Software

„Mehr Revolution denn Evolution“

Mit dem Engineering Center verfolgt Eplan den interessanten Ansatz, ein Baukastensystem für die mechatronische Auslegung komplexer Anlagen und Maschinen zu etablieren. Die Vorteile: Die Entwicklungszeit wird kürzer, die Fehleranfälligkeit geringer und die Kosten sinken – bis hinein in den Service. Der CAD-CAM-Report sprach darüber mit Maximilian Brandl, der Anfang September den Vorsitz der Geschäftsführung bei Eplan und Mind8 übernahm, und Dieter Pesch, Leiter Produktmanagement & Entwicklung bei Eplan.
Wer die Vorteile der Baukasten-basierten Engineering-Methode nutzen will, muss bei der Umsetzung neben technischen auch organisatorische Aspekte berücksichtigen. Die Eplan-Berater verfügen deshalb neben dem technischen Know-how auch über die soziale Kompetenz, solche Projekte erfolgreich abzuschließen. (Bild: Eplan)

CCR: Herr Brandl, zunächst an Sie die Frage, welche Ziele Sie als neuer Vorsitzender der Geschäftsführung bei Eplan und Mind8 erreichen wollen?

Brandl: Das sind im Wesentlichen drei Ziele, wobei ich die bisherige Strategie beider Unternehmen kontinuierlich fortsetzen will: Erstens möchten wir vor allem im Ausland unseren Marktanteil vergrößern, zweitens den Einsatz des Eplan Engineering Centers – kurz EEC – im Markt weiter fördern und drittens unser Schnittstellen-Angebot ausbauen. Speziell im Ausland sehen wir noch erhebliches Potenzial für uns. Beispielsweise in den USA und China sind wir sehr gut vertreten, erwarten hier aber weiteres Wachstum, ebenso in Brasilien, Indien und Russland. Ein großer Schritt ist darüber hinaus das Engineering Center, das Eplan seit etwa fünf Jahren im Markt positioniert. Dabei handelt es sich schon mehr um eine Revolution als um eine Evolution. Unsere Kunden möchten ihre Engineering- und Konstruktionsprozesse methodisch umstellen, um selbst flexibler, effizienter und kundenorientierter zu werden. Stichworte sind mehr Baukastenorientierung, höhere Standardisierung, mehr Prozessautomatisierung und disziplinübergreifendes, mechatronisches Arbeiten. Das erfordert dann unter anderem auch den Ausbau unseres Schnittstellen-Angebots, da wir ja nicht allein im Markt unterwegs sind. Hier ergeben sich hinsichtlich einer nahtlosen Integration insbesondere zwei Schwerpunkte; einerseits in die ERP-Welt und andererseits in die Engineering-Welten rund um PLM-Lösungen.

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CCR: Können Sie, Herr Pesch, uns kurz den Grundgedanken der EEC-Integrations-Plattform beschreiben?

Pesch: Wir geben damit Anlagen- und Maschinenbauern die Möglichkeit, selbst große und komplexe Anlagen schnell und effizient zu konstruieren sowie über den Lebenszyklus hinweg einfach zu warten und instandzuhalten. Dabei sollen die beiden Hauptprobleme der klassischen Herangehensweise vermieden werden. Einerseits die Beschränkung auf nur eine Disziplin – etwa nur das elektrische oder nur das mechanische Engineering – und andererseits die Schwierigkeit, beim Aufsetzen auf bereits realisierten Projekten sämtliche Wechselwirkungen im Griff zu behalten, wenn eine oder mehrere Komponenten modifiziert werden. Mit dem Engineering Center bieten wir den Ingenieuren eine Integrations-Plattform an, mit dem sie eine Anlage oder Maschine disziplinübergreifend modular aus einem Baukastensystem heraus aufbauen können – unter Beachtung aller damit zusammenhängenden Prozesse.


CCR: So dass der Austausch einer Komponente oder Baugruppe einfach möglich ist?

Brandl: Exakt. Voraussetzung ist deshalb eine genaue Definition der Schnittstellen zwischen den einzelnen Subsystemen. Wobei wir gleichberechtigt die Bereiche Mechanik, Elektrik und Steuerungs-Software abdecken – also vor allem auch mechatronische Aufgabenstellungen behandeln. Je genauer man hier arbeitet, desto leichter lässt sich anschließend ein Teil austauschen – etwa ein energieeffizienterer Motor verwenden, ohne dass dazu die gesamte Anlage neu ausgelegt werden muss. Um ein Beispiel aus der Kunststoffverarbeitung zu nennen: Die Ingenieure planen beispielsweise mit den Modulen Extruder und Förderband. Über die genaue Parametrierung eines Förderbandes, etwa bezüglich der Leistung und anderer Größen, und die exakte Definition der Schnittstellen dieser Komponenten zueinander, lässt sich nun jederzeit ein neuer, besserer Extruder verwenden. Stammt er aus dem gleichen Baukasten, arbeitet die Maschine mit ihm genauso wie mit dem zuvor Verwendeten. Die relevanten Unterlagen, wie zum Beispiel der Schaltplan, werden automatisch erzeugt – quasi auf Knopfdruck.


CCR: Und für den Anwender ...

Brandl: ... reduziert sich die Entwicklungszeit deutlich und die Fehleranfälligkeit wird drastisch reduziert – womit die Kosten ebenso signifikant sinken. Der Clou dabei ist: Alle Daten zu Bauteilen und Komponenten einer solchermaßen modifizierten Maschine sind stets aktuell.

CCR: Sie weisen also die Ingenieure nicht nur auf mögliche Konflikte hin – wie in PLM-Szenarien üblich –, sondern vermeiden diese prinzipiell über die zugrundeliegenden Schnittstellen-Definitionen?

Pesch: Ja, denn der Konstrukteur, der gerade bei komplexen Anlagen gar nicht mehr alle Auswirkungen einer Modifikation im Hinterkopf behalten kann, soll sich entspannt zurücklehnen und einfach neuere und bessere Module einbauen können. Alles was dazu im Gesamtsystem geändert werden muss, liefert ihm das Engineering Center als regelbasiertes System selbst. Will heißen: Nehme ich zu drei bereits vorhandenen Antrieben einen weiteren dazu, wird automatisch die SPS beispielsweise um eine zusätzliche E/A-Ebene oder das Bussystem um einen weiteren Feldbuskoppler erweitert. Das ist ein ganz wichtiger Aspekt auch hinsichtlich der Qualitätssicherung. Zudem sind die eventuell erforderliche Hydraulik-Verschlauchung sowie die finale Dokumentation dementsprechend ergänzt, ohne dass dies überdacht und händisch nachgeführt werden muss. Auch das Thema virtuelle Inbetriebnahme verliert damit ein Stück weit an Bedeutung.

CCR: Könnten Sie das näher erläutern?

Pesch: Das ist wieder zurückzuführen auf die anfangs geleistete Arbeit bei der Entwicklung der Module und die Definition der Schnittstellen der einzelnen Subsysteme untereinander. Je genauer ich an dieser Stelle arbeite, desto besser passen die einzelnen Komponenten zueinander und desto sicherer bin ich, dass alles funktioniert. Der Aufwand, im Nachhinein zu prüfen, ob alles zueinander passt, sinkt also. Durch eine hohe, abgesicherte Qualität der Module und Schnittstellen habe ich die Anlage sinngemäß fast schon virtuell in Betrieb genommen.

CCR: Das heißt der entscheidende Aspekt liegt in der vorausgehenden Festlegung der Baukasten-Komponenten und deren Schnittstellen?

Brandl: Genau, denn ich muss mir natürlich vorab überlegen, wie ich den Baukasten aufbauen will, welche ‚Best-Practice‘-Standards ich definiere. An dieser Stelle können wir aufgrund unserer Erfahrung beratend zur Seite stehen. Vergleichen lässt sich das mit den Plattformstrategien im Automobilbereich – mit einem wichtigen Unterschied: Unser Konzept eignet sich vor allem auch für den individuellen Anlagenbau.

CCR: Sondermaschinenbau und Standardisierung stehen demnach nicht in Widerspruch zueinander?

Pesch: Genau. Mit dem Engineering Center bin ich trotz Standardisierung flexibel, weil ich damit Sondermaschinen oder Anlagen leicht an kundenindividuelle Anforderungen anpassen kann. ‚Parametrierbare Module‘ sind hier das Stichwort. Gerade dadurch lässt sich die Entwicklungszeit deutlich senken und so sind auch die Kosteneinsparungen am größten. Manche unserer Kunden automatisieren zudem ihr Produkt nur teilweise mit dem EEC und lösen einige Aufgaben bewusst manuell. Auch für diese Kombinationen ist unsere Lösung flexibel genug.

CCR: Wie rechnet sich denn der Aufwand, den der Anwender für die vorangehende Standardisierung beziehungsweise die Definition der Schnittstellen einplanen muss?

Brandl: Das hängt vor allem davon ab, wie viele Maschinen oder Anlagen anschließend auf Basis des EEC-Baukastens entwickelt werden. Je mehr dies sind, desto schneller rechnet sich der initiale Aufwand. Im Wesentlichen müssen dabei zwei Hürden überwunden werden: Einerseits eine technisch-logische, bei der man sich über den Aufbau des Baukastens Klarheit verschaffen muss, und andererseits eine menschlich-organisatorische – das ist erfahrungsgemäß die schwierigere Aufgabe.

CCR: Weil dabei traditionelle Arbeitsweisen abgelöst werden?

Pesch: Ja, neben dem Thema der Standardisierung landen wir immer wieder beim interdisziplinären Arbeiten. Denn für den erfolgreichen Einsatz des EECs ist gerade die Gesamtsicht auf Mechanik, Elektrik und Software entscheidend – erst dann lässt sich das komplette Potenzial heben. Das führt aber eben zu vielen organisatorischen Diskussionen, die eine gute Vorbereitung und Teambildung voraussetzen, um mentale Hürden zu überwinden. Unsere Berater verfügen deshalb neben dem technischen Know-how auch über die soziale Kompetenz, solche Projekte erfolgreich abzuschließen.

Brandl: Wir müssen eben beide Themenbereiche, technische wie organisatorische, adressieren. An dieser Stelle bewährt sich bei vielen unserer Kunden auch das Konzept, junge Ingenieure ‚ohne Vergangenheit’ mit in die Teams zu integrieren, die sehr neutral die jeweils beste Lösung für den Baukasten definieren können und zudem ein Plus an Begeisterung in das Projekt bringen. So oder so ist es aber wichtig, den Nutzen des Einsatzes des Engineering Centers zu verdeutlichen.

CCR: Welche Rolle spielt die Schwestergesellschaft Mind8 beim Thema Engineering Center?

Brandl: Mind8 hat sehr viel konzeptionelle Arbeit auf diesem Gebiet geleistet und die Software entwickelt. Der Vertrieb erfolgt über Eplan. Zukünftig wird es nun vor allem um die Frage gehen, wie man noch früher im Produktentstehungsprozess, also in der Konzeptphase, ansetzt – denn hier werden ja im Wesentlichen die späteren Kosten festgelegt.

Pesch: Damit geht es nicht mehr nur um die Frage, wie sich ein Auftrag am effizientesten abwickeln lässt, nachdem eine Maschine oder Anlage verkauft wurde. Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts ‚Aquimo‘, an dem Mind8 beteiligt war, wurde untersucht, wie sich auch in der vorgelagerten Entwicklungsphase ein mechatronisches Baukastensystem einsetzen lässt, mit dem sich Konstruktionsalternativen miteinander vergleichen und bewerten lassen. Dabei geht es also um die Frage, wie ich eine Maschine überhaupt konstruiere. Denn ein Problem sind auch hier gerade die interdisziplinären Phasen, da sie bislang methodisch und softwaretechnisch am schlechtesten unterstützt werden.

CCR: Kommen wir zurück auf das Engineering Center. Hier lassen sich die Eplan-Lösungen insbesondere für das Elektro-CAD sicher integrieren?

Pesch: Ja, die Eplan-Plattform kann man relativ einfach überall einbinden und damit die Disziplinen Elektrik, Fluidtechnik und Prozessautomation abdecken. Die Plattform stellt den Applikationen neben der kompletten Datenhaltungsschicht auch immer benötigte Standardfunktionen, wie etwa die Benutzeroberfläche, die Fremdsprachen- oder die Rechteverwaltung zur Verfügung. Das bietet den Vorteil, dass alle Beteiligten mit denselben, stets aktuellen Daten arbeiten. Das ist ein wichtiger Aspekt, denn eine Ventilinsel ist beispielsweise eine mechatronische Komponente – Mechanik, Fluidtechnik und Elektrik greifen hier ineinander. Dadurch, dass alle auf ein- und dasselbe Objekt zugreifen, lassen sich Probleme prinzipiell vermeiden.

CCR: Welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang das Eplan Data Portal?

Pesch: Kann man im Konstruktionsprozess direkt auf die freigegebenen Material-Stammdaten zugreifen, werden auch nur die Komponenten verbaut, die verfügbar sind – das ist von hoher Bedeutung. Zudem lassen sich die Stücklisten-Daten dann fehlerfrei ins ERP-System zurückspielen und dort direkt verwenden. Genau das leistet unser Data Portal.

Brandl: Deswegen arbeiten die Bauteil-Hersteller sehr gerne mit uns zusammen und stellen uns Daten ihrer Produkte im Eplan-Format zur Verfügung. So stellen sie sicher, dass die Konstrukteure, die Eplan-Software nutzen, direkt auf die Original-Bauteildaten zugreifen können. Zur SPS/IPC/Drives werden einige Hersteller – beispielsweise Phoenix Contact – schon Daten für die aktuelle Version 2.0 bereitgestellt haben. (Anm. d. Red.: Zur Version 2.0 siehe Messe-Vorbericht S. 12f.)

CCR: Welche Themen werden denn beim E-CAD künftig eine zunehmende Rolle spielen?

Pesch: Vor allem die thermodynamische Simulation, etwa die Untersuchung der Wärmeverteilung in einem Schaltschrank. Weil immer kompakter gebaut wird, entstehen leicht Wärmenester, so dass gegebenenfalls Leitbleche die Kühlluft gezielt verteilen müssen, um eine vernünftige Betriebstemperatur sicherzustellen. Auch unsere Kunden verlangen das in zunehmendem Maße, um Ausfällen in der laufenden Produktion vorzubeugen.

Eplan Software & Service GmbH & Co. KG, Monheim am Rhein Tel. 02173/3964-0, http://www.eplan.de

Mind8 GmbH & Co. KG, Stuttgart Tel. 0711/89536-0, http://www.mind8.de

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