3D-Laserscanning im Anlagenbau: Ein Leitfaden für die Modernisierung bestehender Anlagen

Im März wird eine Modernisierung der Produktionslinie genehmigt. Das Team plant diese anhand von Zeichnungen aus dem Jahr 2004. Im September, während eines Stillstandszeitraums, dessen Sicherung mit erheblichen Kosten verbunden war, trifft ein neuer Modulblock ein, der jedoch nicht passt, da eine Kabelrinne im Jahr 2011 verlegt wurde und niemand den Zeichnungssatz aktualisiert hat. Das Team verliert zwei Schichten durch Anpassungen vor Ort, und der Anlagenbetrieb wird verspätet wieder aufgenommen.

Dieses Muster wiederholt sich jedes Jahr in Prozessanlagen, Fabriken und Kraftwerken, und es ist fast nie auf mangelhafte technische Planung zurückzuführen. Es entsteht dadurch, dass eine bauliche Veränderung auf der Grundlage von Unterlagen geplant wird, die schon seit Jahren nicht mehr der Realität entsprechen. In einer Brownfield-Umgebung ist das Gebäude die Quelle der Wahrheit. Die Zeichnungen sind lediglich eine Aussage darüber.

Das 3D-Laserscanning im Anlagenbau schließt diese Lücke, indem es die Anlage in ihrem aktuellen Zustand erfasst und diese Daten anschließend in ein Bestandsmodell einspeist, auf dessen Grundlage neue Anlagen geplant werden können – und, sofern eine definierte betriebliche Nutzung vorliegt, in einen digitalen Zwilling. Dieser Leitfaden erläutert, wie der Arbeitsablauf funktioniert, was vor der Beauftragung eines Scans festgelegt werden muss, woher die Einsparungen bei Zeitplan und Nacharbeiten stammen und welche Fehler dazu führen, dass aus einem Scan eine teure Datei wird, die niemand nutzt.

01Das Wichtigste auf einen Blick

• Mithilfe von 3D-Laserscanning wird die aktuelle Anlagengeometrie erfasst, bevor mit der Planung von Umbauten, Erweiterungen, Anbindungen oder Leitungsänderungen begonnen wird.
• Ein 3D-Bestandsmodell wandelt Scandaten in technisch verwertbare Informationen für die Auslegung, Koordination, Fertigungsplanung und Kollisionserkennung um.
• Die Kollisionserkennung sollte mehr als nur direkte Kollisionen abdecken. Wartungsabstände, Isolationsabstände, Zugangswege, Hebewege und die Reihenfolge der Montage sind ebenso wichtig.
• Der Erfassungsumfang sollte an den Anwendungsfall angepasst sein, wobei Genauigkeit, Detaillierungsgrad, Koordinatenkontrolle, Erfassungsbereich, Ausgabeformate und Dateneigentumsverhältnisse vor Beginn der Feldarbeit vereinbart werden sollten.
• Ein digitaler Zwilling ist nicht einfach nur eine Punktwolke oder ein 3D-Modell. Er wird erst dann nützlich, wenn das Modell mit Betriebs- oder Anlageninformationen verknüpft ist, einen festgelegten Verantwortlichen hat und stets auf dem neuesten Stand gehalten wird.

02Warum Sanierungsvorhaben an Brachflächen an den Daten zu den bestehenden Gegebenheiten scheitern

Greenfield-Projekte beginnen mit einem unbebauten Gelände und einem abgestimmten Entwurf. Brownfield-Projekte beginnen mit vierzig Jahren undokumentierter Veränderungen. Die meisten in Betrieb befindlichen Anlagen weisen eine Kombination aus folgenden Merkmalen auf:

• Zeichnungen, die nach Änderungen vor Ort nie aktualisiert wurden. Jede Notfallreparatur, jede provisorische Umgehungslösung und jedes kleine Investitionsvorhaben, bei dem auf eine Überarbeitung der Zeichnung verzichtet wurde, hinterlässt eine Diskrepanz.
• Zahlreiche inkompatible Dateiformate. Original-2D-Zeichnungen auf Papier, gescannte PDF-Dateien, unvollständige AutoCAD-Dateien und ein 3D-Modell, das vor zehn Jahren für ein bestimmtes Projekt erstellt wurde, stimmen selten miteinander überein.
• Enge Räume ohne messbare Freiräume. Rohrgestelle, Leitungsrohre, Kanäle und Stahlkonstruktionen sind oft so dicht aneinander angeordnet, dass das manuelle Messen mit einem Maßband weder sicher noch genau ist.
• Eingeschränkter Zugang während des Betriebs. Aktive Prozessbereiche, Einschränkungen bei Heißarbeiten und beengte Räume schränken den physischen Zugang für ein Vermessungsteam ein.

Die finanziellen Folgen konzentrieren sich auf den Stillstandszeitraum. Technische Nachbesserungen während der Planungsphase sind mit Unannehmlichkeiten verbunden. Wird derselbe Fehler während einer Wartungsphase entdeckt, kommt es zu einem Produktionsstillstand. Diese Asymmetrie ist das entscheidende Argument dafür, bereits vor Beginn der Entwurfsarbeiten in genaue Bestandsdaten zu investieren, und sie ist der Grund, warum Anlagenbau- und Industrieingenieurteams die Bestandserfassung zunehmend als erste Projektmaßnahme betrachten und nicht mehr als optionalen Vermessungsposten.

03Was 3D-Laserscanning im Anlagenbau tatsächlich leistet

Beim 3D-Laserscanning für den Anlagenbau werden terrestrische Laserscanner oder LiDAR-Systeme eingesetzt, um den aktuellen physischen Zustand einer Industrieanlage als dichte, maßgenaue Punktwolke zu erfassen, die anschließend in Bestandszeichnungen, 3D-Modelle oder BIM-Daten umgewandelt wird, auf deren Grundlage Ingenieure ihre Entwürfe erstellen können.

Ein in einer Anlage aufgestellter Scanner erfasst pro Sekunde Hunderttausende bis Millionen von Messpunkten, von denen jeder mit einer räumlichen Koordinate und in der Regel einem Farbwert versehen ist. Die einzelnen Scanpositionen werden anschließend zu einem Koordinatensystem zusammengefasst, das den vermessenen Bereich abdeckt. Das Ergebnis ist eine messbare Dokumentation der sichtbaren Gegebenheiten vor Ort: Zwei Punkte im gescannten Raum lassen sich noch Monate später vermessen, ohne dass man erneut vor Ort sein muss.

Der Hauptunterschied zur herkömmlichen Vermessung liegt in der Datendichte und der Wiederverwendbarkeit. Beim Laserscanning wird alles erfasst, was sich in Sichtweite befindet, und nicht nur die Merkmale, die ein Vermessungsingenieur gezielt erfassen wollte; der daraus resultierende Datensatz dient mehreren Fachbereichen und späteren Planungsfragen und ist nicht auf ein einziges Ergebnis beschränkt. Vorbehaltlich der Sicherheitsvorschriften vor Ort, der Anforderungen für Gefahrenbereiche und der Zugangsbeschränkungen kann das Scannen oft durchgeführt werden, während die Anlage weiterläuft – was entscheidend ist, wenn es darum geht, die Produktionszeit zu sichern.

Von der Punktwolke zum 3D-Bestandsmodell

Eine rohe Punktwolke ist ein Messdatensatz, kein technisches Modell. Sie enthält keine Informationen: Ein Rohr in einer Punktwolke ist lediglich eine Wolke aus Punkten, die die Form eines Rohrs hat – kein Objekt, dessen Durchmesser, Material oder Spezifikationen bekannt sind.

Um daraus etwas zu machen, mit dem Ingenieure arbeiten können, ist eine Modellierung erforderlich. Bei der Umwandlung von Punktwolken in BIM-Modelle und bei der Realitätserfassung werden registrierte Scandaten in 3D-Bestandsmodelle umgewandelt, in denen Anlagen, Rohrleitungen, Stahlkonstruktionen und Haustechnik-Systeme als reale Objekte mit Attributen vorliegen. Dieses Modell ermöglicht es einem Planer, eine neue Leitung zu verlegen, einen Abstand zu überprüfen oder einen neuen Skid sicher zu platzieren.

Wo das Scannen aufhört und ein digitaler Zwilling beginnt

Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, was zu Problemen bei der Abgrenzung führt. Sie bezeichnen jedoch nicht dasselbe.

Ein digitaler Zwilling im Fertigungs- oder Prozesskontext ist eine virtuelle Darstellung einer Anlage oder Einrichtung, die mit relevanten Betriebs-, Wartungs-, Anlagen- oder Sensorinformationen verknüpft ist. Der Scan liefert verifizierte Geometriedaten. Die verknüpften Informationen und der Aktualisierungsprozess machen die digitale Darstellung zu einer nützlichen, kontinuierlich nutzbaren Betriebsressource.

Bei den meisten Modernisierungen von Bestandsanlagen lautet die praktische Vorgehensweise: erst scannen, dann modellieren und schließlich Betriebsdaten einbinden, sofern ein definierter Anwendungsfall vorliegt. Ein 3D-Modell sollte nicht allein deshalb als „Digital Twin“ bezeichnet werden, weil es die Anlage dreidimensional darstellt.

04Für wen eignet sich das 3D-Laserscanning bei Anlagenmodernisierungen?

3D-Laserscanning ist besonders dann sinnvoll, wenn eine Modernisierung von zuverlässigen Informationen über den Ist-Zustand abhängt. Zu den typischen Beteiligten zählen:

• Anlagenbetreiber und Projektteams, die Modernisierungen, Erweiterungen und Produktionsumstellungen planen.
• Anlagen-, Maschinenbau-, Rohrleitungs-, Hochbau- und Verfahrensingenieure, die für die Konstruktion und den Anschluss verifizierte Geometriedaten benötigen.
• EPC-, BIM- und VDC-Teams, die verschiedene Fachbereiche im Zusammenhang mit einer bestehenden Anlage koordinieren.
• Wartungs-, Revisions- und Betriebsteams, die für den Zugang, die Abschaltplanung, die Installation und künftige Änderungen zuständig sind.

Je stärker die Abhängigkeit von komplexer Geometrie, engen Abständen, Fertigungsgenauigkeit oder einem begrenzten Zeitfenster für die Stilllegung ist, desto nützlicher werden aktuelle Daten zur Erfassung der Ist-Situation.

05Die Wahl der richtigen Erfassungsstufe

Alte Zeichnungen, manuelle Vermessungen und Laserscanning sind alternative Methoden zur Ermittlung des Ist-Zustands. Die Bestandsmodellierung und der digitale Zwilling sind keine Alternativen zum Scanning, sondern darüber liegende Ebenen, die auf denselben erfassten Daten aufbauen. Die folgende Tabelle veranschaulicht diese Abstufung.

Das Ziel besteht nicht darin, jede herkömmliche Erhebungsmethode zu ersetzen. Vielmehr geht es darum, den Erfassungsgrad so zu wählen, dass die Unsicherheit beseitigt wird, die das Projekt tatsächlich gefährdet.

06Der Arbeitsablauf vom Scan bis zur Durchführung des Upgrades

Ein gut durchgeführtes Programm zur CO₂-Abscheidung auf Brachflächen folgt einem vorhersehbaren Ablauf. Durch das Überspringen von Schritten geht der größte Teil des Nutzens verloren.

1. Definieren Sie den Anwendungsfall und legen Sie den Erfassungsumfang fest. Legen Sie fest, wofür die Daten benötigt werden, bevor jemand einen Scanner vor Ort einsetzt. Ein Modell für die Anschlussplanung erfordert eine andere Abdeckung und Genauigkeit als ein Modell für die Übergabe im Rahmen des Facility Managements.
2. Planen Sie die Scan-Positionen entsprechend den Betriebsabläufen. Zugangsfenster, Genehmigungen für Heißarbeiten, das Betreten von beengten Räumen und Schichtpläne bestimmen, was wann erfasst werden kann. Eine gute Planung verhindert Lücken, die erst sichtbar werden, nachdem das Team den Einsatzort verlassen hat.
3. Erfassung und Registrierung. Auf die Feldvermessung folgt die Registrierung, bei der die einzelnen Scans in einem Koordinatensystem ausgerichtet und anhand von Kontrollpunkten auf ihre Genauigkeit überprüft werden.
4. Modellieren Sie bis zum vereinbarten Detaillierungsgrad. Es werden nur die Systeme modelliert, die in den Projektumfang fallen. Die Modellierung jedes einzelnen Leitungskanals in einer Anlage, wenn das Projekt lediglich einen Produktionsbereich betrifft, verschwendet Budget, ohne das Ergebnis zu verbessern.
5. Die Planung der Modernisierung erfolgt auf der Grundlage der verifizierten Geometrie. Neue Anlagen, Rohrleitungen und Anlagenaufstellungen sowie bauliche Änderungen werden innerhalb des Bestandsmodells entwickelt und nicht anhand alter Zeichnungen.
6. Kollisionsprüfung und Baubarkeitsprüfung durchführen. Konflikte, Zugangswege und Hebewege werden virtuell geprüft, bevor die Beschaffung feststeht.
7. Nach der Ausführung erneut scannen. Ein kurzer „As-Left“-Scan dokumentiert, was tatsächlich erstellt wurde, und dient als verlässliche Ausgangsbasis für das nächste Projekt, anstatt den Verfallszyklus erneut zu starten.

07Wie die Kollisionserkennung das Abschaltfenster schützt

Die Kollisionserkennung bei einer Anlagenerweiterung ist der Prozess, bei dem der vorgeschlagene neue Entwurf mit dem Bestandsmodell abgeglichen wird, um räumliche Konflikte, unzureichende Abstände und Zugangsprobleme zu identifizieren, bevor mit der Fertigung oder Installation begonnen wird.

Es gibt drei Kategorien, die es wert sind, separat geprüft zu werden, doch die Teams überprüfen in der Regel nur die erste:

• Heftige Zusammenstöße. Zwei Objekte, die denselben Raum einnehmen. Eine neue Rohrleitung, die bestehende Stahlkonstruktion kreuzt.
• Freiräume und geringfügige Überschneidungen. Objekte, die zwar passen, aber gegen die Anforderungen hinsichtlich Wartungszugang, Dämmungsabstand, Wärmeausdehnungsraum oder vorgeschriebene Abstände gemäß den Bauvorschriften verstoßen.
• Konflikte bei Arbeitsabläufen und Abfolgen. Ob der Kran die Stelle erreichen kann, ob das Modul durch die Türöffnung passt, ob ein Bauteil später entfernt werden kann, ohne dass etwas anderes demontiert werden muss.

Die zweite und dritte Kategorie sind für die meisten Überraschungen vor Ort verantwortlich, da ein Entwurf zwar geometrisch korrekt sein kann, sich aber dennoch während eines Betriebsausfalls nicht umsetzen lässt. Koordinationswerkzeuge wie Navisworks und Solibri können alle drei Fälle prüfen, sofern das Modell genügend Informationen enthält. Dabei handelt es sich um denselben multidisziplinären BIM-Koordinationsansatz, der bei komplexen Bauprojekten zum Einsatz kommt und nun auf Prozess- und Produktionsumgebungen angewendet wird.

Der Vorteil dabei ist nicht, dass Konflikte verschwinden. Der Vorteil ist vielmehr, dass sie in einer Konstruktionsbesprechung entdeckt werden, wo die Behebung nur Entwicklungszeit kostet, und nicht erst um 2 Uhr morgens während eines Wartungsstillstands, wo die Behebung Produktionsausfälle verursacht.

08Was Sie vor der Beauftragung eines Scans angeben sollten

Genau hier entscheidet sich in der Regel über Erfolg oder Misserfolg von Brownfield-Scanning-Projekten, und genau diesen Punkt lassen allgemeine Vermessungsdienstleister oft im Unklaren. Bevor Sie einen Auftragsumfang unterzeichnen, sollten Sie folgende Punkte vereinbaren.

Genauigkeitsziel. Das US-amerikanische Institute of Building Documentation veröffentlicht eine Spezifikation zum Genauigkeitsgrad, die der Branche eine gemeinsame Sprache dafür bietet, wie genau die Dokumentation der physischen Realität entsprechen muss. Legen Sie das Ziel anhand des jeweiligen Projektanwendungsfalls fest. Bereiche, die für die Fertigung relevant sind, erfordern eine strengere Kontrolle als ein allgemeines Layoutmodell, und die Festlegung einer maximalen Genauigkeit für die gesamte Anlage verursacht zusätzliche Kosten, ohne die wirklich wichtigen Bereiche zu verbessern.

Detaillierungsgrad nach System. Genauigkeit und Detaillierungsgrad sind zwei getrennte Entscheidungen. Legen Sie fest**,** welche Systeme als intelligente Objekte modelliert werden, welche lediglich als Punktwolkenreferenz dienen und welche vollständig ausgeschlossen werden.

Auslieferungsformate und Dateneigentum. Fordern Sie die registrierte Punktwolke in einem offenen Austauschformat wie E57 – dem in ASTM E2807 spezifizierten Austauschformat für 3D-Bilddaten – sowie alle nativen Dateien an. Dies gewährleistet die langfristige Interoperabilität, wobei Sie jedoch vor der Auftragsvergabe die genauen Formate, Versionsanforderungen und die Softwarekompatibilität bestätigen sollten. Lassen Sie sich schriftlich bestätigen, dass die Punktwolke, die Modelle und die Zeichnungen Eigentum Ihrer Organisation sind.

Koordinatensystem und Steuerung. Die Scandaten müssen mit den Anlagenkoordinaten und etwaigen vorhandenen Modellen abgeglichen werden. Wenn man sich diesbezüglich im Vorfeld abstimmt, vermeidet man später mühsame Nachregistrierungen.

Annahmen zur Erfassung. Es sollte ausdrücklich angegeben werden, was nicht erfasst wird: verdeckte Bereiche, isolierte Leitungsabschnitte, unterirdische Leitungen und alles, was sich innerhalb eines Gehäuses befindet. Scanner erfassen nur die Oberflächen, die sie sehen können, und diese Einschränkung sollte dokumentiert werden, anstatt erst während der Planung festgestellt zu werden.

09Was beeinflusst die Kosten eines Brownfield-Abscheidungsprogramms?

Die Kosten variieren je nach Einrichtung und Umfang stark, daher sollten Sie einzelne Zahlen, die Sie im Internet finden, mit Vorsicht betrachten. Die Faktoren, die den Betrag tatsächlich beeinflussen, sind jedoch immer dieselben:

• Fläche und Engpässe. In dicht bebauten Prozessbereichen sind mehr Scanpositionen pro Quadratmeter erforderlich als in offenen Lagerräumen.
• Zugangsbeschränkungen. Nachtschichten, Genehmigungen, Begleitpersonal, Arbeiten in der Höhe und der Zugang ausschließlich während Betriebsstillständen verlängern die Einsatzzeit vor Ort.
• Umfang und Detaillierungsgrad der Modellierung. Dies ist in der Regel der größte einzelne Kostenfaktor, den Sie durch die Festlegung des Umfangs vollständig selbst steuern können.
• Genauigkeitsanforderungen. Engere Toleranzen erhöhen den Aufwand für die Feldmessung, die Registrierung und die Modellierung gleichermaßen.
• Anzahl der zu liefernden Ergebnisse. Zeichnungen, Modelle, Formatkonvertierungen und Dokumentation verlängern jeweils die Produktionszeit.

Der Vergleich, den es sich zu ziehen lohnt, ist nicht der zwischen den Scan-Kosten und Null. Vielmehr geht es um den Vergleich der Scan-Kosten mit den Kosten für Nachbesserungen vor Ort, beschleunigte Fertigung, Verzögerungen bei der Installation und Produktionsausfälle, wenn Probleme im Ist-Zustand erst spät zutage treten. Bei einer kostspieligen Stilllegung verändert schon eine geringe Anzahl vermiedener Überraschungen vor Ort die Rechnung schnell.

10Fehler, die ein Scan-Programm zunichte machen

• Ein Scan wird in Auftrag gegeben, ohne dass ein Projekt vorhanden ist, in das die Daten einfließen könnten. Die Daten, die als allgemeine bewährte Praxis erfasst wurden und für die noch keine Planungsarbeiten anstehen, bleiben ungenutzt, während sich die Anlage um sie herum ständig verändert.
• Die Punktwolke als Endprodukt betrachten. Die Weitergabe von Rohscandaten an ein Designteam ohne modellierte Auswertung verlagert die Arbeit lediglich, anstatt sie abzuschließen.
• Alles modellieren. Umfassende Anlagenmodelle klingen zwar gründlich, verschlingen aber Mittel, die besser für eine höhere Genauigkeit in den wirklich wichtigen Bereichen eingesetzt werden sollten.
• Das Betriebsteam außer Acht lassen. Das Wartungs- und Produktionspersonal weiß, wo sich die nicht dokumentierten Änderungen, Zugriffsbeschränkungen und betrieblichen Einschränkungen befinden. Ein gemeinsamer Rundgang mit ihnen vor dem Scan verbessert den Umfang und die Abdeckung mehr als jede Aufrüstung der Ausrüstung.

11Den digitalen Zwilling nach dem Upgrade nutzbar machen

Die Modernisierung ist der Grund für die Finanzierung der Datenerfassung. Der Nebeneffekt ist, dass sich die Investition immer wieder auszahlt. Sobald genaue Geometriedaten vorliegen, können diese für verschiedene betriebliche Anwendungen genutzt werden, die zuvor nicht realisierbar waren.

Die Wartungsplanung wird verbessert, wenn Techniker vor dem Betreten eines Bereichs die Zugangswege und Freiräume überprüfen können. Layout- und Kapazitätsstudien lassen sich schneller durchführen, da die Optimierung von Fertigung und Anlage auf der Grundlage verifizierter Maße statt auf Annahmen basiert. Schulungen und Sicherheitsplanung profitieren von einer begehbaren virtuellen Umgebung, insbesondere für Gefahren- oder Sperrbereiche. Und zukünftige Investitionsprojekte beginnen mit einer aktuellen Ausgangsbasis statt einer Neuvermessung.

Voraussetzung für all dies ist die Zuständigkeit. Ein digitaler Zwilling benötigt einen namentlich benannten Verantwortlichen, einen definierten Auslöser für Aktualisierungen und mindestens eine wiederkehrende operative Anwendung. Ohne diese drei Elemente wird er zu einem statischen Modell – genau dem Zustand, den die meisten Betriebe zu vermeiden versuchen.

12Eine praktische Checkliste für Entscheidungen vor dem Scan

Bevor Sie ein Brownfield-Scanning-Programm in Auftrag geben, sollten Sie sicherstellen, dass das Projektteam folgende Fragen beantworten kann:

• Welche Entscheidung wird die Untersuchung unterstützen? Anlagentechnik, Austausch von Anlagenkomponenten, Erweiterung, Stilllegungsplanung, Dokumentation oder einen anderen definierten Anwendungsfall.
• Welche Bereiche und Systeme fallen in den Geltungsbereich? Definieren Sie die räumlichen Grenzen und die Fachbereiche, für die Modelldaten benötigt werden.
• Welche Genauigkeit ist tatsächlich erforderlich? Richten Sie sich bei der Festlegung des Ziels eher nach dem beabsichtigten Einsatzzweck in der Konstruktion oder Fertigung, anstatt durchweg die maximale Genauigkeit anzustreben.
• Was erhält das Team? Legen Sie vor Beginn der Feldarbeiten fest, welche Ergebnisse in Form von Punktwolken, Modellen, Zeichnungen, Berichten und Originaldateien geliefert werden sollen.
• Wie werden die Daten gepflegt? Legen Sie fest, wer dafür verantwortlich ist, wann eine Aktualisierung ausgelöst wird und wie zukünftige Abschlussprüfungen einbezogen werden.

Wenn man diese Fragen beantwortet, bevor der Scanner eintrifft, verhindert man, dass ein zwar technisch beeindruckender Datensatz entsteht, der das technische Problem jedoch nicht löst.

13Planen Sie Ihre nächste Anlagenmodernisierung auf der Grundlage verifizierter Bestandsdaten

Modernisierungen von Bestandsanlagen scheitern in der Regel nicht an der technischen Qualität. Sie scheitern, weil die Planung zwar für eine Anlage korrekt war, diese aber in der Form, wie sie in den Zeichnungen beschrieben ist, nicht mehr existiert. Indem man den tatsächlichen Zustand der Anlage erfasst, die relevanten Systeme modelliert und den neuen Entwurf anhand dieses Modells testet, werden Probleme nicht erst während der Stillstandsphase entdeckt, sondern bereits in der Planungsphase, in der ihre Behebung vergleichsweise kostengünstig ist.

Monarch Innovation ist auf beiden Seiten dieses Arbeitsablaufs tätig und verbindet Anlagen- und Industrieingenieurwesen mit AEC- und BIM-Lösungen, darunter Realitätserfassung, Bestandsmodellierung, Rohrleitungs- und Anlagenauslegung sowie fachübergreifende Kollisionserkennung. Dies ist bei Brownfield-Projekten von entscheidender Bedeutung, da der Scan, das Modell und die Modernisierungsplanung in den Händen eines einzigen Teams liegen und nicht zwischen einem Vermessungsdienstleister und einem Ingenieurunternehmen hin- und hergereicht werden, die jeweils nur einen Teil des Ergebnisses für sich beanspruchen.

14Vereinbaren Sie eine Anlagenbegutachtung für Ihre nächste Werksmodernisierung

Wenn Sie eine Nachrüstung, Erweiterung oder Anlagenumstellung planen und Ihre vorhandenen Zeichnungen nicht vollständig zuverlässig sind, ist eine gezielte Bewertung Ihrer Dokumentation und der Gegebenheiten vor Ort ein sinnvoller Ausgangspunkt. Sprechen Sie mit unserem Anlagenplanungsteam, um den Umfang der Scans, die angestrebte Genauigkeit, die zu liefernden Ergebnisse sowie die Frage zu erörtern, wie ein Bestandsmodell Ihre Modernisierungsplanung und Ihren Stilllegungsplan unterstützen könnte.

15Häufig gestellte Fragen

Was versteht man unter 3D-Laserscanning im Anlagenbau?

Beim 3D-Laserscanning für den Anlagenbau werden terrestrische Laserscanner oder LiDAR-Geräte eingesetzt, um den sichtbaren Ist-Zustand als dichte Punktwolke zu erfassen. Die Daten können anschließend in Bestandszeichnungen, 3D-Modelle oder BIM-Lieferergebnisse umgewandelt werden, sodass Ingenieure Nachrüstungen, Erweiterungen und Anbindungen anhand der aktuellen Geometrie vor Ort planen können, anstatt sich ausschließlich auf veraltete Zeichnungen zu verlassen.

Kann eine Anlage gescannt werden, während sie noch in Betrieb ist?

Häufig ja, vorbehaltlich der Sicherheitsanforderungen vor Ort, der Zugangsregeln, der Kontrollmaßnahmen für Gefahrenbereiche und der Einschränkungen hinsichtlich der Sichtlinie. Da das Laserscanning berührungslos erfolgt, können viele zugängliche Bereiche während des Betriebs erfasst werden. Bereiche hinter Schutzvorrichtungen, innerhalb von Gehäusen oder anderweitig unzugängliche Bereiche erfordern möglicherweise eine Abschaltung oder einen separaten Zugangsplan.

Was ist der Unterschied zwischen einer Punktwolke und einem digitalen Zwilling?

Eine Punktwolke ist eine Momentaufnahme gemessener räumlicher Daten. Ein digitaler Zwilling ist eine fortlaufend gepflegte digitale Darstellung, die mit relevanten Betriebs-, Wartungs-, Anlagen- oder Sensorinformationen verknüpft ist. Das Scannen liefert die geometrische Grundlage, während die verknüpften Informationen und der Aktualisierungsprozess dafür sorgen, dass die Darstellung auch langfristig von Nutzen ist.

Inwiefern trägt die Kollisionserkennung dazu bei, Ausfallzeiten bei der Anlagenerweiterung zu reduzieren?

Bei der Kollisionserkennung wird der Entwurfsplan mit den verifizierten Ist-Zuständen abgeglichen, um schwerwiegende Konflikte, Platzprobleme, Zugangsbeschränkungen und Probleme bei der Reihenfolge der Installationsschritte bereits vor der Fertigung oder Montage zu identifizieren. Werden diese Probleme bereits in der Planungsphase erkannt, lassen sich spätere Änderungen vor Ort reduzieren und ein Großteil des Zeitdrucks vermeiden, der entsteht, wenn sie erst während einer Betriebsunterbrechung entdeckt werden.

Wie genau muss ein Bestandsmodell sein?

Die erforderliche Genauigkeit hängt vom Verwendungszweck ab. Bereiche, die für die Fertigung relevant sind, erfordern in der Regel eine strengere Kontrolle als allgemeine Layout- oder Referenzmodelle. Die USIBD-Spezifikation zum Genauigkeitsgrad bietet einen Rahmen für die Kommunikation von Anforderungen an die Genauigkeit der Dokumentation. Legen Sie die Zielvorgaben für die Bereiche und Entscheidungen fest, bei denen Präzision wirklich entscheidend ist.

Welche Ergebnisse sollte ein „Scan-to-Model“-Projekt umfassen?

Zu den typischen Lieferumfängen gehören die registrierte Punktwolke in einem geeigneten offenen Austauschformat wie E57, native Modelldateien in der vereinbarten Plattform, Bestandszeichnungen für die im Leistungsumfang enthaltenen Systeme, ein Registrierungs- und Qualitätsbericht sowie eine übersichtliche Dokumentation der ausgeschlossenen oder unzugänglichen Bereiche. Der genaue Lieferumfang sollte Ihren Anforderungen hinsichtlich Planung, Fertigung und Übergabe entsprechen.

Lohnt sich 3D-Scannen bei einem kleinen Sanierungsprojekt?

Dies kann der Fall sein, insbesondere wenn sich die Anlage in einem stark frequentierten Bereich befindet, kritische Anbindungen umfasst oder von einem begrenzten Stillstandszeitfenster abhängt. Ein besserer Vergleich ist die Gegenüberstellung der Erfassungskosten mit den potenziellen Kosten für Nacharbeiten vor Ort, Verzögerungen und Änderungen in der Fertigung. Bei vereinzelten Änderungen in offenen, gut dokumentierten Bereichen kann eine herkömmliche Vermessung weiterhin ausreichend sein.

Wie lange bleibt ein Bestandsmodell genau?

Die Genauigkeit nimmt ab, sobald sich die Gegebenheiten vor Ort wieder ändern. Unternehmen, die betroffene Bereiche beim Projektabschluss erneut vermessen, verfügen über Jahre hinweg über eine verlässliche Ausgangsbasis. Diejenigen, die dies nicht tun, stellen in der Regel bereits nach wenigen Projektzyklen fest, dass ihre Dokumentation wieder unzuverlässig ist, wodurch sie in die Situation zurückfallen, die die erste Vermessung überhaupt erst notwendig gemacht hat.