Digitalisierung ist wirtschaftlich – und sicherer

Über die praktische Seite digitaler Produktion sprechen Werner Bayerl, Infraserv Gendorf Technik, und Helmut Exner, Intergraph

  • Helmut Exner, IntergraphHelmut Exner, Intergraph
  • Helmut Exner, Intergraph
  • Werner Bayerl, Infraserv Gendorf Technik

Intergraph hat weltweit rund 4.000 Mitarbeiter, von denen viele in Industrieparks wie in Gendorf im Einsatz sind. InfraServ Gendorf betreibt dort mit rund 1.000 Mitarbeitern den größten Chemiepark Bayerns und ist auch für externe Betriebe Instandhaltungs- und Engineering-Partner. Das Unternehmen hat sich für die Einführung der Smart Plant-Produkte von Intergraph in Verbindung mit der kompletten Digitalen Kette der Fabrication-Lösung entschieden. Dr. Michael Reubold befragte Werner Bayerl, Leiter Auftragsmanagement bei InfraServ Gendorf Technik,  und Helmut Exner, zuständig für die Digitale Kette der Rohrleitungstechnik und für den Partnerring für EN 13 480 Standard-Rohrklassen im Bereich Operation & Maintenance bei Intergraph, über den Mehrwert digitaler Produkte.

CHEManager: Herr Bayerl, was sind die größten Vorteile der neuen digitalen Technologien, wenn man an Faktoren wie Zeit, Kosten und Qualität sowie die Risiken von Planungsfehlern denkt?

W. Bayerl: Über Industrie 4.0 und die Chancen der Digitalisierung wird viel geredet, meist aber nur in der Theorie. Im Rohrleitungsbau können wir schon heute mit Digitalisierung und Vernetzung konkrete Vorteile realisieren: Mit Hilfe einer durchgängigen Kette digitaler Daten vom Kunden über die Biegemaschine bis zur Montage. Damit können wir sowohl die Fehlerrate als auch den Personalaufwand senken und den Prozess wesentlich beschleunigen. Für unsere Kunden bedeutet das eine höhere Qualität und geringere Kosten im Anlagenbau und der Instandhaltung. Deshalb ist es uns wichtig, dass wir bei der Digitalisierung der chemischen Industrie ganz vorne mit dabei sind.

Rohrleitungen sind ein komplexer Teil von Prozessanlagen und über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage ständigen Änderungen unterworfen. Was sind die besonderen Herausforderungen für Planer, Konstrukteure und Betreiber?

W. Bayerl: Der Termindruck wird im Anlagenbau immer größer, gerade bei Umbaumaßnahmen.

Selbst kleinere Planabweichungen können schnell zu Verzögerungen im gesamten fein austarierten Projekt führen. Vor diesem Hintergrund ist es kritisch, dass die konventionelle Vorgehensweise im Rohrleitungsbau langsam und fehleranfällig ist: Die Daten aus der Anlagenplanung, z. B. aus einem 3D-Modell, müssen manuell nachgezeichnet und in eine andere Software überführt werden, die dann die Biegemaschine ansteuert. Diese menschliche Fehlerquelle wird mit der durchgängigen Digitalisierung ausgeschaltet: Die Daten aus der Planungssoftware werden per Schnittstelle an die Steuerungssoftware unserer Biegemaschinen übergeben. Außerdem überprüft die Software die Daten zur Fertigung der Rohrleitungen automatisch auf Plausibilität und Vollständigkeit. Das schaltet weitere Fehlerquellen aus und beschleunigt den Prozess.

Herr Exner, wie unterstützen digitale Planungs-Tools heute die Rohrleitungsplanung, -fertigung und -montage sowie die Instandhaltung und Modernisierung des Rohrleitungsnetzes einer Prozessanlage?

H. Exner: Picoda, SP Isometrics, SP Spoolgen und Incop-R bilden zusammen die Piping Fabrication-Lösung bei Intergraph und schließen die Lücke in digitaler Form zwischen der Planung und zwischen der digitalen Instandhaltung der Produktionsanlagen des Betreibers. Hiermit schaffen wir einen digitalen und intelligenten Datenfluss von der Verwaltung der Rohrbauteile in den zertifizierten Rohrklassen und dem 3D-Planungsmodell, das intelligent verknüpft ist mit dem Verfahrensschema, um dann die Daten digital durch die Baustelle in „as-built-Ausführung“ zur Enddokumentation nach Druckgeräterichtlinie - inklusive des Baustellen-Modells in SP Review – hin zur Betriebstechnik der Rohrleitungsinstandhaltung ohne Medienbruch zu führen.

Diese Rohrleitungssoftware ist einfach zu erlernen und durch Handwerker in der Werkstatt und auf der Baustelle während der Montage zu bedienen. Da alle Veränderungen während der Fertigung und der Montage sofort digital in die Rohrisometrie eingebracht werden, beträgt der Kostenaufwand für die Materialbewirtschaftung der Änderungen und für die Enddokumentation nur einen Bruchteil der heute üblichen Kosten.

Welche weiteren Vorteile bieten die durchgängig digitale Dokumentation und die Verknüpfung mit anderen Tools wie Stücklisten für die Anlagenbetreiber?

W. Bayerl: Bei Umbauten von Anlagen gibt es häufig ein Problem mit der Dokumentation. Zwar hat das Unternehmen die Daten zu den bestehenden Rohrleitungen vorliegen, wie sie ursprünglich geplant wurden. Aber in der konkreten Umsetzung sind meist gewisse Abweichungen vom Plan nötig. Diese teils kleinen Änderungen werden nicht immer korrekt im ursprünglichen Planungstool dokumentiert. Und so kommt es bei Umbaumaßnahmen immer wieder zu bösen Überraschungen. Durch die Software von Intergraph sorgen wir für stets aktuelle Daten in beide Richtungen: vom Plan über die Biegemaschine zum tatsächlichen Ist-Zustand in der Anlage und genauso von der tatsächlich gefertigten Isometrie der Rohre wieder zurück zum Kunden: Der Ist-Zustand wird einfach in das 3D-Modell der Anlage eingespielt. Dadurch sinkt der Aufwand für die Dokumentation erheblich - und vor allem die Fehleranfälligkeit.

Welche Möglichkeiten bietet eine nachträgliche Digitalisierung bestehender Anlagen und welche Tools stehen dafür zur Verfügung?

H. Exner: Eine nachträgliche Digitalisierung ist bei vorhandenen Produktionsanlagen für Ihre Instandhaltung heute schon wirtschaftlich einzusetzen. Mit unserer Laser Scan-Software Cyclone wird zunächst eine Punktwolke erzeugt und daraus ein digitales Modell (statt aus S3D) generiert, dass in SP Review bearbeitet werden kann. Vorhandene Rohrleitungen können nach SP Isometrics überführt werden, um sie im Verlauf oder in der Rohrklasse zu verändern und diese dann wieder als PCF-File nach SP Review zurückzuladen. So entsteht auch hier nach und nach ein „Digitales as-built-Modell“ von der Produktionsanlage für die Betriebstechnik. Die Prozessdaten werden mittels Rohrleitungsliste im Excel-Format in Picoda eingepflegt. Die für die Dokumentation der Rohrfertigung wichtigen Daten werden zur Rohrisometrie übergeben.

Können Sie Projekte aus Ihrer Berufspraxis nennen, die die Vorteile und Möglichkeiten veranschaulichen?

W. Bayerl: Unsere Kunden schätzen besonders, dass alle Prozessschritte digitalisiert sind. Das heißt sie können jederzeit verfolgen, wo wir gerade bei der Fertigung der Rohrleitungen stehen. Das bringt vor allem dann Vorteile, wenn es während des Bauprozesses noch Umplanungen gibt – wie jüngst bei einem Projekt. Materialausschuss in Folge der Umplanungen konnte so fast komplett vermieden werden – aufgrund der kompletten Transparenz der Arbeitsschritte.

Die optimierte digitale Kette ermöglicht, auch außerhalb des Standorts Gendorf Rohrleitungen als vorgefertigte Spools anzubieten - kurzfristig und mit sehr hohen qualitativen Standards. In Frankfurt haben wir vor kurzem einen Auftrag für einen großen Anlagenbauer ausgeführt, der unter großem Zeitdruck stand. Wir haben die IDF-Dateien der Planung in unser Intergraph-System eingespielt, die Machbarkeit geprüft, die Isometrien digital in die Fertigung gegeben und bereits nach sechs Tagen zum Kunden geliefert. Das zeigt, wie schnell der Rohrleitungsbau mit Hilfe einer durchgehenden digitalen Kette sein kann.

Können Sie die Zeit- und Kostenersparnis mit den neuen Softwarelösungen quantifizieren?

W. Bayerl: Bei einem Projekt für einen Standortkunden im Chemiepark Gendorf haben wir den kompletten Prozess von der Prüfung der Planung bis zur Montage, Dokumentation und Abrechnung durchgehend digital durchgeführt. Durch diese automatisierten Abläufe konnten wir die Durchlaufzeiten im gesamten Prozess der Rohrfertigung deutlich reduzieren.

Wie verbreitet sind die modernen Technologien bei den Anlagenbauern und –betreibern?

W. Bayerl: Ohne Übertreibung kann ich sagen, dass wir auf diesem Gebiet ein Vorreiterprojekt sind. Die wenigsten Unternehmen bieten beides: Planung und digitale Spool-Fertigung. Egal ob ein Kunde zunächst nur mit einer groben Idee zu uns kommt oder mit einer komplett fertigen Planung: Wir können ihm die nötigen Rohrleitungen innerhalb kürzester Zeit liefern und bei Bedarf auch montieren. Wir lesen die Daten aus unterschiedlichsten Planungstools in unsere Software ein, falls nötig bearbeiten wir sie und geben sie digital an die Biegemaschine und in die Fertigung - inklusive digitaler Dokumentation.

In der Vergangenheit hatten große Chemiekonzerne eigene Technikabteilungen, die jeweils individuelle Werkzeuge, Technologien und Standards entwickelten. Haben sich mit der Digitalisierung einheitliche Plattformen etabliert?

H. Exner: Die deutsche Großchemie hat vor etwa 30 Jahren viel Geld und Know-how in die Bearbeitung von Rohrleitungssystemen investiert, so dass z.B. Isomet, L’Iso und Pipecad dafür entwickelt wurden. Diese Systeme sind nun bereits seit mehr als zehn Jahren nicht mehr wesentlich weiterentwickelt worden.

Da es heute mit Intergraph-Rohrleitungssoftware möglich ist, durch die Isogen-Technologie alle in den 3D-Planungssystemen vorhandenen Rohrleitungsdaten als IDF- oder PCF-Files zu exportieren, erzeugen wir dadurch einen „Digitalen Datenfluss von der Planung über die Fertigung und Montage bis zur Betriebstechnik als intelligente Softwarelösung“. Die Isogen-Technologie stellt einen weltweiten Standard für alle namhaften 3D-Planungssysteme dar. Damit kann jede Montagefirma weltweit Planungsdaten 1 zu 1 in die Fertigung und Montage in Minutenschnelle digital und intelligent übernehmen, ohne das Rohr an der Biegemaschine nochmals grafisch eingeben zu müssen.

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