VDI VDE 3695 Blatt 3-2010 Engineering of industrial plants - Evaluation and optimization - Subject methods.pdf

1、ICS 35.240.50 VDI/VDE-RICHTLINIEN Dezember 2010 December 2010 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Engineering von Anlagen Evaluieren und optimieren des Engineerings Themenfeld Methoden Engineering of industrial plants Evaluation and optimization Subj

2、ect methods VDI/VDE 3695 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft

3、 Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Engineering und Betrieb automatisierter Anlagen VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI-Handbuch Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 2: Planung/Projektierun

4、g Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFrhere Ausgabe:05.09 Entwurf,deutschFormeredition:05/09Draft,in German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein Deutsc

5、herIngenieuree.V.,Dsseldorf2010Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Abkrzungen . 3 5 Themenfeld Methoden“ 3 5.1 Beschreibungssprachen 3 5.2 Wiederverwendung 7 5.3 Abdeckungsgrad 15 5.4 Gewerkeintegration und -durchgn

6、gigkeit 21 Schrifttum 28 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references 3 3 Terms and definitions . 3 4 Abbreviations 3 5 Subject field “methods” . 3 5.1 Description languages 3 5.2 Re-use . 7 5.3 Degree of coverage . 15 5.4 Integration and continuity of disciplines . 21 Bibl

7、iography . 28 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI/VDE 3695 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt

8、linie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (ww

9、w.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations o

10、f the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject

11、to the licensing con-ditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. Einleitung Die vorliegende Richtlinie soll als Hilfestellung fr Engineering-Organisationen (EO) dienen. Sie soll sie untersttzen, geeig

12、nete Manahmen zur geziel-ten Weiterentwicklung der EO zu identifizieren und auszuwhlen. Diese Manahmen sind bezogen auf das technische, organisatorische und wirtschaftliche Umfeld der EO und werden auf Basis einer Einord-nung ausgewhlt. Die Grundlagen und die Vorgehensweise sind in VDI/VDE 3695 Blat

13、t 1 beschrieben. Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3695 besteht aus den folgenden Blttern: Blatt 1 Grundlagen und Vorgehensweise Blatt 2 Themenfeld Prozesse Blatt 3 Themenfeld Methoden Blatt 4 Themenfeld Hilfsmittel Blatt 5 Themenfeld Aufbauorganisation Blatt 6 Themenfeld konomie Eine Liste der aktuell v

14、erfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3695. Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3695 wurde im Fachausschuss Durchgngiges Engineering von Leitsystemen“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik erarbeitet. Diese Richtlinie fokussiert auf die Meth

15、oden, die in der EO ablaufen. Sie gilt nur zusammen mit der Richtlinie VDI/VDE 3695 Blatt 1. Introduction This guideline is intended as an aid for engineering organizations (EO). It is supposed to support EOs in identifying and choosing suitable measures for their targeted development. These measure

16、s are related to the EOs technical, organizational and economic environment and are chosen based on a classification. The basic considerations and the approach are described in VDI/VDE 3695 Part 1. The guideline series VDI/VDE 3695 consists of the following parts: Part 1 Fundamentals and procedure P

17、art 2 Subject processes Part 3 Subject methods Part 4 Subject tools Part 5 Subject organizational structure Part 6 Subject economics A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/3695. The guideline series VDI/VDE 3695 has been au-thore

18、d by the technical committee “Seamless Engi-neering of Control Systems” within the VDI/VDE Society for Measurement and Automatic Control. This guideline focuses on the methods that are part of the workflow in the EO. It is only valid in con-junction with the guideline VDI/VDE 3695 Part 1. 1 Anwendun

19、gsbereich Es gilt der Anwendungsbereich der Richtlinie VDI/ VDE 3695 Blatt 1. 1 Scope The scope of guideline VDI/VDE 3695 Part 1 ap-plies. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI/VDE 3695 Blatt 3 / P

20、art 3 3 2 Normative Verweise Das folgende zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich: VDI/VDE 3695 Blatt 1:2010-11 Engineering von Anlagen; Evaluieren und optimieren des Engi-neerings; Grundlagen und Vorgehensweise 2 Normative references The following referenced documents

21、 are indispen-sable for the application of this guideline: VDI/VDE 3695 Part 1:2010-11 Engineering of industrial plants; Evaluation and optimization; Fundamentals and procedure 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI/VDE 3695 Blatt 1. 3 Terms and definitions For th

22、e purposes of this guideline, the terms and definitions according to VDI/VDE 3695 Part 1 apply. 4 Abkrzungen In dieser Richtlinie werden die in VDI/VDE 3695 Blatt 1 aufgefhrten Abkrzungen verwendet. 4 Abbreviations This guideline contains the abbreviations defined in VDI/VDE 3695 Part 1. 5 Themenfel

23、d Methoden“ Das Themenfeld Methoden“ beschreibt die Mittel und Konzepte einer EO, die ihr in allen Phasen des Lebenszyklus einer Anlage zur Verfgung stehen, um auf der einen Seite bestimmte Kundenanforde-rungen (z. B. gnstiger Preis, flexibel gegenber Erweiterungen, leicht wartbar usw.) zu realisier

24、en und auf der anderen Seite den Engineering-Prozess so effizient wie mglich zu gestalten. Am Beispiel der Methode Wiederverwendung“ (siehe Abschnitt 5.2) soll dies kurz verdeutlicht werden. Beispiel Durch die Spezifikation und die Verwendung von wie-derverwendbaren Artefakten knnen Artefakte von Fr

25、emdherstellern/Zulieferern in einer greren Stck-zahl gnstiger beschafft werden. Zugleich wird der Zeitaufwand fr das Engineering reduziert, da Artefakte nicht jedes Mal von Neuem entwickelt werden mssen, sondern aus frheren Projekten wiederverwendet wer-den knnen. Welche Methoden letztendlich den gr

26、ten Nutzen innerhalb der EO bewirken, hngt von der Produkt-vielfalt und der Marktausrichtung der EO ab. 5.1 Beschreibungssprachen Erluterung Eine Beschreibungssprache dient zur Darstellung von Sachverhalten. Sie baut sich aus unterschiedli-chen Symbolen auf und besitzt eine Syntax, eine Grammatik un

27、d eine Semantik. Die Einsatzbereiche von Beschreibungssprachen bezogen auf den Lebenszyklus einer Anlage sind sehr vielfltig. Das Spektrum dieser Darstellungs-formen geht von Texten in Prosa, Formatvorlagen fr unterschiedliche Dokumente, formalisierte Beschreibungen von Prozessen und Arbeitsablu-5 S

28、ubject methods The subject methods describes the means and con-cepts an EO has at its disposal in all phases of a plants life cycle in order to fulfil certain customer requirements (e.g. attractive price, flexibly ex-pandable, easy to maintain, etc.) on the one hand and to make the engineering proce

29、ss as efficient as possible on the other. The guideline briefly illustrates this using the method “re-use” (see Section 5.2) as an example. Beispiel By specifying and using reusable artefacts, the company can acquire third-party artefacts in larger amounts for lower prices. The time required for eng

30、ineering is also reduced, since artefacts do not have to be redeveloped all over again, but can be reused from previous projects. Which methods finally produce the largest lever-age within the EO, will depend on the EOs portfo-lio and market orientation. 5.1 Description languages Explanation A descr

31、iption language serves for the representa-tion of facts. It is made up of different symbols and consists of a syntax, grammar and semantics. The uses of description languages with regard to a plants life cycle are diverse. The spectrum of these representation forms ranges from prose texts, format te

32、mplates for different documents, formal-ized descriptions of processes and workflows, graphic symbols for complex facts (e.g. P identi-cal facts are always described equally. The descrip-tion languages and their semantics can be mapped on each other. Evidence for target status C The structured descr

33、iption languages used are now additionally coordinated with each other. Descrip-tion languages can be mapped on each other. Prerequisites for reaching target status C Target status B of this aspect must be reached in such a way that a majority of the facts are always represented equally by text or g

34、raphics. Possible measures to be taken for reaching target status C The individual description languages must be ana-lyzed and their intersections identified. On this basis, mapping functions can be developed. Costs, risks and chances costs The expense for analyzing the description lan-guages is con

35、siderable, but still less than the great effort for creating the mapping functions, due to their complexity. risks The analysis of the languages is so complex that a final result can not be reached. chances The mappability of the languages creates the possibility to exchange contents and leverage ad

36、ditional synergies. Target status D Structured description languages are used, identical facts are always described equally. The description languages are coupled with each other and can be converted into one another. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights res

37、erved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI/VDE 3695 Blatt 3 / Part 3 7 Indikator fr Zielzustand D Ein Austausch zwischen den Beschreibungsspra-chen ist realisiert. Der gesamte Lebenszyklus der Anlage wird damit beschrieben. In allen Systemen wird dann unter Umstnden die gleiche Funkt

38、iona-litt gewhrleistet. Voraussetzungen, um Zielzustand D erreichen zu knnen Der Zielzustand C dieses Aspekts muss dahinge-hend erreicht sein, dass ein Groteil der Sachver-halte immer gleich textuell bezeichnet bzw. gra-fisch dargestellt wird und entsprechende Abbil-dungsregeln aufgestellt wurden. M

39、gliche Manahmen, um Zielzustand D zu erreichen Die unter dem Zielzustand C genannten Manah-men mssen nun auf den gesamten Lebenszyklus der Anlage erweitert werden. Kosten, Risiken und Chancen Kosten Die zur Erreichung des Zielzustands C angefal-lenen Kosten knnen sich bei der Ausweitung auf den gesa

40、mten Lebenszyklus der Anlage vervielfachen. Risiken Die Komplexitt wird so unberschaubar, dass der eigentliche Nutzen wieder verloren geht. Chancen Mit diesem Zielzustand, bezogen auf den ge-samten Lebenszyklus der Anlage, ist das Opti-mum der Austauschbarkeit der Beschreibungs-sprachen im Engineeri

41、ng erreicht. Dies gestattet ein durchgngiges Engineering der Anlage ohne unntiges, mehrfaches Eingeben gleicher Sach-verhalte. 5.2 Wiederverwendung Erluterung Wiederverwendung zielt in die Richtung, ein Arte-fakt in mglichst vielen Kundenprojekten einset-zen zu knnen. Die Methode Wiederverwendung“ k

42、ann dabei sowohl auf materielle Artefakte, z. B. Motoren, Pumpen, Funktionsbausteine, als auch auf immaterielle Artefakte, z. B. Plne, Architektu-ren und Spezifikation, angewandt werden. Was letztendlich als wieder verwendbares Artefakt bzw. Komponente/Modul deklariert wird, hngt von der Domne und d

43、er Unternehmensstrategie der EO ab. Dabei ist es durchaus mglich, bei-spielsweise ein komplettes Kraftwerk als wieder-verwendbares Artefakt zu bndeln oder aber auch nur eine mechatronische Einheit bestehend aus Evidence for target status D An exchange between the description languages is realized. T

44、he entire life cycle of the plant is being described with them. The same functionality might even be ensured in all systems. Prerequisites for reaching target status D Target status B of this aspect must be reached in such a way that a majority of the facts are always represented equally by text or

45、graphics and corre-sponding mapping rules have been set up. Possible measures to be taken for reaching target status D The measures described for target status C must now be extended onto the entire plant life cycle. Costs, risks and chances costs The costs incurred for reaching target status C can

46、multiple through extension to the entire plant life cycle. risks The complexity becomes so unmanageable that the actual benefit will vanish. chances This target status, related to the entire plant life cycle, represents the optimum exchangeability of description languages in engineering. It al-lows

47、continuous plant engineering without un-necessary repeated input of identical facts. 5.2 Re-use Explanation Re-use aims to use an artefact in as many customer projects as possible. The method of re-use can apply to both material artefacts such as motors, pumps and function modules, and immaterial ar

48、te-facts such as plans, architectures and specifica-tions. What is being declared as being a reusable artefact or component/module will ultimately depend on the domain and corporate strategy of the EO. It is not impossible that an entire power plant will be bundled to form a reusable artefact, but i

49、t can also be as small as a mechatronic assembly consisting of a conveyor and a control. More details can be B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 8 VDI/VDE 3695 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 einem Frderband und einer Steuerung. Mehr De-tails dazu sind in den Aspekten Abdeckungsgrad“ (Abschnitt 5.3) und Gewerkeintegration und -durchdringung“ (Abschnitt 5.4) zu fin