Digitaler Zwilling einer Anlage erstellt mit dem Leica BLK360 für bessere Arbeitssicherheit bei maximaler Produktivität

Bild: TOLOGA Engineering AG

Die industrielle Produktion ist ein sehr komplexer Zusammenhang von Prozessen und Vorgängen, die sehr präzise aufeinander abgestimmt sein müssen, damit eine maximale Effizienz bei minimalem Verschleiß möglich ist. Der Verschleiß der Produktionsmaschinen und deren Teile ist immer eine markante Größe, weshalb bestimmte Teile regelmäßig repariert oder ausgetauscht werden müssen. Nicht zuletzt auch, um das Risiko eines ungeplanten Stopps und Produktionsausfalls so niedrig wie möglich zu halten. In der Konsequenz werden in regelmäßigen Abständen Teile einer Anlage heruntergefahren, um geplante Revisionsarbeiten sicher durchführen zu können.

Wie kann ein Leica Laserscanner, zum Beispiel der BLK360, die Sicherheitsmanager und Revisionsmitarbeiter bei der Revision einer Anlage trotz laufender Arbeiten unterstützen? Durch die Erstellung eines Digitalen Zwillings (eines kompletten 3D-Models) der Anlage, der virtuell jederzeit und von jedem Ort besichtigt werden kann und wichtige Informationen liefert.

Bild: Der Leica BLK360 laser scanner

Der Ablauf einer Revision in einer Müllverbrennungsanlage

Nehmen wir als Beispiel eine Müllverbrennungsanlage. Eine Müllverbrennungsanlage hat nicht nur die Aufgabe, Müll und Reststoffe zu verbrennen, sondern Energie daraus zu gewinnen. Ein System aus Rohren und Rohrwänden ummantelt den Ort der Verbrennung. Das Eingespeiste Wasser wird zu Dampf und der Dampf kann beispielsweise für die Fernwärme genutzt werden, oder treibt eine Turbine an zur Stromgewinnung. Bei der Verbrennung können Temperaturen entstehen von teilweise deutlich über 1000°C. Am höchsten sind die Temperaturen im Hauptbrandbereich, weshalb dieser Bereich oftmals auch der Wartungsintensivste ist.

Die Risiken für die Montageteams

Die hohe Temperatur der Verbrennung beansprucht alle Materialien und Bauteile der Anlage in außerordentlichem Masse.  Neben der Temperatur sind es auch die physikalischen und chemischen Reaktionen, die damit einhergehen. Entsprechende Vorgehensweisen und Arbeitsschritte müssen für eine erfolgreiche Revision innerhalb eines meistens sehr engen Zeitplanes abgeschlossen werden. Die Umgebung der einzelnen Arbeitsplätze spielt hier eine besondere Rolle. Es sind oft geschlossene Räume wie beispielsweise Tanks und grosse Abschnitte der Produktion selbst, welche sicher die Beschickung miteinschliesst, als auch der Hauptbrandbereich und der nachfolgende Weg der, durch die Verbrennungen verursachten Abgase, bis hin zum Schornstein.

Bild: TOLOGA Engineering AG

Eine Revision solcher gefährlichen Bereiche erfordert sehr spezifische Arbeiten, die teilweise parallel oder aufeinanderfolgend stattfinden müssen und im hohen Masse voneinander abhängig sind. Zudem kommt erschwerend der Umstand, dass möglicherweise andere Teile der Anlage noch in Betrieb sind. Viele Anlagen verfügen über mehrere Produktionslinien, die nur selten alle gleichzeitig revidiert werden. All diese Gegebenheiten sorgen dafür, dass ein ganz entscheidendes Thema ganz oben auf der Agenda steht. Nicht nur während einer Revision, aber insbesondere dann, wenn unterschiedlichste Gewerke auf engstem Raum zusammenarbeiten müssen. Es ist die Arbeitssicherheit.

Die Arbeitssicherheit

Die Arbeitssicherheit ist das Thema, welches einen enormen Einfluss auf die Arbeiten in einer Anlage hat. Vor allem auf die Koordinierung der Arbeiten. Die Qualität der Montage und selbst der Produktionszeitplan stehen in der Priorität erst nach dem Arbeitsschutz. Die Sicherheit und Gesundheit der Anlagenmitarbeiter, gleich ob Werkspersonal oder Lieferant stehen an höchster Stelle.

Das Revisionsmanagement und Planung

Revisionen bedürfen einer ausserordentlich guten Planung. Eine der grossen Herausforderungen ist das richtige Einschätzen des Reparaturbedarfes, dessen Kosten und vor allem dessen zeitlichen Aufwand, speziell in Bezug auf eine mögliche Produktionsunterbrechung oder Verzögerung.

Ob eine Revision erfolgreich ist, hängt unter anderem von diesen Faktoren ab:

• Wie zügig man sich ein vollständiges Bild über die Anlage verschaffen kann,
• Wie schnell man die gesammelten Daten verarbeiten und analysieren kann,
• Wir gut man auf Gefahrensituationen vorbereitet ist,
• Wie zeitnah man die Erkenntnisse mit den Lieferanten austauschen kann,
• Wie schnell Entscheidungen getroffen werden können

Leica BLK360 liefert Informationen für Entscheidungsträger

Entscheidungsträger brauchen verlässliche und umfangreiche Informationen. Mit Hilfe des BLK360, einen handgeführten Laserscanner von Leica wurden in der Müllverbrennungsanlage Informationen über den Hauptbrand & Nachbrand, Rost, Schlackefallschacht, Beschickung und Übergang in den 2. Zug sowie das Material auf dem Gerüst (siehe Bilder). Es ist der wohl wartungsintensivste Teil der Anlage.

Diese umfangreichen Aufnahmen und die Dokumentation wurden innerhalb von nur 2 Stunden gemacht. Es entstand der sog. Digitale Zwilling, eine Millimeter-genaue Abbildung der Anlage, die man virtuell zu jeder Zeit «durchwandern» kann.

Basierend auf den Informationen, kann man jetzt einen verständlichen Flucht-, bzw. Bergungsplan erstellen, welcher heutzutage in vielen Kraftwerken verpflichtend ist.  Fluchtpläne werden zum Zweck der schnellsten und sichersten Evakuierung der in der Anlage beschäftigen Menschen konzipiert. Die Evakuierungspläne helfen auch den Rettungskräften den richtigen Weg für den Transport von Verletzten zu finden und sich gut, schnell und sicher in der Anlage zu bewegen.

Bilder: TOLOGA Engineering AG

Die Details der Gerüstkonstruktion sind hier ein wesentlicher Bestandteil eines Sicherheitskonzeptes für die Revision der Anlage, um mögliche Mängel oder Schwächen zu erkennen. Wichtig ist ebenfalls die Lage des Gerüstes innerhalb der Kesselkonstruktion. Im sog. Kesselhaus gibt es ein Konstrukt aus Treppenaufgängen, unterschiedlichen Etagen, Leitungen, Kanälen und Rohren. Nicht selten gibt es mehr als 7 Etagen, die zum Teil unterschiedliche Höhen haben.

Entscheidungsträger, Anlagen-Mitarbeiter und Rettungskräfte müssen wissen, wo sich Wasseranschlüsse, die Druckluft, die Stromanschlüsse befinden und wie man am schnellsten und sichersten von welcher Etage in den nächsten Gebäudeabschnitt kommt. Wichtig für die sichere Navigation innerhalb einer Anlage ist auch zu wissen, wo sich ein Lastenaufzug befindet, mit dem man das Material transportieren kann, wo geht es zur Leitwarte, wo sind die Augenduschen, wo ist der Defibrillator und wo ist das Notfalltelefon?

Für die Erstellung des Digitalen Zwillings einer Anlage, der BLK360 Laser Scanner:

• Vermisst ganze Anlagen in millimetergenauer Detailgenauigkeit mit beispielloser Geschwindigkeit
• Vereinfacht das Dokumentieren schwer zugänglicher Bereiche auf Grund seiner Größe und Leistungsfähigkeit. Das Gerät kann auch auf einem ausziehbaren Stativ montiert sein. Kräne, Hebebühnen und Abseilgeräte werden überflüssig.
• Minimiert die Zeit des Aufenthalts an möglicherweise gefährlichen Betriebsstandorten
• Maximiert die Sicherheit des Personals vor Ort durch vorherige virtuelle Vorbereitung und den virtuellen Besuch des Digitalen Zwillings der Anlage

Die aus der 3D-Dokumentation der Anlage gewonnenen Erkenntnisse können durch die Einsatzleiter und Entscheidungsträger sowohl für die anstehende Revision als auch für künftige Instandhaltung-Maßnahmen genutzt werden. 

Eine sichere Umgebung für die Durchführung einer Revision oder einer Rettungsaktion ist gewährleistet. Und ein 3D-Modell der Anlage kann immer wieder «virtuell» jederzeit und von jedem Ort und durch verschiedene involvierte Einsatzteams besichtigt werden.

Für mehr Informationen über den BLK360 und unsere Lösungen im Bereich Arbeitssicherheit kontaktieren Sie uns hier.

Über den Autor: Mathias Fahning

Mein Name ist Mathias Fahning und ich arbeite für Hexagon Geosystems als Business Development Manager.  

Ich habe einige Jahre bei der deutschen Bundeswehr mein Dienst (mechanisierte Infanterie, Fallschirmspringer im Aufklärungsbataillon, Boarding Team bei der Marinesicherung) verrichtet. Im Dezember 2005 wurde ich mit dem Ende der Dienstzeit und mit Verleihung der «Ehrenmedaille der Bundeswehr» planmäßig entlassen.

Ich habe ab 2005 eine zivile Laufbahn fokussiert. 10 Jahre war ich bei Mokesa AG (Basel, Schweiz)  als technischer Projektmanager, sowie der Sicherheitsbeauftragte des Unternehmens beschäftigt.

Zwischen 2017 und 2018 war ich für ein niederländisches Unternehmen als General Manager im Bereich Sicherheit tätig.

Von 2018 bis 2019 war ich bei FARO Europe GmbH als Sales Engineer und Business Development Manager im Bereich Public Safety beschäftigt.