Beschreibung

Verfahren und Anlagenentwurfssystem zum Erzeugen von anlagenspezifischen Daten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen und Verwalten von anlagenspezifischen Daten für eine technische Anlage, die aus miteinander wechselwirkenden Teilanlagen aufgebaut ist, ein entsprechendes AnlagenentwurfSystem, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, und ein Computerprogrammprodukt als Implementierung des Verfahrens.

Technische Anlagen bestehen in der Regel aus vielen Teilkomponenten oder Teilanlagen. Dabei stehen die einzelnen AnIa- geteile oder Komponenten in komplizierter Wechselwirkung miteinander hinsichtlich ihrer Funktion in der gesamten Anlage, wobei beispielsweise der Einbauort einer Teilanlage, deren technische Funktion und Verknüpfung zu anderen Teilanlagen nur schwer zu dokumentieren ist. Insbesondere beim Entwurf und der Konstruktion derartiger technischer Anlagen müssen jedoch technische Strukturinformationen über die Gesamtanlage und ihre Bestandteile erzeugt und verändert werden. Diese anlagenspezifischen Daten müssen für verschiedene Fachgewerke, wie z. B. Elektroausrüstung, Maschinenbau, Stahlbau oder physika- lisch-chemische Verfahrenstechnik zugänglich sein. Ferner sind diese Daten Grundlage für die Erstellung von technischen Dokumentationen, wie z. B. Konstruktionszeichnungen, Stromlaufpläne, Stücklisten, aber beispielsweise auch wichtig für die Erstellung der anlagenspezifischen Software für die Steuerung derselben. Man bezeichnet den Vorgang der Erzeugung dieser Spezifikationen und der Steuersoftware als Engineering.

Das Engineering vollzieht sich bei den vielen unterschiedlichen Teilanlagen und Fachgewerken, welche letztlich die Gesamtanlage bilden sollen. In der Regel werden viele verschiedene Engineering-Tools, die als Software-Werkzeuge implementiert sein können, z. B. für die Bereiche CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering) und Weiteres verwendet. Dabei

werden teilanlagenspezifische Daten benotigt und erzeugt, die jedoch in Abhängigkeiten mit anderen Teilanlagen oder dem Gesamtsystem stehen. Deshalb ist ein Austausch der teilanlagenspezifischen Daten zwischen Teilanlagen bzw. Enginee- ring-Tools, die zum Entwerfen des Gesamtanlagensystems benotigt und verwendet werden, notig.

Ein Problem dabei ist jedoch, dass Datenformate und Datenstrukturen der einzelnen Engineering-Tools häufig proprietär, und damit miteinander inkompatibel für einen kontinuierlichen Datenaustausch ausgeführt sind. Für den Einsatz der Engineering-Tools werden Daten zu Teilanlagen oder Parameter der Gesamtanlage verwendet, die sich gegenseitig bedingen, also logisch miteinander verknüpft sind, und auch bei Veränderungen einer Teilanlage insgesamt konsistent gehalten werden müssen.

üblicherweise werden dazu Datenexporte, wie z. B. in Form von Datenbankauszugen oder Textdateien und deren Import für die Verwendung in anderen Engineering-Tools vorgenommen. Dies fuhrt zu einer erhöhten Fehleranfalligkeit/Zeitverzogerung und zu einem hohen Aufwand der Koordination zwischen den verschiedenen Engineering-Tools und Teilanlagen entwerfenden Institutionen insbesondere bei einer globalen Verteilung der Projektpartner. Eine überprüfung der gesamten anlagespezifischen Daten für die gesamte technische Anlage ist daher sehr aufwandig und schwierig. Häufig fehlen daher bei komplexen Anlagen auch ausfuhrliche und zuverlässige Dokumentationen zu allen einzelnen Komponenten derselben .

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Erzeugen und Verwalten von anlagespezifischen Daten für eine technische Anlage, die aus miteinander wechselwirkenden Teilanlagen aufgebaut ist, bereitzustellen .

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost.

Demgemäß ist ein Verfahren zum Erzeugen und Verwalten von anwenderspezifischen Daten für eine technische Anlage, welche aus miteinander wechselwirkenden Teilanlagen aufgebaut ist, beansprucht, wobei jeweilige Engineering-Tools teilanlagen- spezifische Daten der jeweiligen Teilanlagen liefern und teilanlagenspezifische Daten von anderen Teilanlagen abfragen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

Umwandeln der teilanlagenspezifischen Daten, welche eine je- weilige Teilanlage charakterisieren, in ein festgelegtes Datenformat;

übertragen der jeweiligen teilanlagenspezifischen Daten an eine Servereinrichtung;

Speichern aller teilanlagenspezifischen Daten durch die Servereinrichtung .

Dabei sendet das jeweilige Engineering-Tool eine Anderungs- oder Aktualisierungsanfrage an die Servereinrichtung, um seine zugehörigen teilanlagenspezifischen Daten zu aktualisieren oder zu andern.

Durch das Vorhalten einer Servereinrichtung, die beispielsweise die proprietären Datenformate der Engineering-Tools empfangt und in ein festgelegtes Datenformat bringt und damit alle teilanlagenspezifischen Daten und somit die gesamten anlagespezifischen Daten verwaltet, wird ermöglicht, dass für alle Engineering-Tools, die beim Entwurf der technischen Anlage verwendet werden, immer konsistente und aktuelle Daten vorliegen. Somit erfolgt ein Datenaustausch zwischen Engineering-Tools nicht zwischen den Tools selbst, sondern über den Server, der beispielsweise über ein Kommunikationsnetz seine Dienste an die Engineering-Tools anbietet. Bei dem Verfahren werden die teilanlagenspezifischen Daten zu den gesamten anlagenspezifischen Daten unter Berücksichtigung der Interde- pendenzen bzw. Wechselwirkungen der Teilanlagen untereinander abgelegt und für die Entwickler zuganglich gemacht. Die Um-

Wandlung der teilanlagenspezifischen Daten kann sowohl als auch nach der übertragung an die Servereinrichtung erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt das Speichern und/oder Andern der anla- genspezifischen Daten in Abhängigkeit von Ortsdaten über die Teilanlagen in der gesamten technischen Anlage, wobei die Ortsdaten insbesondere in einer hierarchischen Ortsdatenstruktur abgelegt werden. Ein einfaches Beispiel für Ortsdaten sind z. B. Anlagenteile, die aneinandergekoppelt sind und in derselben Werkshalle aufgebaut sein sollen.

Das Speichern und/oder Verandern der anlagenspezifischen Daten erfolgt ferner vorzugsweise in Abhängigkeit von Funktionsdaten über funktionelle Leistungsmerkmale der gesamten technischen Anlage, wobei die Funktionsdaten insbesondere in einer hierarchischen Funktionsdatenstruktur abgelegt werden. Beispielsweise können Teilanlagen zum Bereitstellen bestimmter Drucktemperaturen oder Fließ- oder Fortbewegungsgeschwindigkeiten für bearbeitende oder verfahrenstechnisch zu behandelnde Materialien als Funktionen der jeweiligen Teilanlage aufgefasst werden .

Ferner erfolgt vorzugsweise das Speichern und/oder Andern der anlagenspezifischen Daten in Abhängigkeit von Systemdaten über mehrere Teilanlagen umfassende Teilsysteme in der technischen Anlage, wobei die Systemdaten insbesondere in einer hierarchischen Systemdatenstruktur abgelegt werden. Häufig können mehrere über Engineering-Tools zu entwerfende Teilanlagen zu einem kleinen System innerhalb der Gesamtanlage zusammengefasst werden.

Unter Datenstrukturen werden informationstechnische Strukturen verstanden, die Objekte als Elemente aufweisen. Ein Objekt kann zum Beispiel eine Ortskoordinate für eine Teilanlage sein.

Bevorzugt erfolgt das Speichern und/oder Verandern der anlagenspezifischen Daten ferner in Abhängigkeit von Betriebsmitteldaten über die in der gesamten technischen Anlage ein-

gesetzten Betriebsmittel, wobei diese Betriebsmitteldaten vorzugsweise in einer hierarchischen Betriebsmittelstruktur abgelegt werden. Die Betriebs- oder Arbeitsmittel können beispielweise alle Teilanlagengeräte, Maschinen oder sonstige sachliche Produktionsmittel, die letztlich die Aufgabe der gesamten technischen Anlage komplex bewirken, umfassen.

Bei einigen Varianten des Verfahrens werden Objekten der Ortsdatenstruktur, der Betriebsmitteldatenstruktur, der Funk- tionsdatenstruktur und/oder der Systemdatenstruktur weitere Attribute, insbesondere zu objektbezogenen Informationen Parameter, zugeordnet. Möglich sind beispielsweise Zuordnungen von Angaben zu bestimmten Betriebsmitteln, wie eine Farbe oder Lieferterminen, Einsatzbereitschaft des betreffenden Teils.

Es ist ferner denkbar, dass Abhängigkeiten zwischen Objekten der Ortsdatenstruktur, der Betriebsmitteldatenstruktur, der Funktionsdatenstruktur und/oder der Systemdatenstruktur (SD) durch logische Verknüpfungen der Objekte festgelegt werden. Dabei können Objekte derselben Datenstruktur oder zwischen verschiedenen Strukturen logisch miteinander Verknüpft werden. Durch festgelegte logische Verknüpfungen können zum Beispiel in der Ortdatenstruktur aneinander angrenzende Räume eines Gebäudes gekennzeichnet werden.

In bevorzugten Varianten des Verfahrens erfolgt das Speichern und/oder ändern der anlagenspezifischen Daten ferner in Abhängigkeit von festgelegten logischen Verknüpfungen zwischen Objekten der Funktionsdatenstruktur und der Systemdaten- Struktur. Diese logischen Verknüpfungen ergeben sich aus dem funktionellen Zusammenwirken der Teilanlagen des Gesamtsystems. Beispielsweise führt eine Heizeinrichtung als Teilanlage zu einer Temperaturerhöhung beispielsweise eines Betriebsmittels, das von einem Teilsystem in der technischen Anlage wiederum gekühlt werden soll. Es bestehen damit feste logische Zusammenhänge zwischen den Funktionen oder funktionellen Leistungsmerkmalen von Teilanlagen und/oder von Teilsystemen. ähnliche logische Zusammenhänge können sich zwischen den Ob-

jekten der Orts-, System-, Funktions- und/oder Betriebsmit- teldatenstruktur ergeben.

In einer weiteren Variante des Verfahrens erfolgt zum Beispiel das Speichern und/oder Andern der anlagenspezifischen Daten ferner in Abhängigkeit von festgelegten logischen Verknüpfungen zwischen Objekten der Betriebsmitteldatenstruktur und der Systemdatenstruktur. Des Weiteren kann das Speichern und/oder Andern der anlagenspezifischen Daten ferner in Abhängigkeit von festgelegten logischen Verknüpfungen zwischen Objekten der

Betriebsmitteldatenstruktur und der Ortsdatenstruktur erfolgen. Da beispielsweise bei einer komplexen Anlage, die mehrere Teilanlagen sequenziell hintereinander zum Bearbeiten eines Materials umfasst, gibt es feste logische Zusammenhange zwischen dem jeweiligen Betriebsmittel und seinem Ort in der Gesamtanlage. Dies kann über logische Verknüpfungen dargestellt werden.

Vorzugsweise geschieht eine kontinuierliche Aktualisierung der anlagenspezifischen Daten durch die Servereinrichtung, und bei einer änderung von ersten teilanlagenspezifischen Daten einer ersten Teilanlage werden von der Servereinrichtung entsprechend erste teilanlagenspezifische Daten an das Engineering-Tool einer zweiten Teilanlage übertragen, sofern die ersten teilanlagenspezifischen Daten und die zweiten teilanlagenspezifischen Daten logisch miteinander verknüpft sind.

Vorzugsweise können vorbestimmte Abhängigkeiten von Objekten der Ortsdatenstruktur, der Betriebsmitteldatenstruktur, der Funktionsdatenstruktur und/oder der Systemdatenstruktur als logische Konsistenzverknupfungen festgelegt werden. Daraus kann durch Vergleich mit von den Engineering-Tools angefragten änderungen der anlagen- oder teilanlagenspezifischen Daten festgestellt werden, ob diese änderungen Fehler in der Gesamtanlage hervorrufen wurden. Eine einfache Konsistenzver- knupfung wäre beispielsweise das Verbot einer doppelten Platzbelegung durch unterschiedliche Betriebsmittel.

Die Servereinrichtung gewahrleistet somit die Konsistenz aller anlagenspezifischen Daten für die Teilanlagen immer dann, wenn sich beispielsweise Spezifikationen von Teilsystemen oder Teilanlagen andern, weil der Verwender des entsprechenden Engineering-Tools die Teilanlage modifiziert. Insbesondere beim Aufbau und der Implementierung von Großanlagen erleichtert das Verfahren die Dokumentation der Realisierungsfortschritte erheblich. Es kann z. B. eine Abfolge von zu implementierenden Teilanlagen in der Form eines Workflows zur Realisierung der gesamten technischen Anlage abgespeichert werden, und ein Andern oder Hinzufugen von Teilanlagen und deren teilanlagenspezifische Daten erfolgt in Abhängigkeit von Workflows. Damit wird eine zuverlässige Dokumentation der Entwicklungsfortschritte der jeweiligen Gesamtanlage erreicht. Unter Workflow versteht man im Wesentlichen eine organisierte Abfolge von Arbeitsschritten, wie zum Beispiel das Benachrichtigen durch einen Entwickler einer ersten Teilanlage von anderen Entwicklern mit weiteren Engineering-Tools, aufgrund einer Abhängigkeit der jeweiligen Teilanlagen von dem Entwicklungsfortschritt der ersten Teil- anläge.

In noch einer bevorzugten Variante des Verfahrens werden eine Untermenge von Ortsdaten, Funktionsdaten, Systemdaten und/oder Betriebsmitteldaten und logische Verknüpfungen zwischen den Elementen der Untermenge zu einer Technologiedatenstruktur zusammengefasst, wobei die zusammengefassten Strukturelemente eine Teilfunktion und ihre Realisierung innerhalb der technischen Anlage wiederverwertbar beschreiben. Es ist damit z. B. möglich, eine Klasse von Teilsystemen zu charakterisieren, die von miteinander verknüpften und komplex wechselwirkenden

Teilanlagen realisiert werden. Die entsprechenden logischen Verknüpfungen zwischen den Ortsdaten, Funktionsdaten, Systemdaten und Betriebsmitteldaten, die diese Untermenge betreffen, können dann beispielsweise in verschiedenen Projekten verwendet und auf diese portiert werden.

Das festgelegte Datenformat für die teilanlagenspezifischen Daten ist beispielsweise auf XML oder XSLT basierend ausgeführt.

Das Verfahren ermöglicht ferner bei einer vorgegebenen Kombination von teilanlagenspezifischen Daten das Erzeugen einer Warnung z. B. bei angefragten änderungen von teilanlagenspe- zifischen Daten, welche zu Inkonsistenzen und damit zu Fehlern in der Gesamtanlage fuhren können.

Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm-Produkt, welches die Durchfuhrung eines entsprechenden Verfahrens durch eine programmgesteuerte Servereinrichtung, an welche über ein Datennetzwerk Engineering-Tools koppelbar sind, und durch die Engineering-Tools veranlasst.

Außerdem schafft die Erfindung ein Anlagenentwurfssystem zur Erzeugung und Verwaltung von anlagenspezifischen Daten für eine technische Anlage, welche mit einer Servereinrichtung, einem Kommunikationsnetzwerk oder einer Engineering-Tool-Einrichtung verbunden ist, wobei das Anlagensystem derart eingerichtet ist, dass ein entsprechendes Verfahren, wie oben dargestellt wurde, durchgeführt wird. Denkbar ist dabei der Einsatz mehrerer Servereinrichtungen zur Lastenaufteilung der Verwaltung zur Erzeugung der anlagenspezifischen Daten. Als Kommunikationsnetzwerk kommt z. B. das Internet, ein GSM- oder ein UMTS-Netzwerk in Frage. Vorzugsweise wird das Umwandeln, Speichern, Andern oder Aktualisieren der anlagenspezifischen oder teilanlagenspezi- fischen Daten und/oder eine Anfrageannahme der Engineering-Tool-Einrichtung als Webdienst implementiert. Damit lassen sich über weite Strecken durch Verwendung des Internets und Realisierung der Servereinrichtung, beispielsweise als Ap- plication-Server, online betreibbare Anlagenentwurfssysteme schaffen, die einfach und flexibel an sich ändernde Projektgegebenheiten anpassbar sind.

In noch einer Ausfuhrungsform sind weitere Client-Einrichtungen vorgesehen, welche bei der Servereinrichtung anlagespezifische oder teilanlagespezifische Daten abfragen und/oder änderungen anfragen können. Neben den Engineering-Tools lassen sich damit auch andere Einrichtungen an das System koppeln, wobei diese auf

die zentral verwalteten immer konsistenten Daten unter Koordinierung durch die Servereinrichtung zugreifen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im

Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele. Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigt dabei :

Figur 1 prinzipielle Verfahrensschritte einer Variante des Verfahrens zum Erzeugen und Verwalten von anlagenspezifischen Daten;

Figur 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Anlagenentwurfssystems zur Erzeugung und Verwaltung von anlagenspezifischen Daten;

Figur 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Ortsdaten, Systemdaten, Funktionsdaten und logischen Abhängigkeiten; und

Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Technologiedatenstruktur .

In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.

In der Figur 1 sind grundlegende Verfahrensschritte einer

Variante des Verfahrens zum Erzeugen und Verwalten von anlagenspezifischen Daten dargestellt. In auch möglicherweise parallel stattfindenden Verfahrensschritten Sl , Sil, SlIl werden von Engineering-Tools, die zur Entwicklung oder zum Entwurf von jeweiligen Teilanlagen verwendet werden, einerseits teilan- lagenspezifische Daten erzeugt, die jedoch auch von anderen Engineering-Tools benötigt werden können.

Teilanlagenspezifische Daten für eine Teilanlage, die beispielsweise den Durchfluss eines Fluids realisiert und diesen Durchfluss regelt oder steuert, sind die Länge der Durchflussstrecke, die Durchflussmenge am Eingang und die Durch- flussmenge am Ausgang dieser beispielhaften Teilanlage. Dabei wird deutlich, dass die Durchflussmenge am Eingang von entsprechenden teilanlagenspezifischen Daten von vorgeschalteten Teilanlagen abhängig sind, und die Durchflussmenge am Ausgang dieser beispielhaften Teilanlage Abhängigkeiten mit weiter- folgenden Anlageteilen aufweist. Beim Entwurf und bei der Entwicklung der gesamten technischen Anlage ist es häufig notwendig, diese gesamten teilanlagenspezifischen Daten zu ändern und anzupassen. In den Verfahrensschritten Sl, Sil, SlIl werden teilanlagenspezifische Daten zu einer Servereinrichtung übertragen.

Diese Servereinrichtung wandelt im Schritt S2 die jeweiligen teilanlagenspezifischen Daten in ein Datenformat um, das von der Servereinrichtung verarbeitet werden kann. Die Kommunikation der Engineering-Tools mit dem Server kann beispielsweise über ein Bussystem erfolgen, wobei die Servereinrichtung als Austauschplattform für alle teilanlagenspezifischen Daten und der gesamten Anlagedaten dient, die zwischen den Engineering-Tools wegen der Abhängigkeiten untereinander ausgetauscht werden müssen.

Im folgenden Schritt S3 werden die gesamten teilanlagenspe- zifischen Daten durch die Servereinrichtung abgespeichert und liegen beispielsweise zur Dokumentation im Schritt S4 bereit. Die Servereinrichtung kann jedoch auch mit weiteren Einrichtungen ausgestattet sein, um die gesamten Anlageninformationen in Form der anlagenspezifischen Daten zu manipulieren und an anfragende Engineering-Tools aktuell bereitzustellen.

Die beim Aufbau und/oder beim Entwurf der gesamten technischen Anlage benötigten Engineering-Tools kommunizieren somit über ein Anlagenentwurfssystem, das auch als Engineering-Service-Bus bezeichnet werden kann. Dabei ist jedes Engineering-Tool über

eine Schnittstelle an z. B. einem Kommunikationsbus gekoppelt. über den Kommunikationsbus können Netzdienste (Web Services) für die jeweilige datentechnische Interaktion der beteiligten Elemente, wie Engineering-Tools, Datenbanken, Workflow-Managementsysteme und schließlich die jeweilige

Servereinrichtung in geregelter Form kommunizieren. Dabei sind die von der Servereinrichtung bereitgestellten Dienste, nämlich die aktuelle Bereitstellung der teilanlagenspezifischen Daten im Online-Betrieb vorhanden. Dies ist erheblich schneller und aufwandsgunstiger als handische Export- und Importvorgange von proprietären Datenformaten. Dabei sind die Servereinrichtung und die z. B. von den Engineering-Tools bereitgestellten Dienste online verfugbar. Neben Engineering- Tools können auch weitere nicht direkt an dem Entwurf beteiligte Client-Einrichtungen über das System die anlagenspezifischen Daten abfragen.

Die Figur 2 zeigt eine Ausfuhrungsform eines Anlagenentwurfssystems 1, welches zur Durchfuhrung eines entsprechenden Verfahrens geeignet ist. Um im Anlagenbau komplexe technische Anlagen aus vielen einzelnen und miteinander wechselwirkenden Teilanlagen aufzubauen, ist für die Verwaltung und Erzeugung von anlagenspezifischen Daten eine Servereinrichtung 2 vorgesehen, die über ein Datenkommunikationsnetz, beispielsweise dem Internet 3, mit Engineering-Tools 5, 6, und optionalen weiteren Client-Einrichtungen 4, 7, die jeweils der Erzeugung und dem Entwurf von Teilanlagen dienen, gekoppelt.

Da die jeweiligen Teilanlagen, die durch die Engineering-Tools 4, 5, 6, 7 bestimmt werden können, miteinander interagieren, sind auch die teilanlagenspezifischen Parameter wie zuvor beispielhaft anhand einer Teilanlage, die einen Fluiddurchfluss bewerkstelligt, erläutert wurde, durch logische Verknüpfungen untereinander beaufschlagt. Allerdings ist ein direkter Austausch dieser teilanlagenspezifischen Daten in dem Anlagen- entwurfssystem 1 nicht vorgesehen. Vielmehr erfolgt eine

Kommunikation immer über die Servereinrichtung 2 mittels dem hier als Internet 3 ausgeführten Kommunikationsnetz.

Die Servereinrichtung 2 verfügt über eine Service-Schnittstelle 15. Die Engineering-Tools 4, 5, 6, 7, welche ebenfalls über geeignete Schnittstellen 16, 17, 18, 19 verfügen und mit dem Internet 3 verbunden sind, können somit mit der Servereinrichtung 2 kommunizieren. Als Engineering-Tools kommen vielfältige, auch Software-implementierte Einrichtungen in Frage. Nur beispielhaft seien Enterprise Resource-Planning- oder Supply-Chain Management-Einrichtungen, aber auch die eigentlichen Steuerrechner für die Funktion der aus den Teilsystemen zusammen- gesetzten technischen Anlage genannt.

Die Servereinrichtung verfügt über praktisch alle die gesamte technische Anlage parametrisierenden Informationen in Form einer Ortsdatenstruktur 8, einer Systemdatenstruktur 9, einer Funktionsdatenstruktur 10 und einer Betriebsmitteldatenstruktur 11. Ferner ist eine Technologiedatenstruktur 12 vorgesehen. Die Servereinrichtung verfügt über eine Datenumwandlungseinrichtung 13, welche die proprietären Datenstrukturen, welche von den Engineering-Tools 4, 5, 6, 7 geliefert werden, in passende Objekte für die Orts-, System-, Funktions-, Betriebsmittel- und Technologiedatenstrukturen umwandelt und dann in diese einpflegt. Optional kann auch eine Einrichtungen in der Servereinrichtung 2 vorgesehen sein, die ein Workflow-Modell 14 darstellt.

Die Servereinrichtung nimmt alle erforderlichen Datenumwandlungen, also die Umsetzung oder übersetzung der von den Engineering-Tools gelieferten Daten, automatisch vor. Ferner erkennt die Servereinrichtung anhand der Ortsdatenstruktur 8, Systemdatenstruktur 9, Funktionsdatenstruktur 10 und Betriebsmittelstruktur 11, ob und welche teilanlagenspezifischen Daten an Engineering-Tools zur Aktualisierung übermittelt werden müssen, wenn andere Engineering-Tools Veränderungen derer teilanlagenspezifischen Daten anzeigen.

Beispielsweise ist es möglich, dass ein Engineering-Tool 5 mittels dem Internet 3 der Servereinrichtung 2 über deren Schnittstelle 15 anzeigt, dass es fachspezifische Bemes-

sungsdaten einer Teilanlage, beispielsweise mechanische Abmessungen, verändert hat. Die Servereinrichtung 2 erkennt in der Folge, dass möglicherweise entsprechend auch Bemessungsdaten anderer Fachgewerke, beispielsweise Kabellängen der elektrσ- technischen Ausrüstung, unterschiedlich dimensioniert werden müssen. Es überträgt angepasst auf das benötigte Datenformat des betroffenen Engineering-Tools 6 über das Internet 3 und die Schnittstelle 18 des Engineering-Tools 6 die entsprechend erforderlichen und aktualisierten Daten.

Beispielhaft seien als mögliche Engineering-Tools CAD-Anwendungen, CAE-Anwendungen, Simulationsprogramme für das Anlagenlayout, Prozesssimulationen in verfahrentechnischen Anlagen, Programmierwerkzeuge für speicherprogrammierbare Steuerungen, digitale Leitsysteme oder weitere bekannte Engineering-Tools genannt.

Die Verwaltung und Ordnung aller anlagenspezifischer Daten und damit auch der teilanlagenspezifischen Daten kann z. B. in drei Ebenen erfolgen. Auf einer grundlegenden ersten Ebene sind hierarchisch organisierte Strukturen von informationstechnischen Objekten mit ortsspezifischen Daten über die Anlage als Ortsstruktur gespeichert. Dies ist in der Figur 3 schematisch dargestellt. Die informationstechnischen Objekte, welche be- stimmten Teilanlagen zugeordnet sind, sind hierarchisch in der Ortsstruktur OD als 100-111 dargestellt. In der Ortsstruktur ist im Wesentlichen festgelegt, wie die einzelnen Teilanlagen im Gesamtsystem angeordnet sind, also deren Orte. Der Graph D illustriert diese Zusammenhänge beispielsweise zwischen dem Objekt 100 und 105.

Eine gesamte Anlage ist ferner in Form von Systemdaten hierarchisch organisiert. Eine entsprechende hierarchische Systemstruktur ist mit SD bezeichnet, wobei wiederum die Objekte dieser informationstechnischen Struktur mit 100-112 bezeichnet sind. Zwischen den Objekten der Ortsdatenstruktur und der Systemdatenstruktur können logische Abhängigkeiten herrschen. Eine entsprechende logische Verknüpfung ist zwischen dem Objekt

111 und dem Objekt 103 als α mit gestrichelter Linie dargestellt. Darüber hinaus sind auch untereinander in der Systemdatenstruktur die einzelnen Objekte dieser Struktur logisch miteinander verknüpft. Denkbar ist beispielsweise eine logische Verknüpfung durch das Vorhandensein einer elektrischen Verkabelung von Signalen oder andere logischen Abhängigkeiten zwischen den Systemdaten von Teilanlagen. Dies ist in der Figur 3 beispielhaft durch die gestrichelte Linie γ dargestellt.

Eine weitere informationstechnische Struktur stellt die Funktionsdatenstruktur FD dar, die hierarchisch ausgeführt ist und Objekte mit Informationen über funktionelle Leistungsmerkmale der Anlage miteinander verknüpft. Entsprechende Funktionen können durch eine oder mehrere Komponenten oder Teilanlagen der gesamten technischen Anlage implementiert werden. Diese hierarchischen Objektdatenstrukturen, Systemdatenstrukturen und Funktionsdatenstrukturen OD, SD, FD sind in der Figur 2 mit den Bezugszeichen 8, 9, 10 versehen worden.

Darüber hinaus ergibt sich eine ähnliche hierarchische Struktur durch das entsprechende Vorhalten einer Betriebsmittelstruktur, über die in der gesamten technischen Anlage eingesetzten Betriebsmittel. Diese ist hier nicht näher dargestellt, weist jedoch eine ähnliche Struktur wie in der Figur 3 dargestellt auf.

In der Servereinrichtung sind die logischen Beziehungen, wie sie beispielsweise als α, γ, ß in der Figur 3 bezeichnet und illustriert sind, abgespeichert. Diese logischen Beziehungen bilden unter Anderem auch die von verschiedenen Enginee- ring-Tools 4, 5, 6, 7 gemeinsam benötigten anlagenspezifischen Daten ab. Durch Kenntnis der Interdependenzen, welche in Form der Ortsdatenstruktur OD, Systemdatenstruktur SD, Funktionsdatenstruktur FD und der Betriebsmitteldatenstruktur in der Servereinrichtung 2 abgelegt sind, kann dieselbe beim Engi- neering einer Teilanlage mit Hilfe eines entsprechenden Engineering-Tools auch die anderen betroffenen Engineering-Tools über das Internet 3 unterrichten und aktuelle Daten an diese ebenfalls betroffenen Engineering-Tools übertragen. Die je-

weilige Transformation der Datenformate für die Anwendung der Engineering-Tools übernimmt dabei die Umwandlungseinrichtung 13.

Es können auch Untermengen von Objekten der Ortsdatenstruktur OD, Systemdatenstruktur SD und Funktionsdatenstruktur FD zu Technologiedatenstrukturen TD zusammengefasst werden, wie es in Figur 4 beispielhaft dargestellt ist. Es ist nämlich möglich, dass Teil- oder Untersysteme, die in verschiedenen Projekten oder verschiedenen Vorhaben großtechnischer Anlagen aus Teilanlagen eingesetzt werden, häufiger auftreten. Derartige Subsysteme können ebenfalls in einer standardisierten Informationstechnischen Datenstruktur, der Technologiedatenstruktur TD abgelegt werden. In der Figur 4 sind die betroffenen Objekte durch die Kasten UMl, UM2, UM3, UM4, UM5, UM6 angedeutet. Die jeweiligen logischen Verknüpfungen α, ß, Y zusammen mit den Untermengen von Objekten, welcher der Ortsdatenstruktur OD, Systemdatenstruktur SD und Funktionsdatenstruktur FD zugeordnet sind, ergibt eine Technologiedatenstruktur TD, welche wiederverwendbar ist. Dies stellt eine zweite Ebene der Verwaltung der anlagespezifischen Daten dar.

In einer dritten Ebene wird zudem eine Workflow-Automatisierung, welches in der Figur 2 durch das Bezugszeichen 14 dargestellt ist, vorgenommen. D. h., beim Entwurf, Aufbau oder der Planung der technischen Anlage werden die jeweiligen änderungen der teil- anlagenspezifischen Daten und/oder die Verwendung der Technologiedatenstrukturen in einer konfigurierbaren Abfolge vorgegeben .

Die Servereinrichtung 2 sichert die Konsistenz aller mittels der Orts-, System-, Funktions- und Betriebsmitteldatenstrukturen 8, 9, 10, 11 abgespeicherten Strukturinformationen der gesamten technischen Anlage, auch wenn konkurrierende ändernde und lesende Zugriffe durch die verwendeten Engineering-Tools, 4, 5, 6, 7 erfolgen sollten. Dabei erfolgt eine überprüfung der gewünschten änderungen mit implizit formulierten Regeln, zum Beispiel im Form von logischen Konsistenzverknupfungen. Bei

einer Verletzung einer solchen Abhängigkeit wird die änderung verweigert oder ein Warnhinweis gegeben. Die Servereinrichtung 2 zeigt auch an, wenn die durch das mittels der Datenstrukturen 8, 9, 10, 11 sowie der logischen Verknüpfungen zwischen den diesen Strukturen zugehörigen Objekte aufgebaute Objektmodell der

Anlage verletzt wird. Dies kann z. B. durch eine Warnung durch die Servereinrichtung 2 erfolgen, wenn bestimmte Betriebsmittel, die für besonders kritische Funktionen der Anlagen oder Teilanlagen notwendig sind, durch ein Engineering-Tool gelöscht werden bzw. eine Löschung des Betriebsmittels bei der Servereinrichtung angefragt wird. Die Servereinrichtung kann auch anzeigen, wenn zwar Betriebsmittel vorgehalten werden, diese jedoch keine Funktion erfüllen. Konflikte können ebenfalls auftreten, wenn Engineering-Tools versuchen, Orte mehrfach mit Betriebsmitteln zu belegen. Alle diese Konfliktmöglichkeiten verhindert die Servereinrichtung 2 durch entsprechende Anzeigen und Warnungen.

Die Servereinrichtung 2 verfolgt die änderungen in der Ge- samtanlage durch geeignetes Abspeichern in Form von Versionsdaten und Daten- oder Planungszuständen der sich in der Planung befindenden gesamten technischen Anlage, die auf dem Serverrechner 2 abgebildet ist.

Der in der Figur 2 als einzige an das Internet 3 gekoppelte

Servereinrichtung dargestellte Servercomputer kann auch in Form von mehreren Servern, die gemeinsam an das Internet 3 oder ein ähnliches Kommunikationsnetzwerk gekoppelt sind, ausgebildet werden. Dabei wird die entsprechende Kommunikationssoftware derart eingerichtet, dass gegenüber den Engineering-Tools 4, 5, 6, 7 eine einzelne Instanz zur Entgegennahme und übertragung der anlagespezifischen Daten und teilanlagespezifischen Daten erscheint .

Insbesondere bei der Ausbildung eines entsprechenden Engineering-Service-Bus als Anlagenentwurfssystem 1 mit geeigneten Servereinrichtungen 2, einem Kommunikationsnetz 3 und den Engineering-Tools 4, 5, 6, 7, wobei das Internet als Kommu-

nikationsnetzwerk verwendet wird, lassen sich die von dem Server 2 bereitgestellten Funktionen oder Dienste als Webservices oder Webdienste ausfuhren. Dabei können die Webdienste z. B. folgende Aufgaben erfüllen:

Ein erster Webdienst realisiert das Anlegen, Andern, Loschen oder Abfragen von Informationen zu der Anlagenstruktur, d. h. die Funktionsdatenstruktur, Ortsdatenstruktur, Systemdatenstruktur, die Betriebsmitteldatenstruktur und die bestehenden Verknüpfungen, also die logischen Zusammenhange α, ß, γ. Die Servereinrichtung 2 stellt dabei die Datenkonsistenz beim Zugriff mehrerer konkurrierender Clients, also der Engineering-Tools, sicher. Durch die hierarchische Organisation der Anlagenstrukturinformationen, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, lasst sich auf Teilinformationen in beliebiger Tiefe und Vernetzung effizient zugreifen.

Ein weiterer Webdienst kann mittels bestimmter Datenfilter- kriterien, also durch Angabe identifizierender Merkmale oder Parameter einzelner oder mehrerer Objekte der Anlagenstruktur, diese entsprechend abfragen oder bearbeiten. Entsprechende Filterkriterien können sich auf Merkmale mehrerer Objekte oder Elemente beziehen oder auch die logischen Verknüpfungen der Elemente betreffen.

Ein weiterer Webdienst kann das Anlegen, Andern oder Loschen von Technologiedatenstrukturen realisieren. Dies kann auch das Zuordnen von Elementen oder Eintragen der Strukturinformationen hinsichtlich der Datenstruktur, Ortsdatenstruktur, Systemda- tenstruktur und Betriebsmitteldatenstruktur auf eine Technologiedatenstruktur umfassen.

Ein weiterer Webdienst kann das Zuordnen und Abrufen von bestimmten anlagenspezifischen Daten zur Bereitstellung von Spezifikationsdokumenten oder Versionsangaben der gesamten technischen Anlage bereitstellen. Es lassen sich durch Verweise auch einzelne Teildokumentationen erstellen, z. B. durch Hy-

perlinks, XML-Links (XPath, XLink, XPointer) auf Eintrage in den Datenstrukturen .

Ein Webdienst kann ebenso gewisse Nutzerinformationen oder Zugriffsrechte durch die an das Anlagenentwurfssystem gekoppelten Engineering-Tools zuweisen und verwalten. Dies kann auch Datenverschlusselungsmechanismen für die Datenübertragung zwischen den beteiligten Komponenten am Anlagenentwurfssystem umfassen .

Ein weiterer Webdienst kann über die am Server bzw. der Servereinrichtung verfugbaren Dienste Auskunft geben und eine entsprechende Liste verwalten.

Ein weiterer Webdienst dient dem Anmelden eines oder mehrerer Clients bzw. von Engineering-Tools an der Servereinrichtung und der Bekanntgabe der verfugbaren Dienste an den Client sowie das Registrieren dieser zusatzlichen Engineering-Tools bzw. Teilnehmer für weitere Informationsdienste im System.

Noch ein Webdienst kann die Ausgabe der gesamten Anlagen- strukturinformationen anbieten, also aller anlagenspezifischer Daten durch ein auch als Dump bezeichnetes Abspeichern in beispielsweise XML-Formaten zur externen Archivierung und Versionsverwaltung der z. B. im Aufbau befindlichen technischen Anlage .

Die für die Aufbau, Planung und den Entwurf einer großtechnischen Anlage verwendeten Engineering-Tools können folgende Dienste im Netzwerk bereitstellen: Das Anmelden und Abmelden einer Serverinstanz aus dem Anlagenentwurfssystem bzw. der Engineering-Service-Bus-Konfiguration. Die Bekanntgabe von Ande- rungswunschen an Elementen, Komponenten oder Teilanlagen der technischen Anlage. Die Bekanntgabe oder Publikation von An- derungen an der Anlagenstruktur, die von weiteren Engineering-Tools vorgenommen wurden. Die übergabe von Baselines der Anlagenstruktur an weitere Client-Computer.

Durch die Verwendung des vorbeschriebenen Anlagenentwurfssystems, welches ein Verfahren zum Erzeugen und Verwalten von anlagenspezifischen Daten für eine technische Anlage durchfuhrt, wird ermöglicht, dass entsprechend ausgeführte Enginee- ring-Tools bei einem Zugriff auf die Anlageninformationen kontrolliert werden. Teilanlagenspezifische Daten werden über die Servereinrichtung miteinander austauscht und änderungen der gemeinsam erzeugten Strukturen zu den anlagespezifischen Daten werden synchronisiert. Dies erfordert lediglich eine Anpassung der Engineering-Tools an die jeweilige Schnittstelle des Servers bzw. Kopplung über ein Kommunikationsnetz mit der Servereinrichtung, welche den weiteren Datenabgleich und die Aktualisierung und änderung von anlagenspezifischen Daten für weitere Engineering-Tools vornimmt.

Dadurch können zusatzliche Engineering-Tools einfach dem Anlageentwurfssystem zugefugt werden, ohne dass Schnittstellen der übrigen Engineering-Tools geändert werden mussten. Unabhängig von den einzelnen Fachgewerken und Engineering-Tools oder von beim Anlagenaufbau kooperierenden Projektpartnern können definierte Zustande oder Versionen für alle Engineering-Tools bereitgestellt werden. Der Grad der Automatisierung des entsprechenden Anlagenbaus oder der Vorbereitung zur Planung einer technischen Anlage kann erheblich automatisiert werden, da das Zusammenwirken der einzelnen an einem Arbeitsvorgang beteiligten Engineering-Tools in ihren Ablaufen vordefiniert und ohne manuelle Beteiligung zeitlich gesteuert werden können. Die Aufgaben der einzelnen Engineering-Tools können zeitlich entkoppelt und dennoch zentral über die Servereinrichtung koordiniert werden. Dies ermöglicht, einfach technische Dokumente zu der Form der Anlage zu erstellen und alle Anlagenspezifikationen dem jeweiligen Betreiber zur weiteren Nutzung zur Verfugung zu stellen.

Wiederverwendbare Engineering-Projekte innerhalb des gesamten Anlagenentwurfs lassen sich z. B. als Technologiedatenstrukturen wiederverwenden. Die hierarchischen Datenstrukturen in Form der Ortsdatenstruktur, Systemdatenstruktur, Funktionsdatenstruktur

oder Betriebsmitteldatenstruktur zusammen mit den logischen Verknüpfungen derer Elemente oder Objekte bietet die Möglichkeit, kritische Konfigurationen frühzeitig festzustellen. Entsprechende Alarm-Management-Systeme können dann ebenfalls realisiert werden. Dabei werden die vernetzten Strukturinformationen während des Betriebs der Anlage ausgewertet und bei bestimmten Kombinationen von Parametern als Auslöser für Warnhinweise genutzt.

Die durch die Servereinrichtung bereitgestellten Strukturinformationen können auch zur Konfiguration von Plant-Asset-Management-Systemen verwendet werden. Durch die zentrale Verwaltung der teilanlagenspezifischen Daten auf der Servereinrichtung kann eine Umwandlung zwischen verschiedenen proprietären Datenformaten der Engineering-Tools ohne hohen informationstechnischen Aufwand für die Engineering-Tools selbst erreicht werden.

Das Anlagenentwurfssystem ermöglicht auch die einfache Ein- bindung von weiteren informationstechnischen Verfahren zur betriebswirtschaftlichen Steuerung der fertigen Anlage, wie z. B. Programme für das Bestellwesen oder Materialwirtschaft, bereits während der Anlagenplanung, aber auch in der Betriebsphase .

Die Servereinrichtung kann auch als Schnittstelle für weitere Systeme, die die technische Anlage steuern, eingesetzt werden. Durch das zuverlässige Speichern und Verwalten der gesamten anlagenspezifischen Daten, welche durch die Servereinrichtung auf ihre Konsistenz hin immer überprüft werden, kann auch eine Veränderung beispielsweise bei der Modernisierung von Teilanlagen einfach erfolgen.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Die genannten Beispiele für Teilanlagen, Engineering-Tools oder Datenformate sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Abweichend von dem

dargestellten Internetkommunikationsnetzwerk sind weitere den Datenaustausch zwischen verschiedenen Netzwerkteilnehmern ermöglichende Kommunikationswege denkbar.