Gamechanger in der Anlagenplanung So sparen Unternehmen mittels 3D-Scan bei der Anlagenplanung Zeit und Geld

Die aktuell eher angespannte Marktsituation stellt das detaillierte Planen von Investitionen speziell bei Großprojekten immer mehr in den Fokus. Effiziente Planungsmethoden sparen nicht nur Zeit, sondern vor allem auch viel Geld.

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AZO GmbH + Co. KG

NESS Wärmetechnik GmbH

Glatt Ingenieurtechnik GmbH

Unabhängig davon, ob es sich um den Zuschuss für Brownfield-Projekte handelt, bei denen die gegebenen Ressourcen optimal genutzt werden sollen oder um das Gesamtbudget für ein Greenfield-Projekt: In jedem Fall sind immer häufiger detaillierte Konzeptausarbeitungen notwendig. Auch die Entscheider verlangen nach einer solchen Vorlage, um die Projekte hinsichtlich ihrer Machbar- und Wirtschaftlichkeit schon in der frühen Konzeptphase besser beurteilen zu können.

Dieser vorangehende Projektschritt setzt allerdings voraus, dass die benötigten Daten, Parameter und externe Einflussfaktoren vorliegen bzw. diese müssen erst einmal ausgearbeitet werden. Dabei handelt es sich u.a. um die Raumgrößen, den verfügbaren Platz, den bereits umbauten Raum oder die genaue Verortung der bestehenden Anlage.

Speziell in der Layoutplanung für neue Anlagen und bei Bestandsaufnahme der vorhandenen Anlagen, Gebäuden usw. spielt dies immer wieder eine große Rolle. Oft sind diese Daten entweder begrenzt oder nur analog vorhanden und müssen für die digitale Planung aufbereitet werden. Außerdem sind in alten Daten die baulichen Veränderungen und Maßnahmen der Anlage oder des Gebäudes möglicherweise fehlerhaft oder unvollständig. Somit werden händische Überprüfungen von Maßen, manuelle Datenaufnahme und deren Aufbereitung notwendig.

Des Weiteren birgt eine manuelle Erfassung die Gefahr, fehlerhaft und unvollständig zu sein und ist darüber hinaus äußerst zeitaufwändig und kostenintensiv. Dies stellt weder für den Anlagenbauer, noch für dessen Kunden eine vernünftige Basis für eine professionelle Planung von neuen Anlagen oder Erweiterungen dar.

3D-Scan setzt neue Maßstäbe

Somit rücken immer mehr neue Technologien in den Fokus, um diesen Mängeln in der Anlagenplanung entgegen zu treten. Ähnlich wie die digitale CAD-Planung das Reißbrett verdrängte, wird die Nutzung des 3D-Scans einen neuen Maßstab setzen. Ein weiterer, äußerst wichtiger Effekt beim Scannen eines Objektes ist, dass die Umgebung in diesem Zug mit erfasst wird und so diese Daten ebenfalls für zukünftige Projekte in anderen Anwendungsfeldern genutzt werden können.

Schon früh beschloss man deshalb bei Azo, die Implementierung und Nutzung dieser neuen Technologie im Rahmen der Projektabwicklung. So wurden bereits 2015 erste Machbarkeitsstudien und Konzepte zur Umsetzung erarbeitet. Im Anschluss daran folgte ein Feldversuch mit einem Dienstleistungspartner, der diese Technik für Azo bei einem Kunden eingesetzt hat.

Ebenfalls in 2015 wurde mit der Gründung der Engineering & Services-Abteilung auch das notwendige personelle Know-how als fester Bestandteil der Serviceleistungen installiert.

Nach eingehenden Recherchen wurde mit der Erprobung von einer infrarotbasierenden Variante und einem lasergestützten 3D-Scan begonnen. Beide Systeme haben durch ihre unterschiedlichen Bildgebungsmethoden spezifische Vor- und Nachteile. Sowohl der Infrarot- als auch der Laserscan erstellen den digital erfassten Raum oder das Objekt in einer so genannten Punktewolke.

Je mehr Punkte vorhanden sind, desto genauer und detailreicher sind die gewonnenen Daten und Bilder – ähnlich der gesteigerten Punktedichte eines 4K-Fernsehers zu einem Röhrengerät. Bei der Erstellung dieser Punkte unterscheiden sich jedoch die beiden Systeme völlig voneinander. Während der Infrarotscan strukturiertes, flächengestreutes Licht aussendet und wie ein Radargerät nur die zurückgeworfenen Lichtstrahlen auswertet, vermisst der Laserscan Punkt für Punkt den Raum und wertet jeden ausgegebenen Laserstrahl aus. Daher ist der Infrarotscan zwar deutlich schneller, aber durch den Informationsverlust auch ungenauer als der Laserscan.

Punktgewinn mit Laserscan

Beide Verfahren benötigen vordefinierte Referenzpunkte, um alle Details des zu scannenden Objektes oder Raumes erfassen zu können. Dabei zeigte sich, dass sich das beim Laserscan erheblich einfacher gestaltet, da aufgrund der genaueren Daten die Referenzpunkte freier platziert werden können.

Nach ersten Feldversuchen bei Kunden und im eigenen Versuchszentrum für Rohstoff-Automation von Azo wurde dabei zudem festgestellt, dass die Daten aus dem Laserscanverfahren durch die größeren Datenmengen die gewonnenen Informationen effizienter und weniger fehleranfällig verarbeitet werden können.

Beispielsweise sind die Messdaten bei Raumhöhen über drei Meter deutlich genauer. Dafür wird aber auch mindestens vier Minuten anstelle von 20 Sekunden für ein Bild benötigt, was sich bei mehreren benötigen Bildern schnell aufsummiert. Dennoch überwiegt bei der Komplexität der Anlagenplanung im Brownfield die Genauigkeit deutlich den zeitlichen Mehraufwand. Außerdem ist dieser zeitliche Aufwand immer noch geringer, als eine komplette, analoge Bilddokumentation.

Erhöhte Planungssicherheit

Durch die Nutzung des neuen Laserscanverfahrens minimiert sich auch das Risiko bei der Vermessung und Aufbereitung vorhandener Daten, diese unvollständig oder ungenau zu erfassen und gibt somit Planungssicherheit – bei Anlagenneubau, -erweiterung und -modernisierung.

Ein 3D-Scan erfasst dabei nahezu einen digitalen „As-Built“-Zustand des gescannten Objektes. Die Daten bilden eine übergreifende Basis für weitere Dokumentations-, Planungs- und Schulungszwecke, denn diese sind kompatibel mit weiteren Modellierung- und Visualisierungsprogrammen. Das ermöglicht sowohl virtuelle, mehrdimensionale Betrachtungen des gescannten Objektes als auch ganze Rundgänge durch die modellierte Anlage mithilfe einer VR-Brille. Die geplanten Veränderungen oder Erweiterungen als 3D-Modell können in dieses digitale Abbild ebenfalls eingefügt werden. Dies schafft Planungssicherheit und gleichzeitig eine fundierte Entscheidungshilfe für die geplante Realisierung, denn es bildet die optimale Veranschaulichung für Präsentationen oder auch Marketingzwecke. Schon vor der Konzeptionierung und Realisierung neuer Projekte schafft diese Technologie einen detaillierten Einblick in die Anlage der Zukunft. Azo bietet die Möglichkeit in verschiedenen, kundenindividuellen Engineeringsphasen, die notwendigen Unterlagen und Daten zu erstellen und aufzubereiten. Hierbei kombiniert das Osterburkener Unternehmen seine jahrelange Erfahrung in der Projektierung des Anlagenbaus im Bereich der Rohstoffautomation mit dieser zukunftsweisenden Technologie.

Meilenstein Schüttgut-Prozesstechnik

Rohstoffprozesse neu definiert

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