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31.05.1991 - 

Anwenderbericht aus dem Kernkraftwerk Brunsbüttel GmbH

Zeichnungen digitalisieren und Computer-unterstützt verwalten

Die Beschreibungen technischer Anlagen liegen heute in Kraftwerken und Industriebetrieben zum größten Teil in Form von Zeichnungen auf Papier und Mikrofilm vor. Da die meisten in Betrieb befindlichen Kraftwerke nicht mit CAD erstellt wurden, ist der Anteil an verfügbaren CAD Zeichnungen sehr gering. Hier soll die Einführung eines solchen Systems im Kernkraftwerk Brunsbüttel (KKB) beschrieben werden.

Die herkömmliche Archivierung, Verteilung und Bearbeitung von Zeichnungen stößt in Kraftwerken bezüglich der gestellten Anforderungen an Verfügbarkeit, Zugriffsgeschwindigkeit, Qualität, Zeichnungspflege und -aktualisierung zunehmend an ihre Grenzen.

Eine entscheidende Verbesserung läßt sich erzielen, wenn es gelingt, diese grafischen Informationen automatisch zu digitalisieren und dann computergestützt zu verwalten, zu verteilen und zu bearbeiten.

Stetige Anpassung an den Stand der Technik

Im Kraftwerksbetrieb führen verschiedene technische Nachrüstungsmaßnahmen zu einer stetigen Anpassung an den Stand von Wissenschaft und Technik. Aufgrund dieser Anpassung steigt der dafür erforderliche Dokumentations- und Qualitätssicherungsaufwand erheblich.

Die betroffenen Dokumente sind zum Beispiel:

- Funktionsschemata,

- Stromlaufpläne,

- verfahrenstechnische Systempläne,

- Rohrleitungsisometrien,

- Komponenten- und Konstruktionszeichnungen sowie dazugehörige Stücklisten,

- Gebäudezeichnungen.

Für jede Unterlagenart ist die Entscheidung über Bearbeitungsnotwendigkeit, -qualität, zu verwaltende Datenelemente und Archivierungsnotwendigkeit zu treffen.

Im KKB wird zunächst die elektrotechnische Dokumentation mit dem neuen System bearbeitet, weil für sehr viele dieser Dokumente die Grenze der Änderbarkeit erreicht ist. Die Zunahme der Änderungen auf den jeweiligen Zeichnungen führte bei vielen Originalen zu einer teilweise erheblichen Qualitätsminderung. Dieser Nachteil verstärkte die Notwendigkeit, kurzfristig die vorhandene Qualität zu retten, gegebenenfalls zu optimieren und für besonders schlechte Originale eine kostengünstige Neuerstellung zu ermöglichen.

Die Bearbeitung von Dokumenten umfaßt zwei wesentliche Aufgabenstellungen:

- Änderung und Neuerstellung sowie

- Archivierung der Dokumente.

Diese Aufgabenstellungen sind aus unserer Sicht nur in einem unternehmensweiten integrierten (oder zumindest integrierbaren) System zur Bearbeitung, Archivierung und Verwaltung von Zeichnungen und Dokumenten wirtschaftlich möglich.

Zu den Dokumenten, die im KKB anfallen, gehören zirka 100 000 elektronische Zeichnungen, Pläne, wie zum Beispiel Funktionsschemata und Stromlaufpläne sowie rund 90 000 maschinentechnische Zeichnungen, etwa verfahrenstechnische Systempläne Rohrleitungsisometrien, Komponenten- und Konstruktionszeichnungen und dazugehörige Stücklisten,

Gebäudezeichnungen und Halterungszeichnungen.

Keine Neuerstellung vorhandener Zeichnungen

Nicht berücksichtigt sind alle Dokumente, die sich in einer

integrierten Archivierungslösung mitverwalten lassen, zum Beispiel Korrespondenz, Spezifikationen, Berichte etc.

Ab 1986 wurde in Fachabteilungen über PC-CAD-Anwendungen versucht, eine Verbesserung der Bearbeitung und Archivierung von Zeichnungen und Dokumenten zu erzielen. Daraus resultierte die Erkenntnis, daß die Neuerstellung vorhandener Zeichnungen mit CAD wirtschaftlich nicht vertretbar ist.

Eine überschlägige Aufwandsabschätzung ergab für die Neuerstellung der elektronischen Pläne einen Bearbeitungszeitraum von mehreren Jahrzehnten. Für diese Bearbeitungszeit steht weder eigenes noch fremdes Personal in ausreichendem Maß und entsprechender Qualifikation zur Verfügung.

Die Anforderungen an das System

Die Anforderungen an ein DV-gestütztes System zur Änderung, Neuerstellung und Archivierung von Zeichnungen und Dokumenten wurden spezifiziert. Als Hauptpunkte sind zu nennen:

- Übernahme von Originalzeichnungen, die auf Papier oder auf Transparenten in Formaten von DIN A4 bis DIN A0 vorliegen,

- einfach durchzuführende Änderung von Zeichnungen über hochauflösende Grafikbildschirme,

- Archivierung der digitalisierten Dokumente,

- Möglichkeit, die zu den Zeichnungen

von Mikrofilmkarten einzulesen,

- Möglichkeit, die zu den Zeichnungen gehörenden Daten im zentralen Betriebsführungssystem zu verwalten,

- Ausgabe der archivierten Dokumente auf Laserdrucker bis Format DIN A3 oder elektronische Plotter bis Überlängen DIN A0,

- Möglichkeit, gescannte Zeichnungen zum"Abzeichnen" in einem CAD-System im Bildschirm als Overlay zu unterlegen,

- einfache, leicht erlernbare Bedienung des Systems,

- Systemunterstützung um die gleichzeitige Veränderung gleicher Dokumente im Netz zu verhindern.

Aus unserer Sicht nicht erforderlich sind die Digitalisierung von Farbvorlagen, sowie die Zeichnungsausgabe mit einer Genauigkeit größer als 400 dpi (normalerweise genügen 300 dpi).

Auch die Vektorisierung gescannter Vorlagen zur Datenreduktion und einfachen Übernahme in ein CAD-System ist aus unserer Sicht zur Zeit nicht wirtschaftlich vertretbar. Der Grund hierfür liegt im erheblichen Qualitätssicherungsaufwand, der notwendig ist, um die automatisch vektorisierte Vorlage zu überprüfen und gegebenenfalls zu ändern. Dieser Aufwand kommt bei der Mehrzahl der Zeichnungen, insbesondere bei schlechten Vorlagen, einer Neuerstellung der Zeichnung gleich.

Drei Systeme kamen nach einer Voruntersuchung von verschiedenen Systemkonzepten in die engere Auswahl und wurden intensiv mit unserer Vorlagenqualität getestet.

Das System "Autodigit" der Firma Sommer erhielt nach weiteren Fachgesprächen und Befragungen von Anwendern den Zuschlag. Argumente für diesen Zuschlag waren unter anderem die vollständige Erfüllung der gestellten Anforderungen, deutschsprachige Menüführung, einfache, grafische Bedieneroberfläche sowie die Möglichkeit der individuellen Software-Anpassung.

Für die Inbetriebnahme eine Woche gebraucht

Im Herbst 1990 wurde die bestellte Systemkonfiguration installiert und innerhalb einer Woche in Betrieb genommen. Das System besteht aus:

- Zwei Autodigit-Arbeitsstationen, basierend auf Sun 3e mit jeweils 18 MB Arbeitsspeicher (unter Unix) einem A0-Scanner von Vidar einem AO-Plotter von Versatec, einem A3-Scanner (Fujitsu), einem A3-Laserplotter der Firma Dataproducts, drei Sony-WORM-Laufwerken, drei Sony MO-Laufwerken, einem GB-Tape sowie einem Netzwerk zur Verbindung der einzelnen Komponenten.

Auf die Anschaffung eines DIN-A0-Scanners wurde in der ersten Phase verzichtet, weil die überwiegende Anzahl von Zeichnungen, die im ersten Schritt zu bearbeiten sind, im Format DIN A4 oder DIN A3 vorliegen. Im Laufe des Jahres 1991 ist dann der Einsatz eines solchen Scanners ebenfalls geplant.

Eine einwöchige Mitarbeiterschulung nach der Inbetriebnahme ermöglicht die Beherrschung der zur Bearbeitung erforderlichen Funktionen.

Nach einem vierwöchigen Probebetrieb im September 1990 wurde mit der Scantechnik im KKB im Bereich der Elektrotechnik begonnen.

Innerhalb der ersten 3,5 Bearbeitungsmonate konnten 17 000 Pläne in das System übernommen und archiviert werden. In dieser Übernahme ist die unverzichtbare Qualitätssicherung über einen Kontrollplot und dessen Überprüfung durch die Spezialisten enthalten. Dokumente, die dem vom KKB geforderten Qualitätsstandard nicht

entsprechen, werden mit dem im System enthaltenen Editor nachgebessert.

Akzeptanz bei den Anwendern

Die bisherigen ausgesprochen guten Erfahrungen führten zur sofortigen Akzeptanz des Systems bei den Anwendern.

Die Qualität der gescannten Dokumente entspricht unseren Erwartungen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Ergebnisse auch von der Scanerfahrung des Personals abhängen. Mit zunehmender Erfahrung kann dann auch der Optimierungsaufwand bei den Kontrollplots gesenkt werden.

Zur Steigerung des Durchsatzes wird das Scannen einschließlich der Kontrollplots und, sofern erforderlich, deren Optimierung, auch als Dienstleistung vergeben. Der Datenaustausch zwischen externem Dienstleister und dem KKB erfolgt über die magneto-optischen Datenträger.

In Kürze ist der Einsatz des Autodigit-Sistems als Subsystem eines D-V-getützten "Betriebsführungssystems"(BFS) geplant. Ein Modul dieses BFS umfaßt die Archivierung von Dokumenten.

Schritt in Richtung einheitliche Bearbeitung

Die Komihunikation zwischen der Autodigit-Anlage und dem Betriebsführungssystem ist über eine Kommunikationsschnittstelle gelöst. Damit lassen sich die Dokumente vom BFS aufrufen und im Bildschirm des Subsystems anzeigen sowie verändern. Auch die zugehörenden Daten, die im BFS verwaltet werden, lassen sich anzeigen und verändern.

Der Anwender ruft vom BFS aus die Dokumente auf, die er bearbeiten möchte, und erhält sie auf dem Autodigit-System im grafischen Bildschirm angezeigt. Bei Bedarf kann er die aufgerufenen Dokumente über das vorhandene Netz an einen eingebundenen PC übergeben, um darauf die CAD-Bearbeitung der Dokumente vorzunehmen. Die Archivierung erfolgt auf dem Autodigit-System und wird im BFS verwaltet.

Damit ist ein großer Schritt in Richtung einer unternehmensweiten einheitlichen Bearbeitung der Dokumente und deren Archivierung gelungen.