In Stillstandszeiten für Revisionen etwa in Raffinerien, Kraft- oder Stahlwerken wird kein Geld eingenommen, sondern ausgegeben. Diesen Produktionsausfall durch ein modernes Shutdown-Management effizient zu nutzen, will die Cosmo Consult TIC mit der Digitalisierung der Anlagenbaustelle ermöglichen.
Bild: Cosmo Consult AG
Für technische Anlagen schreibt der Gesetzgeber Revisionsmaßnahmen in zyklischen Abständen vor. Aufgrund der Hochverfügbarkeit dieser Anlagen, deren oberstes Ziel die Produktion ist, geht der Trend dahin, nach immer längeren Zeiträumen immer mehr Maßnahmen in immer kürzerer Zeit zu erledigen. Auch Investitionen, die in einer Anlage realisiert werden sollen, muss man möglichst in diese Zeiträume einbinden. „Dabei geht es vor allem darum, ‚in time and budget‘ mit der größtmöglichen Qualität und Sicherheit die Höchstverfügbarkeit einer Anlage oder Teilanlage zu gewährleisten“, bringt Udo Ramin, Geschäftsführer der Cosmo Consult TIC GmbH in Magdeburg, die Zielsetzungen auf den Punkt. Bei Großprojekten wie etwa Raffinerien sind dann schon einmal 3.000 bis 5.000 Personen auf einer Baustelle beschäftigt, die einer Vielzahl von Unternehmen aus den unterschiedlichsten Gewerken angehören. Da geht es dann auch um Kollaboration über Unternehmensgrenzen hinweg.
Ein sinnvolles Shutdown-Management beginnt daher vor dem eigentlichen Shutdown mit einer detaillierten Planung und Vorbereitung aller Maßnahmen, die in der Stillstandsphase ausgeführt werden sollen. In den letzten Jahren kümmerte man sich vordringlich um diese Planung und Vorbereitung der Stillstände, die Verbesserung der Planungsqualität und um ein detailliertes Digital Engineering. Also kommt man heute mit einem gut geplanten High-End-Engineering auf die Baustelle, erlebt dort aber einen Bruch. Denn die Baustelle ist nicht digital an das Engineering angebunden. Alles, was heute auf der Baustelle passiert, ist immer noch Zettelwirtschaft. Das bedeutet nicht, dass die Prozessanlagen nicht digitalisiert wären, denn die sind heute im Sinne von Industrie 4.0 für die Produktion am ehesten digitalisiert. Dieses System legt man aber für den Revisionszeitraum still. Damit bleibt nur ein traditioneller Ablauf übrig, weitestgehend ohne Digitalisierung. So entsteht aber ein riesiges Potenzial an unproduktiver Arbeitszeit von 30 bis 40 Prozent, weil die Monteure durch unproduktive Zeiten blockiert werden. Hier heißt die einzige Lösung: Die digitale Baustelle.
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Voraussetzung für eine digitale Baustelle ist natürlich immer, dass die entsprechende Internettechnik auf der Baustelle zur Verfügung steht. Ein wichtiges Thema der letzten Jahre war allgemein die mobile Rückmeldung. Auf der Baustelle bedeutet das, dass man Planungswerte aus dem Digital Engineering auf die Baustelle bringt und mobil – also über Internet – verfügbar macht, so dass diese Daten auf einem Smartphone oder Tablet zur Verfügung stehen. Alleine dadurch würde schon heute der Prozess der Rückmeldung um 25 Prozent beschleunigt. Äußerst effektiv sind ferner mobile Assistenzsysteme wie eine mobile Werks- oder Sicherheitseinweisung statt des traditionellen Vorgehens am Werkstor. Ebenso gehört die Logistik auf Baustellen in den Fokus. Da sollen kritische Objekte wie Armaturen demontiert, dann zum Reinigen und später zur Werkstatt transportiert werden. Es stehen jedoch von den vielen Baukränen an jenem Tag etliche so, dass der Abtransport verhindert wird. Das führt unweigerlich zum ungeplanten Verzug, da es keine digitale Kette gibt, auf der sich nachvollziehen lässt, wo sich Objekte in welchem Zustand befinden, wann sie transportiert und wieder montiert werden können. Die Digitalisierung oder Digitale Transformation bedeutet aber auch, dass die Baustelle selbst digitalisiert werden muss. Kaum jemand würde sich heute im privaten Umfeld noch ohne Navigationssystem im Verkehr bewegen. Im Industriepark bekommt man aber lediglich einen Papierausdruck des Lageplans. Sinnvoll wäre dagegen ein digitaler Lageplan, der die Baustelle visualisiert und zwischen Lagerbereichen, Gefahrzonen und Transportwegen differenzieren kann. „Über unsere Initiative, die wir mit dem Magdeburger Fraunhofer IFF vor zwei Jahren gestartet haben, konnten wir feststellen, dass es hier enorme Einsparpotenziale gibt“, sagt Udo Ramin. Dabei hat Fraunhofer rund 400 Firmen in einer Potenzialanalyse befragt und erfahren, dass es nicht nur auf Großbaustellen, sondern auch in kleineren Projekten wie Industrieparks und im öffentlichen Infrastrukturbereich ähnlich aussieht.
Straßen, Wege und Flächen müssen immer verknüpft mit der technischen Struktur der jeweiligen Anlagen gesehen werden. Bild: Cosmo Consult AG
„Als Vision haben wir dann dargestellt, wie die Planungsdaten aus dem Engineering auf die Baustelle kommen. Auf der anderen Seite müssen von der Baustelle Echtzeitinformationen zurückkommen, beispielsweise von der Logistik“, so Ramin weiter. Dabei muss man nicht nur den realisierenden Handwerker betrachten, sondern auch das Objekt, an dem er tätig ist, die Ausrüstung, das Ersatzteil, das Werkzeug, den Kran, den Gabelstapler, das Fahrzeug. Und man muss die örtliche Infrastruktur berücksichtigen: Straßen, Wege, Flächen, Anlagenbereiche, und alles immer verknüpft mit der technischen Struktur der jeweiligen Anlagen sehen. Dabei wurde auch der Wunsch nach einfachen Hilfsmitteln wie Smartphones und Tablets deutlich. Dazu sollte es dann kleine Apps geben, über die man alle Kerndaten in digitalisierter Form statt der heutigen Papierflut erhält. Nun gibt es verschiedene Bereiche, bei denen man bei der Einrichtung einer digitalen Baustelle ansetzen kann. Für Cosmo Consult war zunächst einmal die Digitalisierung der Baustelle, also die digitale Landkarte, wichtig. Mit ihr lassen sich Szenarien vorausplanen und simulieren, wie es mit traditionellen Methoden gar nicht möglich ist. Ferner ist dieses Umfeld für Cloud-Lösungen geradezu prädestiniert. Bei einem Turnaround geht es um einen begrenzten – möglichst kurzen – Zeitraum, in dem viele externe Partner mit einer Vielzahl verschiedener Devices eingebunden sind. Da ist es sinnvoll, alles in einer zeitlich auf das Projekt begrenzten Cloud-Lösung unterzubringen. „Also haben wir ein Bauherren-Kontraktoren-Lieferanten-Portal in einer webbasierten Cloud-Umgebung – in unserem Fall eine Azure-Cloud-Lösung – geschaffen, über das wir Assistenten-Apps für alle auf der Baustelle Tätigen anbieten. Wir geben die Planungsdaten ins System und über die Apps dem Handwerker auf sein Tablet oder Smartphone“, beschreibt Udo Ramin diese Innovation. Das Portal lässt sich außerdem dazu nutzen, alle bei einem Projekt tätigen Mitarbeiter zu registrieren. Dort kann sich jeder Berechtigte authentifizieren, um seine entsprechenden Daten zu erhalten.
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Des Weiteren geht es um die Bereitstellung von Infrastruktur. Darum wurde aus der ursprünglichen Initiative ein Kooperationsverbund gebildet, an dem neben Cosmo Consult und dem Magdeburger Fraunhofer IFF Unternehmen wie Bosch und Microsoft beteiligt sind. Durch die neuen IoT-Technologien, die sich am Markt etablieren, entstehen auch neue Möglichkeiten. Will man eine Armatur, ein Fahrzeug oder einen Wärmetauscher auf einer Baustelle tracken, braucht man die Tracking-Technologien und die Technologien zur Übertragung der Daten. Bei Tausenden von Objekten in einem Projekt reicht die Technik von Telekom oder Vodafon nicht mehr aus. Die Objekte müssen funken können und zwar kostenoptimal, man kann also nicht in jedes Objekt eine SIM-Karte einbauen. „Wir beschränken uns nicht nur auf die Cloud-Lösung, die Digitalisierung der Lagepläne und Zurverfügungstellung von Assistenz-Apps, sondern kümmern uns auch um die Infrastruktur, um Echtzeitdaten von der Baustelle zu erhalten“, erläutert Ramin. In der Praxis werden schon Funk-Tags an Objekten bei einem mittelständischen Stahlbauer getestet. Die Tags funken Zeit, Temperatur und Standort direkt ins Internet. Die Objekt-Tracker befinden sich schon vielfach im Einsatz, das Kontraktoren-Portal ist bereits bei einem Raffinerie-Kunden umgesetzt und die mobile Sicherheitseinweisung befindet sich in der Pilotphase. Auch wenn sich die Kooperation vor allem mit Großprojekten beschäftigt, ist so ein Stillstand vom Prinzip her nichts anderes als eine Baustelle in einem Anlagenbauprojekt. Aus diesem Grund hat Cosmo Consult eine Mittelstandsplattform entwickelt, auf der auch kleinere Projekte im Anlagenbau gehandelt werden können. Dort sind die Bausteine aus den Großprojekten mit ERP-Funktionalitäten verbunden. Das macht die Lösung vor allem auch für die vielen beteiligten Mittelständler nutzbar. Zusammenfassend ist sich Udo Ramin sicher: „Das Engineering ist heute weitestgehend digital. Die Herausforderung besteht daher vor allem in der digitalen Transformation der Baustelle und ihre Nutzung im Shutdown-Management.“
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