Was ist ein Prozessflussdiagramm?


Wir bringen Ihnen die Grundlagen von Prozessflussdiagrammen (PFD) näher, darunter geschichtliche Hintergründe, Vorteile und nützliche Tipps. 

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Was ist ein Prozessflussdiagramm?

Ein Prozessflussdiagramm (PFD) ist eine Art von Flussdiagramm, welche die Zusammenhänge zwischen den wichtigsten Komponenten einer industriellen Anlage darstellt. Diese Art von Diagramm wird vor allem in den Bereichen Industriechemie und Verfahrenstechnik verwendet, obwohl die zugrunde liegenden Konzepte zum Teil auch in anderen Prozessen Anwendung finden. Prozessflussdiagramme dienen dem Dokumentieren oder Optimieren eines bestehenden bzw. dem Modellieren eines neuen Prozesses. Je nach Zweck und Inhalt kann ein Prozessflussdiagramm auch als Prozessablaufplan, Fließschema, Arbeitsablaufdiagramm, Blockfließschema, Grundfließschema, Makro-Flussdiagramm, Top-Down-Flussdiagramm, Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema, System-Flussdiagramm oder System-Diagramm bezeichnet werden. Zur Darstellung eines Prozesses verwenden Prozessflussdiagramme eine Reihe von Symbolen und Notationen.  Die Symbole können je nach Region variieren, und Diagramme reichen von simplen, per Hand gezeichneten Skizzen bis hin zu professionellen Diagramme mit ausklappbaren Details, die mithilfe von Software erstellt wurden.

 

 

Verlauf

Diese Art von Diagramm hat ihren Ursprung in den 1920er Jahren. Der Wirtschaftsingenieur und Effizienzexperte Frank Gilbreth, Sr. legte den Begriff „flow process chart“ (wörtlich 1921 bei der American Society of Mechanical Engineers (ASME)) vor.  Im Laufe der nächsten Jahrzehnte fand das Konzept vor allem im Wirtschaftsingenieurwesen und in der Produktion, aber auch in der Geschäftswelt in Form von Business Process Diagrams (Geschäftsprozessdiagrammen) großen Anklang. Auch im Bereich der Informationsverarbeitung etablierten sich Datenflussdiagramme und andere Arten von Diagrammen.  

Frank Gilbreth Sr.

Zweck und Vorteile

Ein Prozessflussdiagramm erfüllt mehrere Zwecke:

  • Dokumentieren eines Prozesses zwecks besseren Verständnisses, Qualitätskontrollmaßnahmen und Mitarbeiterschulung.
  • Normieren eines Prozesses für optimale Effizienz und Wiederholbarkeit.
  • Analysieren eines Prozesses zwecks Optimierung für maximale Effektivität. Ein Prozessflussdiagramm zeigt unnötige Schritte, Engpässe und sonstige Ineffizienzen.
  • Modellieren eines besseren Prozesses oder Erstellen eines neuen Prozesses.
  • Kommunizieren und Zusammenarbeiten mithilfe von Diagrammen, die für mehrere Rollen innerhalb oder außerhalb einer Organisation relevant sind.

Symbole und Elemente in Prozessflussdiagrammen

Die gängigsten zurzeit verwendeten PFD-Symbole stammen von Agenturen wie der International Organization for Standardization (ISO 10628 – Flow Diagrams for Process Plants, General Rules), dem Deutschen Institut für Normung (DIN) und dem American National Standards Institute (ANSI). Viele Unternehmen verwenden jedoch ihre eigenen Symbolsysteme, die oft diesen gängigen Standards ähneln, jedoch Abweichungen aufweisen, je tiefer ins Detail gegangen wird.

Eine umfassende Liste mit PFD-Symbolen finden Sie hier

Ein herkömmliches PFD, das einen Prozess innerhalb eines einzelnen Arbeitsbereichs darstellt, enthält in der Regel folgende Elemente:

  • Wichtigste Anlagen bzw. Betriebsmittel einschließlich Namen und ID-Nummern. Dazu gehören zum Beispiel Kompressoren, Rührwerke, Behälter, Pumpen, Heizkessel und Kühlgeräte.
  • Prozessverrohrung: Befördert das Produkt (meistens Flüssigkeiten) zwischen den Ausrüstungskomponenten.
  • Prozessflussrichtung
  • Regelventile und prozesskritische Ventile
  • Wichtige Bypass- und Rückführungssysteme
  • Betriebsdaten wie Druck, Temperatur, Dichte, Massendurchsatz sowie Energie-Masse-Verhältnis. Oft werden in diesem Zusammenhang Mindest-, Normal- und Höchstwerte angegeben.
  • Flüssigkeitszusammensetzung
  • Prozessstrom-Namen
  • Verbindungen/Zusammenhänge zu anderen Systemen

Das gehört nicht in ein PFD

In der Regel werden folgende detaillierte Angaben ausgelassen:

  • Rohrklassen und Rohrleitungsnummern
  • Prozesssteuerungsinstrumente
  • Nebensächliche Bypass-Werte
  • Isolations- und Absperrventile
  • Wartungsventile und -abflüsse
  • Überdruck- und Sicherheitsventile
  • Informationen zur Code-Klasse

Andere Arten von PFDs

Zeigt ein Diagramm Prozesse, die über mehrere Geschäftsbereiche hinweg stattfinden, erfüllt es eher eine Übersichtsfunktion und enthält insofern weniger Details. In diesem Fall redet man auch von Blockflussdiagrammen bzw. Blockfließschemata sowie von schematischen Flussdiagrammen. Dabei kann jeder Block einen einzelnen Ausrüstungsgegenstand oder eine einzelne Phase innerhalb eines Prozesses darstellen. Ausrüstungsgegenstände werden typischerweise in Form von Rechtecken dargestellt, während Beschriftungen deren Funktion erläutern.  Der Prozessfluss läuft in der Regel von links nach rechts ab, wobei Pfeile die Flussrichtung angeben.

Ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema (R&I-Fließschema) ist hingegen ein technischeres Diagramm, das mechanische Details für Rohrleitungsplaner, Elektrotechniker, Gerätetechniker und weitere technische Experten liefert, die eher auf solche Informationen angewiesen sind auf als Prozessdetails. R&I-Fließschemata weisen die konzeptuellen Aspekte von PFDs auf, verfügen jedoch darüber hinaus über weitere Details zur Ausstattung, Prozesssequenz, Prozess- und Versorgungsleitungen, Bypass-Leitungen, Geräten, Ventilen, Entlüftungen, Abflüssen und sonstigen Elementen.

R&I-Fließschema

So recherchieren Sie den Prozessfluss

  1. Bestimmen Sie den Umfang des zu analysierenden Prozesses und was Sie sich davon erhoffen.

  2. Überlegen Sie, welchen Detailgrad Sie benötigen, damit Ihr Diagramm seinen Zweck erfüllt. Komplexe Prozesse erfordern eventuell mehrere verschiedene Diagramme, um mit Mitarbeitern in verschiedenen Positionen zu kommunizieren.

  3. Für komplexe Prozesse – etwa innerhalb einer industriellen Anlage – können die Recherchen beispielsweise von einem Projektteam, einer Qualitätskontrollgruppe oder einem Berater durchgeführt werden. Kleinere, weniger komplexe Projekte können Sie, wenn Sie möchten, auch selbst recherchieren. Sie können hierzu sogar mit Klebezetteln beginnen.

  4. Sammeln Sie Informationen zu Ausstattung, Aktivitäten und Zusammenhängen, indem Sie Analysen und Interviews durchführen. Falls Sie einen völlig neuen Prozess modellieren, sollten Sie jegliche verfügbaren Daten heranziehen, wie etwa Normen für das produzierte Produkt.

  5. Zeichnen Sie einen ersten Entwurf Ihres Diagramms und lassen Sie es von Personen überprüfen, die am Prozess beteiligt sind. Nehmen Sie bei Bedarf Änderungen vor, indem Sie gemeinsam mit diesen Personen Informationen hinzufügen oder entfernen.

  6. Nun können Sie Ihr(e) Diagramm(e) für den vorgesehenen Zweck verwenden, sei es Dokumentation, Qualitätskontrolle, Optimierung oder Sonstiges.

Tipps zu Prozessflussdiagrammen

  1. Prozessflussdiagramme können erhebliche Vorteile bringen, selbst wenn sie lediglich zur Dokumentation eines simplen Prozesses verwendet werden. Wenn Sie noch keine Erfahrung mit PFDs haben, sollten Sie damit beginnen, genügend Informationen für Ihr jeweiliges Ziel zu sammeln. Machen Sie sich zunächst noch keine Gedanken um das Diagramm an sich. Notieren Sie einfach die notwendigen Informationen auf Klebezetteln oder einem Blatt Papier.

  2. Wenn Sie die relevanten Informationen gesammelt haben, können Sie sich für eine passende Software entscheiden. Mit der intuitiven Software von Lucidchart wird das Erstellen professioneller Diagramme zur Kommunikation von Prozessabläufen zum Kinderspiel. Die Software kann Ihnen außerdem helfen, fehlende Daten in Ihrem Diagramm hervorzuheben.

  3. Gehen Sie bei der Verwendung von Symbolen einheitlich vor, um Missverständnisse und Verwirrung zu vermeiden. Behalten Sie die anvisierte Zielgruppe stets im Blick und gestalten Sie das Diagramm entsprechend. Falls Sie sich für Diagramm-Software entscheiden, können Sie die mitgelieferten Symbole nutzen.

  4. Bei komplexen PFDs empfiehlt es sich, normierte Symbole (etwa nach ISO 10628) zu verwenden, um für eine möglichst effektive Kommunikation und Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Lesern, wie etwa anderen Unternehmen oder Agenturen, zu sorgen.

  5. Fügen Sie eine Symbol-Legende zu Ihrem Diagramm hinzu, damit dies möglichst verständlich ist.

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