Anlagendaten ohne Systembrüche

Planen und dokumentieren industrieller Produktionsanlagen

Was wäre, wenn man keine Systembrüche im Datenhaushalt einer industriellen Produktionsanlage hätte? Ein Wunschzustand wäre erreicht und bei der hier beschriebenen Vorgehensweise gäbe es auch eine neue Durchgängigkeit zwischen Betreiber, Planer und Lieferant. * Text:Helmut Kolz Grafiken:Helmut Kolz, Koramis

Zurzeit werden die Möglichkeiten von Rechnern bei der Dokumentation von Anlagen nicht hinreichend genutzt. Weder der Datenträger Papier noch die Form der Darstellung entsprechen heutigen Ansprüchen und Möglichkeiten einer Datenhaltung und daraus ableitbarer Information. Die Art der Informationsspeicherung ist nur in geringem Maße Rechner kompatibel und nur wenige Informationen können direkt durch einen Rechner korreliert werden. Ziel der hier dargestellten Überlegungen ist eine ganzheitliche, rechnergerechte Dokumentation, die einen intuitiven Datenzugriff und eine Datenkommunikation ohne Schranken zwischen heute nur getrennt darstellbaren Teildokumentationen zulässt. Die neue Arbeitsoberfläche soll gleichzeitig Inhaltsverzeichnis und Zugriffsregister sein. Ermöglicht werden soll ein Planen und Dokumentieren ohne Systembrüche, quasi in einer „Roundtable“-Situation. Die eigentlichen Stärken von Rechnern, das sichere, raumsparende schnelle Verwalten und Korrelieren großer Datenmengen und deren Nutzung gleichzeitig an unterschiedlichen Orten, müssen besser genutzt werden.

Abbilden einer Produktions-Anlage

Auf den ersten Blick besteht eine Produktionsanlage aus Betriebsmitteln verschiedener Gewerke, die durch ihre Vernetzung untereinander eine bestimmte Problemlösungs-Strategie der Anlage erkennen lassen. Eine Dokumentation soll diese Situation mit hoher Auflösung in allen Details ihrer Funktionalität und ihrer Körperlichkeit wiedergeben. Integrierender Bestandteil aller Teilprozesse aller Gewerke sind die Betriebsmittel mit ihrer inneren Struktur. Wenn man die Betriebsmittel ihrer „Hüllen“ beraubt, sieht man: Sie bestehen aus miteinander verbundenen funktionalen Gruppierungen, hier Agentoren genannt, deren Zusammenstellung und interne Vernetzung einer bestimmten Problemlösungs-Strategie des Betriebsmittels entspricht. Grob gesehen besteht eine Anlage im Wesentlichen aus dem und dem , im Folgenden als Obergewerk und Obergewerk bezeichnet. Die Agentoren eines Obergewerkes sind innerhalb des eigenen Gewerkes miteinander verbunden, aber teilweise auch mit Agentoren des anderen Obergewerkes. Außerhalb der Betriebsmittel werden diese Verbindungen durch spezielle, dem auf ihnen zu befördernden Tractandum, (Prozessstoff), angepasste „Verbinder“ ausgeführt. Diese Verbinder kann man ebenfalls als Agentoren auffassen, da sie sich, formal identisch, mit den gleichen Schablonen, (das heißt in der gleichen Tabellenform), wie die der Gewerke und abbilden lassen. Sie sind Agentoren eines dritten Obergewerkes . Die „Obergewerke“ sind wie folgt definiert:

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[Processes] (formaler Prozesse!) steht für die Gesamtheit aller zur Herstellung des Produktes eingesetzten, verfahrenstechnischen Prozesse. Hierzu rechnen auch alle Teil-, Neben-, Zusatz- und Hilfsstoff-Anlagen;
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[Control] (formaler Prozess!) steht für die gesamte Mess-, Regel- und Leittechnik-Ausrüstung an allen Prozessen und Aufgaben der Anlage;
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[Service] (kein formaler Prozess!) steht für Dienstleistungen an den Prozess-Gewerken ‚P‘ und ‚C‘ , zum Beispiel durch: ‚Transport‘/ ‚Sammlung‘/ ‚Verteilung‘/ ‚Ver- und Entsorgung‘/ ‚Unterbringung‘ und so weiter;
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[Area] (kein formaler Prozess! Keine Agentoren) steht für Flächen-Gliederung und -Beschreibung sowie Fläche und Raum bezogene Zuordnungen bei ‘P‘, ‘C‘ und ‘S‘.

Die Agentoren aller Gewerke haben einen übereinstimmenden, grundsätzlichen Aufbau: Sie haben eine Funktionalität und besitzen Ein- und Ausgangs-Pforten zum Empfang und zur Weiterleitung des Tractandums. Eine Analyse zeigt, dass zum Aufbau einer funktionsfähigen Struktur maximal zwei Eingänge und ein mehrfach belegbarer Ausgang ausreichend sind. Dementsprechend sind die Agentoren in den sie abbildenden Tabellen als „Dreizeiler“ (zwei Eingänge und ein duplizierbarer Ausgang) ausgebildet. Zum Eintragen einer Information in eine Tabelle ist es Voraussetzung, dass die Information durch Oberbegriffe so strukturiert ist wie die Reihenfolge der Spalten-Überschriften der Tabelle. Durch ihren übereinstimmenden formalen Aufbau können dann die zu einer Aufgabe gehörenden Agentoren gemeinsam in derselben Tabelle dargestellt werden. In dieser Pivot-Tabelle („Arbeitsblatt“) werden sie spaltenkongruent untereinander eingetragen. Die zu einem Betriebsmittel zusammengefassten Agentoren erhalten für alle Zeilen die gleiche, identifizierende, neutrale Betriebsmittel-Dummy-Kennung. Der Rechner erkennt dadurch die entsprechenden Agentoren automatisch als Teil desselben Betriebsmittels. Die Verbindung eines Einganges mit einem Ausgang wird durch Anfügen einer teilweise umgruppierten Kopie der Zeile des Eingangs auf gleicher Zeilenhöhe mit dem passenden Ausgang dokumentiert. Das Darstellen der zur Lösung einer Aufgabe notwendigen Betriebsmittel aller Gewerke und ihrer Verbindungen auf „einem Blatt“ übersteigt durch ihre Informationstiefe weit die als „P&I“ (Prozess und Instrumentierung) bisher bekannte Darstellung der Funktion einer Anlage. Das Arbeitsblatt ist zugleich eine intuitiv erfassbare Bedienoberfläche und ein umfassendes Zugriffsregister auf alle mit den Betriebsmitteln verknüpfte Daten (zum Beispiel alle Daten der EMR-Mess-Stellen-Blätter, Betriebsmittel-Beschreibungen nach Merkmalleisten und Einzeldaten von Betriebsmittel-Unikaten). Die Ordnung der Aufgaben-Darstellung im Arbeitsblatt ergibt sich wie folgt: Alle zur unmittelbaren Herstellung des Produktes eingesetzten verfahrenstechnischen Prozesse wie der Hauptprozess, alle Neben-, Zusatz- und Hilfsstoffe-Anlagen werden in Teilanlagen und darunter in Teilaufgaben untergliedert und benannt. In jeder dieser Teilaufgaben formuliert man die Beteiligungen der einzelnen Gewerke an deren Lösung und alle zugleich werden im Zusammenwirken im Arbeitsblatt dargestellt. Bei der Darstellung des EMR-Beitrages (Obergewerk ) zur Lösung einer Teilaufgabe ist die Art der Realisierung, ob hardware- oder softwaremäßig offen gelassen und kann beliebig gewählt werden.

Beschreibung der Betriebsmittel

Werden die Agentoren in der Spalte der Agentor-Tabelle als Software-Lösung gekennzeichnet, so wird kein individuelles Betriebsmittel-Kennzeichen vergeben und es entsteht kein „Gerät“. Wird eine andere Erscheinungsform eingetragen, so werden automatisch die Dateien , , sowie des und deren , und mit der Identität des jeweiligen Einganges als eindeutigem individuellen Kennzeichen einer Verbindung angelegt. Die räumliche Einordnung jedes installierten Betriebsmittels erfolgt durch eine durchgehend verwaltete Zuordnung zu GPS-Koordinaten. Betriebsmittel sind Arbeitsgemeinschaften (Colligate) von Agentoren, repräsentiert durch ihren Universalcode, (Summe der Agentoren eines Colligates). Betriebsmittel werden durch körperliche, funktionale und relationale Eigenschaften beschrieben und alle zusammen werden als Qualitäten bezeichnet.

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Körperliche Eigenschaft werden dargestellt durch: Merkmal + Wert oder Supplement.
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Funktionale Eigenschaften sind Fähigkeiten, die Dinge zu beeinflussen, zu verändern oder Einflüssen zu widerstehen. Fähigkeiten stellen Meta-Merkmale dar. Sie entstehen im Allgemeinen durch das Vorhandensein einer Summe spezieller, körperlicher Eigenschaften, die entsprechend einer bestimmten Strategie zusammengestellt sind.
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Relationale Eigenschaften sind Angaben über Beziehungen einer Existenz zu ihrem Umfeld.
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Die Betriebsmittel sind Ausschnitte aus der Agentoren-Struktur der Anlage. Zwecks eindeutiger und genauer Ansprache werden sie durch die Summe ihrer Agentoren, (UC, Universal-Code), bezeichnet. Der UC zeigt die Problemlösungsstrategie des Betriebsmittels. Die Agentoren bedingen daher auch einen großen Teil der Qualitäten eines Betriebsmittels, außer denjenigen, die erst durch das Zusammenfügen zur neuen körperlichen Existenz entstehen. Zur Beschreibung eines Betriebsmittels durch ein Identitätsprofil (eine Qualitäten-Liste) tragen sie ordnend durch „Teilleisten“, die ihre funktionalen Eigenschaften und die Art und Ausprägung der ihnen zugeordneten Pforten beschreiben, bei. Zusammenstellung der durch die Summe der Agentoren vorgegebenen Teilleisten zum Identitätsprofil. Durch den Primär-Agentor: 1. Bezeichnung der ‚Geräteart‘ nach des Primäragentors; 2. Teilleiste entsprechend der Funktionalität; 3. Teilleiste zur Beschaffenheit der Ein- und Ausgänge; 4. Teilleiste der allen Colligaten gemeinsamen, körperlichen Eigenschaften; 5. Teilleiste für durch die ‚Erscheinungsform‘ bedingte, körperliche Eigenschaften; 6. Teilleisten der Portale für Hilfsenergie, Hilfsstoffe und Durchleitungen eines Tractandums. Durch jeden weiteren Agentor: i. Teilleiste zur Darstelllung der Funktionalität; ii. Teilleiste zur Beschaffenheit der Ein- und Ausgänge.

Diese Zusammenstellung der Teilleisten eines Colligates zur Qualitäten-Maske (Merkmalleiste) einer Geräteart oder Funktionsart bildet die Basisstruktur der Beschreibung für jede einschlägige Gerätetype aller Hersteller. Sie wird durch das Hinzufügen der Teilleiste ‚ModelCode-Schablone‘ eines Gerätetyps eines Herstellers zum ‚Identitätsprofil‘ dieser Gerätetype. Durch das Ausfüllen der Teilleiste ‚ModelCode-Schablone‘ entsteht aus der Gerätetype eine Gerätevariante mit einem zur im ModelCode getroffene Auswahl passenden ‚Identitätsprofil‘. Nur durch das Einbeziehen des der Gerätetype zugehörigen ModelCodes [MCd] kann eine Gerätevariante ihrer tatsächlichen Ausstattung entsprechend beschrieben werden (siehe ‚Identitätsprofil‘). Der Zugang über die Angaben: „Hersteller“, „Type“, „MCd“ und „Validity-Flag“ zu den beim Hersteller verwalteten und gepflegten Daten liefert so das genaue Identitätsprofil‘ des Geräteunikates mit einer Fertigungsnummer. Durch das Verwenden der gleichen Agentoren für die Anlage und die Betriebsmittel und das Einbeziehen des individuellen ModelCodes in die Beschreibung bei gleichzeitiger Standardisierung der Merkmalwerte „spricht“ das Betriebsmittel die gleiche „Sprache“ wie das Gerät des Herstellers. Anforderung und vorhandene Eigenschaften kann der Rechner jetzt miteinander vergleichen. Bei dem durch den Hersteller zur Verfügung gestellten Zugriff auf die Daten können sowohl die Hersteller entsprechender Gerätetypen als auch die tatsächlich in Frage kommende Gerätevariante vom Rechner ausgesucht werden. Das macht Hersteller/Lieferanten ‚omnipräsent‘ beim Bedarf und die Geräte können in gemeinsamer Verantwortung optimal an den Einsatzfall angepasst werden.

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