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Montage in 3D planen und dokumentieren

von Stefan Rulhoff

Viele Anlagen könnten schneller ausgeliefert werden, wenn ihre Hersteller die Montage einfacher planen und dokumentieren könnten. Mit der 3D-PDF-Lösung für die Montageplanung von PROSTEP haben sie jetzt die Möglichkeit, früher mit der Planung zu beginnen und die Dokumentation schneller und einfacher zu erstellen. Außerdem erleichtert die anschauliche 3D-Dokumentation den Monteuren ihre Arbeit und hilft, Fehler zu vermeiden.

Die meisten Maschinen- und Anlagenbauer planen und dokumentieren die Montage ihrer Anlagen noch immer am realen Objekt, d. h. sie bauen die Anlage vor der Auslieferung ganz oder in Teilen einmal auf, um den Prozess sauber zu dokumentieren. Statt die vorhandenen Unterlagen aus der Konstruktion zu nutzen, werden für die Montageanleitungen oft neue Fotos und Illustrationen erzeugt. Die Arbeitsweise ist nicht nur zeitraubend und personalintensiv, sondern erfordert auch unnötig viel Fläche. Das Hauptproblem aber ist, dass die Techniker erst mit der Montageplanung und Dokumentationserstellung beginnen können, wenn die Anlagen-Komponenten fertig sind – und dann drängt meist die Zeit. Aufgrund dieser Arbeitsweise werden Änderungen an der Anlage oft nicht in die schon erarbeitete Fotodokumentation übernommen, was zu Differenzen zwischen der Dokumentation und der realen Anlage führt.

In den Unternehmen besteht der dringende Wunsch, früher mit der Montageplanung beginnen und die Montagekosten mit einer höheren Zuverlässigkeit kalkulieren zu können. Außerdem möchten sie den Aufwand für die Erstellung der Montagedokumentation durch intelligente Wiederverwendung der 3D-Modelle aus der Konstruktion reduzieren und die Qualität der Dokumentation verbessern, um das Fehlerrisiko bei der Montage zu minimieren. Und sie wollen die Dokumentation bei Änderungen an der Anlage schneller und mit weniger Aufwand aktualisieren können.

Alle gängigen CAD-Formate lesbar

Grundsätzlich bietet die 3D-Konstruktion die Möglichkeit, die 3D-Modelle der einzelnen Komponenten Schritt für Schritt am Rechner zusammenzubauen und so die Reihenfolge der Montageoperationen festzulegen. Allerdings gibt es bei größeren Anlagen mit Tausenden von Komponenten dann schnell Performance-Probleme, weshalb die Konstrukteure sie meist nur auf der Ebene der einzelnen Baugruppen oder Module assemblieren. Hinzu kommt, dass die Unternehmen für die Montageplanung zusätzliche CAD-Arbeitsplätze bräuchten, die relativ kostspielig in der Anschaffung und Wartung sind. Als Alternative empfiehlt sich deshalb die Nutzung eines leichtgewichtigen Neutralformats, das im Idealfall animiert werden kann, um die Montageoperationen zu veranschaulichen.

Die PROSTEP-Lösung für die 3D-Montageplanung basiert auf PROSTEPs eigener 3D-PDF-Technologie, die in der Lage ist, 3D-Modelle aus allen gängigen CAD-Systemen in das tesselierte PRC-Format umzuwandeln, wodurch sie über 90 Prozent "leichter" werden als die Ausgangsmodelle. 3D-PDF-Dokumente bzw. die eingebetteten Modelle lassen sich mit dem normalen Adobe Acrobat Reader DC visualisieren, der nichts kostet und praktisch auf jedem Computer-Arbeitsplatz installiert ist. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass die 3D-Modelle innerhalb eines Dokuments problemlos mit 2D-Informationen wie Detail-Ansichten oder Zeichnungen und weiteren textuellen Informationen kombiniert werden können. Das 3D-PDF unterscheidet sich kaum von der klassischen Montagedokumentation – abgesehen davon, dass man es sowohl elektronisch bereitstellen als auch auf Papier ausdrucken kann. Mithilfe der Server-Lösung PDF Generator 3D und entsprechender Vorlagen kann ihre Zusammenstellung weitgehend automatisiert werden.

 

Interaktive Animation der Montageschritte

Mit der 3D-PDF-basierten Lösung für die Montageplanung können Unternehmen die Montageoperationen, ausgehend von den CAD-Modellen, digital planen. Eine große Bibliothek typischer Montageoperationen erleichtert den Planern ihre Arbeit und ermöglicht eine zuverlässige Kalkulation der Montagekosten. Bei den Operationen können firmenspezifische Werte wie Kostensätze, Dauer etc. hinterlegt werden, die eine genaue zeitliche und finanzielle Planung der Montage ermöglichen. Die Bibliothek ist sehr einfach um firmenspezifische Montageoperationen erweiterbar.

Eine wesentliche Stärke der PROSTEP-Lösung ist die Möglichkeit, die 3D-Modelle von bestimmten Baugruppen oder Komponenten CAD-unabhängig, d. h. nach dem Import in das 3D PDF-Dokument, zu animieren, um bestimmte Montageschritte besser verständlich zu machen. Grundlage ist 3D PDF Pro für Adobe® Acrobat® Pro DC, das jetzt eine weiter verbesserte Zielsicherheit bei der Navigation im Strukturbaum und bei der Suche nach bestimmten Bauteil-Attributen ermöglicht. Das Such-Werkzeug vereinfacht die Handhabung größerer Baugruppen in den 3D-Animationen. 3D PDF Pro beschleunigt außerdem die Erstellung bzw. Anpassung von 3D-PDF-Dokumenten dadurch, dass beschreibende Felder und Schaltflächen in den Vorlagen automatisch mit aktuellen 3D-Inhalten verknüpft werden.

Optimaler Schutz des geistigen Eigentums

Bei der Visualisierung der eingebetteten 3D-Geometrie bietet der Adobe Acrobat Reader DC – wie jeder kommerzielle 3D-Viewer – die Möglichkeit, Modelle zu drehen und zu schwenken, an sie heranzuzoomen oder bestimmte Maße abzugreifen. Der Funktionsumfang des Acrobat Readers lässt sich bei der Erzeugung der 3D-PDF-Dokumente einschränken, beispielsweise um das geistige Eigentum des Unternehmens bei der Weitergabe der Dokumentation an Fremdfirmen zu schützen. Optional ist es sogar möglich, den Zugriff auf die Dokumentation mithilfe des PDF Generator 3D Rights Management-Moduls auf bestimmte Personen oder zeitlich einzuschränken und die Zugriffsrechte wieder rückgängig zu machen.

Die 3D-PDF-Lösung von PROSTEP lässt sich sehr einfach in die bestehende IT-Infrastruktur integrieren, um z. B. zusätzliche Informationen aus dem PLM-System einzubinden oder Informationen wie die Montagekosten an das ERP-System zu übergeben. Dadurch lässt sich der manuelle Aufwand für die Erstellung der Montage-Dokumentation deutlich reduzieren. Außerdem kann die Dokumentation nach Änderungen praktisch auf Knopfdruck aktualisiert werden. In Verbindung mit der Möglichkeit, animierte Bildsequenzen in die 3D-PDF-Dokumente einzubinden, erleichtert die 3D-Visualisierung den Monteuren das Verständnis und sorgt dafür, dass sie weniger Fehler machen. Die Digitalisierung der Montageplanung erlaubt eine Vorverlegung dieser Tätigkeit, was zu einer Verkürzung der Lieferzeiten beiträgt.
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