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16.05.2003 - 

IT in der Prozessindustrie/Mineraloelraffinerie Oberrhein brauchte genauere Prognosen

Ausgeklügeltes Informationssystem bei Miro

Die Wirtschaftlichkeit einer Raffinerie hängt unmittelbar von Detailkenntnissen über sämtliche Anlagen, Tankreserven und Labordaten ab. Besonders wichtig ist, die Informationen in die richtige Beziehung zueinander setzen zu können. Mit einfachen Softwarelösungen wie Excel lässt sich die Datenvielfalt nicht in den Griff bekommen.Von Jens Timmer*

Zu dieser Erkenntnis kamen auch die Produktionsplaner der Mineraloelraffinerie Oberrhein (Miro) in Karlsruhe. 1999 gaben sie den Anstoß zu einem aufwändigen IT-Projekt: Die Abteilung Produktionsplanung benötigte ein System, das Daten aus unterschiedlichsten Quellen auswerten und Plandaten mit tatsächlichen Informationen aus der Produktion vergleichen konnte. Ziel sollte sein, raschen Aufschluss über den Produktionsprozess zu erhalten, um künftig die Wirtschaftlichkeit der Raffinerie durch möglichst genaue Vorhersagen zu verbessern. Den Projektzuschlag erhielt das Wiesbadener Softwareunternehmen M:Pro IT Consult.

Der Pilot, Anfang 2000 gestartet, dauerte keine drei Monate. Der Startschuss für das eigentliche Projekt fiel erst im April 2001. In der Zwischenzeit wurde das Pflichtenheft mit seinen zahlreichen Details erarbeitet.

Aufgabe war die Einführung eines integrierten Informationssystems, das Daten aus verschiedenen Anwendungen und aus unterschiedlichen Blickwinkeln darstellt, vornehmlich aus Sicht der Produktionsmitarbeiter und der Produktionsplaner. Dabei mussten Schnittstellen zu einem Unix-basierenden Laborsystem, zu einem bereits bestehenden Raffinerie-Informationssystem sowie zu fünf Unix-Prozessrechnern und zu Excel geschaffen werden.

Anwender waren eingebunden

Aus dem Projekt resultierte schließlich "Ramos", was für RAffinerie MOnitoring System steht. Basis der Lösung ist die Applikation M:OWH von M:Pro, ein objektorientiertes Data Warehouse, das speziell für die Prozessindustrie entwickelt wurde; es liest die Daten in Echtzeit aus ihren Quellen aus und stellt sie visuell dar. Das Data Warehouse setzt auf einer Oracle-Datenbank auf und bildet die Prozesse mit Hilfe von Objekten, Attributen und Klassenmethoden ab.

Die künftigen Anwender wurden von Anfang an in das Projekt eingebunden. Das Kernteam bestand aus zwei Miro-Mitarbeitern aus dem Bereich Anwendungstechnik und zwei Consultants. Hinzu kamen wechselnde Teilnehmer aus Arbeitsbereichen wie Produktion und Produktionsplanung. Eine weitere Grundlage für die Arbeit des neu formierten Projektteams war ein kompliziertes, intern entwickeltes Excel-Sheet, womit die Produktionsplanung bisher gearbeitet hatte; für den raffinerieweiten Einsatz wäre es kaum geeignet gewesen. Mittels Ramos können nun alle Mitarbeiter einheitliche aktuelle Daten aufrufen und am Bildschirm rechnen. Dabei liefert das System bereits sehr verdichtete Zahlen. Manuell wäre diese Vielfalt an Daten kaum noch zu bearbeiten.

Das Gesamtprojekt wurde in vier Phasen eingeteilt, in denen logisch zueinander gehörende Aufgaben umgesetzt werden. In der ersten Stufe, die Ende November 2001 abgeschlossen wurde, ging es darum, die Rohöldestillationsanlagen sowie die angeschlossenen Vakuumdestillationen und die zwei Rohöltanklager abzubilden. Relevant waren vor allem die Sichten auf die Daten, denn natürlich unterscheiden sich die Informationsbedürfnisse der Produktionsmitarbeiter von denen der Produktionsplaner. Das neue System sollte zum Beispiel Daten zur Rohöldestillation bieten, die geplanten und tatsächlich verpumpten Rohöl-Batches anzeigen, die Zusammensetzung von Rohölmischungen darstellen und vieles mehr.

Ist- und Planungsdaten relevant

Das integrierte Informationssystem präsentiert sich heute mit einer Oberfläche, die im Lauf des Projekts von den Mitarbeitern mitgestaltet wurde. Optisch ähnelt sie dem Internet-Auftritt der Raffinerie und ist auch wie eine Web-Oberfläche zu bedienen. Das neue System wurde rasch akzeptiert. Inzwischen haben mehr Mitarbeiter als ursprünglich geplant die Berechtigung, eigene Screens zu erstellen, die individuelle Sichten auf die benötigten Informationen ermöglichen. Zusätzlich wurden seit Beginn der Zusammenarbeit weitere Applikationen integriert, an die man zunächst gar nicht gedacht hatte, so zum Beispiel die für die Entschwefelung der Kohlenwasserstoffe wichtige "Wasserstoff-Bilanz". Viel genutzt ist auch das "Analyse-Tracking". Hier werden Daten von kalibrierten Geräten in Beziehung zu Laborwerten gesetzt. Basierend auf diesen Informationen können dann einerseits von der Planungsabteilung Trends prognostiziert und andererseits bei Bedarf Geräte eingestellt werden.

Gegenwärtig befindet sich Miro in der zweiten Projektphase. Sie soll die Daten des Tankfelds der Raffinerie mit seinen rund 380 Tanks mit unterschiedlichen Inhalten in das Informationssystem integrieren. Ein wichtiger Baustein dieses Projektabschnitts ist die Lösung für das "Oil Movement Logging". Sie dokumentiert und visualisiert alle Prozessvorgänge, ferner hilft sie bei der Bestimmung der Zusammensetzung und Qualität von Zwischen- und Fertigprodukten und unterstützt die Raffinerie bis hin zur Bilanzierung und Abrechnung. Weil aber nicht nur die Ist-Informationen, sondern darüber hinaus auch immer die Planungsdaten relevant sind, wird dieser Bereich zusätzlich in das System integriert. So können die Anwender die Tanks auch aus ihrem eigenen Blickwinkel betrachten. Für die Produktion sind vor allem die physikalischen Gegebenheiten bedeutsam, zum Beispiel Füllstand, Temperatur und ähnliches. Der Planer wiederum erwartet Informationen zu übergreifenden Fragen wie beispielsweise Mengen und Qualitäten aller Superbenzintanks. Insgesamt wird die Anwendung künftig alle Bewegungen abbilden, nicht nur einzelne Zustände.

Blending in der vierten Phase

Die zweite Projektphase soll Mitte des Jahres, das gesamte Projekt erst 2005 abgeschlossen sein. Im nächsten Abschnitt werden alle Berechnungen, die bislang immer noch mit Excel realisiert wurden, durch einen Rechenkern in Ramos ersetzt, der auf die restlichen Anlagen ausgeweitet werden kann. Für die vierte Phase ist der Themenkomplex "Blending", die Aufmischung von Fertigprodukten, vorgesehen.

Zusammenarbeit und bisherige Ergebnisse werden allgemein als sehr gut bezeichnet; insbesondere die Entscheidung für das objektorientierte Data Warehouse habe sich als richtig herauskristallisiert. Das System biete hohe Flexibilität und sei nicht nur anwenderfreundlich, sondern auch durch die eigenen IT-Experten einfach zu pflegen. (bi)

* Diplomingenieur Jens Timmer ist Applikationsingenieur im Bereich Automatisierungstechnik bei Miro in Karlsruhe.

Steckbrief

Ziel: Schaffung eines integrierten Informationssystems mit unterschiedlichen Sichten auf Raffineriedaten.

Umfang: Anbindung mehrerer Datenquellen als Informationspool für zirka 1000 Mitarbeiter.

Unternehmen: Die Mineraloelraffinerie Oberrhein (Miro) ist Deutschlands größte Raffinerie.

Zeitrahmen: 2001 bis 2005.

Stand heute: Die zweite Phase des Projekts wird in Kürze abgeschlossen. Inzwischen wurden die Rohöldestillationsanlagen sowie die Rohöltanklager im System abgebildet.

Die Raffinerie

Die Mineraloelraffinerie Oberrhein (Miro) in Karlsruhe wurde 1996 gegründet. Gesellschafter sind Conoco Phillips, Esso, Ruhr Oel, Shell & DEA. Miro erzeugt jährlich rund 15 Millionen Tonnen Mineralölprodukte wie Benzin, Diesel, Heizöl, Propylen und Bitumen. Für den Südwesten Deutschlands ist die Raffinerie eine sehr wichtige Versorgungsquelle für Mineralölprodukte. Jeder fünfte Liter Benzin in Deutschland kommt aus Karlsruhe. Insgesamt arbeiten in den beiden Werken tausend Mitarbeiter. Miro ist damit auch einer der größten Arbeitgeber in der Region Karlsruhe.