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Industriearbeitskreis »Kooperation imAnlagenbau«

Arbeitsbericht Nr. 06»Technologieinnovationen im Anlagenbau«

Herausgeber Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Schenk

Industriearbeitskreis »Kooperation im Anlagenbau« : Arbeitsbericht06 : »Technologieinnovationen im Anlagenbau«/Prof. Dr.-Ing. habil Schenk, Michael (Hrsg.)Redaktion: Kleinbauer, Mira / Thurow, Melanie / Urbansky, Andrea1. Aufl. - Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2006ISBN-10: 3-8167-7265-XISBN-13: 978-3-8167-7265-1

©Fraunhofer IFF - Stuttgart, Magdeburg - 2006

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mung des Herausgebers und des Verfassers unzulässig und strafbar. Das gilt

insbesondere für Vervielfältigung, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die

Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Vorwort

Der Industriearbeitskreis „Kooperation im Anlagenbau“ ist Podium undStammtisch für offene, vielfältige und auch kontroverse Diskussionenum aktuelle Themen im Anlagenbau. Er legt neue Gesichtspunkte of-fen und liefert Anregungen zu neuen Ideen. Die Treffen finden halb-jährlich, im Juni und November jeden Jahres, an unterschiedlichen Or-ten, in ganz Deutschland verteilt, statt.

Der erste und dritte Industriearbeitskreis setzte sich mit dem aktuellenThema Branchenleistungsverzeichnis für den Anlagenbau auseinander.Zum einen wurden die Anforderungen an eine effiziente Erstellung vonAngeboten von verschiedenen Seiten beleuchtet. Anlagenbetreiber inder Rolle der Auftraggeber stellten ihre Anforderungen dar, Anlagen-bauer und Dienstleister in der Rolle der Auftragnehmer zeigten ihreWege der Angebotserstellung unter den Gesichtspunkten der Zeit-, derKosten- und der Qualitätseffizienz auf.

Der zweite Industriearbeitskreis beschäftigte sich mit dem Thema „Bestpractice Kooperationsverbünde“ und den geplanten „Investitionen inder Branche“.

Im 4. Industriearbeitskreis ging es um das Thema „Kundenmanage-ment“ und im 5. Industriearbeitskreis stand das Thema „AngewandtesWissensmanagement im Anlagenbau“ im Mittelpunkt der Betrachtun-gen.

Der vorliegende Arbeitsbericht dokumentiert die Ergebnisse des 6. In-dustriearbeitskreises mit dem Thema „Technologieinnovation im An-lagenbau“. Präsentiert wurden Praxisberichte zu den Themen Virtu-al Reality, Transpondertechnologie, Standardisierung und Technologi-en zur alternativen Energiegewinnung. Ein Bericht zu den Innovations-trends in der Verfahrenstechnik aus der Sicht der Hersteller rundeteden 6. Industriearbeitskreis ab.

Besonderer Dank gilt der Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH, die inihrer Rolle als Gastgeber dem 6. Industriearbeitskreis ein praxisnahesund offenes Podium geboten hat.

Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Schenk

Inhaltsverzeichnis1 Einsatz innovativer Technologien im Chemieanlagen-

bau Chemnitz Jörg Engelmann (Chemieanlagenbau Chem-nitz GmbH) 1

2 Innovationstrends in der Verfahrenstechnik Dr. Alexan-der Koldau (VDMA, Fachverband VerfahrenstechnischeMaschinen und Apparate) 29

3 RFID im Anlagenbau - transpondergestützte Logistikan-wendung für den Stahlbau Dirk Linke (Stahlbau Mag-deburg GmbH) 47

4 Technisch-ökonomische Vorteile von Standardisierun-gen im Anlagenbau Dr. A. H. Abdol Hossein Shadiakhy(CETEC Destillationstechnik GmbH) 57

5 Standardisierung als Basis für erfolgreiches Life CycleManagement Jürgen Kneidinger (MCE Chemserv In-dustrie Service GmbH) 81

6 Anlagenvisualisierung am Beispiel einer Restabfallbe-handlungsanlage Thomas Löffler (An-Institut IREGIA e.V. der TU Chemnitz), Tino Riedel (plavis GmbH) 91

A Autorenverzeichnis I

Abbildungen IX

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 5

1 Einsatz innovativer Technologien im Chemieanlagen-bau Chemnitz Jörg Engelmann (ChemieanlagenbauChemnitz GmbH)

6. Industriearbeitskreis

Einsatz innovativer Technologien

im Chemieanlagenbau Chemnitz

Chemnitz, 09. November 2006


1. Einsatz innovativer Technologien im Chemieanlagenbau Chemnitz Jörg Engelmann(Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH)

2 Selected References

1 Introducing Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH

3 Current Projects

Content

4 Using of innovative technologies

History

Over 40 Years ExperiencesOver 40 Years Experiences

1811 Foundation of a Machine Manufacture by Samuel Schwalbe 1811 Foundation of a Machine Manufacture by Samuel Schwalbe

1873 Converted to Maschinenfabrik Germania AG1873 Converted to Maschinenfabrik Germania AG

1897 Erection of the factory in Altchemnitz1897 Erection of the factory in Altchemnitz

1961 Foundation of a Special Head Office for Plant Engineering Projects within MachineFactory Germania

1961 Foundation of a Special Head Office for Plant Engineering Projects within MachineFactory Germania

1964 Plant Engineering and Contracting Division within the factory Germania 1964 Plant Engineering and Contracting Division within the factory Germania

1970 Directorate Plant Engineering in collective combine CLG1970 Directorate Plant Engineering in collective combine CLG

01.07. 1990 Foundation of Lurgi Anlagenbau Chemnitz GmbH and integration in the Lurgi-Group 01.07. 1990 Foundation of Lurgi Anlagenbau Chemnitz GmbH and integration in the Lurgi-Group

01.10. 1999 Foundation of Lurgi Life Science GmbH 01.10. 1999 Foundation of Lurgi Life Science GmbH

01.04. 2004 Formation of an independent plant engineering company in Chemnitz and foundation of Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH

01.04. 2004 Formation of an independent plant engineering company in Chemnitz and foundation of Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH

2 Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06

Engineering capacityPersonnel StructureCAC office in Chemnitz, Germany

210Total Personnel

� Administrative Capacity

Board of Management

Quality, Safety

Personnel Administration / General Administration

Sales and Proposals

� Operative Capacity

Secretarial Services / Language translation services

Controlling, Project Accounting

Purchasing

Instrumentation

Vessels, tanks, machines, package units

Civil and Structural Steel

Electrical

Plant Engineering

Process Engineering, Start-up

Construction Management

Project Management- Project Managers- Project Engineers- Project Controls

HeadquarterChemieanlagenbau Chemnitz GmbH

HeadquarterChemieanlagenbau Chemnitz GmbH

Ufa ***Ufa ***

* - subsidiaries** - offices*** - representative

* - subsidiaries** - offices*** - representative

Almaty **Almaty **

Moscow **Moscow **Tjumen ***Tjumen ***

Headquarter & local offices

Tehran ***Tehran ***

Fortis ConnectLeipzig *

Fortis ConnectLeipzig *

HUGO PETERSENWiesbaden *

HUGO PETERSENWiesbaden *

BIPROTECHKrakow *

BIPROTECHKrakow *



Service Portfolio

Pre-feasibility andFeasibility Studies

Supply of Equipment and Components

Test Run / Commissioning

CAC offers all Services for construction, reconstruction or expansion of your plant

Single Source Services

Basic und Detail Engineering

Financial Engineering

Authority Engineering

Provision of Technology

Product Marketing /Countertrade

Market Studies

Consulting

Contracting

International Purchasing

Project Management

Erection / Erection Supervision

Staff Training

FEED

After-Sales-Services

Industrial Focus in Plant Engineering

Oil processing

• Crude oil treatment- Dehydration /Desalting

• Cube oil refining

• Refinery Engineering- Atmosphericdistillation

- Vacuum distillation- Hydrodesulfuri-zation

- Reforming /Zeoforming

- Bitumen- Isomerization- Demercaptanization

Gas processing

• Gas treatment- Pre-treatment- Purification- Gas scrubbing- Separation ofhigher hydro-carbons

- Gas compression- Sulphur recovery- Demercaptanization

• Underground gasstorage

Special plants

• Gasification of fossil fuels and biomass

• Biodiesel

• Pharmaceuticals

Petrochemicals

• Ethyl benzene

• Styrene

• Polystyrene

• Expandable Polystyrene

• Vinylchlorid-monomere

• Polyvinylchlorid

Inorganic Chemicals

• Cl-Alkali Electrolysis

• Salt purification

• Chlorine purification

• Sulphuric Acid

• Fertilisers

• Polyaluminiumchlorid

Engineering Services & Plant construction using own technologies,customer technologies or licences of a third party


Quality Assurance

Structure of the integrated management system (IMS) quality assurance - safety engineering

Technical safety instructions

Technical instructions

IMS

Quality/ Safety

Manual

QMAQuality Procedures

WorkProced.

Technical / work procedures

Quality memos / Safety informationWorking Documents

Know-how Documentation Archive

Our detailed quality assurance system covering all phases of project management and project execution constitutes the basis of our successful business activities and our company‘s excellent references for a trustful cooperation with its customers.

Overview of project implementation tools

ToolsTools

Commercial dep.Commercial dep.TechnologyTechnology EngineeringEngineeringProject

managementProject

management

Simulations:

• Aspen Tech• PRO II• CHEMCAD

Design:

• HTRI

• Conval

P & ID:

• COMOS PT

• PDS-2D

• VISIO

• AutoCAD

Technologicaldata:

•• COMOS PT

Piping

• PDS-3D

• COMOS PT

• AUTOCAD

Material Management:

• SAP

(Luromak)

Pipes:

• PDS-3D

• Isogen

• AUTOCAD

• Rohr 2

Equipment:

• COMOS PT

• DIMY

• AUTOCAD

Civil:

• PDS-3D

• Frame Works

• AUTOCAD

• WinAVA

Electrical:

• EPLAN

• RUPLAN

• Luprea

C&I:

• COMOS

PT

• EPLAN

• GeniSys

• PRODOK

• SIGRAPH

• RUPLAN

• AUTOCAD

Controlling:

• Primavera

• MS Project

• SAP

Feasibility:

• Comfar

Procurement:

• SAP

Document management:

• Pro*File

• PDOKU

• PDF-Archiv

Controlling:

• Primavera

• MS Project

• SAP



Content

1 Die Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH stellt sich vor



2.1 Refineries & Gas plants

2.2 Petrochemical plants

2.3 Inorganic Chemical plants

2.4 Special plants

3 Current Projects


3-D-Model of the plant

Customer: MineralölraffinerieDollbergen GmbH

Plant: Enhanced Selective Refinery

Location: Dollbergen / Germany

Capacity: 80,000 t/y

Services:

�� Project Management

�� Detail Engineering

�� Procurement on customer‘s behalf and invoice

�� Procurement/Construction incl. steel structure

�� Construction supervision

�� Commissioning support

Start of engineering: March 2004Mechanical completion: March 2005Commissioning: March to July 2005

Customer: MineralölraffinerieDollbergen GmbH

Plant: Enhanced Selective Refinery

Location: Dollbergen / Germany


Services:




�� Procurement/Construction incl. steel structure



Start of engineering: March 2004Mechanical completion: March 2005Commissioning: March to July 2005

Selected References Refineries


Mechanical Completionin 04 / 2005


Customer: Shell Oil Germany GmbH

Plant: Hydrocracker

Location: Heide, Germany

Licensor: UOP

Services:


�� Procurement

�� Erection supervision


Start of engineering: March 1998

Mechanical completion: November 1999

Start-up: December 2000

Customer: Shell Oil Germany GmbH

Plant: Hydrocracker

Location: Heide, Germany

Licensor: UOP

Services:


�� Procurement




Mechanical completion: November 1999

Start-up: December 2000Hydro cracker, View South-East




Customer: OMV AGPlant: Hydration, Benzene extraction

Contract: EPC

Location: Burghausen, Germany

Licensor: Lurgi / IFP

Services:


�� Procurement



Start of engineering: 12 May 1998

Mechanical completion: 30 September 1999

Start of production: 15 November 1999

Customer: OMV AGPlant: Hydration, Benzene extraction

Contract: EPC

Location: Burghausen, Germany

Licensor: Lurgi / IFP

Services:


�� Procurement



Start of engineering: 12 May 1998

Mechanical completion: 30 September 1999

Start of production: 15 November 1999


Customer: Rohoel - Aufsuchungs-gesellschaft AG, Vienna

Plant: Natural Gas Cavern Storage

Location: Puchkirchen, Austria

Services:

�� Basic Engineering


�� Procurement


�� Commissioning

Start of engineering: June 1992

Mechanical completion: March 1995

Commissioning: June 1995

Customer: Rohoel - Aufsuchungs-gesellschaft AG, Vienna

Plant: Natural Gas Cavern Storage

Location: Puchkirchen, Austria

Services:



�� Procurement






Photo of the whole plant

Selected ReferencesGas plants


Content




2.3 Inorganic Chemical plants

2.4 Special plants

3 Current Projects




Customer: OAO “Salavatnefteorgsintez“ (SNOS)

Plant: Production of 230,000 t/y Ethyl benzene, 200,000 t/y Styrene

Location: Salavat, Russia

Services:�� Detail Engineering

�� Tasks: structure, steel structure, heating, ventilation, electrical engineering

�� Procurement



�� Staff Training

Start of engineering: Phase 11993 – 1996Phase 2

Start Reengineering: May 2000

Mechanical completion: June 2003

Commissioning: July 2003

Customer: OAO “Salavatnefteorgsintez“ (SNOS)

Plant: Production of 230,000 t/y Ethyl benzene, 200,000 t/y Styrene

Location: Salavat, Russia

Services:�� Detail Engineering

�� Tasks: structure, steel structure, heating, ventilation, electrical engineering

�� Procurement




Start of engineering: Phase 11993 – 1996Phase 2

Start Reengineering: May 2000

Mechanical completion: June 2003

Commissioning: July 2003

Selected ReferencesPetrochemical plants



Customer: Dow Chemical, USA

Plant: Butadiene Extraction PlantLocation: Böhlen/Germany


Licensor: BASF / Lurgi

Services:


�� Procurement



Start of engineering: 23 July 1997

Mechanical completion: 30 April 1999

Commissioning: 30 June 1999

Customer: Dow Chemical, USA

Plant: Butadiene Extraction PlantLocation: Böhlen/Germany


Licensor: BASF / Lurgi

Services:


�� Procurement



Start of engineering: 23 July 1997

Mechanical completion: 30 April 1999

Commissioning: 30 June 1999


Customer: Leuna-Werke, BU Plasticstoday Dow Chemical

Plant: LDPE

Location: Leuna/Germany


Services:

�� Assistance in technical-economic

Target-Setting �� Assistance in Basic Engineering


�� Procurement/Construction excl. Steel

Structure



Basic Engineering: 1974

Detail Engineering: 1976

Construction: 1977

Commissioning: 1979

Customer: Leuna-Werke, BU Plasticstoday Dow Chemical

Plant: LDPE

Location: Leuna/Germany


Services:

�� Assistance in technical-economic

Target-Setting �� Assistance in Basic Engineering


�� Procurement/Construction excl. Steel

Structure



Basic Engineering: 1974

Detail Engineering: 1976

Construction: 1977

Commissioning: 1979

Photo of Reaction Unit



Content




2.4 Special plants

3 Current Projects




2.3 Inorganic Chemical plant

Customer: Agrolinz Melamin Deutschland GmbH(subsidiary of OMV)

Plant: Melamine Plant 80,000 t/y

Location: Piesteritz, Germany

Services:

�� Using Customer‘s Know-how

�� Revision of Basic Engineering







Customer: Agrolinz Melamin Deutschland GmbH(subsidiary of OMV)

Plant: Melamine Plant 80,000 t/y

Location: Piesteritz, Germany

Services:

�� Using Customer‘s Know-how

�� Revision of Basic Engineering







Selected ReferencesInorganic Chemical plants



Melamine plant, AMI Germany, General View


Customer: Kaucuk a.s. Kralupy

Plant: Polystyrene Plant

Licensor: BP Chemicals

Location: Kralupy /Czech Republic

Services:


�� Authority Engineering



�� Procurement


�� Commissioning and Start-up

Start Basic Engineering: 23 October 1996

Mechanical completion: 30 October 1998

Customer: Kaucuk a.s. Kralupy

Plant: Polystyrene Plant

Licensor: BP Chemicals

Location: Kralupy /Czech Republic

Services:





�� Procurement



Start Basic Engineering: 23 October 1996

Mechanical completion: 30 October 1998



Customer: PO NavoiasotNavoi / Uzbekistan

Plant: Chlorine-Alkali-Electrolysis 26,000 t/y NaOH, 23,000 t/y Chlorine

Services:

�� Basic and Detail Engineering

�� Terms of reference: construction, steel structures, heating, ventilation

�� Supply

�� Supervision of civil work and erection



Start of engineering: July 1999

Mechanical completion: July 2001

Commissioning: from August 2001

Customer: PO NavoiasotNavoi / Uzbekistan

Plant: Chlorine-Alkali-Electrolysis 26,000 t/y NaOH, 23,000 t/y Chlorine

Services:


�� Terms of reference: construction, steel structures, heating, ventilation

�� Supply

�� Supervision of civil work and erection



Start of engineering: July 1999

Mechanical completion: July 2001

Commissioning: from August 2001


Content




3 Current Projects




2.4 Special plant

2.3 Inorganic Chemical plant



Customer: Lurgi AG for Energia Hidroelectrica de Navarra, S. A.

Plant: Biodiesel Plant

Location: Caparroso, Spanien

Capacity: 105 tpd

Services:


�� Detail Engineering support

�� Procurement

�� Deliveries



Start of Engineering: July 2004

Mechanical Completion: January 2005

Commissioning: October 2004

Customer: Lurgi AG for Energia Hidroelectrica de Navarra, S. A.

Plant: Biodiesel Plant

Location: Caparroso, Spanien

Capacity: 105 tpd

Services:


�� Detail Engineering support

�� Procurement

�� Deliveries



Start of Engineering: July 2004

Mechanical Completion: January 2005


Selected References

Special Plant

Customer: Lurgi AG for Natural Energy West GmbH (NEW)

Plant: Biodiesel and Glycerine Plant

Location: Marl / Germany

Capacity: 300 t/d

Service:


�� Procurement/Erection including steel structures




Commissioning: March 2002

Customer: Lurgi AG for Natural Energy West GmbH (NEW)

Plant: Biodiesel and Glycerine Plant

Location: Marl / Germany

Capacity: 300 t/d

Service:


�� Procurement/Erection including steel structures




Commissioning: March 2002

Selected References

Special Plant



Content


3 Current Projects


Customer: Arvand Petrochemical Company (Subsidiary of NPC)

Location: Sanbandar/Khuzistan, Iran

Plant: Salt Washing & Upgrading Plant

Services:




�� Procurement & Supplies

�� Construction



Contract Signing: November 2005

Customer: Arvand Petrochemical Company (Subsidiary of NPC)

Location: Sanbandar/Khuzistan, Iran

Plant: Salt Washing & Upgrading Plant

Services:





�� Construction



Contract Signing: November 2005

Current Projects

3-D-Model



Customer: OAO Sajanskchimplast

Plant: Chlor-Alkali-Electrolysis 169,000 t/y Sodium Hydroxide, 150,000 t/y Chlorine

Location: Sajansk / Russia

Services:

�� Project management


�� Tasks: construction, steel construction, heating, ventilation

�� Delivery

�� Monitoring of assembly

�� Supporting of start-up phase

�� Training of personnel

Start of planning phase: February 2004


Start-up phase & Handover: August 2006

Customer: OAO Sajanskchimplast

Plant: Chlor-Alkali-Electrolysis 169,000 t/y Sodium Hydroxide, 150,000 t/y Chlorine

Location: Sajansk / Russia

Services:

�� Project management



�� Delivery




Start of planning phase: February 2004


Start-up phase & Handover: August 2006

Special conditions:� first Chlor-Alkali Membrane Electrolysis in Russia

� financing by loan

� Hermes

� Consideration of the Russian Regulation on Chlorine

� Implementation of construction and assembly bythe buyer

Current Projects

Customer: Chematur Engineering AB for Karoon Petrochemical Co.

Location: Petrochemical Special Economical Zone, Bandar Iman, Iran

Plant: Chlorine Purification Unit incl.- chlorine compression- chlorine liquefaction- chlorine evaporation- chlorine storage

Services for the 1st stage of extension:


�� Basic Engineering / Detail Engineering


Start Engineering : August 2005

End Engineering & supply: August 2006

Customer: Chematur Engineering AB for Karoon Petrochemical Co.

Location: Petrochemical Special Economical Zone, Bandar Iman, Iran

Plant: Chlorine Purification Unit incl.- chlorine compression- chlorine liquefaction- chlorine evaporation- chlorine storage



�� Basic Engineering / Detail Engineering


Start Engineering : August 2005

End Engineering & supply: August 2006

3-D-Model of the plant

Current Projects


Customer: OOO Soda-Chlorat

Plant: Chlor-Alkali-Electrolysis 40,000 t/y Potassium Hydroxide, 25,350 t/y Chlorine

Location: Beresniki / Russia

Services: Phase 1

�� TEO Project (Extended Basic Engineering)

Phase 2



�� Delivery




Start of planning phase: November 2006

Start-up phase: November 2008

Customer: OOO Soda-Chlorat

Plant: Chlor-Alkali-Electrolysis 40,000 t/y Potassium Hydroxide, 25,350 t/y Chlorine

Location: Beresniki / Russia

Services: Phase 1

�� TEO Project (Extended Basic Engineering)

Phase 2



�� Delivery




Start of planning phase: November 2006

Start-up phase: November 2008

Special conditions:� Membrane Electrolysis delivered by CEC

� KOH-Flaking Unit

� K2CO3-Unit

� Consideration of the Russian Regulation on Chlorine

3-D-Model of the entire plant complex

Current Projects

Customer: Rohoel - Aufsuchungs-AG Wien

Plant: Natural Gas Underground Store

Location: Haidach, Austria

The natural gas store will be erected in 2 stages of exten-sion, each with a working gas volume of 1,200 x 106 Nm3.


�� Authority Engineering & Basic Design


�� Procurement



Project start: January 2005

Mechanical completion: April 2007

Handover to the Customer: July 2007

Customer: Rohoel - Aufsuchungs-AG Wien

Plant: Natural Gas Underground Store

Location: Haidach, Austria

The natural gas store will be erected in 2 stages of exten-sion, each with a working gas volume of 1,200 x 106 Nm3.


�� Authority Engineering & Basic Design


�� Procurement



Project start: January 2005

Mechanical completion: April 2007

Handover to the Customer: July 2007

Current Projects

3-D-Model



Customer: PCK Schwedt GmbH

Location: Schwedt, Germany

Plant: Crude Oil Distillation 3 Booster Furnace Integration

Services:




�� Supplies on customer‘s behalf and invoice



Start Engineering : July 2005

Mechanical completion : March 2007

Customer: PCK Schwedt GmbH

Location: Schwedt, Germany

Plant: Crude Oil Distillation 3 Booster Furnace Integration

Services:




�� Supplies on customer‘s behalf and invoice



Start Engineering : July 2005

Mechanical completion : March 2007

Current Projects

Customer: OAO Stroytransgaz, Moscow

Plant: Syrian Gas CompanySouth Middle Area Gas Exploitation

Gas processing plant

Capacity: 3,0 Billion m³/year

Location: Palmyra, Syria

Services:



�� Technical Procurement of equipment & bulk materials

�� Construction supervision assistance

�� Commissioning & test run assistance

Start of Engineering: March 2006End of Engineering: May 2007

Customer: OAO Stroytransgaz, Moscow

Plant: Syrian Gas CompanySouth Middle Area Gas Exploitation

Gas processing plant

Capacity: 3,0 Billion m³/year

Location: Palmyra, Syria

Services:



�� Technical Procurement of equipment & bulk materials

�� Construction supervision assistance

�� Commissioning & test run assistance

Start of Engineering: March 2006End of Engineering: May 2007

Current Projects

3-D View of the plant


Customer: DOMO® Caproleuna GmbH

Location: Leuna, Germany

Plant: Ammonium sulfide crystallization

Services:






�� Construction

�� Commissioning and Start-up assistance

Start of project: September 2005

Handover (scheduled): November 2007

Customer: DOMO® Caproleuna GmbH

Location: Leuna, Germany

Plant: Ammonium sulfide crystallization

Services:






�� Construction

�� Commissioning and Start-up assistance

Start of project: September 2005

Handover (scheduled): November 2007

Current Projects

3-D-Model

Customer: Lurgi AG for Emerald BIODIESEL GmbH c/o Heuking Kühn Wojtek

Plant: Biodiesel / Glycerin Plant

Location: Neubrandenburg – Mecklenburg Vorpommern / Germany

Capacity: 37.000 t/a RME12.000 t/a Glycerin

Service:



�� Procurement & Supply

�� Construction

�� Construction Management


Start of engineering: November 2005


Customer: Lurgi AG for Emerald BIODIESEL GmbH c/o Heuking Kühn Wojtek

Plant: Biodiesel / Glycerin Plant

Location: Neubrandenburg – Mecklenburg Vorpommern / Germany

Capacity: 37.000 t/a RME12.000 t/a Glycerin

Service:



�� Procurement & Supply

�� Construction

�� Construction Management


Start of engineering: November 2005


Current Projects

3-D-Model




Content


3 Current Projects


Content




3 Current Projects


4.1 Beteiligung CAC an Verfahrensentwicklung

4.2 Praxisbeispiele Raffinerietechnik

4.3 Praxisbeispiel Biomassevergasung

4.4 Zielstellung


� Vertrag über exklusive Zusammenarbeit zwischen CAC und den Lizenzgeber wurde abgeschlossen

� Beteiligung an der Errichtung von Pilotanlagen zum Test verschiedener Rohstoffe und zur Produktoptimierung

� Mitarbeit an der Optimierung der Reaktorkonstruktion

� Technologische Komplettierung der Anlage außerhalb des Reaktionssystems unter Einbringung der ingenieurtechnischen Erfahrungen von CAC (u.a. Entwicklung Automatisierungskonzepte)

Beteiligung von CAC an Verfahrensentwicklung

Content




3 Current Projects





4.4 Zielstellung



4.2.1 Raffinerietechnik / Beispiel 1

Praxisbeispiele aus dem Bereich Raffinerietechnik

� Entwicklung neuer Technologien in Zusammenarbeit mit einem Lizenzgeber auf der Basis eines neu entwickelten isothermen Reaktors.

4.2.1.1 Verarbeitung von olefinhaltigen Raffinerieabgasen

� Erzeugung von hochoktanischen Benzin-Komponenten aus den Raffinerieabgasen Propylen und Butylen

� Referenzanlage mit einer Kapazität von 300.000 t/a vorhanden.

� Neuanlagen können mit neu entwickeltem isothermen Reaktorangeboten werden.

Verarbeitung von olefinhaltigen Raffinerieabgasen


Olefinhaltige Raffinerieabgase als Rohstoffe

Gemisch vonGemisch von

OligomerisierungsOligomerisierungs--anlage anlage

mit neuem mit neuem ReaktorReaktor

Propan / Propylen

Butan / Butylen

Äthan

Propan

Butan

Hoch oktanischesBenzin

MethanHeizgas

gereinigtesVerkaufsprodukt

Hauptprodukt

Konversionsgrad der Olefine erreicht 96 – 98 %


4.2.1.2 Verarbeitung von Gaskondensat


� Erzeugung von hochoktanischem Benzin aus Gaskondensatdurch Katalytisches Reforming mit dem o.g. Reaktor.

� Technologie benötigt nur einen Reaktor,Wegfall von Reaktorkaskaden.

� Erhöhung der Benzinausbeute, Einsparung von Investkosten.

Verarbeitung von Gaskondensat


DestillationDestillation

Diesel35 %

HydroHydro--raffinationraffination

IsomeriIsomeri--sierungsierung

Gas aus Brennstoff

Rohbenzin Rohbenzin

Benzinreforming Benzinreforming mit neuem mit neuem KatalysatorKatalysator

Hochoktanisches Benzin

Hochoktanisches Benzin

52 %



4.2.1.2 Aromatenherstellung


� Erzeugung von Aromaten aus Flüssiggas oder Erdölbegleitgasmit Einsatz des neuen Reaktors.

� Höhere Ausbeute von Benzol im Aromatengemisch im Vergleichzu bekannten Technologien.

� Geringe Investkosten durch kleinere Reaktionseinheit.

Aromatenherstellung


AromatisierungsAromatisierungs--anlage anlage mit mit

neuem Reaktorneuem Reaktor

Aromatengemisch:BenzolToluolXylol

(52% vom Rohstoff)

MethanEthan

(45% vom Rohstoff)

PropanButan

Ethylen25 %

HydroHydro--dealthylierungdealthylierung

PyrolysePyrolyseRohstoff für Petrochemie

Heizgas20% 30%

Benzol(40% vom Rohstoff)

Wichtigstes Endprodukt

Heizgas 10 %Metan

Ethan

Gemisch

Gemisch

RohstoffeRohstoffe

oderoder


� Umwandlung schwerer Rohöle in leichte synthetische Rohöle• üblicherweise Konversion von Raffineriezwischenprodukten

� Anwendung eines neuentwickelten Katalysators

� Kombination von Cracken höherer Kohlenwasserstoffe und Entschwefelung

� Prozessführungen bei niedrigeren Drücken gegenüber herkömmlichen Verfahren

� Nachweis der Machbarkeit in zwei verschiedenen Pilotanlagen (Technikummaßstab)

4.2.2 Raffinerietechnik / Beispiel 2

4.2.2.1 Verarbeitung von schweren Rohölen API, Charakteristik



4.2.2.2 Verfahrensschema

Ammoniumsulfat

Katalysator

ProduktProdukt

Sauergas-behandlungSauergas-

behandlung

Nebenanlagen:RohwasseraufbereitungAbwasseraufbereitungDampferzeugungHeizgasaufbereitung. . .

Vakuumrückstand-behandlungKatalysator-

rückgewinnung

Separation+

VakuumdestillationReaktion



2,2 Ma.-%4,2 Ma.-%Asphaltenegehalt

1,24 Ma.-%2,98 Ma.-%Schwefelgehalt

7,6 psi7,0 psiReid Vapour Pressure

18,5 cSt @10°C1651 cSt @ 10°Ckinem. Viskosität

0,857 kg/m³

API 33,67

0,934 kg/m³

API 20,05

Dichte

ProduktProduktRohstoffRohstoff

� Kapaziät der Demonstrationsanlage 10.000 bpd• z. Zt. verfügbar im Nahen Osten 700.000 bpd


4.2.2.3 Kennwerte

Content




3 Current Projects





4.4 Zielstellung


� Entwicklung eines neuen Vergasungsreaktors

� Integration in komplette Verarbeitungskette vom Biomasserohstoff bis zum Kraftstoff

� Nachweis der Machbarkeit der kompletten Konversionskette

� Nutzung des technischen Know how bewährter Technologien im Zusammenhang mit neuen Prozessparametern

� Erhöhung der Flexibilität der Synthesegasproduktion

� Entwicklung von Konversionstechnologien außerhalb der FISCHER-TROPSCH Technologie

Praxisbeispiel aus dem Bereich Biomassevergasung

4.3. Vergasung von Biomasse

4.3.1 Charakteristik

4.3.2 Verfahrensschema

biomasse store

PHTW-gasifier

raw gas cleaning

methanol synthesis

olefin synthesis

BTL fuel

oligomerisation

HP-POX

existing auxiliaries

discharge

charge

MeOHbuffer

2.4 t/h

10 MWth’ 25 bars

15 kg/h, 50 bars

MtS

BtM

Praxisbeispiel aus dem Bereich Biomassevergasung



Content




3 Current Projects





4.4 Zielstellung

� Entwicklung neuer Reaktorsysteme und Demonstrationsanlagen

� Schaffung von industriellen Referenzanlagen für alle neuentwickelten Technologien

� unter Nutzung von hochqualitativen Katalysatoren aus Deutschlandbzw. Westeuropa und somit

� Weiterer Ausbau des Technologieportfolios der CAC durch Beteiligung an der Verfahrensentwicklung innovativer Prozesse

und damit

� Sicherung des Anlagenbaustandortes Chemnitz

Zielstellung


2 Innovationstrends in der Verfahrenstechnik Dr. Alex-ander Koldau (VDMA, Fachverband Verfahrenstechni-sche Maschinen und Apparate)

2.1 Einleitung

In der Prozess- und Verfahrenstechnik bewegen wir uns in ei-nem sich scheinbar immer schneller wandelnden Umfeld, demsich die Unternehmen laufend anpassen müssen. Nicht nur dietechnische Entwicklung schreitet fort, gerade in den letzten Jah-ren haben sich auch die Absatzmärkte erheblich verändert. Essind neue Branchen entstanden (z. B. Treibstoffe aus regene-rativen Energieträgern). Veränderungen gab es auch auf ande-ren Gebieten: die rechtlichen Rahmenbedingungen (z. B. Ma-schinenrichtlinie, REACH) und das gesellschaftliche Umfeld, indem wir uns bewegen, unterliegen ständigen Veränderungen,denen sich die Hersteller von Prozesstechnik anpassen müssen.Der Fachverband Verfahrenstechnische Maschinen und Appa-rate hat deswegen bereits 1997 damit begonnen, die für dieProzesstechnik entscheidenden Trends zu verfolgen und für dieMitglieder des Fachverbandes aufzuarbeiten. Seit 2004 verfol-gen wir das Ziel, alle zwei Jahre eine Untersuchung durchzufüh-ren. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, wird die Vorge-hensweise beibehalten und nur in einzelnen Punkten den ak-tuellen Erkenntnissen angepasst. Einer Befragung der Herstellersowie einzelner Hochschullehrer mit Fragebögen, die die Basisfür vorliegenden Beitrag bildet, schließt sich eine Diskussion derErgebnisse mit Anwendern an. Um die Entwicklungen im wei-teren Umfeld der Prozesstechnik nicht aus dem Blick zu verlie-ren, wird der aktuellen Untersuchung eine Betrachtung des all-gemeinen wirtschaftlichen, technischen, gesellschaftlichen undpolitischen Umfeldes vorangestellt, in dem sich alle Unterneh-men bewegen. Aus diesen Umfeldveränderungen resultieren In-novationsmöglichkeiten und -notwendigkeiten für die Herstel-ler von Prozesstechnik. Zum Umfeld gehören auch die Kunden-branchen. Eine der wichtigsten Kundenbranchen ist die Che-mieindustrie, weshalb eine Betrachtung aktueller Untersuchun-gen zu den Trends in der Chemieindustrie nicht unterbleibendurfte. Aus der im Oktober 2006 fertiggestellten Befragung


2. Innovationstrends in der Verfahrenstechnik Dr. Alexander Koldau (VDMA, FachverbandVerfahrenstechnische Maschinen und Apparate)

der Hersteller verfahrenstechnischer Maschinen und Apparatewerden im Folgenden die Ergebnisse im Hinblick auf Innovati-onstrends herausgegriffen. Neben diesen zumeist technischenAspekten werden in der Studie wirtschaftliche Aspekte um-fassend betrachtet, z. B. Marktentwicklungen, Marketingmög-lichkeiten und Kundenanforderungen. Die nachfolgend darge-stellten Ergebnisse basieren auf der Befragung von 34 Herstel-lern verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate und sechsHochschullehrern der Verfahrenstechnik. Außerdem haben sichan der Studie noch 15 Hersteller von Trocknungstechnik betei-ligt, die weitgehend ähnliche Angaben machten wie die Her-steller verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate, derenAussagen im folgenden aber nicht berücksichtigt werden.

2.2 Trends im Umfeld der Verfahrenstechnik

2.2.1 Allgemeine Trends

Im Umfeld der Verfahrenstechnik können branchenunabhängigeinige Megatrends identifiziert werden, denen sich die Herstel-ler verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate nicht entzie-hen können und die letztlich Innovationen auslösen und erfor-derlich machen werden:

• Globalisierung,

• Verknappung von Rohstoffen und fossilen Energieträ-gern,

• demographischer Wandel und

• technische Innovation

führen zusammen mit einem

• Wandel in der Arbeitswelt und Wertewandel in der Ge-sellschaft zu neuen Anforderungen an Unternehmen undUnternehmer.


2.2. Trends im Umfeld der Verfahrenstechnik

Die Globalisierung hat einen verschärften internationalen Wett-bewerb zur Folge. Die Hersteller versuchen, neue Märkte zu er-schließen und werden dabei mit neuen nationalen Standardskonfrontiert, denen ihre Produkte gerecht werden müssen. Aufbestehenden Märkten treten zunehmend neue Wettbewerberauf, die häufig andere Rahmenbedingungen bei der Herstel-lung ihrer Produkte haben. Für deutsche Hersteller wird Inno-vation damit zur Notwendigkeit, um im Wettbewerb mit meisthochpreisigen Produkten bestehen zu können. Die Verknap-pung von Rohstoffen und Energieträgern hat zur Folge, dasssich neue Märkte entwickeln - z. B. regenerative Energien (Bio-Diesel), Recycling - die wiederum die Entwicklung und den Ein-satz verfahrenstechnischer Anlagen erfordern. Auch die Verbes-serung der Energieeffizienz der eigenen Produkte ist ein wichti-ges Thema und kann zum Wettbewerbsvorteil werden. Zusam-men mit der Globalisierung hat der demographische WandelMarktveränderungen zur Folge. So steigt z. B. die Nachfragenach Pharmazeutika und „altersspezifischen“Produkten. In densich entwickelnden Märkten steigen mit dem Lebensstandardauch die Anforderungen der Konsumenten und eröffnen neueAbsatzmärkte für hochqualitative Produktionsgüter. In Deutsch-land hat der demographische Wandel Auswirkungen auf denArbeitsmarkt, denen man mittel- und langfristig mit Anpassun-gen in der Produktion begegnen muss. Technische Innovatio-nen sind ein wichtiger Treiber der Entwicklung. Augenblicklichist ein Entwicklungsbedarf im Bereich der IT- und Automati-sierungstechnik in der Prozesstechnik zu beobachten. WeitereSchlagworte der technischen Innovation in der Prozesstechniksind Mikroverfahrenstechnik, Prozessintensivierung und Nano-technologie, die allerdings von den befragten Herstellern kaumerwähnt wurden, sondern von den befragten Hochschullehrernins Gespräch gebracht wurden.

2.2.2 Trends in der Chemieindustrie

Untersuchungen über Trends und Entwicklungsnotwendigkei-ten in der chemischen Industrie legen ähnliche Tendenzen of-



fen. 1

Die Globalisierung führt langfristig zu einer Verlagerung derchemischen Produktion nach Asien, was zumindest ein weite-res Wachstum in Europa verhindern dürfte. Nachteilig für diechemische Produktion in Europa ist die unsichere Rohstoff- undEnergieversorgung. Auch die politisch-administrativen Rahmen-bedingungen werden als Hindernis für die chemische Produkti-on in Europa gesehen. Außerdem ist zu erwarten, dass die F&E-Ausgaben in Europa zurückgehen, was u. a. auf einen Mangelan Personal sowie vergleichsweise hohe Personalkosten zurück-zuführen sein wird, aber auch auf regulatorische Rahmenbedin-gungen, die nicht im Interesse der chemischen Industrie sind.Optimierungsmöglichkeiten werden in der chemischen Industriebeim IT-Einsatz gesehen. Einerseits soll durch verbesserte Pro-zessautomatisierung die Einbindung der Fertigung in betriebli-che Informationssysteme und zusammen mit neuen Automati-sierungsskomponenten (z. B. Sensor- und Inline-Analysetechnik)eine weiter optimierte Fertigungssteuerung ermöglicht werden.Durch verbesserte Prozesssimulation erhofft sich die chemischeIndustrie Fortschritte bei der Prozessentwicklung und Planungneuer Fertigungsstätten.

1 Betrachtet wurden die folgenden Studien:Cefic: Horizon 2015: Perspectives for the European Che-mical Industry: Executive Summary of „Chemical Industry2015: Roads to the Future“. Im Internet verfügbar unter:http://wbt.dechema.de/img/wbt_/Literatur/CEFIC_Chemistry.pdf.Bazzanella, A. et. al. (2005): Innovating for a Better Future: SustainableChemistry Strategic Research Agenda 2005. Brussels 2005.sowie der Vortrag von:Hambrecht, J. (2005): Standortbestimmung für die deutsche chemischeIndustrie. Rede vor der Mitgliederversammlung des VCI am 23. September2005. Abgerufen am 14.06.2006:http://www.vci.de/default.asp?rub=0&tma=0&cmd=shd&docnr=116086&nd=%7B%7D&ond=&snd=12&shmode=.


2.3. Innovationstrends aus Sicht der Hersteller von Prozesstechnik

2.3 Innovationstrends aus Sicht der Hersteller von Pro-zesstechnik

2.3.1 Neue Technologien

Die Hersteller bestätigen den allgemeinen Trend, dass sich die IT-und Automatisierungstechnik auch auf die Prozesstechnik aus-wirken wird. Der Ausstattungsgrad der Maschinen und Anla-gen mit Automatisierungstechnik wird weiter zunehmen (vgl.Abb. 1). Konkrete neue Technologien werden dabei kaum ge-nannt, aber viele einzelne Detailentwicklungen erleichtern dieVerbesserung der Automatisierung verfahrenstechnischer Anla-gen, z. B. Sensortechnik, In-line-Systemdiagnostik und Minia-turisierung. Aus Sicht der Hersteller scheint eine weitergehen-de Umstellung von Batch-Prozessen auf kontinuierliche Prozessenicht wirtschaftlich. Sie gehen im Durchschnitt noch von einerZunahme der auf kontinuierliche Verfahren ausgelegten Ma-schinen von 63 % (2006) über 64 % (2008) auf 68 % (2010)aus. Diese Werte liegen deutlich unter denen der letzten Er-hebung (2004 und 2006: 77 %; 2008: 78 %), zeigen aberin der Tendenz ein ähnliches Resultat: Bei den Kommentaren,die zu dieser Frage abgegeben wurden, fällt auf, dass die Ver-breitung von kontinuierlichen bzw. Batch-Prozessen von einzel-nen Branchen, Produkten und Verfahren abhängig ist. Zwei Un-ternehmen geben an, dass sie mit Zunahmen von kontinuierli-chen Prozessen in der Pharmaindustrie rechnen, was eine Folgeder PAT-Initiative der FDA sein könnte. Hinsichtlich der Netto-Durchsatzleistung ihrer Maschinen und Apparate erwarten dieHersteller, dass diese bis 2008 um 7 % und bis 2010 um 10% zunehmen wird. Realisiert werden diese Verbesserung tech-nisch durch neue Sensor- und Steuerungstechnik sowie durchden Einsatz neuer Trenntechniken (vgl. Abb. 2). Weitere Verbes-serungsmöglichkeiten sehen die Hersteller bei Oberflächenbe-schichtungen, Nanotechnik und Katalysatoren.



2.3.2 Innovationstreiber

Wichtigster Treiber der Innovation ist die Knappheit von Roh-stoffen und insbesondere fossilen Energieträgern. Die gestie-genen Rohstoffkosten können ggf. vermehrt den Einsatz vonVerbundwerkstoffen zur Folge haben, bei denen hochwertigeMaterialien nur dort auf günstige Trägermaterialien aufgebrachtwerden, wo die entsprechenden Eigenschaften gefordert wer-den. Dies kann natürlich auch über Beschichtungen erfolgen.Außerdem wird erwartet, dass zukünftig vermehrt Katalysato-ren in der Verfahrenstechnik zum Einsatz kommen werden, diez. B. als Beschichtung auf die Oberflächen der verfahrenstechni-schen Maschinen und Apparate aufgebracht werden. Nanoma-terialien spielen einerseits als Beschichtung mit prozessrelevan-ten Eigenschaften eine Rolle, andererseits müssen diese Mate-rialien auch hergestellt werden, was neue Marktpotenziale fürHersteller verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate bie-tet. Die Energiekosten und die Knappheit von Energieträgernstellen einen wichtigen Innovationstreiber dar. Einerseits entste-hen neue Prozesse, insbesondere um neue Energieträger nutz-bar zu machen, z. B. Bio-Diesel, andererseits ist es denkbar, dassinsbesondere petrochemische Prozesse vermehrt mit anderenRohstoffen ablaufen (Erdgas oder Biomasse statt Rohöl) und au-ßerdem wird die Energieeffizienz für die verfahrenstechnischenMaschinen und Apparate unter Kostengesichtspunkten für dieBetreiber immer wichtiger.

2.3.3 Umfeldveränderungen als Auslöser von Innovation

Noch mehr als die Möglichkeiten für die Herstellung verfahrens-technischer Maschienn und Apparate werden deren Einsatz-möblichkeiten durch administrative Rahmenbedingungen be-stimmt. Insbesondere im Hinblick auf die internationalen Ab-satzmöglichkeiten wäre es auch Sicht der Hersteller wünschens-wert, die Rahmenbedingungen zu vereinheitlichen und die Ein-schränkungen gering zu halten. Die Verlagerung der Märk-te in den asiatischen Raum, wie er z. B. auch für die che-mische Produktion erwartet wird, macht es erforderlich, dass


2.4. Schwerpunkte bei der Produktentwicklung

sich die Hersteller diesen Märkten anpassen. Dies betrifft zumeinen die Markterschließung, aber auch die Gestaltung desProduktprogramms, das nicht nur zur Einhaltung der regula-torischen Rahmenbedingungen den Marktgegebenheiten und-erfordernissen angepasst werden muss. Denkbar wär, die Pro-duktion entsprechend zu verlagern, um im Wettbewerb mit lo-kalen Anbietern von vergleichbaren Preisen für Produktionsfak-toren profitieren zu können. Neue Regularien - insbesondereim Umweltbereich - bieten andererseits deutschen Herstellernauch die Möglichkeit, Wettbewerbsvorteile bei der kurzfristigenAnpassung an neue Vorschriften auszuspielen.

2.4 Schwerpunkte bei der Produktentwicklung

Nachdem in der vorangehenden Studie bei einer Frage zu denKundenerwartungen den Kostenaspekten eine herausragendeBedeutung beigemessen wurde, überrascht es, dass die Her-steller dieses Mal der Betriebszuverlässigkeit die mit Abstandhöchste Bedeutung zumessen (vgl. Abb. 3). Auch der Wartungs-freundlichkeit wird eine ähnlich hohe Bedeutung zugemessenwie den Herstellungskosten. Bei den Kostenaspekten fällt auf,dass den Herstellungskosten eine höhere Bedeutung zugemes-sen wird als den für die Anwender interessanten Lebenszyklus-kosten. Letztere werden nach Einschätzung der Hersteller in dennächsten Jahren jedoch den absolut höchsten Bedeutungszu-wachs erfahren. Ebenfalls hohe Bedeutungszuwächse werdendie Modularität von Maschinen und Apparaten und die Einbin-dung in Automatisierungssysteme erfahren. Letzteres spiegeltdie auch schon in vorangegangenen Fragen immer wieder her-vortretende Bedeutung der Automatisierungstechnik wider. DieUmwelteigenschaften spielen eine vergleichsweise geringe Rol-le. Es scheint sich hier der Eindruck der letzten Studie zu be-stätigen, dass ökologische Aspekte für sich genommen keineBedeutung zukommt, weil die Anwender diese in die Formulie-rung der Produktanforderungen einschließen. Eine Ausnahmebildet hier der Energieverbrauch. Es ist allerdings anzunehmen,dass dieser weniger aus ökologischen Überlegungen, sondernvor allem aus Kostengründen an Bedeutung gewinnt, wie oben



schon deutlich wurde.

2.5 Bezug der Studie

Der erste Teil der Studie mit der Befragung von Herstellern wirdim November 2006 im VDMA-Verlag erscheinen. Die Studiekostet EUR 250,- (für VDMA-Mitglieder EUR 100,-, jeweils zu-züglich MwSt.). Käufer des ersten Teils erhalten kostenfrei auchden zweiten Teil, in dem Anwender befragt werden und der vor-aussichtlich im 2. Quartal 2007 veröffentlicht wird. Nähere In-formationen und Bestellung unter [email protected].


2.5. Bezug der Studie

Abbildung 1: Anteil verfahrenstechnischer Maschinen und Ap-paraten mit verschiedenen Automatisierungs-komponenten (n=31)



Abbildung 2: Einschätzung der Bedeutung verschiedener Inno-vationsfelder für Prozessveränderungen aus Sichtder Hersteller verfahrenstechnischer Maschinenund Apparate (n=23)

Abbildung 3: Schwerpunkte bei der (Weiter-)Entwicklung vonverfahrenstechnischen Maschinen und Apparaten(n=32)



Innovationstrends in der Verfahrenstechnik Sicht der Hersteller verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate

Dr. Alexander Koldau

VDMAFachverband Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate

Chemnitz, 9. November 2006

Seite 2 • 17.11.2006Dateiname

Agenda

� Studie „Trends in der Prozesstechnik“

� Trends im Umfeld der Prozesstechnik

� Innovationstrends aus Sicht der Hersteller� Neue Technologien� Entwicklungsbedarf� Umfeldveränderungen

� Veränderung verfahrenstechnischer Prozesse� Batch-Prozesse vs. Kontinuierliche Prozesse� Veränderung der Nettodurchsatzleistung� Realisierung der Prozessumstellung und –verbesserung

� Produktivitätssteigerung

� Schwerpunkte bei der Produktentwicklung




Studie „Trends in der Prozesstechnik“

� Delphi-Studie 1997/8

� Seit 2004 2-jährliche Erhebung� Fragebogen Teil I

� 33 Hersteller verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate� 15 Hersteller Trocknungstechnik� 6 Hochschullehrer

� Inhalte� Aufbauend auf Studie 2004/2005

– Technische Trends– Wirtschaftliche Trends

� Ergänzung um Literaturbetrachtung– Trends im allgemeinen Umfeld– Trends in der chemischen Industrie

� Vergleich mit Ergebnissen der Vorstudie – Ergebnisse weitgehend bestätigt� Exkurs China

� Anwenderinterviews in Teil II

Veröffentlichung imNovember 2006

ISBN 3-8163-0532-6ab 1.1.07:

ISBN 978-3-8163-0532-3


Trends im Umfeld der Prozesstechnik

� Globalisierung� Internationaler Wettbewerb� Berücksichtigung internationaler Standards

� Verknappung von Rohstoffen und fossilen Energieträgern� Innovationen im Bereich Energieeinsparung� Neue Energieträger

� Demographischer Wandel� Veränderte Konsumgewohnheiten � Weltweite Veränderung der Märkte� Auswirkungen auf Arbeitsmarkt





� Technische Innovation� Rasante Fortschritte in der DV-Technik� Nano- und Mikrotechnik

� Wandel in der Arbeitswelt und Wertewandel in der Gesellschaft� Arbeitgebersicht:

� Abnehmende Mitarbeiterloyalität� Zunahme analytischer Tätigkeiten – Abnahme handwerklicher

Tätigkeiten� Demographischer Wandel -> Arbeitnehmermangel (insbesondere bei

qualifizierten Arbeitnehmern)� Mobilität vs. Vereinbarkeit von Familie und Beruf� Frauen in technischen Berufen?

� Arbeitnehmersicht:� Internationaler Wettbewerb der Arbeitnehmer � Verlängerung der Lebensarbeitszeit – lebenslanges Lernen



� Trends in der Chemieindustrie� Globalisierung� Rohstoff- und Energieversorgung� Verlagerung der weltweiten Chemieproduktion nach Asien� Niedrige F & E Ausgaben in Europa� IT in Prozessplanung und -steuerung� Personalmangel� Wahrnehmung der Branche in der Öffentlichkeit




Innovationstrends aus Sicht der HerstellerNeue Technologien

� Automatisierungstechnik und IT werden in der Prozesstechnik an Bedeutung gewinnen

� Ausstattungsgrad der Maschinen und Anlagen mit Automatisierungstechnik wird weiter zunehmen

� Konkrete neue Technologien werden kaum genannt (außer von Hochschullehrern) aber viele einzelne Detailentwicklungen erleichtern die Verbesserung der Automatisierung� Analyse, Sensorik, Diagnostik und Steuerungstechnik� Miniaturisierung

� Mechanische Trenntechnik, insbesondere Membrantechnik� Weitere Verbesserungsbereiche

� Oberflächen(beschichtung)� Mikrotechnik� Katalysatoren

� Hochschullehrer� Mikroverfahrenstechnik� Nanotechnik

� Dichtungstechnik� Nanotechnik


Innovationstrends aus Sicht der HerstellerNeue Technologien

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2006 2008 2010

Welcher Anteil der von Ihnen produzierten Maschinen und Apparate wird über die folgenden Technologien verfügen?




Innovationstrends aus Sicht der HerstellerEntwicklungsbedarf

� Energie und Rohstoffe� Minimierung des Bedarfs� Optimierung der Nutzung� Neue Energiequellen – z.B. nachwachsende Energieträger� Neue Rohstoffquellen – z.B. auch Recycling

� Administrative Barrieren� Bürokratie� Vereinheitlichung von Regularien� Produktpiraterie


Innovationstrends aus Sicht der HerstellerInnovationstreiber

� Energiekosten und Energieknappheit sind derzeit beherrschender Innovationstreiber

� Globalisierung� Hoher und steigender Bedarf an Rohstoffen und Energie (Asien)

� Verlagerung von Produktionsschwerpunkten in die Nähe von Rohstoff- und Energiequellen

� Sicherstellung der Versorgung hat schon fast ähnliche Bedeutung wie niedrige Kosten

� Anpassung der Produkte� Verlagerung der Produktion

� Rechtlicher Rahmen – ökologische Anforderungen




Innovationstrends aus Sicht der HerstellerUmfeldveränderungen

� Verknappung von Energie und Rohstoffen

� Rechtliche Rahmenbedingungen

� Verlagerung der Märkte nach Asien� Verlagerung der Produktion� Anpassung der Produkte

� Konsolidierung von „Big Pharma“


Veränderung verfahrenstechnischer ProzesseBatch-Prozesse vs. Kontinuierliche Prozesse

� Batch-Prozesse vs. Kontinuierliche Prozesse� Anteil der Maschinen für kontinuierliche Prozesse bleibt annähernd

unverändert� 2006: 63%� 2008: 64%� 2010: 68%

� Umstellung auf kontinuierliche Prozesse wo möglich und sinnvoll abgeschlossen

� Prozesstyp häufig produkt- und branchenabhängig� Veränderung bei Maschinen für die Pharma-Industrie in Folge von PAT

� Veränderung der Nettodurchsatzleistung� 2008: 7%� 2010: 10%




Veränderung verfahrenstechnischer Prozesse

� Realisierung der Prozessumstellung und -verbesserung

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2006 2008 2010


Produktivitätssteigerung

� Steigerung der Produktivität bei der Herstellung verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate

� 2008: 8,7 % (Median: 8%)� 2010: 14,3% (Median: 12,5%)

� Realisierung der Produktivitätssteigerung� Prozessoptimierungen

� Prozessorientierte Organisation� Administrative Verbesserungen� Projektoptimierung� DV-Einsatz

� Veränderungen in der Produktionstechnik zur Steigerung der Produktivität� Automatisierung� neue oder modernisierte Produktionseinrichtungen

� Mitarbeitern� Motivation, Bonusregelung� Schulung, Verbesserung des Mitarbeiter-Know-hows� Verlängerung oder Flexibilisierung der Arbeitszeiten

� Produktoptimierung� Standardisierung, Modultechnik, Produktserien� Produktmix




Schwerpunkte bei der Produktentwicklung

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2006 2008 2010


3 RFID im Anlagenbau - transpondergestützte Logisti-kanwendung für den Stahlbau Dirk Linke (StahlbauMagdeburg GmbH)

Seite 1

Stahlbau Magdeburg GmbHDipl.-Ing. Dirk Linke

6. Industriearbeitskreis „Kooperation im Anlagenbau“

Chemnitz, 9.11.2006

Einsatz von RFID im Anlagenbau

RFID-gestützte Logistikanwendungen für den Stahlbau



3. RFID im Anlagenbau - transpondergestützte Logistikanwendung für den Stahlbau Dirk Linke(Stahlbau Magdeburg GmbH)

Seite 2


• über 50 Jahre Erfahrung in der Fertigung von individuellen Stahlkonstruktionen

• strenge Qualitätsmaßstäbe

• zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2000 und SCC

• erfahrene Mitarbeiter und moderne Technik

• Zusammenarbeit mit leistungsstarken Partnerunternehmen

Ein starker Partner im modernen Stahlbau

Seite 3


• Stütz- und Trägerkonstruktionen für den Anlagen- und Stahlhochbau

• Blechbauwerke• Komponenten für den Stahlhochbau• Brückenbau• Hallenkomplettbau• Spezialbau

Produktprogramm


Seite 4


Stammkapitel 300.000 EURO

Werkskapazität 7.000 Tonnen im Jahr

Mitarbeiter 85

Jahresumsatz 7,6 Mio EURO (2001)7,8 Mio EURO (2002)8,3 Mio EURO (2003)

Grundbesitz insgesamt 70.000 m²davon 10.000 m² Hallen

Zahlen und Fakten

Seite 5



Identifizierte Einsatzfelder:

� Gesicherter Warenübergang

� Werkzeugmanagement

� Ortung von Personal und mobilen Objekten

� Untersuchungen im Vorfeld

a) Feldtests zur Auswahl passiver Transponderb) Vergleich von aktiven RFID-Systemen Outdoor



Seite 6


Auswahl und Anbringung passiver TransponderVoraussetzung für die Umsetzung von RFID-Konzepten für den Warenübergang und das Werkzeugmanagement

RFID-Tags (13,56 MHz) auf verschiedenen Oberflächengeklebt (onMetal) und als Hänger angebracht:-Oberflächen gestrahlt, lackiert, verzinkt-Outdoor-Langzeittest im Freilagerbereich

Grundüberlegungen zur Anbringung der Tags:- Geklebt (onMetal) und einlaminiert als Hänger:- bei geklebt auch unterschiedliche Kleber im Test

Hänger entspricht den Anforderungen besser!

Seite 7


Gesicherter Warenübergang

� Probleme in der Praxis:

�Manuelle Kontrolle der Versandpapiere beim Be- und Entladen ist zeitaufwändig

�Dokumentation des Warenübergangs durch Spedition und Warenannahme auf Baustellen durch nicht authorisierte Personen

�Beim Verbau sind bauähnliche Teile mit Augenmaß schwer zu unterscheiden

�Baufortschritt wird manuell dokumentiert (zeitaufwändig)

Ziel: Eindeutige Identifizierung von Bauteilen, Fortschreiben von Auftrags-und Lieferstati, elektronische Dokumentation des Warenübergangs an denEndkunden


Seite 8


Gesicherter Warenübergang - Aufgaben

� Dokumentation des Waren- und Eigentumsüberganges zwischen Lieferant, Transporteur und Kunde

� Planung und Organisation des Ablaufes von Auslagerung (Warenausgang SBM), Transport und Einlagerung (Wareneingang Endkunde)

� Berücksichtigung flexibler Aktionsmöglichkeiten bei Auslagerung,Transport und Einlagerung zur besseren Ausnutzung von Transport- und Lagerkapazitäten

� Rückmeldung aktueller Ist-Daten der Lieferung in ERP-Systeme

Seite 9


Gesicherter Warenübergang mit RFID Unterstützung

� Abarbeiten elektronischer Packlisten, Generieren und Bereitstellen elektronischer Lieferscheine

� Automatisierte, RFID-basierte Erfassung von Stahlbauteilen bei Be- und Entladung vor Ort

� Medienbruchfreie Anbindung von ERP-Systemen an Lade- und Transportprozesse

� Echtzeitnahe und transparente Verfolgung von Fertigungs-, Transport- und Montagestati

� Integration der RFID-Unterstützung über die Bereiche Fertigung, Transport und Montage



Seite 10


Prototypische Umsetzung - Webanwendung

Verwaltung:

• Lieferscheine und Kunden• Lieferpositionen (Art, Menge je Pos.)• Auftrags- und Lieferstati

Transparente Dokumentationdes Warenüberganges!

Seite 11


Prototypische Umsetzung – Handheld mit RFID-Reader


Seite 12


Werkzeugmanagement� Probleme in der Praxis:

�Manuelle Planung des Werkzeugbestandes im Vorfeld einer Baustelle

�Prüfung und Dokumentation von notwendigen Abnahmen von Werkzeugen auf dem Papier; manuelle Kontrolle des Abnahmeintervalls

�Einsatz der Werkzeuge auf der Baustelle

�Fremdverleih an Externe ist möglich

�Keine Dokumentation der Nutzung

Bild: Baustellencontainer

Seite 13


Werkzeugmanagement - Aufgaben

� Verwaltung des kooperativ durch alle Monteure genutzten Werkzeugpools auf einer Baustelle

� Werkzeugauswahl und Übernahme-/Übergabeinventur des Werkzeugpools

� Planung und Dokumentation von Wartung und Instandhaltung der Werkzeuge

� Unterstützung bei der Lokalisierung ausgeliehener Werkzeuge auf der Baustelle

� Auswertung der Nutzungsintensität der Werkzeuge



Seite 14


Werkzeugmanagement mit RFID Unterstützung

� Automatisiertes Erstellen und Abarbeiten einer elektronischen Werkzeugliste bei der Zusammenstellung und Übernahme sowie bei der Rückgabe eines Werkzeugpools

� Papierlose, personalisierte, RFID-basierte Verwaltung des Werkzeugpools auf einer Baustelle mit RFID-Tags für Ausleiher und Werkzeug

� Zuordnung ausgeliehener Werkzeuge zu verantwortlichen Ausleihern bei der Entnahme aus dem Werkzeugpool

� Abfrage des aktuellen Ausleihers eines Werkzeuges zur Unterstützung der Werkzeuglokalisierung

� Auswertung der Ausleihdaten zur Planung und Dokumentation von Wartung, Instandhaltung und Nutzungsintensität der Werkzeuge

Seite 15


Werkzeugmanagement mit RFID Unterstützung


Seite 16


Ortung von Personal und mobilen Objekten

� Probleme in der Praxis:

�Zeitaufwändige Suche von Werkzeugen, Gitterboxen oder Einzelteilen auf der Baustelle

�Zeitaufwändige Suche von Personen auf Großbaustellen

Ziel:Eindeutige Identifizierung und Lokalisierung mit aktiven RFID-Systemen

Aktives RFID-System- aktive RFID-Tags- vier Antennen

Seite 17


Ortung von Personal und mobilen Objekten

� Zwei Systeme im parallelen Vergleich (EKAHAU und WHERENET)

� Feldtest auf Freilagerfläche zur Abschätzung der Einsatzpotentiale

Reale Antennenpositionen Flächenlayout im Viewer

Referenzpunkte und Signalstärkefarblich eingefärbt



Seite 18


Ergebnisse Ortungsgenauigkeit

Transponderpositionen WhereNet Ekahau

1 bis 3 m 5 bis 20 mReale Positionen


4 Technisch-ökonomische Vorteile von Standardisierun-gen im Anlagenbau Dr. A. H. Abdol Hossein Shadiakhy(CETEC Destillationstechnik GmbH)

4.1 Einleitung

Seit 1980 und insbesondere ab 1990 hat sich die Struktur derKMU´s in Deutschland sehr verändert. Am besten können wirdiese Umwandlung an Hand der Historie von unserer Firma Ce-tec Destillationstechnik GmbH als Prototyp-Beispiel für zahlrei-che mittelständischen Anlagen- und Apparatebauer und Engi-neering Firmen in Deutschland zeigen.

Abbildung 4: CETEC Dest. GmbH Historie

Trotz dieser Umwandlung, sowohl strukturell als auch personell,sind wir heute wieder in der Lage das ganze Liefer- und Leis-tungsprogramm der Schmidding Werke Köln anzubieten undauch in vollen Umfang zu realisieren. Ist das möglich?

Welche Möglichkeiten gibt es und welche Voraussetzungenmüssen erfüllt werden um mit der heutigen Struktur als klei-


4. Technisch-ökonomische Vorteile von Standardisierungen im Anlagenbau Dr. A. H. AbdolHossein Shadiakhy (CETEC Destillationstechnik GmbH)

Abbildung 5: Struktur der Firma Schmidding

ne Firma im Markt und gegen den Konkurrenz zu bestehen.Eine Möglichkeit zum Ausgleich dieser strukturellen Verände-rungen wäre eine Kooperation und Zusammenarbeit mit ande-ren Firmen um im Verbund eine Struktur zu schaffen, die esmöglich macht, das alte Liefer- und Leistungsprogramm in vol-len Umfang wieder anbieten zu können.Die Innovation durch die Standardisierung hat uns die Mög-lichkeit gegeben, personelle Änderungen, besser gesagt, „per-sonelle Reduzierungen“auszugleichen und gleichzeitig die not-wendigen Arbeiten ökonomisch zu bewältigen.In diesem Vortrag wird an Hand von 3 unterschiedlichen Bei-spielen gezeigt wie die Standardisierung realisiert wurde. Dietechnischen und ökonomischen Vorteile werden analysiert.

1. Abwasserbehandlung mit Ozon

2. Abgaswäscher (Strahlwäscher)

3. Fallfilmverdampfer

Reduzierung des Zeitaufwands zur Bearbeitung von Anfra-


4.2. Abwasserbehandlung mit Ozon

Abbildung 6: zeigt das Prozessschema der Abwasserbehand-lung mit Ozon

gen mit dem vorhandenen Personal. Deshalb nennen wirdiese „Standard Intern“d.h. die hier erarbeiteten Detail-Informationen werden nicht Publiziert.

4.2 Abwasserbehandlung mit Ozon

Aus der Abbildung können die Standardisierungsgrößen be-stimmt werden. Im Einzelnen sind sie die folgenden Größen:

• Ozongenerator Leistung (Ozonbedarf)

• Dimension der Pumpe und Injektor (Eintragsystem)

• Reaktorvolumen

Ob die Anlage kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebenwird hat auf die Auslegung keinen Einfluss, weil sowohl das



Abbildung 7: sind die Auslegungs-Schritte der Anlage darge-stellt

Abbildung 8: sind die Auslegungs-Schritte der Anlage darge-stellt

Ozonbedarf als auch die Reaktionszeit unabhängig von derFahrweise der Anlage sind.

4.3 Abgaswäscher

Als Abgaswäscher haben wir eine Strahlwäscher- KolonnenKombination für die Abluft von Lagertanks als Beispiel ausge-wählt. Die Abluft der Lagetanks sollen hinter dem Abluftwä-scher die TA -Luft Bedingungen erfüllen. Für die Auslegung derAnlage stehen zuerst folgende Angaben für die Auslegung zurVerfügung:

Für die Standardisierung können die folgenden Apparate aus-gewählt werden:

• Strahlwäscher V1


4.3. Abgaswäscher

Abbildung 9: zeigt eine Standardanlage für Abwasserbehand-lung mit Ozon



Abbildung 10: zeigt das Fließbild des Gaswäschers

• Behälter B1

• Wärmetauscher W1 und W2

• Für die Kolonne K1 muss zuerst nur die Durchmesser fi-xiert werden (die Kolonnenhöhe kann nach Bedarf opti-miert werden)

4.4 Fallfilmverdampfer

Der vielfältige Einsatz des Fallfilmverdampfers in den Anla-gen für thermische Trennverfahren ist schon bekannt. VertikaleRohrbündelapparate mit Freifließendem Flüssigkeitsfilm auf derRohr-Außenfläche und / oder Rohr-Innenfläche können auf viel-fältige Weise als Wärmetauscher eingesetzt werden:

a Kondensation von Dämpfen und Kühlung von Flüssigkei-ten durch


4.5. Konstruktion

– flüssige Kühlmittel

– Verdampfung von Kühlmittel (u.a. Erzeugung vonNiederdruckdampf)

b Verdampfung von Flüssigkeiten durch

– Beheizung mit flüssigen Wärmeträgern

– Kondensation von Wasserdampf oder Dämpfen an-derer technischer Wärmeträger

– Kondensation von Produkt-Dampf (u.a. nach Brüder-kompression)

c Verdampfung und gleichzeitiger Stoffaustausch bei

– Beheizung mit flüssigen Wärmeträgern

– Verwendung als beheizter Abtriebsteil einer Stof-faustauschkolonne

– Verwendung als Stripper- oder Desodorier-Apparatunter Einsatz von zusätzlichem Strippdampf

Entsprechend ihrem Haupteinsatzzweck rechnen wir die Appa-rate unter a) zu den Kondensatoren bzw. Kühlern. Die Apparateunter b) und c) bezeichnen wir als Fallfilmverdampfer.

4.5 Konstruktion

• Fallfilmverdampfer sind senkrecht angeordnete Verdamp-fer mit zwei festen Rohrböden, in die nahtlose oder längs-nahtgeschweißte Rohre eingeschweißt werden.

• Bei artgleichen Werkstoffen für Rohre und Apparate-Mantel kann bei geregelter Aufheizung ein Kompensatorentfallen.

• Die Beheizung mit dampfförmigen Wärmeträgern erfolgtstets im Gleichstrom (Kondensat- und Produktfilm fließenin gleicher Richtung). Die Beheizung mit flüssigen Wärme-trägern kann im Gegen- oder Gleichstrom erfolgen.



Abbildung 11: zeigt einen Abluftwäscher

• Rohre für Fallfilmverdampfer haben im allgemeinen Au-ßendurchmesser von 20 bis 76 mm und Längen von 2000bis 12000 mm. Für besondere Fälle können beide Ab-messungen auch größer gewählt werden. Lange Rohrewerden speziell in Zusammenhang mit einem einmaligenProdukt- Durchgang angewendet.

•

Am häufigsten werden der Fallfilmverdampfer zur schonendenEindampfung und Destillation thermisch sensitive Stoffe einge-setzt. Passend zu unterschiedlichen Prozessbedingungen unddurch Jahrelange Erfahrung in Forschung, Bau und Anwendungvon Fallfilmverdampfer haben wir für die Standardisierung fol-gende Randbedingungen festgelegt:

Nach der Festlegung der Rohrdurchmesser und Rohrteilungwird die thermische Auslegung des Fallfilmverdampfers durch-geführt. Thermische Auslegung:

• Flächenbedarf

• max. erlaubt. Druckverlust


4.6. Vorteile (von Anfrage bis Angebot)

Abbildung 12: Randbedingungen

• Rohrzahl / Rohrlänge

mit dieser Auslegung wird der geeignete Fallfilmverdampfer ausder Standardtabelle ausgewählt und für die Preiskalkulation frei-gegeben.Standard Tabellen für verschiedene Rohrdurchmesser Rohr-durchmesser . . . . [mm] / Rohr Dicke . . . . [mm]

4.6 Vorteile (von Anfrage bis Angebot)

In der nachfolgenden Tabelle wurde die notwendigen Zeitauf-wand ohne Standarisierung und standardisiert zusammenge-stellt.

Der Vergleich zeigt, dass der Zeitaufwand um den Faktor 6 bis7 reduziert werden kann. Überträgt man den Zeitaufwand aufden personellen Bedarf, so wird der ökonomische Vorteil umsodeutlicher.

Nachfolgend einige zusätzliche Vorteile von „Innovation durchStandardisierung“:

• Vorteile für Unterlieferungen (Zeitaufwand für die Aktua-lisierung der Preise)

• Vorteile für Kunden (schnelle Information und Angebot)

4.7 Zusammenfassung:

Die unterschiedlichen Beispiele zeigen, dass es unabhängig vonAnlagen und Prozess Bedingungen möglich ist, eine Standar-disierungen vorzunehmen und den „Standardisierungsgrad“sozu wählen, dass nur weniger Änderungen des Standards bedarf,



von Anfrage bis AngebotAbwasserbehandlung

mit Ozon Abgaswäscher Fallfilmverdampfer

[h] [h] [h]VT - Auslegung 10 16 20

VT- Skizze 2 3 4Spezifikationsblätter

Apparate u. Maschinen 10 10 8Anfragen u. Kalkulation 8 8 8

Verfahrensschema 4 4 2Erstellung des Angebots 8 8 8

Summe Zeit 42 49 50

von Anfrage bis Angebot standardisiertAbwasserbehandlung

mit Ozon Abgaswäscher Fallfilmverdampfer

[h] [h] [h]VT - Auslegung Prüfung 1 2 4

VT- Skizze 0 0 0Spezifikationsblätter

Apparate u. Maschinen 2 2 1Anfragen u. Kalkulation 1 1 1

Verfahrensschema 0 0 0Erstellung des Angebots 2 2 2

Summe Zeit 6 7 8

Abbildung 13: Tabelle 1

um die Anlagen für die geforderten Spezifikationen auszulegen.Die Reduzierung des Zeitaufwands und des entsprechenden Be-darfs an Personal ist gravierend.

4.8 Ausblick:

Die Standardisierung wird mit entsprechenden Computerpro-grammen unterstützt und ständig verbessert. Wir versuchenschrittweise auch komplizierte Verfahren und Prozesse zu stan-dardisieren. Dabei wird immer darauf geachtet, dass der Stan-dardisierungsgrad den optimalen Prozessablauf und das Verfah-ren nicht verändert.


4.8. Ausblick:

1CETEC Destillationstechnik GmbH / IFF / 09.11.2006 CAC GmbH Chemnitz

Technisch ökonomische Vorteile von Standardisierungen

unterschiedlicher Systeme im Anlagenbau


� Einleitung

� 3 Beispiele

� Vorteile (von Anfrage bis Angebot)

� Zusammenfassung /Ausblick



3

CETEC Destillationstechnik Historie

Schmidding – Werke Köln 1878

Dr. Stage

Destillationstechnik

HECKMANN

Ingenieurgesellschaft

Schmidding – Werke

Apparate – und Anlagenbau

A C V Arbeitsgemeinschaft Chemische Verfahrenstechnik

Schmidding Process Technolgy

bis 1996

seit 2000CETEC Destillationstechnik GmbH

CETEC Destillationstechnik GmbH / IFF / 09.11.2006 CAC GmbH Chemnitz

Abb. 1

4

Struktur der Firma Schmidding bis 1996

Forschung und Entwicklung

Thermische Verfahrenstechnik

Ozon- Prozess und Verfahren

Vertrieb und Vertretungen

Engineering

Technische Büro Konstruktion

Kalkulation

Einkauf

Apparatebau / QS / Controlling / Lager / Expedition

ca. 200 Beschäftigte

CETEC seit 2000


Abb. 2


4.8. Ausblick:

5

Struktur der Firma Schmidding

Forschung und Entwicklung

Thermische Verfahrenstechnik

Ozon- Prozess und Verfahren

Vertrieb und Vertretungen

Engineering

Technische Büro Konstruktion

Kalkulation

Einkauf

Apparatebau / QS / Controlling / Lager / Expedition

CETEC10 Beschäftigte


Abb. 3


Abb. 4

Stellenbeschreibung Ingenieur für Verfahrenstechnik 1985 2006

FH oder TU FH oder TUfür VT- Abteilung für Vertrieb

AkquisitionKundenberatung

VT Auslegung VT Auslegung Kalkulation

Basic u. Detail Engineering Basic u. Detail EngineeringDokumentation Dokumentation

Angebotserstellung / VerkaufHilfe bei Inbetriebnahme Inbetriebnahme

after sell service



7

Liefer- und Leistungsprogramm� Anlagen für Thermische Trennverfahren

� Beratung, Planung, Engineering, Studien

� Auslegung von Apparaten und Anlagen

� Ozon – Anlagen und Verfahren


8

CETEC Destillationstechnik GmbH

ANA Verfahrenstechnik GmbH

Verfahrenstechnik GmbH

Standardisierung&

Kooperation



4.8. Ausblick:

9

Standardisierung unterschiedlicher Systeme

1) Abwasserbehandlung mit Ozon

2) Abgaswäscher

3) Fallfilmverdampfer


10

Abb. 5




11

Ozon aus Sauerstoff Ozon aus Luft

O3 Kozentration O3 Kozentrationca. 10 [Ma%] ca. 3 [Ma%]

Ozonbedarf [kg/h] Ozonbedarf [kg/h]Gasvolumen [m³/h] Gasvolumen [m³/h]Reaktionszeit [h] Reaktionszeit [h]

Reaktorvolumen [m³] Reaktorvolumen [m³]Eintragsystem Eintragsystem

Pumpen & Injektor Pumpen & Injektor

Dimensionierung der Anlage

Abb. 6

1) Abwasserbehandlung mit OzonAbwasserbeladung Reaktionszeit Ozonbedarf

CSB Theoretische Berechnung Theoretische Berechnung

oxidierbare anorganische Anteile Labortest Labortest


12

Aus der Abbildung 5 können die Standardisierungsgrößen bestimmt werden.

� Ozongenerator Leistung

� Dimension der Pumpe und des Injektors

� Reaktorvolumen



4.8. Ausblick:

13

Abb. 7


14

Temperatur Druckmin. / max. min. / max.

Anlagen Dimension

AbgasvolumenAbgasbeladung

Dimensionierung der StrahlwäscherAuswahl des Waschmittels

Dimensionierung der Waschkolonne

2) Abgaswäscher für TanklagerStoffe, die in den Tanks gelagert werden

TankvolumenVolumen der Rohrleitungen

event. InertisierungBefüllzeitEntleerzeit

Abb. 8




15

Abb. 9


16

Abb. 10



4.8. Ausblick:

17


a) Kondensator oder Dampferzeuger- Kühlung mit flüssigen Kühlmitteln - Verdampfung von Kühlmitteln (u.a. Erzeugung von Niederdruckdampf)

b) Verdampfung von Flüssigkeiten durch: - Beheizung mit flüssigen Wärmeträgern - Kondensation von Wasserdampf oder Dämpfen anderer technischerWärmeträger

- Kondensation von Produkt-Dampf (u.a. nach Brüderkompression)

c ) Verdampfung und gleichzeitiger Stoffaustausch bei: - Verwendung als beheizter Abtriebsteil einer Stoffaustauschkolonne - Verwendung als Stripper- oder Desodorier-Apparat unter Einsatz von

zusätzlichem Strippdampf

Einsatz als:


18

Abb. 11




19


a) Typ- Dampf/ Flüssigkeit im Rohr Gleichstrom- Dampf/ Flüssigkeit im Rohr Gegenstrom

b) Beheizung mit: - Dampf - Flüssigkeit

c ) Durchlauf der Flüssigkeit: - Einmaliger Durchlauf - Durchlauf mit Umwälzung

Konstruktion


20


Betriebsdruck Rohrdurchmesser Rohrteilung

A) Thermische Auslegung - Flächenbedarf - max. erlaubt. Druckverlust- Rohrzahl / Rohrlänge

B ) Standard Tabellen für verschiedene Rohrdurchmesser

Auslegung für Standard

Manteldurchmseer Rohrzahl Rohrlänge Fläche Nennweite (DN) VorverteilerHauptverteiler

[mm] [ ] [mm] [m²] N1/ N2/N3/N4 Typ / Dimension


Rohrdurchmesser …. [mm] / Rohr Dicke …. [mm]


4.8. Ausblick:

21

Abb. 12 Fallfilmverdampfer 12 m lang


22

Abb. 13 Test des Flüssigkeitsverteilers mit Wasser





Tab. 1

von Anfrage bis AngebotAbwasserbehandlung

mit Ozon Abgaswäscher Fallfilvedampfer

Normal Standard Normal Standard Normal Standard

VT - Auslegung 10 1 19 2 20 4

VT- Skizze 2 0 3 0 4 0

SpezifikationsblätterApparate u. Maschinen 10 2 10 2 8 1

Anfragen u. Kalkulation 8 1 8 1 8 1

Verfahrensschema 8 0 4 0 2 0

Erstellung des Angebots 8 2 8 2 8 2

Summe Zeit 46 6 52 7 50 8

24

Standardisierungsvorteile


Der Vergleich zeigt:� Zeitaufwand um Faktor 6 bis 7 reduziert werden kann.

� Überträgt man den Zeitaufwand auf den Personellen Bedarf, sowird der ökonomische Vorteil umso deutlicher.

� Vorteile für Unterlieferanten (Zeitaufwand für die Aktualisierung der Preise und neue Angebote)

� Vorteile für Kunden (schnelle Information und Angebot)


4.8. Ausblick:

25

Zusammenfassung


Die unterschiedlichen Beispiele zeigen, dass es unabhängig von Anlagen und Prozess Bedingungen möglich ist eine Standardisierungen vorzunehmen und der

„Standardisierungsgrad“ so zu wählen, dass nur wenige Änderungen des Standards Bedarf um die Anlagen für den geforderten Spezifikationen zu optimieren.

Die Reduzierung des Zeitaufwands und Entsprechende Bedarf an Personal ist gravierend.

26

Ausblick


Die Standardisierungen werden mit entsprechenden Computerprogrammen unterstützt und ständig verbessert.

Wir versuchen schrittweise auch komplizierte Verfahren und Prozesse zu Standardisieren.

Dabei wird immer darauf geachtet, dass die Standardisierungsgrad das optimale Prozessablauf undVerfahren nicht verändert.


5 Standardisierung als Basis für erfolgreiches Life CycleManagement Jürgen Kneidinger (MCE Chemserv In-dustrie Service GmbH)

Die MCE GruppeStandardisierung als Basis für erfolgreiches LifeCycle

Management

10 Februar 2005, Folien Nr.: 2

1. Standardisierung – Warum?

2. Die Situation heute

3. Wo macht Standardisierung Sinn?

4. Der Idealzustand am Beispiel LifeCyle Management

5. Wege und Werkzeuge zum Ideal

6. Ein Praxisbeispiel

Inhalt


5. Standardisierung als Basis für erfolgreiches Life Cycle Management Jürgen Kneidinger (MCEChemserv Industrie Service GmbH)


Standardisierung – Warum?


Standardisierung – Warum?

•Die Standardisierung bietet vor Allem die Möglichkeit Kosten zu senken, und zwar

•Direkte Kosten•Vereinfachung interner und externer Abläufe•Reduzierung der Ausbildungskosten•Reduzierung der Werkzeuge

•Indirekte Kosten•Fehlervermeidung•Teil - „Automatisierte“ Qualitätssicherung•Vereinfachte Nachvollziehbarkeit



Die Situation heute


•Standardisierung ist nicht erst seit gestern ein Thema, trotzdem stagniert die Entwicklung•Die Gründe dafür sind vielfältig, ein Auszug:

•Kurzfristiger Kostendruck (Projektdenken)•Standardisierung bedeutet immer einen vergleichsweise hohen Einmalaufwand ohne unmittelbaren Benefit•Der Nutzen stellt sich oft spät und über mehrere Projekte ein, äußerst selten schon in jenem Projekt dass den Aufwand zu tragen hat•Das natürliche Verhalten eines Projektleiters ist also die Abwehreaktion, lieber das Projekt positiv und zeitgerecht abschließen und die Standardisierung auf das nächste (möglichst nicht das eigene) Projekt vertagen

Die Situation heute

Wird sich das jemals

lohnen?

Wird sich das jemals

lohnen?

Was habe ICH JETZT

davon?

Was habe ICH JETZT

davon?

Puh! Gerade noch mal

davongekommen...

Puh! Gerade noch mal

davongekommen...




Die Situation heute•Falsche Einschätzung des Potenzials

•Standardisiert werden oft jene Prozesse, die einen vergleichweise geringen Benefit bringen, weil z.B.:

•Der Aufwand der Geringste ist•Genügend Unterlagen zum Thema vorhanden sind (Medialer Druck)

•Fehler in der Umsetzung•Brachiale Vorgehensweise anstatt „Step bystep“•Der Standardisierungsprozess wird „nebenher“ erledigt•Anstelle von Lösungen werden Werkzeuge geschaffen bzw. gekauft.

Besser irgendwas als

gar nichts!?

Besser irgendwas als

gar nichts!?

Na wenn‘s den

Anderen was gebracht

hat...

Na wenn‘s den

Anderen was gebracht

hat...

Das können wir uns

nie leisten...lassen

wir‘s

Das können wir uns

nie leisten...lassen

wir‘s

Du hast gerade nichts

zu tun? Dann arbeite

dort mal mit...

Du hast gerade nichts

zu tun? Dann arbeite

dort mal mit...


Die Situation heute

•Dezentralisierung•Das Arbeiten in unterschiedlichen Systemen erschwert den Prozess merklich, es ist kaum möglich definierte Standards ohne Abstriche auf mehrere Systeme auszurollen

•Dienstleister – Kunden Verhältnis•Standardisierung wird auf den jeweils Anderen abgeschoben,

•Beide möchten den Nutzen•Keiner will den Aufwand

(ohne Worte)(ohne Worte)



Wo macht Standardisierung Sinn?


Wo macht Standardisierung Sinn?

•Strukturierung•z.B. KKS, AKZ, …

•Attributierung•z.B. eClass,…

•Symbolik•Nach einschl. Normen

•Workflows•z.B. in der Instandhaltung

•Generell gilt•Gleiche Prozesse eignen sich nicht zwangsweise in jeder Firma zur Standardisierung

•Am besten eignen sich jene, die a) man selbst in der Hand hatb) einen hohen Wiederholungseffekt haben

•Der Aufwand im Verhältnis zum Nutzen ist selten linear – 90% könnten und sollten oft genug sein




Der Idealzustand am Beispiel LifeCycleManagement



•Für effizientes LifeCycle Management ist eine „mehrdimensionale“ Standardisierung notwendig, diese beinhaltet

•Fachübergreifende (z.B. Mechanik und EMR)und

•Zeitliche (z.B. Planung und Instandhaltung)Standardisierung

•Um dies zu Erreichen ist es unerlässlich•Zentralisiert (auf einer einzigen Basis)

und•Objektorientiert (jeder bearbeitet das selbe Objekt)

zu arbeiten




•Basic Engineering•Die Pumpe wird in ihren Anforderungen ausgelegt und geplant. Im Werkzeug entsteht ein datentechnisches Objekt, eine „Anforderung“

•Detail Engineering•Die datentechnische Anforderung wird durch das „Echtgerät“ ersetzt, bleibt jedoch (zur Nachvollziehbarkeit) erhalten

•Betrieb•Dieses Gerät erhält im selben Werkzeug einen oder mehrere Wartungspläne sowie Sammelordner für ungeplante Maßnahmen und Ereignisse

•Re-Engineering•Durch die Pflege der Betriebsdaten am selben Objekt gehenkünftige Planungsarbeiten immer vom As-built Stand aus

€ 4.711.--

4 kWKSB

26m3/h

Gepl. Maßnahmen

Störmeldungen



Life Cycle

Elektrotechnik

Mechanik Kaufmännisch Produktion/Verfahren

Instandhaltung

Engineering/Planung Betrieb/Instandhaltung Stilllegung

Umbau

Verlagerung

Fach

liche

Dim

ensi

onZe

itlic

he D

imen

sion

Shutdown/Revamp/Turnaround




Wege und Werkzeuge zum Ideal



•Der „brachiale“ Weg•Definition von Standards auf höchster Ebene, durchgängig für alle relevanten Bereiche

•Vorteile:•Einmaliges Projekt mit definiertem Anfang und Ende•Erlaubt gute Aufwandsabschätzung

•Nachteile:•Schlechte Integration des Einzelnen, dadurch hohe Ablehnungswahrscheinlichkeit•Hoher Initialaufwand•Der Standard kann nicht wachsen, sondern muss komplett im „Trockenen“ ersonnen werden




•Der „sanfte“ Weg•Definition von Standards in Kooperation mit den operativen Einheiten, schrittweise

•Vorteile:•Erlaubt eine permanente Justierung•Hoher Indentifikationswert der Betroffenen•Verteilung der Kosten auf längere Zeit, Verschiebung in die Nutzenperiode

•Nachteile:•Schwierige Aufwandsabschätzung•„Dauerprojekt“ mit der Gefahr sich zu verlaufen



•Grundsätzlich gilt: Je weniger Werkzeuge desto einfacher die Abbildung des Standards•Das Werkzeug zum Abbilden der Standards muss im Wesentlichen folgende Kriterien erfüllen:

•Flexibilitätum die Standards ohne Abstriche implementieren zu können

•Zentralisierungalle arbeiten auf einer einzigen Datenbasis, vorzugsweise auch über Standort- und Unternehmensgrenzen hinweg

•ObjektorientierungÄnderungen haben immer einen direkten und augenblicklichen Einfluss auf den Datenbestand




Ein Praxisbeispiel


Ein Praxisbeispiel (Comos iAge bei Chemserv)

SAP MM (Online)

Jeder Mitarbeiter ist in der Lage

standardisierte Materalien abzubuchen

Logistik; Equipmentbezogene Waren

Ein- u. Ausgänge

Barcodeleser und MobilgeräteBetriebsbereich; Planung u. Abwicklung

der Instandhaltung, gewerksübergreifend

MS Project (Online), Primavera (Offline)Sonderbereich; Planung u. Abwicklung

von Anlagenstillständen (Turnarounds)

Prozessleitsystem(e); geplant: SAP MM Planungsbereich; Basic u.

Detailengineering, gewerksübergreifend

SAP SD und PM (Online)

Jeder Mitarbeiter ist in der Lage

standardisierte Aufträge zu erzeugen

Kaufmännischer Bereich; Zuordnung von

kaufmännischen Aufträgen zu

technischen Vorgängen

Bereich Schnittstellen (exkl. Office)


6 Anlagenvisualisierung am Beispiel einer Restabfallbe-handlungsanlage Thomas Löffler (An-Institut IREGIAe. V. der TU Chemnitz), Tino Riedel (plavis GmbH)

6.1 Ausgangslage und Zielstellung

Der Abfallwirtschaftsverband Chemnitz (AWVC)ist als öffentlich-rechtliche Körperschaft verantwortlich, den Re-stabfall aus Haushalten und Sortierreste der ortsansässigen Ver-wertungswirtschaft der Stadt Chemnitz und dreier umliegenderLandkreise zu beseitigen. Nach den Forderungen der TA Sied-lungsabfall waren bis Juni 2005 alle verbandseigenen Deponienfür die Ablagerung unbehandelten Abfalls zu schließen und Ka-pazitäten für eine Abfallbehandlung oder -verbrennung aufzu-bauen.Der AWVC entschloss sich für ein mehrstufiges Behandlungs-verfahren, das dem angelieferten Restabfall zunächst alle Wert-und Inertstoffe entzieht, dann die verbleibende Restmengetrocknet und schließlich pelletiert. Die Pellet werden an dasSekundärrohstoff-Verwertungszentrum (SVZ) Schwarze Pumpegeliefert und dort zu Methanol verarbeitet.Bereits während des Baus der Chemnitzer Restabfallbehand-lungsanlage (RABA) reifte beim Bauherren und Betreiber derWunsch nach einem Modell der Anlage, an dem interessier-ten Bürgern, verantwortlichen Politikern und der Fachöffent-lichkeit der Abfallbehandlungsprozess veranschaulicht und er-läutert werden kann.Auf Grund der Filigranität des maßstäblich zu verkleinertenStahl- und Rohrleitungsbaus und der anspruchsvollen Geome-trie der verfahrenstechnischen Ausrüstungen wurde schnell klar,dass die handwerkliche Herstellung eines physischen Modellseinen hohen Aufwand erfordern würde. Zudem wären an ei-nem solchen Modell das „Innenleben“der Abscheider, Trockner,Pelletierer und anderer Ausrüstungen sowie der Prozessablaufweiterhin „unsichtbar“geblieben.


6. Anlagenvisualisierung am Beispiel einer Restabfallbehandlungsanlage Thomas Löffler(An-Institut IREGIA e. V. der TU Chemnitz), Tino Riedel (plavis GmbH)

Wissenschaftler der TU Chemnitz, Professur für Fabrikplanungund Fabrikbetrieb 2, schlugen daher vor, die Restabfallbehand-lungsanlage in 3D zu modellieren, um so mehrere Zwecke ver-folgen zu können:

1. As-build-Dokumentation der Anlage in einem virtuel-len Modell (inkl. begehbares Anschauungsbeispiel im 5-Seiten-Cave (Virtual-Reality-Centre)),

2. beschleunigte Erstellung des physischen Modells durchRapid Prototyping auf Basis von 3D- CAD-Daten und

3. Prozessvisualisierung in Form eines Videos.

6.2 Vorgehen

Mit Fertigstellung des Hallenbaus begann die Bestandsaufnah-me für das 3D-Modell. Auf Basis der überwiegend in 2D vorlie-genden Layoutpläne entstanden mit der Software 3dsmax zu-nächst Halle und Gelände als 3D-Abbild, in dem bereits Darstel-lungen aus allen Perspektiven und virtuelle Rundgänge mög-lich waren. Für Präsentationszwecke wurde ein erstes Video mitdem „virtuellen Hubschrauber“aufgenommen.Danach erfolgte parallel zur Montage der Anlagentech-nik im Halleninneren die Modellierung der Ausrüstun-gen. Als Datengrundlage dienten hierzu ausschließlich 2D-Schnittdarstellungen über den gesamten Hallenbereich (in x-und y-Dimension). Die Modellierer - deren wesentliche Aufga-be darin bestand, die Komplexität der Anlagen und der CAD-Daten angemessen zu reduzieren - nutzen zudem persönli-che Begehungen, Fotos und Videos, um funktionale Zusam-menhänge und sinnvoll abbildbare Anlagen-Baugruppen und-geometrien zu erkennen. Mit diesem Wissen wurden die 2D-Schnitte schrittweise virtuell vermessen und mit der SoftwareAutodesk Inventor in 3D-Modelle überführt.Auf diese Weise entstand ein komplettes 3D-Abbild der Anlage,

2 Die plavis GmbH ist eine Ausgründung, die Entwicklungen vonVisualisierungs-Soft- und Hardware der Professur fortführt und vermark-tet. Das An-Institut IREGIA wickelte das Projekt RABA-Visualisierung ab.


6.2. Vorgehen

Abbildung 14: Virtueller Einblick in die Vor- und Verwertungs-halle

das aus verschiedensten Perspektiven betrachtet (vgl. Abbildung1) und in einer 5-Seiten-Cave (stereoskopische Projektion im Vir-tual Reality Centre der TU Chemnitz) virtuell begangen werdenkann. Insbesondere durch das virtuelle Begehen, wurden vomAnlagenbetreiber noch eine Reihe kleinerer Mängeln an der An-lage bzw. der vorgesehenen Betriebsweise aufgedeckt.

Der Aufbau des 3D-Modells aus einzelnen Objekten (Anla-gen, Baugruppen, Gebäudeelemente) ermöglichte es zudem,für bestimmte Anlagenteile (z. B. Behälter, Zyklone) mit Rapid-Prototyping-Verfahren schnell und präzise maßstäblich verklei-nerte physische Modelle zu fertigen. Dazu wurden so genannteSTL-Daten aus dem 3D-Modell exportiert und in die Maschinen-steuerung eingelesen. Bei der Komplettierung des physischenGesamtmodells und für ergänzende Tischler- und Schlosserar-beiten nutzten auch die beteiligten Handwerker das 3D-Modell,um ihnen vorliegende 2D-Zeichnungen zu plausibilisieren unddie Gesamtkonfiguration zu erkennen.Die bis hierher beschriebenen Modelle, das physische und das



virtuelle, haben noch rein statischen Charakter. Für die be-absichtigte Prozessvisualisierung wurden daher noch folgendeModellierungsarbeiten durchgeführt:

1. a virtuelles Aufschneiden von verfahrenstechnischenAnlagen (2D-Schnitte in 3D-Umgebung),

b Animation dieser Anlagenschnitte (z. B. für die Ver-fahrensstufe Feinaufbereitung) und (animierte) Ab-bildung physikalischer Zusammenhänge (z. B. fürTrommelsieb),

2. a Erstellen einer isometrische Ansicht der Anlagen-technik (ohne Gebäude) und

b Animation des Produktflusses in der isometrischenAnsicht.

Diese Teilmodelle wurden in kurzen Videosequenzen dargestelltund in ein finales Video, das einen virtuellen Flug durch die Re-stabfallbehandlungsanlage zeigt, eingebunden. Der „Flug“folgtdabei dem Restabfall von der Anlieferung bis zum Versand deraussortierten Wertstofffraktionen bzw. der Pellet. Um bei derKamerafahrt durch die komplexe Anlagentechnik die funktiona-len Zusammenhänge zu erfassen, wird beim Auftauchen neuerAnlagenteile stets eine Sequenz mit der immer selben isome-trischen Ansicht und dem aktuellen Fortschritt im Produktflusseingeblendet. Die einzelne Anlage selbst wird durch die Einblen-dung der animierten Schnitte näher erläutert.

6.3 Ergebnisse und Ausblick

Im vorgestellten Beispiel erfolgte eine Anlagenvisualisierung„as-build“. Dies ist mit der heute am Markt verfügbaren Visuali-sierungssoftware machbar, verlangt jedoch gerade im Anlagen-bau mit seinen vielfältigen Schnittstellen, komplexen Ausrüstun-gen und teils filigranen Geometrien eine geschickte Reduktionder Komplexität vorliegender CAD-Daten. Für diese Aufgabe istnach wie vor auch eine hohe Kompetenz des modellierendenIngenieurs gefragt.


6.3. Ergebnisse und Ausblick

Abbildung 15: Verwertungshalle in Nähe des Trocknersilos

DieEntscheidung zur Beauftragung einer 3D-Anlagenvisualisierungwurde beim Auftraggeber stark von einem hohen Präsentati-onsbedürfnis getrieben. Für diesen Zweck erhielt er ein Videoeiner Kamerafahrt durch die Anlage mit eingeblendeten Ani-mationen des Materialflusses und physikalischer Wirkprinzipienin virtuell aufgeschnittenen Anlagen. Besonders diese Animatio-nen sorgten für eine hohe Anschaulichkeit und letztlich für dieZufriedenheit des Kunden. Die Präsentation läuft auf Standard-PCs und verlangt keine spezifische CAD-Software. Diese Art derVisualisierung verspricht damit auch für weitere Aufgaben imAnlagenbau gute Nutzeffekte - z. B. bei der Akquise, Qualifizie-rung und Ausbildung.Als ursprünglich kaum erwarteter Nebeneffekt konnten durcheine virtuelle Begehung des 3D-Modells noch kleinere Mängelbezüglich der Anlagenkonfiguration bzw. der vorgesehenen Be-triebsweise aufdeckt und entsprechende Änderungen bis zurInbetriebnahme veranlasst werden. Für das Erkennen größererInkonsistenzen in den Planungen der verschiedenen Lieferan-



ten und Gewerke setzte die Visualisierung im zeitlichen Ablaufdes Projektes zu spät an. Übliche Schnittstellenprobleme muss-ten hier durch montagebegleitende Anpassungsplanungen ge-löst werden.Insofern erscheint eine planungsbegleitende Visualisierung imAnlagenbau perspektivisch sinnvoll. Das Beispiel zeigte jedochauch, dass die CAD-Daten verschiedener Gewerke und Liefe-ranten oft nur in heterogener Qualität vorliegen (z.T. 2D-Daten,SZeichnungßtatt objektorientierter Modelle) und verschiedenSoftware-Systeme eingesetzt werden. Hier besteht noch er-heblicher Bedarf nach Standardisierung, Systemintegration und„gelebtem“Umgang mit digitalen Modellen.Auch für die Herstellung physischer Anlagenmodelle eröffnetdie 3D-Modellierung verbunden mit der für die Visualisierungbenötigte Reduktion der Daten-Komplexität neue Möglichkei-ten: Mit den Daten aus dem 3D-Modell kann die Fertigungvon maßstäblich verkleinerten Modellen in Rapid-Prototyping-Verfahren gesteuert und somit - im Vergleich zur handwerk-lichen Herstellung - ein erheblicher personeller und zeitlicherAufwand gespart werden.



6. Industriearbeitskreis „Kooperation im Anlagenbau“, 9. November 2006w w w . i r e g i a . d e | w w w . p l a v i s . d e 1

Anlagenvisualisierung am Beispiel einer Anlagenvisualisierung am Beispiel einer RestabfallbehandlungsanlageRestabfallbehandlungsanlage

Dr. Thomas Löffler, Dr. Thomas Löffler, AnAn--InstitutInstitut IREGIA e.V. der TU ChemnitzIREGIA e.V. der TU Chemnitz

Tino Riedel, PLAVIS GmbH ChemnitzTino Riedel, PLAVIS GmbH Chemnitz


AkteureAkteure

- Fabrikplanung und -betrieb

- Wirtschaftsgeografie

Projektmanagement/Industriebau

- Industriebetriebslehre

An-Institut IREGIA e. V.

ProjektVisualisierung RABA

Plavis GmbH

Spin-off




Restabfallbehandlungsanlage ChemnitzRestabfallbehandlungsanlage Chemnitz

Kapazität: 150.000 tInbetriebnahme: Juni 2005


ProjektProjekt--AnlassAnlass

Kundenbedürfnis: Präsentation der Restabfallbehandlungsanlage(Öffentlichkeitsarbeit, Fachexkursionen etc.)

Kundenwunsch:physisches Modell

Lösungsansatz: Rapid Prototypingvon z. B. Behältern nach CAD-Daten

Problem: hoher Aufwand fürmaßstäblichen Nachbau derAnlagentechnik

Problem: Komplexität der CAD-Daten

Problemlösung:Virtuelles Modell

Lösung:Modellierung




Zusammenfassung und AusblickZusammenfassung und Ausblick

- Visualisierung verlangt gerade im Anlagenbau eine geschickte Reduktion derKomplexität von CAD-Daten

- Visualisierung „as-build“ ist mit eigenständiger Visualisierungssoftware machbar; Aufwand lohnt bei hohen Anforderungen an Präsentation

- Visualisierung im Anlagenbau dort besonders reizvoll, wo unzugängliche Anlagen animiert werden können (Akquise, Qualifizierung, Bildung)

- Visualisierung in der Planung z. Z. nur für Teile des Anlagenbaus als Feature vonCAD-Systemen und Life Cycle Management Systemen



Hallenmodell 2004

Hallenmodell 2004



Anlagenmodell 2005

Anlagenmodell 2005



Anlagenmodell 2005

Eingangsdaten

Fotos

Verfahrensflussbild

2D-CAD

Video



vom Schnitt zum 3D-Modell

2,5D für mehr Information



Physik in der Röhre

Informationssystem für Modellbauer



Fehlererkennung 3D


A Autorenverzeichnis

Jörg Engelmann

geboren 1966 in Karl-Marx-Stadt (jetzt Chemnitz)

Funktion Geschäftsführer

in Firma Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH

Werdegang 1982-1984 Facharbeiterausbildung alsMaschinen- und Anlagenmonteur für Ap-parate der chemischen Industrie

1989 Abschluss des Maschinenbaustudiums ander Technischen Hochschule Zwickau, SektionWärmetechnik, als Ingenieur

1990 - 1999 war er als Projektmanager beiLurgi für die Realisierung von Projekten zwi-schen 15 - 100 Millionen DM verantwortlich,darunter Aufträge für Total Elf Fina am StandortLeuna/Sachsen Anhalt sowie DOW Chemical inBöhlen/Sachsen.

1999 wurde Herrn Engelmann die Leitung desBereichs Projektmanagement übertragen.Seit 01. Januar 2006 ist Herr Engelmann zweiterGeschäftsführer der CAC.

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 I

A. Autorenverzeichnis

Alexander Koldau

Titel Dr. rer. pol. Dipl. Wirt.-Ing.

Funktion Referent

in Firma VDMA, Fachverband Verfahrenstechnische Ma-schinen und Apparate

Werdegang 1991-1997 Studium Wirtschaftsingenieurwesenan der TU Darmstadt

1997-2003 Wissenschaftlicher Mitarbeiter amFachgebiet Unternehmensführung und Logistikder TU Darmstadt (Prof. Pfohl)

seit 2003 Referent beim Fachverband Verfah-renstechnische Maschinen und Apparate im VD-MA

II Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06

Dirk Linke

geboren 1969 in Roßlau

Titel Dipl.-Ing.

Funktion Projektleiter

in Firma Stahlbau Magdeburg GmbH

weitere Funktio-nen

Leiter Projektmanagement

Werdegang 1976-1986 Schulausbildung

1986-1988 Lehre Metallbauzeichner

1988-1990 Grundwehrdienst

1990-1991 Hochschulreife

1991-1997 Studium an der Uni Magdeburg(Maschinenbau)

1998-1999 Arbeitsverhältnis MagdeburgerStahlbau GmbH

seit 2000 Arbeitsverhältnis Stahlbau MagdeburgGmbH

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 III


Abdol Hossein Shadiakhy

geboren 1945 in Neychabour/IRAN

Titel Dr. rer. nat. Dipl. Phys.


in Firma CETEC Destillationstechnik GmbH

Werdegang 1968 -1974 Studium der Physik, Chemie undVolkswirtschaft an der Universität Heidelberg

1974 - 1979 Wissenschaftlicher Mitarbeiter amPhysikalischen Chemie Institut Uni Heidelberg

1979 - 1996 Schmidding Werke KölnAssistenz von Dr. Stage;Abteilungsleiter VT Bereichleiter Prozess- u.Ozontechnik

1996 - 1999 Geschäftsführer WEDECO -SCHMIDDING Ozontechnik GmbH

Seit 2000 Gesellschafter / Geschäftsführer CE-TEC Destillationstechnik GmbH

IV Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06

Jürgen Kneidinger

in Firma MCE Chemserv Industrie Service GmbH

Werdegang 1976-1986 Schulausbildung

1991 Beginn als Mess- u. Regeltechniker in derdamaligen OMV Chemie

1994 Chemserv geht als eigenständiges Unter-nehmen aus der OMV Chemie hervor

1996-1997 Elektronik und Leistungselektronik(Instandhaltungsabteilung)

1997 Wechsel ins Engineering. Planung undProgrammierung von Prozessleitsystemen, mess-technisches Engineering. Später diverse Anbin-dungsprojekte zwischen Leittechnik und Offi-ce/ERP Software, Projektleitung.

2001 Start Aufbau der Softwareentwicklung imUnternehmen. Projektleitung für die Entwick-lung von Comos iAge, Konzeption und lead pro-gramming.

Seit 2003 Produktmanager Comos iAge, Schwer-punkt Vertrieb. Leitung des Bereichs „AdvancedSoftware“.

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 V


Thomas Löffler

geboren 1969 in Karl-Marx-Stadt (jetzt Chemnitz)

Titel Dr.-Ing.


in Firma An-Institut IREGIA e. V. der TU Chemnitz

weitere Funktio-nen

Mitglied VDI-Richtlinienausschuss "Produktions-integrierter Umweltschutz"

Werdegang 1990-95 Studium zum Dipl.-Ing. Maschinenbauan der TU Chemnitz

1995-2003 wissenschaftlicher Mitarbeiter (TUChemnitz, Fabrikplanung, Kreislaufwirtschaft;Geschäftsstelle Sonderforschungsbereich)

freiberufliche Fabrik-/Logistikplanung (u. a.Abfallwirtschaftsverband Chemnitz, KnaufWestdeutsche Gipswerke Iphofen, Werner &Mertz GmbH Mainz)

2003-2005 Projektleiter bei Engineering Leipzig(u. a. Südzucker Bioethanol Zeitz, Total Mittel-deutsche Raffinerie Leuna/Spergau)

2004 Promotion zum Dr.-Ing.

seit 2005 Geschäftsführer des Instituts IREGIA e.V.

VI Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06

Tino Riedel

geboren 1975 in Zwickau

Titel Dipl.-Ing. (FH)

Funktion Leiter Modellierung und Produktion

in Firma plavis GmbH

Werdegang 1996 - 2004 Studium des Maschinenbau - Ver-kehrssystemtechnik Westsächsische HochschuleZwickau (FH)

2004 - 2006 Wissenschaftlicher Mitarbeiter ander TU Chemnitz - IBF, Professur Fabrikplanungund -betrieb, Labor CAD & Simulation

seit 2006 Leiter Modellierung und Produktion beider plavis GmbH

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 VII

Abbildungen

Abb. 1 Anteil verfahrenstechnischer Maschinenund Apparaten mit verschiedenen Auto-matisierungskomponenten (n=31) . . . . 37

Abb. 2 Einschätzung der Bedeutung verschiede-ner Innovationsfelder für Prozessverände-rungen aus Sicht der Hersteller verfah-renstechnischer Maschinen und Apparate(n=23) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Abb. 3 Schwerpunkte bei der(Weiter-)Entwicklung von verfahrenstech-nischen Maschinen und Apparaten (n=32) 38

Abb. 4 CETEC Dest. GmbH Historie . . . . . . . . 57Abb. 5 Struktur der Firma Schmidding . . . . . . 58Abb. 6 zeigt das Prozessschema der Abwasserbe-

handlung mit Ozon . . . . . . . . . . . . 59Abb. 7 sind die Auslegungs-Schritte der Anlage

dargestellt . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Abb. 8 sind die Auslegungs-Schritte der Anlage

dargestellt . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Abb. 9 zeigt eine Standardanlage für Abwasser-

behandlung mit Ozon . . . . . . . . . . . 61Abb. 10 zeigt das Fließbild des Gaswäschers . . . 62Abb. 11 zeigt einen Abluftwäscher . . . . . . . . . 64Abb. 12 Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . 65Abb. 13 Tabelle 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Abb. 14 Virtueller Einblick in die Vor- und Verwer-

tungshalle . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Abb. 15 Verwertungshalle in Nähe des Trocknersilos 95

Fraunhofer IFFIAK Arbeitsbericht 06 IX

Industriearbeitskreis

»Kooperation imAnlagenbau«

Arbeitsbericht Nr. 1

Dienstleistungs- und Zuliefererunterneh-men im Anlagenbau sehen sich zuneh-mend mit der Forderung der Kundenkonfrontiert, ein möglichst breites Leis-tungsspektrum »aus einer Hand« anbie-ten zu müssen. Als Ausweg bietet sichdie Möglichkeit der Bildung von Koope-rationen.Der erste Industriearbeitskreis »Koope-ration im Anlagenbau« setzte sich mitzwei aktuellen Themen diesbezüglichauseinander. Zum einen wurden die An-forderungen an eine effiziente Erstel-lung von Angeboten von verschiedenenSeiten beleuchtet. Anlagenbetreiber inder Rolle der Auftraggeber stellten ihreAnforderungen dar, Anlagenbauer undDienstleister in der Rolle der Auftrag-nehmer zeigten ihre Wege der Ange-botserstellung unter den Gesichtspunk-ten der Zeit-, der Kosten- und der Qua-litätseffizienz auf. Zum anderen wurdemit Verfechtern und Gegnern eines ein-heitlichen Branchenleistungsverzeichnis-ses für den Anlagenbau diskutiert.Im 1. Arbeitsbericht werden sowohl dieim Industriearbeitskreis vorgestelltenBeiträge als auch die Ergebnisse derDiskussion dokumentiert. Des Wei-teren enthält der Arbeitsbericht einewissenschaftliche Abhandlung, mitder versucht wird, sowohl für Wissen-schaftler als auch Praktiker Klarheit imBegriffsdschungel »Kooperation« zuschaffen.

Schenk, Michael / Kleinbauer, Mira /Thurow, Melanie / Urbansky, Andrea(Hrsg.)

1. Aufl. - Stuttgart:Fraunhofer IRB Verlag, 2004ISBN 3-8167-6638-2;30,00e

www.iak-anlagenbau.de




Best Practice Koope-rationsverbünde

Das Fraunhofer Institut für Fabrikbetriebund -automatisierung (IFF) veranstalte-te am 10. November 2004 den zwei-ten Industriearbeitskreis (IAK) »Koopera-tion im Anlagenbau«. Veranstaltungsortwar die TOTAL Raffinerie Mitteldeutsch-land GmbH in Spergau. Über 60 Teil-nehmer aus renommierten Unterneh-men Deutschlands waren bei der Ver-anstaltung und nutzten die Gelegenheitfür Gespräche und zum gegenseitigenKennenlernen.Das Thema Kooperation steht seit Jah-ren im Mittelpunkt von Diskussionen inder Anlagenbaubranche, da die Komple-xität der Anlagenbauprojekte eine Zu-sammenarbeit über Unternehmensgren-zen hinweg bedingten. In der Praxis exis-tieren Unterschiede in der Gestaltungund der Intensität der Zusammenarbeit.Um dem hohen Interesse bezüglich derpraktischen Umsetzung von »Koopera-tion im Anlagenbau« gerecht zu wer-den, standen Best Practice Beispiele vonKooperationsverbünden im Mittelpunktdes zweiten Industriearbeitskreises.Begonnen wurde die Veranstaltungmit einer Trendbetrachtung bzgl. dergeplanten Investitionen im Anlagenbau.Dem folgte die Vorstellung unterschied-licher Kooperationsverbünde sowohlaus der Branche des Anlagenbausals auch aus anderen Branchen. Imvorliegenden Arbeitsbericht werden dieim Industriearbeitskreis vorgestelltenBeiträge dokumentiert.

Schenk, Michael / Kleinbauer, Mira/ Thurow, Melanie / Urbansky, Andrea(Hrsg.)





Arbeitsbericht Nr.3/4

Branchenleistungs-verzeichnis undKundenmanagementim Anlagenbau

Der Arbeitsbericht 03/04 des Indus-triearbeitskreises „Kooperation imAnlagenbau“ umfasst praxisorientierteund wissenschaftliche Beiträüge zu denThemen „Branchenleistungsverzeich-nis“ und „Kundenmanagement imAnlagenbau“.Bereits auf dem 1. IAK am 24.06.2004wurde das Thema »Pro & Contra ei-nes einheitlichen Branchenleistungsver-zeichnisses« diskutiert. Da von verschie-denen Seiten die Dringlichkeit und Be-deutung dieses Themas wiederholt her-vorgehoben wurde, beschäftigte sichder 3. IAK am 22.06.2005 noch ein-mal mit dem Thema Branchenleistungs-verzeichnis. Dabei wurden offene Punk-te des Themas, wie Hindernisse auf Sei-ten der Betreiber und auf Seiten der Ge-werke diskutiert.Die InfraServ GmbH & Co KnapsackKG in Hürth war Gastgeber des 4.Industriearbeitskreises »Kooperation imAnlagenbau«. Thema dieses Industriear-beitskreises war »Kundenmanagementim Anlagenbau«. Aus Sicht der Dienst-leister und Lieferanten wird ein hohesMaß an Flexibilität und Kundennähegefordert, um den kundenindividuellenWünschen stetig gerecht zu werden.Innovative Ideen und Lösungen zumThema »Kundenmanagement» standendeshalb im Mittelpunkt des 4. Industrie-arbeitskreises und sind im Arbeitsberichtdokumentiert.

Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Schenk(Hrsg.)






AngewandtesWissensmanagementim Anlagenbau

Der Arbeitsbericht des 5 des Indus-triearbeitskreises »Kooperation im Anla-genbau« umfasst praxisorientierte undwissenschaftliche Beiträge zum The-ma »Wissensmanagement im Anlagen-bau«.Der 5. Industriearbeitskreis setztsich mit dem Thema »AngewandtesWissensmanagement in der Anlagen-baubranche« auseinander. Insbesonderedie Schwerpunkte Customer Relati-onship Management im Anlagenbau,Wissenmanagement im Vertrieb, An-gebotsmanagement im Anlagenbau,Produktdatenmanagement im ver-fahrenstechnischen Anlagenbau undWissensmanagement mit Behördenwurden mit den Teilnehmern diskutiertund im Arbeitsbericht dokumentiert.

Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Schenk(Hrsg.)



Angebotsmanagementtool für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) des Anlagenbaus

Ziel des Angebotsmanagementtools: ��Speicherung von Anfragen, Angeboten und Leistungsver-

zeichnissen �� vollständige Unterstützung des Anfrage- und Angebots-

prozesses Die Software ist eine Client/Server-Anwendung und damit für den Benutzer über einen Internetbrowser ansprechbar. Die zugrunde liegenden Techniken basieren auf offenen Standards (HTTP, SOAP, XML etc.)

Einfügen neuer Metadaten in der Anfrageregistrierung

Nutzen des Angebotsmanagementtools: ��Verbesserung des Anfrage- Angebotsprozesses

hinsichtlich Qualität, Zeit und Kosten ��Kosteneinsparung in der Angebotsphase bei Pi-

lotanwendern der Anlagenbranche bis zu 20% ��Qualitätssteigerung aufgrund der Nutzung einer

einheitlichen unternehmenspezifischen internen Datenbasis

Kundenspezifisches “Know-how” einzelner Mitar-beiter steht unternehmenszentral zur Verfügung Unterstützende Anwendungsbereiche: Anfragebearbeitung ��Anfragespezifische Checkliste ��Registrieren und zentrales Verwalten von Anfra-

gen ��Anfragedaten suchen, löschen und bearbeiten Angebotsbearbeitung ��Angebotsregistrierung ��Definition der relevanten Kalkulationsergebnisse ��Revisionsstände der Angebote Angebotsstrukturierung ��Definition eines einheitlichen Angebotlayouts ��Kalkulation von Angebotspositionen ��Checkliste für Unternehmen

FASA e. V. - Zweckverband zur Förderung des Maschinen und Anla-genbaus in Sachsen-Anhalt e.V. Geschäftsführerin Dipl.-Ing. Andrea Urbansky Sandtorstr. 22 39106 Magdeburg Telefon: 0391/4090-321 FAX: 0391/4090-93321 E-mail: [email protected]

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InfraServ GmbH & Co. Gendorf KG

Der Arbeitsbericht des 6. IAK (Industriearbeitskreis) „Kooperation im Anla-

genbau“umfasst praxisorientierte und wissenschaftliche Beiträge zum Thema

„Technologieinnovationen im Anlagenbau“. Neben Berichten zum Einsatz von

VR (Virtual reality) Technologien wurde der Einsatz der Transpondertechnolgie

aufgezeigt. Auch Lösungsansätze für die Erzeugung von Biokraftstoffen aus

Biomass wurden anlässlich des 6. IAK präsentiert und diskutiert.

Auf dem 1. IAK am 24.06.2004 wurde das Thema „Pro & Contra eines

einheitlichen Branchenleistungsverzeichnisses“diskutiert. Da von verschie-

denen Seiten die Dringlichkeit und Bedeutung dieses Themas wiederholt

hervorgehoben wurde, beschäftigte sich der 3. IAK am 22.06.2005 noch

einmal mit dem Thema Branchenleistungsverzeichnis. Dabei wurden offene

Punkte des Themas, wie Hindernisse auf Seiten der Betreiber und auf Seiten

der Gewerke diskutiert. Am Ende des Arbeitskreises wurde eine Initiative

verabschiedet, ein einheitliches Branchenleistungs-verzeichnis schrittweise und

modular zu erarbeiten. Der 2. IAK beschäftigte sich mit Trendbetrachtungen

der geplanten Kooperationen und mit Best practice Kooperationsverbünden in

der Maschinen- und Anlagenbaubranche.

Die InfraServ GmbH & Co Knapsack KG in Hürth war Gastgeber des 4.

IAK „Kooperation im Anlagenbau“. Thema dieses Industriearbeitskreises war

„Kundenmanagement im Anlagenbau“.

Der Wettbewerb in der Anlagenbaubranche ist durch starken Kunden-

druck gekennzeichnet. Aus Sicht der Dienstleister und Lieferanten ist deshalb

ein hohes Maß an Flexibilität und Kundennähe gefordert, um den kundenindi-

viduellen Wünschen stetig gerecht zu werden. Innovative Ideen und Lösungen

zum Thema „Kundenmanagement“standen deshalb im Mittelpunkt des 4.

Industriearbeitskreises.

Der 5. IAK setzte sich mit dem Thema „Angewandtes Wissensmanage-

ment in der Anlagenbaubranche“auseinander. Insbesondere die Schwerpunkte

Customer Relationship Management im Anlagenbau, Wissensmanagement im

Vertrieb, Angebotsmanagement im Anlagenbau, Produktdatenmanagement

im verfahrenstechnischen Anlagenbau und Wissensmanagement mit Behörden

wurden mit den Teilnehmern diskutiert und im Arbeitsbericht dokumentiert.


ISBN-10: 3-8167-7265-X

ISBN-13: 978-3-8167-7265-1