Anlagenplanung: Mit integrierten Konzepten die Effizienz steigern und Risiken minimieren
Zuletzt aktualisiert: 04 Februar 2026
Die Anlageplanung ist eine Methodik für die Entwicklung technischer Produktionsanlagen und -prozesse. Die Basis dafür bildet ein umfassender Planungsprozess, der mit der Bedarfsanalyse beginnt und bis zur Inbetriebnahme sowie Optimierung reicht. Die besondere Herausforderung besteht darin, ökonomische, organisatorische, sicherheitsrelevante sowie technische Aspekte in der Planung zu berücksichtigen.
Welche Ziele stehen im Vordergrund?
Die Anlagenplanung zielt darauf ab, die bestmögliche Produktionsumgebung auf Basis vorgegebener Ziele zu schaffen. Dabei sind vor allem folgende Teilziele relevant:
Funktionsfähigkeit sicherstellen: Auswahl und Abstimmung von Apparaten, Parametern und Verfahren, damit (Teil-)Prozesse reibungslos und stabil ablaufen.
Prozesseffizienz steigern: Verbesserte Wirtschaftlichkeit durch effiziente Prozesse im Hinblick auf die Auslastung der Anlage.
Kosten reduzieren: Kostensenkung durch Auswahl geeigneter Rohstoffe, Technologien sowie vorausschauende Planung und Anwendung von Berechnungsmethoden wie Total Cost of Ownership (TCO).
Spezifikationen einhalten: Vermeidung von Qualitätsschwankungen durch Definition von Toleranzen und Kontrollen.
Anpassungsmöglichkeiten bieten: Im Idealfall ermöglichen Anlagen nicht nur flexible Produktionsmengen durch eine weitgehende Skalierbarkeit, sondern lassen sich auch an neue Vorgaben anpassen.
Sicherheit gewährleisten und Regelungen einhalten: Die Anlage muss Sicherheit bieten und den gesetzlichen Bestimmungen entsprechen.
Die Phasen des Planungsprozesses
Der Planungsprozess lässt sich in folgende Phasen unterteilen, die nacheinander ablaufen:
- Planungsphase
- Entwurfsphase
- Konstruktionsphase
- Implementierungsphase
- Inbetriebnahmephase
- Optimierungsphase
Planungsphase
Am Anfang der Planungsphase steht eine Bedarfsanalyse auf Basis interner und marktseitiger Anforderungen. Die Planungen sind zunächst grundlegender Art und konzentrieren sich auf die theoretische Machbarkeit. Dabei gilt es zu differenzieren: Während bei der technischen Planung technische Prozesse, Spezifikationen und Vorgaben im Vordergrund stehen, konzentriert sich die ökonomische Planung auf die Finanzierung und Wirtschaftlichkeit der Anlage. In der Praxis folgt die Planung oft dem V-Modell. Ein zentraler Bestandteil ist dabei die Qualifizierung der Anlage, unterteilt in Design (DQ), Installation (IQ), Operation (OQ) und Performance Qualification (PQ).
Entwurfsphase
Auf diese Planungen bauen präzisere Entwürfe auf. Das reicht von der Architektur der Gesamtanlage bis zum Design einzelner Prozesse und Komponenten. Nach konzeptuellen Entwürfen folgen detaillierte Ausarbeitungen, die alle relevanten Rahmenbedingungen berücksichtigen, sowie die Abstimmungen von Teilprozessen.
Konstruktionsphase
Entsprechend der Planungen und Entwürfe erfolgt anschließend der eigentliche Bau der Anlage. Es ist nicht ungewöhnlich, dass hierbei neue Parameter auffallen, die zwar relevant sind, aber bisher nicht (ausreichend) Beachtung gefunden haben. Dementsprechend können Anpassungen der zuvor erstellten Planungen und Entwürfe erforderlich sein.
Implementierungsphase
Anlagen arbeiten heute selten isoliert. Deshalb ist ihre Integration in bestehende industrielle Architekturen und Systeme erforderlich. Das geschieht im Rahmen der Implementierungsphase, bei der oft auch die Abstimmungen und Steuerungen der verschiedenen Anlagen und Prozesse im Vordergrund stehen.
Inbetriebnahmephase
Bevor diese Phase in die finale Inbetriebnahme der Anlage mündet, stehen noch Tests und Vorbereitungen an. Diese sollen sicherstellen, dass die konstruierte Anlage im Dauerbetrieb entsprechend der Vorgaben funktioniert und alle Richtlinien erfüllt. Zur Vermeidung von Bedienungsfehlern ist hier zudem oft eine Schulung des Personals erforderlich.
Optimierungsphase
Entsprechend der skizzierten Effizienzziele ist an dieser Stelle noch nicht Schluss. Denn einige Optimierungspotenziale zeigen sich erst nach der Inbetriebnahme oder durch neue Forschungsergebnisse. Um diese Potenziale zu identifizieren, kann auch eine Analyse der real ablaufenden Prozesse und Produktionsresultate helfen.
Relevante Fachdisziplinen und Schnittstellen
Die Planung von Anlagen ist ein interdisziplinärer Prozess, an dem diverse Fachdisziplinen beteiligt sind. Für eine Durchführung, die Budgets einhält und Zeitpläne erfüllt ist das Projektmanagement verantwortlich. Aus technischer Sicht kommt der Verfahrenstechnik eine wichtige Rolle zu. Für die eigentliche Durchführung des Projekts sind zudem Fachleute aus dem Bereich Anlagen- bzw. Maschinenbau unerlässlich. Beteiligt sind meistens auch die Disziplinen Arbeitsschutz und Sicherheitstechnik.
Gleichzeitig gibt es Schnittstellen zu unternehmerischen Teilbereichen. So bieten Erkenntnisse aus der eigenen Forschung und Entwicklung oft eine wichtige Grundlage. Gleichzeitig obliegt dem Finanzbereich, die Budgetierung und Finanzierung. Die Bereiche Beschaffung und Human Ressources müssen möglicherweise benötigte Materialien und Fachkräfte zur Verfügung stellen. Speziell für die Biotech- und Pharmabranche ergeben sich zudem zwangsläufig Schnittstellen zu Reinraumklassen und der Medienversorgung. Denn die hier definierten technischen Anforderungen stellen die Grundlage zur professionellen Planung von Anlagen dar.
Werkzeuge der modernen Anlagenplanung
Für eine effiziente Planung von Anlagen sind unter anderem folgende Werkzeuge hilfreich:
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CAD/CAE: Computer Aided Design bzw. Computer Aided Engineering unterstützen durch Visualisierungen die präzise Planung im Vorfeld.
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digitale Zwillinge: virtuelle Modellierung der Anlage als Grundlage für aussagekräftige Analysen
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Künstliche Intelligenz: zur Optimierung und Überprüfung von Planungsprozessen
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Maschinelles Lernen: für bessere Ergebnisse durch Erkennung von Mustern
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PLM-Systeme: strukturieren und verwalten Daten aus dem Product Lifecycle Management optimal.
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Integrierte Produktion & Inspektion: Moderne Anlagenkonzepte setzen auf integrierte Systeme, um Schnittstellenrisiken zu minimieren:
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- Blow-Fill-Seal (BFS)-Technologie: Ein aseptisches Verfahren, bei dem Formen, Füllen und Verschließen in einem Arbeitsgang erfolgt, was die Anlagenkomplexität reduziert.
- Automated Optical Inspection (AOI): Vollautomatisierte visuelle Kontrolle zur Identifikation von Partikeln oder Defekten, die bereits in der Planungsphase als integraler Bestandteil der Qualitätsstrategie berücksichtigt werden muss.
Sicherheit und Risikomanagement
Die Sicherheit spielt bei der Planung von Anlagen eine immer größere Rolle. Dadurch entstehen auf mehreren Ebenen Herausforderungen für das unternehmerische Risikomanagement. Die Anlage, einzelne Prozesse und die damit hergestellten Produkte dürfen für keine Personen oder die Umwelt eine Gefahr darstellen. Hier hilft Unternehmen ICH Q9 als wichtiger und anerkannter Leitfaden für das Qualitätsrisikomanagement und Kern des pharmazeutischen Qualitätssystems weiter. Ein kritischer Aspekt ist die Container-Closure-Integrity (CCI). Gemäß EU-GMP Annex 1 müssen alle durch Verschmelzen verschlossenen Behältnisse einer 100%-Integritätsprüfung unterzogen werden, um die Sterilität bis zur Anwendung zu garantieren. Dies erfordert bereits in der Planung die Auswahl geeigneter (automatisierter) Prüfverfahren. Daneben können auch weitere Sicherheitsaspekte eine Rolle spielen. So kann bei zeitkritischen Projekten die Gewährleistung einer weitgehenden Ausfallsicherheit von Bedeutung sein. Handelt es sich um eine neuartige Anlage, sollten Unternehmen außerdem sicherheitstechnische Vorkehrungen treffen. Das kann verhindern, dass Innovationen und Wettbewerbsvorteile durch Spionage oder Cyberangriffe verloren gehen.