Anlagenbau & Prozesstechnik

Modulare Planung für weltweiten Anlagenbau

Cosmo Consult unterstützt Machbarkeitsstudien mit MoMaPS-App

10.12.2020 - Für international agierender Unternehmen ist es wichtig, ihre global verteilten Produktionsstätten wirtschaftlich und kapitalschonend zu planen und zu bauen

Die Hamburger H&R-Gruppe, seit über 100 Jahren Entwickler und Produzent von chemisch-pharmazeutischen Spezialprodukten auf der Basis von Rohöl, muss ihrem globalen Markt-Engagement gerecht werden. Das Unternehmen, das mehr als 800 innovative, umweltfreundliche und hochwertige Produkte für über 100 Industrien weltweit fertigt, ist darauf angewiesen, sich ständig neuen Anforderungen zu stellen und sich neuen Marktgegebenheiten anzupassen. Dazu gehören auch die Planung und der Bau neuer Produktionsanlagen, deren Erweiterungen sowie die Adaption bestehender Anlagen. Das Management sah darin einen Anlass, nach Lösungen zu suchen, um redundante Planungen bei häufig wiederkehrenden Projekten wie Formulierungsanlagen, also Anlagen zur Herstellung von Weißölen und pharmazeutischen Spezialitäten aus mehreren Komponenten, zu minimieren und für das genutzte Equipment einen zukunftssicheren, firmenspezifischen Standard zu entwickeln, der weltweit wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Als Partner für dieses Projekt wählte man Cosmo Consult, einen führenden Microsoft Dynamics Partner und weltweiten Anbieter von IT-Lösungen und Dienstleistungen für die Digitalisierung von Unternehmen.

Software für frühe Projektphasen

Gemeinsam erkannte man schnell, dass die bereits in anderen Bereichen der Bauindustrie eingesetzte modulare Planung ein geeignetes Mittel darstellte, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Als Ergebnis der intensiven Entwicklungsarbeit präsentierten die IT-Experten schließlich eine cloudbasierte Webapplikation als global einsatzbares digitales Arbeitsmittel. Die Software ermöglicht eine schnelle Bewertung von Projektideen zur Erweiterung und Neuplanung von Formulierungsanlagen mit allen zur Verfügung stehenden technischen und kaufmännischen Daten. Daraus entstand auch der Applikationsname Modular Master Plant Setup oder kurz ­MoMaPS. Die App soll in den frühen Projektphasen vor Beginn des Basic Engineering durch Kostenschätzung, Termin- und Layoutplanung Machbarkeitsstudien unterstützen sowie maßstabsgetreues Planen in existierenden Layouts sowie in ­Google Maps erlauben. So entstehen belastbare Entscheidungsgrundlagen, neue Ideen und bestehende Anlagen lassen sich verwalten und Knowl­edge Hiding wird verhindert.

Module stellen aktuell einen wesentlichen Bestandteil der vorherrschenden Diskussion im Anlagenbau dar. Sie ermöglichen, Engineering-Aufwände maßgeblich zu verringern und Einsparpotenziale durch die modulare Bauweise auf der Baustelle zu realisieren. Bisherige Ansätze sind jedoch nicht durchgängig und beginnen erst im Lauf der Ausführungsplanung (Detail Engineering). Die Entwicklung der Modularisierung in der Ausführungsplanung bezieht sich aber vor allem auf bauliche Standardmodule (Skids) mit definierten Schnittstellen. Die MoMaPS-Entwickler dachten diesen modularen Ansatz etwas weiter und stellen ihn ganz an den Anfang der Projektplanung. Eine konsistente modulare Projektdurchführung beginnt also mit dem modularen Konzept. Sie bildet die Basis für die weitere strukturierte Nutzung von Modulen innerhalb der Planungsphase. Auch im Hinblick auf die immer größer werdende Bedeutung von BIM (Building Information Modeling) ist eine Anbindung an die modulbasierte Planung von Anlagen erforderlich.

Wissensdatenbank für validierte Lösungen

Formulierungsanlagen weisen eine im Anlagenbau vergleichsweise geringe Varianz des Equipments auf. Es besteht also die Möglichkeit, durch standardisierte Module den Planungsaufwand beachtlich zu verringern. Die Planung basiert hierbei auf zwei Ansätzen zur Skalierung: Numbering Up und Scaling Up. Während Numbering Up die gewünschte Skalierung durch eine einfache Erhöhung der Anzahl der Module erreicht, skaliert bei Scaling Up das gewünschte Modul durch die erforderlichen Parameter. Für eine Standardisierung der Anlagenteile bietet sich Numbering Up an, da so die Variantenvielfalt reduziert wird. Für die Skalierung ist anfänglich das Equipment als Modul zu spezifizieren. Ist diese Arbeit einmal gemacht, ist es möglich, mit MoMaPS Design­entscheidungen zu beschleunigen und direkt technische Diskussionen anhand von bereits spezifizierten Modulen zu führen. In frühen Projektphasen war das so bisher nicht denkbar, da ohne die Zuhilfenahme von Modulen nicht genügend Details zur Verfügung standen.

Ein Großteil der Arbeit besteht aus der Analyse von bereits erfolgreich umgesetzten Projekten, aus denen man Module für die Vorplanung definiert und mit ihnen eine Modulbibliothek entwickelt. Das birgt den Vorteil, dass sich die technische Umsetzung und auch die Machbarkeit eines Projekts frühzeitig diskutieren lassen. Damit kann das Management ohne weitere Planungsaufwände sehr schnell Entscheidungen für oder gegen ein Projekt sowie seinen Standort treffen. Wichtige Management Key Objectives aus MoMaPS sind: eine grobe Class A (± 50 %) Kostenschätzung, ein Grobterminplan des Gesamtprojekts sowie ein Layoutplan in Google Maps oder im gewohnten Anlagelageplan des jeweiligen Standorts. Gleichzeitig wächst die Modulbibliothek mit jedem geplanten Projekt, wodurch eine georeferenzierte, global zugängliche Wissensdatenbank entsteht. Ohne größeren zusätzlichen Aufwand fließt damit das erarbeitete Wissen der Mitarbeiter aus bereits erfolgreich realisierten Projekten in die Planung neuer Anlagen ein. Validierte technische Lösungen lassen sich so schneller zusammenstellen und können Entscheidungen mit fundierten Argumenten unterstützen.

Zentrale Planung für globale Projekte

Eins sollte man aber nicht vergessen: Ein wichtiger Schritt für den Erfolg einer derartigen innovativen Software besteht in ihrer Akzeptanz durch die Mitarbeiter. Alle müssen sich darüber im Klaren sein, dass es sich um einen Schritt nach vorne auf dem Weg zur Digitalisierung unserer Arbeitswelt handelt. Denn überall, wo es um neue Ideen und neue Modelle geht, die man technologisch langfristig unterstützen kann, muss man sich Gedanken darüber machen, wie man die Menschen mit auf die Reise nimmt. Der Wille, die neue digitale Arbeitswelt zu gestalten, ist daher für eine erfolgreiche Umsetzung immens wichtig und sollte im „changing thinking“, idealerweise sogar im „changing thinking before changing things“ bestehen.

Das Modular Master Plant Setup der beiden Kooperationspartner H&R und Cosmo Consult wurde bereits in einem Projekt in China erprobt. MoMaPS konnte dabei zeigen, dass es in der Lage ist, über die definierten Module aus der Modulbibliothek, die Equipment nach dem firmenspezifischen Standard enthält, im weltweiten Einsatz redundante Planungen weitgehend zu verhindern. Ein besonderes Highlight besteht in der Möglichkeit, in bestehenden Anlagen oder sogar direkt in der Karten- oder Satellitendarstellung von Google Maps Planungen auf der grünen Wiese durchzuführen. Damit wird auch eine Prüfung umliegender Flächen für eine eventuelle spätere Erweiterung möglich. Zurzeit findet noch ein Feintuning der Webapplikation u. a. auf Basis der in China gesammelten Erfahrungen statt. Somit erlaubt MoMaPS eine wirtschaftliche Projektplanung für Formulierungsanlagen, die bei H&R künftig von der Firmenzentrale aus für alle Niederlassungen weltweit möglich ist.

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