Working Together in virtuellen Teams

Barbara Schieche, Barbara Wankerl

Was macht Bauprojekte eigentlich so teuer? Oder vielmehr: Warum müssen Auftraggeber am Ende eines Projekts in der Regel mehr bezahlen als ursprünglich im Kostenrahmen vorgesehen? Der Grund dafür ist in der Komplexität solcher Projekte zu suchen. Der Bau einer Großanlage sieht in der Praxis heute ungefähr so aus: Ein Architekturbüro in Auckland konstruiert den Innenraum, ein Maschinenbauer in Irvine arbeitet an der Entwicklung der Laufbänder für die Produktionsgeräte und ein Ingenieur in Frankfurt entwickelt die Rohrleitungsarchitektur. Außerdem arbeitet in diesen Unternehmen jeweils nicht nur ein einzelner Ingenieur an einer Konstruktion – in der Regel sitzen viele Kollegen gleichzeitig an einem gemeinsamen Projekt. Daher müssen, um widersprüchliche Änderungen und Konflikte zu vermeiden, alle Arbeitsschritte wieder in ein allgemeingültiges, aktuelles Modell übertragen werden. Daraus ergeben sich für IT-Lösungen im Anlagenbau zwei zentrale Forderungen. Die erste: Die Datenhaltungssysteme müssen die gleichzeitige Bearbeitung an einem Modell zulassen. Dazu gehören der Abgleich verschiedener Änderungen und das Zugriffsmanagement. Die zweite Forderung adressiert den einfachen Informationsaustausch aktueller Daten zwischen weltweiten Projektteams: Damit diese Teams nicht aneinander vorbei entwickeln und die Komponenten am Ende richtig ineinander greifen, gilt es, die Konstruktionsfortschritte immer wieder auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen und allen Projektmitgliedern zur Abstimmung bereit zu stellen.

Bekanntlich verderben viel Köche den Brei – und die Situation bei einem Konstruktionsmodell gleicht einer überfüllten Küche: Viele Ingenieure arbeiten gleichzeitig an einem einzigen elektronischen Modell. Ihre Änderungen müssen für andere Beteiligte erstens sichtbar und nachvollziehbar sein, zweitens müssen die Planer sicher stellen, dass sich Änderungen nicht widersprechen. Wenn eine Wand im Maschinenraum verschoben werden soll, wirkt sich dies auf den Verlauf der Rohrleitungen in diesem Werksbereich aus. Die meisten Konstruktionsprogramme arbeiten hier mit einer so genannten Referenzierung, das heißt genau definierten Lese- und Schreibzugriffen. So können über den gleichzeitigen Lesezugriff alle Kollegen über eine Änderung – beispielsweise die neue Wand – informiert werden. Nach einer Änderung des Schreibrechts kann dann der Spezialist für Rohrleitungen seine Zeichnungen entsprechend anpassen. Die Referenzierung ist jedoch sehr zeitaufwändig und funktioniert daher nur bei kleineren Anlagen, bei denen sich die Aufgabengebiete klar voneinander trennen lassen. Bei der Größe moderner Produktionsanlagen kommen daher komplexe Anwendungen zum Einsatz, die neben der gleichzeitigen Bearbeitung auch noch mit ausgefeilten Funktionen zur Anlagendokumentation aufwarten – Anlagenbetreiber müssen diese technischen Unterlagen während der gesamten Dauer des Anlagenbetriebs vorhalten.

Doch wie lösen Anbieter von Konstruktionssoftware das Dilemma zwischen gleichzeitigem Zugriff einerseits und dem Vermeiden von Bearbeitungskonflikten andererseits? Denn traditionelle CAD-Programme arbeiten mit unflexiblen Dateistrukturen, die das Kollisionsproblem nur mit den beschriebenen Referenzierungsmethoden bewältigen. Der Spezialist für Architektur- und Konstruktionssoftware, Bentley Systems, hat ein ausgeklügeltes Konzept für die Speicherung von 2D- und 3D-Daten entwickelt, das Datei unabhängig arbeitet: ProjectBank, ein Server-System für das Engineering Information Management. Dieses System zerlegt und speichert die vorhandenen Daten für die Bearbeitung in einzelnen Komponenten, die realen Bauteilen entsprechen. Dies hat den Vorteil, dass jeder Ingenieur sich seine Komponenten, also etwa einen definierten Rohrleitungsabschnitt, in ein so genanntes Briefcase laden und bearbeiten kann. Die Client-Software von ProjectBank erstellt automatisch eine Arbeitskopie. Wenn der Anwender ein Detail in der Konstruktionszeichnung ändert und seine Arbeitskopie von der des Servers abweicht, erhält er eine Information über diese Änderungen. Die Modifikationen werden direkt in ein Zentraldokument am Server übertragen, wobei die Anwender den Zeitpunkt des Datentransfers selbst bestimmen. Konstrukteure, die an anderen Komponenten der gleichen Datei arbeiten, erhalten eine Meldung über die neue Version auf dem Server und können die Daten im eigenen Briefcase synchronisieren.

Allerdings geht es beim Bau von Großanlagen nicht allein darum, dass mehrere Spezialisten an einem Modell arbeiten können: Die einzelnen architektonischen Elemente müssen zusammenpassen. Denn Nachbesserungen sind generell schwierig zu bewerkstelligen und kosten eine Menge Geld. Deshalb gilt es, schon während der Planungs- und Entwicklungsphase zu prüfen, ob in der Großanlage auch nichts vergessen wurde oder sich im schlimmsten Fall Maschinen-Schwenkarme ineinander verheddern. Außerdem ist es erforderlich, die Aufgaben von verteilten Projektteams mit unterschiedlichen Anforderungen und Terminvorgaben zu koordinieren.

Die Anforderungen rund um den Daten- und Informationsaustausch in Bauprojekten adressiert die Lösung ProjektWise von Bentley Systems. Mit dieser Lösung lässt sich im Internet eine Art virtueller Baustelle einrichten, auf der sich alle Projektbeteiligten regelmäßig über den Fortlauf des Projekts informieren können: Hinterlegt werden alle relevanten Projektdaten. Dies reicht von aktuellen Bauzeichnungen, Projekt- und Zeitplänen, Materialspezifikationen bis hin zur Aufgabenverteilung für die Projektteams und der Einsatzsteuerung von Bautrupps. Dabei ist das System in der Lage, Daten unterschiedlicher Hersteller, zum Beispiel der weitverbreiteten Konstruktionssoftware AutoCAD oder auch Microsoft Office-Dokumente, zu integrieren und bereit zu stellen.

Einen anderen Ansatz der virtuellen Zusammenarbeit verfolgt Janet mit der 3D-Visualisierung komplexer Geräte und Anlagen. So werden aus den Konstruktionsdaten 3D-Bilder generiert. Das für die Bilderzeugung zuständige Java Applet ist nur 26 Kilobyte groß, das heißt: Ein virtueller Probelauf lässt sich mit den extrem komprimierten 3D-Modellen im Internet simulieren und damit das Zusammenspiel aller Komponenten prüfen – ohne Plug ins oder andere Zusatzsoftware in jedem Standard-Browser. So ist ohne langwierige Abstimmungsmeetings sehr genau festzustellen, wo es Kollisionen gibt oder ob ein Durchgang vergessen wurde.

Eine intelligente Lösung für das virtuelle Working Together ist die Janet-Software 3DComposer. Damit ist die Entwicklung von Großanlagen schnell und effizient über das Internet durchführ- und planbar. Die einzelnen Bauteile lassen sich in einem Zentralentwurf virtuell zusammenfügen und die Ergebnisse unmittelbar am Bildschirm kontrollieren. Die 3D-Lösung fasst sämtliche 3D-Entwicklungsdaten aus den verschiedenen Planungsabteilungen zusammen und stellt die Anlage in ihrer logischen Baugruppenstruktur dar. Dabei verknüpft die Software alle relevanten Meta-Daten mit den entsprechenden 3D-Modellen. Das können zum Beispiel Zeitpläne, Kostenpositionen, Maße oder Belastungsgrenzen sein. So haben alle Beteiligten in jeder Projektphase ein Modell zur Verfügung, das den aktuellen Stand der Dinge abbildet. Und das ist gerade bei geographisch getrennten Projektteams ausgesprochen wichtig.

Aber nicht nur für die verschiedenen Entwicklerteams bringt die Online-3D-Visualisierung Vorteile. Auch der Auftraggeber profitiert davon: Denn schon während der Konstruktionsphase sind virtuelle Rundgänge durch die Großanlage möglich. Damit lassen sich einerseits die Objekte besichtigen und einzelne Funktionalitäten überprüfen. Andererseits ist es möglich, Schulungen zur Bedienung der Anlage schon während der Konstruktionsphase am 3D-Modell durchzuführen. Damit steht dem Unternehmen unmittelbar nach Fertigstellung der gebauten Anlage hoch qualifiziertes Personal zur Verfügung, so dass die Anlage schnell in Betrieb gehen kann. Der Einsatz von 3D-Business-Produkten hilft somit auch den Time to Market-Prozess zu beschleunigen, was Fertigungsunternehmen einen erheblichen Wettbewerbsvorteil verschafft.

ProjektBank, ProjektWise

E cav 201

3DComposer

E cav 202