Unabhängige Plattform vereint 2D-Engineering mit 3D-Planung

Die dritte Dimension ist fürs Engineering immer dann wichtig, wenn es um die optimale Ausnutzung des vorgegebenen Raums oder auch um seine Anpassung geht. Ob in großen Hallen, in Fahrzeugen oder im Schaltschrank: Der konkrete, physische Weg von Rohrleitungen, ganzen Kabeltrassen, Kabelbäumen oder einzelnen Drähten muss für die Fertigung exakt berechnet und zuverlässig dokumentiert werden. Die dazugehörigen Anschlüsse dagegen finden sich in der 2D-Planung. Für ein durchgängiges Anlagen-Engineering haben die AUCOTEC AG und UNITEC Informationssysteme GmbH eine Kommunikationsplattform entwickelt, die die 2D-Planung mit der dreidimensionalen Welt neutral und herstellerübergreifend verbindet.

Ob in der Leitungsstrang-Entwicklung für mobile Systeme, zur EMR- und P&ID-Planung prozesstechnischer Anlagen oder im Maschinenbau: Die Plattform vernetzt alle gängigen 3D-Modellierungs-Systeme mit den 2D-Lösungen von AUCOTECs kooperativer Software Engineering Base (EB). Als Entwickler der Basistechnologie für die offene Kommunikationsplattform und als 3D-Experte ist UNITEC zudem in der Lage, weitere Systeme und Disziplinen zu integrieren. EBs kooperative Engineering-Fähigkeiten wurden durch die Zusammenarbeit noch einmal deutlich erweitert. Kopplungen zu AutoCAD Plant 3D, AutoCAD 2D/3D,  Inventor, NavisWorks, Creo, Revit, Intergraph Smart 3D, Aveva PDMS und Solid Edge wurden bereits praktisch umgesetzt.

In der Praxis gibt es kaum automatisierte Übergaben von 2D-Daten zu den 3D-Systemen. Häufig wird Excel verwendet, Zeichnungen werden z. B. im PDF- oder DWG-Format mit Rot-Einträgen übermittelt. Das bedeutet, dass die Daten im jeweils anderen System noch einmal eingegeben werden müssen. Auch Änderungen werden in der Regel manuell nachgetragen. Das ergibt eine hohe Fehleranfälligkeit und immer wieder zeitraubende Abstimmungsrunden. Eine wirkliche Datenintegrität zwischen beiden Welten lässt sich nur mit sehr hohem Aufwand erreichen.

„Mit unserer Kommunikations-Plattform haben die Kunden die beiden Disziplinen nicht nur im Blick, sondern im bidirektionalen Zugriff“, erklärt Frank Mayland, Geschäftsführer bei UNITEC, und ergänzt: „Die Frage nach der Zielgruppe für diese Lösung beantworte ich gerne mit einer Gegenfrage: ‚Tragen Sie noch nach oder engineeren Sie schon?‘ Im Ernst: Die Planungsänderungen, die zum Teil hochqualifizierte Ingenieure mühselig in Listen, Zeichnungen oder 3D-Modellen von Hand nachpflegen müssen, sind noch immer weit verbreiteter, aber letztendlich kostspieliger Alltag. Die Lösung hat riesiges Potenzial für alle Anlagenplaner, die über den Tellerrand schauen und doppelte Arbeit leid sind.“

Alle einmal in EB definierten Bauteile werden in die 3D-Darstellung übernommen und dort verbaut. Umgekehrt ist alles, was im 3D erarbeitet wurde, in EB für die Weiterbearbeitung verwendbar. Dabei ist es irrelevant, um welche Art von Objekten es sich handelt. Die Kopplung funktioniert in jeder Form des Anlagenbaus mit allen erdenklichen Objekten, denn in der neutralen Schnittstelle, oder Kommunikationsplattform, wie AUCOTEC und UNITEC sie nennen, lassen sich die gewünschten Objektklassen einfach durch eine entsprechende Kopplungskonfiguration definieren. So sind beispielsweise Schaltschränke ebenso wie Motoren sowohl aus dem 2D- als auch dem 3D-System ansteuer- und bearbeitbar.

Die offene Kommunikations-Plattform versteht sich mit den verschiedenen High-End-Systemen beider Engineering-Welten. Die Auswahl des jeweils am besten geeigneten Systems mit höchster Professionalität für die einzelnen Disziplinen ist so möglich. Dazu Uwe Vogt, Vorstand bei Aucotec: „Die Plattform verbindet das von vornherein kooperativ angelegte, durchgängige Engineering Base mit jeder gewünschten Toplösung der 3D-Welt. Alle Beteiligten im Entstehungsprozess einer Anlage arbeiten dann direkt mit den Informationen der anderen Disziplinen - auch an verschiedenen Standorten."

Von der Anlagenstruktur bis zu den Objekteigenschaften werden alle Informationen und Logiken der 3D-Welt mit denen aus Fließbild und Detail-Engineering navigierfähig verknüpft. Die verschiedenen Fachleute, vom Verfahrenstechniker bis zu den Mechanik-, MSR- und Elektrotechnik-Profis, erhalten einen einzigartigen Überblick über die komplette Anlage, unabhängig vom Spezialwissen der jeweils anderen Disziplinen. Diese umfassende Datendurchgängigkeit ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zur „Digitalen Anlage“.

„Mit reinen Schnittstellen zwischen den Systemen wäre man viel zu unflexibel“, sagt Frank Mayland. Dank der Multi-CAD-Fähigkeit der Kommunikations-Plattform seien Kompromisslösungen, die als günstige ‚Allrounder‘ meist nur einen Teil der Aufgabenstellungen in der notwendigen Tiefe beherrschen, passé. „Hier geht es um Gewerke-übergreifende Synergie und die Überbrückung von Insellösungen durch Integration und Prozessautomatisierung“, betont Mayland.

Die Kommunikation zwischen 3D-Anlagenplanung und 2D-Engineering funktioniert bidirektional. Über jede Änderung wird die jeweils „andere Seite“ automatisch informiert. Eine komplette Automatisierung ist hier ganz bewusst nicht eingebaut, damit die jeweiligen Anwender Überblick und Kontrolle behalten.

In der Prozesstechnik stützt sich die Kopplung auf die Daten der im R&I (Rohrleitungs- und Instrumentierungs-Schema) definierten Behälter, Apparate, Pumpen, Instrumente, Armaturen usw. Bei anderen Anlagen sind es z. B. Motoren Sensoren, kurz gesagt die Daten aller Geräte, die in der Anlage verbaut sind samt ihren Verbindungen zu den Verteilerschränken, wo wiederum verschiedenste Geräte verbaut sind. In diesen Anlagen gibt es keine Rohrleitungen, doch die Kabeltrassen, also das Versorgungsnetz zwischen Geräten und Schaltschrank, brauchen ebenfalls exakte Daten zur ihrer Topologie. Die Längen der topologischen Gegebenheiten erhält EB aus der 3D-Planung, das Schutzklassen-abhängige Routen durch die Kabelsegmente und die Füllgrad-Berechnung übernimmt EB. Darin sind z. B. die Regeln hinterlegt, die dafür sorgen, dass keine Steuer- und Leistungskabel zusammen verlegt werden. Anschließend überträgt EB die berechneten Werte, etwa für den Füllgrad, wieder an das 3D-System. Damit ist eine realistische Darstellung möglich.

Durchgängigkeit ist dabei selbstverständlich. Ein Antrieb lässt sich aus dem 3D-Hallen-Übersichtsplan bis hin zur letzten 2D-Klemmen-Darstellung verfolgen. Oder man zoomt sich quasi aus der Detail-Darstellung einer Motor-Komponente zur Positionierung dieses Motors in der Anlage. Alle Abbildungsvarianten sind durch das Geflecht von Verbindungen und über die Systemgrenzen hinaus navigierfähig verbunden. Das ist auch für Betreiber enorm wichtig, die im Fall des Falles nicht nur Pumpen oder Motoren identifizieren, sondern auch die dazugehörige Infrastruktur bis in den Schaltschrank finden müssen, und zwar meist so schnell wie möglich.

Sowohl AUCOTEC als auch UNITEC haben sich in ihrem jeweiligen Fachgebiet der Förderung der interdisziplinären Zusammenarbeit verschrieben, denn darin haben sie schon vor einiger Zeit großes Potenzial für zukünftige Effizienzsteigerungen erkannt. Beide Partner setzen außerdem auf Microsoft-Anbindungen, die ein großes Plus sind für die Nutzerfreundlichkeit. „In vielen Bereichen denken wir sehr ähnlich, und auch unsere Erfahrungen passen gut zusammen“, erklärt AUCOTEC-Vorstand Uwe Vogt.