Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2048
Main Title: Modulare Kostenschätzung in der chemischen Industrie - Konzept eines integrierten Systems zur Abschätzung und Bewertung des Kapitalbedarfes für die Errichtung einer chemischen Anlage
Translated Title: Module-based Cost Estimation in the Chemical Industry - Concept of an Integrated System to Estimate and Evaluate Investment Costs of Chemical Plants
Author(s): Strauch, Uwe
Advisor(s): Wozny, Günter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurde ein modulares Konzept zur Abschätzung des Kapitalbedarfes von Chemieanlagen vorgestellt, welches in frühen Projektphasen unter Verwendung moderner objektorientierter Werkzeuge angewendet wird. Zur Verbesserung des Planungsprozesses sind in der Vergangenheit zahlreiche Untersuchun-gen durchgeführt worden. Im Gegensatz dazu wurden die Kostenschätzung und Angebotser-stellung nicht ihrer Bedeutung entsprechend weiterentwickelt. Dabei hat gerade die Qualität der meist unter enormen Zeitdruck erstellten Angebote einen erheblichen Einfluss auf den wirt-schaftlichen Erfolg der Unternehmen. Die Ergebnisse kommerzieller Werkzeuge sowie der der-zeit angewandten Kostenschätzmethoden sind unter diesen Voraussetzungen nicht zufrieden stellend. Kern des hier vorgestellten Ansatzes ist ein modulares Konzept der Anlagenplanung, welches innerhalb eines integrierten Planungssystems umgesetzt wurde. Zur Extraktion von Modulen wurden vorhandene Projekte ausgewertet und Planungsmodule auf Ausrüstungsebene defi-niert. Dabei wurden sowohl die Funktions- (R&I) als auch die Aufstellungsplanung untersucht, um Standards und Abhängigkeiten zu entwickeln. Die erstellten Planungsmodule umfassen sowohl die eigentliche Hauptausrüstung, z. B. Wärmetauscher, inkl. eventuell notwendiger Re-dundanzen als auch die unmittelbar zugeordneten Nebenpositionen. Dazu gehören Instrumen-tierung, Nahverrohrung, Armaturen, EMSR-Technik und Fundamente. Erweitert wurde der An-satz der Modularisierung auf den Stahlbau und die Rohrbrücken chemischer Anlagen. Grundla-ge des modularen Planungsprozesses sind vorliegende Informationen der Prozesssimulation bzw. vorhandene Verfahrensfließbilder. Auf Basis der Module können standardisierte R&I’s er-stellt sowie die Anlage im dreidimensionalen Raum aufgestellt und verschiedene Aufstellungs-varianten untersucht werden. Durch die Verwendung von bewährten Planungsstandards stei-gert der Ansatz der modularen Planung die Effizienz innerhalb des Planungsprozesses. Für die Kostenschätzung bieten die modularen Methoden einen erheblichen Vorteil. So können in frühen Planungsphasen durch die Modularisierung auf Basis der vorhandenen Planungsda-ten frühzeitig R&I’s erstellt, Aufstellungsentwürfe entwickelt und Massenauszüge generiert wer-den. Die erstellten Mengengerüste basieren auf den Daten der Module und automatisch verleg-ten Rohrleitungen. Sie ermöglichen schon in frühen Planungsphasen, wie dem Prebasic Engi-neering, Kostenschätzmethoden mit spezifischen Kostenfunktionen aus späteren Projektphasen anzuwenden. Dadurch lassen sich sowohl die Genauigkeit als auch die Transparenz der Er-gebnisse der Kostenschätzungen verbessern. Ebenso werden die Kosten der Apparate und der Nebengewerke voneinander entkoppelt. Dies führt in Zeiten von stark unterschiedlichen Preis-entwicklungen der Gewerke zu besseren Ergebnissen. Zur Validierung wurde die Methodik an einem Beispiel mit einer realisierten Anlage vergleichen. Dabei zeigten die Gesamtkosten eine sehr geringe Abweichung, welche deutlich unter der sonst üblichen Abweichung innerhalb des Prebasic Engineerings liegt.
In this work a modular concept to estimate investment cost of chemical plants based on object-oriented tools was examined. The concept is used in early engineering stages such as prebasic engineering. In the past efficiency increase at the design process was the topic of several research projects. In contrast cost estimation and bid preparation were left unattended. The bid quality greatly in-fluences the economic success of companies. Bids are usually prepared under great time pres-sure and results of commercial tools and conventional methods disappoint in terms of quality and precision. The presented concept is based on a modular engineering approach implemented in an inte-grated engineering system. Modules were developed and defined based on several existing projects. The analyze used functional engineering (PID) and layout design to develop standards and dependences. The defined equipment modules include the main equipment, for instance heat exchanger with the redundancies, if necessary, and the dedicated auxiliary positions. The auxiliary positions are pipework, steelwork, auxiliary equipment and instrumentation. The modu-lar approach was extended to steelwork and pipe bridges of chemical plants. The use of the modular approach towards engineering is based on information of process simulation and proc-ess flow diagrams. The results are standardized PID’s and layouts in three dimensions with the possibility to analyze several layout sketches. The use of established design standards with the modular approach increases the efficiency of the engineering process. Modular methods show a great advantage for cost estimating processes. In early engineering stages the results of the modularisation are PID’s, layout sketches and bill of quantities. The bill of quantities is based on results from equipment and steelwork modules and autorouter’s pipe-lines. Using cost estimation in later engineering stages increases transparency into investment cost and allows the decoupling of equipment and auxiliary cost positions. Cost estimation re-sults could be improved, especially valuable in a highly volatile cost environment. The method was validated with an example chemical plant. Results of the cost estimation were compared to a completed project. The difference between both results was smaller than 10%. Significantly lower than the normal variation in prebasic engineering stages.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-20976
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2345
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2048
Exam Date: 12-Sep-2008
Issue Date: 8-Jan-2009
Date Available: 8-Jan-2009
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Anlagenplanung
Chemieanlagen
Kostenschätzung
Chemical plant
Cost estimating
Plant design
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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