WYSIWYG - Neuer Benchmark bei Safety-Retrofit: Virtuell planen in 3D

Sichere Arbeitsmittel, beispielsweise Maschinen, bereitzustellen ist in der Verantwortung des Betreibers. Die Sicherheitstechnik an älteren Maschinen zu verbessern, dient nicht nur dem Schutz der Mitarbeiter,
sondern kann auch die Produktivität der Maschine verbessern. Erfüllt eine vorhandene Maschine noch alle sicherheitstechnischen Anforderungen? Haben Umbauten in der Vergangenheit die Maschinensicherheit vielleicht ungewollt und unerkannt beeinträchtigt? Und wie lässt sich ein Retrofit auf den neuesten Stand der Sicherheitstechnik überhaupt bewerkstelligen, wenn wie bei älteren Maschinen häufig keine Konstruktions­zeichnungen und CAD-Daten mehr verfügbar sind? Die Lösung von Sick: Digitalisierung der Maschine als 3D-Modell, virtuelle Konzeptionierung und Design der Sicherheitstechnik sowie Abstimmung der vorgeschlagenen Lösung durch virtuelle Anlagenbegehungen.

Die 3D-Modellierung einer Maschine für ein sicherheitstechnisches Umbauprojekt ist ein im Markt noch völlig neuer Ansatz. Aber nur logisch konsequent im Zeitalter der Digitalisierung, ermöglicht sie doch ein Retrofit nach dem Prinzip: What You See Is What You Get (WYSIWYG). Per Laser wird die Maschine vermessen und als millimetergenaues 3D-Modell digitalisiert. Sicherheitstechnische Komponenten, alle schon als CAD-Daten vorhanden, werden direkt in die digitalisierte Maschine designt. Im 3D-Modell können Bedienschritte und Produktionsprozesse mit den ausgewählten Sicherheitsmaßnahmen abgeglichen werden. Dies macht früher auf bestimmte Einzelheiten oder Restriktionen aufmerksam und vermeidet so Überraschungen bei Umbau und Wiederinbetriebnahme.

Safety-Retrofit kann (noch) viel Aufwand bedeuten
Umbaumaßnahmen an Bestandsmaschinen erfolgen in der Regel in einem von zwei üblichen Szenarien: entweder sind noch Konstruktionszeichnungen oder CAD-Daten vorhanden oder eben nicht. Hinzu kommt, dass viele Betreiber kein oder nur wenig Knowhow haben, wenn es um die Planung, Projektierung und Umsetzung sicherheitstechnischer Maßnahmen geht. Das Wissen um die Relevanz und Aktualität von Richtlinien und Normen stellt ebenfalls eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Hier kommt Sick als erfahrener Anbieter sicherheitstechnischer Umbau- und Modernisierungsdienstleistungen mit der Lösung aus einer Hand und einem vollumfänglichen Produktportfolio sowie Großer Applikationsexpertise und Kenntnis der aktuellen Normenlage in Spiel. Damit bekommen Betreiber nicht nur eine verbesserte Sicherheitstechnik, sondern ebenfalls eine entsprechende Haftungssicherheit.

Ist die Notwendigkeit des sicherheitstechnischen Umbaus einer Maschine einmal erkannt, sollte der Betreiber mit der Umsetzung keine Zeit mehr verlieren. Sind Zeichnungen oder CAD-Daten verfügbar, lassen sich Umbaumaßnahmen mit Hilfe der vorhandenen Maße zeitnah angehen. Viele Hemmnisse für beide Seiten, die eine zügige Umsetzung erschweren, bleiben dennoch. Hierzu zählen hoher Zeit und Kostenaufwand für Vor-Ort-Termine sowie große Entfernungen und Zeitverschiebungen bei globalen Projekten. Das aufwändige, rechtzeitige Erkennen und Klären von Verständnisproblemen sicherheits und bedientechnischer Aspekte oder die Schaffung von Akzeptanz für die realisierten Maßnahmen sind weitere Erschwernisse auf dem Weg zum sicheren Arbeitsmittel.

Bestandsmaschinen, deren Zeichnungen oder CAD-Daten fehlen, erforderten vor der Berücksichtigung risikomindernder Maßnahmen zudem ein zeitaufwändiges Erfassen von Konstruktionsdaten vor Ort – zumindest bislang. Hierunter fällt insbesondere die manuelle Vermessung und Fotodokumentation der Maschine sowie der Umgebung, in der sie aufgestellt ist. Fehlen die Schaltpläne, muss auch der aktuelle Stand der gesamten Elektrik ermittelt werden. Dies gilt auch für nachträgliche Umbauten, wenn sie ungenügend dokumentiert wurden.

Aufwand ade – dank 3D-Scan und -Design von Sick
Mit dem 3D-Scan-Konzept von Sick als schlüsselfertiger Lösung ist es jetzt möglich, den Aufwand rund um das Retrofit einer Maschine erheblich zu reduzieren. Dazu wird sie einfach digitalisiert und in 3D modelliert. Statt stunden- oder tagelang das Layout und die Abmessungen der Maschine herauszusuchen, dauert es nur einen Vormittag, bis ein virtuelles Abbild der realen Maschine erstellt ist.

Mit einem messenden Laserscanner wird sie zunächst in der Produktionshalle aus beliebig vielen Positionen aufgenommen. Anschließend werden die digitalen Messdaten in der Scanner-Software in wenigen Augenblicken in Farbe zu einem millimetergenauen 3D-Modell der Maschine zusammengesetzt. Formatiert als AutoCAD-Datei können sie sofort für die virtuelle Planung der Sicherheitsmaßnahmen in der 3D-CAD-Software genutzt werden.

Die Sicherheitstechnik virtuell testen
Mit einer Virtual Reality-Brille können Personen dann die Maschine begehen. Spannend wird dies, wenn die Maschine im Modell mit der neuen Sicherheitstechnik ausgestattet ist. Alle Produkte des Sick-Portfolios sowie eine Vielzahl trennender Schutzeinrichtungen sind als 3D-Modell hinterlegt. Sie können in der passenden Auslegung, Konfiguration oder Dimensionierung per Drag-and-Drop virtuell in der Maschine installiert werden. Zudem können auch Warn- und Schutzfelder von Sicherheits-Laserscannern grafisch visualisiert werden. Gleiches gilt für die Höhe und Positionierung von Schutzzäunen oder die ideale Anordnung von Türen im Zaun oder an Zugängen zur Maschine.

Darüber hinaus ist es möglich, alternative Sicherheitskonzepte für die Maschine zu entwickeln und zu vergleichen. Die Maschine wird so mit der vorgeschlagenen sicherheitstechnischen Lösung erlebbar. Dies wiederum ermöglicht es, die Auswahl, Positionierung oder Funktion der ausgewählten, noch virtuellen Sicherheitstechnik zu überprüfen. Verbliebene Sicherheitslücken wie Schattenbereiche bei Scanner Feldern oder Hintertretflächen werden so rechtzeitig erkannt.

Sie können noch im 3D-Modell durch die Anpassung oder Ergänzung geeigneter Sicherheitsmaßnahmen geschlossen werden. Ist das – übrigens herstellerneutrale – Sicherheitskonzept verabschiedet, kann per Mausklick die zum 3D-Modell der Maschine passende Stückliste für die Beschaffung der Hardware erstellt werden.

Effizienz-Benchmark für den sicheren Maschinenumbau
Die innovative Methodik des 3D-Scans beseitigt nahezu vollständig die beschriebenen Hemmnisse für ein effizientes Safety-Retrofit von Bestandsmaschinen. Die Lasermessung vereinfacht erheblich die Erhebung und Verarbeitung von Maschinendaten. Vor-Ort-Begehungen werden dadurch deutlich kürzer und sind seltener erforderlich. Große Entfernungen und Zeitverschiebungen stellen kein Problem mehr da, weil die vorgeschlagene Lösung per Internet überall und zu jeder Tageszeit im 3D-Modell per Telefonkonferenz abgestimmt werden kann. Missverständnisse oder Fehlinterpretationen hinsichtlich sicherheits- und bedientechnischer Aspekte können zu einem hohen Prozentsatz an der digitalisierten Maschine geklärt werden. All dies verkürzt die Retrofit-Projektlaufzeit erheblich.