Die Planung von Anlagen jeder Art bedarf eines Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramms (R&I), einer Auslegung der Rohrleitungen und möglichst auch der Erstellung der dazugehörigen Rohrleitungs-isometrie. Diese zeigt die Rohrleitung in all ihren Details und allen Dimensionen in Länge, Breite und Höhe, wobei sich die Hauptachsen dieser drei Dimensionen unter dem Winkel von 60 ° schneiden. Außerdem erhalten die drei Dimensionen den gleichen Maßstab, daher gilt dieses Verfahren der Darstellung als sehr einfach auszuführen und gibt trotzdem eine gute Vorstellung vom dreidimensionalen Verlauf der Rohrleitung. Zudem können sämtliche Bemaßungen vorgenommen und alle Einzelteile für die Stückliste positioniert werden. Doch Achtung: Die Rohrleitungsisometrie eignet sich nicht zur Kontrolle, ob die Verlegung der Rohrleitung in der dargestellten Art und Weise überhaupt möglich ist. Dazu ist das 3D-Modell mit Kollisionskontrolle zuständig, beispielsweise mithilfe des Engineering-Tools Tricad MS. Mit dem Datenverbund vom R&I-Schema zum 3-D-Modell mit Stücklisten-Generierung war das CAD/CAE-System Tricad MS den rein grafischen Systemen von Anfang an überlegen.
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Vom Fließschema zum Engineering
Tricad MS ist eine durchgängig konzipierte CAD/CAE-Branchenapplikation für die technische Gebäudeausrüstung, die Fabrikplanung sowie den Anlagenbau. Auslegungs- und Dimensionierungsprogramme für die jeweiligen Fachgewerke sowie umfangreiche Bibliotheken und Herstellerkataloge sind im Standardpaket bereits enthalten. Die Arbeitsweise dieses Tools ist in jedem Modul nahezu identisch. Zudem sind die Daten durchgängig verfügbar, müssen also nur einmal eingegeben werden. Das verringert den Zeit- und Arbeitsaufwand deutlich, vermeidet zudem Eingabefehler.
Die einfache Arbeitsweise zeigt sich auch beim P&ID-Modul, um Verfahrens- und R&I-Fließbilder nach EN ISO 10628 (ehemals DIN 28004) zu erstellen. Der breite Funktionsumfang mit Einzelfunktionen wie das automatische Aufbrechen von Rohrleitungen, der Nennweiten-Check, das automatische Nummerieren der Bauteile, das Überprüfen auf doppelte Namensvergabe etc. unterstützt die Arbeit des Planers. Eine Datenbank ist möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich, da alle Daten im MicroStation-Designfile (DGN) enthalten sind. Die Beschriftung nach einem allgemeinen Kennzeichnungssystem bzw. nach KKS (Kraftwerks-Kennzeichnungs-System) ist Bestandteil des P&ID. Über den Reportmanager können Listenauswertungen zu Excel in den unterschiedlichsten Varianten erfolgen.
Qualität der Rohrklassen
Unter einer Rohrklasse versteht man die Zusammenstellung und Beschreibung aller häufig vorkommenden Einzelteile, aus denen sich ein Rohrleitungssystem eines bestimmten Werkstoffs und Nenndruckes zusammensetzen kann; sie ist eine verbindliche Vorgabe für die Detailplanung. Der Planer sollte in der Regel nur Teile aus der vorgegebenen Rohrklasse verwenden (Abweichungen = Sonderspezifikationen). Aber solche Rohrklassen ‚leben‘, sie müssen beispielsweise bei der Planung einer Anlage für ein neues Produkt mit anderen Werkstoff- und Designanforderungen entsprechend angepasst oder aufgrund neuer Richtlinien und Normen immer wieder aktualisiert werden.
Eine suboptimal zusammengestellte Rohrklasse führt zwangsläufig zu höheren Kosten (weil beispielsweise ein schwer verfügbarer Werkstoff gelistet wurde), zu längeren Projektzeiten (weil der TÜV Probleme mit der Abnahme macht) und womöglich zu einer teureren Instandhaltung.
Mit dem Modul Rohrklassenmanagement von Tricad MS verfügt der Planer über ein leistungsstarkes Werkzeug zur Definition und Verwaltung von Normbauteilen in Stammrohrklassen sowie zur einfachen Zusammenstellung projektspezifischer Rohrklassen.
Vom Foto zum 3-D-Modell
Mit ContextCapture von Bentley können Anwender hochauflösende 3-D-Modelle existierender Gegebenheiten (Infrastruktur, Bestandsgebäude) anhand digital erfasster Fotos erstellen. Die Software erzeugt durch Integration der verwendeten Fotos ein detailliertes Realitätsraster. Daraus generiert sie ein navigationsfähiges 3-D-Modell aus feinen, fotorealistischen Details, scharfen Rändern und höchster geometrischer Präzision. Diese hoch detaillierten Modelle können nahezu jede Größe und Auflösung bis hin zum Stadtformat aufweisen und deutlich schneller als mit anderen Technologien erstellt werden. Diese automatisierte Produktion von 3-D-Modellen funktioniert sehr schnell und ohne den Einsatz von High-end-Hardware oder speziellem IT-Support. Innerhalb eines vereinfachten Setups können Projekte schnell skaliert und auf beliebige Projektteams ausgeweitet werden.
Kurz: Im Grunde kann ContextCapture das Gleiche, was ein Laserscanner leistet. Nur braucht man dazu keinen hochpreisigen Scanner, sondern fotografiert das Gebäude oder die Produktionsanlage mit einem handelsüblichen Smartphone. Natürlich erreicht man dadurch nicht die gleiche Präzision in der Auflösung, die aber in der Praxis ja auch nicht immer erforderlich ist. Es gilt: je besser die Kamera, desto besser das Ergebnis.
Vorfertigung schafft Mehrwerte
Es ist unmittelbar nachzuvollziehen, dass die Vor-Ort-Montage von Rohrleitungen auf einer zumeist beengten, staubigen Baustelle unter eigentlich allen Aspekten vergleichsweise schlechter abschneiden wird als eine Vorab-Montage in der Werkstatt. Die Vorfertigung unter Werkstattbedingungen ermöglicht eine hohe Fertigungsqualität, erspart lästigen Zeitdruck und senkt die Personalkosten aufgrund der deutlich niedrigeren Baustellenpräsenz.
Möglich ist die Vorfertigung allerdings erst durch die zeichnerische Vorplanung mithilfe eines 3-D-CAD/CAE-Systems wie Tricad MS in Verbindung mit dem Rohrplanungs-Tool Isogen. Die Schnittstelle ISO X ermöglicht es, die mit Tricad MS erstellten Daten für Isogen lesbar zu machen. Um das Erstellen und Verwalten von Fertigungsisometrien mit Isogen noch effizienter zu gestalten, wurden nun Oberfläche und Funktionalität stark erweitert.
Neu ist, dass bei Isogen der Faktor Kosten einbezogen werden kann – nicht unwesentlich bei der Kalkulation von vorgefertigten Baugruppen. Konkret können Montage- und Schweißzeiten in die Fertigungsisometrie einfließen. Ein weiteres Feature: Die Gesamtabmessung der vorzufertigenden Baugruppe ist verfügbar – das ist zum Beispiel wichtig, um solche Baugruppen für den Versand fertigzustellen. Frühzeitig ist eine Entscheidung darüber möglich, ob man die Baugruppe/den Rohrleitungsstrang komplett versenden kann oder man aus Handhabungsgründen Einzelteile separat verschicken muss. Mit dem Wissen um die Abmessungen kann auch die Frage geklärt werden, wie die Baugruppe überhaupt in das Gebäude oder die Produktionsanlage einzubringen ist (Türbreite, Fenstergeometrie usw.).
Die Vorfertigung von Rohrbaugruppen ist im Anlagenbau im Zeichen der zunehmenden Modularisierung ein zentrales Thema. Anlagenbauer wie Betreiber profitieren von einer höheren Kosteneffizienz und Zeitersparnis, die Qualität der Bauausführung ist signifikant besser. Mit Isogen zur Rohrplanung und Klimax zur Fertigung von Kanälen verfügt der Tricad-MS-User über perfekte Werkzeuge für die Vorfertigung. Ein weiteres Schmankerl: Die Fertigungs-Isometrie fällt als voll vermaßte Fertigungszeichnung quasi als Abfallprodukt vollautomatisch aus dem 3-D-Modell an.
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Autor: Holga Schwipp
Geschäftsführer,
VenturisIT
