WO2020030208A1 - Verfahren zum durchführen von wartungsarbeiten an einer komplexen montagebaugruppe - Google Patents

Verfahren zum durchführen von wartungsarbeiten an einer komplexen montagebaugruppe Download PDF

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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods

Definitions

  • the invention relates to a method for performing maintenance work on a complex assembly assembly, in particular a gas turbine, by means of a virtual one
  • Working environment which has a display device and a computing device, the computing device being connected to a storage device in which the properties of the complex assembly module and its components are stored with the assembly sequence.
  • Assembly modules is a detailed knowledge of the structure of the assembly module.
  • the individual and mostly very specific detailed knowledge of employees plays an important role in the efficient planning and implementation of maintenance work. This
  • Ahmad et al. IFAC-PapersOnLine 48-3 (2015) 1726-1731
  • the focus is on virtual prototyping, which is particularly useful in the design and development process of the preliminary check of
  • Assembly processes on existing assembly modules for maintenance purposes and in particular a derivation and display of necessary assembly or disassembly steps that are necessary to gain access to a component of a complex assembly module, as well as documentation of current maintenance statuses with work carried out and the degree of utilization of components of the assembly module so far hardly noticed or implemented.
  • the virtual working environment has a display device and a computing device, the computing device being connected to a storage device in which the properties of the complex assembly module and its components are stored with the assembly sequence.
  • the process has the following steps:
  • the proposed method enables a simplified implementation of
  • Installation steps and their sequence are calculated and sent to a maintenance mechanic
  • the proposed method is used to carry out maintenance work using a virtual work environment on a complex assembly module.
  • the virtual one is a virtual work environment on a complex assembly module.
  • the working environment has a display device for displaying the available and calculated information and a computing device which processes this information.
  • the computing device is connected to a memory device in which the properties of the complex assembly assembly and its components are stored, in particular also in connection with their assembly sequence.
  • a virtual model of the complex assembly module is present in the memory device, which has a volume model that can be represented by the display device for each relevant component.
  • Storage device further the components or component groups (within the scope of the description of the invention, for simplification, component groups, which in their entirety represent a smaller functional unit of the complex assembly assembly, also summarized under the term component), are stored, such as
  • Assembly module assigned.
  • the assembly relationships are clearly defined by the link logic.
  • the link logic for example, specifies which components must first be removed to remove any other component.
  • the properties of components stored in the memory device are in particular also during the implementation of the proposed method for performing
  • Maintenance work can be modified.
  • the virtual working environment is used to diagnose components, the result of which is stored directly in the storage device of the virtual working environment and is available for carrying out the further maintenance work.
  • information on the condition of a component can be stored, such as positions and types of existing damage, which can be marked directly on the virtual component and the dimensions of which can be specified. If necessary, photos or measurement results of the damage can also be stored in the storage device.
  • a first step a at least one component to be serviced or a predefined modification status of the assembly assembly is selected in the virtual working environment.
  • This step can be carried out, for example, by a maintenance planner who plans to carry out the maintenance in advance, or directly by a maintenance mechanic who is already working on the maintenance of the assembly module and, for example, preparing at least one further maintenance step resulting from the maintenance work.
  • others can also be carried out in the same way
  • a modification status is a defined structural state of the complex assembly module, for which it is precisely defined which components of the assembly component are mounted on the assembly component in this modification status, and which ones are disassembled.
  • Computing device back to the data stored in the storage device, such as, in particular, the linking logic of the components.
  • the optimal sequence of disassembly and assembly steps is also calculated.
  • a tailor-made Work sequence are calculated, in which simulation sequences of the dismantling instructions can then also be integrated, for example.
  • Disassembly steps are displayed, which are required to gain access to a component to be serviced or to achieve the selected modification status.
  • a suitable display of all available information and calculated data must be selected, which one
  • Assembly module performed disassembly or assembly steps documented in the storage device.
  • work steps carried out can be saved directly in the virtual work environment.
  • This can, for example, be carried out directly by a maintenance mechanic by means of an electronic acknowledgment, as a result of which the documentation and archiving effort for maintenance work carried out can also be reduced.
  • the complex assembly assembly could be displayed on a display device in addition to the maintenance work, with the component to be serviced in the
  • the availability of the at least one component to be serviced is also checked in step b) and displayed in step c). This means that any components that may need to be replaced can be compared with the stocks before the maintenance work on the assembly module is started. This enables an early check to be made as to whether sufficient spare parts are available if necessary. This increases planning security and reduces delays in the course of time
  • the properties of the components of the assembly group stored in the memory device have the current maintenance status of the component.
  • a current status report of the assembly assembly is available.
  • a progress report can be created in connection with the documentation of current dismantling or assembly steps and the associated linking of component properties. This enables improved, targeted work planning.
  • the disassembly or assembly progress of the assembly module can also be visualized, for example, by color coding the components.
  • a modification status is a defined assembly state of the complex assembly module, for which it is precisely defined which components the
  • Assembly assembly are mounted on this assembly and on the assembly assembly, and which are disassembled. The assignment of components to a predefined one
  • Modification status makes it easier to define the current assembly situation, especially when the complexity of a complex assembly module increases, so that a predefinition of modification statuses reduces the complexity of the description and
  • step b) also takes place
  • Predefined assembly packages included, in which predefined dismantling or
  • Assembly steps and their sequence for assembling or disassembling components of the assembly assembly are defined.
  • the dismantling or assembly steps are defined with their sequence, which are required to convert the assembly assembly from a first modification status into a second
  • an assembly module has a predefined modification status after execution of at least one predefined assembly package.
  • the proposed procedure also makes it possible to use the virtual work environment to achieve a desired modification state of the assembly module. Starting from a first modification status, the required assembly packages are determined, by means of which the desired second modification status can be achieved.
  • One or more assembly packages carried out one after the other usually represents the most economical disassembly or assembly process that is required to achieve a predefined one
  • Damage analysis of the assembly assembly is possible in the virtual working environment directly on the assembly module shown on a display device, depending on the analyzed area of the assembly module, certain modification statuses or individual modules of the model can also be represented, or for example also sectional views. In this way technical relationships can be more easily recognized and understood, which would only be recognizable if the assembly module had been completely disassembled without the proposed method. In this way, potential causes of errors can be identified and a targeted inspection and disassembly can be planned before dismantling the assembly module.
  • a work plan is created in step b), which is output in step c).
  • a mechanic can be tailored and the dismantling or assembly of the affected engine area can be specified step by step.
  • Digitally created documents can be uploaded, for example, to screens, particularly in production, as well as to mobile devices.
  • the work plans can be provided with interactive control and graphic elements, such as animations of the dismantling or assembly steps, exploded and detailed drawings or short videos that explain particularly complex work steps.
  • Such work plans can also be created, for example, according to a modular principle.
  • the display device is a display, virtual reality glasses or a head-up display.
  • support information for the respective work step can also be fed directly into the projection area of the display device as so-called augmented reality information.
  • simulation sequences of the dismantling or assembly instructions can be integrated into the individual work steps, for example, which the mechanics can load onto a suitable display device.
  • a virtual work environment for performing maintenance work on a complex assembly module in particular a gas turbine
  • the virtual working environment has a display device and a computing device, the computing device being connected to a storage device in which the components of the complex assembly module with their assembly sequence and their properties are stored.
  • the virtual working environment is set up to carry out the method described above for performing maintenance work on a complex assembly module, at least one of the features of the method mentioned in the preceding description being implemented. Further features, advantages and possible uses of the invention result from the following description in connection with the figure. It shows
  • Fig. 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of the sequence of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a virtual working environment according to the invention of a complex assembly module 1, which is embodied in the exemplary embodiment by a gas turbine 1 and on which
  • FIG. 1 the assembly and disassembly of assemblies is symbolically illustrated by means of arrows, whereby the gas turbine 1 in different
  • Core module 2 of the gas turbine 1 disassembled and subsequently reassembled.
  • the virtual working environment 10 has a display device 11 on which a virtual representation of the gas turbine 1 is displayed.
  • the virtual working environment 10 also has a computing device 12 which is connected to a storage device 14.
  • the properties of the gas turbine 1 and its components with their assembly sequence are stored in the storage device 14.
  • a component to be maintained or a predefined modification status of the gas turbine 1 is selected.
  • a predefined modification status 20 is a status in which the fan 6 together with the housing 3 is removed from the core module 2 of the gas turbine 1.
  • Computing device 12 calculates the dismantling required from the current state or assembly steps and their sequence for disassembling or assembling components of the gas turbine 1 which are to be carried out in order to achieve the selected modification status 20.
  • the computing device 12 accesses those stored in the storage device 14
  • a work plan 16 is created as part of the calculation of the required dismantling or assembly steps and their sequence for dismantling or assembling components of the gas turbine 1, which is also displayed on the display device 11 in the exemplary embodiment shown.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the sequence of the method according to the invention for performing maintenance work on a complex assembly module 1 by means of a virtual working environment 10 which has a display device 11 and a computing device 12.
  • the computing device 12 is connected to a memory device 14, in which the properties of the complex assembly module 1 and its components, such as the fan 6, with their assembly sequence are stored.
  • the method according to the invention has the following steps:
  • a first step a at least one component to be serviced, such as the fan 6 or a predefined modification status 20 of the assembly module 1, is selected in the virtual working environment 10.
  • a second step b the required dismantling or assembly steps and their sequence are made for dismantling or assembling components of the assembly assembly 1, in order to gain access to the at least one component to be serviced (e.g. fan 6) or to reach the selected modification status 20.
  • Disassembly steps are displayed, which are required to gain access to the component 6 to be serviced or to reach the selected modification status 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe (1), insbesondere einer Gasturbine (1), mittels einer virtuellen Arbeitsumgebung (10). Die virtuelle Arbeitsumgebung (10) weist eine Anzeigeeinrichtung (11) und eine Recheneinrichtung (12) auf, wobei die Recheneinrichtung (12) mit einer Speichereinrichtung (14) verbunden ist, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe (1) sowie ihrer Bauteile mit der Montageabfolge gespeichert sind. Im Verfahrensablauf wird wenigstens ein zu wartendes Bauteil (6) oder ein vordefinierter Modifikationsstand (20) der Montagebaugruppe (1) in der virtuellen Arbeitsumgebung (10) ausgewählt. Hieraus werden die erforderlichen Demontage- bzw. Montageschritte (15) zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen (6) der Montagebaugruppe (1), um Zugang zu dem wenigstens einen zu wartenden Bauteil (6) zu erhalten oder den ausgewählten Modifikationsstand (20) zu erreichen berechnet und angezeigt.

Description

Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer komplexen
Montagebaugruppe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe, insbesondere einer Gasturbine, mittels einer virtuellen
Arbeitsumgebung, welche eine Anzeigeeinrichtung und eine Recheneinrichtung aufweist, wobei die Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung verbunden ist, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe sowie ihrer Bauteile mit der Montageabfolge gespeichert sind.
Ein wesentlicher Faktor bei der Umsetzung von Wartungsarbeiten an komplexen
Montagebaugruppen ist eine tiefe Detailkenntnis des Aufbaus der Montagebaugruppe. Dabei spielt die individuelle und meist sehr spezifische Detailkenntnis von Mitarbeitern eine wichtige Rolle bei einer effizienten Planung und Durchführung von Wartungsarbeiten. Diese
Detailkenntnis hängt maßgeblich von der technischen und prozessualen Erfahrung der
Mitarbeiter, persönlicher Neigungen und dem Engagement des Einzelnen ab und variiert darüber hinaus auch bei verschiedenen Typen von Montagebaugruppen. Sind Wartungsarbeiten an unterschiedlichen Typen komplexer Montagebaugruppen durchzuführen, ist oft eine erhöhte Fehleranfälligkeit und damit eine verlängerte Wartungsdauer die Folge.
Insbesondere aus der Forschung sind verschiedene virtuelle Arbeitsumgebungen bekannt, welche die Montage bzw. Demontage komplexer Montagebaugruppen unterstützen sollen. So stellen Ahmad et al. (IFAC-PapersOnLine 48-3 (2015) 1726-1731) allgemein wichtige Schritte einer virtuellen Triebwerksmontage dar. Dabei liegt der Fokus auf virtuellem Prototyping, das insbesondere im Design und Entwicklungsprozess hohen Nutzen der Vorabprüfung von
Montagezusammenhängen (Kollisionsanalyen) ermöglicht. Komplexe Demontage- und
Montageprozesse an bestehenden Montagebaugruppen für Wartungszwecke und insbesondere eine Ableitung und Anzeige erforderlicher Montage- bzw. Demontageschritte, die erforderlich sind, um Zugang zu einem Bauteil einer komplexen Montagebaugruppe zu erhalten, sowie eine Dokumentation aktueller Wartungsstände mit vorgenommenen Arbeiten und dem Nutzungsgrad von Bauteilen der Montagebaugruppe wurden bislang kaum beachtet oder umgesetzt.
Bestätigungskopie Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Durchfuhren von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe unter Einsatz einer virtuellen Arbeitsumgebung vorzuschlagen, welches die Planung und Durchführung der Wartung der komplexen Montagebaugruppe unterstützt und damit die Wartung vereinfacht und insbesondere auch die Wartungsdauer reduziert. Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre des unabhängigen Anspruchs erreicht. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe, insbesondere einer Gasturbine, mittels einer virtuellen
Arbeitsumgebung vorgeschlagen. Die virtuelle Arbeitsumgebung weist eine Anzeigeeinrichtung und eine Recheneinrichtung auf, wobei die Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung verbunden ist, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe sowie ihrer Bauteile mit der Montageabfolge gespeichert sind.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
a) Auswählen wenigstens eines zu wartenden Bauteils oder eines vordefinierten
Modifikationsstands der Montagebaugruppe in der virtuellen Arbeitsumgebung;
b) Berechnen der erforderlichen Demontage- bzw. Montageschritte sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen der Montagebaugruppe, um Zugang zu dem wenigstens einen zu wartenden Bauteil zu erhalten oder den ausgewählten
Modifikationsstand zu erreichen;
c) Anzeige der erforderlichen Montage- bzw. Demontageschritte, um Zugang zu dem zu wartenden Bauteil zu erhalten oder den gewählten Modifikationsstand zu erreichen.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine vereinfachte Durchführung von
Wartungsarbeiten an komplexen Montagebaugruppen, indem über die Auswahl eines in der komplexen Montagebaugruppe verbauten, zu wartenden Bauteils oder eines vordefinierten Modifikationsstands der Montagebaugruppe, die erforderlichen Demontage- bzw.
Montageschritte sowie deren Abfolge berechnet und einem Wartungsmechaniker zum
Durchführen der erforderlichen Arbeiten angezeigt werden. Mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Reduzierung der Prozesskomplexität und der Fehleranfälligkeit erreicht sowie ein schnellerer und effizienterer Informationsaustausch der an der Wartung beteiligten Disziplinen ermöglicht. In der Folge ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren eine Steigerung der Gesamteffizienz der Wartungsabwicklung.
Das vorgeschlagene Verfahren dient zur Durchführung von Wartungsarbeiten mithilfe einer virtuellen Arbeitsumgebung an einer komplexen Montagebaugruppe. Die virtuelle
Arbeitsumgebung weist dabei eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der zur Verfügung stehenden und errechneten Angaben sowie eine Recheneinrichtung auf, welche diese Angaben verarbeitet. Dabei ist die Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung verbunden, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe sowie ihrer Bauteile insbesondere auch in Verbindung mit deren Montageabfolge gespeichert sind.
Dabei liegt in der Speichereinrichtung ein virtuelles Modell der komplexen Montagebaugruppe vor, das für jedes relevante Bauteil ein mit der Anzeigeeinrichtung darstellbares Volumenmodell aufweist. Mit dem hieraus gebildeten Baugruppenkomplex sind die Aufbaulogik der
Montagebaugruppe und mögliche Bauteilkombinationen verknüpft, welche beispielsweise auch mit der Stücklistenstruktur der Montagebaugruppe verknüpft kann. Ferner sind in der
Speichereinrichtung weitere die Bauteile bzw. Bauteilgruppen (im Rahmen der Beschreibung der Erfindung werden zur Vereinfachung auch Bauteilgruppen, welche in ihrer Gesamtheit eine kleinere Funktionseinheit der komplexen Montagebaugruppe darstellen, ebenfalls unter dem Begriff Bauteil zusammengefasst) charakterisierende Eigenschaften hinterlegt, wie
beispielsweise Abmessungen, Material, Bauteil- und Serialnummem, Version oder eine
Montagepaket-Zugehörigkeit.
Eine weitere Eigenschaft von Bauteilen, welche in der Speichereinrichtung hinterlegt ist, stellt die Verknüpfungslogik dar, durch welche die Montagestruktur abbildbar ist. Dabei ist jedes Bauteil mit dessen Schnittstellen zu anderen Bauteilen eindeutig der komplexen
Montagebaugruppe zugeordnet. Die Montagezusammenhänge sind durch die Verknüpfungslogik klar definiert. In der Verknüpfungslogik ist beispielsweise festgelegt, welche Bauteile zur Demontage eines anderen beliebigen Bauteils zunächst demontiert werden müssen.
Die in der Speichereinrichtung hinterlegten Eigenschaften von Bauteilen sind insbesondere auch während der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zum Durchführen von
Wartungsarbeiten modifizierbar. Beispielsweise kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren mittels der virtuellen Arbeitsumgebung eine Befundung von Bauteilen erfolgen, deren Ergebnis unmittelbar in der Speichereinrichtung der virtuellen Arbeitsumgebung abgelegt und zur Durchführung der weiteren Wartungsarbeiten zur Verfügung steht. So lassen sich Informationen zum Zustand eines Bauteils hinterlegen, wie beispielsweise Positionen und Arten vorliegenden Beschädigungen, welche beispielsweise direkt am virtuellen Bauteil markiert und deren Maße angegeben werden können. Bei Bedarf können in der Speichereinrichtung auch Fotos oder Messergebnisse zu der Beschädigung hinterlegt werden.
In einem ersten Schritt a) erfolgt die Auswahl wenigstens eines zu wartenden Bauteils oder eines vordefinierten Modifikationsstands der Montagebaugruppe in der virtuellen Arbeitsumgebung. Dieser Schritt kann beispielsweise von einem Wartungsplaner, der die Durchführung der Wartung im Vorfeld plant, oder direkt von einem Wartungsmechaniker durchgeführt werden, welcher bereits mit der Wartung der Montagebaugruppe beschäftigt ist, und beispielsweise wenigstens einen weiteren, sich aus den Wartungsarbeiten ergebenden Wartungsschritt vorbereitet. In gleicher Weise können aber auch weitere mit den durchzuführenden
Wartungsarbeiten beschäftigte Mitarbeiter ein zu wartendes Bauteil oder einen vordefinierten Modifikationsstand der Montagebaugruppe auswählen, um gewünschte Informationen und Unterstützung zu erhalten. Bei einem Modifikationsstand handelt es sich um einen definierten Aufbauzustand der komplexen Montagebaugruppe, für welchen genau definiert ist, welche Bauteile der Montagebaugruppe in diesem Modifikationsstand an der Montagebaugruppe montiert sind, und welche demontiert sind.
In einem zweiten Schritt b) erfolgt eine Berechnung der erforderlichen Demontage- bzw.
Montageschritte sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen der Montagebaugruppe, um Zugang zu dem wenigstens einen zu wartenden Bauteil zu erhalten oder den ausgewählten Modifikationsstand zu erreichen. Für diesen Schritt, der nicht nur klassische Berechnungen, sondern auch andere Arten der Ermittlung von Daten umfasst, greift die
Recheneinrichtung auf die in der Speichereinrichtung gespeicherten Daten wie insbesondere die Verknüpfungslogik der Bauteile zurück. Dabei wird auch die optimale Abfolge von Demontage- bzw. Montageschritten berechnet. In Verbindung mit der internen Verknüpfungslogik wird ermittelt, welche anderen Bauteile minimal zur Demontage eines gewünschten Bauteils zusätzlich abgebaut werden müssen. Auf Basis dieser Datenlage kann eine maßgeschneiderte Arbeitsfolge berechnet werden, in welche dann beispielsweise auch Simulationssequenzen der Demontageanweisungen integriert werden können.
Bei der Berechnung der erforderlichen Demontage- bzw. Montageschritte sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen können bereits im Vorfeld der
Wartungsdurchführung unterschiedliche Zerlegungsvarianten erprobt, betroffene Bauteile identifiziert und mögliche Versionskonflikte zwischen Tauschteilen erkannt werden. So lassen sich die mit der Wartungsaufgabe verbundenen Risiken frühzeitig abschätzen, der Demontage- bzw. Montageaufwand bestimmen und damit auch die Durchlaufzeit sowie die zu erwartenden Kosten der Wartung ermitteln.
In einem dritten Schritt c) werden die vorausgehend berechneten Montage- bzw.
Demontageschritte angezeigt, die erforderlich sind, um Zugang zu einem zu wartenden Bauteil zu erhalten oder um den gewählten Modifikationsstand zu erreichen. Dabei ist eine geeignete Anzeige aller verfügbaren Informationen und berechneten Daten zu wählen, welche einen
Mitarbeiter, der das Verfahren anwendet, bei dessen Tätigkeit möglichst optimal unterstützt. So ist es beispielsweise auch möglich, den resultierenden Zerlegungsaufwand grafisch darzustellen wie beispielsweise durch eine Explosionszeichnung aller involvierten Bauteile, um einen Überblick über die vorgesehene Wartungsmaßnahme zu erhalten und gegebenenfalls eine Modifikation der berechneten Montage- bzw. Demontageschritte vorzunehmen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden in einem weiteren Schritt d) an der
Montagebaugruppe durchgeführte Demontage- bzw. Montageschritte in der Speichereinrichtung dokumentiert. So können durchgeführte Arbeitsschritte beispielsweise unmittelbar in der virtuellen Arbeitsumgebung gespeichert werden. Dies kann beispielsweise unmittelbar von einem Wartungsmechaniker mittels einer elektronischen Quittierung vorgenommen werden, wodurch sich auch der Dokumentations- und Archivierungsaufwand von durchgeführten Wartungsarbeiten reduzieren lässt. Beispielsweise könnte die komplexe Montagebaugruppe begleitend zu den Wartungsarbeiten auf einem Anzeigegerät dargestellt werden, wobei das zu wartende Bauteil in der
Übersichtsdarstellung farblich hervorgehoben dargestellt ist. Die durchzuführenden
Arbeitsschritte können dann bei Bedarf Schritt für Schritt beispielsweise in einer Zeichnung, einem 3-D Modell oder einer Animation nachverfolgbar und dann beispielsweise später abrufbar gespeichert werden. Wurde das entsprechende Bauteil wie vorgesehen demontiert oder montiert, so kann dies beispielsweise über eine Eingabeeinrichtung bestätigt werden. Beispielsweise könnte das gewartete Bauteil dann in der Übersichtsdarstellung in einer andere Farbe dargestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, für die Wartung eine kontinuierliche,
prozessbegleitende Überprüfung der durchgeführten Demontage- bzw. Montagearbeiten vorzunehmen und so die Fehleranfälligkeit weiter zu verringern und die Produktivität zu steigern.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden im Schritt b) auch die Verfügbarkeit des wenigstens einen zu wartenden Bauteils geprüft und im Schritt c) angezeigt. Damit ist ein Abgleich von gegebenenfalls zu ersetzenden Bauteilen mit den Lagerbeständen durchführbar, noch bevor mit den Wartungsarbeiten an der Montagebaugruppe begonnen wird. Damit ist eine frühzeitige Prüfung möglich, ob im Bedarfsfall ausreichend Ersatzteile vorhanden sind. Dies erhöht die Planungssicherheit und vermindert Verzögerungen im zeitlichen Ablauf der
Wartungsmaßnahme. Dies ist in gleicher Weise auch für einen Abgleich von Used-Part- Datenbanken möglich, so dass bereits in der Vorplanung beispielsweise materialkritische Bauteile identifiziert werden können. In der virtuellen Arbeitsumgebung können diese
Informationen insbesondere durch eine farbliche Kennzeichnung der betroffenen Teile hervorgehoben werden.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens weisen die in der Speichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften der Bauteile der Montagegruppe den jeweils aktuellen Wartungsstand des Bauteils auf. Bei dieser Weiterbildung des Verfahrens liegt ein jeweils aktueller Zustandsbericht der Montagebaugruppe vor. Im Zusammenhang mit der Dokumentation von aktuellen Demontage- bzw. Montageschritten und einer damit verbundenen Verknüpfung von Bauteileigenschaften kann so ein Fortschrittsbericht erstellt werden. Damit wird eine verbesserte zielgerichtete Arbeitsplanung ermöglicht. Der Demontage- bzw. Montagefortschritt der Montagebaugruppe kann dabei beispielsweise auch durch eine farbliche Kennzeichnung der Bauteile visualisiert werden.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Zugänglichkeit jedes Bauteils der
Montagebaugruppe einem vordefinierten Modifikationsstand zugeordnet. Wie bereits angegeben, handelt es sich bei einem Modifikationsstand um einen definierten Aufbauzustand der komplexen Montagebaugruppe, für welchen genau definiert ist, welche Bauteile der
Montagebaugruppe bei diesem Modifikationsstand an der Montagebaugruppe montiert sind, und welche demontiert sind. Die Zuordnung von Bauteilen zu einem vordefinierten
Modifikationsstand erleichtert die Definition der aktuellen Montagesituation insbesondere bei steigender Komplexität einer komplexen Montagebaugruppe, sodass durch eine Vordefinition von Modifikationsständen eine Verringerung der Komplexität bei der Beschreibung und
Durchführung von Wartungsaufgaben möglich ist.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden in die Berechnung im Schritt b) auch
vordefinierte Montagepakete einbezogen, in welchen vordefinierte Demontage- bzw.
Montageschritte sowie deren Abfolge zum Montieren bzw. Demontieren von Bauteilen der Montagebaugruppe definiert sind. In einem solchen vordefiniertes Montagepaket sind die Demontage- bzw. Montageschritte mit deren Abfolge definiert, welche erforderlich sind, um die Montagebaugruppe ausgehend von einem ersten Modifikationsstand in einen zweiten
Modifikationsstand zu bringen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens weist eine Montagebaugruppe nach dem Ausführen wenigstens eines vordefinierten Montagepakets einen vordefinierten Modifikationsstand auf. Die vorgeschlagene Vorgehens weise ermöglicht es auch, mithilfe der virtuellen Arbeitsumgebung einen gewünschten Modifikationszustand der Montagebaugruppe zu erreichen. Hierbei werden ausgehend von einem ersten Modifikationsstand die erforderlichen Montagepakete ermittelt, mittels derer der gewünschte zweite Modifikationsstand erreichbar ist. Dabei stellt ein bzw. mehrere nacheinander durchgeführte Montagepakete üblicherweise den wirtschaftlichsten Demontage- bzw. Montageablauf dar, der erforderlich ist, um zu einem vordefinierten
Modifikationsstand zu gelangen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt im Schritt b) eine Fehler- und/ oder
Schadensanalyse der Montagebaugruppe. Bei dieser Ausführungsform ist eine solche Fehler- und/ oder Schadensanalyse in der virtuellen Arbeitsumgebung unmittelbar an der an einem Anzeigegerät dargestellten Montagebaugruppe möglich, wobei abhängig vom analysierten Bereich der Montagebaugruppe auch bestimmte Modifikationsstände oder einzelne Baugruppen des Modells darstellbar sind, oder beispielsweise auch Schnittdarstellungen. Auf diese Weise lassen sich technische Zusammenhänge leichter erkennen und verstehen, welche ohne das vorgeschlagene Verfahren eventuell nur bei einer Vollzerlegung der Montagebaugruppe erkennbar wären. So können bereits vor einen Demontieren der Montagebaugruppe potenzielle Fehlerursachen identifiziert und eine zielgerichtete Inspektion und Zerlegung geplant werden.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird im Schritt b) ein Arbeitsplan erstellt, der im Schritt c) ausgegeben wird. Mithilfe solcher Arbeitspläne kann einem Mechaniker maßgeschneidert und Schritt für Schritt die Demontage bzw. Montage des betroffenen Triebwerkbereichs vorgeben werden. Dabei digital erstellte Dokumente können beispielsweise sowohl auf Bildschirmen insbesondere in der Produktion als auch auf mobilen Geräten aufgespielt werden. Dabei können die Arbeitspläne mit interaktiven Steuer- und Grafikelementen versehen werden, wie etwa Animationen der Demontage- bzw. Montageschritte, Explosions- und Detailzeichnungen oder Kurzvideos, die besonders komplexe Arbeitsschritte erklären. Solche Arbeitspläne können beispielsweise auch nach einem Baukastenprinzip erstellt werden.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Anzeigeeinrichtung ein Display, eine Virtual- Reality-Brille oder ein Head-Up-Display. Mit solchen Anzeigeeinrichtungen können dem Mitarbeiter zum jeweiligen Arbeitsschritt auch unterstützende Informationen als sogenannte Augmented Reality Informationen direkt in die Projektionsfläche der Anzeigeeinrichtung eingespielt werden. Ferner können zu den einzelnen Arbeitsschritten beispielsweise auch Simulationssequenzen der Demontage- bzw. Montageanweisung integriert werden, die den Mechanikern auf eine hierfür geeignete Anzeigeeinrichtung aufgespielt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine virtuelle Arbeitsumgebung zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe, insbesondere einer Gasturbine vorgeschlagen. Die virtuelle Arbeitsumgebung weist dabei eine Anzeigeeinrichtung und eine Recheneinrichtung auf, wobei die Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung verbunden ist, in welcher die Bauteile der komplexen Montagebaugruppe mit ihrer Montageabfolge und ihren Eigenschaften gespeichert sind. Erfmdungsgemäß ist die virtuelle Arbeitsumgebung eingerichtet, das vorausgehend beschriebene Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe auszuführen, wobei wenigstens eines der in der vorausgehenden Beschreibung genannten Merkmale des Verfahrens verwirklicht wird. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Figur. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen virtuellen Arbeitsumgebung, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen virtuellen Arbeitsumgebung einer komplexen Montagebaugruppe 1 , die in dem Ausführungsbeispiel von einer Gasturbine 1 verkörpert wird und an welcher
Wartungsarbeiten durchgeführt werden. In Fig. 1 ist mittels Pfeilen symbolisch das Montieren und Demontieren von Baugruppen illustriert, wodurch die Gasturbine 1 in verschiedene
Modifikationsstände gebracht wird. So werden bei Wartungsarbeiten unterschiedliche
Baugruppen wie der Fan 6 mit dem Gehäuse 3, der Verdichter 4 oder die Turbine 5 vom
Kemmodul 2 der Gasturbine 1 demontiert und nachfolgend wieder montiert.
Während links unten in Fig. 1 die gewartete Gasturbine 1 dargestellt ist, ist rechts oben in Fig. 1 die dabei eingesetzte virtuelle Arbeitsumgebung 10 dargestellt. Die virtuelle Arbeitsumgebung
10 weist eine Anzeigeeinrichtung 11 auf, auf welcher eine virtuelle Darstellung der Gasturbine 1 angezeigt wird. Die virtuelle Arbeitsumgebung 10 weist ferner eine Recheneinrichtung 12 auf, welche mit einer Speichereinrichtung 14 verbunden ist. In der Speichereinrichtung 14 sind die Eigenschaften der Gasturbine 1 sowie ihrer Bauteile mit deren Montageabfolge gespeichert.
Beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der virtuellen Arbeitsumgebung
11 ein zu wartendes Bauteil oder ein vordefinierter Modifikationsstand der Gasturbine 1 ausgewählt. Im Ausführungsbeispiel ist ein solcher vordefinierter Modifikationsstand 20 ein Stand, bei dem der Fan 6 mitsamt dem Gehäuse 3 vom Kemmodul 2 der Gasturbine 1 demontiert ist.
Nachdem ein vordefinierter Modifikationsstand 20 ausgewählt wurde erfolgt durch die
Recheneinrichtung 12 eine Berechnung der vom aktuellen Stand erforderlichen Demontage- bzw. Montageschrite sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen der Gasturbine 1 , die durchzuführen sind, um den ausgewählten Modifikationsstand 20 zu erreichen. Dabei greift die Recheneinrichtung 12 auf in der Speichereinrichtung 14 gespeicherte
Informationen zu Bauteilen und Modifikationsständen 20 zurück. Nach deren Berechnung werden die erforderlichen Montage- bzw. Demontageschrite 15 zum Erreichen des gewählten Modifikationsstands 20 an der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt. Sofern dies bei dem
durchgefiihrten Verfahren gewünscht und vorgesehen ist, wird im Rahmen der Berechnung der erforderlichen Demontage- bzw. Montageschrite sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen der Gasturbine 1 ein Arbeitsplan 16 erstellt, welcher beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ebenfalls an der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe 1 mitels einer virtuellen Arbeitsumgebung 10, welche eine Anzeigeeinrichtung 11 und eine Recheneinrichtung 12 aufweist. Die Recheneinrichtung 12 ist mit einer Speichereinrichtung 14 verbunden, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe 1 sowie ihrer Bauteile, wie des Fans 6 mit deren Montageabfolge gespeichert sind. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schrite auf:
In einem ersten Schrit a) erfolgt ein Auswählen wenigstens eines zu wartenden Bauteils wie dem Fan 6 oder eines vordefinierten Modifikationsstands 20 der Montagebaugruppe 1 in der virtuellen Arbeitsumgebung 10. Daraufhin werden in einem zweiten Schrit b) die erforderlichen Demontage- bzw. Montageschrite sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen der Montagebaugruppe 1 berechnet, um Zugang zu dem wenigstens einen zu wartenden Bauteil (z. B. Fan 6) zu erhalten oder den ausgewählten Modifikationsstand 20 zu erreichen. In einem weiteren Schrit c) werden die zuvor berechneten Montage- bzw.
Demontageschrite angezeigt, die erforderlich sind, um Zugang zu dem zu wartenden Bauteil 6 zu erhalten oder den gewählten Modifikationsstand 20 zu erreichen. In einem optionalen weiteren Schrit d) werden an der Montagebaugruppe 1 durchgeführte Demontage- bzw.
Montageschrite in der Speichereinrichtung 14 dokumentiert. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Gasturbine
2 Kemmodul
3 Fangehäuse
4 Verdichter
5 Turbine
6 Fan
10 Virtuelle Arbeitsumgebung
11 Anzeigeeinrichtung
12 Recheneinrichtung
14 Speichereinrichtung
15 Montage- bzw. Demontageschritte
16 Arbeitsplan
20 Modifikationsstand

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten an einer komplexen
Montagebaugruppe (1), insbesondere einer Gasturbine (1),
mittels einer virtuellen Arbeitsumgebung (10), welche eine Anzeigeeinrichtung (11) und eine Recheneinrichtung (12) aufweist, wobei die Recheneinrichtung (12) mit einer Speichereinrichtung (14) verbunden ist, in welcher die Eigenschaften der komplexen Montagebaugruppe (1) sowie ihrer Bauteile mit der Montageabfolge gespeichert sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) Auswahlen wenigstens eines zu wartenden Bauteils (6) oder eines vordefinierten Modifikationsstands (20) der Montagebaugruppe (1) in der virtuellen Arbeitsumgebung (10);
b) Berechnen der erforderlichen Demontage- bzw. Montageschritte (15) sowie deren Abfolge zum Demontieren bzw. Montieren von Bauteilen (6) der Montagebaugruppe (1), um Zugang zu dem wenigstens einen zu wartenden Bauteil (6) zu erhalten oder den ausgewählten Modifikationsstand (20) zu erreichen;
c) Anzeige der erforderlichen Montage- bzw. Demontageschritte (15), um Zugang zu dem zu wartenden Bauteil (6) zu erhalten oder den gewählten Modifikationsstand (20) zu erreichen.
2. Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt d) in welchem an der Montagebaugruppe (1) durchgeführte Demontage- bzw. Montageschritte (15) in der Speichereinrichtung (14) dokumentiert werden.
3. Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) auch die Verfügbarkeit des wenigstens einen zu wartenden Bauteils (6) geprüft und im Schritt c) angezeigt wird.
4. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinrichtung (14) gespeicherten Eigenschaften der Bauteile (6) der Montagegruppe (1) den jeweils aktuellen Wartungsstand des Bauteils (6) aufweisen.
5. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugänglichkeit jedes Bauteils (6) der Montagebaugruppe (1) einem vordefmierten Modifikationsstand (20) zugeordnet ist.
6. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Berechnung im Schritt b) auch vordefmierte Montagepakete einbezogen werden, in welchen vordefinierte Demontage- bzw. Montageschritte (15) sowie deren Abfolge zum Montieren bzw. Demontieren von Bauteilen (6) der Montagebaugruppe (1) definiert sind.
7. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebaugruppe (1) nach dem
Ausfuhren wenigstens eines vordefmierten Montagepakets einen vordefinierten
Modifikationsstand (20) aufweist.
8. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) eine Fehler- und/ oder
Schadensanalyse der Montagebaugruppe (1) erfolgt.
9. Verfahren zum Durchfuhren von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) ein Arbeitsplan (16) erstellt wird, der im Schritt c) ausgegeben wird.
10. Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (11) ein Display, eine Virtual-Reality-Brille oder ein Head-Up-Display ist.
11. Virtuelle Arbeitsumgebung zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer komplexen Montagebaugruppe (1), insbesondere einer Gasturbine (1), aufweisend eine
Anzeigeeinrichtung (11) und eine Recheneinrichtung (12), wobei die Recheneinrichtung (12) mit einer Speichereinrichtung (14) verbunden ist, in welcher die Bauteile (6) der komplexen Montagebaugruppe (1) mit ihrer Montageabfolge und ihren Eigenschaften gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Durchfuhren des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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