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Konfiguration leicht gemacht

Jede technische Anlage ist auf die zuverlässige Versorgung mit elektrischer Energie angewiesen. Bereits ein kurzer Ausfall kann verheerende Folgen haben. An den Siemens-Standorten in Leipzig und Köln werden Komponenten für die Niederspannungs-Energieverteilung entwickelt; das Produktportfolio umfasst unter anderem Schaltanlagen und Schienenverteiler-Systeme. Zum Einsatz kommen die Produkte in Industrieanlagen und Gebäuden oder auch in großen Flughäfen. Sicherheit steht dabei an erster Stelle, denn die Komponenten müssen so ausgelegt sein, dass sie Brände, Störungen oder Anlagenausfälle frühzeitig erkennen und melden. Die Herausforderung für die Konstruktion lag in einer Vielzahl von Variantenkonstruktionen. Abhilfe schaffte ein Produktkonfigurator mit integriertem Variantenmanagement.
Siemens-Konstrukteure setzen für die Konstruktion der Niederspannungsschaltanlagen Sivacon auf eine Konzeption aus Produktkonfigurator im Zusammenspiel mit der CAD-Software Solidworks und einem ERP-System von SAP.

Seit Anfang 2003 wird in der mechanischen Konstruktion das 3D-CAD-System Solidworks eingesetzt. Anfänglich nur am Standort Leipzig, der heute mit 35 Arbeitsplätzen ausgestattet ist, und etwas später auch am Standort Köln mit 12 Arbeitsplätzen, an denen 40 Floating-Lizenzen verwendet werden. Ingo Knoch, CAD-Administrator bei Siemens Leipzig: „Floating-Lizenzen, die nicht an einen bestimmten Arbeitsplatz gebunden sind, bieten für uns den Vorteil, das System variabel und gemäß der jeweiligen Anzahl an Arbeitsplätzen einzusetzen. Da wir zudem verschiedene Solidworks Software-Pakete mit unterschiedlichem Funktionsumfang nutzen, kann jeder Konstrukteur genau auf die für sein Projekt erforderlichen Werkzeuge zurückgreifen.“

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Die Produktdatenverwaltung erfolgt über SAP mittels Porta~X Schnittstelle, die das direkte Verbinden der CAD-Daten mit dem SAP-Modul ermöglicht. Dank dieser bidirektionalen Verbindung von Solidworks und SAP wird die Aktualität und Richtigkeit der Daten gewährleistet und eine redundante Datenhaltung überflüssig.

In der mechanischen Konstruktion in Leipzig entstehen unter anderem die Türen für die Schaltschränke, die später mit Messgeräten, Anzeigern, Tastern und Schlössern bestückt werden. Was sich einfach anhört, verbirgt eine äußerst komplexe Entwicklung. „Die Herausforderung der Konstruktion liegt in der hohen Produktvarianz der Türen. Der Vertrieb stellt mit Hilfe des Sales-Konfigurators die Anlagen kundenspezifisch zusammen, die aus zirka 80 Prozent Standard- und 20 Prozent Sonderkonstruktionsteilen zusammengesetzt sind. Auch die Türen unterscheiden sich von Auftrag zu Auftrag, das heißt sie haben unterschiedliche Maße, Lüftungsmuster et cetera. Daher arbeiten wir mit Hilfe eines Baukastensystems, um den Konstruktionsprozess zu optimieren.“

Komplexe Konstruktionen mit vielen Varianten

Aufgrund des wachsenden Datenbestands und des steigenden Arbeitsaufwands bei Modelländerungen stellte sich für Ingo Knoch die Frage, wie man Variantenwissen besser abbilden und damit Solidworks einfach steuern kann. „Bis dato hatte ich das Modellwissen in Excel-Dateien und dem Solidworks Designtable über Formeln oder Verweistabellen abgelegt. Dies ist allerdings nur bis zu einer gewissen Komplexität möglich. Auch ging dieses Wissen nicht bis in die Baugruppen, so dass wir eine Unmenge an Varianten mit den dazugehörigen Zeichnungen und Dokumenten erstellten, die bei einer Änderung am Standardteil einzeln angepasst werden mussten.“

Bei der Suche nach einer wissensbasierten Engineering-Software evaluierte Ingo Knoch zwei Lösungen: Driveworks und Tactonworks. Bereits nach der ersten Präsentation war klar, dass Tactonworks in punkto Handhabung und Funktionsumfang die bessere Lösung darstellte. „Tactonworks ist die direkte Integration des Tacton Configurator in das Solidworks 3D-CAD-System und damit für uns ideal“, so Knoch. „Mit dem autorisierten Tacton Vertriebs- und zertifizierten Service Partner Lino GmbH in Mainz haben wir zudem ein zuverlässiges Beratungsunternehmen gefunden, das uns in allen Phasen der Einführung unterstützte und uns auch heute noch nützliche Services bietet.“

Die endgültige Entscheidung für Tactonworks erfolgte über das von Lino angebotene „Proof of Concept“. Im Rahmen dieses Evaluierungskonzeptes beziehungsweise dieser Machbarkeitsstudie wurde Siemens die Software für vier Wochen zur Verfügung gestellt und anhand eines Kundenprojekts die Einführung des Konfigurators durchgeführt. Dabei erarbeitete ein Lino-Mitarbeiter zusammen mit den Konstrukteuren ein Konfigurationsmodell, das anschließend über Tactonworks intern bereitgestellt und getestet wurde. Ingo Knoch: „Mit dem „Proof of Concept“ konnten wir an einem für uns typischen Projekt sehen, wie die Software funktioniert und welche Möglichkeiten sie uns bietet. Wir waren vom damals erstellten Prototypen restlos überzeugt. Da unsere Baugruppen im Schnitt nur 20 Teile haben, liegt die Herausforderung nicht in der Teileanzahl, sondern in den Regeln, um abhängig von der Verwendungsart, Ausschnitte für Schlösser, Schweißbolzenpositionen oder Türanbauten steuern zu können.“

Nach dem Kauf und der Implementierung von Tactonworks startete Ingo Knoch mit der Erstellung eines Tür-Mastermodells. Zuerst musste das Wissen über Standardteile in Gesprächen mit den Konstrukteuren zusammengesucht und anschließend in einen Formalismus gebracht werden. „Oft kannten die Konstrukteure das Regelwerk eines Teiles nicht mehr genau oder es kamen Systematisierungsfehler ans Licht, die ich aber in der Design Automation-Software ebenfalls berücksichtigen musste“, erzählt Ingo Knoch. „Dank der Funktionsvielfalt von Tactonworks konnten auch diese nicht-systematischen Ausreißer eingefangen werden.“

Einen großen Vorteil von Tactonworks sieht Knoch in der Möglichkeit, Regelwissen in die Solidworks Datei mit einzubetten: „Damit lässt sich die Geometrie und das Wissen in einem Objekt verwalten und problemlos ein- und auschecken. In anderen Systemen konnten sich die Dateien getrennt voneinander weiterentwickeln und passten am Ende nicht mehr zusammen. Benötige ich heute einen alten Stand, erhalte ich automatisch die dazugehörige Wissensdatei.“

Anstatt mit Tactonworks Varianten zu erstellen und daraus Solidworks Dateien zu generieren, die exportiert und archiviert werden, verfolgt das Konstruktionsteam um Knoch einen neuen Weg: Im Konfigurator ist eine Variantentabelle hinterlegt, über die mittels ID-Nummer, die auch für Bestellungen genutzt wird, eine Standardtüre gesucht und gefunden wird. Zudem werden über einen Merkmalsvektor die Parameter wie die Türmaße eingegeben. Per Knopfdruck konfiguriert Tactonworks die Variante aus dem Mastermodell. Dieses Wissen wird an SAP weitergegeben, woraus wiederum die Stücklisten, Materialstämme, Maschinendateien und Zeichnungen für die Fertigung abgeleitet werden. Die Variante wird anschließend „vergessen“ und übrig bleibt das Mastermodell. Dieses Vorgehen ist schneller und verhindert das Anhäufen veralteter Daten, da immer nur der Output für die Fertigung generiert wird. Soll die Variante erneut verwendet werden, zeigt sich laut Knoch die Genialität von Tactonworks, da sich über den Layout-Modus Konfigurationsmodelle dynamisch wiederherstellen lassen.

Regelwissen in Solidworks mitführen

„Der Tactonworks Kernel ist der Schlüssel zur Effizienz, da er Regeln genauso versteht, wie der Konstrukteur denkt, und unabhängig von Reihenfolgen und Bedingungen arbeitet“, erläutert Ingo Knoch. „Einfacher kann man komplexe Sachverhalte nicht abbilden. Zudem stand uns Lino während der gesamten Entwicklung mit hilfreichen Tipps zur Seite. Jetzt werden wir auch an die Konfiguration der Schienenverteiler-Systeme gehen. Mit Solidworks, Tactonworks und Lino sind wir dafür gut gerüstet!“ -sg-

Lino GmbH, Tacton-Vertriebspartner in Deutschland, Mainz Tel. 06131/906448-0, http://www.lino.de

Solidworks Deutschland GmbH, Haar Tel. 089/6129560, http://www.Solidworks.de

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