Engineering Vom Kraftwerk bis zur Steckdose

Energy 2.0: Herr Knapp, Sie haben vor wenigen Monaten zum ersten Mal einen Power­day veranstaltet. Für einen Software-Hersteller, den man eher mit dem Engineering von Prozess- oder auch Energie­erzeugungsanlagen in Verbindung bringt, ist das eher untypisch.

Reinhard Knapp: Im Gegensatz zu CAD-Systemen ist EngineeringBase ein datenbank-basiertes System, das es erlaubt, abstrakt zu beginnen und ausgehend von Anlagenteilen in späteren Schritten immer mehr Details zu ergänzen. Wir können daher mit diesem Tool heute mehrere Gewerke auf eine Plattform bringen: Das fängt beim Primärprozess im Kraftwerk und dem Rohrleitungsschema an, geht über die ganze Mess- und Regeltechnik, die Leitsysteme bis hin zum Generator und der Eigenversorgung des Kraftwerks, und hört da noch längst nicht auf. Mit der Software lässt sich auch das Engineering von Umspannwerken und der Strom-Übertragung sowie -verteilung umsetzen. Wir können heute die gesamt Kette abdecken vom Kraftwerk bis zur Steckdose, und selbst bis zu den Ladestationen für Elektromobile.

Welche Veränderungen bringt die Energiewende für Sie?

Die Schwerpunkte verschieben sich: Weil Energie zum Beispiel von Offshore-Anlagen über größere Strecken transportiert werden muss, steigt das Interesse an Hochspannungsgleichstromübertragung, für die man Konverteranlagen benötigt. Eine Nischentechnologie wird da zum Mainstream, sodass sich die Engineering-Prozesse völlig verändern.

Um was geht es da konkret?

Michaela Ott: So eine Konverteranlage ist im Grunde eine Turnhalle voller Leistungselektronik, die gekühlt werden muss. Dazu ist eine umfangreiche Anlage mit 20.000 Messstellen und eigenen Prozessrechnern nötig, die der Leistungselektronik quasi ständig den Puls fühlt. Diese Messstellen zu verwalten heißt auch Unmengen an Signalen zu verwalten, Software-Signale auf Hardware-Eingänge am Leitsystem zu mappen, was einen datenbank-gestützten Ansatz nahelegt.

Was ist der Vorteil gegenüber den Zeichnungen, die man bislang verwendet hat?

Das Engineering lässt sich strukturieren, man kann einen Baukasten erstellen, weil die Elemente heute eine Datenstruktur besitzen. Man geht von abstrakten Objekten aus, denen man Funktionen zuweist – eine solche Funktion könnte das Feld eines Umspannwerkes sein. Man wählt solche modularen Ansätze, weil zum Beispiel Umspannwerke heute einen großen Wiederholungsgrad aufweisen, was die Software widerspiegeln muss: Die Objekte lassen sich schachteln, man kann mit Teilanlagen umgehen, auch duplizieren, modifizieren oder klammern. In Zeichnungs- und Dokumenten-orientierten Systemen wäre das nicht möglich – dort kann man bestenfalls Pläne kopieren und modifizieren.

Solche Tools können also Redundanzen vermeiden helfen?

Da sind ganz gewaltige Einsparungen möglich: Statt 30.000 Zeichnungen muss man dann in manchen Projekten nur noch 10.000 pflegen. Voraussetzung ist aber, dass sich der Workflow ändert. Das funktionsorientierte Vorgehen verlangt ein neues Denken in kleineren, modularen Einheiten, die sich flexibel konfigurieren lassen, sodass sich ganze Umspannwerke schließlich automatisiert konfigurieren lassen – das ist jedenfalls das Ziel.

Woher kommt diese Anforderung an das Engineering?

Das kommt durch den Kostendruck zustande, weil in der konventionellen Energieversorgung heute weniger Geld bereitsteht. Deshalb müssen die Prozesse kostengünstiger sein, das erzeugt Innovationsdruck und übt einen Druck auf die Tool-Landschaft aus – heterogene Landschaften mit vielen Schnittstellen sind da nicht mehr akzeptabel. Man setzt mehr auf integrierte Lösungen. Das spiegelt sich auch in den Unternehmen wider, weil da Abteilungen zusammengelegt werden, die daher einheitliche Werkzeuge brauchen.

Wie sieht das auf der Seite der erneuerbaren Energien aus?

Reinhard Knapp: Bei den Erneuerbaren erleben wir zum Beispiel bei Projekten mit Solarfeldern und Windenergieanlagen im Moment eine starke Professionalisierung. Bisher sind viele branchenfremde Investoren in das Geschäft eingestiegen. Wenn die Projekte in Betrieb und Maintenance gehen, sehen die Betreiber plötzlich Handlungsbedarf, weil sie Monitoring-Systeme organisieren, Geräte verwalten und den Lebenszyklus verfolgen müssen. Dokumenten-orientierte Systeme und Zeichnungen helfen dabei wenig. Wartungsarbeiten lassen sich über Datenbank-orientierte Systeme viel leichter planen.

Bedeutet der Schritt von der Manufaktur hin zur Massenproduktion eine stärkere Standardisierung der Anlagen?

Die Hersteller würden die Anlagen gerne vereinheitlichen. Die Betreiber haben aber im Detail unterschiedliche Anforderungen und daher individuelle Wünsche. Wir wollen dabei unterstützen, den Engineering-Prozess zu automatisieren und dennoch Varianten schaffen zu können, mit denen sich Besonderheiten realisieren lassen. Es geht wie bei den Automobilherstellern jetzt um Modularisierung und Variantensteuerung: vereinheitlichte Module haben und trotzdem individuelle Anlagen anbieten können. Das ist so etwas wie Industrie 4.0.

Und wie soll das bei Energieverteileranlagen, etwa bei Umspannwerken funktionieren?

Michaela Ott: So wie in der Automobilindustrie je nach Ausstattungswünschen praktisch auf Knopfdruck der Kabelbaum eines Fahrzeugs individuell konfiguriert wird, würden wir gerne das Engineering von Umspannwerken vereinfachen: Wenn man allein mit dem Wissen über die Anzahl der hineinführenden Leitungen und der Anzahl der Abgänge auf Knopfdruck nach den Vorstellungen verschiedener Netzbetreiber Umspannwerke konfigurieren könnte, wäre das ein Traum für die Hersteller. Daran arbeiten wir, das ist mehr als eine Vision. Nicht nur wegen des Kostendrucks, sondern auch weil man nicht mehr genügend Elektroingenieure findet, die das können. Daher muss man dazu übergehen, mit Hilfe von Tools Varianten zu parametrisieren, statt im Detail immer wieder von vorne zu planen.

Das hat auch Auswirkungen auf die Engineering-Arbeitsplätze.

Reinhard Knapp: Das ist natürlich eine andere Art des Engineerings. Einen Baukasten zu machen ist sehr viel schwieriger, als eine individuelle Planung, aber wenn ich mal einen habe, geht es sehr viel schneller, und ich brauche weniger Leute um gleich viele Anlagen zu planen.