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te (GML) unterschieden. In der ersterenwerden die Anforderungen aus dem Prozess-anschlusspunkt sowie Stoffeigenschaften zu-sammengefasst, in der letzteren die dazupassenden Gerätemerkmale. Für einen Gerä-tetyp wird je eine AML und eine GML er-stellt. Beide zusammen werden oft Geräte-spezifikation genannt.

roduktdaten, also identifizieren-de, klassifizierende und beschrei-bende Daten in diesem Fall vonPLT-Geräten und -Systemen, im

folgenden Merkmale genannt, können fürKlassen von PLT-Geräten in so genanntenMerkmalleisten zusammengefasst werden.Dass einige Merkmale innerhalb einer Listezu Gruppen, genannt Blöcke, zusammenge-fasst werden, hat den Sinn, eine bessereÜbersichtlichkeit durch strukturierten Auf-

bau sowie eine Vereinfachung der Arbeitenbei der Erzeugung von neuen Merkmalleis-ten zu erreichen. Damit wurde eine Strukturgeschaffen, die Strukturelemente (SE) lautAbbildung 2 umfasst.Bei den Merkmalleisten wird in eine so ge-nannte Anforderungsmerkmalleiste (AML)und in eine so genannte Gerätemerkmalleis-

Durchgängiges Engineering ist eine oft beschworene Metapher. Doch oft genug funktioniert es einfach nicht –

wegen unterschiedlichster Gründe. Für einen reibungslosen Informationsaustausch von Bedeutung sind nicht

nur IT-technische Aspekte. Speziell bei Produktdaten müssen die auszutauschenden Informationen in ihrer Voll-

ständigkeit, Datenqualität und vor allem eindeutigen Semantik innerhalb einer ingenieurtechnischen Commu-

nity akzeptiert sein. Auch wenn es selbstverständlich und einfach umzusetzen scheint – in der Praxis sind etliche

Probleme zu bewältigen, so die ersten Erfahrungen aus einem Pilotprojekt, das von Bayer Technology Services

initiiert wurde. Ziel war es, die Machbarkeit eines durchgängigen, elektronischen Produktdatenaustausches zwi-

schen Herstellern und Anwendern von PLT-Geräten, basierend auf den Arbeiten der Projektgruppe „Merkmalleis-

ten“ (PROLIST), aufzuzeigen. Im Mittelpunkt stand ein Planungsprozess in Kombination mit einem CAE-System.

WOLFGANG AHRENS, GÜNTER LÖFFELMANN, PETER ZGORZELSKI

Mit Merkmalleisten zumelektronischen WorkflowErfahrungen aus einem Pilotprojekt zum Produktdatenaustausch für PLT-Geräte und Systeme

P

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Dr.WOLFGANG AHRENS

Unternehmensberater

wolfgang.ahrens.wa@t-online.de

conceptCAD

Weißdornweg 21

42799 Leichlingen

T +49/2175/720250

Dr. GÜNTER LÖFFELMANN

Leiter Einkauf

guenter.loeffelmann@

bayertechnology.com

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Dr. PETER ZGORZELSKI

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Bayer Technology Services GmbH

Geb. K9

51368 Leverkusen

T +49/214/30-57852

F +49/214/30-72774

AU

TO

RE

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Abb.1:Auszug aus der Listebeschreibender Attri-bute zu dem MerkmalNennweite mit demIdent AAA108 in derVersion 001, der Revision 01 und derKurzbezeichnung DN.

Abb.2:Strukturelemente

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Wie bereits ausgeführt, stellen die Merk-malblöcke eine Zusammenfassung logischund technisch zusammen gehörender Grö-ßen dar, also zum Beispiel elektrische odermechanische Größen. In der Natur derMerkmalblöcke liegt es, dass sie auch mehr-fach vorkommen können, etwa bei mehrka-naligen Geräten.Merkmale werden weiter durch eine Reihevon so genannten Attributen beschrieben.Grundlage dieser Metainformation ist dieDIN 4002. Wichtige Attribute eines Merkmals(Beispiel siehe Abb. 1) sind unter anderem:

� bevorzugte Benennung des Merkmals;� eindeutiges Ident in der Syntax (AAANNN);� Versionsnummer;� Revisionsnummer;� Status;� Definition und da wo sinnvoll� eine Werteliste (siehe DIN 4002).

Auch die Merkmalleiste wird mit einer ein-deutigen Kennung, Versions- und Revisions-nummer, bevorzugter Name etc. versehenund enthält dann die Liste der Merkmale.

Projektgruppe „Merkmalleisten“ undProlist-Datenbank

Die Projektgruppe entstand aus der Not-wendigkeit, standardisierte Merkmale auchfür PLT-Geräte und -Systeme zu erstellen. Zudiesem Zweck wurde aus der Namur herausdiese Projektgruppe ins Leben gerufen, dieneben Firmen aus der chemisch-pharma-zeutischen Industrie auch Geräteherstellerund Hersteller von CAD/CAE-Systemenumfasst (siehe www.prolist.org).Dort wurden nun in den letzten zwei Jahrenin verschiedenen Arbeitsgruppen Merkmal-leisten für Geräteklassen aus dem Gebiet derElektro- und MSR-Technik erarbeitet. Den

ersten Niederschlag fanden diese Arbeiten inder Namur-Empfehlung NE 100 neuerdingsin der Version 2 vorliegend, erhältlich überdie Namur-Geschäftsstelle.Der zweite Niederschlag dieser Standardisie-rungsarbeit manifestiert sich in der Prolist-Datenbank. Die Idee hinter dieser Datenbankist, in Analogie zum DIN-Merkmalserver(siehe www.dinsml.net), die Merkmale/Merkmalleisten über das Internet auf einemServer zur Verfügung zu stellen, mit dem Ziel,den Anwendern ohne zusätzliche Softwareden schnellen Zugriff auf Merkmale undMerkmalleisten zu ermöglichen, die Erstel-lungs- und Pflegearbeiten direkt auf dem Ser-ver durchführen zu können und schließlichauch den Input für die internationale Nor-mung darüber zu erleichtern, etwa durchÜbergabe der Merkmale an den IEC-Compo-nent Data Dictionary-Server (siehe dom2.iec.ch/iec61360).Die Datenbank wurde im Auftrag von Prolistvon der Firma Paradine, Wien, realisiert. DieApplikation dazu heißt EPTOS Version 2004und ist eine vollständige Java-Implementie-rung. Es ist die gleiche Software, die für DIN

und neuerdings auch für ISO im Einsatz ist(Abb. 3). Die Datenbank enthält keine kon-kreten Merkmale von Geräten, sondern zeigtnur die Struktur der von der Projektgruppeerstellten Merkmalleisten mit ihren Blöckenund Merkmalen, das heißt der Gerätespezifi-kationen. Diese können von der Prolist-Da-tenbank in den Formaten PDF, Excel undXML herunter geladen werden und dann da-zu benutzt werden, den Datenaustausch vonkonkreten Geräteklassen zu organisieren.Während die PDF-Datei im Wesentlichenden Papierersatz darstellt, kann mit einer Ex-cel-Datei weitergearbeitet werden, beispiels-weise wenn weitere Merkmale erfasst werdensollen, die in der vorhandenen Struktur nochnicht angelegt sind oder wenn Anwenderund Hersteller heute schon Daten auf Pro-list-Basis elektronisch auf einfachste Weiseaustauschen wollen, um Prozesse zu verein-fachen oder zu optimieren.Die XML-Datei dient vor allem als Schnitt-stellendatei für das Lesen und Schreiben inhauseigenen Systemen. XML hat sich heuteals Auszeichnungssprache für strukturierteInformationen etabliert. Aus der Prolist-Da-

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Abb.3: Auswahl eines Merkmals. Abb.4: Ausschnitt aus einer XML-Strukturdatei.

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Abb.5:Eingabemaske fürWerte des Anwen-dungspakets vonProlist.

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Workflows

Workflows zwischen Anwender und Liefe-ranten ergeben sich im Laufe eines Pla-nungsprozesses für Anlagen in vielfältigerForm. Sind die Anforderungen aus Chemieund Verfahrenstechnik soweit bekannt, dassman eine Anfrage an den Hersteller richtenkann, ist dies schon der erste Workflow. Sinn-voll ist es, bei einer Anfrage die Anforderun-gen zusammen zu stellen. Die Anforderungs-merkmalleiste bietet die Möglichkeit, dies zu tun. So können hier Informationen zumProzessanschluss wie zu zulässigen Prozess-größen mit gegeben werden. Hat der Anwen-der Vorgaben an bestimmte Gerätemerkmale,kann er diese in die Gerätemerkmalleiste be-reits für die Anfrage beim Lieferanten ein-bringen.Um den Vorteil des standardisierten Da-tenaustauschs zwischen den EDV-Systemenzu demonstrieren, wurde der Workflow nurüber den Austausch von XML-Übertra-gungsdateien realisiert. Zur Erzeugung die-ser XML-Dateien bieten sich grundsätzlichzwei Möglichkeiten an:

� Besitzt der Planer die benötigten Datenbereits in seinem CAE-System, kann er,vorausgesetzt er hat einen Adapter aufdie XML-Struktur, diese aus dem Systemheraus erzeugen.

� Hat der Planer diese Daten nicht im Sys-tem oder noch keinen Adapter, dannkann er mit einem eigenen Editor oderden von Prolist zur Verfügung gestelltenTools innerhalb des Anwendungspaketsdiese Datei manuell erzeugen (Abb. 5).

Diese Datei stellt dann die XML-Übertra-gungsdatei auf Basis der Gerätespezifikationaus Sicht des Anwenders dar (Soll-Datei).Wird diese Datei nun den Herstellern über-mittelt, so erkennt der Hersteller die ge-

tausch realisiert werden kann. Am Beispieleines Pilotprojektes, das von Bayer Techno-logy Services (BTS) gestartet wurde, soll diesnäher erläutert werden.

Partner im Pilotprojekt

Die Standardisierung von Merkmalen undMerkmalleisten ist das eine. Mindestens ge-nauso wichtig ist der praktische Datenaus-tausch auf Basis dieser Standards. Um diesprototypisch zu zeigen, wurde bei Bayer Tech-nology Services (BTS), Leverkusen, ein Pi-lotprojekt durchgeführt, mit dem Ziel, mitGeräteherstellern, die bereits bei Prolist dieArbeiten unterstützten, einen vollständigelektronischen Ingenieur-Workflow zu reali-sieren. Neben den Geräteherstellern ist derCAE-Hersteller Intergraph mit von der Partie.Zusammen gefunden haben sich:

� Bayer Technology Services, Leverkusen,im folgenden Anwender genannt, vertretendurch Dr. Georg Rauprich, Uwe Schell undThomas Schiffer;� Siemens, Karlsruhe, vertreten durch

Thorsten Rings;� Pepperl+Fuchs, Mannheim, vertreten

durch Jürgen George;� Endress+Hauser, Reinach (CH), vertre-

ten durch Oskar Kroll;� ATB, Nordenham, vertreten durch Rai-

ner Wuttke;im folgenden Lieferanten genannt, und

� Intergraph Deutschland, Ratingen, ver-treten durch Sandor Konietzka, mit

� CAxpert, Ismaning, als Auftragnehmerfür die Erstellung von Schnittstellen vonund nach SmartPlant Instrumentation,vertreten durch Peter Schlegel sowie

� Prolist, vertreten durch Dr. Günter Löf-felmann und Dr. Peter Zgorzelski.

tenbank können eine XML-Schema und eineXML-Übertragungsdatei geladen werden.Das genutzte XML-Schema basiert auf derISO 13584-42 bzw. IEC 61360-2 und wurdein Zusammenarbeit zwischen SAP, Prolistund Paradine erstellt (Abb. 4). Der eigentli-che Datentransfer geschieht über die XML-Übertragungsdatei, in der nun an den ent-sprechenden Stellen konkrete Werte stehen,die wiederum über die XML-Strukturdateifür einen konkreten Gerätetyp interpretiertwerden können.

Das Anwendungspaket

Das Handling von XML-Dateien ist sichernicht jedermanns Sache. Für den Anwenderist es deshalb hilfreich, wenn er einen Editorhat, mit dem er XML-Dateien so aufbereitenkann, dass er die Werte lesen, editieren, ver-gleichen, versenden kann. Sinnvollerweisestellt man diese Tools im Umfeld der eigenenAnwendung zur Verfügung, auf deren Basisder Datenaustausch stattfinden soll.Prolist hat nun ebenfalls einen Satz vonTools auf dem Prolist-Server, integriert indie EPTOS-Applikation, bereitgestellt, mitdenen ein Datenaustausch bereits prototy-pisch organisiert werden kann. Zu den Toolsgehören:

� Viewer zur Visualisierung von XML-Files;� Editor zum Schreiben von XML-Files;� Tool zum Vergleichen von XML-Files;� Übersetzer eines XML-Files nach PDF;� Übersetzer eines XML-Files nach Excel und � Konfigurator für Composite-Geräte (ge-

plant).

Zweck dieser Bereitstellung ist es, schnellHilfsmittel zur Verfügung zu stellen, um imSinne eines „proof of concept“ den Beweisantreten zu können, dass der Datenaus-

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Abb.6: Prinzipskizze des Workflows auf der Anwenderseite. Abb.7: Prinzipskizze des Workflows auf der Herstellerseite.

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wünschten Anforderungen und erstellt nunseinerseits eine XML-Übertragungsdatei, inder er seine Gerätemerkmale einfügt, imPrinzip nach den beiden Alternativen, dieauch der Anwender hat, nur dass es sich beiseinem System eher um ein Katalogsystemhandeln dürfte. Das ist die so genannte Gerä-tebeschreibung (Ist-Datei). Diese schickt erzurück an den Anwender, der nun in einemweiteren Schritt die eingehenden XML-Da-teien der angefragten Hersteller einliest undeinen Vergleich der technischen Größendurchführt.Der nächste Schritt könnte dann die Bestel-lung der ausgewählten Geräte sein. Hierkommt auf der Anwenderseite ein Procure-ment-System ins Spiel, das die Daten natür-lich auch dann erst übernehmen kann, wenneine entsprechende Schnittstelle existiert. Daim kaufmännischen Bereich oftmals Systemevon SAP im Einsatz sind, dürfte hier mit derSAP-XML-Datei der geringste Aufwand zuerwarten sein. Dies gilt im weiteren Verlaufdes Workflows auch für die Datenübernah-me in ein Material Management- oder PlantMaintenance-Modul.Der Workflow auf der Anwenderseite ist inAbbildung 6 und auf der Herstellerseite inAbb. 7 dargestellt. Die Schnittstelle (Adap-ter) wurde im Pilotprojekt zunächst nur fürdas CAE-System SmartPlant Instrumentati-on (früher INtools) von Intergraph reali-siert, unterstützt von CAxpert, Ismaning. InAbbildung 8 sind zwei Dokumente darge-stellt, die auf Basis der vom Hersteller an denAnwender geschickten Gerätebeschreibun-gen im SmartPlant Instrumentation als End-ergebnis der Planung und des Pilotprojektserstellt worden sind.

Erfahrungen aus dem Projekt

Ein vollständig elektronischer Ingenieur-Workflow über unterschiedliche Systeme undSystemwelten birgt bei einer erstmaligen An-wendung bestimmte Probleme in sich. Dasliegt in der Natur der Sache. Gerade bei so ei-nem zeitkritischen Projekt wie hier beschrie-ben und bei gleichzeitigem Systemwechsel beiIntergraph auf SmartPlant InstrumentationVersion 7 musste mit Schwierigkeiten gerech-net werden. Optimierungsbedarf liegt an fol-genden Punkten an:

� benutzerfreundlichere Gestaltung desAnwendungspakets bzw. Zurverfügung-stellung von Tools im Umfeld der hausei-genen Systeme;

� Steigerung der Performance des Servers;� weitere Schnittstellen (Adapter) in und

aus den hauseigenen Systemen: Hierzuzählen Katalogsysteme auf der Herstel-

lerseite, Procurement- und Instandhal-tungssysteme auf der Anwenderseite.

Auf der Herstellerseite wird jetzt mit Nach-druck an den Adaptern in die hauseigenenKatalogsysteme gearbeitet. Auch die Schnitt-stelle von und nach SmartPlant Instrumen-tation war nicht ohne Probleme zu realisie-ren. Der Grund liegt in der Tatsache, dassunterschiedliche Granularitäten im CAE-System und der XML-Strukturdatei vorhan-den waren. Dieses Problem wird in der einenoder anderen Form mit jedem System auf-treten, das nicht schon auf der Basis derXML-Strukturdatei erstellt wurde. Hier wärewirklich zu wünschen, dass sich die System-hersteller, seien es nun Fremdhersteller oderInhouse-Abteilungen, an den vorhandenenNormen, in diesem Fall der IEC 61360-2bzw. ISO 13584-42, orientieren würden. Washelfen Normen, wenn sie nicht angewendetwerden?

Fazit

Trotz der oben beschriebenen zeitkritischenVorgabe und der angesprochenen, noch nichtvollständig ausgereiften Lösungen, konnteerstmalig unternehmensübergreifend (An-

wender/CAE-System/Hersteller) ein durch-gängiger Ingenieur-Workflow unter reellenBedingungen durchgeführt werden. Gleich-zeitig hat dieses Projekt gezeigt, dass die Um-setzung eines vollständig integrierten, DV-technischen Ingenieur-Workflows sehr nahegerückt ist. Die nächsten Schritte, die bei Pro-list und den beteiligten Firmen angegangenwerden müssen, schließen unter anderem dieProzesse der Beschaffung, Lagerwirtschaft,Logistik und der Instandhaltung ein. Beson-derer Dank gilt den genannten Firmen undden beteiligten Mitarbeitern für die hervorra-gende Unterstützung dieses Projektes.

Literatur

[1] Ahrens, W., W. Hartmann, R. Heidel, J.-Ph. Herzog, G.Kegel, S. Konietzka, G. Löffelmann, P. Zgorzelski:Merkmale und Merkmalleisten von Geräten und Syste-men der Prozessleittechnik. Podiumsdiskussion aufdem Interkama-Forum 2004, Hannover. Atp Automa-tisierungstechnische Praxis 46 (2004) H. 9, S. 23 – 25

[2] Ahrens, W., S. Konietzka: Engineering in geordnetemRahmen. Integrationslösungen für den Lebenszykluseiner Anlage. P&A Juni 2004, S. 46 – 48

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Abb.8:PLT-Stellenplan(Loop) und Verschal-tungsliste eines Ver-teilerkastens (VKE).

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