vgbe energy journal 5 (2022) - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat

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Der Digital Project Twin revolutioniert den Anlagenbau in der Energiewirtschaft Was ist der Digital Project Twin und warum er auch beim Bau von Kraftwerken bald zum Standard wird Peter Schluppkothen und Mats-Milan L. Müller Abstract How the digital project twin changes plant engineering in power industry What is the Digital Project Twin and why it will soon become a new standard for plant engineering in power industry Europe’s energy industry has been in a state of flux for some time now. But what the current events in Ukraine will mean for the European energy market can only be vaguely estimated so far. However, experts agree that the cuts will be severe and that a rethink of German climate policy is taking place. For investors, owners, operators and EPCs in the energy industry, this means above all that pretty much every plant will have to be reviewed in more than one aspect and adapted to the changing market situation. However, the number of measures, even for conventional power plants and facilities, will not decline, as many experts have assumed, but rather remain constant or even increase in the medium term. The Digital Project Twin is the avant-garde model for digitalization in project management and smooth project control in the construction and conversion of plants, overhaul, daily maintenance and also in full-scale turnarounds or dismantling projects. The potential savings are enormous and show that digitalization has too often been thought of in the wrong direction. l Die Energiewirtschaft im Wandlungszwang Die Energiewirtschaft Europas befindet sich seit geraumer Zeit im Wandel. Doch was die derzeitigen Ereignisse in der Ukraine für den europäischen Energiemarkt bedeuten, lässt sich bisher nur vage abschätzen. Experten sind sich jedoch einig, dass die Einschnitte gravierend sein werden und ein Umdenken der deutschen Klimapolitik stattfindet. Schon jetzt befindet sich die Bundesregierung auf der Suche nach zuverlässigen Partnern sowie neuen, aber auch nicht ganz so neuen Alternativen, um die Abhängigkeiten von russischem Gas zu reduzieren und dabei der klimaneutralen Energiepolitik möglichst treu zu bleiben. 1 Ein weiterer Paukenschlag stellt die Einstufung von Atomenergie als „potenziell klimafreundlich“ dar. 2 1 Vgl. ZEIT, abgerufen am 22.03.2022 (https:// www.zeit.de/wirtschaft/2022-03/robert-habeck-katar-erdgasdeal-gruenen-energiepolitik) 2 Vgl. BR24, abgerufen am 23.03.2022 (EU- Kommission stuft Atomkraft und Gas als nachhaltig ein | BR24) Autoren Dipl.-Ing. Peter Schluppkothen Mats-Milan L. Müller COMAN Software GmbH Stendal, Deutschland 28 | vgbe energy journal
Digital Project Twin revolutioniert den Anlagenbau Für Investoren, Eigentümer, Betreiber und EPC in der Energiewirtschaft bedeutet dies jedoch vor allem, dass so ziemlich jede Anlage in mehr als einer Hinsicht überprüft und auf die sich ändernde Marktlage hin angepasst werden muss. Dies betrifft nicht nur neue Energieträger, sondern, mit Blick auf die aktuellen Debatten, sehr wahrscheinlich auch die flächendeckende Revisionierung und Reaktivierung von alten Gaskraftwerken und bestehenden Kernkraftanlagen. Die Anzahl der nationalen und internationalen Projekte, auch für herkömmliche Kraftwerke und Anlagen, wird daher nicht, wie von vielen Experten bisher angenommen, zurückgehen, sondern eher mittelfristig konstant bleiben oder sogar zunehmen. Dabei forcierte die Bundesregierung gezielt Technologien und wird den Prozess maßgeblich mit Förderprogrammen und Gesetzgebung mitgestalten und auch kontrollieren wollen. Internationale Standardisierung sowie stetig steigende Ansprüche an Kostenreduktion, geringerer Projektlaufzeiten und höheren Qualitätsansprüchen zwingen Investoren, Eigentümer, Betreiber und EPC insbesondere in der Energiewirtschaft zwar etablierte aber häufig eben auch veraltete Prozesse oder Systeme zu hinterfragen. Projekte, Bereiche und Abteilungen, die heute noch zu klein erscheinen, werden in wenigen Jahren vollständig digital abgebildet sein, um die digitalen Lücken in den Prozessketten zu schließen. Ob in der Kostenkontrolle, im HSE-Management oder in der gesetzlichen Abschlussprüfung. Der Digital Project Twin bildet dabei das Avantgarde-Modell für die Digitalisierung im Projektmanagement. Sei es für die reibungslose Projektsteuerung bei dem Aufund Umbau von Anlagen, die Revisionierung, die tägliche Instandhaltung oder auch vollumfängliche Turnarounds und Rückbau- Projekte. Die Einsparpotenziale sind dabei enorm und zeigen, dass bei der Digitalisierung zu oft in eine falsche Richtung gedacht wurde. Er ist die Grundlage für flächendeckende und tiefgreifende Digitalisierung sowie lückenlose Datendurchgängigkeit. Was also ist der Digital Project Twin? Kurz; Der Digital Project Twin verbindet alle Projektbeteiligten und ist in der Lage, Lieferanten, Terminpläne und Daten des Projekts eindeutig und rechtssicher in einem zentralen „Gehirn“ des Projektes abzubilden. Diesen Ansatz nennt man „Single-Point-of- Truth“, da nur hier die gesamten Projektdaten vollumfänglich, revisionssicher und in ihrer zeitlich aktuellsten Form zusammengetragen werden. 3 Was dies konkret bedeutet, wird später noch einmal aufgegriffen. Dabei sind digitale Zwillinge nicht unbedingt eine absolut neue Erfindung. Viele 3 Vgl. Lean-Reporting: Optimierung der Effizienz im Berichtswesen, Reinhard Bär, 2014 produzierende Bereiche kennen bereits den klassischen Digital Twin als virtuelles Abbild ihrer real laufenden Produktion. Dieser ermöglicht es über Sensoren und Produktionssoftware, Analysen zu fahren, Fehlerquellen zu identifizieren und Produktionsprozesse nachhaltig zu optimieren. Dasselbe gilt im Grunde auch für den digitalen Projekt-Zwilling. In der Echtzeit-Fortschrittskontrolle und Trendanalyse hinsichtlich der Erreichung von Meilensteinzielen sind digitale Zwillinge im Projektmanagement bereits heute in einigen Branchen, wie beispielsweise der Automobilindustrie, unverzichtbar. Doch auch in der Energiewirtschaft wird sich dieser Modellansatz in wenigen Jahren als Standard etabliert haben. Auch, wenn die zukünftige Energieerzeugungs-, Energiespeicherungs-, oder Energietransportanlage schon während der Planung aufwändig virtuell konstruiert und simuliert wird, so läuft der reale Aufbau auch heute noch weitestgehend analog ab. Meistens gilt es, auf der grünen Wiese oder offshore eine komplett neue Anlage aus dem Boden zu stampfen. Keine tollen Sensoren, die Messdaten im Terabyte-Bereich aus bereits laufenden Produktionsschritten generieren oder über blitzschnelle Glasfaserkabel ins Rechenzentrum befördern. Nur der Spaten, die Baustelle und die CAD-Zeichnung an der Wand im Baucontainer. Das Projektmanagement beim Anlagenbau in der Energiewirtschaft lebt davon, dass ein permanenter Informationsfluss zwischen Baustelle und Projektleitung stattfindet. Nur so lassen sich Abweichungen vom Terminplan, Probleme oder nachträgliche Planänderungen frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen. Aus der Praxis gesprochen fand dieser Informationsaustausch bisher über zahllose Systeme und Kommunikationsmittel statt. E- Mails, Telefonate, sogar WhatsApp-Gruppen finden sich beim Management großer Anlagenbauprojekte zuweilen wieder. CAD-Programme, MS-Project oder Excel-Dateien, ERP-Systeme und diverse andere Anwendungen bilden die Projekt-Softwarelandschaft ab. Dass hier nicht jeder Projektmitarbeiter zu jeder Zeit über den realen Fortschritt im Bilde ist, liegt nahe. Auch Investoren, Entscheider und EPCM müssen sich auf die händisch erstellten PowerPoint-Berichte ihrer Projektmitarbeiter verlassen und haben wenig bis überhaupt keine Möglichkeit die Daten nachzuvollziehen oder zu validieren. Der Digital Project Twin erfüllt genau diese Aufgabe, die realen Projektzustände und Abarbeitungsprozesse zu erfassen und in einem zentralen System bereitzustellen. Dies ermöglicht wertvolle Erkenntnisse oder konkrete Handlungsempfehlungen noch in der Commissioning-Phase abzuleiten und kostspielige Verzögerungen frühzeitig zu vermeiden. Was muss ein Digital Project Twin können? Dreh- und Angelpunkt sind die Daten, die es für einen Digitalen Projekt-Zwilling braucht. Wenn es nicht gelingt, die aktuellsten Daten an einem zentralen Punkt zusammenzuführen und verfügbar zu machen, kann es kein Abbild realer Zustände geben. In erster Instanz braucht es also für das Projektmanagement ein zentrales System mit diversen Schnittstellen zu vor- und nachgelagerten Anwendungen sowie eigenen Lösungen für die mobile Datenerfassung durch die Projektbeteiligten direkt vor Ort. Im zweiten Schritt gilt es, analoge Prozesse gezielt schon vor Ort beim Aufbau der Energieerzeugungs-, Energiespeicherungs-, oder Energietransportanlage zu untersuchen. Gibt es einen konkreten Grund, warum für diese oder jene Tätigkeit noch keine digitale Lösung gefunden wurde? Warum existiert die Excel-Checkliste nur als Ausdruck? Wer telefoniert mit wem worüber und wo werden diese Informationen, die im Gespräch ausgetauscht wurden, dokumentiert? Das Erfassen von Mängeln oder Fortschritten bei der Montage von Komponenten oder An-lagenteilen lässt sich beispielsweise schon heute mit offlinefähigen Apps hervorragend abbilden. Ausgedruckte Checklisten und Laufzettel für Probleme und Abnahmen, sollten dabei im 21. Jahrhundert gezielt hinterfragt werden. Digitalisierung um jeden Preis? Ja, aber… Fortschrittliche TAR-Manager und Anlagenbauer würden nun auf bestehende Tools wie das digitale Baustellentagebuch, eine Mängelmanagement-App oder smarte Excelund Access-Checklisten hinweisen. Es finden sich mittlerweile viele Anbieter für digitale Signaturen und virtuelle Abnahmen oder Online-Checklisten. Große Unternehmen geben nicht selten Millionen Euro für die Entwicklung einer maßgeschneiderten Software aus. Doch diese Lösungen haben häufig eine gedankliche Schwachstelle – die Datendurchgängigkeit. Oft wurde bei der Software-Entwicklung nur auf ein- oder zwei Probleme geachtet, die es zu lösen galt. Dass aber nach der Lieferung einer Komponente oder der Freigabe durch den Abteilungsleiter die Bezahlung des Lieferanten über die Buchhaltung angestoßen werden muss, daran denkt kaum eine Field-Application. Es erfordert großen Mehraufwand die manuell erfassten Daten von einem Baustellentool in eine Buchhaltungs- oder Planungssoftware zu übertragen. Hier spricht man von „redundanten Daten“, also Informationen, die in mehr als einem System vorliegen oder benötigt werden. Sind diese Daten zudem nicht miteinander verknüpft, so kommt es nicht selten vor, dass veraltete Daten zu vgbe energy journal 5 · 2022 | 29
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