Bauspezialist optimiert Projektierung und Fertigung mit NX und Teamcenter

Moderne Bautechnik

Seit der Gründung des Unternehmens als Maurerbetrieb im Jahr 1929 hat sich die Firmengruppe Max Bögl (Bögl) zu einem internationalen Bau- und Spezialdienstleister entwickelt. Zu den Kernkompetenzen gehören Hoch- und Verkehrsinfrastrukturbau, Brückenbau, Bautechnik, Stahl- und Anlagenbau sowie Betonbauteilvorfertigung.

Als Experte für modernen Hochbau bietet Bögl weltweit technische und logistische Lösungen an, darunter auch den Bau massiver Brückenbauwerke. Bögl ist zudem auf Betonfertigteile spezialisiert und produziert diese Bauteile in mehreren Fertigungswerken und vor Ort über eine mobile Einheit.

Die große Erfahrung von Bögl in Konstruktion und Fertigung hat zu Innovationen wie dem Festen Fahrbahnsystem für Hochgeschwindigkeitsstrecken geführt. Dieses Trägerplattensystem bietet Langlebigkeit, ein hohes Maß an Sicherheit, Schutz vor Vibrationen und niedrige Wartungskosten. In Zukunft will Bögl mit seinem Wissen dazu beitragen, die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien voranzutreiben. Der erste Schritt in diese Richtung wurde mit der erfolgreichen Markteinführung
des Hybridturmsystems für Windenergieanlagen getan.

3D-Simulation der künstlichen Bodenvereisung, um einen sicheren U-Bahn-Tunnelbau unter
bestehenden Gebäuden zu ermöglichen. Copyright: Firmengruppe Max Bögl

PLM in der Baubranche

Alexander Kropp, der bei Bögl die Entwicklung des Building Information Management (BIM) leitet, stellt fest, dass die Baubranche im Gegensatz zur Fertigungsbranche heute eher aufgabenspezifische 2D-CAD-Lösungen (Computer Aided Design) einsetzt, obwohl 3D-Konstruktion und -Planung mehr Vorteile versprechen. Product-Lifecycle-Management (PLM)-Tools wie CAD, Computer-Aided Manufacturing (CAM) und numerische Steuerung (NC) sind heute tragende Säulen bei Bögl. Kropp: „Die Schalungen für Betonfertigteile mit komplexen Freiformflächen fertigen wir auf 5-Achs-Fräsmaschinen. Wir haben NX CAM vor sieben
Jahren eingeführt, weil wir nur mit 3D-CAD/CAM-Systemen die NC-Programme erstellen konnten, die wir benötigten, um die für den Brücken- und Hochbau erforderlichen Teile effizient und präzise zu bearbeiten. Wir wollten auch den Einsatz von 3D in der Konstruktion und Planung fördern und haben uns daher entschieden, NX CAD für Konstruktionszwecke in unserer Statikabteilung einzusetzen.“

Bögl entschied sich für die Software NX™, die Teil der Siemens Xcelerator-Business-Plattform für Software, Hardware und Services ist, aufgrund der hochwertigen Erfahrungen mit der NX CAM-Software. Das Unternehmen wies auch auf den erfolgreichen Einsatz von NX in der Schiffbauindustrie hin. Geschweißte Brückenkonstruktionen mit gekrümmten Oberflächen, die im Bauwesen verwendet werden, ähneln denen, die im Schiffsbau verwendet werden.

Kropp macht darauf aufmerksam, dass der Einsatz von NX es dem Anwender ermöglicht, beliebige Formen zu entwerfen und Formen entlang kurvenreicher Straßen oder Eisenbahnlinien zu übertragen. Mit NX können sogar die topografische Umgebung und das
zu bewegende Material berücksichtigt werden, was mit einer Reihe anderer 3D-CAD-Systeme nicht möglich ist. Solche Systeme werden in der Bauindustrie hauptsächlich zur Planung von Gebäuden ohne komplexe Oberflächen eingesetzt und sind nicht in andere Aufgaben wie
Fertigung integriert.

„NX bietet sehr leistungsfähige und flexible Werkzeuge, insbesondere für die Gestaltung komplexer Oberflächen“, sagt Kropp. „NX besticht durch seine Modellassoziativität von der Konstruktion bis zur Fertigung. NX entspricht genau unseren Anforderungen: Wir können damit Dinge machen, die wir mit anderen Systemen gar nicht oder nicht so effizient lösen könnten.“

3D-Windparkmodell in der geologischen Umgebung Copyright: Firmengruppe Max Bögl

Verwendung von Teamcenter für das Gebäudeinformationsmanagement

Um die Effizienz und Transparenz seiner Prozesse zu transformieren und zu steigern, hat Bögl ein Projekt gestartet, um alle produkt- und projektbezogenen Informationen und Dokumente in einer einzigen, zentralen Quelle zu speichern, zu verwalten und die Daten allen berechtigten Personen jederzeit zur Verfügung zu stellen. Um dies zu erreichen, entschied sich das Unternehmen für Teamcenter-Software®, ebenfalls von Siemens Digital Industries Software. Während BIM-Software für ähnliche Aufgaben verfügbar ist, bevorzugte
Bögl die vollständigen PLM-Funktionen von Teamcenter und insbesondere die Integration mit Tools wie NX.

Teamcenter ist seit Mai 2013 bei einem Pilotprojekt im Bereich Windenergie im Einsatz, um die Planung von 120 bis 160 Meter hohen Hybridtürmen zu unterstützen. Diese Türme werden in Chargen gefertigt, wobei Bögl bis zu 200 Türme pro Jahr herstellt. Jeder Turm hat 17 bis 22 Betonringe im unteren Abschnitt und zwei oder drei Stahlsegmente (die kombinierten Segmente sind etwa 6 Meter Fuß hoch) im oberen Abschnitt.

Betonringe, die mit CNC-Maschinen (rechnergestützte numerische Steuerung) präzisionsgeschliffen werden, werden in trockenen Fugen ohne Mörtel übereinander gelegt und anschließend mit innenliegenden Spanngliedern vorgespannt. Der obere Betonring hat einen bündig gegossenen Stahlflansch und wird mit dem unteren Stahlsegment verschraubt. Ein von Max Bögl speziell für den Montageprozess
konstruierter Kran bietet eine selbstkletternde Einheit, die auf schwierigen Baustellen, wie z. B.
Wäldern, eingesetzt wird.

„Die komplette Planung der Türme, einschließlich der Erstellung der Stückliste und der Formplatten, erfolgt mit NX“, sagt Kropp. „Die Stahlkonstruktionsdaten werden zur Steuerung der CNC-Brennschneidmaschinen verwendet. Darüber hinaus erfolgt die Konstruktion von internen Elementen, wie z. B. die Verlegung von Aufzügen, Kabeln und Hydraulik, mit NX. Alles in allem werden alle relevanten Daten
mit Teamcenter verwaltet.“

Da Windenergieanlagen einen hohen Dokumentationsaufwand haben, wird Teamcenter auch zum Management der Qualitätsdaten für jedes Teil eingesetzt. Teamcenter verwaltet diese Daten über die Projektentwicklung, Projektplanung und Ressourcenplanung hinweg und bietet einen geschlossenen Dokumentationskreislauf. Darüber hinaus plant Bögl, Qualitätsdaten von Fertigungsmaschinen und Betonmischern digital zu erfassen und über Teamcenter in Verbindung mit der Enterprise-Resource-Planning-Technologie (ERP) zur Verfügung zu stellen.

3D-Modell einer Stadtbrücke Copyright: Firmengruppe Max Bögl

Fazit

„NX hat unsere Planungs- und Fertigungsprozesse deutlich vereinfacht“, sagt Kropp. „NX hilft auch bei Tiefbauaufgaben, bei denen der 3D-Ansatz eine deutlich höhere Transparenz und mehr Sicherheit ermöglicht als die zeit- und kostenintensivere 2D-Planung.“

Kropp: „Die 3D-Modellierung ermöglicht es, bereits in der frühen Planungsphase detaillierte Informationen über die Menge und Masse des Materials zu erhalten, das in Bauprojekten verwendet und bewegt werden soll. Darüber hinaus ermöglicht sie eine einfache Koordination und Kommunikation zwischen den verschiedenen internen Abteilungen und mit Dritten. Die Verknüpfung von 3D-Modelldaten mit anderen prozessbezogenen Daten ermöglicht eine realistische Simulation des Bauprozesses, die den Kunden hilft, das endgültige Bauwerk zu visualisieren, bevor etwas gebaut wird.“

Nicht nur die Softwarelösungen von Siemens Digital Industries Software sind für die BIM-Bedürfnisse von Bögl hocheffektiv, auch die Zusammenarbeit mit dem Technologieanbieter ist zufriedenstellend. Siemens Digital Industries Software hat bereits gebäudespezifische Anpassungen für die
Erstellung von Zeichnungen implementiert. Die Entwicklungspartner von Siemens Digital Industries Software bieten Schnittstellen zu den zahlreichen Softwarelösungen und Datenformaten, die in dieser Branche eingesetzt werden. Ein Beispiel ist eine Schnittstelle zwischen NX und LandXML, die von der Firma Neoapps entwickelt wurde. Bögl plant, mit LandXML digitale Geländemodelldaten und die Trasseninformationsdaten für Infrastrukturgebäude wie Bahnstrecken und Straßen auszutauschen.

„Der Zweck unseres BIM-Ansatzes ist es, die vielen verschiedenen Datasets zusammenzuführen und intern und mit Dritten zu teilen“, sagt Kropp. „Wir verwenden PLM nicht nur für die primären Projektanforderungen unseres Unternehmens, sondern auch für Forschungsprojekte und in unserer Arbeit mit Berufsorganisationen. Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass wir unsere 3D-basierte Planung ausbauen werden, was bedeutet, dass wir NX stärker nutzen werden.

3D-Modelle (oben und unten) einer U-Bahn-Station.
Copyright: Firmengruppe Max Bögl

Copyright: Firmengruppe Max Bögl