Konstruktionszeit um mehr als 50 % gesenkt

Andreas Hartmann ist Branchenmanager Maschinenbau bei der Eplan Software & Service GmbH & Co. KG in Stuttgart.

Fertigungsanlagen der MAG IAS GmbH umfassen teilweise bis zu 100 Einzelmaschinen, um vollautomatisiert Motorblöcke, Zylinderköpfe und Kurbelwellen zu fertigen. Konsequenterweise sind die Maschinen – meist Bearbeitungszentren aus der ‚Specht‘-Serie, die jeweils einzelne Bearbeitungsschritte wie etwa Drehen, Fräsen oder Honen übernehmen und dabei mit bis zu 16 Achsen sehr flexibel sind – in einem Baukastensystem abgelegt; allerdings ursprünglich nur auf der mechanischen Ebene. Die Grundlage des Baukastens bildeten physische Baugruppen und Bauteile wie Ständer, Spindeln und Werkzeugwechsler.

Die Erfahrungen mit dem mechanischen Baukasten zeigten allerdings, dass sich damit zwar in der mechanischen Konstruktion Einsparungen erzielen ließen, die Engineering-Zeiten in den Disziplinen Elektrik, Fluidik und Software aber eher anstiegen, weil der mechanische Baukasten einen größeren Konfigurationsraum ermöglichte und so die Anforderungen und Bedürfnisse der Steuerungstechnik größer wurden. Mit Rückendeckung des Vorstandes entschieden sich die Fertigungsspezialisten deshalb dafür, in einem weiteren Schritt die Potenziale der automatisierten Konstruktion komplett ausschöpfen zu wollen.

Das Anforderungsprofil war somit klar definiert: Gewünscht war ein disziplinübergreifender mechatronischer Konstruktionsbaukasten, der sich klar und eindeutig nach Funktionen strukturieren lässt. Die entsprechende Software sollte sich an die Arbeitsabläufe von MAG IAS anpassen lassen und auch mit der vorhandenen Vertriebssoftware harmonieren, die das Unternehmen für die Projektierung und Kalkulation nutzt.

Ein passendes System hatten einige Mitarbeiter bereits mit dem Eplan Engineering Center (EEC) von Eplan kennengelernt und weitere Marktrecherchen sowie Gespräche mit Experten aus der Wissenschaft und Praxis bestärkten die Verantwortlichen bei MAG IAS darin, dass die Entscheidung für das EEC richtig war. Die Implementierung wurde anschließend sehr systematisch und strukturiert vorangetrieben. Dazu wurde ein Team mit je einem Konstrukteur aus den beteiligten Disziplinen Mechanik, Elektrotechnik, Fluidik und Software-Entwicklung gebildet, dessen Hauptaufgabe die Strukturierung des mechatronischen Baukastens und die Definition der erforderlichen Schnittstellen war.

Mit dieser Aufgabe ist man inzwischen gut vorangekommen. Die Elektrotechnik-Entwicklung nutzt den Baukasten bereits mit Eplan Electric P8 als Zielsystem. Zurzeit werden Fluidtechnik und Software-Entwicklung an das EEC angedockt, die Mechanik und die Dokumentation folgen später. Das Ziel, das MAG IAS dabei verfolgt, ist klar definiert: Wunschvorstellung ist ein disziplinübergreifender Baukasten, der aus reinen Funktionen besteht und jeder Funktion die dazugehörigen Bauteile mit ihren Leistungsdaten und Abmessungen zuordnet.

Den Verantwortlichen ist klar, dass das EEC die Sichtweise auf den Konstruktionsprozess verändert – aber eben das ist gewünscht. Man will bewusst in Funktionalitäten denken statt in Bauteilen, Stücklisten und Gewerken. Für eine solche mechatronische Sichtweise ist allerdings Voraussetzung, dass ein starkes Tool sozusagen als ‚Leitplanke‘ dient – und das hat MAG IAS mit dem EEC gefunden. Dabei ist man sich der Grenzen des Tools ebenfalls bewusst. Es geht dabei immer um das operative Projektgeschäft, das heißt um die Auswahl und Konfiguration von Maschinenvarianten und nicht um die Entwicklung gänzlich neuer Maschinentypen. Das entscheidende Plus ist aber: Genau dafür haben die Ingenieure zukünftig wieder mehr Zeit zur Verfügung.

Konkrete Ergebnisse der EEC-Einführung sind bereits greifbar. Die Elektroingenieure konnten die Konstruktionszeit anfänglich um rund 40 % verkürzen – und mit Einführung des EEC in den weiteren Konstruktionsdisziplinen um bis zu 60 % beschleunigen. Das entspricht recht genau den zuvor errechneten Einsparungen, auch wenn es etwas länger gedauert hat, dieses Ziel zu erreichen. Für die Fluidik, die mit Hydraulik, Pneumatik, Kühlung und Schmierung gleich vier Mediensysteme entwickelt und mit Eplan Fluid arbeitet, wird mit Einsparungen in gleicher Größenordnung gerechnet. Auch bei der Software rechnen die Verantwortlichen mit mehr als 50 % kürzeren Entwicklungszeiten, weil die Module nach Elektrik und Fluidik noch stärker standardisierbar sind und man so einen wesentlich robusteren Softwarebaukasten im EEC abbilden kann. Gegenrechnen muss man natürlich den Aufwand für die Pflege des Baukastens, den man pro Gewerk auf 20 % schätzt – wohlwissend, dass dieser anfangs mehr, später aber deutlich weniger zu Buche schlägt.

Die Verkürzung der Entwicklungszeit ist für MAG IAS ein kaum zu unterschätzender Vorteil, weil die Projektlaufzeiten immer kürzer werden. Kann der festgesetzte Abnahmetermin nicht eingehalten werden, sind die Strafen empfindlich. Der Zeitvorteil hat aber auch noch einen anderen positiven Effekt: Die Anlagen lassen sich im Auftragsstadium besser kalkulieren und die Planungssicherheit wird deutlich gesteigert. Außerdem können die Entwickler ihre Arbeit später im Projektverlauf starten, wenn schon größere Planungsumfänge festgezurrt sind. Umso geringer ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass es später zu Änderungen kommt.

Die Chance, die sich durch die Einführung eines mechatronischen Baukastens mit dem Eplan Engineering Center ergab, hat MAG IAS gemäß dem Motto ‚Ganz oder gar nicht‘ so umfassend wie möglich genutzt. Man hat dazu für mehrere Monate auch einen Eplan-Consultant im Haus gehabt und sich viele Gedanken über die Optimierung und Strukturierung der Prozesse gemacht. Der Aufwand hat sich gelohnt: MAG IAS arbeitet jetzt mit einer deutlich besseren Methodik, konnte die Konstruktionszeit um mehr als die Hälfte reduzieren, ist agiler im Prozess, kann schneller auf Änderungen von Seiten des Kunden reagieren und wird das mechatronische Konfigurieren mit dem EEC desto besser nutzen können, je mehr Disziplinen in den Prozess integriert werden. co