Chemgineering nutzt Planungswerkzeug für Projekte im GxP-Bereich

Chemgineering ist ein weltweit agierendes Consulting- und Engineering-Unternehmen mit mehr als 300 Mitarbeitern. Der Schwerpunkt liegt auf anspruchsvollen Investitionsprojekten der Life-Sciences-Industrie (Pharma, Biotechnologie, Food, Feinchemie, Medizintechnik, Diagnostika, Kosmetika). Die Unternehmensgruppe hat ihren Hauptsitz in der Schweiz und verfügt über Niederlassungen in Deutschland, Österreich, Serbien, Spanien, Mexiko und Peru. Die Planer meistern ihre Aufträge über alle Fachgewerke hinweg, als Greenfield-Projekt ebenso wie in der Brownfield-Anlage: Produktions-, Entwicklungs- und Forschungszentren, Infrastrukturanlagen oder komplette Fabriken.

Modular zur flexiblen Anlage

Bei vielen Projekten steht diese Frage im Vordergrund: Wie können die Auftraggeber aus der Prozessindustrie schneller und flexibler produzieren und dabei den Wunsch nach individuelleren Produkten erfüllen? Eine Antwort liefert das kürzlich veröffentlichte Whitepaper „Modular Plants“ des gleichnamigen temporären Processnet-Arbeitskreises der Dechema: „Schneller, flexibler, individueller“ braucht Anlagen auf Basis modularer Konzepte. Ziel ist es, bestimmte Grundfunktionen bei solchen Anlagen immer wieder zu wiederholen, um damit die Abwicklungs- und Montagezeiten zu optimieren. Im Mittelpunkt steht die Überlegung, eine erprobte Lösung zum Standard zu erheben und zu wiederholen – sozusagen ein Copy-and-paste mit anschließendem Plug-and-play. Das erleichtert auch die Dokumentation für die Qualifizierung und Validierung im regulierten Bereich.

Das passende System zum eigenen Anforderungskatalog

Das dazu notwendige Planungswerkzeug muss das Know-how des Planers in ein intelligentes 3D-Modell umsetzen. Performante Planungswerkzeuge verbessern zudem die Produktivität des Planers – durch Fehlervermeidung (Kollisionsüberprüfung, Daten werden bei einem integrierten Tool nur einmal eingegeben), durch die Chance der mehrfachen Nutzung einmal geplanter Anlagenteile (Stichwort: modulare Anlagenplanung) und durch die Möglichkeit des parallelen Planens über unterschiedliche Gewerke hinweg.

Mit dem über Jahre bei Chemgineering eingesetzten bewährten Intergraph PDS-3D kamen die Planer immer häufiger an die Grenzen des technisch Möglichen. Grund: Der Anbieter hatte die Weiterentwicklung des Tools eingestellt; bei der Übernahme der Projektdaten anderer CAD-Systeme traten immer häufiger nicht mehr hinnehmbare Probleme auf. Das Nachfolgeprodukt Smart 3D wurde aus Kostengründen nicht näher betrachtet. 2012 startete Chemgineering die Suche nach einem neuen System.

Dazu wurde ein detaillierter Anforderungskatalog erarbeitet, in dem alle für das Unternehmen relevanten Funktionalitäten aufgelistet waren. Neben moderaten Betriebskosten waren auch die Flexibilität für eine unkomplizierte und zügige Projekteinrichtung, ein geringer Wartungsaufwand, ein transparentes und flexibles Lizenzmodell und die Integration in die Citrix-Systemlandschaft wichtige Kriterien für die Evaluation des neuen 3D-Planungs-Tools. Neben den mächtigen Tools der großen Softwarehäuser standen auch weniger umfangreiche Tools auf der Liste und wurden anhand des Anforderungskatalogs evaluiert.

Schlussendlich entschied sich Chemgineering für die Applikation Tricad MS: Das Tool erfüllt vom Funktionsumfang her am besten die Anforderungen gemäß Anforderungskatalog. Durch die Verankerung im DACH-Raum verspricht dieser Anbieter auch kurze Wege hinsichtlich der Weiterentwicklung; nicht zuletzt überzeugte das flexible und transparente Lizenzmodell.

Da Tricad MS eine Applikation auf Basis Micro Station ist und Micro Station V8i bereits auf den Chemgineering-Systemen im Einsatz ist, konnte die Anwendung als Erweiterung problemlos nachinstalliert werden. Nach der Basis-Installation startete die Konfiguration, wobei die Programmierung der Rohrklassen und das Schreiben der User-Leitfäden die meiste Zeit in Anspruch nahmen.

Günstige Kosten, breite Funktionsvielfalt

Mittlerweile konnte Chemgineering mit dem Softwarewerkzeug erfolgreich erste 3D-Planungsprojekte in der Schweiz, Deutschland und Österreich abwickeln, wie Torsten Merly berichtet. Er ist Leiter der sechsköpfigen Gruppe Plant Design CAD / Projektleiter Anlagenbau in der Schweiz; auch vier Mitarbeiter in Leipzig werden von ihm fachlich geführt. Derzeit arbeitet sein Team mit neun Lizenzen der Anwendung. Hauptsächlich zum Einsatz kommt dabei das Modul Piping 3D. Daneben nutzen die Planer häufig auch das Stahlbau-Modul, die Stücklisten-Generierung und den Lizenzmanager.

Worin unterscheidet sich das Engineering einer reinen Chemieanlage von einer Pharmaanlage? Bei der Planung einer chemischen Produktionsanlage stehen die Apparate, die Rohrleitungen und der Stahlbau im Mittelpunkt, während bei der Planung einer pharmazeutischen Produktionsanlage darüber hinaus die Reinraum-Planung (insbesondere der Bereich Lüftung) hinzukommt. Die Koordination der Gewerke ist dann noch wichtiger. Im regulierten Bereich gibt es darüber hinaus klare Vorgaben hinsichtlich der Isometrien und auch der Qualifizierung und Validierung.

Torsten Merly, Leiter Gruppe Plant Design CAD / Projektleiter Anlagenbau, Chemgineering Technology: "Tricad MS überzeugt mit günstigen Kosten und einer breiten Funktionsvielfalt mit allen für die Chemie- und Pharmaplanung notwendigen Modulen."

Was zeichnet aus seiner Sicht dieses Planungswerkzeug in besonderer Weise aus? Unter rein ökonomischen Gesichtspunkten sei einer der Vorteile des Tools die vergleichsweise günstigen Investitions- und Folgekosten – andere Tools schrecken mit drei- bis fünfmal so hohen Betriebskosten ab. Zwar gebe es mittlerweile auch Tools, die noch kostengünstiger sind, allerdings dann auch mit eingeschränkten Funktionen aufwarten. „Tricad MS ist in dieser Hinsicht eine gute Mittelposition, mit günstigen Kosten und einer breiten Funktionsvielfalt mit allen für die Chemie- und Pharmaplanung notwendigen Modulen.“ Als „guten Motor“ mit herausragender Grafik schätzt Merly die zugrundeliegende Microstation-Plattform.

Die vergleichsweise hohe Flexibilität des Tools an sich und die Möglichkeit des direkten Kontakts zu den Programmierern sieht Merly als weiteren Vorteil an: Kurzfristige Optimierungen gab es beispielsweise bei der Erstellung von Isometrien, auch bei den Zeichnungsableitungen für Halterungen war schnelle Hilfe möglich. Die Integration der Anwendung in die Citrix-Umgebung war deshalb so wichtig, weil bei vielen Projekten eben auch die Mitarbeiter in Leipzig in das Engineering mit einbezogen werden müssen. Mit Citrix ist es sehr einfach, externe Planer mit in ein Projekt einzubinden.

Das Building Information Modeling (BIM) ist auch für Chemgineering ein zukunftsträchtiges Thema. Als Basis nutzt das Unternehmen Revit; über die IFC-Schnittstelle können die Daten mit Tricad MS ausgetauscht werden. Das funktioniert, müsse aber noch optimiert werden.

Herausforderung: Planen in ein bestehendes Layout

Eines der ersten größeren Projekte nach Einführung der neuen Software war die Planung zusätzlicher Kapazitäten in einem Unternehmen der Auftragsfertigung; Größenordnung: 700 Rohrleitungen. Chemgineering war bereits bei der ersten Ausbaustufe in den Jahren zwischen 2012 und 2014, der Planung einer großen Herstellungslinie, als Generalplaner verantwortlich für das Projektmanagement sowie die Anlagenplanung und die Oberbauleitung. Nun sollten im Gebäude der vorhandenen Mehrproduktanlage zusätzliche Kapazitäten geschaffen werden: Zwei der neuen Reaktoren waren in den quasi schon belegten Räumen des Gebäudes zu integrieren, zwei weitere Reaktoren in bislang noch ungenutzten Räumlichkeiten. Das deutet bereits auf die Herausforderungen eines solchen Projektes hin: Zum einen mussten die Gewerke sehr gut koordiniert werden, zum anderen war die Feinplanung von Bedeutung (Kollisionsprüfungen).

3D-Modell der Auftragsfertigung. Die 3D-CAD-Planung mit Tricad MS ermöglicht eine weitgehende Vorfertigung der Rohrleitungen und Komponenten.

Die Planer starteten mit der Aufnahme des Bestands per Laserscan – was im Jahr 2012 im 3D-Modell geplant wurde, war mittlerweile so weit verändert, dass das alte 3D-Modell nicht mehr genutzt werden konnte. Weil die neu zu planenden Baugruppen und Reaktoren aber doch sehr ähnlich sind wie die vor Jahren geplanten Komponenten, konnten die Planer häufig mit der Kopierfunktion arbeiten (auch hier waren die Programmierer gefragt, um diese Funktion hinsichtlich der Connection Points zu optimieren). Auf Basis des neuen 3D-Modells, in dem konsequent alle Komponenten enthalten sind, konnten die Reaktoren millimetergenau positioniert werden.

Chemgineering löste die erste wie nun auch die zweite Aufgabe mit einem „Task Force Approach“: Während die Apparate und das Equipment spezifiziert und beschafft werden, startet bereits die 3D-CAD-Planung, um das Layout zu fixieren und die Isometrien zu generieren. Damit gehen die Rohrleitungen in die Vorfertigung – bevor die ersten Apparate auf der Baustelle eintreffen.

Projektmanagement ist entscheidend

Auch beim vorgestellten Projekt zeigte sich die Bedeutung eines konsequenten Projektmanagements. Der Schlüssel zum Erfolg liegt im korrekten Aufsetzen des Projekts ganz am Anfang. Dazu gehört nicht nur das Kick-off-Meeting, bei dem alle Projektbeteiligten auf das Projektziel „eingeschworen“ werden. Mindestens genauso wichtig ist es, die Basis-PM-Dokumente anzulegen. Dazu gehören u. a. Terminplan, Manload-Kurve, Arbeitspakete, Organigramm mit klarer Regelung der Verantwortlichkeiten, Projektdurchführungsplan und Kostenkontrolle. Die Projektrisiken werden identifiziert und bewertet und Maßnahmen festgelegt, um die Risiken zu minimieren. Die regelmäßigen Projekt-Statusberichte beleuchten den Projektfortschritt inklusive der Termin- und Kostensituation. Mit diesen Maßnahmen kann vorausschauend auf Abweichungen reagiert werden.

Fazit: Das CAD/CAE-Planungswerkzeug bietet für alle Gewerke der Anlagen-, der Gebäudetechnik- und der Fabrikplanung spezifische Module mit einer einheitlichen Bedienoberfläche. Ein wesentliches Merkmal dieses Tools ist somit die Möglichkeit der integrierten, gewerkeübergreifenden Planung. Auch die Integration von Berechnungs-Algorithmen ist möglich – alles wichtige Punkte für ein Unternehmen wie Chemgineering. Neben moderaten Betriebskosten sprach auch die Flexibilität für eine unkomplizierte und zügige Projekteinrichtung (insbesondere auch hinsichtlich der Integration in die Citrix-Systemlandschaft) für den Umstieg auf Tricad MS. Nicht zuletzt überzeugte das transparente und flexible Lizenzmodell.

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