Planungsphasen

Zur Planung und Realisierung von neuen verfahrenstechnischen Anlagen wird meist auf ein Phasenmodell zurückgegriffen, welches alle Schritte von der Idee bis zur Inbetriebnahme abdeckt. Für die einzelnen Phasen gibt es viele verschiedene Bezeichnungen, die Grenzen sind nicht klar definiert und auch der Inhalt der einzelnen Phasen kann abweichen. Die Unterschiede stammen von den vielfältigen Branchen in denen verfahrenstechnische Anlagen eingesetzt werden, sowie unzähligen firmeninternen Standards.
Der hier gegebene Überblick beruht auf praktischen Erfahrungen aus verschiedenen Branchen sowie Literaturinformationen. Für einige Begriffe haben sich auch im deutschsprachigen Raum englische Bezeichnungen etabliert, sodass diese hier auch mitunter verwendet werden.

Neben den hier dargestellten Planungsphasen werden Projekte im Anlagenbau auch teilweise nach der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) abgewickelt. Die Phasen nach HOAI sind hierbei teilweise deckungsgleich mit den unten dargestellten Phasen, müssen jedoch vom Inhalt nicht identisch sein.

Überblick

Die ersten drei Planungsphasen im Phasenmodell werden dem Front-End-Loading (auch Front-End-Engineering Design (FEED)) zugeordnet. Hierbei findet vor der finalen Investitionsentscheidung für eine verfahrenstechnische Anlage bereits eine grundlegende Planung der Anlage statt. In den Planungsphasen (Grundlagenermittlung, Vorplanung und Entwurfsplanung) kann mit relativ geringem Planungsaufwand die Gesamtkosten des Projekts abgeschätzt und diese beeinflusst werden. Zum Ende der Entwurfsplanung wird typischerweise ein Pflichtenheft sowie eine FEL-Dokumentation erstellt, auf dessen Grundlage eine fundierte Investitionsentscheidung getroffen werden kann. Viele Projekte enden nach dieser FEED-Phase, sofern eine wirtschaftliche Realisierung des Projekts nicht möglich ist.

Wird eine positive Investitionsentscheidung getroffen, beginnt der Ausführungs- und Errichtungszeitraum. Projektspezifisch erfolgt parallel zu den Phasen Vorplanung, Entwurfsplanung und Ausführungsplanung die Genehmigungsplanung, um bereits für die Investitionsentscheidung erste Ergebnisse der Genehmigungsplanung vorliegen zu haben.
Oft geht der Beginn dieses Abschnittes, welcher mit der Ausführungsplanung (Detailed Engineering) beginnt, auch mit einem Wechsel der Zuständigkeit einher. Große Anlagenbauprojekte können über Generalunternehmer (turnkey contract), EPC(M) oder eine Mischung daraus abgewickelt werden. Die Vertragsarten unterscheiden sich in den Verantwortungen und dem Risikomanagement, jedoch bleiben die Phasen dieselben. Aufbauend auf den Unterlagen der Entwurfsplanung werden in der Ausführungsplanung zur Konstruktion freigegebene Unterlagen erstellt. Während des Endes der Ausführungsplanung beginnt die Ausschreibung und Bestellung der Komponenten, sodass die nächste Phase (Bau und Montage) beginnen kann. Nach abgeschlossener Montage (mechanical completion) beginnt die Inbetriebnahme, welche typischerweise in die Kalt-Inbetriebnahme (cold commissioning) sowie die Heiß-Inbetriebnahme (hot commissioning) eingeteilt wird.

Da die Planungsphasen aufeinander aufbauen und sich mit dem Ende einer Planungsphase auch die Zuständigkeit ändern kann, ist eine klare Trennung und ein Bestehen der einzelnen Phasen zwingend notwendig um in der nächsten Planungsphase darauf aufzubauen. Ein Verschleppen von Planungsleistungen in die nächste Projektphase resultiert meist in größeren Verzögerungen. Der Abschluss einer Planungsphase wird meistens durch einen Meilenstein gekennzeichnet, welcher ein Durchschreiten eines Gates und eine Prüfung der erstellten Unterlagen enthält.

Unterlagen

Wird das oben genannte Phasenmodell der Planungsphasen verwendet, werden im Engineering zum Ende der jeweiligen Phase bestimmte Unterlagen abgeliefert. Die genauen Dokumente variieren je nach Projekt, Branche und Firmenstandards, eine gängige Auswahl kann in der nachstehenden Tabelle gefunden werden. Da viele der Dokumente über die Engineeringphasen aktualisiert und detailliert werden, werden folgende Reifegrade verwendet:

  • PREL: Preliminary beschreibt ein Dokument, das einen vorläufigen Stand und einen geringen Reifegrad besitzt.
  • IFD: Issued for Design, oft auch Approved for Design (AFD) beschreibt, dass das Dokument einen Zwischenstand erreicht hat und zur Ausführungsplanung (Detail Engineering) freigegeben ist. Das Dokument ist noch nicht zur Kundenfreigabe oder zum Bau bestimmt.
  • IFC: Issued for Construction, oft auch Approved for Construction (AFC) beschreibt, dass das Dokument zum Bau, Montage und Fertigung freigegeben ist. Hierzu muss das Dokument vollständig geprüft, abgestimmt und freigegeben sein.

Unterlagen mit Bezug zur Anlagensicherheit, wie beispielsweise Risikobeurteilungen oder HAZOP‑Studien, sind in der Tabelle bewusst nicht aufgeführt. Ihre Erstellung folgt häufig projektspezifischen Vorgehensweisen und eigenen Planungsphasen und erfolgt in der Regel gemeinsam mit dem Betreiber. Ebenso sind Unterlagen mit Bezug zur Genehmigungsplanung in der Übersicht nicht aufgeführt, da diese je nach Anlagentyp stark variieren.

Grundlagenermittlung
(Scoping/Concept)		Vorplanung
(Preliminary Engineering)		Entwurfsplanung
(Basic Engineering)		Ausführungsplanung
(Detail Engineering)
Allgemein:
– Projektbeschreibung (PREL)
– Projektumfang (PREL)
– Projektzeitplan (PREL)
– Kostenschätzung (PREL, AACE Class 5, „Kostenrahmen“ nach DIN 276)

Verfahrenstechnik:
– BD (PREL)
– PFD (PREL)
– Verfahrensbeschreibung (PREL)
– Wärme- und Massenbilanz (PREL)

Mechanische Konstruktion:
– Anlagenlageplan (PREL)
– Ausrüstungsliste (PREL)

Instrumentierung:
– Messstellenliste (PREL)

Allgemein:
– Projektumfang (PREL)
– Projektzeitplan (PREL)
– Kostenschätzung (PREL, AACE Class 4, „Kostenschätzung“ nach DIN 276)
– Angebote für ausgewählte Ausrüstungen (PREL)

Verfahrenstechnik:
– BD (IFD)
– PFD (IFD)
– R&I (PREL)
– Verfahrensbeschreibung (PREL)
– Regel- und Steuerungskonzept (PREL)
– Wärme- und Massenbilanz (PREL)
– Schnittstellenliste (PREL)

Mechanische Konstruktion:
– Anlagenlageplan (PREL)
– Ausrüstungsliste (PREL)
– Rohrleitungsliste
– Ausrüstungsspezifikationen
– Ausrüstungsberechnungen

Instrumentierung:
– Einliniendiagramm (PREL)
– Messstellenliste (PREL)
– Motorenliste (PREL)


Allgemein:
– Projektumfang (PREL)
– Projektzeitplan (PREL)
– Gesamtkostenschätzung (PREL, AACE Class 4, „Kostenberechnung“ nach DIN 276)
– Angebote für ausgewählte Ausrüstungen (PREL)

Verfahrenstechnik:
– BD (IFD)
– PFD (IFD)
– R&I (IFD)
– Verfahrensbeschreibung (IFD)
– Wärme- und Massenbilanz (IFD)
– Hydraulische Berechnungen (IFD)
– Schnittstellenliste (IFD)
– Auslegung Sicherheitsarmaturen (IFD)

Mechanische Konstruktion:
– Anlagenlageplan (IFD)
– Baupläne (IFD)
– Ausrüstungsliste (IFD)
– Rohrleitungsliste (IFD)
– Ausrüstungsspezifikationen (IFD)
– Ausrüstungsberechnungen (IFD)
– Schnittstellenlageplan (IFD)

Instrumentierung:
– Einliniendiagramm (IFD)
– Messstellenliste (IFD)
– Motorenliste (IFD)
– I/O-Liste (IFD)		Allgemein:
– Projektumfang (IFC)
– Projektzeitplan (IFC)
– Gesamtkostenschätzung (IFC, AACE Class 3, „Kostenvoranschlag“ nach DIN 276)
– Angebote und Datenblätter für alle Ausrüstungen (IFC)

Verfahrenstechnik:
– BD (IFC)
– PFD (IFC)
– R&I (IFC)
– Verfahrensbeschreibung (IFC)
– Funktionsbeschreibung (IFC)
– Wärme- und Massenbilanz (IFC)
– Hydraulische Berechnungen (IFC)
– Schnittstellenliste (IFC)
– Auslegung Sicherheitsarmaturen (IFC)

Mechanische Konstruktion:
– Anlagenlageplan (IFC)
– Baupläne (IFC)
– Rohrleitungsisometrien (IFC)
– Rohrspannungsberechnungen (IFC)
– Ausrüstungsliste (IFC)
– Rohrleitungsliste (IFC)
– Ausrüstungsspezifikationen (IFC)
– Ausrüstungsberechnungen (IFC)
– Schnittstellenlageplan (IFC)

Instrumentierung:
– Einliniendiagramm (IFC)
– Messstellenliste (IFC)
– Motorenliste (IFC)
– I/O-Liste (IFC)

Literaturverzeichnis

AutorTitel
Weber, Klaus H.Engineering verfahrenstechnischer Anlagen
Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB)Verordnung über die Honorare für Architekten- und Ingenieurleistungen (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure – HOAI)
AACE International18R-97: Cost Estimate Classification System – As Applied in Engineering, Procurement, and Construction for the Process Industry

Normenverzeichnis

NummerBezeichnung
DIN 276:2018-12Kosten im Bauwesen
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