Environmental Engineering Reference
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8.2 Anlagenplanung und Berechnungsbeispiele
8.2.1 Konzept- und Entwurfsphase
Je komplexer die Anlage, desto mehr lohnt sich ein systematisches Vorgehen bei
ihrer Planung, Entwicklung und Produktion [8.29 bis 8.49]. In [8.47]wurde hierzu
schon 1962 ein
immer
noch hilfreicher Leitfaden (mit
Checkliste und Beispiel)
vorgelegt. Weitere spezielle Planungshilfen findet man z. B. in [8.48].
Die
Konzept- und Entwurfsphase
beginnt mit der Erstellung der
Anforderungsliste
(
auch
Pflichtenheft
oder
Lastenheft)
[8.49],
Tafel 8.1
. Hat man eine Anlage für
ähnliche Anforderungen schon einmal ausgeführt, erleichtert dieses die Entwick-
lung. Andernfalls werden
alternative Konzepte
erarbeitet (Skizzen, Schaltpläne,
digitale 3D-Studien, EDV-Simulationen) und bewertet.
Simulationen
gewinnen als
Werkzeug des Entwicklers an Bedeutung (besser, schneller, umfassender, lang-
fristig billiger). Es können nicht nur die Energieflüsse (und Energieverluste),
sondern auch die Steuer- und Regelvorgänge abgebildet werden, insbesondere,
wenn man das Modell mit realen Betriebsdaten füttert. Als ein Beispiel seien
alternative Hydraulikkonzepte für Kettenwandlergetriebe genannt, die z. B. von
Westenthanner [8.50] generiert und für vorgegebene Fahrzyklen (Pkw, Traktor)
mit einem Modell auf Basis MATLAB/SIMULINK energetisch bewertet wurden.
Iterative Planungsschritte gehen vom
Arbeitsprozess
(Abtrieb) aus, legen die
Leistungsflüsse
und
Arbeitsdrücke
fest, bestimmen die
Anlagenkomponenten
(incl.
der Regelungen, Steuerungen und Signalflüsse) und wählen die Art des
Antriebs
(soweit nicht vorgegeben). Abstimmungen erfordern oft mehrere Iterationen (Pfei-
le in Tafel 8.1 in beiden Richtungen). Danach wird die Anlage grob entworfen und
der Hydraulikschaltplan erstellt. Deckt das Ergebnis die Anforderungen ab, kann
die Vorplanungsphase durch Erstellen eines Angebots (z. B. Einzelkunde) oder
eines Entwicklungsauftrages der Geschäftsleitung (z. B. Serienprodukt) abge-
schlossen werden.
Meistens ist der erste Durchgang allerdings negativ, oft wegen
überschrittener Zielkosten
. Der ganze Planungsprozess wird iterativ. Zuerst kann
man mit Hilfe weiter verfeinerter Auslegungen nach Einsparungen innerhalb des
Konzepts suchen. Gelingt dieses nicht, müssen nochmals alternative Lösungen
generiert und bewertet werden.
Ist das Ergebnis immer noch nicht befriedigend,
kann es auch an einem „zu strengen“ Pflichtenheft liegen.
Ggf. ist dessen erneute
Diskussion mit Marketing, Vertrieb oder direkt mit dem Kunden notwendig.
Beim Prinzip des
target costing
ermittelt man aus vorgegebenen Markterlösen die
Gesamt-Zielkosten und aus einer geschätzten Anlagen-Kostenstruktur die Einzel-
Zielkosten für Komponenten. Dieses Vorgehen hat sich auch als ein hervorragen-
des Instrument für Verhandlungen mit Zulieferern erwiesen.
