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21.02.1997 - 

IT im Anlagenbau/Prozeßleittechnik profitiert von Kooperation der Anwender

Anlagenbauer fanden Partner für die große CAE-Lösung

Offenbar versprechen sich die Anlagenbauer Linde, München, Lurgi, Frankfurt und Uhde, Dortmund, von der Zusammenarbeit mit Siemens, daß sich bereits in einem frühen Planungsstadium auf der Basis von Intergraph-Daten eine weitgehende Datengüte und -vollständigkeit erlangen lassen. Qualität und Effizienz der Projektierung sollen erhöht und die Kosten in weiterführenden Anwendungen für Planung, Wartung und Betrieb von Industrieanlagen reduziert werden.

Die Projektierung prozeßleittechnischer Anlagen steht heute unter einem enormen Kostendruck. Auch werden diese Anlagen zum Beispiel durch den Einsatz neuer Technologien wie speicherprogrammierbaren Steuerungen und Bus-Systemen stets komplexer. Ferner müssen immer schneller immer bessere Produkte mit garantiert gleichbleibender hoher Qualität erzeugt werden. Das setzt voraus, daß Projektierungsfehler von vornherein verhindert, Änderungen aber ohne großen Aufwand durchgeführt werden können. Auch müssen Projektierungsdaten aus anderen Systemen importierbar sein; dazu gehören zum Beispiel Daten aus der Verfahrenstechnik. Ebenso fließen Informationen aus Motor- und Komponentenlisten zur Weiterbearbeitung ein. Zusätzlich sind immer alle Teile der Anlagendokumentation aufeinander abgestimmt zu halten.

Die vier Unternehmen entwickeln also gemeinsam ein einheitliches Projektierungswerkzeug für Prozeßleittechnik, das die angeführten Forderungen erfüllen soll. Was aber trieb die drei Anlagenbauer dazu, bereits am Pflichtenheft mitzuarbeiten?

Nur wenige CAE-Systeme für die Projektierung in der Prozeßleittechnik gestatteten, in vollem Umfang Massendaten - zum Beispiel aus der Verfahrenstechnik - komfortabel und schnell zu übernehmen und in die Projektierung mit einzubeziehen. Veraltete Technologien gestalteten Auswertungen und Korrekturen umständlich und zeitaufwendig. Gerade die in der Prozeßleittechnik wichtige geräteunabhängige Projektierung und Definition der Anforderungsspezifikation waren mit herkömmlichen Systemen nicht möglich.

Kein CAE-System bot die Datendurchgängigkeit für verteiltes Engineering. Auch die Datenübergabe an andere Systeme war nur mit großen Einschränkungen zu verwirklichen.

Deshalb leistete sich jede Firma ihre eigene Lösung. Aber sobald die eigene technologische Linie verlassen wurde, endeten die unterschiedlichen Projektierungsschritte zur Erstellung einer einheitlichen prozeßleittechnischen Anlagendokumentation in Einbahnstraßen. In welchen Projektierungsabschnitten der Anwender die Projektierung auch begann, der Datenfluß zwischen den einzelnen Abschnitten war nicht gewährleistet. Damit mußten die Informationen, zum Beispiel zur MSR- oder Elektrotechnik, oft mehrfach erfaßt werden.

Für Lurgi waren dies die wichtigsten Beweggründe für die übergreifende Kooperation: In der Vergangenheit konnte das Unternehmen bereits in den unterschiedlichsten Bereichen der CAE-Systeme Erfahrungen sammeln. Dazu gehören die Entwicklung eigener Abwicklungslösungen auf Großrechnerbasis sowie der Einsatz der meisten auf dem Markt vertretenen PC-Systeme. Es zeigte sich, daß diese Lösungen nicht alle Wünsche der Kunden erfüllen konnten. Zusätzlich trat deren Inkompatibilität untereinander immer stärker hervor. Aus diesen Erkenntnissen heraus entstand der Wunsch nach einem Profisystem, das den Rahmen der bekannten Dbase-Programme übersteigt. Um die Risiken bei der Software-Entwicklung zu minimieren, stellte sich die Frage nach einem oder mehreren Entwicklungspartnern.

Kleine Softwarefirmen haben den Vorteil, daß sie sich sehr flexibel auf die Wünsche des Auftraggebers einstellen können. Die Lösung, die dadurch entsteht, kann allerdings in der Regel nur firmenspezifisch sein. Wer garantiert, daß ihr Entwickler nicht schon bald den Arbeitgeber wechselt oder in einem anderen Projekt eingesetzt wird? Dies könnte dann das Ende der jeweiligen Software-Entwicklung bedeuten. Und es stellt sich die Frage, ob eine kleine Softwareschmiede nach zehn Jahren noch am Markt ist.

Als der Bereich Anlagentechnik der Siemens AG Lurgi 1995 ein Konzept für ein Projektierungswerkzeug im Bereich Prozeßleittechnik und Elektrotechnik vorlegte, war es keine schwierige Entscheidung mehr, sofort an der Entwicklung mitzuarbeiten. Als einer der größten Integratoren verfügte man in Dortmund über die entsprechende Kompetenz und sprach die Sprache der Technologen.

Die Zielsetzung aller Entwicklungspartner, die das Pflichtenheft gemeinsam erarbeiteten, war es, ein Standardprodukt zu initiieren, das weit über die Grenzen einer einzelnen Abteilung, Firma oder Branche hinausgehen sollte.

Um mit der internationalen Standardisierung Schritt halten zu können, ist das gesamte Produktmodell Step-konform (Standard of the Exchange of Product Model Data) aufgebaut, was verspricht, daß sich die Inkompatibilitätsprobleme auf ein Minimum beschränken. Hinzu kommt, daß Siemens Mitglied des Step-Arbeitskreises ist. Generell wurde größter Wert auf die Nutzung nationaler und internationaler Normen gelegt. Gleichzeitig erfüllt Sigraph EMR die Anforderungen an ein CAE-System für die Prozeßleittechnik nach der Norm der Chemie-Industrie Namur NA 50.

Lurgi verfolgt als Entwicklungspartner folgende Ziele:

-die Reduzierung der bei Lurgi vorhandenen Vielfalt in puncto Abwicklungssysteme;-die langfristige Konzentration auf ein bis zwei Standardwerkzeuge und-eine Reduzierung der Software-Einarbeitung pro Projekt.

Die Einführung von Sigraph EMR geht dabei in folgenden Schritten vor sich:

-die Mitarbeit des Unternehmens beim Testen der Pilotversion vor der offiziellen Softwarefreigabe;-der Einsatz von Sigraph EMR in kleineren Projekten, um Erfahrungen zu sammeln;-der Einsatz in Großprojekten, die firmenweite Einführung sowie-die Umsetzung des Concurrent Engineering in die Praxis mit vernetzten Rechnern.

Die Schnittstelle zu Intergraph PDS/P&ID ermöglicht einen bidirektionalen Datenaustausch. Im P&ID werden dann unter anderem Rohrleitungen, Komponenten, Regelkreise durch fachspezifische Daten der Prozeßleit- und Elektrotechnik angereichert beziehungsweise korrigiert. Dadurch entsteht sehr früh eine genaue Übersicht.

Der Anwender übernimmt Daten aus der Verfahrenstechnik. Er erstellt Anforderungsspezifikationen für Bauteile, um Angebote der unterschiedlichsten Bauteilehersteller einzuholen. Kabelinformationen werden erfaßt, um schon vorab Kabel zu verlegen. Klemmeninformationen sind aufzubereiten, um die Klemmenleisten vorzubereiten. Alle aufgenommenen Informationen gehen dabei nicht mehr wie bisher verloren, sondern lassen sich miteinander verknüpfen und durch die komplette Projektierung hindurch weiterverwenden.

Angeklickt

Drei Anwender, die großen Anlagenbauer Linde, Lurgi und Uhde, sahen sich mit ähnlichen Problemen konfrontiert. Veraltete CAE-Systeme gestalteten Auswertungen und Korrekturen von Massendaten umständlich und aufwendig. Gerade die in der Prozeßleittechnik wichtige geräteunabhängige Projektierung und Definition der Spezifikationen waren mit herkömmlichen Systemen nicht möglich. Kein CAE-System bot Datendurchgängigkeit für verteiltes Engineering. Kooperation soll Abhilfe schaffen.

Step

Der "Standard for the Exchange of Product Model Data" ist ein internationaler Standard (ISO 10303), der seit 1984 von Teilnehmern aus 25 Ländern entwickelt wird. Er soll einen Austausch von Produktmodelldaten zwischen unterschiedlichen CAX-Systemen gewährleisten. Diese Informationen umfassen alle Merkmale eines Produkts - von der Konzeptphase über die Konstruktion bis hin zu Fertigung und Recycling. Dabei werden alle Technologiebereiche wie Mechanik, Elektrotechnik, aber auch Elektronik und Bauwesen unterstützt und können auf einer einheitlichen Grundlage integriert werden. In den nächsten Jahren wird Step mit zunehmender Verfügbarkeit von Prozessoren die bestehenden Schnittstellen-Formate (IGES, VDAFS, DXF etc.) als neutrales Austauschformat ablösen, aber auch die Datenintegration in Unternehmen auf Basis einheitlicher Datenmodelle ermöglichen.

Sigraph EMR

Die Projektierung prozeßleittechnischer Anlagen erfolgt mit "Sigraph EMR" phasengerecht und technologiebezogen. Ein Objekt, zum Beispiel ein Stellelement, wird nur einmal in der Datenbank abgelegt und steht in den verschiedenen Unterlagen, zum Beispiel Stellelementeditor, in der Anforderungsspezifikation oder im Stellenplan, nur in einer anderen grafischen oder alphanumerischen Darstellung zur Verfügung. Werden Änderungen durchgeführt, so sorgt das System dafür, daß diese sofort am Objekt in der Datenbank vorgenommen werden. Alle Projektierungsergebnisse sind dadurch online kontrollier- und änderbar. Es geht keine Zeit durch Auswerteläufe und nachgeschaltete Korrekturen verloren.

Lurgi

Lurgi, eine weltweite Unternehmensgruppe für Verfahrenstechnik und Anlagenbau, steuerte Know-how für die Entwicklung des Siemens-Produkts "Sigraph EMR" (siehe Abbildung auf Seite 69) bei. Die Lurgi- Gesellschaften planen, liefern und bauen schlüsselfertige Anlagen und Teilanlagen für verschiedenste Anwendungen. Sie entwickeln Gesamtkonzepte von der Anlagenplanung und -lieferung bis hin zur Produktvermarktung, übernehmen Consulting, Engineering- und Management-Aufgaben im Rahmen von Anlagenaufträgen oder bieten sie als eigenständigen Service an.

*Martin Richter ist freier Journalist in München