Das PowerPortal für die EnBW Kraftwerke AG

Das PowerPortal für die
EnBW Kraftwerke AG
Realisierung und erste Erfahrungen
Sonderdruck aus VGB PowerTech, September 2006
Autoren:
Jürgen Ayft
Hans-Richard Kraft
Answers for energy.
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Das PowerPortal für EnBW
Das PowerPortal für die EnBW Kraftwerke AG
Realisierung und erste Erfahrungen
Abstract
The PowerPortal for EnBW Kraftwerke AG – Implementation and
First Experiences
In recent years, a lot of knowledge has been
gathered in various IT systems – especially in
large enterprises. Networking this knowledge
would require replacing all expert systems
with more comprehensive systems and migrate all or at least parts of the functions. Networking knowledge should result in more
competent work in the individual fields, thus
increasing productivity and efficiency. Additionally the management requires up to date
but yet verified and condensed data as a base
for making informed decisions.
Additionally with the decision for a PowerPortal EnBW targets to bridge the gap between
the commercial and technical data worlds.
The PowerPortal by SAP and Siemens allows
integrating the existing IT systems.Therefore it
facilitates fast, consistent and comprehensive
presentation of technical and commercial
information. This comprehensive solution approach on a single platform enables easy and
intuitive access to all required data, accelerates business processes in the respective
fields of daily work as well as cross-department collaboration and improves the quality of
decisions by providing condensed and confidential information.
The PowerPortal comprises
– the SAP Enterprise Portal providing rolebased content presentation and
– the Siemens Cockpit, which provides technical and commercial information merged
into context-specific displays and performs
complex calculations.
There is no general definition for the PowerPortal content as this has to be adapted to the
specific requirements of the individual enterprise. A well-defined selection and prioritization of the Portal’s contents required analyzing
all business processes at EnBW Kraftwerke
AG (KWG). This was done considering research and develpoment aspects in a bottomup analysis followed by a top-down analysis
for the purpose of quality assurance. Concurrently, an analysis of the IT landscape involved
in the work processes was performed.
Phase 1 of the realization included the processes of the Karlsruhe Rheinhafen Power
Plant and all central services. Immediately
after the installation Phase 1 the roll out of
these screens on six further conventional sites
of EnBW KWG was started.
Einleitung
Ausgangssituation
Der Wettbewerb stellt immer größere Herausforderungen an die Energiebranche und
damit an die Systeme, die für den Informationsfluss und die Informationsbereitstellung
aller Geschäftsprozesse benötigt werden. Für
sachgerechte Entscheidungen brauchen Führungskräfte und Mitarbeiter auf allen Ebenen
aktuelle, korrekte und umfassende Informationen, d. h. sowohl aus technischem als auch
aus kaufmännischem Bereich.
Heutige Software-Landschaften werden häufig aus einer Vielzahl von Expertensystemen
gebildet, in denen in der Vergangenheit Wissen angesammelt wurde. Diese unterschiedlichen Systeme sind jeweils nur Fachleuten in
unterschiedlichen Bereichen zugänglich und
erweisen sich den Anforderungen nach einfacher Bedienung und schnellem Zugriff auf
„entscheidungsfertige“ Informationen nicht
gewachsen. Das Ergebnis ist ein unbefriedigender Nutzen aus den Systemen.
PowerPortal
Abhilfe kann durch eine konsequente Integration der vorhandenen Datenbestände und
deren Ergänzung durch effiziente Entscheidungswerkzeuge erreicht werden. SAP und
Siemens haben gemeinsam eine neue Lösung
für dieses Problem entwickelt – das „PowerPortal“. Diese umfassende Lösung auf einer
einzigen Plattform erlaubt dem Benutzer
intuitiven Zugriff auf benötigte Daten, beschleunigt Geschäftsprozesse sowohl in der
täglichen Sacharbeit als auch in der abteilungsübergreifenden Zusammenarbeit und
verbessert die Qualität von Entscheidungen
durch aufgabengerecht zusammengestellte
Informationen.
Das PowerPortal ( B i l d 1 ) basiert auf dem
SAP-Enterprise-Portal, das Funktionen zur
rollenspezifischen Visualisierung der Inhalte
bereitstellt, und dem Siemens-Cockpit, das
technische und kommerzielle Informationen
aus den Basissystemen extrahiert, in kontextbestimmten Displays darstellt und komplexe
Berechnungen durchführt.
Das Projekt
„Technisches Berichtswesen“
Die Inhalte des PowerPortals sind nicht allgemein definierbar, sondern müssen an die
Erfordernisse des jeweiligen Unternehmens
angepasst werden. Diesen Weg ist EnBW
Kraftwerke AG (KWG) auch als Forschungsund Entwicklungsprojekt gegangen und hat
in einer ersten Ausbaustufe eines PowerPortals die wichtigsten Inhalte ausgeprägt.
Unter dem Titel „Technisches Berichtswesen“ sind in Zusammenarbeit mit Siemens
Autoren
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Aydt
EnBW Kraftwerke AG,
Stuttgart/Deutschland.
Dipl.-Ing. (FH) Hans-Richard Kraft
Projektleiter PowerPortal,
Siemens AG,
Karlsruhe/Deutschland.
Bild 1. Schematische IT-Architektur.
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Das PowerPortal für EnBW
als „Frühwarnsystem“ für das Kraftwerksmanagement .
Auch die zukünftigen Benutzergruppen im
PowerPortal konnten durch Aggregation der
in der Prozessanalyse identifizierten Anwender festgelegt werden: 350 Anwender des
konventionellen Teils des Kraftwerkparks
der EnBW KWG sind in 25 Benutzergruppen
zusammengefasst. Damit wurde eine angemessene Standardisierung erreicht, die dennoch eine auf individuelle Informationsbedürfnisse zugeschnittene Zugriffsstruktur ermöglicht und dabei einen überschaubaren
Aufwand bei der Berechtigungsverwaltung
zur Folge hat. So bekommen beispielsweise
Meister in der Produktion 25 Themenbereichen angeboten, während Kaufleuten im
Kraftwerk 20 Displays mit kommerziellen
Informationsschwerpunkten zur Auswahl stehen.
Spezifikation
Bild 2. Prozessanalyse.
Power Generation für das RheinhafenDampfkraftwerk Karlsruhe (RDK), den Zentral-Service (ZS) in Stuttgart und die Geschäftsleitung die Anforderungen an das
PowerPortal abgestimmt und anschließend
realisiert worden.
Ist-Analyse
Für eine fundierte Auswahl und Priorisierung
der Portal-Inhalte war zunächst eine Analyse
aller Geschäftsprozesse erforderlich. Diese
Untersuchung ist für das Kraftwerk Karlsruhe und die zentralen Abteilungen so durchgeführt worden, dass der Informationsfluss
mit vor- und nachgelagerten Prozessen und
den beteiligten IT-Systemen beschrieben
wurde. Zusätzlich erfolgte für die KWGKraftwerke Altbach, Heilbronn und Stuttgart
mit ihren jeweiligen Standorten eine DeltaAnalyse, die abweichende bzw. ergänzende
standortspezifische Anforderungen beschrieb
( B i l d 2 ).
Die Anforderungen wurden bezüglich der
Kategorien detailliert spezifiziert:
Priorität vorangetrieben werden sollte. Dabei
ergaben sich bisher im Wesentlichen drei
Klassen:
– Anwenderoberfläche einschließlich erster
Entwürfe für Hilfetexte,
– Aussagekräftige und aktuelle Darstellungen der wichtigsten Unternehmenszahlen
für die Geschäftsleitung. Die Darstellungsform sollte auch für Großbildschirme
geeignet sein (sogenannte „War-RoomScenarios“).
– Funktionen, d. h. Berechnungen, aber
auch Interaktionen zwischen Bildschirmteilen usw.,
– Automatisch generierbare Routine-Auswertungen zur Unterstützung der technischen Abteilungen im Zentralservice
(klassisches „Technisches Berichtswesen“).
– Verdichtete Informationen zur Produktion
und Instandhaltung sowie Trendaussagen
– Dateninhalte (Datenquellen, Datenformate, Einheit usw.),
– Layout-Entwürfe, z. B. mit Plausibiltätsprüfungen oder auch Diagrammachsenformatierungen.
Begleitend dazu musste natürlich auch die
Zuordnung zu den relevanten Subsystemen
und deren Datenfelder definiert werden (sogenanntes Data-Mapping). Es entstand für
die Realisierungsphase 1 (Kraftwerk RDK
und Zentral-Serviceprozesse) eine Liste, in
Parallel dazu erfolgte auch eine Analyse der
in den Prozessablauf eingebundenen DVLandschaft. Als wesentliche Systeme stellten
sich dabei heraus die ERP-Software SAP
R/3, das SAP-Business-Warehouse, das Prozessdatenarchiv im RDK – inzwischen auf
OSI-PI umgestellt – sowie weitere Datenbanksysteme und die Bürokommunikation.
Um Rückkopplungsfreiheit bezüglich des
Kraftwerksbetriebes sicherzustellen, d. h.
Vermeidung unzulässiger funktionaler Eingriffe und Schutz vor Systemüberlastung
einer Vielzahl von Zugriffen aus dem Portal
heraus –, wird nicht auf die Leittechnikebene
direkt durchgegriffen.
Auf Basis der Prozessanalyse konnten die
Prozesse ausgewählt werden, für die eine Unterstützung durch das PowerPortal mit hoher
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Bild 3. Ebenenmodell.
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se, die in Auszügen als Hilfetexte aus den
PowerPortal-Bildschirmen aufgerufen werden können.
Die IT-Architektur
Die wesentlichen Bestandteile des PowerPortals sind die beiden Systemkomponenten
– SAP-Enterprise-Portal und
– Siemens-Cockpit.
Bild 4. Steuerung der benutzerbedingten Last.
der nahezu 1200 Datenelemente beschrieben
wurden: Neben der Herkunft waren beispielsweise auch Verknüpfungen, Rechenalgorithmen, Aktualisierungszeiträume, Gültigkeit,
Aggregation oder auch physikalische Einheiten exakt festzulegen.
Spezifikation und Datenliste begleiten die
Projektierung über die Installation hinaus,
weil sich zum einen die Projektbeteiligten
mit Hilfe dieser Dokumente bei Fragen verständigen, zum anderen bilden sie die Dokumentation der umfangreichen Datenanaly-
Im Cockpit werden technische und kommerzielle Informationen aus den Basissystemen
extrahiert, in das Datenmodell abgebildet und
komplexe Berechnungen durchgeführt. Um
die portalbedingte Zusatzbelastung der Basissysteme auf vertretbare Maße zu begrenzen,
d. h. von der tatsächlichen, benutzerverursachten Last zu entkoppeln, erfolgt im
Cockpit-Cache eine zyklische Zwischenspeicherung der Daten aus den Basissystemen.
Das Enterprise-Portal stellt dem Anwender
die seiner Rolle entsprechenden CockpitDisplays zur Verfügung. Alle Inhalte sind in
der Regel mit zwei bis vier „Klicks“ erreichbar – dank der rollenspezifischen Navigationsstruktur.
Bild 5. Screenshot „Produkte“.
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Auf dieser systemtechnischen Basis entsteht
folgendes Vier-Ebenen-Modell ( B i l d 3 ):
Ebene 1
der Anwender,
Ebene 2
das Portal als Präsentationsschicht,
Ebene 3
das Cockpit als logische Integrationsschicht,
Ebene 4
die Basissysteme.
Über den bestehenden Basissystemen bildet
das Cockpit eine Logikschicht, die mittels
Adapter die in der Mapping-Liste aufgeführten Datenelemente in der dort beschriebenen
Ausprägung in den Cockpit-Server extrahiert. Dort werden die Daten in das kundenspezifisch strukturierte Datenmodell eingestellt. Im Datenmodell erfolgen die Verknüpfungen, Aggregation oder Berechnungen
weiterer Kenngrößen nach den zuvor beschriebenen Algorithmen.
Darüber hinaus erfüllt das Siemens-Cockpit
eine weitere, für Portalprojekte unverzichtbare Aufgabe: Angesichts der geplanten Benutzerzahlen (bei EnBW Kraftwerke rund 350)
muss sichergestellt werden, dass die dadurch
entstehende benutzerbedingte, zusätzliche
Systemlast nicht auf die Basissysteme durchschlagen kann und gegebenenfalls die operative Nutzung dieser Systeme beeinträchtigt.
Durch die cockpiteigene Cache-Funktionalität lassen sich
– die Systemlasten zwischen Cockpit einerseits und Basissystemen andererseits entkoppeln,
– die portalbedingten Zusatzlasten für die
Basissysteme begrenzen und exakt einstellen und
– für die Anwender die Systemreaktionszeiten deutlich beschleunigen.
Die Zugriffszyklen des Cockpit-Servers auf
die Basissysteme wurden dazu einerseits mit
den Verantwortlichen für diese unterlagerten
Systeme abgestimmt, andererseits auch entsprechend der Inhalte, die transportiert werden sollen, auf einen sinnvollen Aktualisierungszyklus eingestellt. So werden beispielsweise monatliche Statistiken „nur“ stündlich
aktualisiert, oder Zugriffszeiten des Cockpits
wurden auf lastarme Zeiten des Subsystems
gelegt. Damit ist die Zusatzlast in den Basissystemen in keinem Fall mit Auswirkungen
auf Performance oder gar Betriebssicherheit
behaftet.
Andererseits sind durch den Cache-Speicher
des Cockpit-Servers dennoch die Inhalte der
PowerPortal-Displays sehr nahe an der Aktualität der Expertensysteme. Die Verfügbarkeit der Daten ist sogar höher als die originäre Verfügbarkeit der Basissysteme. Grund
hierfür ist, dass bei Ausfall eines Basissystems der Cockpit-Cache die Anwender mit
den Daten versorgt. Ein Farbumschlag signalisiert die fehlgeschlagene Aktualisierung
( B i l d 4 ).
Das SAP-Enterprise-Portal stellt die in
iViews aufbereiteten Bildschirmelemente in
der Präsentationsschicht zu den PowerPortalSeiten zusammen und fügt sie in die EnBWweit einheitlich geregelten Intranet-Rahmen
mit zwei bis vier Navigationsebenen ein.
Funktional betrachtet ergibt sich folgende
Aufgabenverteilung:
– Grundlage des operativen Geschäfts sind
die technischen und betriebswirtschaftlichen Basissysteme, wie z. B. die Leittechnik in den Kraftwerksblöcken, Prozessdatenarchive, IT-Systeme für Spezial-
Bild 6. Screenshot „Viewer“.
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Das PowerPortal für EnBW
anwendungen oder zentrale ERP-Systeme
(Enterprise-Ressource-Planning).
– Business-Intelligence umfasst Anwendungen und Systeme zur Entscheidungsunterstützung im Rahmen der strategischen Planung und Geschäftsführung.
– Operational-Intelligence ergänzt diese
Systemebene um On-line-Informationen
und darauf aufsetzende prozessspezifische
Berechnungen. Des Weiteren bilden die
kundenspezifischen Informationsmodelle
das Rückgrat eines unternehmensweiten,
transparenten Informationsflusses.
Die Pilot-Installation von PowerPortal
Besonderheiten bei der Installation
und Einführung
Während der Inbetriebsetzung vor Ort
mussten noch einige Besonderheiten in der
Konfiguration angepasst werden. Zum einen
wurde aus Sicherheitsgründen eine zusätzliche Rechnerinstanz für die zentrale Datensammlung von Prozessdaten im Bürokommunikationsbereich des Unternehmensnetzwerkes eingeführt. Zum anderen ist – ebenfalls aufgrund der EnBW-Sicherheitsrichtlinien – eine separate virtuelle Benutzerumgebung für die Nutzung der Portalinhalte
eingerichtet worden. Das war als Übergangslösung notwendig, weil die Freigabe zur generellen Einführung der erforderlichen JavaLaufzeitumgebung im EnBW-Netzwerk erst
zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt. Konsequenz dieser Maßnahme war zunächst, dass
neben der Fülle der Realisierungsaufgaben in
einem ehrgeizigen Terminplan nun auch
noch Optimierungen in der Konfiguration bis
hin zu einem Lasttest der gefundenen Lösung
hinzutraten.
Nach Realisierung und Installation der Portalinhalte für die Phase 1 wurden im Rheinhafen-Dampfkraftwerk Karlsruhe und im
Zentralservice in Stuttgart sofort acht Schulungen zu je zwei Stunden durchgeführt.
Das versetzte die ersten 100 Anwender in
die Lage, im Rahmen ihrer Benutzerrollen
die PowerPortal-Displays zu testen. Um hier
einen möglichst schnellen und unkomplizierten Rücklauf der Anregungen, Kritikpunkte
und Wünsche zu erreichen, erhielten alle
Bildschirmseiten einen Feedback-Button.
Das Anklicken dieses Buttons mit der Maus
öffnet ein voradressiertes E-Mail-Formular,
das neben der Zieladresse eine vorbesetzte
Betreffzeile, d. h. einen Hinweis auf die aktuell geöffnete Portalseite sowie die Anfangs-
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Tabelle 1. Nutzen.
Das Wichtigste ...
Hohe Transparenz für Entscheidungsträger durch aktuelle und
durchgängige Information
Beschleunigte Geschäftsprozesse durch umfassende Sicht auf technische und
kommerzielle Daten
Niedrige Kosten durch Weiterverwendung der existierenden Systeme
… aber auch
Prozessoptimierung durch Benchmark
Schnelle, gut fundierte Entscheidungen, z. B. durch „Best Practice Sharing“
Informationsvorsprung durch Daten aus unterschiedlichen Expertensystemen
Erhöhter Gewinn durch höheres Bewusstsein für betriebswirtschaftliche Belange
Verbesserte Produktivität und einfache Benutzung durch benutzerspezifisch
zugeschnitteten Zugang zu Informationen
Verringerter Aufwand für Informationsbeschaffung ohne andere Personen
Erhöhte Motivation der Angestellten durch Arbeit mit dem System
zeile eines Begrüßungstextes enthält. Damit
kann der Benutzer nach dem Mausklick sofort mit dem Verfassen der Rückmeldung
oder beispielsweise dem Einfügen eines Bildschirm-Abbildes beginnen.
Beispiele für PowerPortalBildschirme
Als Wissensplattform liefert das PowerPortal
der EnBW Kraftwerke AG im Aussehen feststehende Bildschirminhalte. Der Benutzer
kann über die Navigationsauswahl Inhalte
anwählen und über Selektionsfelder Zeiträume, Anlagen oder ähnliches verändern. Auf
dieser Oberfläche wurde aber bewusst auf
Export- oder Druckmöglichkeiten verzichtet.
Im Rahmen der angepeilten hohen Verfügbarkeit des Portals wird sich der Benutzer
im Alltag Informationen immer direkt und
aktuell im PowerPortal abrufen.
Ein Beispiel für einen Bildschirm der PilotInstallation ist die Darstellung der Produktionssituation im Rheinhafen-Dampfkraftwerk. Zu sehen sind unter dem vom EnBWCorporate-Design vorgegebenen Portalkopf
die Navigation und darunter die Auswahl –
hier recht einfach, in anderen Themenbereichen mit bis zu fünf Eingabefeldern. Der
Scroll-Balken an der Seite verdeutlicht, dass
zu weiteren Diagrammen unterhalb des sichtbaren Bildschirmausschnittes gescrollt werden kann ( B i l d 5 ).
Durch einen Mausklick in ein Diagramm
kann der Trend-Viewer mit seinen Funktionalitäten aufgerufen werden. In diesem
Fenster ist nun eine genauere Analyse von
Kurvenzügen oder sonstigen zugrunde liegenden Daten möglich. Im Diagramm kann
sowohl horizontal in die Zeitachse oder vertikal in die Werteachse hinein- oder herausge-
zoomt, die Achse verschoben werden – also
beispielsweise ein vor dem angewählten
liegender Zeitraum. Durch Anklicken eines
beliebigen Zeitpunktes auf der Zeitachse lässt
sich eine Zeitline aktivieren. Die Tabelle
zeigt dann die Werte aller Kurvenzüge und
Datum/Uhrzeit des angewählten Zeitpunktes
an. Aus dem Viewer können Ausdrucke,
Versand per E-Mail oder auch Datenexporte
nach MS Excel angestoßen werden. Damit
bietet diese unterlagerte Ebene teilweise den
Komfort, den der Benutzer von den Expertensystemen kennt. Eine Rückfrage an die
– möglicherweise exklusiv berechtigten –
Anwender der Expertensysteme erledigt sich
damit häufig ( B i l d 6 ).
Nutzen
Ausschlaggebend für die Einführung sind die
Nutzenpotentiale, die mit dem PowerPortal
verbunden sind. In T a b e l l e 1 werden die
Hauptargumente noch einmal genannt.
Die Einführung eines PowerPortals setzt –
wie bei allen IT-Projekten – eine KostenNutzenBetrachtung voraus. Eine allgemeingültige Berechnung des Nutzens der Portalinhalte existiert unseres Erachtens nicht. Um
einen quantifizierbaren Nutzen bestimmen zu
können, wurden alle Portalseiten an den
Handlungsoptionen der Anwender gespiegelt
und bewertet.
Nicht leicht zu quantifizieren, aber dennoch
nicht zu unterschätzen ist die Auswirkung
auf die Motivation der Mitarbeiter, die mit
PowerPortal arbeiten.
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Dieser Artikel ist erschienen in:
VGB PowerTech
September 2006, Seiten 70-74
Copyright 2006 by
VGB PowerTech e.V.
Essen, Deutschland
Dieser Sonderdruck wurde
herausgegeben von:
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keiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen.
Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im
Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.
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