Fünf Praxistipps für erfolgreiches Hardware Engineering in der Chemieindustrie
Hardware Engineering umfasst die Planung, Konstruktion und Umsetzung der elektrischen und elektronischen Systeme – von Mittelspannungstransformatoren über Niederspannungsverteilungen und Schaltschranktechnik bis hin zur Feldebene, die in der Prozessindustrie das technische Fundament für zuverlässige, sichere Produktionsabläufe und als Basis für leistungsfähige Software gilt.
Hardware Engineering bezeichnet die Planung, Konstruktion und Umsetzung der elektrischen und elektronischen Systeme. In Industrieanlagen beginnen diese beim Mittelspannungstransformator, führen über Niederspannungsverteilungen zu Schaltschränken und bis zur Feldebene. „Man kann also sagen, in der Prozessindustrie bildet die Hardware das technische Fundament für zuverlässige und sichere Produktionsabläufe. Sie ist die Basis, damit sich Software entfalten kann“, erläutert Philipp Raiger aus dem Leitungsteam Hardware Engineering. Doch Zeitdruck, Datenflut und ein Bürokratie-Dschungel aus Normen und Dokumentation treiben die Aufwände für das Hardware Engineering in die Höhe. Fünf Praxistipps können jedoch dabei helfen, typische Stolpersteine zu umgehen, die Projektdauer zu straffen und damit verbundene Kosten zu minimieren.
Tipp 1: Hardware frühzeitig und detailliert einplanen
„Was wir häufig erleben, ist, dass sich Hardware-Vorgaben verändern und weiter ausdetailliert werden, obwohl die Planung der Anlage bereits abgeschlossen ist", berichtet Philipp Raiger. „Teilweise ist der Schaltschrankbau sogar schon im Gange.“ Der Aufwand, der durch solche nachträglichen Änderungen entsteht, wird häufig unterschätzt.
Ein Beispiel: Eine kurzfristig ergänzte SIL-Abschaltung (Safety Integrity Level) klingt harmlos, zieht aber Kreise durch das gesamte Projekt. Die Planung muss zurückgerollt, Verdrahtung angepasst, Sicherheitsbetrachtung überarbeitet werden. Aus einer vermeintlich kleinen Änderung entwickelt sich ein Kosten- und Zeittreiber.
Der Gegenentwurf: Hardware Engineering bereits in der Basic-Design-Phase der Anlage einbinden. Philipp Raiger ist überzeugt, dass Änderungen im laufenden Projekt deutlich reduziert werden können, wenn Schaltschrank-Konzepte, Messgeräte-Typicals und passende Steuerungssysteme früh stehen. „Auch wenn sich nachträgliche Änderungen in großen Projekten nie ganz vermeiden lassen – das Hardware Engineering von Beginn an mitzudenken spart Zeit und Kosten und schafft von Anfang an eine klare Struktur.“
Tipp 2: Eine ganzheitliche Datenbasis schaffen
Moderne Projekte produzieren riesige Datenmengen, auf die die unterschiedlichen Teams zugreifen müssen. Egal ob Messstellenlisten, IO-Belegungen, Gerätespezifikationen – jeder benötigt die aktuelle Version des Dokuments oder Modells und das im besten Fall ohne Medienbrüche. „Die Lösung liegt in einer ganzheitlichen Datenbasis, die für alle Bereiche und von der ersten Planung bis zur Inbetriebnahme nahtlos funktioniert“, macht Philipp Raiger deutlich.
Eine integrierte Datenbank schafft hier die Grundlage. Dort werden Planungsdaten wie zum Beispiel Messstellelisten importiert, am besten zu Beginn des Projekts. Von da an ist alles miteinander verknüpft: Messgeräte-Auslegung, IO-Belegung, Schaltschrankbau, Montage bis zum Loopcheck. Jede Messstelle lässt sich bis zur Inbetriebnahme durchverfolgen. So hat jeder immer die aktuellen Daten, die er gerade benötigt.
Ein weiterer Baustein sind standardisierte Formate. Das reduziert Medienbrüche und verbessert die Kompatibilität innerhalb der Planung, aber auch mit nachgelagerten Gewerken. So können beispielsweise Daten für die Produktion der Schaltschränke effizient übergeben werden. Der Schaltschrankbauer erhält alle relevanten Informationen vollständig und in einheitlicher Struktur – vom Schaltplan über Aufbaupläne bis zu Bohrbildern und Beschriftungsdaten. Planung, mechanische Bearbeitung und Verdrahtung können dadurch reibungslos ineinandergreifen. Die Kombination aus einer umfassenden Datenbank und standardisierten Formaten minimiert Fehler und spart letztlich Zeit, weil nichts übersehen wird.
Tipp 3: Compliance als Planungsinstrument sehen
EN 61439, ATEX, Funktionale Sicherheit – Normen und Dokumentationspflichten prägen den Hardware-Alltag. Statt sie als bürokratische Hürden zu betrachten, sollten sie als Planungsinstrumente genutzt werden. Philipp Raiger betont: „Am Ende geht's darum, dass die Anlage das tut, was sie soll – sicher und verlässlich". Normen sind dabei Mittel zum Zweck, nicht Selbstzweck. Entscheidend ist nicht, sie zu zitieren, sondern sie praktisch umzusetzen – so dass die Anlage technisch, formal und im Betrieb funktioniert.
Die gleiche Philosophie gilt für die Dokumentation: Sie sollte integraler Bestandteil der Planung sein, nicht parallel entstehen. Hier kommt die Datenbank (Tipp 2) ins Spiel. Aus den technischen Grunddaten lassen sich die relevanten Dokumente erstellen. Änderungen bleiben nachvollziehbar, die Dokumentation aktuell – ohne doppelte Datenhaltung. So wird aus einer oft als lästig empfundenen Pflicht ein echter Mehrwert für Qualitätssicherung und Nachvollziehbarkeit.
Tipp 4: Tools projektspezifisch wählen
EPLAN, COMOS PT, ELCAD, WSCAD – die CAE- und CAD-Tool-Auswahl ist groß. Doch nicht jede Software passt zu jedem Projekt. „Eine ‚one size fits all‘ Lösung gibt es hier nicht", beschreibt Philipp Raiger die Projektpraxis.
Jedes System hat spezifische Stärken und Schwächen. Entscheidend ist aber nicht das neueste Feature, sondern die Integration in die Projektstruktur. „Wenn wir bei cts die freie Wahl haben, setzen wir bevorzugt auf EPLAN. Der Grund ist einfach: Die Anbindung an unsere internen Systeme – vor allem an unsere Datenbank – funktioniert hier am reibungslosesten“, führt Philipp Raiger aus. „Welche Software sich für ein Projekt am besten eignet, hängt aber immer von den Standards unserer Kunden ab.“ Mit Beginn der Planung sollte also sorgfältig abgewogen werden, welche Tools zum Einsatz kommen.
Tipp 5: Wissen gezielt im Team verteilen
Normen ändern sich, Tools entwickeln sich weiter, neue Bauteile kommen auf den Markt. Fachlich aktuell zu bleiben, ohne sich zu verzetteln, erfordert Strategie: z.B. Spezialisierung im Team kombiniert mit aktivem Wissenstransfer.
„Bereiche wie ATEX, Sicherheitstechnik oder Messgeräte-Auslegung sind bei cts einzelnen Fach-Teams zugewiesen“, so Philipp Raiger. „Sie halten sich in ihrem Bereich aktuell und geben das Wissen intern weiter, wo es gebraucht wird.“ Zwei Vorteile, die daraus erwachsen: Das Know-how bleibt im Unternehmen und niemand wird mit irrelevanten Informationen überschüttet. Stattdessen erhält jeder Projektbeteiligte genau die Informationen, die gerade relevant sind – zur richtigen Zeit in der richtigen Tiefe. Dieses Miteinander sorgt zudem dafür, dass sich funktionierende Teams formen und das Wissen von Projekt zu Projekt sukzessive unter allen Team-Mitgliedern ausgebaut wird.
