interface - FEM

18. Jahrgang | 01-2015
interface
Das Magazin für Product Lifecycle Management
Effiziente Entwicklung von
Sonderschutzfahrzeugen
Erfolgreicher Umstieg auf NX
33
interface 1-2015 | Editorial
Digitale Zukunft bedeutet:
alle Chancen nutzen!
Liebe Leserin, lieber Leser,
seit einiger Zeit schwirren uns viele
neue Themen, Begriffe und Schlagworte wie Internet of Things, Big
Data, Industrie 4.0 oder Intelligente
Fabrik um die Ohren. Der vernetzte
Kühlschrank, der selbst die Milch
über das Internet bestellt, ist nur ein
Beispiel dafür.
Dass die Worte Schwirren und Verwirren nicht nur ähnlich klingen, sondern
auch oft miteinander einhergehen,
lässt sich in diesem Zusammenhang
ebenfalls beobachten. Zwei Dinge
jedoch sind inzwischen unstrittig: Die
Digitalisierung entwickelt sich rasant
zu einem bestimmenden Wachstumshebel. Und: Aus der vollständigen
digitalen Abbildung von Wertschöpfungsketten ergeben sich entschei
dende Wettbewerbsvorteile.
Um den Marktforderungen nach verkürzten Produkteinführungszeiten und
individualisierter Massenfertigung zu
entsprechen, sind digitale Modelle von
Produkten und Produktionsanlagen
unentbehrlich. Nur damit kann das
serielle Nacheinander von Mechanik,
Elektronik und Software ersetzt werden
durch eine interdisziplinäre Kooperation mit parallelisiertem Ablauf. Integrationsprobleme der verschieden
Disziplinen werden dann bereits im
Virtuellen erkannt und sauber behoben. Die sprunghaft ansteigende
Komplexität im Engineering von Produkten und Produktionssystemen wird
entflochten - was Freiräume schafft für
innovative und erfolgreiche Lösungen.
2
Diese ›digitalen Zwillinge‹ von Produkten und Produktionssystemen
unterstützen zusätzlich bei unternehmensinternen Erfordernissen wie
effizienterem Energie- und Ressourceneinsatz. Mit unseren PLM-Softwarelösungen unterstützen wir Anwender
seit langem dabei, ihre Produkte
virtuell zu planen, zu modellieren,
zu simulieren und die effiziente Fertigung abzusichern.
Um das Ziel des Digital Enterprise auch
für den sehr wichtigen Bereich der Produktion zuverlässig umzusetzen, sind
wir sehr froh, dass wir – wie gerade auf
der Hannover Messe demonstriert –
mit unserem starken MOM-Portfolio
(Manufacturing Operations Management) umfassende branchenspezifische Lösungen für MES, Qualitätsmanagement, APS sowie Data Analytics
anbieten zu können.
Teamcenter als ›Siemens Collaboration
Platform‹ kommt hier eine besondere
Bedeutung zu. Über den digitalen
Data Backbone erhalten darüber alle
beteiligten Mitarbeiter die richtigen
Informationen zur richtigen Zeit in
der geeignetsten Form.
Bei allem ›Schwirren‹ sind Unternehmen
gut beraten, wenn sie ihre Digitalisierungsbemühungen jetzt ausbauen und
verstärken, um so gut gerüstet für die
Zukunft der Industrie zu sein.
Um das marktführende System nun
auch im Mittelstand zu etablieren,
bieten wir mit Teamcenter Rapid Start
einen schnellen und kostengünstigen
Einstieg in das Produktdatenmanagement (PDM) an. Die Kombination aus
vorkonfigurierten Funktionalitäten
und exzellenten Erfahrungen aus
PDM/PLM-Projekten minimiert dabei
drastisch Beratungs- und Betriebskosten. Offenheit mit vielen integrativen
Schnittstellen sowie zukunftssichere
Skalierungsmöglichkeiten zu einem
voll ausgebauten PLM-System sind
dabei für Siemens PLM Software
selbstverständlich. Größenunabhängig
geben wir damit jedem Unternehmen
die Möglichkeit, Teamcenter als Plattform für die Digitalisierung einzu
setzen und für die digitale Zukunft
und ›Industrie 4.0‹ gerüstet zu sein.
Steigen Sie ein in die digitale Zukunft
– denn nie waren die Chancen größer!
Ihr Urban August
Senior Vice President
and Managing Director
Siemens PLM Software, Deutschland
interface 1-2015 | Inhalt
08
20
28
Aktuell
Impressum interface 1-2015:
Herausgeber:
Siemens Industry Software GmbH & Co. KG
Franz-Geuer-Straße 10
D-50823 Köln
0221 20 80 2-0
www.siemens.de/plm
04 Mit Solid Edge hoch aufs
Siegerpodest
Maschinen-, Anlagen- und
Werkzeugbau
05 Neue Vertriebspartner mit
individuellem Know-how
18 Brückner Maschinenbau
GmbH & Co. KG
Solid Edge seit Version 1
im Einsatz
06 Siemens auf der
Bildungsmesse DIDACTA
Chefredaktion:
Marcus Lessnig (verantwortlich)
[email protected]
06 Teamcenter Rapid Start
Mitarbeit an dieser Ausgabe:
Karl Hermann Dietz, Thorsten Elsen,
Sandra Fritsch, Niels Göttsch, Harald Gmeiner,
Andre Grunewald, Holger Hasenclever,
Peter Kemptner, Emilia Maier, Kateryna Meger,
Sabine Pieroth, Prof. Dr. Vahid Salehi,
Andreas Schäfer, Peter Scheller, Dr. Rainer Stetter,
Dr. Thomas Tosse
07 Mobil arbeiten mit NX 10
07 Neue Version: Tecnomatix 12
Lösungen
Grafik:
breitband
Agentur für Kommunikation/Design/Werbung GmbH
www.breitband-agentur.de
Auflage: 17.000 Stück
ISSN 1869-4713: 18. Jahrgang 1-2015
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Neu: Zusätzlich ist es möglich, auf die
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Vorgaben folgen).
Automobilindustrie
08 Farmingtons Automotive GmbH
Effiziente Entwicklung von
Sonderschutzfahrzeugen
12Premium-Automobilhersteller
Energieverbrauch von Automotoren über die gesamte Lebensdauer gesenkt
14 Composites Innovation Centre
Manitoba Inc.
Intelligente Konstruktion auf Basis
von Faserverbundwerkstoffen
20 Hecht Technologies GmbH
Anlagenbau für Schüttgut
22 Wirthwein GmbH & Co. KG
Schnelle und genaue
Angebotserstellung
24 Kunststofftechnik
Hans Rethwisch GmbH
Hamburger Spritzgießer
erleuchtet Ozeanriesen
Systems Engineering
26 ITQ GmbH
Paradigmenwechsel im
Maschinenbau
28 Hochschule für angewandte
Wissenschaften München
Systems Engineering verändert
Vorgehensweise bei
Produktentstehung
16 Continental Engineering
Services
Optimiertes Energiemanagement
für Elektrofahrzeuge
© 2015. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Alle Rechte vorbehalten. Siemens und das Siemens-Logo sind eingetragene Marken der Siemens AG. Teamcenter, NX,
Solid Edge, Tecnomatix, Parasolid, Femap, I-deas, JT, Velocity Series und Geolus sind Marken oder eingetragene Marken der Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. oder
ihrer Niederlassungen in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen Logos, Marken, eingetragene Marken oder Dienstleistungsmarken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.
3
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OmniCAD, Teamcenter Rapid Start
und Tecnomatix Lizenzkonfigurationen, sowie Hardware für Ihren
Einsatzzweck.
Das Team Boreas aus Iserlohn belegte
bei der Weltmeisterschaft des Wettbewerbs
›F1 in Schools‹ in Abu Dhabi den dritten Platz
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W bucher-netzwerke.de
A
ls 38 Teams aus 23 Nationen in
der Ferrari World im November
2014 begannen ihre Arbeiten
zu präsentierten, ahnte noch niemand
etwas vom Triumph des deutschen
Teams. Im weltgrößen Indoor Themen
park zogen lediglich die beiden Favoriten aus England und Australien vorbei,
was die Freude von Peter Zimmermann, Benedikt Roder, Katja Schidor,
Julia Pereira und Nick Neubert jedoch
keineswegs trübte.
Aber nicht nur den dritten Platz der
Gesamtwertung haben die Schülerinnen und Schüler vom Gymnasium an
der Stenner in Iserlohn gewonnen.
An sie ging auch der Sonderpreis
Entwicklung/Forschung für ihr mit
Solid Edge konstruiertes Fahrzeug
sowie der Sonderpreis für besondere
Fairness.
Im Anschluss an den erfolgreichen
Wettbewerb ging es für das Team auf
die Strecke der ›Großen‹. So traf das
Team Nico Hülkenberg, Weltmeister
Lewis Hamilton, David Coulthard und
Nico Rosberg. Sie alle schüttelten den
Iserlohnern die Hand und ließen sich
den Miniaturrennwagen erklären, den
die Schüler extra mitgenommen hatten. ■
Weitere Informationen:
www.f1inschools.de
Neue Vertriebspartner
mit individuellem Know-how
Hoch spezialisierter Partner
unterstützt Siemens PLM Software
CAMdivision GmbH
S
eit dem 01. Januar 2015 arbeitet
die CAMdivision GmbH als neuer
Vertriebspartner von Siemens
PLM Software. Bereits der Name
verrät einen Vertriebsschwerpunkt:
Neben der Fertigungsindustrie
adressiert die CAMdivision den Werkzeugformenbau für Folgeverbundund Spritzgusswerkzeuge.
Das Unternehmen legt seinen Fokus
auf die Einführung der Systeme
NX und Teamcenter sowie der
hoch spezialisierten Anwendungen
›NX Mold Design‹ für den Bau von
Spritzgießwerkzeugen und ›NX
Progressive Die Design‹ zur Konstruktion von Folgeverbundwerkzeugen.
Außerdem entwickelt der neue Partner
in Kooperation mit namhaften Maschinenherstellern CNC-Postprozessoren.
Diese Leistungen werden sowohl für
eigene Kunden als auch für externe
Unternehmen erbracht – ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der
Nutzung von Postprozessoren mit
virtuellen Maschinen.
Die räumliche Nähe zur CAMdivision
in Polen, die bereits seit 2006 als
Partner agiert, gestattet es, Ressourcen und umfangreiches Know-how
gemeinsam zu nutzen. Zum Produktportfolio des Unternehmens, in dem
18 Mitarbeiter tätig sind, gehören
auch individuelle Schulungen und
eigene Schulungs-eBooks. ■
Information:
FirmensitzBerlin
Siemens PLM Software Portfolio NX CAD, NX Mold Wizard,
NX Progressive Wizard,
NX CAM, CAM Express,
Teamcenter
Kontakt
Telefon
030 78 95 95 51
[email protected]
Webwww.camdivision.de
Abbildung: CAMdivision
Zettagon GmbH
D
ie Zettagon GmbH mit Sitz in
München ist seit dem 01. Januar
2015 neuer Vertriebspartner von
Siemens PLM Software. Das Unternehmen unterstützt seine Partner bei den
Themen Computer Aided Design (CAD),
Produktdaten-Management (PDM) und
Product Lifecycle Management (PLM).
Um der steigenden Nachfrage nach
Prozessdurchgängigkeit in den mittelständischen Fertigungsunternehmen
gerecht zu werden, hat sich Zettagon
auf die Lösungen NX, Fibersim und
Teamcenter spezialisiert.
Mit umfangreichem Know-how und
einem passgenauen, zeitgemäßen und
pragmatischen PLM-Ansatz optimiert
Lösungen über die
gesamte Prozesskette hinweg
die Zettagon GmbH den Konstruktionsund Entwicklungsprozess ihrer Kunden.
Die kompetente Beratung, das gemeinsame Erarbeiten optimaler Lösungen
und die umfassende Betreuung der
Kunden stehen dabei im Vordergrund.
Besonders wichtig ist Zettagon der
Aufbau eines lückenlosen Know-hows
über die gesamte Prozesskette und alle
Branchen hinweg.
Die Mitarbeiter von Zettagon greifen
auf langjährige und branchenübergreifende Erfahrungen in der Planung
und Umsetzung von Projekten zurück.
Referenzen in der Automobilindustrie,
der Luft- und Raumfahrt, der Konsum
güterindustrie, im Maschinen- und
Anlagenbau sowie im Bereich der
Medizintechnik stehen für erfolgreiche
Projekte und garantieren eine ergebnisorientierte Zusammenarbeit. ■
Information:
FirmensitzMünchen
Siemens PLM Software Portfolio NX, Fibersim,
Teamcenter
Kontakt
Telefon
089 21 90 9930
[email protected]
Webwww.zettagon.eu
5
interface 1-2015 | Aktuell
Bildungsmesse
DIDACTA 2015
Ausbildungsoptionen
für künftige Fachkräfte
B
ildungsmessen ziehen an – besonders den Nachwuchs
von Morgen. Für Unternehmen, die hochqualifizierte
Mitarbeiter benötigen, sind derartige Veranstaltungen
inzwischen außerordentlich interessant. Deshalb nahm
Siemens PLM Software auch in diesem Jahr an der Bildungsmesse ›DIDACTA‹ teil, die vom 24. bis 28. Februar 2015 in
Hannover stattfand.
Gemeinsam mit den autorisierten Academic Channel-
Partnern BCT Technology, ConmatiX Engineering Solutions,
PBU CAD-Systeme, Simplan und Worksline wurden die
Academic Programme von Siemens PLM Software prä
sentiert. Darüber hinaus zeigte die Siemens AG auf zwei
Ständen SPS-Automatisierungslösungen und mit Sinumerik
ihre CNC-Steuerungslösungen.
Besonders Verantwortliche von Bildungseinrichtungen – von
der allgemeinbildenden Schule über Berufsschulen bis hin zu
Universitäten – hatten auf der Messe die Gelegenheit, sich
über Bildungsangebote von Siemens zu informieren.
Themen wie ›Industrie 4.0 im Bildungsumfeld‹, ›Durch
gängige Lösungen für die CAD/CAM/CNC-Programmierung‹,
›PLM mit Active Workspace und Teamcenter in der Lehre‹
stießen ebenso auf Interesse wie die Kopplung des Mecha
tronics Concept Designers an die Siemens Step 7-Steuerung.
Das Gros der Besucher interessierte sich für die gesamte
Palette akademischer Siemens-Angebote. Mit vielen Anregungen für mögliche Kooperationen oder für Perspektiven
von Schülern und Absolventen verließen die Besucher die
Messestände des Konzerns. ■
Weitere Informationen:
www.didacta.de
Teamcenter
Rapid Start
Schneller und kostengünstiger Einstieg
in das Produktdatenmanagement
T
eamcenter Rapid Start ist eine vorkonfigurierte Lösung
für den schnellen und kostengünstigen Einstieg in
das Produktdatenmanagement (PDM) mit Teamcenter.
Diese Lösung kombiniert Best Practices der Industrie mit
den Erfahrungen von Siemens PLM Software im Bereich
PDM/PLM. Mit den vorkonfigurierten Funktionalitäten von
Teamcenter Rapid Start werden Beratungs- und Betriebskosten minimiert. Sofort nach der Installation kann der
Anwender mit PDM in Teamcenter beginnen.
Gemeinsames Arbeiten an Multi-CAD-Konstruktionen
Das CAD-Daten-Management und die Multi-CAD-Unter
stützung von Teamcenter Rapid Start ermöglichen Entwick
lungsteams die Erstellung, Verwaltung, Visualisierung und
Wiederverwendung nativer Konstruktionsdaten aus einer
Vielzahl von CAD-Systemen. Dazu gehören beispielsweise
6
NX und Solid Edge von Siemens PLM Software sowie
AutoCAD®, CATIA®, Inventor®, Pro/ENGINEER® und SolidWorks®.
Mit Hilfe des JT-Standards zur 3D-Visualisierung können
Anwender gemeinsam an Konstruktionen arbeiten, auch
wenn ihnen nicht das CAD-System zur Verfügung steht,
mit dem sie erstellt wurden.
Automatisierung von Produktentwicklungsund Freigabeprozessen
Mit Teamcenter können Entwickler Prozesse automatisieren
und synchronisieren. Teamcenter Rapid Start umfasst vorkonfigurierte Workflows zur Verwaltung von Änderungen
und zur Kontrolle der Produktfreigabe. Es ist jederzeit
möglich, direkt aus Microsoft Office heraus an Prüf- und
Genehmigungsprozessen teilzunehmen. ■
Weitere Informationen:
www.siemens.de/plm/rapidstart
NX 10
Touch-Display
Mobil arbeiten, NX einfach
und überall nutzen
M
it den neuen, benutzerfreundlichen Touch-Funktio
nalitäten von NX 10 können nahezu alle Befehle
durch Finger- und Gesten-Steuerung auf einem
berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeführt werden.
Das funktioniert auf Tablet PCs oder Touchscreen-Bildschirmen so, wie man es von der Bedienung seines Smartphones her kennt. Mit Tippen, Wischen oder einfachen
Gesten kann der Nutzer in seiner Konstruktion navigieren
sowie geometrische Informationen abfragen.
Auch PLM-Informationen werden sehr einfach über die
HD3D-Reports direkt am 3D-Bauteil abgefragt. So kann NX
auf dem Tablet in jede Konstruktionsbesprechung mitgenommen, auf aktuelle Daten zugegriffen und Fragstellungen
sofort und effizient beantwortet und dokumentiert werden.
Auch in der Produktion bietet mobiles NX hervorragende
Entscheidungsgrundlagen, um zeitnah Lösungen an der
Nahtstelle zwischen Konstruktion und Fertigung zu finden.
Änderungsvorschläge oder einfache konstruktive Tätigkeiten
können dabei über die optimierte Menübandoberfläche
erfolgen. On-Screen-Tastaturen mit numerischem Ziffernblock erscheinen automatisch, wenn sie benötigt werden.
Auch die in NX integrierte, moderne Teamcenter Active
Workspace Benutzeroberfläche kann so sehr intuitiv genutzt
werden. Damit stehen alle relevanten PLM-Informationen
zur Verfügung, um an Freigabeprozessen teilzunehmen
oder diese zu initiieren.
NX ist dabei entweder direkt auf dem jeweiligen Endgerät
installiert oder in einer privaten Cloud aufrufbar. In der Cloud
wird die benötigte Performance optimal dem jeweiligen
Anwender zur Verfügung gestellt, wobei der Zugriff über
eine Virtualisierungsplattform erfolgt. ■
Weitere Informationen:
www.siemens.de/plm/nx
Neue Version:
Tecnomatix 12
Die wichtigsten Funktionen:
S
iemens PLM Software bringt eine neue Version von
Tecnomatix heraus – der weltweit am häufigsten
eingesetzten Lösung für die digitale Fabrik. Mit
Tecnomatix entwickeln Hersteller innovativere Produkte
und senken gleichzeitig Risiken in der Produktionsein
führung sowie der eigentlichen Herstellung.
Die neueste Version Tecnomatix 12 liefert moderne
Fertigungstechnologien für die Bereiche Planung,
Simulation und Produktion. Die Lösung unterstützt
Hersteller bei einer effizienteren und flexibleren Produk
tion. So entstehen mehr Produkte mit höherer Qualität
und reduziertem Kostenaufwand. ■
•Eine neue webbasierte App für anlagenspezifische
Produktionsplanung
•Verbesserte Logistiksimulation und Optimierung
von diskreten sowie kontinuierlichen Prozessen
•Neue, erweiterte Simulationstechnologie
für Dual-Arm- und kooperative Roboter
•Direkte Vernetzung von Konstruktionsvorhaben
und Produktionsabläufen
•Erweiterte Big-Data-Lösung für Qualitätsüber
prüfung, Datenvisualisierung und Analytik in
der Fertigung
Weitere Informationen:
www.siemens.de/plm/tecnomatix
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interface 1-2015 | Lösungen für die Automobilindustrie
Farmingtons Automotive GmbH
Farmingtons Automotive
erweitert IT-Lösungen mit NX
von Siemens PLM Software
8
Intelligente, gut geplante Systemeinführung
garantiert erfolgreichen Einsatz
D
ie Farmingtons Automotive GmbH
mit Sitz im niedersächsischen
Georgsmarienhütte ist ein Unternehmen der Welp Group, zu der auch die
IndiKar Individual Karosseriebau GmbH
im sächsischen Wilkau-Haßlau und die
Firma Pgam Advanced Technologies Ltd.
im britischen Coventry gehören. Das mittelständische Unternehmen mit circa 300
Mitarbeitern ist seit über 30 Jahren ein
kompetenter Partner der Automobilindustrie, sowohl als Entwicklungsdienstleister
als auch in der Fertigung von Betriebs
mitteln, wie Spritzgießwerkzeugen, und in
der Kleinserienfertigung. Zu den Kunden
zählen Fahrzeughersteller und namhafte
Systemlieferanten. Hauptsächlich werden
Interieur-Komponenten wie Instrumenten
träger, Mittelkonsolen oder Türverkleidungen sowie exklusive Fahrzeuganbauteile
aus Kunststoff entwickelt und gefertigt.
Basierend auf den hohen Entwicklungs- und
Fertigungsstandards der Automobilindustrie
konstruiert und produziert Farmingtons
zudem sondergeschützte Fahrzeuge sowie
einbaufertige Sonderschutzkits auf höchstem Niveau und ist hierbei zertifizierter
Hersteller für diese Art von Fahrzeugen
bis zur höchsten zivilen Beschussklasse.
Die Produktion erfolgt unter Einsatz von
vorab geprüften, hochwertigen ballis
tischen Materialien und wird durch ein
effizientes Qualitätsmanagementsystem
überwacht. Die Produkte werden durch
staatliche Beschussämter geprüft und
zertifiziert.
IT-Umgebung
Automobilzulieferer nutzen in der Regel
das CAD-System ihrer Kunden, weil diese
heute die CAD-Entwicklungsdaten von
ihren Partnern im nativen Format fordern.
Als die Daimler AG den Wechsel des bisherigen CAD-Systems Catia durch NX von
Siemens bekannt gab, hat man sich bei
Farmingtons Automotive früh entschlossen, auf NX zu setzen.
Reibungsloser Einstieg in NX …
Matthias Reckmann, Geschäftsführer, erläutert diese Entscheidung: »Wir haben
uns früh für den NX-Einsatz entschieden,
um bei neuen Daimler-Aufträgen sofort
bereit zu sein. Solche Aufträge erfordern
in unserem Geschäft meist 15 bis 20 Mitarbeiter, und die müssen auf das Arbeiten
mit dem neuen System gründlich vorbereitet sein. Das geht nicht in ein paar Tagen.
Da wir aber unterschiedliche Geschäftsbereiche haben, können wir im Bereich
Abbildungen: Farmingtons Automotive
Beschussprüfung eines von
Farmingtons Automotive
ausgerüsteten Toyotas,
erforderlich für die Zertifizierung
durch staatliche Beschussämter
9
interface 1-2015 | Lösungen für die Automobilindustrie
Minenschutz
Sonderschutzfahrzeuge das CADSystem unserer Wahl einsetzen; wir
sind dort nicht von den Systemanforderungen unserer Kunden abhängig.
Deshalb haben wir diesen Bereich
gewählt, um den Einstieg mit NX in
die Praxis zu realisieren, unterstützt
durch den NX-Lieferanten Siemens,
ein spezielles Schulungskonzept und
ein externes, von Daimler zertifiziertes Schulungsunternehmen.«
Farmingtons Leiter der Entwicklung
und Konstruktion sagt dazu: »Wir
wollten uns, obwohl keine aktuellen
Daimler-Projekte anlagen, Kenntnisse
des Systems und der damit verbun
denen Methodik aneignen, anhand
der Entwicklung eines komplexen und
effektiven Sonderschutzfahrzeugs.
Dabei wollten wir die teilweise andere
Arbeitsweise mit NX verstehen und
auch dessen Vorteile nutzen, wie
beispielsweise im Bereich Flächenrückführung und Datenkonvertierung,
um diese Arbeitsweise dann auch
im Bereich Automotive anwenden
zu können.«
10
… und gute Erfahrungen
in der Praxis
Besonders positiv wird der Funktionsumfang der beschafften NX-Lizenzen
und die Integration der einzelnen
Module beurteilt, seien es die vielen
Datenformate, die in NX verarbeitet
werden können, oder die Anwendungen für die konstruktionsbegleitende
FEM- oder Kinematik-Berechnung.
Auch die Visualisierungsmöglichkeiten
in NX schneiden im Vergleich mit
anderen Systemen sehr gut ab.
Der Leiter des Bereiches Sonderschutzfahrzeuge kommentiert die
bisherigen praktischen Erfahrungen
mit NX so: »Wir müssen oft mit
Scan-Daten arbeiten, weil wir meist
keine exakten CAD-Daten der Fahrzeuge haben, die wir mit unseren
Sicherheitskomponenten ausrüsten
sollen. Mit NX ist die Übernahme der
Punktewolken und deren Umwandlung in Flächen wesentlich einfacher
zu realisieren als bisher. Außerdem
können wir mit NX mehr Dinge
steuern. Das kommt uns besonders
bei den häufig erforderlichen Varianten
einzelner Komponenten oder Baugruppen entgegen. So kann es sich
bei einem Fahrzeugtyp um Modelle
mit Automatik- oder Schaltgetriebe,
mit Links- oder Rechtslenkung, um
Benziner oder Diesel, um die unterschiedliche Zahl von Scheiben im
hinteren Fahrzeugteil handeln oder
wir müssen kundenspezifische Sonderausstattungen berücksichtigen.«
Alle diese Unterschiede können Einfluss
auf die konstruktive Auslegung der aus
hochfesten Stählen oder Sicherheitsglas
bestehenden Sicherheitskomponenten
haben. Entwicklung und Konstruktion
der nötigen Varianten eines Bauteils
können mit NX-Funktionen wie bauteil
übergreifende Verlinkung, Arrangements, der Layertechnik oder den
Reference-Sets sehr elegant und flexibel gesteuert und somit vereinfacht
werden. Die Reference-Sets ermöglichen es auch, auf allen Stahlkonstruktionen, die zum Schneiden gegeben
werden, Gravuren anzubringen, die
die weiteren Bearbeitungen beschreiben. Außerdem ist die Stücklistenverwaltung der vielen Varianten direkt in
NX sehr einfach zu handhaben.
Sicherheitsausrüstung eines Toyota TLC 79,
entwickelt und gefertigt von Farmingtons
Automotive mit NX
»Weiterhin können wir mit NX schnell
das Gewicht der unterschiedlichen Vari
anten ermitteln. Das ist wichtig, weil es
Einfluss auf zu verstärkende Fahrwerks
komponenten der gegenüber den Serien
modellen erheblich schwereren Sicherheitsfahrzeuge hat«, so der Bereichsleiter
Sonderschutzfahrzeuge.
Ausblick
Es ist geplant, die NX-Installation um
zusätzliche Lizenzen zu erweitern. Durch
den Einsatz von NX und die bisher gesammelten Erfahrungen mit dem System sieht
man sich bei Farmingtons Automotive gut
für kommende Aufträge sowohl im Bereich
Automotive Systems als auch im Sonder
fahrzeugbau gerüstet. »Wir denken, dass
wir durch die frühe Entscheidung für NX
und das bisher aufgebaute Know-how die
sehr gute Zusammenarbeit mit unseren
Kunden noch weiter intensivieren können«,
schließt Reckmann. ■
Varianten der Laderaumscheibe eines Toyota TLC 79,
entwickelt mit der NX-Funktion Arrangements und
gefertigt aus hochfestem Stahl
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/nx
Kundewww.farmingtons
automotive.com
PLM im Gleichgewicht
ASCAD Solution MAPs für Siemens CAD- und PLM-Technologie
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Solution MAP-Beratung
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-integration (ERP) und Mitarbeiterausbildung
■
Solution MAP-Managed Services
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über die Unterstützung individueller Anpassungen und Prozesse bis hin zum
vollständigen Betrieb von CAD- und PLM-Systemen
11
www.computerkomplett.de
interface 1-2015 | Lösungen für die Automobilindustrie
Premium-Automobilhersteller
Energieverbrauch
von Automotoren über
gesamte Lebensdauer
mit Plant Simulation
nachhaltig gesenkt
Nach Energie-Simulation mit Tecnomatix
spart Premium-Automobilhersteller jährlich
drei Millionen Kilowattstunden an Strom
K
äufer von Oberklasse-PKWs und
SUVs erwarten von ihren Fahrzeugen sowohl ein anregendes
Fahrerlebnis als auch eine höhere
Energieeffizienz. Diese setzt sich
aus dem Treibstoffverbrauch und die
zur Herstellung benötigten Energie
zusammen. Deshalb produzieren
Automobilhersteller die meisten
Schlüsselbauteile und -komponenten
ihrer Motoren im eigenen Haus. Auf
ausgeklügelten Produktions- und Trans
ferstraßen werden Kurbelgehäuse,
Kurbelwelle, Zylinderkopf und
Verbindungsbolzen gedreht, gefräst,
gebohrt, geschliffen und gehont. Das
größte Motorenwerk der BMW-Gruppe
produziert in Steyr (Österreich), etwa
drei Stunden Autofahrt von der
Konzernzentrale in München entfernt.
Schneller auf den Markt
mit virtuellen Fabriken
Produktions- und Montageplanungsspezialisten entwickeln, prüfen und
testen heute Herstellungsprozesse
auf virtuellen Produktionsstraßen –
lange bevor diese tatsächlich gebaut
werden. Konzernweit entwickeln und
simulieren BMW-Fertigungsingenieure
mit dem Tecnomatix-Portfolio von
12
Siemens PLM Software – einschließlich
der in Fließlinien enthaltenen Werkzeugmaschinen und Roboterzellen
sowie Handhabungs- und Transportsysteme. Mit den Optimierungen
werden Herstellungsprozesse verbessert, Produktionszyklen beschleunigt
und durch bessere Maschinenauslastungen Investitionskosten gespart.
Da heute neue Produktionsstraßen
parallel zum Entwicklungsvorgang
entworfen werden, hat die virtuelle
Planung mit Plant Simulation die
Innovationsrate der Branche verdoppelt. Brauchte es in den Achtzigern
noch sechs Jahre für eine neue
Motorengeneration, sind es heute
nur noch drei. Plant Simulation ist
dabei die am meisten verwendete
Simulationssoftware in der deutschen
Automobilindustrie.
Anforderungen ändern sich
Ebenfalls dramatisch veränderte sich
die Variantenvielfalt von Autos. Aus
reiner Massenproduktion wurde so ein
Geschäft, das auf kundenspezifischer
Konfiguration basiert. Auch die Vielfalt
der Motoren ist wesentlich gestiegen
– dort geht der Trend zu geringerem
Hubraum und weniger Zylinder.
Da mehr Varianten kleinere Stückzahlen
für jede einzelne Version bedeuten,
können nicht immer auch komplett
neue Linien eingerichtet werden. Bestehende Produktionsstraßen werden
deshalb angepasst – durch Ersetzen
oder Hinzufügen von Verarbeitungszentren. 2012 beispielsweise wurde
eine Kurbelgehäuselinie in Steyr angepasst und um zahlreiche Bearbeitungszentren erweitert. Der wachsenden
Nachfrage nach kleineren Motoren
wurde man damit gerecht – allerdings
waren die Einrichtungen zur Herstellung von Sechszylindermotoren nicht
ausgelastet.
Optimierung der Energieeffizienz
ohne Zusatzkosten
Etwa zur selben Zeit stand eine neue
Version der Software Plant Simulation
zur Verfügung. Mit den neuen Energieanalyse-Fähigkeiten ließen sich Anlagenmodelle zur Optimierung des
Durchsatzes erstellen, Flaschenhälse
entlasten und der Umlaufbestand
minimieren. Ohne zusätzliche Lizenzgebühren beinhaltet die Software
Dialoge, mit denen sich Anlagen
zustände wie Betrieb, Bereitschaft,
Standby oder Aus vereinbaren lassen.
Abbildungen: BMW Motoren GmbH
Spezialisierte Produktionslinien für
Automobilkomponenten werden häufig
modifiziert, um eine wachsende Vielfalt
von Motorenteilen zu unterstützen.
Mit diesen zusätzlichen Informationen
deckt das Simulationsmodell ungleiche
Lastverteilungen auf und führt zur
Auslastungsoptimierung einzelner
Maschinen sowie zur Verbesserung
der Teilelogistik. Schnell wurde den
Prozesstechnik- und Simulationsfachleuten klar, dass sie mit den neuen
Funktionen der Software bewährte
Energiespar-Strategien wie die auto
matische Start-Stop-Funktion vom Auto
auf die Fabrikhalle übertragen können.
Produktionslinien für Automobilteile werden als virtuelle Modelle
entworfen und optimiert. Sie können mit den Möglichkeiten
zur Energiesimulation von Plant Simulation auf Einsparungs
möglichkeiten untersucht werden.
Wesentliche
Energieverbrauchssenkung
Um eine aktuelle Energiesimulation zu
erhalten, braucht man im Modell nur
den Stromverbrauch jeder Maschine
den Fertigungsstufen im Prozessleitsystem zuzuordnen und als Liste in
das jeweilige Modell einzugeben.
Innerhalb von zwei Wochen lagen
präsentierbare Ergebnisse vor.
Mit Hilfe des Simulationsdienstleisters
und Siemens Solution Partners iSILOG
GmbH wurden im virtuellen Produk
tionsmodell mehrere Szenarien durchgespielt. Die besagten, dass allein
durch Modifizierungen der speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS)
in den Maschinen Einsparungen
von 1,66 Millionen Kilowattstunden
Strom zu erwarten sind. Genau
dieses Ergebnis wurde nach der
Umprogrammierung auch erreicht.
Da Maschinen im Stillstand keine Kühlund Schmiermittel benötigen, wurden
durch die Abschaltung einiger Hochdruckpumpen zur Medienversorgung
weitere 1,4 Millionen Kilowattstunden
Strom eingespart. Die Einführung der
automatischen Start-Stop-Funktion als
Energiesparmaßnahme in der Kurbelgehäuselinie führte zusätzlich zu einem
angenehmen Nebeneffekt: Die abgestellten Maschinen und Versorgungspumpen verursachten weniger Lärm.
Allein diese Beispiele verdeutlichen,
dass weltweit ein riesiges Potenzial zur
Verringerung des Energieverbrauchs
besteht – an praktisch jeder Bearbeitungslinie in der Automobilindustrie!■
Die Verwendung von Plant Simulation aus dem Tecnomatix-Portfolio kann durch Senkung des
Energiebedarfs in deren Herstellung die Gesamt-Energieeffizienz von Automotoren erhöhen.
Erzielt werden die Einsparungen in erster Linie durch Reduktion der zugeführten Energie in
unproduktiven Phasen.
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/
plm/tecnomatix
Partnerwww.isilog.de
Kundewww.bmw-werk
steyr.at
13
interface 1-2015 | Lösungen für die Automobilindustrie
Composites Innovation Centre Manitoba Inc.
Foto links:
Das Fahrzeug ›Kestrel‹
im Leichtbaukonzept
Prototyp einer
Fahrzeug-Motorhaube
Softwarewechsel erschließt
ganz neue Möglichkeiten
Entwicklung und Berechnung mit NX ermöglicht intelligente Konstruktion
moderner Fahrzeuge auf der Basis von Faserverbundwerkstoffen
D
ie Composites Innovation Centre
Manitoba Inc. (CIC) – eine
gemeinnützige Organisation –
befasst sich mit der Entwicklung und
Kommerzialisierung von Faserverbundwerkstoffen und -technologie.
Die 2.000 Quadratmeter große Anlage
in Winnipeg (Kanada), in der 26 Mitarbeiter tätig sind, umfasst Laborräume
zur Entwicklung von Faserverbundwerkstoffen, einen Fertigungsbereich
für Prototypen sowie Konstruktionsund Berechnungsbüros. CIC unterstützt Großkunden wie Boeing und
Magellan Aerospace mit technischen
Dienstleistungen, der Prototypentwicklung und Fertigung.
Reduzierung von Treibhausgasen
Angesichts explodierender Energiekosten und verschärfter Umweltgesetze
versuchen Automobilhersteller, den
Schadstoffausstoß von Kraftfahrzeugen herabzusetzen. Entscheidend ist
dabei die Verringerung des Fahrzeug14
gewichts. »Die Gewichtsreduzierung
darf jedoch nicht auf Kosten der Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität gehen«,
sagt Alastair Komus, der für Transportmittel zuständige Chefingenieur bei
CIC. »Hier kommen Faserverbundwerkstoffe mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis ins Spiel.«
Sein Team wurde von Motive Industries
um Hilfe gebeten – einem angesehenen Konstruktionsbüro, das Personen
kraftwagen aus faserverstärkten
Kunststoffen entwickelt. Das Fahrzeug
mit dem Namen ›Kestrel‹ besitzt einen
Aluminiumrahmen und einen Hybridantrieb. In der Karosserie wiederum
sollten exotische Biofasern wie Flachs
oder Hanf verwendet werden – eine
Aufgabe für CIC.
CAD/CAE brachte die Lösung
Vor dem Kauf der Software NX von
Siemens PLM Software arbeiteten die
Ingenieure mit unverknüpften CADund CAE-Tools. Wegen dem hohen
Zeit- und Arbeitsaufwand wünschten
sich die Ingenieure von CIC einen
durchgehenden Arbeitsablauf mit echten Produktivitätsvorteilen. Nach der
Prüfung zahlreicher Systeme entschied
man sich aufgrund der integrierten
Konstruktions- und Simulationsumgebung für NX. Komus erläutert: »Zuvor
kamen eigenständige Softwarepakete
für das CAD und die Finite-Elemente-
Analyse (FEM) zum Einsatz. Geometrie
änderungen mussten in der CAD-
Software durchgeführt, das Modell
anschließend erneut in die FEM-Software importiert und die Berechnung
von Grund auf neu gestartet werden.
Das war extrem zeitaufwändig.«
Das Ziel von Kestrel war die Erstellung
von Teilen, die extrem leicht als auch
hinreichend fest sind. Häufige Konstruktions-Berechnungs-Iterationen waren
nötig, um dieses empfindliche Gleichgewicht für das gesamte Fahrzeug zu
sichern. NX bietet dafür eine nahtlose
Zur Verstärkung der
Struktur des Faserverbundwerkstoffs wurden
Biofasern verwendet.
Ergebnisse der Auswertung der vorderen Torsion
SOFTWARE
NX
CAM Express
Teamcenter
Abbildungen: CIC
»Da wir diese Tests in der inte
grierten Umgebung von NX
durchführen können und die
Daten nicht in eine andere
Software exportieren müssen,
sparen wir enorm viel Zeit.«
Alastair Komus,
Chefingenieur Transportmittel,
Composites Innovation Centre
Assoziativität zwischen Konstruktionsgeometrie und Berechnungsmodellen.
Schnelleres Beurteilen
vieler Varianten
Zur Gestaltung des Schicht-Layups
wurde NX Laminate Composites verwendet. »Mit Faserverbundwerkstoffen
gibt es Unmengen an Optionen. Eine
flexible Benutzeroberfläche ist entscheidend, um viele Parameter schnell
durchzuspielen«, so Komus. »Genau
das bietet NX Laminate Composites.
Damit können wir die Spannungen
in jeder einzelnen Schicht erkennen.
Ändern wir die Lagewinkel des Mate
rials, die Position der Schichten oder die
Materialwahl, können wir das Gewicht
und die Güte des Laminats optimieren.«
Die Ingenieure von CIC schätzten besonders die intuitiven Arbeitsabläufe
zur Festlegung wichtiger Merkmale
wie etwa der Schichtanordnung, der
Referenztemperatur und der Versagens
theorie. Das ermöglichte eine völlig
neue Arbeitsweise während der Entwicklungsarbeit. »Für das Kestrel
testeten wir vier Lastfälle mit über 50
Schichtkonstruktionen«, sagt Komus.
»Mit unseren vorherigen Hilfsmitteln
wäre das nicht möglich gewesen.«
Gesteigerte Produktivität und
Ergebnisse, die für sich selbst
sprechen
Mit NX bearbeiten die Ingenieure von
CIC nun immer komplexere Projekte
und testen eine größere Anzahl an
Entwicklungsvarianten. Dabei können sie die Ergebnisse in Rekordzeit
präsentieren. Komus erläutert: »Die
Umstellung auf NX ermöglichte uns
die Durchführung von Konstruktionsund Berechnungsprojekten, die zuvor
undenkbar waren. Die Effizienz, mit
der wir Konstruktionsänderungen
vornehmen und prüfen können, ist
erheblich gestiegen.«
Dank NX reduzierte das Team beim
Kestrel-Projekt erheblich das Gewicht
– mit leichten Verbundwerkstoffen aus
Biofasern. »Wir senkten das Gewicht
des Vorderwagens von 109 auf 64 Kilogramm, was einer Gewichtseinsparung
von 41 Prozent entspricht«, sagt
Chefingenieur Komus. ■
SERVICE
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Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/nx
Kunde www.composites-
innovation.ca
fon 08142 / 650 610
mail [email protected]
15
www.vsg.de
interface 1-2015 | Lösungen für die Automobilindustrie
Continental Engineering Services
Entwicklungsdienstleister
optimiert mit
LMS Imagine.Lab Amesim
Reichweite von Elektroautos
Abbildungen: Continental
Optimiertes
Energiemanagement
für Elektrofahrzeuge
D
ie in Elektrofahrzeugen verwendeten Akkus haben große
Schwachpunkte: Ihre Leistung
und Haltbarkeit leiden bei extremen
Temperaturen. Niedrige Temperaturen
verursachen auch einen zusätzlichen
Stromverbrauch für die Heizung der
Fahrgastzelle und des Akkus sowie
durch einen erhöhten Rollwiderstand
der Winterreifen. Alle verfügbare
Energie muss daher in solchen Situationen sehr effizient verteilt werden.
Vorwärmsysteme und ein abgestimmtes thermisches Management sind
für eine maximale Leistungsabgabe
unter beliebigen klimatischen Bedingungen entscheidend. Das Ziel ist
deshalb ein Akkupack mit optimaler
Betriebstemperatur und gleichmäßiger
Temperaturverteilung.
16
Geballtes Know-how
Seit 2006 ist Continental Engineering
Services (CES) weltweit als unabhängiger Anbieter umfangreicher Dienstleistungen im Bereich Entwicklung
tätig. Dank des Know-hows seiner
Ingenieure, die Zugriff auf den gesamten Technologiepool internationaler
Fahrzeuglieferanten haben, kann das
Unternehmen die Flexibilität und
Schnelligkeit eines kleinen Entwick
lungsteams mit der Leistungsstärke
eines international führenden Anbieters verbinden. Seine Flexibilität erlaubt
es CES, Massenproduktionstechnolo
gien für kleine Serien sowie Nischenanwendungen zu einem guten Preis-
Leistungs-Verhältnis zu liefern.
Ein idealer Partner ist CES in den Berei
chen Fahrzeugarchitektur und Antriebs
stranganalyse von Elektrofahrzeugen.
Deshalb haben sich schon viele große
OEMs an das Unternehmen gewandt –
insbesondere für Leistungsanalysen
elektrischer Antriebsstränge, die Opti
mierung von Heizungssystemen und
den Bau von Prototypen für Elektround Demofahrzeuge.
Leistungsdaten von
Elektroautos fest im Blick
In der Entwurfsphase werden in
E-Mobilen die Hochspannungsakkus
dimensioniert und Strategien für das
thermische und das Energiemanagement festgelegt. Trotz der Einschränkungen bei Platzbedarf, Gewicht,
Komplexität und Kosten müssen die
Anforderungen an Reichweite und
Leistung erfüllt werden. Dabei fließen
zahlreiche Optimierungszyklen, Tests,
Erfahrungen und vor allem ein großer
Zeitaufwand ein. Hier hilft die Software
LMS Imagine.Lab Amesim von Siemens
PLM Software. Mit ihr optimieren die
Entwickler komplexe mechatronische
Systeme in Rekordzeit und zu geringeren Kosten.
Das optimale Vorwärmekonzept
Die Abteilung für Systemintegration
und Fahrzeugtests analysierte an
E-Mobilen beispielsweise die Kühlsysteme, um deren Auswirkungen auf die
Reichweite zu ermitteln. Die Ingenieure
von CES modellierten das komplette
System mit Fahrprofilen, virtuellem
Fahrer und Fahrzeug – einschließlich
des elektrischen Antriebsstrangs mit
Elektromotor, Wechselrichter, Lithium-
Ionen-Akkus sowie des Kühlkreislaufs
und der elektrischen Fahrzeugsteuerung.
Dabei wurden drei verschiedene Wege
zum Vorwärmen des Akkus im Winter
getestet, um die Reichweite und den
Energiebedarf zu optimieren.
Da der interne Widerstand bei niedrigen Temperaturen hoch ist, wurde im
ersten Versuch der Akku mit interner
Energie vorgewärmt. Der zweite Test
nutzte die Abwärme des Antriebsstrangs, um den Akku durch kom
plexere Kreisläufe vorzuwärmen. Die
dritte Variante setzte auf eine aktive
Elektroheizung, die die eigene Akkuenergie zum Vorwärmen nutzt.
Die Simulationsbedingungen waren
für alle drei Versuche gleich. Begonnen
wurde bei minus 30 °C und es wurden
zwei Zyklen nach WLTC-Verfahren
(Worldwide harmonized Light Vehicle
Test Cycles) durchgeführt. Bei der
dritten Variante mit der aktiven Elek
troheizung erreichten die Akkuzellen
ihre optimale Temperatur deutlich
schneller. Nach 14 Minuten und 6,5
gefahrenen Kilometern waren 0 °C
erreicht. Bei den anderen beiden
Konzepten wurde diese Temperatur
erst nach 28 Minuten und 21 Kilo
metern erreicht. Für die Optimierung
der Reichweite und der Fahrzeugleistung wurde also die aktive Elektroheizung ausgewählt.
Kürzere Vorentwicklungszeiten
Vor dem Einsatz von LMS Amesim
wurde jeder Test mit dem entsprechenden Kosten- und Zeitaufwand
mechanisch an Prototypen ausgeführt.
Heute werden in der multidisziplinären
mechatronischen Systemsimulation
Leistung und Fahrverhalten bereits
zu Beginn der Entwicklung exakt
berechnet. Damit lassen sich auch
verschiedene Akkugrößen und -kon
figurationen am virtuellen Fahrzeug
testen. Der Einfluss von Fahrstrategien
und des thermischen Managements
wird in einem Fahrzyklus ermittelt,
wodurch der Hersteller sofort die beste
Architektur und die besten Bauteile
für die Anwendung auswählen kann.
Mit LMS Amesim und seinen anwendungsorientierten Bibliotheken (Kühlsystem, Thermo-Hydraulik, Mechanik,
Elektromotoren und Antrieb) gelang
es den Entwicklern von CES in kurzer
Zeit, einen Prototypen zu bauen und
die Projektleitung bei der Auswahl
der Systemarchitektur und der Bauteile bereits in der Frühphase der Entwicklung zu unterstützen. ■
Abbildung links:
Amesim-Modell
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/
plm/lms
Kundewww.conti
engineering.com
17
interface 1-2015 | Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau
Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG
Solid Edge seit
Version 1 im Einsatz
Nutzen kontinuierlich gewachsen
Die Streckanlage für acht Meter
breite Folien ist insgesamt über
150 Meter lang; davon nimmt der
Streckofen gut 80 Meter ein.
W
enn man Kunststoff-Folie
mit speziellen Verfahren in
Längs- und Querrichtung
streckt, werden Produkteigenschaften
positiv verändert: höhere Festigkeiten,
ein besseres Verhalten gegenüber
Gasen und Wasserdampf oder die
Erhöhung von Glanz und Transparenz
gehören dazu.
Die 1960 gegründete Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG im südbayerischen Siegsdorf ist Weltmarktführer in
der Entwicklung und schlüsselfertigen
Lieferung von Folien-Streckanlagen.
Bis zu 200 Meter lange Produktionsanlagen produzieren Kunststoff-Folien
bis zu zehn Metern Breite, die als
hochwertiges Verpackungsmaterial
oder als High-Tech-Folien für Flachbildschirme oder Mobiltelefone eingesetzt werden.
In über 50 Jahren wurden weltweit
mehr als 600 Anlagen errichtet. Rund
500 Mitarbeiter sorgen dafür, dass
jedes Jahr einige hinzukommen.
18
Solid Edge ab Version 1
Seit fast 20 Jahren nutzen die Kons
trukteure des Unternehmens an über
120 Arbeitsplätzen Solid Edge – das
2D/3D CAD-System von Siemens PLM
Software. »Seit der Einführung
herrscht softwareseitig Kontinuität.
Deshalb kann bis heute mit allen
CAD-Objekten, die je bei uns erstellt
wurden, gearbeitet werden«, sagt
Josef Ramelsberger, Leiter der
IT-Abteilung.
Mehrmals wurde Solid Edge auch
mit anderen Systemen verglichen.
Doch der Kernvorteil der Lösung von
Siemens PLM Software überzeugte
immer wieder: »Durch die intuitiv
verständliche Benutzerführung ist das
Programm sehr schnell zu erlernen«,
so der CAD-Administrator Fritz Holzner.
»Dadurch wird die Einarbeitung für
neue Mitarbeiter leichter, da sie die
Daten schneller und sicherer erstellen,
ablegen und verwalten können.«
Mächtige Baugruppen-Werkzeuge
»Mit Baugruppen-Größenordnungen
von rund 50.000 Teilen wird fast täglich
bei uns gearbeitet«, sagt Fritz Holzner.
»Trotz einer ganz normalen Hardware-
Umgebung stellt Solid Edge dazu leistungsfähige Werkzeuge bereit.« Dabei
geht es bei Dateigrößen von mehreren
Gigabyte um echte Intelligenz: »Dynamische Konfigurationen, Baugruppenfamilien und die Baugruppen-Spiegelfunktion bringen sofort Vorteile in der
Variantenkonstruktion, wodurch sich
modulare Baukästen ergeben«, meint
Fritz Holzner.
Direkte CAD-ERP-Kopplung
Der Siemens Solution Partner Solid
System Team hat seine PDM-Lösung
Smap3D PLM mit dem Engineering
Control Center (ECTR) von der DSC
Software AG verknüpft. Die bedienerfreundliche Plattform verzahnt Programme, Daten und Abläufe ohne
eigene Datenhaltung.
Abbildungen: Brückner Maschinenbau
Industrielle Anwendungen
Im ECTR werden den Konstrukteuren
jeweils die bevorzugten Bauteile ange
boten: »Wir haben dadurch eine hohe
Wiederholrate unserer Konstruktionsda
ten und eine beträchtliche Fehlersicher
heit erreicht«, sagt Josef Ramelsberger.
»Solid Edge trägt mit seiner Offenheit
und Benutzerfreundlichkeit erheblich
dazu bei.« Die automatische Stücklisten
erzeugung – direkt aus der 3D-Baugruppe
in das ERP-System – vermeidet bisherige
Arbeiten ebenso wie die damit verbun
denen Tippfehler oder Zahlendreher.
Zeichnungsdaten als Grundlage
globaler Fertigung
Von Beginn an überzeugte Solid Edge
mit hervorragenden 2D-Funktionen, die
für eine weltweit verteilte Fertigung
sämtlicher Bauteile von hohem Wert
sind. »Mit neuen Werkzeugen wie dem
Ausrichten von Beschriftungen oder
Bemaßungen in 2D-Zeichnungen stei
gerten wir die Effektivität bei Detaillie
rungsaufgaben deutlich«, sagt Fritz
Holzner. »Den Export aus Solid Edge in
3D-PDFs nutzen wir auch außerhalb
Nach dem Strecken: schneiden, messen, behandeln, aufwickeln
– dabei steht die Folienqualität immer im Vordergrund
der Konstruktion – im technischen
Einkauf, in der Montage sowie in der
Dokumentation.« Exportierte Daten
mit präzisen Geometrien und Mess
möglichkeit in 3D werden auch aus
gewählten Kunden und Lieferanten
bereitgestellt.
Mit Solid Edge in die Zukunft
Fritz Holzner ist überzeugt, dass man
bei der Einführung von Solid Edge
auf das richtige Pferd gesetzt hat:
»Die Einfachheit der Bedienung, die
vielen Manipulationsmöglichkeiten in
einem iterativen, kreativen Konstruk
tionsprozess und die fortlaufende
Entwicklung haben uns von Pionieren
zu Solid Edge Patrioten gemacht.«
Der geringe Aufwand für Wartung und
Fehlerbehebung trotz einer Vielzahl
von Arbeitsplätzen lässt Heinz Plank
immer wieder Zeit für neue Projekte:
»Derzeit arbeiten wir daran, die Elek
trik-Daten aus dem CAE-System Engi
neering Base zu integrieren, damit
Elektroplanung und Ausführungs
konstruktion parallel arbeiten können.
Das, die Zusammenführung der Sys
teme sowie die Etablierung des me
chatronischen Prozesses bei Brückner
sind weitere Schritte zur Umsetzung
der ›Industrie 4.0‹-Strategie.«
Eine gute Zusammenarbeit mit Solid
System Team als Solid Edge Vertriebs
partner erleichtert vieles: »Sehr kurze
Wege und offene Gespräche kennzeich
nen unsere gute Zusammenarbeit in
einer echten Partnerschaft«, sagt
Josef Ramelsberger. So werden Folien
streckanlagen bei Brückner mit ziem
licher Sicherheit auch in 20 Jahren
noch mit Solid Edge konstruiert. ■
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/
plm/solidedge
Partnerwww.solid-system
team.de
Kundewww.brueckner.com
Integrierte
PLM-Schnittstelle
19
Abbildungen: Hecht Technologies
interface 1-2015 | Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau
Hecht Technologies GmbH
Anlagenbau für
Schüttgut – eine
verantwortungsvolle Aufgabe
In der Konstruktion bei Hecht Technologies
wird jede Funktion von Solid Edge gefordert
I
m Jahr 1978 begann Günther Hecht mit innovativen Ideen
für die innerbetriebliche Versorgung mit trockenen
Schüttgütern. Die Hecht Technologies GmbH in Pfaffenhofen an der Ilm hat sich seither zu einem Spezialisten
entwickelt, der schlüsselfertige Anlagen für den Weltmarkt
projektiert, entwickelt und installiert. Über 80 Mitarbeiter
setzen Know‑how in hochwertige Gesamtlösungen um –
die Fertigung übernehmen spezialisierte Zulieferer in der
Region. Die individuellen Lösungen sind so unterschiedlich
wie die Eigenschaften von Schüttgütern. Ob Pharmazie,
Lebensmittel, Chemie oder Mineralien – neben Fließ
eigenschaften, Struktur und Gewicht spielen viele Rand
bedingungen eine Rolle.
Ausgehend von einer Situations‑ und Bedarfsanalyse wird
zunächst ein Lösungsvorschlag entwickelt: vorhandene
Systeme werden in einer Angebotszeichnung kombiniert
und ein Kostenvoranschlag erstellt. Nach der Bestellung
wird die gesamte Anlage überprüft, an neue Randbedingungen und Kundenwünsche angepasst und bis zur letzten
Schraube auskonstruiert.
3D-Einstieg mit Solid Edge
Bereits seit 1998 verwendet das Unternehmen in der
Produktentwicklung das 2D/3D-CAD‑System Solid Edge
von Siemens PLM Software. Solid Edge überzeugte mit
seiner Einfachheit in Aufbau und Bedienerführung, seinen
gut gelungenen 2D‑Funktionen und einer Schnittstelle zur
Vorgängersoftware: So konnten alle Zeichnungen nahtlos
übernommen werden. Heute verwenden die Konstrukteure
14 Arbeitsplatzlizenzen. Zehn Floating‑Lizenzen stehen
Prozessbeteiligten von Vertrieb und Projektleitung bis
Marketing und Montage zur Verfügung.
20
Intelligente, bidirektionale Schnittstelle
Die Lücke zwischen dem ERP‑System und dem CAD‑Programm hat Hecht mit dem eigenen Verwaltungssystem
Speedy geschlossen. Auf Knopfdruck lassen sich Stück
listeninformationen übergeben, Baugruppen aktualisieren
und komplette Fertigungsunterlagen als PDF und DWG
ablegen.
Weitere Features verhelfen den Konstrukteuren zu einem
Überblick über das eigene Anlagenspektrum: Die Klassifizierung von Baugruppen, eine Bilddatenbank, deren Inhalte
mit Baugruppen verknüpft wurden und die automatische
Klassifizierung kompletter Anlagen gehören dazu. Damit
wurde ein modularer Produktbaukasten mit viel Komfort
für Konstrukteure geschaffen. Kaufteile beispielsweise
stehen in eigenen Ordnern und farblich gekennzeichnet
nach Preisgruppen bereit.
Breiter CAD-Einsatz reizt alle Funktionen aus
Außer einigen Anschlusssystemen oder Ladegeschirren
werden alle Bauteile konstruktiv geändert. »Einerseits
wollen unsere Kunden so viele Prozesse wie möglich
in eine Anlage packen«, sagt Florian Sondermeier aus
der Konstruktion. »Andererseits verhält sich jedes Schüttgut anders.«
Daraus ergibt sich ein breites Spektrum an Konstruktions
aufgaben, für die jedes Feature in Solid Edge verwendet
wird: »Solid Edge kann alle verschiedenen Anforderungen
abdecken – von Freiformflächen für Schnecken bis zu
Blechabwicklung, Verrohrung und Verkabelung«, sagt
Sondermeier. »Deshalb eignet es sich ideal für den
Anlagenbau.«
Grafik links: Eine solche Baugruppe
enthält bis zu 4531 Einzelteile.
Grafik oben:
Die Randbedingungen im
Umgang mit Schüttgütern
verändern sich mit der
Anwendungsbranche.
Florian Sondermeier
behält den Durchblick
in großen Baugruppen –
dank Solid Edge
und ›Speedy‹.
Wird eine Anlage in eine Kundenhalle hineinkonstruiert
oder Bauteile von Zulieferern verbaut, wird der Synchronous‑Modus verwendet: Fremddaten lassen sich direkt
einlesen, beeinflussen und einfach wiederverwenden.
»Selbst sehr große Baugruppen lassen sich damit in
vertretbarer Zeit bearbeiten«, sagt Florian Sondermeier.
Das Auge isst mit: Visualisierung
Der Prospekt des neuen Reinsystems für die Schüttgut‑
Technologie enthält auf jeder Seite ansprechende Ren
derings. »Diese Darstellungen hätten bei unserer Agentur
einen Kleinwagen gekostet«, sagt Marketingleiter Matthias
Hänsel. Deshalb hat er sie mit dem integrierten Rendering‑
Tool ERA einfach selbst erstellt. Wenn ein Interessent den
letzten Überzeugungsschub für eine Investition braucht,
wird ein Animationsvideo erstellt: »Es erspart oft lange
Diskussionen, wenn man mehr Mühe in die Vorbereitung
investiert«, sagt Hänsel. Selbst Genehmigungszeichnungen
werden als kolorierte und schattierte Anlagen ausgegeben.
»Gerade kaufmännische Entscheider können sich so die komplexen Anlagen besser vorstellen«, sagt Florian Sondermeier.
Fortschritt und Kontinuität
Seit 1998 wird mit Solid Edge kontinuierlich auf der vorhandenen Datenbasis gearbeitet. Dabei setzt Hecht bewusst
immer auf die neueste Version. »Es gibt jedes Mal zehn bis
zwölf wichtige Neuerungen. Gerade die Zeiten für das Starten, Aktualisieren und Speichern wurden extrem verkürzt«,
sagt Florian Sondermeier. Dazu trägt der gute Service des
Siemens Solution Partners Solid System Team erheblich
bei: Auf Kundentagen werden neue Versionen professionell präsentiert und anschließend Schulungen angeboten.
»Bei Schulungen in unserem Hause wird direkt an unseren
Aufgaben gearbeitet«, sagt Christof Stock, CIO von Hecht
Technologies. ■
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/solidedge
Partnerwww.solid-system-team.de
Kundewww.hecht.eu
21
interface 1-2015 | Lösungen für den Werkzeugbau
Wirthwein GmbH & Co. KG
50 Prozent
schneller
kalkulieren
mit Teamcenter
Tool Costing
U
m Angebote schneller zu erstellen,
setzt die Wirthwein GmbH & Co. KG
im Formenbau auf die Teamcenter
Tool Costing Lösung. Das Unternehmen ist
seit Jahrzehnten führender Hersteller von
hochqualitativen Kunststoffkomponenten
mit Produktionsstätten in Europa, Asien
und den USA. In weltweit 19 Unternehmen
beschäftigt die Wirthwein-Gruppe rund
3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
in den Geschäftsfeldern Automotive,
Bahn, Energie, Hausgeräte, Medizintechnik, Formen- und Innenausbau.
Wirthwein ist ein Systemlieferant mit
Blick auf den Gesamtprozess: Von der
Produktgestaltung, der Werkzeugent
wicklung sowie des Formenbaus über die
Produktion bis hin zur Montage und der
Logistik. »Die Varianz der Werkzeuge
steigt stetig – jedes Teil ist anders und
sehr oft sind die Formen sehr komplex«,
stellt Thomas Dörfler, Leiter Werkzeugbau
bei Wirthwein fest. »Ändern sich Material
oder Design, muss sich der Formenbau
anpassen«, so Dörfler, der von der
Arbeitsvorbereitung bis zur Produktion den
Werkzeugbereich für die Automotive-,
Bahn-, Energie- und Hausgeräte-Produkte
Abbildungen: Wirthwein
Der Werkzeugbau von Wirthwein setzt auf
Teamcenter für eine schnelle und genaue
Angebotserstellung
22
verantwortet. Die Herausforderung:
Spätestens eine Woche nach Anfrage sollte
ein Interessent sein Angebot erhalten,
sonst sinken die Chancen im stetig steigenden Wettbewerb.
Ebenfalls erhöht hat sich laut Dörfler der
Aufwand für die Dokumentation und die
transparente Darstellung der Kalkulation.
Die Automotive-Branche verlangt einen
Cost-Break-Down, der alle Prozessschritte
samt Kalkulationszahlen detailliert auflistet.
Dieses Vorgehen greift inzwischen auch
auf andere Branchen über. »Unser Vertrieb
benötigt in kürzester Zeit möglichst genaue
und nachvollziehbare Zahlen«, sagt Dörfler.
»So sprechen Vertriebsmitarbeiter dieselbe
Sprache wie ihre potenziellen Auftrag
geber. Das hilft ihnen, die Verhandlung
erfolgreich zu führen, die Preise durchzusetzen, Nachweise zu führen und als
kompetenter Partner aufzutreten.«
»Die Möglichkeit des 3D-Daten-Imports in die
Kalkulationssoftware machte Teamcenter Tool Costing
noch interessanter für uns.«
Thomas Dörfler, Leiter Werkzeugbau, Wirthwein GmbH & Co. KG
Mit der herkömmlichen Methode bewältigte das Unternehmen die wachsenden
Ansprüche der Angebotskalkulation nicht
mehr. Thomas Dörfler hatte seine langjährigen Erfahrungswerte von Kosten und
Preisen in Excel-Tabellen gesammelt und
kontinuierlich verfeinert. Das änderte
sich mit der Einführung der Teamcenter
Tool Costing Lösung grundlegend.
Erkennung von geometrischen Formen
unterstützt bei der Kostenkalkulation
Dass sich Thomas Dörfler für die Lösung
Teamcenter Tool Costing entschied, hatte
zwei Gründe. Die Software lieferte die
genauesten Ergebnisse bei der Berechnung. Zusätzlich versprach das optionale
3D-Modul enorme Erleichterungen. »Die
Möglichkeit, 3D-Daten in die Kalkulationssoftware zu übernehmen, machte Teamcenter Tool Costing für uns noch interessanter«, unterstreicht Dörfler. Die
3D-Option ist heute ein wichtiger Zusatz,
denn lange waren die digitalen Daten
vieler Kunden schlecht aufbereitet und
nicht als Basisdaten verwendbar. »Seit
CAD-Daten immer öfter vorliegen, kann
das 3D-Modul in Kombination mit der
Teamcenter Tool Costing Lösung sein
ganzes Potenzial ausspielen«, so der Leiter
Werkzeugbau. Am Wichtigsten ist für ihn
der Zeitgewinn bei der Kalkulation. Mit
der Teamcenter Tool Costing Lösung
kalkuliert er heute Angebote in durchschnittlich zwei bis vier Stunden. »Ich bin
doppelt so schnell wie früher«, so Dörfler.
Auch mit den Ergebnissen der Kalkulation
ist er sehr zufrieden. Die Abweichung liegt
nur bei zehn Prozent und kann dadurch
vom Vertrieb für Richtangebote eingesetzt
werden. Die Kalkulation auf Knopfdruck
wird durch die hohe Parametrisierung der
Software möglich. In Teamcenter Tool
Costing wurden dazu die spezifischen
Wirthwein-Daten wie Personenaufwandsoder Maschinenstunden, spezifische
Fertigungsabläufe oder Logistikprozesse
hinterlegt. Durch die sorgfältig erstellten
Cost-Break-Downs werden die Verhandlungen mit Kunden positiv beeinflusst.
Gleiches berichten auch die Bereiche
Medizintechnik und Automotive, in denen
die Software ebenfalls eingesetzt wird.
Pläne für die Zukunft
Die Software bietet Wirthwein noch
weitere Vorteile. Bisher werden mit
Teamcenter Tool Costing besonders die
mittleren Größen der Spritzgusswerkzeuge
abgebildet. Zukünftig ist geplant, auch
die Werkzeug-Parameter der deutlich
größeren Formen in das System einzupflegen. Ebenso erhofft sich Thomas
Dörfler von den Schulungen weiterer
Vertriebskräfte einen Gewinn. Und: Mit
dem geplanten gemeinsamen Einsatz
von Teamcenter Product Costing und
Teamcenter Tool Costing können Anwender
über eine einheitliche Architektur auf
integrierte Wissensdatenbanken zugreifen.
»Je mehr Aufgaben wir mit Teamcenter
Product Cost Management kalkulieren,
desto mehr Nutzen ziehen wir daraus«,
so Thomas Dörfler. ■
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/
plm/teamcenter
Kundewww.wirthwein.de
23
interface 1-2015 | Lösungen für den Werkzeugbau
Kunststofftechnik Hans Rethwisch GmbH
Hamburger Spritzgießer
erleuchtet Ozeanriesen
S
alzige Luft, heulende Windböen –
Dunkelheit. Nachts ist es stockfinster
auf hoher See. Wenn hunderte Lichtquellen jeden Winkel eines Ozeanriesen
ausleuchten, müssen sich die Mannschaften an und unter Bord jederzeit darauf
verlassen können. Die schützenden wetter
festen Lichtabdeckungen aus Polycarbonat
stammen oft aus Hamburg. Für die Umrüstung herkömmlicher Leuchtstoffröhren
auf energiesparende LED-Technik konstruiert und fertigt die Kunststofftechnik
Hans Rethwisch GmbH (KTR) die transparenten Präzisionsteile im Spritzgießverfahren. NX und das Formenbau-Modul
Mold Wizard von Siemens PLM Software
bieten dabei völlig neue Möglichkeiten.
24
Von den Kundenwünschen
bis zur Produktion
In Hamburgs größter Lohnspritzerei ist
Konstrukteur Ronald Niewöhner für individuelle Werkzeuge verantwortlich. Seit zehn
Jahren bei KTR schwärmt er von seinem
Metier: »Man ist von A bis Z dabei – das
ist bei KTR richtig toll.«
Beispiel Lichtabdeckungen von Schiffsleuchten: Bei diesem Auftrag waren die
Kundenforderungen klar umrissen.
»Transparent, witterungsbeständig, von
hoher Festigkeit, in Hochglanz und günstig in der Produktion wurde gewünscht«,
erinnert sich Niewöhner.
Kunststofftechnik
Hans Rethwisch fertigt
Lichtabdeckungen
für Kreuzfahrt- und
Containerschiffe und
konstruiert die not
wendigen Spritzgießformen mit NX und
Mold Wizard
Abbildungen: KTR
Volle Unterstützung
für erfahrene Konstrukteure
Bevor das Werkzeug gebaut wird, muss
der Artikel fertig entwickelt sein. Dazu
beurteilt der Konstrukteur die angelieferten
Daten hinsichtlich der Umsetzbarkeit in
NX. »Wenn der Kunde zustimmt, führen
bereits hier kleine Änderungen zu einer
günstigeren Produktion«, so der Experte.
Dank Hybrid-Modellierung werden Anwender sofort bei der Vervollständigung des
Bauteils unterstützt. Auf Wunsch erfolgt
eine assoziative oder automatische Teilung
des Werkzeugs. Damit entstehen Core
und Cavity – zwei für die Einspritzung
von Kunststoff günstig ausgebildete
Formplatten. Um die Düsen- und die
Auswerferseite zu bestimmen, vereinbart
Niewöhner eine virtuelle Trennfläche. Aus
der in Mold Wizard integrierten Bibliothek
mit Bauteilen von Normalienherstellern
wählt der gelernte technische Zeichner
nun passende Konfigurationen und
Plattenstärken aus. Danach erzeugt das
NX-Modul automatisch ein 3D-Modell
mit allen Gewinden, Säulen sowie
Kühlelementen.
Schnelleres konstruieren
mit Mold Wizard
Auch eine digitale Füllanalyse der neuen
Lichtabdeckung ist laut Niewöhner möglich: »Mold Wizard informiert, welche
Segmente wie schnell mit Kunststoff
befüllt sind und zeigt den Temperaturverlauf im Endprodukt. Das vermeidet thermische Schädigungen.« In der Simulation
füllt sich das Bauteil in weniger als 2 Sekunden mit Kunststoff und kühlt normgerecht
ab. Bevor die Abdeckung jedoch in Serie
geht, erfolgen eine Musterung des Prototyps und Abstimmungen mit dem Auftraggeber. Im vorliegenden Fall trat ein
Problem auf: »Die Crew auf See darf bei
der Reinigung nicht mit dem Lappen an
einem Überstand hängen bleiben. Zwei
nach innen gerichtete Kugelkappen an
beiden Anspritzpunkten behoben die
Angelegenheit.« Der Hamburger brauchte
für diese Änderung in NX sechs Klicks
am Computer.
»Ohne Mold Wizard wäre NX für uns nur
halb so viel wert«, so Niewöhner. »Man
kann zwar ohne Mold Wizard ein Werkzeug konstruieren, mit dem Modul geht
es jedoch wesentlich schneller. Die durchgängige Prozesskette, die Historie der
Konstruktionsschritte, die synchrone
Konstruktion und die Möglichkeit, jederzeit zu ändern, machen das NX-Tool
einfach unentbehrlich.« Ändert sich zum
Beispiel im CAD eine Wandstärke, führt
das Programm alle damit in Bezug
stehenden Änderungen bis zur
Werkzeuganpassung automatisch durch.
KTR hat mehr als 45 Jahre Erfahrung in
der Spritzgusstechnik und stellte bisher
fast 2.300 Werkzeuge her. Schon 2005
stattete das Unternehmen aus HamburgBahrenfeld mehrere Arbeitsplätze mit der
CAD/CAE/CAM-Software NX aus. Es hob
so Qualitätsstandards an, optimierte den
Fertigungsrhythmus und investierte in
die Stärkung der eigenen Marktposition.
Da KTR Teile aus schwierig zu verarbeiten
den Kunststoffen fertigen kann, avancierte
die Firma zum Problemlöser für komplizierte Fälle.
Präzise angepasst von ConmatiX
Unterstützt wird der Werkzeug- und For
menbauer von dem ebenfalls in Hamburg
ansässigen Siemens Solution Partner
ConmatiX. Der Lösungsanbieter kennt NX
genau und passt die Software exakt auf
die Bedürfnisse der Nutzer an. Von der
Zusammenarbeit mit ConmatiX und dem
Wissenstransfer hat auch Ronald Niewöhner
profitiert: »In den Schulungen habe ich
viele Tricks gelernt, die ich täglich anwende.
Vertriebsmitarbeiter Frank Schmidt und
seine Kollegen von der Technik stehen
mir jederzeit mit professionellem Rat
zur Verfügung.«
Wenn Ronald Niewöhner am Wochenende
die Angel auswirft, um einen Zander oder
Aal aus der Elbe zu fischen, sind ihm die
großen Pötte ganz nah. Und es erfüllt ihn
mit Stolz, dass seine Arbeit mit den Lichtabdeckungen auf ferne Reisen geht. ■
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/nx
Partnerwww.conmatix.de
Kundewww.ktr-rethwisch.de
25
interface 1-2015 | Lösungen für Systems Engineering
ITQ GmbH
Paradigmenwechsel im
Maschinenbau
›Smart Flipper‹ als praxisbezogene
Herausforderung für Studierende
E
ine praxisorientierte Berufsausbildung in Unternehmen
und Hochschulen/Universitäten ist unabdingbar.
Deshalb führt die ITQ GmbH seit 2001 kontinuierlich
Projekte mit Universitäten durch, um Studierende praxisnahe
Ausbildungsinhalte zu vermitteln. In Projektarbeiten werden
Studierende unterschiedlichster Fachrichtung mit der Lösung
von technisch herausfordernden Aufgaben konfrontiert.
Ein Beispiel dieser Arbeiten sind messetaugliche Exponate
wie das Projekt ›Smart Flipper‹, das in Kooperation mit
Siemens und der Technischen Fakultät der FAU in Erlangen
entstand. Im Rahmen eines industriellen Praktikums hat
ein Studententeam der Fachrichtungen Wirtschaftsinge
nieurwesen, Maschinenbau, Mechatronik und Informatik
auf Basis der ›Flipper‹-Spielidee einen interaktiven und
originellen Technologie-Demonstrator entwickelt.
Für das Projekt stellte Siemens Automatisierungskomponenten und Softwarebibliotheken sowie Teamcenter und NX
zur Verfügung. Die Studierenden wurden von ITQ, Siemens
und dem Lehrstuhl gecoacht, mussten jedoch das Projekt
selbst organisieren sowie Hard- und Software entwickeln.
Dabei lernten sie, wie ein solches Projekt geplant, angepackt
und in Etappen umgesetzt wird – angefangen von Null bis
zum fertigen Automaten. Sie arbeiteten sich in die neue
Technik ein und stimmten die Teamarbeit aufeinander ab.
Entstanden ist ein interaktiver Messedemonstrator, der
beispielhaft Steuer- und Regelungstechnik, Bildverarbeitung,
Antriebstechnik und Visualisierung miteinander kombiniert.
Denken in Systemen
Dr. Rainer Stetter, Gründungsmitglied des Fachverbands
Software im VDMA, berichtet: »Bereits seit mehr als zehn
Jahren ist ein unumkehrbarer Trend zu erkennen, dass
Software oder stark softwaregetriebene Systeme aus
unserem täglichen beruflichen und privaten Leben nicht
mehr wegzudenken sind. Die Mehrzahl der Produkte besteht
heute aus mechanischen und elektronischen Komponenten,
26
in die wiederum Softwarekomponenten ›embedded‹ sind.
Dieser Trend zur Software führte übrigens bereits vor mehr
als 15 Jahren zur Gründung des Fachverbands Software im
VDMA. Damals zogen gestandene Maschinenbauer noch
angesichts des Slogans ›In Zukunft gibt es keine Maschinen
mehr mit Software, sondern Software mit Maschine‹ die
Augenbrauen hoch«.
Dr. Rainer Stetter,
Inhaber und
Geschäftsführer
der ITQ GmbH
Im Zeitalter von Industrie 4.0 ist klar, dass dieser damals provokante Leitsatz grundlegend richtig war. Dieser Wandel hat
die Vorgehensweise des Systems Engineering stark beein
flusst – Software muss heute nicht einfach nur programmiert,
sondern systematisch entwickelt werden. Um den Wandel
wirklich zu beherrschen muss die Frage beantwortet werden, wie ein interdisziplinäres Engineering aussehen soll.
Konkret heißt das beispielsweise, dass sogenannte
›Systems Engineers‹ im zukünftigen Produktentstehungsprozess nicht nur über konstruktive Ideen nachdenken,
sondern auch darüber, wie sich das System unter dem
Einfluss der Software verhalten soll. Bereits in der Anfangsphase müssen die Funktionen und Eigenschaften des
Darüber hinaus wird bereits zu Beginn bestimmt, welche
Betriebsmodi zur Verfügung stehen. Wenn diese technischen Anforderungen klar sind, können die Arbeiten an
der Software parallel zu den Disziplinen wie Mechanik
und Elektrik starten. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeiten kommen mehr und mehr Simulationsmodelle zum
Einsatz. Ein solcher Ablauf des mechatronischen Systems
Engineering bedeutet: zuerst detailliert funktionale Anforderungen klären und anschließend unverzüglich mit der
Softwareentwicklung beginnen.
Diese Form des Engineerings erfordert nicht nur neue
Abläufe in den Unternehmen, sondern auch eine strukturierte Vorgehensweise, agile Entwicklungsmethoden und
eine geeignete Unterstützung durch Autorentools und
Datenmanagementsysteme.
Deshalb wurde bei der interdisziplinären Entwicklung des
Smart Flippers auf Teamcenter und NX von Siemens PLM
Software gesetzt. Angefangen bei der Definition und
Verwaltung von Anforderungen über einen funktionalen Entwurf bis zu einem
mechatronischen System
entwurf diente Teamcenter
sowohl als Datenmanagementsystem im Kontext des
Produktlebenszyklus als
auch als spezifisches Autorenwerkzeug. Mit dessen
Hilfe wurden Daten erfasst
und bearbeitet, Entscheidungen dokumentiert und
Daten im Sinne der Nachverfolgbarkeit miteinander
vernetzt. Die auf dem Quality Gate Ansatz beruhende
Entwicklungsmethodik
wurde damit durchgängig
realisiert.
Der Mechatronics Concept Designer, eine Applikation auf
Basis von NX, gestattete eine sehr frühe Abstimmung der
Funktionalitäten und Abläufe der einzelnen Subsysteme.
Das Smart Flipper Projekt verdeutlichte das große Potenzial,
Konzeptalternativen bereits in der Anfangsphase zu
bewerten. Die lückenlose Dokumentation von Anforderungen und Entscheidungen für Produktentwicklungsprozesse
im Unternehmen sind weitere wichtige Vorteile. Mit der
Vernetzung der Designdaten im mechatronischen Ent
wicklungsumfeld wurden außerdem die Voraussetzungen
für eine spätere virtuelle Inbetriebnahme des Produktes
geschaffen. ■
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/teamcenter
www.siemens.de/plm/nx
www.siemens.de/plm/mcd
Kundewww.itq.de
Abbildungen: ITQ
Systems definiert werden. Unter dem Aspekt der ›Funktionalen Sicherheit‹ wird analysiert, in welchen Situationen
es zu Anwendungsrisiken oder unerwünschtem Verhalten
kommen kann und wie darauf reagiert werden soll.
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interface 1-2015 | Lösungen für Systems Engineering
Systems Engineering
verändert Vorgehensweisen
bei der Produktentstehung
Das Institut ›Engineering Design
for Mechatronic Systems‹ an der
Hochschule München entwickelt und
fertigt flugtauglichen Quadrocopter
auf Basis des Systems Driven Product
Development Ansatzes
F
ür komplexe Kombinationen aus Mechanik, Elektronik
und Software in Produkten für die Automobilindustrie
hat Siemens PLM Software die Vorgehensweise des
Systems Driven Product Developments (SDPD) entwickelt.
Mit Teamcenter for Systems Engineering steht dafür eine
umfangreiche Software-Umgebung zur Verfügung.
Unter der Leitung von Prof. Dr. Vahid Salehi hat ein Forschungsteam an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München nun Theorie und Praxis verbunden:
In nur sechs Monaten brachte das Team im Labor für
Engineering Design for Mechatronics (EDMS) ein Quadrocopter-Modell zum Fliegen.
Die Automobilindustrie brauchte 100 Jahre, um Fahrzeuge
aus mechanischen Teilen, Elektronik und Software zu entwickeln. Inzwischen sind diese Komponenten in so vielen
Produkten enthalten, dass sie in einem ›Internet der Dinge‹
vernetzt werden. Die Komplexität wächst um Dimensionen
und lässt sich nur mit neuen Entwicklungsmethoden sowie
entsprechenden Werkzeugen beherrschen.
28
Abbildungen: Hochschule für angewandte Wissenschaften München
Hochschule für angewandte Wissenschaften München
Systems Driven Product Development
Einen der vielversprechendsten Ansätze dazu sieht
Prof. Dr. Vahid Salehi, Leiter des Labors für Engineering
Design for Mechatronics an der Hochschule für angewandte
Wissenschaften in München, in SDPD. Das vorgeschlagene
V-Modell entspricht der VDI-Richtlinie 2206 ›Entwicklungsmethodik mechatronischer Systeme‹ und teilt sich in vier
Phasen, die jeweils auf den Achsen der Definition und
Erfüllung durchlaufen werden.
Validierung an neuem Quadrocopter
In einem Forschungsprojekt entwickelte Prof. Dr. Vahid
Salehi mit seinem Team ein Quadrocopter-Modell, das von
ersten Anforderungen über funktionale und technische
Ebenen bis zur Produktion der Bauteile führen sollte.
Nach der Konzeption sollten die mechanischen Bauteile
und die Platinen im EDMS der Hochschule entwickelt
werden. Ziel war die Betrachtung als mechatronisches
Gesamtsystem: So wurden den beteiligten Studierenden
die Rollen von Entwicklern, Einkäufern, Konstrukteuren,
Controllern oder Produktionsmitarbeitern zugewiesen.
Beginn auf der Business-Ebene
Das Projekt begann mit der Erfassung der Kundenbedürfnisse. So besitzt der Quadrocopter vier vertikal wirkende
Rotoren, die ihre Kraft gleichmäßig nach unten abgeben,
um ihn stabil in der Luft zu halten. Hinzu kommen mechanische, elektronische und Software-Komponenten.
In Teamcenter for Systems Engineering wurden nun
systematisch die Kundenwünsche wie Outdoor- oder
Indoor-Flugfähigkeit, lange Flugzeit, hohe Traglast oder
die Montagevorrichtung für eine 3D-Kamera definiert.
»Das Modul für Requirements Management erlaubt es,
die Anforderungs- und Absatzobjekte in übergeordneten,
untergeordneten und gleichgeordneten Beziehungen zu
strukturieren«, erklärt Prof. Dr. Vahid Salehi.
Der komplette Quadrocopter:
Gut sichtbar sind die Schutzbügel
für harte Landungen und die
umlaufenden Drähte zum Schutz
vor den Rotorblättern.
Das Anforderungsmanagement übernimmt
dabei die Identifikation, Dokumentation
und Kontrolle von Änderungen. Mit dem
Modul ›Rückverfolgbarkeit‹ können definierende und vergleichbare Beziehungen
angezeigt und die Anforderungsstrukturen
mit Prozess- und Produktstrukturen abgeglichen werden. So lässt sich der gesamte
Lebenszyklus verfolgen – vom Ursprung
über die Entwicklung bis zur Einführung
sowie Nutzung und wieder zurück.
Verhalten auf der funktionalen Ebene
Nach der Erstellung einer Systemarchitektur
lassen sich die verschiedenen Funktionen
im Gesamtsystem identifizieren. Bezogen
auf den Quadrocopter wurden dazu Flug
eigenschaften wie Sinken, Steigen, Landen,
Gieren, Nicken oder Rollen definiert.
Ebenso sollte das Fluggerät sehr robust
und mit Schutzgittern versehen sein, damit
beim Landen heftige Stöße abgefangen
und Personen vor den Rotoren geschützt
werden.
Für den Wunsch nach einer langen Flugzeit wurden Parameter wie Gewicht,
Art der Batterie, Kombination von Motor
und Propeller festgelegt und auftretende
Verluste durch Wind oder Flugstil
berücksichtigt.
Alle Funktionen wurden in einem in
Teamcenter integrierten Visio-Diagramm
über Ports verbunden, zwischen denen
Informationen oder Objekte transportiert
werden können.
29
interface 1-2015 | Lösungen für Systems Engineering
Teamcenter for Systems Engineering
•Teamcenter for Systems Engineering
bietet eine modellorientierte SoftwareUmgebung, mit der Konzepte des
Systems Engineerings in der Produkt
entwicklung angewendet werden
können.
•Die integrierte, domänenübergreifende
Lösung verknüpft die Systemmodellierung, die Systemarchitektur, die
Systemsimulation und das Anforde
rungs-Management mit dem restlichen
Produkt- und Prozesswissen und hilft
zusätzlich dabei, die entwickelten
Produkte als domänenübergreifende
Systeme zu beschreiben.
Technische Validierung
Nach der Funktionsarchitektur wurde das logische Verhalten
des Systems beschrieben. Um derartige Modelle zu erstellen,
wurden die integrierten Simulationswerkzeuge MATLAB
und Simulink 2013 genutzt. Durch die Offenheit des Systems
ist deren Integration kein Problem. Damit analysieren
Konstrukteure das dynamische Verhalten der geometrisch
dargestellten Komponenten. Durch eine Systemsimulation
wird überprüft, ob alle definierten Forderungen erfüllt
werden. So können auch Kollisionen zwischen einzelnen
Bauteilen oder Subsystemen erkannt werden. Die Regelungstechnik spielte dabei eine sehr große Rolle, weil sie
die Stabilität während des Fluges gewährleisten und die
Sensordaten mit den Motorausgängen abstimmen muss.
»Durch die vollständige Integration von MATLAB und Simulink in Teamcenter konnten die notwendigen Interaktionen komfortabel und problemlos durchgeführt werden«,
sagt Prof. Dr. Vahid Salehi.
Konstruktion auf der Bauteilebene
Im letzten Schritt des SDPD-Ansatzes von Siemens PLM
Software wird die Bauteilebene ausgearbeitet. Dazu werden
einerseits die physikalischen Eigenschaften des Systems
in der hierarchischen Struktur des Systems Engineerings
beschrieben, andererseits die geometrischen 3D-Modelle
in einem Gesamtentwurf konstruiert. Die Verhaltensbeschreibungen der einzelnen Komponenten gehen nun in
die technische Systemarchitektur ein. Abschließend wird
die physikalische Systemarchitektur abgebildet, die das
Gesamtsystems real darstellt.
Da der Quadrocopter mechanische, elektrische und
mechatronische Komponenten enthält, brauchen die
Konstrukteure ein 3D CAD-System, das die verschiedenen
Ansichten des Gesamtsystems ermöglicht. Dazu soll in
Zukunft NX mit entsprechenden Schnittstellen zu ECAD
verwendet werden.
30
Ergebnisse
Systems Driven Product Development bildet mechatronische Systeme über Anforderungen, Funktionen, technische
Komponenten bis hin zu den physikalischen Bauteilen ab.
Die schrittweise Umsetzung von abstrakt bis konkret entspricht dem V-Modell der VDI-Richtlinie 2206 zur Entwicklungsmethodik mechatronischer Systeme.
Mit Hilfe von Teamcenter for Systems Engineering wurde
das Projekt Quadrocopter sehr erfolgreich abgeschlossen.
In nur sechs Monaten haben die Studierenden nicht nur
das Konzept des SDPD kennengelernt und mithilfe von
Teamcenter for Systems Engineering in die Praxis umgesetzt, sondern auch die Bauteile des Quadrocopters einschließlich Platine im Labor EDMS der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München gefertigt.
Siemens PLM Software leistet mit SDPD und den entsprechenden Teamcenter-Modulen einen wichtigen Beitrag für
die zukünftige Entwicklung von mechatronischen Systemen
– eine Grundvoraussetzung für das Internet der Dinge. ■
SDPD im
Überblick
Prof. Dr. Vahid Salehi
VDI-Richtlinie 2206
Prof. Dr. Vahid Salehi ist seit 2013 an der Fakultät
für angewandte Wissenschaften und Mechatronik der
Hochschule München tätig. Er leitet das Laboratory
for Engineering Design of Mechatronic Systems.
Seine Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich
der durchgängigen Produktentwicklung von cyberphysikalischen Systemen, des Product Life Cycle
Managements (PLM) und der Anwendung von
CAx-Technologien.
Davor war Professor Salehi in verschiedenen Positionen
der Automobilindustrie, u.a. als Leiter Initialphase in
der strategischen Produktentwicklung tätig.
•Mechatronische Systeme entstehen
durch Integration von mechanischen
und elektronischen Systemen sowie
zugehöriger Informationsverarbeitung.
•Die Integration erfolgt durch die
konstruktive Verschmelzung von
Aktoren, Sensoren und der Mikro
elektronik mit der Hardware.
•Die funktionelle Integration wird
entscheidend durch die Gestaltung
der zugehörigen Software geprägt.
•Gemessene Signale werden verarbeitet
und Stellelemente so angesteuert, dass
Gesamtsysteme mit einer gewissen
künstlichen Intelligenz entstehen.
Weitere Informationen:
Produktwww.siemens.de/plm/teamcenter
Kundewww.hm.edu
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Workshops und Weiterbildungsmaßnahmen werden hier für Ihre berufliche Tätigkeit angeboten.
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Konstruktion und Fertigung sowie CAE
Berechnung mit NX, Solid Edge und
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31
TEAMCENTER • CAE • SOLID EDGE • NX CAD • NX MANUFACTURING • AUTOMOTIVE • TECNOMATIX
DATENAUSTAUSCH • LEHRE & FORSCHUNG • SYSTEMMANAGEMENT
Vollständige Produktkostentransparenz
mit Teamcenter Product Cost Management
Hauptmerkmale
Vorteile
▪ Simulation, Analyse und Optimierung
von Produktkosten bereits in der
Entwicklungsphase.
▪ Erzeugung von sowohl Bauteil- als auch
Werkzeugkalkulationen.
▪ Hinterlegung sämtlicher
Produktinformationen, Einsatzfaktorpreise und prozessrelevanter
Informationen.
▪ Identifizierung und Eliminierung von
Kostentreiber dank vollständiger
Kostentransparenz und Simulation
verschiedener Szenarien.
▪ Präsentation der ermittelten
Kalkulationsergebnisse auch außerhalb
des Systems:
▪ Reine Managementpräsentation.
▪ Zahlen-Daten-Fakten mit vielen Details
zur Kostenzusammensetzung.
▪ Hinterlegung des bereits erworbenen
Expertenwissens für spätere
Kalkulationen.
▪ Aufbau einer zentralen Wissensbibliothek
mit Standardprozessinformationen und
Vorlagen.
▪ Zentrale Steuerung der Berechnungslogik
und Zuschlagsgrundlage verhindert
versehentliche oder beabsichtigte
Manipulation des Ergebnisses.
▪ Erste Ergebnisse können bereits mit
groben Informationen erzielt
werden.
▪ Durchgängiger Kalkulationsprozess,
dezentral und abteilungsübergreifend
einsetzbar.
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5
BCT Technology AG
Im Lossenfeld 9, 77731 Willstätt, Deutschland
T. +49 7852 996-0, [email protected]
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