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3D Vermessung - Meterstab und Maßband waren gestern

3D VermessungMeterstab und Maßband waren gestern

Bei der Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH wird die Zukunft der 3D Vermessung Realität. Sämtliche für die Fabrikplanung relevanten Vermessungen werden jetzt mit dem Faro 3D Laserscanner durchgeführt. Das erspart aufwendige Vermessungen per Hand, verhindert Messungenauigkeiten und spart darüber hinaus sogar noch Kosten.

virtuelle Fabrikplanung

Seit über 60 Jahren produziert die Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH ein breites Programm an hochwertigen Kühl- und Gefriergeräten. Im Mittelpunkt steht dabei die stetige Optimierung der Energieeffizienz – mit gleichzeitigem Fokus auf Bedienkomfort und Design. Rund 1.950 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind im Einsatz, um die Jahresproduktion von etwa 930.000 Geräten zu erreichen.

Um bei der Produktion stets auf dem aktuellen Stand der Technik zu sein, ist auch eine stetige Weiterentwicklung in der Fabrikplanung erforderlich. Als Unterstützung in diesem Vorhaben entscheidet Liebherr sich für die Dreicad GmbH aus Ulm. Aufgrund von CAD-Schulungen, die in der Vergangenheit mit großer Zufriedenheit von diesem Unternehmen bezogen wurden, ließ Liebherr sich vor zwei Jahren die Autodesk Fabrikplanungssoftware Factory Design Suite und den Faro 3D Laserscanner von Dreicad präsentieren. Seitdem wuchs die Idee einer Umstellung auf die 3D Vermessung und Dokumentation in den Köpfen der Projektverantwortlichen. Als die Entscheidung für den Scanner getroffen wird, ist Dreicad deswegen der erste Ansprechpartner für die Realisierung.

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Die Herausforderung
Um ihre Fabrik zu vermessen, arbeiten die Mitarbeiter von Liebherr zu Beginn mit Meterstab und Maßband. Dieses Vorgehen führt allerdings häufig zu Messungenauigkeiten und Kollisionen durch nicht berücksichtigte Leitungen. Auch eine Messung in die Höhe ist nicht möglich. Aus diesen Gründen beauftragt Liebherr externe Dienstleister für den Einsatz von Tachymeter und 3D Scanner. Allerdings sind dabei sowohl die Kosten als auch der Organisationsaufwand bei regelmäßigen Scans sehr hoch. Um das zu ändern, wird der Kauf eines eigenen 3D Laserscanners in Erwägung gezogen. Für die Investitionsbeurteilung werden ausführliche Amortisationsbetrachtungen erstellt, bei denen ermittelt wird, dass sich der Scanner nach ca. 500 aufgenommenen Scans amortisieren wird.

3D Vermessung: Meterstab und Maßband waren gestern

3D Punktewolken
Die Wahl des Scanners fällt auf den Faro Focus3D X 130, der ausführliche 3D Punktewolken zur präzisen Dokumentation liefert. Der Scanner erfasst komplette Fabriken, sowie Energieversorgungskomponenten, Maschinen und Leitungen. Die Reichweite des Focus3D X 130 beträgt 0,6 bis 130 Meter bei einer Genauigkeit von 2 Millimeter. Zusätzlich ist er mit einer Farbkamera von bis zu 70 Megapixeln ausgestattet, die das Errechnen einer farbigen Punktewolke ermöglicht. Mit einer Größe von 24x20x10 Zentimeter und einem Gewicht von nur 5,2 Kilogramm ist der Scanner sehr handlich und leicht. Laserklasse 1 gewährleistet die Ungefährlichkeit für das menschliche Auge, was für Liebherr von hoher Bedeutung ist, um auch während der Produktion scannen zu können.

Mithilfe des Focus3D X 130 sollen in möglichst kurzer Zeit exakte Modelle von Ausschnitten der Fabrik im Ist-Zustand aufgenommen werden. Auf Basis des präzisen Fabriklayouts können in Autocad dann Veränderungen geplant werden.

Das Projekt
Als Projekteinstieg hält Dreicad bei Liebherr vor Ort eine eintägige Grundschulung über die Bedienung des Scanners und der Software. Der Schwerpunkt der Schulung liegt auf der Software, da sie sehr umfangreich ist: Das neu eingeführte Faro Scene führt die Punktewolken der Scanvorgänge zusammen. Zudem bietet es Möglichkeiten der Weiterbearbeitung, um beispielsweise störende Objekte im Scan zu entfernen. Danach wird die Datei in der ebenfalls neu eingeführten Software Pointcab weiterverarbeitet. Hier lassen sich 2D-Schnitte (horizontal oder vertikal) in der Punktewolke erstellen. Das Ergebnis ist eine Rasterdatei, die in dem bereits eingesetzten Autocad für das Layout der Fabrikplanung in 2D verwendet werden kann.

3D Scanner von Faro

Im Anschluss an die Grundschulung wird der Scanner von Dreicad für eine Pilotphase von acht Wochen an Liebherr vermietet. Dadurch können die Projektverantwortlichen prüfen, ob ihre Einschätzung sich in der Praxis bestätigt und den Scanner beurteilen. Im Gesamten sind die Eindrücke sehr positiv und die Erwartungen werden voll erfüllt. Um aufgekommene Fragen zu beantworten und weiterführende Hilfestellung zu geben, findet inmitten der Pilotphase eine eintägige Aufbauschulung statt. Auch diese Schulung hält Dreicad bei Liebherr vor Ort, um reale Bedingungen zu gewährleisten.

Nach Mietende wird der 3D Scanner gekauft. Seitdem finden regelmäßig interne Schulungen bei Liebherr statt, in denen den anderen Mitarbeitern die Einsatzmöglichkeiten und die Bedienung des Scanners vermittelt werden. Rund zehn Mitarbeitern wurde der Scanner bisher auf diese Weise näher gebracht.

Erzielte Ergebnisse
Aktuell wird der Faro Focus3D für Projektaufgaben verwendet, in denen bestimmte Teile der Fabrik mit bis zu 20 Scans gescannt werden. Das bedeutet eine enorme Zeitersparnis, da aufwendige Messungen per Hand und die Abstimmung mit externen Dienstleistern entfallen. Zudem wird eine sehr hohe Messgenauigkeit der Bestandsgeometrie ermöglicht. Nachträgliche Änderungen in der Planung können jetzt ohne eine erneute Messung präzise umgesetzt werden.

Für die Zukunft
Sämtliche bis jetzt gescannten Abschnitte der Fabrik sind in einer Datenbank gespeichert. Es ist geplant, all diese Scans in ein Gesamtlayout zusammenzuführen, um eine ganzheitliche Fabrikplanung zu verwirklichen. Des Weiteren gibt es das Bestreben, die Autodesk Factory Design Suite durch ein Pilotprojekt zu testen, um den vollen Funktionsumfang des Scanners ausschöpfen zu können. Damit könnten die 2D Bestandsdaten, die 3D Punktewolke, Maschinen und Bibliotheksteile, die als 3D vorhanden sind, in einer heterogenen Umgebung zusammengeführt werden. In der integrierten Materialflussanalyse und Prozessoptimierung können Fabrikabläufe simuliert, sowie Kollisionsanalysen (auch zwischen 3D Punktewolke und CAD Modellen) durchgeführt werden.

Aktuell wird der Scanner am Standort Ochsenhausen eingesetzt. Wenn das Projekt weiterhin so erfolgreich verläuft, ist eine Ausweitung des 3D Messsystems auf die anderen Liebherr-Standorte geplant. -sg-

Sinhá Waiblinger, Ulm

Dreicad, Ulm, Tel. 0731/379305-0, http://www.dreicad.de

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