R&I-Fließbild als Basis einer nachhaltigen Prozessplanung
Wie detaillierte R&I-Fließbilder den Ingenieur durch die übersichtliche Darstellung von Anlagenteilen und Rohrleitungen in der Verfahrenstechnik unterstützen.
In der Verfahrenstechnik gilt die Anlagenplanung als eine der größten Herausforderungen der gesamten Konzeption. Erleichtert wird die Planung durch die Verwendung von Rohrleitungs- und Instrumenten-Fließbildern, kurz R&I-Fließbild oder R&I-Fließschema genannt.
Was ist ein R&I-Fließbild?
Bei einem R&I-Fließbild handelt es sich um ein detailliertes Diagramm, das anhand von grafischen Symbolen die Anlagenteile, Rohrleitungen sowie deren Funktionen in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik darstellt. R&I-Fließschemata sind in vielen Industriebranchen unverzichtbar. Doch auch im laufenden Betrieb dienen Fließbilder dazu, den Überblick zu behalten und Störungen frühzeitig zu identifizieren und zu beseitigen. Moderne R&I-Planungstools erleichtern die Erstellung von Fließbildern heutzutage erheblich.
Es gibt zahlreiche Branchen, in denen R&I-Fließbilder die Grundlage für sämtliche Produktionsanlagen bilden. Sie dienen als Schnittstelle in der Planung und Steuerung von Maschinen und Aggregaten, deren Funktionen sowohl reibungslos als auch effizient koordiniert sein sollten. Aufgrund der Vielzahl an Branchen und ihren spezifischen Anforderungen kommen für die jeweiligen Bereiche unterschiedliche Planungs- und Dokumentationswerkzeuge zum Einsatz. Im Bereich Rohre und Instrumentierung wird heute fast immer leistungsstarke CAD-Software verwendet, während früher die händische Anfertigung mit Symbol-Schablonen und technischen Zeichenwerkzeugen üblich war. Durch die elektronische Datenverarbeitung lassen sich die Informationen der verschiedenen Systeme besser zusammenfassen und mit der Gesamtanlage koordinieren.
In so gut wie allen Branchen, in denen Verfahrenstechnik zum Einsatz kommt, sind R&I-Fließbilder unverzichtbar. Grundsätzlich nutzt man sie überall dort, wo Rohrleitungen und Instrumente an Maschinen, Aggregaten und Förderkreisläufen benötigt werden. Entsprechend breit ist der Anwendungsbereich für R&I-Schemata.
- Lebensmittelindustrie
- Pharmaindustrie
- Chemische Industrie
- Metallindustrie
- Abfall- und Entsorgungswirtschaft
- Textilverarbeitende Industrie
- Papierindustrie
- Umwelttechnik
- Versorgungsbetriebe (z. B. Wasserversorgung, Wärmeversorgung etc.)
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Grundlagen zur Nutzung von R&I-Fließbildern
Alle Verfahrensfließbilder – also auch R&I-Fließschemata – sind Diagramme, in denen Materialströme, Maschinen und Aggregate, Verbindungen und gegebenenfalls die Steuerung und Regelung technischer Anlagen visualisiert sind. Die übersichtliche Darstellung komplexer Abläufe erleichtert die Planung, Modellierung und Optimierung von Prozessen in der Verfahrenstechnik. Sie kommen sowohl in der Planungsphase als auch später bei der Analyse laufender Prozesse zum Einsatz und dienen außerdem als Basis für die Aufstellung von Pflichtenheften, Anleitungen und Betriebsparametern einer Anlage. Am Ende enthält ein R&I-Fließschema alle Prozessinformationen und Details über die verschiedenen Komponenten.
Ein solches Diagramm verschafft Beteiligten eine Übersicht zu den Abläufen und Strömen. R&I-Fließbilder werden Schritt-für-Schritt aufgebaut und können in der Darstellung von einzelnen Komponentengruppen bis hin zu komplexen Systemen, Prozessen und Aufgaben reichen. Das R&I-Fließbild ist das wichtigste Dokument für das Basic Engineering von Anlagen und definiert die Aufgabenstellungen für die jeweiligen Fachabteilungen.
Die Idee, Prozesse mithilfe von Flussdiagrammen darzustellen, wurde Ende des 19. Jahrhunderts durch den US-amerikanischen Ingenieur Frank Bunker Gilbreth entwickelt. Anders als viele Zeitgenossen legte Gilbreth mehr Wert auf die Optimierung von Arbeitsmethoden als auf die Steigerung der Arbeitsleistung. Ergonomisches Arbeiten und eine logische Anleitung für Arbeiter waren wichtige Elemente seiner Forschungsarbeit. Mit Flussdiagrammen begründete er auch die spätere Weiterentwicklung des Prozess-Mappings für R&I-Fließbilder.
R&I-Fließschemata werden insbesondere in der chemischen und petrochemischen Industrie nach den Regeln der DIN EN ISO 10628 angefertigt und sollen nicht nur grundlegende Informationen enthalten, sondern auch wichtige Zusatzinformationen liefern, wobei Letzteres optional ist. Verglichen mit anderen Verfahrensbildern erreicht das R&I-Fließbild mit Abstand die größte Informationsdichte. Es basiert auf dem allgemeinen Konzept des Verfahrensfließbilds und ergänzt dieses durch elektrische Mess-, Steuer- und Regeltechnik (EMSR). Zusätzliche Symbole für Rohrleitungen sind in der DIN 2429 enthalten. Wirklinien für Steuer- und Regelungselemente sind nach DIN 19227 darzustellen. Die verwendeten Kennzeichnungssysteme können sich je nach Branche unterscheiden; besonders häufig werden Bauteile nach dem KKS (Kraftwerk-Kennzeichnungssystem) gekennzeichnet, die unter anderem auch in chemischen Anlagen Verwendung finden. Details zur Systematik der Kennzeichnung enthält die DIN 6779.
Zu den Mindestanforderungen bei den grundlegenden Informationen an ein R&I-Fließbild zählen folgende Definitionen:
- Funktion und Art der verwendeten Maschinen und Apparate. Inbegriffen sind Antriebselemente, Fördereinrichtungen und Reserveinstallationen
- Kennzeichnung obiger Maschinen und Apparate
- Kennzeichnung der Größen verwendeter Apparate und Maschinen
- Aufführung von Rahmendaten wie Nennweite, Druckstufe, Werkstoff und Ausführung der benötigten Rohrleitungen
- Details zu Maschinen, Apparaten, Rohrleitungen sowie zu Armaturen, Fittings, und Ventilen (Aufstellung in separaten Listen möglich)
- Symbole und Buchstabenschlüssel für Variablen, Steuer- und Regelfunktionen; Beschreibung der Prozessleittechnikaufgabe samt entsprechender Symbole
- Kenngrößen und Betriebsdaten von Antriebselementen (Aufstellung in separaten Listen möglich)
Zusätzlich können folgende Informationen in einem R&I-Fließschema enthalten sein:
- Angaben zu Energiemengen bzw. Energieträgern
- Fließweg und Fließrichtung von Energieträgern bzw. Energie
- Angaben zu wichtigen Steuer-, Regel- und Messgeräten
- Werkstoffe der Maschinen und Apparate
- Montagehöhe der Plattform und Angabe der relativen vertikalen Position von Anlagenteilen
- Armaturenkennzeichnung
- Detaillierte Benennung diverser Anlagenteile
Sind in einem R&I-Fließbild Mess- und Regelstellen enthalten, können sie mit einem der folgenden Kürzel bezeichnet werden. Je nach Buchstabenfolge erhält man so Informationen über Funktion und Aufgabe einer Messung. Auch Ergänzungs- und Folgebuchstaben sind möglich. Zu beachten ist, dass diese Bezeichnungen nicht alle Details enthalten sollen, sondern nur als Referenz für das Instrumentendatenblatt dienen. Anhand der Identifikationsnummer lassen sich dort Informationen wie Messbereich, Grenzwerte, Einbauanleitungen und ähnliche Hinweise nachschlagen.
Erstbuchstabe der Kürzel
Dichte (Density): D
elektrische Größen: E
Durchfluss: F
Handeingabe bzw. Handeingriff: H
Füllstand: L
Feuchte: M
Druck: P
Stoffqualität: Q
Geschwindigkeit bzw. Drehzahl: S
Temperatur: T
Viskosität: V
Masse: W
Zusätzlich sind folgende Ergänzungs- bzw. Folgebuchstaben möglich:
Differenz: D
Verhältnis: F
Summe (Gesamtdurchfluss etc.): Q
Alarm: A
Geregelt: C
Anzeige: I
Aufzeichnung: R
Schaltung: S
Noteingriff: Y
Ober- bzw. Untergrenze: + bzw. –
Klassifizierung verschiedener Arten von Fließbildern
Die Anwendungszwecke von R&I-Fließschemata sind in den meisten Branchen ähnlich. So geht es zumeist um eine oder mehrere dieser Aufgaben:
- Darstellung einer Rohrleitung innerhalb einer verfahrenstechnischen Anlage
- Darstellung einer Übersicht einer verfahrenstechnischen Anlage (inklusive Instrumentierung)
- Darstellung von Funktionsübersichten für Maschinen und Apparate
Die tatsächliche Art des Fließschemas richtet sich danach, für welche Zielgruppe das Dokument erstellt wird. So unterscheiden sich R&I-Fließbilder in ihrer Informationsdichte und Komplexität beispielsweise danach, ob sie eine vereinfachte Darstellung für Investoren mit betriebswirtschaftlichen Aspekten enthalten oder für den Anlagenbetreiber erstellt werden, der ein komplettes und detailliertes Fließdiagramm benötigt.
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R&I-Fließbilder für verschiedene Industriezweige
In der chemischen und/oder petrochemischen Industrie sind R&I-Diagramme unverzichtbar. Kaum irgendwo sonst gibt es derart viele und komplexe Rohrleitungen und Instrumentierungen auf engem Raum, die für unterschiedliche Prozesse benötigt werden. In der chemischen Verfahrenstechnik geht es dabei um die Stoffumwandlung mittels chemischer Reaktionen. Bei der Planung ist insbesondere die Möglichkeit unerwünschter Reaktionen zu berücksichtigen, die im Umgang mit den verschiedenen Stoffen zu erwarten sind. Auch zusätzliche Vorrichtungen mit Rohrleitungen zur Wärmezufuhr oder Kühlung sind wichtige Bestandteile von R&I-Flussdiagrammen.
Naturgemäß lassen sich Haupt- und Nebenprodukte bei der Öl- und Gasverarbeitung in Raffinerien und anderen petrochemischen Anlagen vor allem über Rohrleitungen realisieren. Über Kondensation und Abscheidung von Erdöl in unterschiedlichen Fraktionen lassen sich die jeweiligen Derivate aus Kohlenwasserstoffen gewinnen, die für andere Zwecke benötigt werden. Dies betrifft nicht nur die Brennstoffgewinnung in Form von Benzin, Diesel oder Propangas, sondern auch Hilfs- und Ausgangsstoffe für die Herstellung von Kunststoffen, Medikamenten und ähnliche Produkte.
Die effiziente Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln im industriellen Maßstab ist ohne eine ausgefeilte Verfahrenstechnik nicht möglich. Material- und Stofftransport mit Förderanlagen und Rohrleitungen, Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinen sowie Kühl- oder Wärmeanlagen sind auf eine sorgfältige Planung mit R&I-Fließbild angewiesen. Von der Anlieferung von Rohstoffen über die Prozesse innerhalb der Weiterverarbeitung bis zur Vorbereitung zum Weitertransport müssen viele komplexe Vorgänge aufeinander abgestimmt und perfektioniert sein, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Dabei sind die strengen Anforderungen an die Hygiene zu berücksichtigen, die für Anlagenplaner stets eine besondere Herausforderung darstellen.
Ähnlich wie in der Lebensmittelindustrie ist die Pharmaindustrie auf hygienisch einwandfreie Produktionsumgebungen angewiesen. Der Ablauf der Prozesse ähnelt jedoch häufig denen der chemischen und petrochemischen Industrie und beinhaltet entsprechende Anforderungen an die Gestaltung verfahrenstechnischer Anlagen.
Es ist kein Zufall, dass das Kraftwerk-Kennzeichensystem KKS in der Verfahrenstechnik eine große Rolle bei der Erstellung von R&I-Fließbildern spielt. Egal, welche Brennstoffe oder Verfahrensweisen zur Energieerzeugung genutzt werden, fast immer kommen Rohrleitungen, Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie Fördereinrichtungen für den Materialtransport zum Einsatz. Damit es nicht zu unplanmäßigen Ausfallzeiten und teurem Stillstand in Kraftwerken kommt, ist ein perfektes R&I-Fließbild zur Darstellung aller Abläufe und Prozesse besonders hilfreich.
Unterschiedliche Arten von Fließbildern
Neben dem Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema gibt es in der Verfahrenstechnik weitere Arten von Fließbildern, die sich je nach Aufgabenbereich unterscheiden.
Hierbei handelt es sich um eine detaillierte Beschreibung von Funktionen und Abläufen technischer Verfahren, beispielsweise in Produktionsbereichen. Es ist gekennzeichnet durch die Verwendung grafischer Symbole für Maschinen, Apparate und Stoff- bzw. Energieströme. Üblicherweise sind auch die wichtigsten Parameter für den Betrieb der Anlage im Fließbild enthalten.
Das R&I-Schema dient zur Erstellung besonders detaillierter Planungsunterlagen. Sämtliche Leitungswege, Verbindungen und Armaturen bzw. Instrumente sind hier verzeichnet. Außerdem sind Verbindungsarten, Materialien, Medien, Nenngrößen und ähnliche Komponentenparameter enthalten. Es ist zu empfehlen, bei der Erstellung von R&I-Fließbildern auf die korrekte Nutzung einheitlicher Symbole zu achten, die in den jeweiligen Normen verlangt sind.
[SS1]Das ist glaube ich falsch.
Das Grund- oder Blockfließbild ist eine vereinfachte grafische Darstellung von Verfahrensschritten, Operationen oder kompletten Anlagen. Das Grundfließschema wird in der Regel durch Rechtecke dominiert, die mit entsprechenden Pfeilen und Linien verbunden sind, um die jeweiligen Stoff- und Energieströme bzw. Abläufe der Prozesse darzustellen. Zusätzlich können Angaben zu Temperaturen, Druckverhältnissen oder Stoffkonzentrationen verzeichnet sein.
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Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema im Detail
Um eine verfahrenstechnische Anlage zu planen, sind verschiedene Aufgabenbereiche abzudecken. Eine der wichtigsten Aufgaben ist sicherlich die Verfahrensplanung durch Erstellung eines geeigneten Verfahrensfließbildes. Dem R&I-Fließbild kommt eine besondere Bedeutung im Planungsprozess zu. Am Ende steht ein Diagramm, das alle relevanten Prozessinformationen und Details zu den eingesetzten Komponenten enthält.
Die Bedeutung einer intelligenten Planung im Anlagenbau
Früher waren R&I-Fließschemata mehr oder weniger einfache Grafiken. Moderne Software-Tools helfen nicht nur bei der Erstellung von Fließbildern, sondern sorgen auch dafür, dass die Diagramme am Ende zu einem intelligenten Planungswerkzeug werden. Möglich wird dies durch sogenannte Attribute, die wichtige Details und Daten enthalten. Letztere werden bei der weiteren Planung und Fertigung der verfahrenstechnischen Anlage sehr wichtig. Attribute enthalten nicht nur eine Vielzahl an Daten, sondern stellen ein intelligentes Planungstool dar, das eine Analyse und Auswertung der Informationen ermöglicht. Bei klassischen Flussdiagrammen ist eine solche Detailtiefe überhaupt nicht möglich. Gute CAD-Lösungen setzen die Verwendung von Attributen als mächtiges R&I-Planungstool von vornherein ein.
Für die Planer ergeben sich mehrere Vorteile aus der Nutzung der intelligenten Software für Verfahrenstechnik. Mussten früher die Eigenschaften aller Komponenten einzeln per Hand in diversen Dokumenten festgehalten werden, erstellt die Planungssoftware auswertbare Dokumentationen, die bereits in die R&I-Fließbilder integriert sind. Das Planungsteam muss also nur noch bei der Erstellung des Fließbildes die Eigenschaften von Komponenten während der Platzierung der Symbole und Linien eintragen. Anschließend lassen sich diese Informationen im weiteren Verlauf jederzeit für Berichte, Stücklisten, Analysen und andere Auswertungen nutzen. Weitere Dokumentationen müssen nicht mehr manuell angelegt werden, was die Anfälligkeit für Fehler erheblich reduziert. Außerdem nutzt die Software stets die aktuellste Version der Planung, so dass Korrekturen bei einer Komponente nicht auf alle anderen Dokumente manuell übertragen werden müssen.
Vorgehen bei der Erstellung eines Fließbildes
Ohne schematische Zeichnungen könnte man keine komplexen technischen Anlagen erstellen. Unter anderem stellt ein Fließschema nämlich sicher, dass sich die Funktionen der Anlage schon im Voraus bis ins Detail planen und testen lassen. Alle Funktionen basieren schließlich auf zwingender Logik, so dass Planungsfehler in der Regel rasch entdeckt werden. Im weiteren Verlauf lassen sich technische Parameter von Anlagen genauestens überwachen und analysieren. Sinnvoll ist die Erstellung eines R&I-Fließbildes beispielsweise zur Planung folgender Anlagen:
- elektrische Anlagen und Schaltungen
- Anlagen zur Gas-, Öl- und Energieversorgung
- technische Prozesse in der Industrie
- technische Prozesse in anderen Bereichen
- Belüftungs- und Entlüftungsanlagen
- Anlagen zur Turbinensteuerung (z. B. Gasturbinen)
- Heizungsanlagen jeder Größe
- Trinkwasser- und Abwasserversorgung
1 Schritt: Anforderungen festlegen und geeignete Fließbildart auswählen
Jedes Fließschema beginnt mit der Festlegung der gewünschten Detaildichte. Dabei sind R&I-Fließbilder in der Regel detailreicher als Blockfließbilder. Je nachdem, welche Art von Planung für die verfahrenstechnische Anlage benötigt wird, stehen verschiedene Verfahrensfließbilder zur Wahl. Zunächst müssen die Eigenschaften der wichtigsten Komponenten der Anlage recherchiert werden. Dann ordnet man sie in der logischen Reihenfolge an, in der sie später genutzt werden sollen. Stoff- und Energieströme werden im nächsten Schritt durch Linien und Pfeile dargestellt, die mit den Komponenten verbunden sind.
2. Schritt: Kenndaten dokumentieren
Nachdem die wichtigsten Anforderungen und Komponenten festgelegt sind, sollten alle relevanten Kenndaten von Maschinen, Apparaten oder sonstigen Verbrauchern definiert und dokumentiert werden. Dies können Angaben zu Materialverbrauch, Stromverbrauch, Temperaturen, Dampfmengen und ähnlichen Parametern sein. Liegen diese Informationen vor, entsteht aus den ersten Entwürfen des Blockdiagramms ein deutlich detailreicheres Verfahrensfließschema.
3. Schritt: R&I-Fließbild erstellen
Das nun vorliegende Verfahrensfließbild dient als Vorlage für die Erstellung eines R&I-Fließschemas, in das alle benötigten medienführenden Leitungen, Instrumente und Armaturen eingepflegt werden. Nach der grafischen Erstellung des Fließbildes geht die Planung mit der Definition von Werkstoffen, Nennweiten und Verbindungen weiter. Sämtliche Anforderungen und Spezifikationen werden in dieser Phase erfasst. Auch erforderliche Mess-, Steuer-, und Regelleitungen werden dabei berücksichtigt. Am Ende steht ein äußerst detailliertes Fließschema, das zur Abstimmung mit anderen Fachbereichen und als Vorlage für die spätere Montage der Verfahrensanlage dient.
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Durch das schrittweise Vorgehen lassen sich viele Fehlerquellen in der Planung von vornherein vermeiden. Die fachgerechte Identifizierung und Platzierung der erforderlichen Elemente ist entscheidend. Hierfür bietet sich die Zusammenarbeit mit anderen Experten und Fachbereichen an, die immer wieder den Planungsfortschritt kontrollieren helfen. Während es in der ersten Planungsphase um die logisch korrekte Verknüpfung der Funktionen von Anlagenteilen geht, müssen in späteren Phasen sämtliche Leitungen, Apparate und Instrumente bzw. Armaturen fachgerecht ausgelegt sein. Häufig wird die Bedeutung der hydraulisch-physikalischen Bedingungen im Rohrleitungssystem unterschätzt. Sie gilt es immer wieder zu überprüfen, um eine fehlerfreie und reibungslose Funktion der Anlage sicherzustellen. Das ist auch wichtig, wenn es später zu Überarbeitungen, Reparaturen oder komplexen Umbauten an der Anlage kommt.
Bereits in den ersten Schritten der Planung sollte unbedingt darauf geachtet werden, ausschließlich die korrekten und entsprechend genormten Symbole für den jeweiligen Anwendungsbereich zu nutzen. Besonders bei R&I-Fließbildern trägt diese Vorgehensweise dazu bei, dass sowohl in der Planung als auch später im Betrieb keinerlei Missverständnisse bezüglich der verwendeten Bauteile und Komponenten aufkommen können. In diesem Zusammenhang hat es sich als sehr sinnvoll erwiesen, eine Legende anzulegen, in der nicht nur die genutzten Symbole samt Bedeutung festgehalten sind. Sie dient auch als Referenz für die Zuordnung von Medien zu ihren jeweiligen Linienarten und Linienfarben im Schema. Je eindeutiger und klarer die Grafik, umso besser. Alle relevanten Informationen sollten eindeutig identifizierbar sein, um Verwechslungen und anderen Fehlern im weiteren Verlauf vorzubeugen.
Am besten setzt man heutzutage für diese Arbeiten eine geeignete und leistungsstarke R&I-Software ein, die auch die Erstellung intelligenter Fließbilder beherrscht. Das vereinfacht nicht nur den gesamten Planungsprozess, sondern erleichtert auch das Einpflegen der geeigneten Symbole. Viele Planungsprogramme enthalten bereits eine entsprechende Symbol-Bibliothek, die den Normen und Verwendungsbereichen entspricht. Bei Bedarf lassen sie sich auch erweitern oder auf andere Bedürfnisse anpassen. Zusätzlich können die meisten Software-Lösungen die Planung auf Konsistenz überprüfen. Sie checken also alle Elemente des R&I-Fließschemas auf Konflikte, unlogische Verläufe oder andere Fehler. Durch die Erstellung automatischer Fehlerlisten ist die Suche und Behebung von Problemen deutlich einfacher. Sofern die Fachleute die benötigten Parameter in die Planungsdaten einfügen, können Fließbilder auch Teile der Leitungs- und Armaturenberechnung übernehmen. Dies hängt aber vom Funktionsumfang ab.
Die Probleme von nicht-intelligenten R&I-Fließbildern
Früher entstanden Fließbilder nicht im Computer, sondern händisch auf Papier. Sie waren dann einfache Zeichnungen, auf denen mehr oder weniger begrenzte Informationen untergebracht werden konnten. Obwohl inzwischen intelligente Softwarelösungen zur Verfügung stehen, erstellen manche Planer ihre Fließdiagramme immer noch händisch oder zeichnen sie im Computer. Obwohl sie sich digitaler Hilfe bedienen, sind diese Fließbilder nicht intelligent und damit auch nicht auswertbar. Nur eine leistungsstarke R&I-Software kann beispielsweise zusätzliche Daten und Parameter in Attributen hinzufügen, die komplett auslesbar und für andere Zwecke verwertbar sind. Würde man diese Informationen alle auf einer Zeichnung unterbringen wollen, wäre das Diagramm hoffnungslos überfrachtet und viel zu kompliziert. Verzichtet man jedoch auf diese Informationen, müssen sie umständlich manuell in Listen und Referenzdokumentationen eingefügt werden. Dieses Vorgehen ist höchst zeitaufwändig und fehlerbehaftet. Außerdem müssen bei Aktualisierungen alle Listen erneut händisch auf den neuesten Stand gebracht werden, was zu Verzögerungen, Fehlern und Missverständnissen führen kann.
Nicht alle Softwarelösungen unterstützen die Erstellung intelligenter Fließbilder. Grundsätzlich kann man dies bereits mit einfachen Grafikprogrammen oder sogar innerhalb einer Textverarbeitung oder Tabellenkalkulation erledigen. Hier fehlen aber zumeist die Möglichkeiten, um die genormten Symbole automatisch aus entsprechenden Bibliotheken zu importieren. Die Bedienung ist überdies kompliziert und eine konsistente Fehlerüberprüfung durch das Programm ist ebenfalls nicht möglich. Fehler werden dadurch nicht oder nur mit großer Verzögerung erkannt. Die Berechnung von Anlagen und einzelnen Komponenten wie Rohrleitungen und Instrumenten ist nur mit zusätzlicher, externer Software möglich oder wird komplett manuell ausgeführt.
Intelligente R&I-Fließbilder erstellen und sinnvoll nutzen
Idealerweise sollten Unternehmen eine bewährte R&I-Lösung, wie M4 P&ID FX wählen, die sowohl die Erstellung von simplen Blockfließbildern als auch von komplexen R&I-Fließschemas ermöglicht. Durch diverse Vorlagen und leicht nutzbare Symbol-Bibliotheken geht der gesamte Planungsprozess deutlich schneller voran. Viele kleinere und mittlere Unternehmen scheuen die Investition in eine gute R&I-Software, doch die Praxis zeigt, dass die Zeitersparnis und die Vermeidung von Fehlern die Investition bereits mit den ersten Projekten rechtfertigt.
Es ist immer gut, wenn bei Fragen und Problemen keine langen Kommunikationswege eingehalten werden müssen. Intelligente R&I-Fließschemata werden in einer eigens dafür konzipierten Software erzeugt, die nicht nur die pure Zeichnung enthält, sondern auch sogenannte Attribute in die Dateien einpflegt. Dies bedeutet, dass jeder, der mit der Planung befasst ist, zu jedem Zeitpunkt die in den Attributen hinterlegten Zusatzinformationen abrufen kann. Zu diesen Hintergrundinformationen gehören beispielsweise Spezifikationen, Besonderheiten, Materialeigenschaften und alles, was für den Planungs- und Ausführungsprozess des Projekts relevant ist. Außerhalb der Planungsphase ermöglichen diese Informationen außerdem eine genaue Analyse und Auswertung der Fließbilder im laufenden Anlagenbetrieb sowie die Generierung von Stücklisten ohne großen Zusatzaufwand.
Durch die Zeitersparnis beim Einsatz intelligenter R&I-Fließbild-Tools können wertvolle Personalressourcen gespart werden. Diese lassen sich entweder auf andere Aufgabenbereiche verteilen oder auf die Beschleunigung des gesamten Ablaufs verwenden. Dass damit fast immer auch eine erhebliche Kostenersparnis verbunden ist, liegt auf der Hand. Die Ausschaltung redundanter Strukturen (wie es beispielsweise bei parallelen Arbeiten in verschiedenen Abteilungen vorkommt), ist durch eine Vernetzung der R&I-Planung ein weiterer großer Vorteil. Insgesamt lässt sich die Fehlerquote bei der Erstellung von Diagrammen in der Planung durch die Nutzung von CAD-Tools für intelligente R&I-Fließbilder in fast jedem Unternehmen senken. Daher lohnt sie sich auch für Firmen, die den Kostenaufwand für ein professionelles Planungstool bislang gescheut haben.
Hier erfahren Sie mehr über eine ganzheitliche R&I-Software und können sich zusätzlich durch einen Test selbst von den Vorteilen überzeugen.
Auf die Zukunft vorbereitet
Der Planungsprozess endet nicht mit der Fertigstellung des ersten Entwurfs, sondern er ist erst der Anfang. Insbesondere komplexe Anlagen in der Verfahrenstechnik unterliegen fast immer Änderungen und Anpassungen im laufenden Betrieb. Selbst wenn die Planung vollkommen korrekt und effizient war, ändern sich die Anforderungen mit der Zeit. Erfahrungen im Betriebsablauf oder Änderungen bei der Produktion wirken sich ebenfalls auf den Planungsbedarf aus. Wer auf intelligente R&I-Fließbilder setzt, kann diese zukünftigen Anforderungen und Erweiterungen auch später noch problemlos einfügen und das Diagramm entsprechend anpassen.
Beispiele für Funktionen und Merkmale intelligenter R&I-Fließbild-Softwaretools:
- intuitive Bedienbarkeit
- integrierte Bibliothek mit Vorlagen und Symbolen
- integrierte Konsistenzprüfung
- Nutzung von Attributen zur Verdichtung von Informationen
- integrierte Erstellung von Stücklisten
- integrierte Qualitätsprüfung zur Fehlerkorrektur
- vielseitige Exportmöglichkeiten in unterschiedliche Dateiformate
- verbesserte Effizienz durch Zeitersparnis und Vermeidung von Redundanzen
- bessere Fehlervermeidung, Fehlererkennung und ggf. Fehlerbehebung
- Kostensenkung durch effizientere Abläufe und Ressourceneinsparung
- bessere Koordination zwischen den einzelnen Abteilungen
- Zukunftssicherheit bei späteren Anpassungen
Zukunftsausblick für den Umgang mit R&I-Fließschemata
Der Einzug der modernen Technik für die Erstellung von R&I-Flussdiagrammen ist längst noch nicht abgeschlossen. Die Einführung einer R&I-Software war nur der Anfang. Mittlerweile beherrschen intelligente Software-Tools eine Reihe von sinnvollen Funktionen, die die Planung erleichtern, beschleunigen und sicherer machen. Neben einer adäquaten Kostensenkung ist damit vor allem eine größere Leistungsfähigkeit verbunden. Dinge, die früher nicht mit R&I-Fließschemata darstellbar waren, sind heute bereits eine Selbstverständlichkeit. Planungen aus Fließbildern sind schon heute in 3D-Umgebungen übertragbar und lassen sich somit beispielsweise vor Ort in der künftigen Fabrik aus allen Perspektiven betrachten, bevor auch nur die erste Materialbestellung aufgegeben wird. Aber auch die Details für Materialbestellungen lassen sich aus einem Fließbild heraus sehr genau steuern und anhand der automatisch generierten Stückliste auslesen.
Sehr viele Branchen haben Bedarf für Diagramme zur Prozessplanung und Prozessoptimierung und mittlerweile steht auch kleinen und mittelständischen Unternehmen der Weg offen, denn der Markt bietet einfach zu bedienende und dennoch professionelle R&I-Software an. Denn auch kleinere Firmen profitieren von den Vorteilen bei der Nutzung von R&I-Flussdiagrammen.
Der Schritt vom zweidimensionalen Reißbrett in die digitale Welt ist dank leistungsfähiger CAD-Systeme bereits erfolgt. Schon heute lassen sich gute Fabriklayouts mit relativ wenig Aufwand erstellen, die früher aufgrund ihrer Komplexität nicht ohne Weiteres auf Papier darstellbar waren. Insbesondere die Fortschritte bei Virtual Reality machen die 3D-Darstellung immer wichtiger. Hinzu kommen weitere Entwicklungen im Zuge der Vernetzung von realer und digitaler Produktionswelt im Rahmen von Industrie 4.0. Neben Änderungen wie der Reduzierung großer Fabrikanlagen auf kleinere On-Demand-Produktionsstätten wird die Weiterentwicklung künstlicher Intelligenz auch diesen Bereich vermutlich stark prägen.
Zusammenfassung und Fazit
Obwohl die Erfindung des Fließbildes bereits weit über 100 Jahre zurückliegt, wächst seine Bedeutung weiter an. Mehr denn je steht die Effizienz bei der Planung verfahrenstechnischer Anlagen im Vordergrund, denn Zeit ist Geld und wer Zeit einsparen kann, gewinnt so manche Ausschreibung. Besonders bei Großprojekten fällt immer wieder auf, dass Verzögerungen auf Fehler und Probleme in der Planungsphase zurückzuführen sind. Doch auch im kleinen Maßstab machen sie sich entsprechend negativ bemerkbar. Ohne ein sorgfältig erarbeitetes Konzept und die grafische Darstellung in einem normgerechten R&I-Fließbild lässt sich heute kein ambitioniertes Projekt mehr umsetzen.
- R&I-Fließschemata sind unverzichtbar bei der Planung verfahrenstechnischer Anlagen
- R&I-Planung mit genormten Symbolen erleichtert Planung und Ausführung erheblich
- Einsatz leistungsstarker R&I-Software verbessert die Effizienz und reduziert Fehlerquoten drastisch
- intelligente R&I-Fließbilder bieten eine nie gekannte Informationsdichte und -tiefe, die nicht nur in der Planungsphase relevant ist
Künftig werden intelligente Fließbilder nicht mehr die Ausnahme, sondern die Regel sein. Kooperationen mit Partnern, Kunden und anderen Fachleuten lassen sich dadurch erheblich vereinfachen und attraktiver für alle Beteiligten gestalten.
Ein R&I-Fließbild (Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild) ist ein detailliertes Diagramm, das in der Verfahrenstechnik verwendet wird. Mit dem Fließbild wird die Anordnung und Funktion von Anlagenteilen, Rohrleitungen und Instrumenten schematisch dargestellt. Es ist ein entscheidendes Werkzeug in der Planungsphase, um alle Prozesskomponenten effizient und logisch anzuordnen. Zusätzlich unterstützt es die Analyse und Überwachung laufender Prozesse.
R&I-Fließbilder sind in nahezu allen Branchen von grundlegender Bedeutung, in denen verfahrenstechnische Prozesse abgebildet werden müssen. Dazu gehören die chemische und petrochemische Industrie, die Lebensmittelindustrie, die Pharmaindustrie, die Metallindustrie, die Energieerzeugung sowie die Umwelttechnik und Versorgungsbetriebe. Fließbilder helfen dabei, die komplexe Anordnung von einzelnen Komponenten, Rohrleitungen und den dazugehörigen Instrumenten übersichtlich darzustellen.
Ein R&I-Fließbild bietet eine detaillierte Ansicht verschiedener Anlagenkomponenten und umfasst Informationen über Maschinen, Apparate, Rohrleitungen, Armaturen und Ventile. Zusätzlich sind Angaben zu Materialströmen, Energieträgern, Nenngrößen, Druckstufen und Werkstoffen der Rohrleitungen enthalten.
Bei der Erstellung von R&I-Fließbildern kommen verschiedene technische Standards zur Anwendung, darunter DIN EN ISO 10628 für die chemische und petrochemische Industrie. Diese Standards gewährleisten, dass die Fließbilder klar, verständlich und einheitlich sind.
Intelligente R&I-Fließbilder, die mit spezialisierter R&I-Software wie M4 P&ID erstellt werden, ermöglichen eine bessere Fehlererkennung und -behebung, eine Kostensenkung durch effizientere Abläufe und eine bessere Koordination zwischen den verschiedenen Abteilungen. Die hier erstellten R&I-Fließbilder beinhalten alle relevanten Informationen, die im Projektverlauf ausgewertet werden können.