oder AR-Systeme funktioniert, wobei der Nutzer im virtuellen Raum ebenfalls vollen Zugriff auf alle Informationen zu den ihn umgebenden Strukturen hat. „Allerdings erfordert die parallele Bearbeitung des Modells durch verschiedene Fachleute und -bereiche ein hochentwickeltes Änderungsmanagement“, betont Bigvand. Dafür hat die Plattform ein ganzes Funktionsbündel an Bord: Dazu gehört ein detailliertes, individuell konfigurierbares Historien-Protokoll für jedes einzelne Objekt sowie ein transparentes Revisions- und Versions-Management. Außerdem bietet EB Vorschlagsfelder für Attribute an, so dass Änderungswünsche vor der Übernahme geprüft werden können.

„Selbst ein kompletter digitaler Zwilling ist schlussendlich nur ein Körper ohne Seele“, so Bigvand abschließend. „EB dagegen wird nun erstmals Leben in die Anlagenkonstruktion bringen, da alle Teile zusammen spielen wie in einem Organismus.“

www.aucotec.com

Im Video erklärt Aucotec, wie auch Wartung und Service vom universellen Datenmodell profitieren:
hier.pro/FFMJb



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