„Der Ingenieur wird zum Dienstleister“

Herr Vogt, wie hat sich die Entwicklung von Maschinen und Anlagen in den letzten Jahren verändert?
Das Engineering hat sich insgesamt massiv verändert. In der Vergangenheit wurde es im Prinzip durch die CAD/CAE-Systeme definiert. Sie haben den Ingenieur beim Erstellen der Dokumente unterstützt, die für den Bau einer Anlage oder Maschine entscheidend waren. Heute sind Themen wie Predictive Maintenance, die eng mit dem Engineering verknüpft sind, aber weit darüber hinausgehen, hinzugekommen. Es geht nicht mehr nur darum, die Anlage oder Maschine zu planen und zu bauen, sondern auch darum, ihren Betrieb so effizient wie möglich zu gestalten. Dazu müssen riesige Datenmengen erfasst und analysiert werden. Dies beginnt schon im Angebotsprozess und bei der Anlagen-Konzipierung. Wenn man hier nicht gleich auf Systeme aufsetzt, die in der Lage sind, die in dieser Phase generierten Daten flexibel zu handhaben und im späteren Prozess zur Verfügung zu stellen, wird es problematisch. Die alten CAD-Systeme, die, wie erwähnt, als reine Dokumentations-Werkzeuge dienten, sind für die heutige Komplexität und für disziplinübergreifendes Denken nicht gemacht.

Das heißt also, der Konstrukteur muss heute weiter denken?
Ja, sogar viel weiter! Sie müssen nicht mehr nur konstruieren, sondern Daten zur Verfügung stellen, die einen hocheffizienten Betrieb der Anlage oder Maschine ermöglichen und so deutlich größeren Nutzen für den Betreiber generieren, als durch Einsparungen im Engineering-Prozess je möglich wäre. Früher ging es darum, besonders schnell zu zeichnen oder zu konstruieren, Vorlagen oder Formblätter zu verwenden. Es ging um reine Zeitersparnis im Engineering. Heute sollte das Engineering auch für den Betrieb der Anlage Benefit liefern. Daher ist ein Ingenieur heute mehr ein Dienstleister für den kompletten Anlagen-Lifecycle.

Wie kann sich der Konstrukteur von heute auf diese neuen Anforderungen vorbereiten? Gibt es irgendwelche Hilfsmittel?
Zusammenarbeit ist ein entscheidendes Stichwort. In der Vergangenheit hat man beim Engineering nach dem Wasserfall-Modell gearbeitet. Das heißt, die verschiedenen Disziplinen haben „geradeaus“ ihre Tätigkeiten umgesetzt. Heute müssen die Themen von den verschiedenen Disziplinen parallel bearbeitet werden, um Zeit zu sparen. Gleichzeitig gibt es aber sehr viele Änderungswünsche in so einem Planungsprozess.

Dazu ist es nötig, dass die Disziplinen stark vernetzt arbeiten. Früher hat man einfach miteinander gesprochen, heute ist das sehr viel komplexer. Engineering-Systeme müssen alle beteiligten Disziplinen unterstützen, Änderungen erkennen und die Abhängigkeiten dieser Änderungen voneinander abbilden. Das geht nur, wenn man ein durchgängiges Datenmodell der kompletten Anlage pflegt.

Sozusagen also, dass moderne Engineering-Software mehr als eine Konstruktions-Hilfe sein sollte?
So ist es. Deswegen dieser Paradigmen-Wechsel. Während es früher darauf ankam, dem Ingenieur das beste CAE-Tool mit den besten Features für die Dokumentation an die Hand zu geben, brauchen Ingenieure heute eine Plattform, die sie befähigt, mit verschiedensten Bereichen zu kooperieren, Änderungen zu erkennen und dabei jederzeit die komplette Datensicht auf die Anlage zu haben. Diese Übersicht ist für Themen wie Predictive Maintenance nötig. Die reinen CAE-, CAD- und Desktop-Tools zur Zeichnungsunterstützung werden also durch Systeme abgelöst, die dank eines zentralen und flexiblen Datenmodells in der Lage sind, Multi-User-Zugriffe entsprechend multidisziplinär zu managen.

So ein System ist zum Beispiel die Engineering Base von Aucotec?
Ja. Wir decken mit Engineering Base (EB) einen großen Bereich der kompletten Prozesskette ab. Das beinhaltet sowohl das Angebots- als auch das Auftragsengineering und reicht von Front End Engineering Design (FEED) über Prozess-Design, Instrumentierung, Automatisierung (Leitsystem) bis zur Elektrotechnik. All das bilden wir auf dieser einen Plattform ab. EB unterscheidet sich von anderen CAE-Systemen im Wesentlichen dadurch, dass wir ein flexibles, beliebig erweiterbares Objekt- beziehungsweise Datenmodell in den Vordergrund stellen. Zusätzlich verfügt EB über eine skalierbare Dreischicht-Architektur, die auch in der Cloud abbildbar ist und die es ermöglicht, dass die verschiedenen Disziplinen und Standorte gleichzeitig und global auf denselben Daten arbeiten können.

Das heißt, auch wenn jemand aus einem anderen Bereich eine Veränderung vornimmt, erkenne der Konstrukteur das beim Öffnen des Systems.
Ja, in EB sind alle Änderungen sogar unmittelbar für alle Beteiligten sichtbar. Wir zeigen in ihrem Datenmodell Abhängigkeiten auf. Das heißt, ein Ingenieur, der für eine Disziplin oder Teildisziplin zuständig ist, kann für sich mit dem „Advanced Data Tracking“ konfigurieren, von welchen Kenndaten er mit seinem Engineering abhängig ist und seine Sichten entsprechend einstellen. Dadurch erkennt er schnell, wenn sich nach Aktivitäten anderer Ingenieure oder Zulieferer, die seine Arbeit beeinflussen, Parameter verändert haben. So lassen sich parallele Änderungsprozesse vernünftig handhaben.

Ist dieses System auch so intelligent, dass es zum Beispiel dem Konstrukteur sagt, so wie du dir die Maschine vorstellst, geht es leider in der Realität nicht?
Das ist teilweise so, zum Beispiel bei relativ trivialen Themen wie der Frage, ob eine gewisse Anzahl von Drähten oder Kabeln in einen Kanal oder Strang passen. Es geht dann auch auf der funktionalen Ebene weiter. Mit unserer Software ist es möglich, ein funktionales Modell der Anlage abzubilden und die Funktionssicherheit zu prüfen. Das heißt, die Schritte des Ingenieurs werden immer wieder darauf geprüft, ob sich am Ende die Funktion, die man abstrakt beschrieben hat, auch umsetzen lässt. So werden Fehler vermieden.

Und wenn er sein Objekt in 3D sehen will, dann braucht man wieder eine andere Software…
Richtig, und zwar die am besten geeignete für den individuellen Bedarf. Dafür ist EB sehr offen konzipiert. Wir interagieren eng mit allen gängigen 3D-Systemen oder auch anderen Spezialtools, die letztendlich auf dem gleichen Grundprinzip beruhen. Dahinter stecken Anlagenmodelle oder funktionale Modelle. Auf dieser Ebene koppeln wir uns mit 3D-Systemen, um ein durchgängiges Ergebnis zu erhalten. In der Engineering-Phase lässt sich über einen Deltaabgleich prüfen, ob Objekte oder deren Parameter auf der „anderen“ Seite verändert wurden, um entsprechend zu reagieren. Im Betrieb kann man später über den 3D-Viewer beispielsweise an eine bestimmte Stelle der Anlage gehen und von da direkt verlinkt in unsere 1D- und 2D-Welt springen, um zu erkennen, wo etwa der I/O aufläuft oder wie ein Kabel angeschlossen ist.