Rechnergestützter Entwurf von Grundmodellen und deren Verrohrung als Mittel der Aufstellungsplanung und Kostenschätzung im Anlagenbau

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methodik zur Erzeugung und Bewertung von Aufstellungskonzepten entwickelt und in Form eines Softwaresystems implementiert. Die als Computer Aided Plant System bezeichnete Software unterstützt den Prozess der Aufstellungsplanung durchgängig von der Modellierung und Raumbedarfsabschätzung der Ausrüstungen über die Konzeption des Stahl- und Massivbaus bis hin zur automatischen Erzeugung der Anlagenverrohrung. Bei jedem dieser Arbeitsschritte wird der Planer durch hinterlegte Standards und Automatismen in seinen Entscheidungen unterstützt. Ein integriertes Bewertungs- und Analysemodul erlaubt eine kontinuierliche Verbesserung des erzeugten Entwurfs und ist in der Lage durch unterschiedliche Lösungsansätze erzeugte Aufstellungsvarianten miteinander zu vergleichen.Der Anwendungsbereich der Software deckt hierbei unterschiedliche Aufgabenstellungen ab, von der in der Angebotsphase geforderten Kostenkalkulation bis hin zu detaillierten Aufstellungskonzepten im Rahmen des Basic Engineering. Daher war bei der Entwicklung eines geeigneten Softwarekonzepts für die Umsetzung, neben der Abdeckung der geforderten Funktionalität, eine hohe Flexibilität des entstehenden Systems eine der Hauptforderungen. Dies wurde durch die Verwendung eines modularen Ansatzes bei der Implementierung der Software erreicht. Jedes einzelne Modul repräsentiert hierbei ein entsprechendes Arbeitsgebiet innerhalb des Planungsprozesses. Neben der Konzeption und Umsetzung des Software bildete die Erzeugung und anschließende Bewertung der Anlagenverrohrung einen Schwerpunkt dieser Arbeit. Die Integration eines leistungsfähigen Algorithmus zur Generierung der Rohrführungen unter Berücksichtigung einer größtmöglichen Anzahl an verfahrenstechnischen und konstruktiven Randbedingungen führt zu einer praxisnahen Verrohrung. Durch die Möglichkeit einzelne Bereiche der Anlage, beispielsweise Ausrüstungen oder zuvor verlegte Rohrleitungen, aus der im Routing-Algorithmus integrierten Kollisionsprüfung auszuschließen, lassen sich direkte Einflüsse der Aufstellungsplanung auf die erzeugte Leitungsführung ablesen. Diese können für eine Bewertung der Rohrleitungsführung im Hinblick auf mögliches Optimierungspotential genutzt werden. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer iterativen Verbesserung des erzeugten Aufstellungskonzepts. Um zu einer aussagekräftigeren Bewertung der erzeugten Verrohrung zu kommen, wurde ein vom verwendeten Routing-Algorithmus unabhängige Methode zur Ermittlung von Rohrleitungsführungen entwickelt. Hierbei werden die bei der Verrohrung in der Anlage zu berücksichtigenden Randbedingungen selektiv so eingeschränkt, das eine theoretisch optimale Rohrleitungsführung erzeugt wird. Durch Anwendung dieser Leitungsführung als objektives Vergleichskriterium können die durch den Routing-Algorithmus generierten Ergebnisse nach der Stärke ihres Optimierungspotentials sortiert werden und der Planer kann sich auf die Leitungen mit für die Konzeptphase kostenrelevanten Abweichungen konzentrieren.Der Einsatz eines Konzeptphasensystem sowohl im Bereich der Angebotsbearbeitung als auch bei der Unterstützung der Aufstellungsplanung führt zu einer Verbesserung der Planungsergebnisse bei gleichzeitiger Reduzierung des notwendigen Planungsaufwands.