Das Schlagwort Industrie 4.0 ist in klassischen Produktionsbetrieben in aller Munde. An der Umsetzung arbeiten inzwischen viele. Auch im Bereich der Verfahrenstechnik. Für verfahrenstechnischen Chemieanlagen gibt es verschiedene Ansätze. Einen dieser Ansätze, nämlich Anlagenbau 4.0, hat das Anlagenbau-Unternehmen Pörner entwickelt. Im Interview hat Andreas Pörner, Geschäftsführer des Anlagenbauunternehmens Pörner Carla Backhaus berichtet, was hinter dem Begriff steckt, was die Beweggründe waren und warum ein Unternehmen das Konzept braucht.

CHEManager: Herr Pörner, ergibt Industrie 4.0 in der Verfahrensindustrie Sinn?

A. Pörner: Ich denke ja. Zwar sind verfahrenstechnische Anlagen mit Fabriken für Konsumgüter oder Fahrzeuge kaum vergleichbar - diese haben mit der Prozessleittechnik ja schon lange einen hohen Automatisierungsgrad. Aber die übergeordnete Herausforderung ist bei der Chemieanlage dieselbe: nämlich alle Potenziale für die höchste Wettbewerbsfähigkeit der Produktion auszuschöpfen. Daher haben wir das Konzept „Anlagenbau 4.0“ entwickelt.

Welche Zielsetzung verfolgt das Konzept?

A. Pörner: „Anlagenbau 4.0“ hat das Ziel mit den modernen Mitteln, die uns heute zur Verfügung stehen, die Verfahrensanlage so zu projektieren, zu bauen und zu erhalten, dass sie über ihre gesamte Lebensdauer fast konkurrenzlos produktiv ist: eine Anlage, die beste Qualität produziert, flexibel ist für innovative Anpassungen – die mit bester Ausbeute und Verfügbarkeit, energetisch effizient und nach neuesten Umweltstandards arbeitet und kostengünstig zu warten ist. Die vorbereitet ist für Erweiterungen und - last but not least - mit modernster Automatisierung die richtigen Man-Machine Interfaces aufweist.

Was bedeutet das konkret?

A. Pörner: Das Konzept bedeuted eine ingenieurtechnische Begleitung über den gesamten Lebenszyklus der Anlage und soll die Vernetzung des Betriebs mit dem Anlagenbau ermöglichen oder unterstützen. Ein ‚Herzstück des Konzepts‘: Die bereits laufenden Ideen und Wünsche des Betriebs werden in einem IT-System festgehalten, um bei Stillständen und Revamps berücksichtigt zu werden. Sehr wichtig ist die Pflege der Schnittstellen zwischen den noch einzelnen Tools, Datenbanken und Dokumentationssystemen. Das Ziel ist mittelfristig die Reduktion von Datenredundanzen und die möglich weitestgehende Integration der Einzelsysteme zu einem Ganzen.

Schon heute liefert der Anlagenbau die Anlagendokumentation in elektronischer Form - die für den Betrieb relevanten Daten sind in Zusammenhang mit 3D-Modellen in Datenbanken hinterlegt. Damit ist die Anlage zum Zeitpunkt der Inbetriebsetzung in „der Welt der Dokumentation“ komplett elektronisch definiert. Der Anlagenbau liefert als Bestandteil der Anlage auch schon „die Welt der Prozessautomation“ mit. Das „Leben“ der Anlage wird vom dem ersten Anfahren an durch permanentes Monitoring erfasst und in Datenbanken praktisch komplett aufgezeichnet. So entstehen umfassende Daten, welche ausgewertet werden können, um Trends zu ermitteln, Probleme aber auch Verbesserungspotenziale zu erkennen.

Das klingt nach Aufwand und benötigten Investitionen.

A. Pörner: Zunächst schon. Wir wollen bei unseren Kunden das Bewusstsein für nachhaltigen, qualitativ hochwertigen Anlagenbau schärfen. Natürlich erfordert die mit allen Features ausgestattete Chemieanlage zunächst höhere Investitionen in intelligente Manpower, Hard- und Software. Allerdings handelt es sich Einmalkosten, denen dann viele Jahre geringere Produktionskosten gegenüberstehen - bei den aktuell sehr niedrigen Zinsen lässt sich dieses Geld also schnell zurückverdienen. Es ist sehr lukrativ, noch über Jahrzehnte nach der Rückzahlung, die Anlage effizient fahren zu können, wenn dabei kaum mehr als die unmittelbaren Betriebskosten anfallen. „Anlagenbau 4.0“ nimmt damit Bezug auf das gegenwärtige strategische Umdenken in der europäischen Chemieindustrie von „produziere viel und billig“ hin zu Top Qualität, zu hochwertigen Spezialitäten, die in kleineren Anlagen flexibel und effizient produziert werden. Für genau diese Anlagen ist unsere Gruppe besonders gut aufgestellt.

Was heißt das in der Praxis?

A. Pörner: Um „Anlagenbau 4.0“ im Neu- oder Umbau umzusetzen, bedarf es nicht nur moderner Informationstechnik, wie intelligente 3D-Modelle oder integrierte Planungs- und Dokumentationssoftware, sondern vor allem erfahrener Fachleute, die Gesamtprojekte über die Grenzen der Fachdisziplinen hinaus entwickeln und realisieren können. Die Pörner Gruppe kann diese Aufgaben aufgrund ihrer Struktur und Arbeitsmethodik mit Verfahrenskompetenz und allen Ingenieurdisziplinen aus einer Hand erfüllen.

Pörner unterstützt schon die Projektentwicklung in engster Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber, um ein tragfähiges FEED zu erarbeiten. Es müssen kompromisslos in allen Anlagenteilen die am Besten geeigneten technischen Lösungen ermittelt und auf ihre wirtschaftliche Berechtigung untersucht werden. Wenn es dann gelingt, alle wichtigen Bestandteile der Anlage zu optimieren und diese voll durch umfassende digitale Automatisierung, im Sinne von Industrie 4.0, zu integrieren, dann wird das Gesamtergebnis sehr nahe am Optimum sein - hinsichtlich langfristiger Effizienz, Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit. Ein perfektes Werk kann nur auf Basis einer Kultur der Zusammenarbeit der beteiligten Unternehmen und ihren Organisationseinheiten gelingen. Einer Kooperation, die idealerweise über den gesamten Life-Cycle der Anlage andauert. Besonders gut gelingt dies bei Pörner seit Jahren mit den Industriekunden, mit denen ein dauerndes, vertrauensvolles Arbeitsverhältnis besteht.

Wie reagieren Sie auf den zunehmenden Kostendruck?

A. Pörner:  Mit Verfahrenskompetenz, gutem Engineering und intelligenter Beschaffung. Wer bei der Projektentwicklung und beim Engineering spart, darf sich nicht wundern, wenn er eine sub-optimale Anlage zu teuer einkauft, die dann über Jahrzehnte mit zu hohen Produktionskosten fährt. Anlagenbau 4.0 arbeitet konsequent nach dem Bestbieterprinzip. Bei jeder Investition, bei jeder einzelnen Beschaffung muss das beste Kosten/Nutzen Verhältnis die entscheidenede Rolle spielen. Doch das beste Verfahren oder das bestgeeignete Equipment zu ermitteln, setzt technisches und kommerzielles Know-how voraus, diese nach den entscheidenden Kriterien bewerten zu können. Die Pörner Gruppe ist als international tätiger Anlagenbauer mit den führenden Verfahrensgebern und Lieferanten der Welt des Anlagenbaus vernetzt und dafür bestens qualifiziert. Und wir stellen an uns selbst als Ingenieurunternehmen den Anspruch, Bestbieter auf dem Markt zu sein.

Sie sind seit 45 Jahren als Ingenieurunternehmen weltweit aktiv. Was macht aus Ihrer Sicht den Erfolg einer Investition im Anlagenbau aus?

A. Pörner: Zuerst die professionelle Projektentwicklung. Anlagen werden in sehr kurzer Zeit gebaut - es herrscht großer Druck, die besten Lösungen in kurzer Zeit zu finden: sowohl bei Verfahren und Teilsystemen als auch bei der Auswahl wichtiger Komponenten. In dieser Phase werden daher erstklassige Human Ressources gebraucht. Moderne Chemieunternehmen haben meist nur geringe eigene Ingenieursressourcen - die Unterstützung durch den Anlagenbauer in der Vorprojektierung von Varianten ist daher wesentlich. Der zweite Faktor ist die Entscheidung für einen hohen Standard der Anlage. Wie gestalte ich die Anlage bis ins Detail, um über viele Jahre konkurrenzfähig zu bleiben? Auf einer klaren Grundlage können wir dann durch ganzheitliche Detailplanung aus einer Hand, Beschaffung nach dem Bestbieterprinzip und koordinierter Errichtung die langfristig beste Anlagenkonfiguration verwirklichen. Dies bedingt einen höheren Engineering-Aufwand - aber der rechnet sich erfahrungsgemäß mit Zins und Zinseszins. Der dritte wichtige Aspekt ist die Betrachtung der Produktivität der Anlage über ihren gesamten Lebenszyklus: Der Betrieb muss laufend und rechtzeitig im Anlagenkomplex auftretende Probleme und Erkenntnisse für Verbesserungen ermitteln und in IT-Systemen evident halten, sodass diese bei der Planung des nächsten Stops oder Revamps berücksichtigt werden. „Anlagenbau 4.0“ tritt wieder auf den Plan, wenn die Massnahmen zur Verbesserung der Anlage über die reine Maintenance hinausgehen: beim Revamp für den Erhalt bzw. der Verbesserung der Produktivität der Anlage mit modernen Anlagenteilen und -Komponenten.

Wie sehen Sie die Zukunft der IT in Anlagenbau und -Betrieb?

A. Pörner: Im Jahr 2017 zählt immer noch die „Welt der Gehirne“ bei der Auswertung der „Big Data“: die Analyse der Kaufleute und Ingenieure und das Wissen der Betriebsleute. Erfahrene Anlagenfahrer kennen „ihre“ Anlage und entwickeln ein Gefühl dafür, in welchem Zustand sie sich befindet. Für die nächsten zehn Jahre erwarten wir – Schritt für Schritt die weitere Vernetzung oder sogar Integration der bestehenden IT Systeme und Datenbanken, welche die Anlage in ihrem Bestand und hinsichtlich ihres Betriebes (Betriebsdaten, Zustand der Anlage, Maintenance- und Verbesserungs-Aktivitäten) darstellen. Damit wird es möglich werden, zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Life Cycles den Ist-Status der Anlage und damit ihren aktuellen Wert als Produktionsmittel „real time“ zu ermitteln.

Welchen Nutzen hat Anlagenbau 4.0 für ein Unternehmen?

A. Pörner: Dass wir unsere Arbeit so effizient durchführen, dass der Kunde einen entscheidenden Mehrwert erhält: die für ihn best-geeignete Anlage für eine kostengünstige und sichere Produktion über den gesamten Lebenszyklus.

Erst unlängst beklagte sich ein Verantwortlicher eines namhaften Chemiekonzerns in einem Zeitungsartikel, dass es heute quasi normal sei, dass praktisch alle größeren Anlagenbau-Projekte nur mit Verzögerung und am Ende wesentlich überhöhten Kosten fertiggestellt werden. Wir können anhand der Referenzen der letzten Jahre beweisen, dass dies keinesfalls so sein muß. Die Pörner Gruppe hat im letzten Jahrzehnt Investitionsprojekte bis über 100 Mio. € budget- und zeitgerecht realisiert: neben Neuanlagen wurden viele anspruchsvolle Rekonstruktionen von komplexen Raffinerie und Chemieanlagen durchgeführt. In enger Zusammenarbeit mit Kunden bzw. Partnern haben wir innovative Verfahren und Technologien umgesetzt und verfügt über Erfahrungen für Anlagen zur Herstellung von Epoxidharzen, Butadien, Bisphenolen, HAS, Propylen, Trichlorsilanen, Formalin oder Hexamin. Über Prozesssimulationen, verfahrenstechnische Auslegung und das Engineering im Sinne von Anlagenbau 4.0 konnte die Pörner Gruppe in Umbauprojekten die Anlagen- und Betriebsmittel optimieren, umweltverträgliche Lösungen finden sowie Investitions- und Betriebskosten senken.

Ich bin fest davon überzeugt, dass wir mit unserer Erfahrung und modernen IT-Methoden in den nächsten Jahren wieder außergewöhnlich produktive Verfahrensanlagen für zahlreiche Unternehmen der Raffinerie, Petrochemie und Chemieindustrie realisieren dürfen. Am Ende wird sich immer höchste Qualität durchsetzen. Dafür arbeiten wir mit „Anlagenbau 4.0“ als kreative und verlässliche Ingenieure.

Revamps im Sinne von Anlagenbau 4.0 für OMV

Im April 2016 schloss Pörner den Turnaround in der OMV-Raffinerie Schwechat ab.

Projektdetails:

1. Modernisierung der Rohöldestillationsanlage RD4; Verbesserung der Produktausbeute sowie verbesserte Anlagenfahrweisen, Austausch von Kolonnenböden, Rohrleitungen und diversen MSR-Ausrüstungen
2. Modernisierung der Entschwefelungsanlage HDS3; Austausch des HDS3-Reaktors, ausgelegt für 465° C und 80 bar, 25 m hoch und 382 t schwer 
3. Modernisierung DEA2-Anlage; Verbesserung der Produktausbeute sowie verbesserte Anlagenfahrweisen, Austausch von Kolonne und diversen Ausrüstungen

• Leistungsumfang:
  • FEED
  • Detail Engineering
  • Einkauf
  • Bau- und Montageüberwachung
  • Inbetriebnahmeunterstützung