Für Industrieunternehmen kann die Ausweitung einer digitalen Initiative auf mehrere Standorte schnell komplizierter klingen, als sie eigentlich sein müsste. Die Diskussionen drehen sich um Unternehmensarchitekturen, Datenharmonisierung, Systemintegrationen und groß angelegte Modellierungsprogramme, noch bevor die ersten operativen Teams überhaupt die Gelegenheit hatten, einen sinnvollen Mehrwert zu erkennen.
„Shared Reality“ bietet einen praktischeren Weg.
Das Prinzip ist einfach: Erstellen Sie eine genaue Darstellung des Standorts in seinem aktuellen Zustand, verknüpfen Sie die Informationen, die die Teams bereits nutzen, und machen Sie diesen kombinierten Kontext für die Personen zugänglich, die ihn benötigen. Von dort aus kann die Umgebung im Zuge sich ändernder betrieblicher Anforderungen angereichert und erweitert werden.
Dies ist besonders relevant für Bestandsanlagen. Jahrelange Umbauten, Wartungsarbeiten und Eigentümerwechsel führen oft dazu, dass nützliche Informationen über P&IDs, Anlagenverzeichnisse, Instandhaltungssysteme, technische Unterlagen und das Wissen der vor Ort tätigen Mitarbeiter verstreut sind. Nicht alle diese Informationen sind vollständig oder stimmen perfekt mit dem überein, was physisch installiert ist.
Das muss ein Unternehmen jedoch nicht davon abhalten, den ersten Schritt zu machen.
Im kürzlich abgehaltenen Webinar „Shared Reality at Scale“ haben wir untersucht, wie Industrieunternehmen „Shared Reality“ an einem Standort etablieren und den Ansatz schrittweise auf Teams, Anwendungsfälle und Standorte ausweiten können. Neun Erkenntnisse stechen dabei besonders hervor.
1. Beginnen Sie mit einem bereits bestehenden
betrieblichen Bedarf
Eine erfolgreiche Umsetzung muss nicht mit einem ehrgeizigen Digital-Twin-Programm beginnen. In vielen Fällen ist der beste Ausgangspunkt eine vertraute betriebliche Tätigkeit, die bereits Zeit, Ressourcen oder technischen Aufwand beansprucht.
Die Bestandsaufnahme technischer Anlagen ist ein Beispiel dafür, insbesondere bei der Übernahme der Verantwortung für eine Bestandsanlage, bei der die Informationen unvollständig sind. Die Neuvalidierung von P&IDs ist ein weiteres Beispiel, da Teams eine effiziente Möglichkeit benötigen, die technische Dokumentation mit dem tatsächlich installierten Zustand abzugleichen. Beschaffungsteams können Bietern vor der Angebotserstellung einen besseren Überblick über die Standortbedingungen verschaffen, während Wartungs- und Ingenieurteams „Shared Reality“ nutzen können, um Eingriffe, Modernisierungen und Turnarounds aus der Ferne vorzubereiten.
Diese Anwendungsfälle sind effektive Ausgangspunkte, da sie von der Organisation nicht verlangen, einen neuen Prozess zu erfinden, nur um die Technologie zu rechtfertigen. Die Arbeit findet bereits statt. „Shared Reality“ bietet dabei eine klarere und leichter zugängliche Möglichkeit, die Anlage zu verstehen.
Dadurch lässt sich auch die erste Implementierung leichter bewerten. Anstatt den Erfolg daran zu messen, wie viel von der Anlage digitalisiert wurde, können Betreiber prüfen, ob sich ein realer Arbeitsablauf verbessert hat.
2. Lassen Sie den ersten Anwendungsfall bestimmen, was Sie benötigen
Sobald ein erster Anwendungsfall ausgewählt wurde, können dessen Anforderungen den Umfang der ersten Implementierung bestimmen.
Ein Instandhaltungsplaner, der einen Eingriff vorbereitet, muss beispielsweise möglicherweise die Umgebung inspizieren, Zugangsbeschränkungen verstehen, nahegelegene Anlagen identifizieren und Messungen vornehmen. Ein Ingenieurteam, das ein P&ID neu validiert, benötigt eine andere Kombination aus visuellem Kontext und Anlageninformationen. Ein Auftragnehmer, der ein Angebot erstellt, benötigt in erster Linie ausreichend zuverlässige Informationen zum Standortkontext, um die Bedingungen zu verstehen, unter denen die Arbeiten stattfinden werden.
Keines dieser Szenarien erfordert, dass vom ersten Tag an alle Informationen über die Anlage verfügbar sind.
Dies ist ein wichtiger Grundsatz für die Skalierung von Shared Reality. Anstatt im Vorfeld einen erschöpfenden digitalen Umfang festzulegen, kann die Umgebung entsprechend der tatsächlichen Nutzung wachsen. Die erste Implementierung ermittelt, welche Informationen wirklich nützlich sind, welche Verbindungen wichtig sind und wie Menschen aus der Ferne mit der Anlage interagieren.
Wenn der Ansatz auf einen anderen Arbeitsablauf oder Standort ausgeweitet wird, können diese Erkenntnisse wiederverwendet werden.
3. Beginnen Sie mit der physischen Realität der Anlage
Brownfield-Anlagen bleiben selten genau so, wie sie ursprünglich konzipiert wurden. Anlagen werden ausgetauscht, Rohrleitungen umgebaut, Projekte verändern die Anordnung und Wartungsarbeiten verändern die Anlage im Laufe der Zeit. Technische Informationen bleiben unverzichtbar, doch verschiedene Quellen spiegeln möglicherweise unterschiedliche Zeitpunkte in der Geschichte der Anlage wider.
Die Realitätserfassung bietet eine einfache Möglichkeit, eine aktuelle Referenz zu erstellen.
Mobile Erfassungssysteme, die LiDAR und Panoramaaufnahmen kombinieren, können sowohl die Geometrie als auch das visuelle Erscheinungsbild einer industriellen Umgebung erfassen, während sie sich durch die Anlage bewegen. Während des Webinars „Shared Reality at Scale“ haben wir eine typische Erfassungsproduktivität von etwa 5.000 bis 10.000 m² pro Person und Tag erörtert, abhängig von der Dichte und Komplexität des Standorts.
Für die Betreiber ist nicht einfach nur die Geschwindigkeit des Scannens entscheidend. Entscheidend ist vielmehr, was diese Geschwindigkeit ermöglicht.
Anstatt Monate damit zu verbringen, den aktuellen Zustand einer Anlage anhand historischer Informationen zu rekonstruieren, können Teams sich ein genaues Bild davon machen, was physisch vorhanden ist, und dann vorhandene technische Daten und Anlageninformationen damit verknüpfen.
Die digitale Reise beginnt daher bei der Anlage selbst.
4. Die erfasste Realität auf Anlagenebene
nutzbar machen
Eine detaillierte 3D-Erfassung enthält wertvolle Informationen, aber ein Rohscan ist nicht unbedingt die Art und Weise, wie ein Ingenieur, Wartungsplaner oder Betreiber mit einer Anlage interagieren möchte.
Industrieteams arbeiten mit Anlagen und Systemen. Sie möchten ein Ventil identifizieren, eine Pumpe lokalisieren, den Verlauf einer Rohrleitung nachvollziehen oder die Anlagen in der Umgebung eines Eingriffs inspizieren.
Hier spielt die KI-gestützte Assetisierung eine wichtige Rolle in der Shared Reality.
Die Assetisierung wandelt die erfasste Umgebung von einer monolithischen Darstellung in einzelne, interaktive Industrieobjekte wie Rohrleitungen, Ventile und Flansche um. In dem im Webinar vorgestellten Workflow dauert diese Verarbeitung in der Regel eine bis vier Stunden, auch bei großen Industrieumgebungen.
Sobald die Objekte interaktiv sind, wird die 3D-Umgebung zu einer praktischen Grundlage für die Verknüpfung weiterer Informationen. Ein Asset kann ausgewählt, mit einem Tag versehen, mit relevanten Daten verknüpft oder im Kontext der umgebenden Anlagen betrachtet werden.
Entscheidend ist, dass hierfür nicht die gesamte Anlage manuell als detailliertes CAD-Modell rekonstruiert werden muss, bevor Teams damit arbeiten können. Die Realitätserfassung liefert die visuelle und räumliche Grundlage; die Assetisierung erleichtert die Arbeit mit dieser Grundlage.
5. Auf den bereits vorhandenen
Informationssystemen aufbauen
Industrieunternehmen verfügen bereits über umfangreiche Bestände an Anlagen- und Konstruktionsdaten. Die Herausforderung besteht oft darin, dass diese Informationen auf mehrere Quellen verteilt sind und ohne den Kontext der physischen Anlage schwer zu interpretieren sind.
Ein Instandhaltungssystem liefert einem Planer zwar zahlreiche Informationen über eine Anlage, während ein P&ID den prozesstechnischen Kontext erläutert und technische Unterlagen weitere Details liefern. Was diese Quellen jedoch nicht immer bieten, ist eine intuitive Übersicht darüber, wo sich die Anlage befindet, was sie umgibt und wie die aktuelle Installation aussieht.
„Shared Reality“ vereint diese Perspektiven, ohne dass bestehende Systeme ersetzt werden müssen.
Für eine erste Implementierung können Informationen durch einfachen Dateiaustausch bereitgestellt werden. Wo eine häufigere oder systematischere Synchronisierung erforderlich ist, können Webdienste und APIs bestehende CMMS-, EAM-, ERP- und andere Informationsquellen miteinander verbinden.
Dieser schrittweise Ansatz vermeidet es, eine umfangreiche Systemintegration zur Voraussetzung für den Einstieg zu machen. Der erste Anwendungsfall kann die benötigten Informationen einbinden, während zusätzliche Quellen erst dann hinzugefügt werden, wenn dafür ein praktischer Grund vorliegt.
6. Erweiterung der Anlage entsprechend den betrieblichen Prioritäten
Der gleiche schrittweise Ansatz gilt für die Kennzeichnung und die Anlageninformationen.
Es ist wenig sinnvoll, Tausende von Objekten allein deshalb anzureichern, weil sie in der 3D-Umgebung vorhanden sind. Der angemessene Detaillierungsgrad hängt davon ab, was die Teams erreichen wollen.
Ein Asset, das an einer anstehenden Wartungskampagne beteiligt ist, benötigt möglicherweise eine Identifikation, technische Attribute und eine Verknüpfung zu Wartungsinformationen. Anlagen an anderen Stellen in der Anlage müssen zunächst möglicherweise nur visuellen und räumlichen Kontext liefern.
Im Webinar haben wir drei praktische Möglichkeiten zur Einbindung von Tags in Shared Reality erörtert: die direkte Erstellung, den Import aus bestehenden Systemen wie einem CMMS oder EAM sowie die Nutzung von Informationen aus P&IDs. Diese Methoden lassen sich je nach den bereits verfügbaren Informationen kombinieren.
Dadurch wird die Anreicherung zu einer überschaubaren, schrittweisen Aktivität und nicht zu einer Voraussetzung für die gesamte Einführung. Informationen werden dort hinzugefügt, wo sie zur Arbeit beitragen, und die Shared Reality wird im Laufe der Zeit immer umfangreicher.
7. Nutzen Sie „Shared Reality“, um die Daten schrittweise zu verbessern
Unvollständige Daten sind für viele Betreiber von Bestandsanlagen eine Realität. Anlagenverzeichnisse können Lücken aufweisen, Namenskonventionen haben sich möglicherweise geändert, und die technische Dokumentation spiegelt möglicherweise nicht vollständig die Änderungen wider, die im Laufe jahrzehntelanger Betriebszeit vorgenommen wurden.
Der Versuch, jede Unstimmigkeit vor der Einführung von „Shared Reality“ zu beheben, würde viele der Vorteile verzögern, die gerade dazu beitragen können, diese Unstimmigkeiten überhaupt erst zu beheben.
Sobald vorhandene Informationen im Kontext der physischen Anlage betrachtet werden, lassen sich Unstimmigkeiten leichter nachvollziehen. Anlagenkomponenten sind möglicherweise in der 3D-Umgebung sichtbar, fehlen aber im Anlagenverzeichnis. Eine Kennzeichnung muss möglicherweise korrigiert werden. Ein P&ID muss möglicherweise anhand der installierten Konfiguration neu validiert werden.
Anstatt diese Situationen als Gründe zu betrachten, nicht zu beginnen, können Teams sie im Rahmen ihrer operativen Arbeitsabläufe angehen, sobald sie auftreten.
Dies schafft einen praxisorientierteren Ansatz für die Datenqualität. Anstelle einer einmaligen Maßnahme zur Perfektionierung eines gesamten Datensatzes erfolgt die Verbesserung kontinuierlich und konzentriert sich auf die Informationen, die für die laufende Arbeit von Bedeutung sind.
Im Laufe der Zeit wird „Shared Reality“ nicht nur zu einer Möglichkeit, auf industrielle Informationen zuzugreifen, sondern auch zu einer nützlichen Umgebung, um diese Informationen zuverlässiger zu machen.
8. Aktualisierungen in den
normalen Standortbetrieb integrieren
Die einmalige Erfassung einer Anlage ist nur der Anfang. Industriestandorte entwickeln sich durch Wartung, Umbauten, Modernisierungen und Investitionsprojekte ständig weiter.
Shared Reality an diese Veränderungen anzupassen, muss kein separates Großprojekt sein.
Ein Großteil der für die Pflege erforderlichen Informationen wird bereits im Rahmen der Arbeiten an der Anlage generiert.
Ein Auftragnehmer, der eine Umbaumaßnahme vorbereitet, kann Anlagen und Abmessungen überprüfen. Ein Wartungsteam kann eine Anlage vor Ort bestätigen. Eine Modernisierung kann neue technische Informationen generieren. Ein Bereich, der sich verändert hat, kann mithilfe von Photogrammetrie oder anderen geeigneten Methoden zur Realitätserfassung erneut erfasst werden.
Wenn diese Aktualisierungen in die „Shared Reality“ einfließen, kann jedes Projekt den gemeinsamen Anlagenkontext in einem besseren Zustand hinterlassen, als es ihn vorgefunden hat.
Der Ansatz zur Erfassung lässt sich zudem an die jeweilige Organisation anpassen. Manche Betreiber ziehen möglicherweise spezialisierte Anbieter vor, insbesondere bei der Erstimplementierung. Andere bauen möglicherweise interne Scan-Kapazitäten auf, wenn Aktualisierungen häufig erfolgen. Ein hybrider Ansatz kann größere Programme mit mehreren Standorten unterstützen.
Entscheidend ist, dass die Aktualisierung von „Shared Reality“ zu einem wiederholbaren Prozess wird und nicht nur ein Ausnahmeereignis bleibt.
9. Skalierung durch Wiederholung bewährter
Verfahren
Sobald „Shared Reality“ an dem ersten Standort für einen sinnvollen Arbeitsablauf etabliert wurde, ist ein Großteil der für die Skalierung erforderlichen Arbeit bereits erledigt.
Das Unternehmen hat gelernt, wie es seine Umgebung erfassen kann, wie Objekte interaktiv gestaltet werden sollten, welche vorhandenen Informationen nützlich sind, welche Teams davon profitieren und wie Aktualisierungen in den normalen Betriebsablauf integriert werden können.
Dieses Wissen wird zum Implementierungsmodell für den nächsten Anwendungsfall oder die nächste Einrichtung.
Der zweite Standort muss den ersten nicht exakt nachbilden. Verschiedene Standorte haben unterschiedliche Prioritäten, Systeme und Reifegrade in Bezug auf Daten. Was sich wiederholen lässt, ist die Methode: die physische Realität erfassen, die von den Nutzern benötigten Informationen verknüpfen, einen sinnvollen Arbeitsablauf unterstützen und die Umgebung mit zunehmender Nutzung erweitern.
Dies ist eine praktischere Definition von „Unternehmensmaßstab“.
Es handelt sich nicht um ein einziges riesiges digitales Modell, das erst fertiggestellt werden muss, bevor das Unternehmen davon profitieren kann. Es ist eine konsistente Vorgehensweise, um Teams an mehreren Standorten Zugang zu einem zuverlässigen, gemeinsamen Verständnis ihrer industriellen Anlagen zu verschaffen.
Von einer einzelnen Website hin zu einer unternehmensweiten „Shared Reality“
Um „Shared Reality“ zu skalieren, sind weder perfekte Daten noch die vollständige Unternehmensintegration von Anfang an erforderlich.
Es bedarf eines sinnvollen Ausgangspunkts.
Für ein Unternehmen kann dies die erneute Validierung von P&ID-Plänen sein. Für ein anderes kann es die Vorbereitung von Wartungsarbeiten aus der Ferne oder die Erstellung eines Anlageninventars sein, nachdem die Verantwortung für eine bestehende Anlage übernommen wurde. Der erste Anwendungsfall schafft die physische und informationstechnische Grundlage; nachfolgende Arbeitsabläufe bauen darauf auf.
Wenn sich die Anlage verändert, kann sich die „Shared Reality“ mit ihr verändern. Sobald weitere Informationen relevant werden, können diese eingebunden werden. Je mehr Teams den Nutzen erkennen, desto weiter kann der Zugriff ausgeweitet werden. Und wenn der Ansatz für eine weitere Anlage bereit ist, fängt das Unternehmen nicht mehr bei Null an.
Das unterscheidet „Shared Reality“ davon, den industriellen digitalen Zwilling als einmaliges Modellierungsprojekt zu betrachten.
Das Ziel besteht nicht darin, eine perfekte digitale Darstellung zu erstellen und diese als fertig zu erklären. Vielmehr geht es darum, eine zugängliche, nützliche Verbindung zwischen der physischen Anlage und den Informationen aufrechtzuerhalten, auf die sich die Menschen stützen, um sie zu verstehen und mit ihr zu arbeiten.
Beginnen Sie mit einem betrieblichen Bedarf, erfassen Sie die damit verbundene Realität und bauen Sie darauf auf.
Das ist ein praktischer Weg von einem Industriestandort hin zu „Shared Reality“ in großem Maßstab.
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