1 3-dimensional oder überdimensional? - Aachener Verfahrenstechnik

3-dimensional oder überdimensional? 

CAD-Abwicklung eines Großauftrags des Anlagenbaus 

Erfahrungsbericht 

Dipl. Ing. Rolf Süßbrich, Uhde GmbH, Dortmund 

3. Symposium "Informationstechnologien für Entwicklung und Produktion in der 

Verfahrenstechnik" 

RWTH Aachen, 20./21. März 2006 

Beispiel: Referenzen Düngemittel 

Süßbrich EN1 3 

Kunde: Abu Qir Fertilizer Co. 

Standort: Bei Alexandria, Ägypten 

Leistung: 1.200 t/Tag Ammoniak; 1925 t/Tag Harnstoff 

Inbetriebnahme: 1998 

Prozess: Uhde (Ammoniak); Stamicarbon (Harnstoff); 

Uhde UFT (Granulation) 

Spezialität: Schlüsselfertig, 3. Düngemittel-Anlage für den 

selben Kunden in der Nähe Alexandrias 

CAD-Abwicklung eines Großauftrags 

1

Details 

ca. 500 RI's (A0) 

Anzahl Rohrleitungen: ca. 9.600 lt. RIs, erwartet ca. 11.000 (wg. 

Aufteilung in Anlagenteile) 

Detail Engineering 15 Monate 

Detail Engineering und andere Leistungen im Kundenland (Local 

Content) 

Größter Auftrag der Firmengeschichte 

Für Uhde: EP - Auftrag 



Was ist eine "große" Anlage (für 3D-CAD) ? 

1994: Zitat (sinngemäß) aus einem Artikel in der CIT: 

"Mit dem 3D-CAD-Systen lassen sich komplexe Anlagen mit bis 

zu 70 Rohrleitungen problemlos konstruieren" 

(Verfasser: ein Mitarbeiter von Autodesk) 

1994: Bei Uhde: 

Chloranlage mit 800 Leitungen 

Erste Ammoniak-Harnstoff-Anlage mit ca. 3.000 Leitungen 


Chlor - EDC Komplex ca 5.000 Leitungen 


Chlor - EDC - PVC Komplex ca. 11.000 Leitungen 

2006: Nicht bei Uhde: 

Erdöl-Raffinerie Komplex 25.000 Leitungen 



2

Entwicklung der Auftragsgröße 

Tonnen 

Fragen: 

12000 

10000 

8000 

6000 

4000 

2000 

0 



Material Rohrleitungen 

1994 2000 2003 2005 


• Kann das CAD-System die Datenmengen speichern? 

• Wie entwickeln sich die Antwortzeiten: 

• logarithmisch (a) ? 

• linear (b) ? 

• exponentiell (c) ? 


c 

Anlagengröße 

• Wie löst man das Problem des Konstruierens an verschiedenen 

Standorten? (Concurrent Engineering, Collaborative Engineering) 

• Denn: bei vorhergehenden Aufträgen mit dem selben Partner waren 

die Daten im Stammhaus oft 6 - 8 Wochen alt ==> 

Koordinationsprobleme 

Antwortzeiten 

b 

a 

? 

3

Die Aufteilung: 

Basic Engineering: In Dortmund und Bad Soden 

Detailed Engineering: 

Geplant: 

Im Kundenland nach Übergabe Basic 

Realiter: 

Übergabe als Basic an Partner, aber anfänglich verblieben noch 

Teile für mehrere Monate im Stammhaus. 

Untervergabe eines Teils an Uhde India durch Partner. 

Ergebnis: Detailed Engineering in drei Ländern bei 5 Firmen 

Beschaffung / Procurement: Durch Uhde Deutschland 


Die Werkzeuge: 



Fließbilder und RIs: Autocad mit Uhde Erweiterungen (in D) 

Rohrklassenverwaltung: Uhde‘s IRP-WS (in D) 

Rohrleitungslistenführung: Uhde‘s IRP-WS (in D) 

Rohrhalterungs-Führung: Uhde‘s IRP-WS (in D) 

3D-CAD-Modell: PDMS (Rel. 11.4) bei allen beteiligten Firmen 

Tagesaktuelles CAD-Modell: PDMS - Global 

Zusammenführung des Rohrmaterials: Uhde‘s IRP-WS 

Zusammenfassung: 

Intensive Nutzung aller bei Uhde vorhandenen integrierten EDV- 

Anwendungen 


4

UIL +4.5h 

Sz +2.5h 

Uhde 0h 

Das Zeitproblem: 

Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday 

UIL UIL UIL UIL UIL UIL 

Sazeh Sazeh Sazeh Sazeh Sazeh Sazeh 

Uhde Uhde Uhde Uhde Uhde 

Es sind immer Benutzer im Projekt: Es gibt keinen Wochentag, an dem für 

Maintenance-Arbeiten das Projekt frei ist. 

Insgesamt 85 Arbeitsplätze fast kontinuierlich am 3D-Modell: Ca. 15.000 

Ingenieurstunden pro Monat! 

Hohe Zuverlässigkeit erforderlich. 



Die Kommunikationsmittel: 

• Datenverkehr erspart nicht den persönlichen Kontakt: 

Regelmäßige Treffen der Projektmanager erforderlich 

• Alle Dokumente mit festlegendem Charakter per Fax oder 

Transmittal mit Dokunummer, gesteuert durch DMS. 

E-Mails unerwünscht! 

• Hoher Transfer eingescannter Dokumente über die Leitung 

• Telefonieren aus technischen u. sprachlichen Gründen schwierig 

• Abgleich des 3D-CAD-Modells per PDMS Global täglich 2 mal 



5

PDMS Global: was ist das? 

PDMS Global ist ein Aufsatz auf das „normale“ PDMS 

Es regelt Zugriffe: Änderungen nur an dem Ort möglich, dem Änderungsrechte 

explizit zugeordnet sind. 

Es gleicht zu festgelegten Zeitpunkten automatisch die Daten zwischen 

benachbarten Orten (Locations) ab. Nur Änderungen werden übertragen. 

Es kommt dabei mit recht langsamen Verbindungen zurecht. 

Datenübertragungsleistung auf der 256kBit-Leitung: 10 MB/h 

Die Hardwareanforderungen (CPU-Leistung, Memory) sind minimal 


Die Erfahrungen (1): 

Vor Auftragsbeginn: 



Erfahrungen mit Anlagen bis 5.600 Leitungen zeigten kein Problem mit 

PDMS. Es wurden keine Untersuchungen durchgeführt, ob die 

Anlagengröße ein Problem werden könnte. 

Ein kurzer Funktionalitätstest von PDMS Global mit gedrosselten in- 

House-Leitungen erlaubte das Abschätzen von Übertragungszeiten. 

Vor und während Beginn Detail-Engineering: 

Umstellung des PDMS-Projekts auf „Global“: Unerwartete große 

Schwierigkeiten. Stabiler Betrieb erst nach sechs Wochen. 

Während des Detail-Engineerings: 

Überraschend stabiler Betrieb. Tagesaktualität über Nacht fast immer 

erreicht! 


6

Die Erfahrungen (2): M. Lesley, USA (1985): 3D-CAD 

Modell einer Anlage erfordert 

10 Mio. Daten 

Datenvolumen: 

Das gesamte ausgetauschte 3D-CAD-Datenvolumen nach bisher 18 Monaten 

beträgt ca. 150 GB (Summe aller Standorte) 

Das 3D-Modell (~ 1 GB) enthält ca. 1,5 Mio. Datenelemente (Flansch, 

Dichtung, Fitting, Träger, Box, ...) und repräsentiert (März 2006): 

• ca. 11.300 Rohrleitungen mit 396.000 Teilen (Flansch, Dichtung, 

Bogen, T-Stück, usw., Schrauben nicht mitgezählt) + 170.000 Stücke 

gerades Rohr, Gesamtlänge 292 km, davon gerades Rohr 257 km 

• 114.000 Stahlprofile mit 311 km Länge 

• 12.000 Betonpfeiler und Unterzüge 

• Ausrüstungen, Kabeltrassen (520 = 100 km), u.a.m. 


Die Erfahrungen (3): 

Datenvolumen: 

Im Rohrteilekatalog: 



• 28.000 Basisteile für 

• 154 Rohrklassen mit ca. 53.000 Teilen 

Aus dem 3D-Modell abgeleitete Zeichnungen: ca. 2.800, davon 1.700 A0 

Aus dem 3D-Modell abgeleitete Isometrienblätter: ca. 20.000 A3 


7

Die Erfahrungen (4) Qualitätssicherung: 

Hier herrscht das 

"normale" Chaos während 

der Planung 

Hier werden ungültige 

Eintragungen erkannt und 

zurückgewiesen 

Für die Bestellungen 

besteht große Sicherheit 

für "richtige" Teile 


PDMS - Modell 

Rohrleitungen haben Nummern 

Rohrleitungsliste aus IRP 

gültige Rohrleitungsnummern aus RIs 

Bestellbestand in IRP 

Nur Daten für gültige Leitungsnummern 


Qualitätssicherung: Abweichungen RI 3D-Modell 

... 

PIPE 439530129 ;not found in IRP ;;;PDMS: 1"-WDS03-439030234-DKMRBR 


PIPE 439530135S;not found in PDMS,from P&ID; 95301;;IRP:2"-WDS03-439530135S-DKMRBR 

PIPE 439530138 ;not found in PDMS,from P&ID; 95301;;IRP:1"-WDS03-439530138-DKMRBR 

PIPE 439530139 ;not found in PDMS,from P&ID; 95301;;IRP:1"-WDS03-439530139-DKMRBR 


PIPE 439530163 ;not found in IRP ;;;PDMS: 

PIPE 439530165 ;not found in IRP ;;;PDMS: 



... 

... 

PIPE 413200521 PSPE unequal IRP-CLASS: EBBRSE -> EBDRBE 1"-CPM51-413200521-EBBRSE-H50 

PIPE 413200521 TEMP 205 unequal IRP 350 

PIPE 413200521 BRAN 413200521/B2 INSUlation unequal 

/INSULH(P) /INSULP(B) 1"-CPM51-413200521-EBBRSE-H50 

... 

Insgesamt: mehrere 1000 Zeilen Differenzen 



8

Die Probleme 

Liegen nicht im CAD-System: Eine Grenze wurde nicht sichtbar. 

Die Modellgröße wird nur bemerkbar, wenn Prozesse gestartet werden, 

die das Modell durchsuchen, z.B. Kollisionsprüfung. Hier gehen die 

Antwortzeiten teilweise in den Minutenbereich. 

Die Antwortzeiten steigen eher logarithmisch. 

Aufgetretene Probleme haben menschliche Ursachen: 

• In einer hochintegrierten Umgebung müssen Namenskonventionen 

strikt eingehalten werden. Unverständnis oder 

Tippfehler führen zum Chaos. 

• Engineering know-how ist entscheidend für die Planungsqualität 



PDMS Global: Weitere Einsätze bei Uhde 

• LDPE Anlage (extended Basic) 4/05 - 12/05 Bad Soden - Uhde OAO 

• HDPE Anlage (Detail) 7/05 - 7/06 Bad Soden - Sazeh 

• Chlor Anlage (Detail) 12/05 - 6/06 Dortmund - Uhde India Ltd 

• Biodiesel Komplex (Detail) 3/06 - 3/07 Shedden Uhde Melbourne - 

Shedden Uhde Thailand 

• Raffinerieanlage (Detail) 3/06 - ?? Bad Soden - Uhde India Ltd. 

• PDH/PP Anlage (Basic/Detail) geplant Dortmund - Bad Soden - UIL 

• Vorteile 

• Tagesaktualität im Stammhaus 

• Kontrolle durch Katalogführung im Stammhaus, besonders 

bei Aufträgen mit Beschaffung und Lieferung 

• Remote PDMS Support effizient möglich 



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Was ist eine große Anlage? 


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