3D-CAD-Modell im VRML-Format

Mit der Anlage unter dem Arm zum Kunden

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Bereits seit 1993 arbeiten die Konstrukteure des Kompressorenherstellers Neumann und Esser mit der 3D-Anlagenplanungssoftware PPD. Die ständige Kontrolle der Planung und die Diskussion über Details mit dem Kunden gehören dabei zu ihren täglichen Aufgaben. Das Modul Vektorpipe unterstützt sie beim Design Review durch die Übergabe des 3D-Modells als VRML-Datei. Der Kunde kann somit bereits während des Engineerings von seinem PC aus das virtuelle 3D-CAD-Modell durchwandern und Simulationen durchführen.

Udo Mathee

1830 in Aachen gegründet, entwickelte sich der ehemalige Dampfmaschinenhersteller Neumann und Esser zum Anbieter von Kompressoren sowie Mahl- und Sichtanlagen. Große Prozessgasverdichter, etwa bis zu 110 t Gewicht und einem maximalen Druck von 700 bar, werden in Übach-Palenberg bei Aachen gefertigt. Zusammen mit den kleineren Einheiten aus der Produktionsstätte Wurzen bei Leipzig stellt Neumann und Esser (NEA) rund 180 Verdichter pro Jahr her.
Die weltweit verstreuten Engineering- und Servicezentren des heutigen Global Players planen die Kompressorenperipherie, beschaffen die Komponenten und nehmen die kompletten Verdichteranlagen schlüsselfertig in Betrieb. Dabei liegt der Anteil des Anlagenbaus am gesamten Auftragsvolumen heute bei ca. 70 %.
Um den steigenden Anforderungen der immer komplexeren Anlagen gerecht zu werden, nutzt NEA bereits seit 1993 die 3D-Anlagenbausoftware Process Plant Design (PDD) von Auto-trol. Allerdings war es oft nicht einfach, einem Kunden mit 3D-CAD-Modellen ein geplantes Vorhaben anschaulich vorzustellen.
Die Lösung heißt VRML
Die NEA-Group setzt VRML (Virtual Reality Modeling Language) seit ca. zwei Jahren erfolgreich ein, „denn mit diesem Tool können wir unsere mit PPD erzeugten Engineeringlösungen unseren Geschäftspartnern stets sehr plausibel verdeutlichen“, bestätigt Rüdiger Schaaf, CAD-Team-Koordinator bei der NEA Group (Neuman & Esser) in Übach-Palenberg.
Die Anlagenbausoftware PPD unterstützt die Konstrukteure ganz allgemein von der Erstellung der verfahrenstechnischen Fließbilder und den daraus hergeleiteten R&I-Plänen bis hin zu der kompletten 3D-Darstellung mit dem Modul Vectorpipe. Dabei legt die Anlagensoftware die Symbole und 3D-Ansichten nicht physikalisch in einer Zeichnung ab, sondern nur deren Verweise auf die Datenbank. Darum benötigt selbst ein umfangreiches Vectorpipe-Modell statt der 700 bis 800 MB einer Grafik-Datei nur ca. 50 MB. Eine im Modul Vectorpipe integrierte Kollisionskontrolle ermöglicht dem Anwender eine intuitive und präzise Überprüfung auch bei hochkomplexen Anlagen. „Durch die Verwendung von HTML-Editoren kann der Kunde die grafischen Oberflächen vollständig in seine Systemumgebung einfügen“, unterstreicht Henning Lochner, Key Account Manager bei Auto-trol, die gute Anpassbarkeit der Software.
Aus dem im Kompressorenbau eingesetzten Unigraphics-System werden jedoch keine Daten übernommen, da diese für den Anlagenbau viel zu detailliert sind. „Die Datenmengen inklusive Innenleben wären zu groß für unser Modell, denn für das Packaging interessiert uns quasi nur die Hülle“, erklärt der CAD-Koordinator Rüdiger Schaaf. In der Praxis hat es sich als effektiv erwiesen, die Kompressoren in Vectorpipe als vereinfachte Varianten abzulegen, das schafft z.B. auch eine größere Unabhängigkeit bei Angeboten oder Installationsvorschlägen. „Mit dieser Beschränkung auf den hier notwendigen Detaillierungsgrad reduziert sich die Datenmenge ebenfalls“, stellt Henning Lochner fest, „diese kleineren VRML-Dateien beschleunigen den Bildaufbau und somit den virtuellen Spaziergang.“ Bei der Umwandlung der Vectorpipe-Dateien in das standardisierte VRML-Format berücksichtigt der integrierte Konverter auch kundenspezifische Profile, so dass z.B. Farben oder Oberflächenstrukturen stets erhalten bleiben.
Einsatz einer web-basierten Freeware
Zur Visualisierung dieser Files greift Auto-trol Technology auf frei verfügbare Shareware–Player zurück. „Wir empfehlen unseren Kunden zur Zeit den Cosmo Player, obwohl dieser von der Firma Cosmo nicht mehr weiter entwickelt wird (Download unter http://www.karmanaut.com/cosmo/player/). Er ist aber nach wie vor einer der besten Viewer, er läuft sehr stabil und ist leicht zu bedienen“, rät Henning Lochner.
Durch die Möglichkeit des Einsatzes einer web-basierten Freeware sind die Kunden von Auto-trol Technology in ihrer Entscheidung völlig frei, mit welchem Aufwand an Zeit und Geld sie zu einem für sie akzeptablen Ergebnis kommen wollen. Außerdem entstehen dadurch dem zukünftigen Anlagenbetreiber keine Kosten, weder bei der Anschaffung noch für die Schulung der Mitarbeiter. Das erhöht die Akzeptanz für die VRML- Modelle schon in der Planungsphase.
Vorteile für das Engineering
Bei NEA nutzen die Konstrukteure VRML während des gesamten Engineeringprozesses. Sie konvertieren die sich im Projektverlauf ständig weiterentwickelnden Vectorpipe-Modelle mehrmals am Tag und begutachten damit die Qualität jedes Anschnitts. „Da sie am Bildschirm um die virtuell verlegten Rohrleitungen herumgehen können, werden Schwachstellen oder Unstimmigkeiten früher erkannt.“ Außerdem beurteilten die Mitarbeiter ihre Arbeit viel kritischer. „Sie identifizieren sich stärker mit ihr und sind darum viel eher bereit, schon entwickelte Leitungsabschnitte noch einmal zu optimieren“, berichtet Rüdiger Schaaf, „was die Qualität unseres Engineerings zusätzlich verbessert.“
Die neue Sichtweise auf eine Anlage hilft auch Missverständnisse mit den Projektpartnern zu vermeiden, die bei unterschiedlichen Sprachen sehr schnell entstehen können. „Heute fahren wir mit der kompletten Anlage unter dem Arm zum Kunden. Mit Hilfe der VRML-Dateien können wir ihnen die Lösungsvorschläge wirklich vor Augen führen und sie somit besser plausibel machen“, weiß Rüdiger Schaaf. „Wenn wir gemeinsam ein Projekt im virtuellen Modell durchwandern, lassen sich bisher nicht berücksichtigte Kundenwünsche viel schneller entdecken.“ Auch Fragen wie: „Sitzt dieses Manometer wirklich an seiner optimalen Stelle oder ist dieser Schieber überhaupt zugänglich“, werden so im Vorfeld geklärt. Ähnliche Vorteile entstehen für die Montage. „Die Monteure haben schon vor dem ersten Handgriff die Bilder vor Augen und können sich auf die täglich geplanten Arbeitsabschnitte besser einstellen.“
In der Vergangenheit umfasste der Anteil für die abschließende as-built-Aufnahme, für die Behebung von Kollisionen und Nachbesserungen durch den Kunden laut NEA mindestens 8 % des Engineeringaufwandes. „Heute tendiert der Anteil der Nachbesserungen gegen 0 %“, freut sich der CAD-Teamleiter. Der erfolgreiche Einsatz des PPD-Systems und der gut funktionierende Datenaustausch zwischen Übach-Palenberg und Wurzen wecken darum bei Rüdiger Schaaf den Wunsch, mittelfristig auch das neu geplante Engineering-Zentrum in Indien in den gemeinsamen Datenaustausch unter PPD einzubeziehen.
cav 401

Mehr Informationen über Neumann und Esser
Anlagenbausoftware PDD Version 4.0

3D-Welten im Internet
VRML (Virtual Reality Modeling Language), ein im Jahre 1994 entstandenes, standardisiertes Dateiformat, beschreibt interaktive Objekte und Szenen speziell für das www. Es erzeugt vektoriell basierte dreidimensionale Grafikobjekte, die ein Betrachter am Bildschirm manipulieren kann, wodurch er sich frei zwischen den einzelnen Elementen bewegt. Zur Visualisierung dieser VRML-Dateien dienen Viewer (oft auch player genannt) oder Plug-In’s für vorhandene www-Browser. Da der Umgang z.B. mit dem Internet Explorer in den Unternehmen zur täglichen Praxis gehört, entfallen aufwändige Schulungen.
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