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Prozessindustrie

IT-Strategien für das Plant Life Cycle Management

Industrieanlagen sind keine statischen Produkte. Entlang oft jahrzehntelanger Lebenszyklen werden Komponenten getauscht, Linien umgestellt, neue Technologien eingeführt. Betreiber und Anlagenbauer stehen damit gleichermaßen vor der Frage, wie sie den aktuellen Zustand der Anlage für Wartung, Instandhaltung und Audits sicher dokumentieren – nicht zuletzt, um auf Basis zutreffender Anlagendaten langfristiges Verbesserungspotenzial für Betrieb und Verfahrenstechnik zu erschließen.

Bild: Siemens

Die Prozessindustrie steht vor steigendem Wettbewerbsdruck hinsichtlich Produktivität und Qualität. Zudem sind die Unternehmen bei Bau und Betrieb von Anlagen und Linien mit strengen gesetzlichen Verpflichtungen konfrontiert: Sie müssen und wollen sicherstellen, dass von Anlage und Produkten keine Gefährdung für Mensch und Umwelt ausgeht. Dazu muss ein aktuelles Abbild der Anlage zur Verfügung stehen, um präzise Aussagen zu Anlagenverfügbarkeit und Sicherheit treffen zu können.

Doch das Lebenszyklusmanagement von Industrieanlagen stellt Betreiber und Anlagenbauer vor große Herausforderungen: Schon im Laufe der Entstehung werden Technologien und Linien weiterentwickelt, gleichzeitig können sich Markt- und Kundenanforderungen ändern. Zudem erschwert die zunehmende Komplexität von Anlagen, Abläufen und Komponenten eine langfristig verlässliche Dokumentation. Doch Unternehmen können die umfangreichen Datenmengen nicht einfach ‚abschneiden‘, wenn sie einen effizienten Betrieb etwa durch zuverlässige Trendanalysen und intelligentes Monitoring unterstützen wollen. Als Folge muss diese Komplexität verwaltet und nicht simplifiziert werden.

Komplexität bei der Anlagenplanung beherrschen

Ansatzpunkte für den Einsatz umfassender, integrierter IT-Lösungen bieten sich dabei schon bei beziehungsweise vor der Inbetriebnahme: Derzeit werden Anlagen noch vielfach in Papierform übergeben, was für den späteren Betreiber einen sehr hohen Aufwand bedeutet, um die Daten in das passende Informationssystem zu überführen und für die Betriebsführung zugänglich zu machen. Je nach Anlagengröße können für diese Aufgabe tausende Mannstunden aufgewendet werden. Entsprechend sind Unternehmen bestrebt, diesen Vorgang zu optimieren. Dazu gehört auf der einen Seite das Festlegen entsprechender Datenstrukturen, zunehmend wird aber auch durch Verträge festgelegt, dass der Anlagenbauer seine Daten beispielsweise entsprechend Regelwerken wie ISO 15926 zur Verfügung stellt.

Ein weiteres Problem beim Engineering der Anlagen betrifft gerade in Europa die so genannte ‚Aging Workforce‘: Unternehmen müssen sich gegen den Abfluss von Know-how absichern, damit Inbetriebnahme und Änderungen zuverlässig und ressourceneffizient erfolgen. So zeigte sich, dass durch das international einheitliche Umsetzen von Prozess-Schritten erhebliches Sparpotenzial realisiert werden kann: Von zwei funktionsähnlichen Anlagen erhielt nur eine die Zulassung, die zweite Anlage kostete bis zur späteren Inbetriebnahme 30 Prozent mehr, weil bei der Verfahrensgestaltung zu sehr auf die persönliche Handschrift des Ingenieurs geachtet wurde. Hier kann schon bei der Anlagenplanung durch die Gestaltung des Planungssystems gegengesteuert werden, indem beispielsweise Ausrüstung nach Einsatzart und Kosteneffizienz bewertet werden, wenn der Ingenieur vor der Entscheidung zwischen Boden- oder Packungskolonne steht.

Der Blick auf die Betriebskosten gewinnt an Bedeutung

Zu beobachten ist, dass derzeit der Druck auf Betreiberseite noch höher ist als seitens der Anlagenbauer, deutsches ‚Überengineering‘ zu vermeiden. Entsprechend versuchen die Firmen, durch rigidere Vertragsgestaltung diesem Trend entgegen zu wirken. Das gilt in zunehmendem Maße auch für den asiatischen Markt: Chinesische Unternehmen beispielsweise orientieren sich seltener am günstigsten Anbieter, sondern tragen zunehmend den günstigsten Operation Costs über die bis zu 30 Jahre dauernde Laufzeit einer Anlage Rechnung. Das betrifft Prozess-, Chemie- und Pharma-Branche gleichermaßen. Dabei spielt die eingesetzte Software nicht nur für die Planung der Anlage, sondern auch für den späteren Betrieb eine wichtige Rolle, um beispielsweise Wartungsaufgaben zu planen. Hier verspricht der Einsatz einer integrierten Lösung im Gegensatz zu Insellösungen für einzelne Teilbereiche oder Gewerke einen niedrigeren Verwaltungs- und Datenpflegeaufwand.

Gleichzeitig wird dem Betreiber erleichtert, seine Anlage gewerkeübergreifend zu fahren und so Zeit und Kosten etwa für Shutdowns und Wartungsarbeiten zu senken. So lassen sich Instandhaltungsstillstände besser planen, aber auch das passende Personal gezielt einsetzen: Wer weiß, welche Ingenieure wann mit welchen Aufgaben beschäftigt sind, kann Aufgaben wie den Tausch von Ausrüstungsgegenständen besser organisieren. Zudem lassen sich auf einer soliden Datenbasis aussagekräftige Analysen fahren, etwa um herauszufinden, welche Ausrüstung häufig ausfällt beziehungsweise die Anlage in eine ungeplante Wartung zwingt. Durch die Rückmeldung solcher Informationen an das Engineering lassen sich adäquate Maßnahmen wie den Einsatz von Ventilen, die seltener ausfallen, aber in der Anschaffung teurer sind, identifizieren und so Produktionskosten im mittleren, einstelligen Prozentbereich sparen. Zudem lassen sich dabei durch die Rückmeldung an das Front-End-Engineering Vorteile bei der Entwicklung neuer Anlagen erzielen.

Mit Veränderungen vor Ort Schritt halten

Durch ein softwaregestütztes Anlagencontrolling können sich aber auch Genehmigungsverfahren verkürzen lassen – etwa wenn ein Pharmaunternehmen nachweisen muss, dass sich durch einen Ausrüstungswechsel am Fermenter sich hinsichtlich Zusammensetzung und Qualität des Endprodukts nichts ändert und damit keine Patientengefährdung auftritt. Ein wesentlicher Schritt hin zum adäquaten Anlagenabbild stellt dabei die bidirektionale Verbindung von Engineering und Leitsystem dar: Auf der einen Seite gestattet eine entsprechende Datenbrücke dem Betreiber, Anlagenkomponenten per Software zu planen und bei Ausrüstungswechseln oder Änderungen an der Fahrweise die passende Projektierung und Parametrierung IT-gestützt zu übertragen. Andererseits lassen sich so per Freigabe-Workflow Änderungen wie eine angepasste Durchflussregelung von der Produktionsleitung quittieren, um die Konsistenz zwishen Anlage und Engineering aufrecht zu erhalten. So kann vermieden werden, dass ein Spezialist vor Ort einen Eingriff in die Runtime vornimmt, der aus Sicht der Gesamtanlageneffizienz nicht gewollt ist.

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IT-Strategien für das Plant Life Cycle Management
Bild: Siemens



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