Mechatronische Stückliste

Mechatronik flexibilisiert Schlauchherstellung

Bei der Herstellung von flexiblen metallischen Leitungselementen ist bei der Witzenmann-Gruppe die hohe Variantenvielfalt der Produkte eine Herausforderung in der Fertigung. Als Lösung entstand die „mechatronische Stückliste“, um die Welten Mechanik und Elektrotechnik zu harmonisieren.

Flexible Elemente für die Nutzfahrzeugindustrie.

Die zündende Idee hatte der Firmengründer Heinrich Witzenmann 1885: Er erfand den Metallschlauch. Aus dieser Erfindung entwickelte sich eine ganze Branche: flexible metallische Leitungen. Eine Innovationsgeschichte, die das Unternehmen bis heute fortsetzt. Denn überall dort, wo Kompensatoren Dehnungen ausgleichen müssen, Schwingungen zu entkoppeln sind und wo es gilt, Medien in flexiblen Schläuchen zu führen, kann der Konstrukteur Produkte von Witzenmann verbauen.

Witzenmann entwickelt Werkzeuge und Maschinen, die das Kern-Know-how betreffen. So verschieden die Einsatzfälle der jeweiligen Produkte, so unterschiedlich sind auch die anfallenden Mengen. „Die Betriebsmittel reichen von Maschinen und Anlagen der Einzelteilfertigung mit einem geringen Investitionsvolumen über flexible Fertigungszellen bis hin zu vollautomatisierten Linien für Stückzahlen in Millionenhöhe“, bringt Timo Conzelmann, Elektrokonstrukteur bei Witzenmann, die Herausforderung auf den Punkt. Witzenmann hat dabei umfassende Erfahrungen bei der Integration von Prozessen wie Schweißen, Laserbearbeitung, Einpressen, mechanisches Umformen sowie Kennzeichnen oder Prüfen. Das macht Witzenmann zum kompetenten Partner, der das entscheidende Plus bietet, um Baugruppen mit flexiblen Elementen herstellen zu können. Für das Elektroengineering all dieser Maschinen setzt Witzenmann auf Eplan Electric P8, aktuell in der Version 2.5. Zusätzlich installiert hat man in Pforzheim für den Schaltschrankbau die Engineering-Lösung Eplan Pro Panel und für das fluidspezifische Engineering die Software Eplan Fluid.

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Bis 2013 setzte die Elektrokonstruktion kleinere Ausbaustufen des CAE-Systems Eplan ein, um damit die elektrische Ausrüstung der Maschinen zu dokumentieren. Im Jahr 2013 fiel die Entscheidung zum Umdenken: „Wir wollten noch mehr Know-how im eigenen Unternehmen halten und deshalb selbst das Elektro- und Software-Engineering unserer Maschinen übernehmen“ erinnert sich Timo Conzelmann. „Wir haben unsere Abläufe umgestellt, basierend auf Eplan. Jetzt betrachten wir den Entwicklungsprozess einer Maschine von der Entstehung bis zur Montage. Und für diese Aufgaben setzen wir nicht nur Eplan als Werkzeug ein, sondern nutzen auch seine Möglichkeiten zur Anbindung an SAP, unser ERP-System.“

Auf Basis des Engineering Control Centers ECTR, das bei Witzenmann zum Einsatz kommt, greift die Bauteile-Datenbank auf SAP zu. „Wir bilden jetzt nicht mehr nur den mechanischen Teil der Maschine, sondern die komplette Maschine im CAD ab, und führen die elektrische und mechanische Konstruktion zusammen“, erläutert Jürgen Rausch, der bei Witzenmann verantwortliche IT-Projektleiter.

„Standards beim Engineering von Maschinen gehört die Zukunft.“ Timo Conzelmann, Elektrokonstrukteur von Witzenmann

Die Vision dahinter: Eine gemeinsame mechatronische Stückliste der zwei Konstruktionswelten „Mechanik“ und „Elektrik“. Die Herausforderung dabei: die unterschiedlichen Strukturen von CAD-System und Elektro-CAE unter einen Hut zu bringen. Gemeinsamer Nenner in beiden Programmen ist jetzt das Betriebsmittelkennzeichen. Zum einheitlichen Klassifizieren und Erfassen der technischen Merkmale setzt man auf eCl@ss, den branchenübergreifenden Klassifizierungsstandard. Die bislang vorhandenen unterschiedlichen Strukturen in der Mechanik und in der Elektrik ließen sich so harmonisieren. Jetzt gibt es gemeinsame Merkmale, um Eplan an die Mechanik anzupassen.

Ein Prozess, der sich nicht von heute auf morgen umsetzen ließ, der die Flexibilität aller beteiligten Abteilungen forderte. Zugleich ein Prozess, den das Eplan Consulting im Team mit allen Beteiligten bei Witzenmann moderierte. Alles in allem ein hartes Stück Arbeit, bis dann die erste virtuelle Maschine stand. Wie gut das in der Praxis funktioniert, schildert Timo Conzelmann: „Ein Pneumatikzylinder führte bislang im Engineering zu drei „Baustellen“. Dank der vereinheitlichten Betriebsmittelkennzeichnung ist dieser Pneumatikzylinder nun identisch in drei Welten vorhanden.“

Der realisierten Vision der mechatronischen Stückliste folgt schon die nächste Aufgabe: Wiederverwendbares Engineering. Aus einmal erstellten Engineering-Modulen sollen neue Maschinen durch Konfiguration generiert werden. „Um aus Teilprojekten vorhandener Maschinen eine neue konfigurieren zu können, untergliedern wir das Hauptprojekt in Unterprojekte, um dann ganz einfach Standard-Module hinzufügen oder auch wieder entfernen zu können. „So werden wir schneller und günstiger“, blickt Timo Conzelmann in die Zukunft der Elektrokonstruktion. Bei aller Virtualität einer Maschine, ganz ohne leichte Änderungen beim Aufbauen und Installieren der Maschine kommt aber auch Witzenmann nicht aus. Es seien hauptsächlich die Kabelwege, die man vor Ort hier und da noch anders planen müsse. Dem Routing der Kabel gelte künftig das besondere Augenmerk. hs

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