CAD-Anwendungen: Am Konzept Der Apps in Mobilen Anwendungen Angelehnt, Entstehen Neue Ansätze Für Die Rollenbasierte Anpassung Der Systeme

5/13 Juni/Juli Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90 ISSN 1618-002X

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Editorial

Liebe Leser,

Einkaufen macht in der Regel Spaß. Und Siemens ist bereits seit Ende 2011 auf wer sich schöne Dinge gönnt, hat auch großer Einkaufstour und hat mehrere Freude daran. Dabei unterscheiden sich namhafte branchenübergreifende Indus- je nach Geschlecht die Objekte der Be- triesoftwareunternehmen übernommen, gierde. Frauen setzen ihren Fokus häufig unter anderem Vistagy (Konstruktion von auf modische Produkte: Kleidung, Schu- Verbundwerkstoffen), die IBS AG (Quali- he und Handtaschen stehen dabei ganz täts- und Produktionsmanagement), oben in der Rangliste. Männer hingegen Perfect Costing Solutions (Kostenma investieren ihr Geld oft in Autozubehör, nagement), VRcontext International (3D-

Elektronikartikel und in andere techni- Anlagenvisualisierung) und LMS Interna- .DE sche Artikel. Einen gemeinsamen Nen- tional (mechatronische Simulation). ner gibt es aber häufig: Manches ist über- Anfang Juni hat Siemens nun das Un- AXELBITTIS WWW. flüssig, man benötigt es eigentlich nicht ternehmen Preactor gekauft, einen An- Die effiziente oder hat davon schon mehrere Varian- bieter von Lösungen für die Produktions- ten. Shoppen hat nicht immer mit ratio- planung. Für mich ein logischer Schritt, CAM-Lösung für Ihre nalem Verhalten zu tun. Der emotionale denn die Softwarelösung von Preactor Faktor spielt eine wichtige Rolle. für das Advanced Planning and Sche- Zerspanungsaufgaben! Ganz anders bei Unternehmen. Bei de- duling (APS) ergänzt ideal das bisherige ren Einkäufen geht es um Firmenaufkäu- MES-Produktportfolio von Siemens. ■ Für Einsteiger schnell fe, und zwar meist von Unternehmen, de- Zusammenfassend ergibt sich folgen- ren Produktportfolio das eigene sinnvoll des Bild: Mit den aktuellen Übernahmen produktiv einsetzbar: ergänzt. Zwei Schwergewichte, die den gehen Dassault Systèmes und Siemens Bohren, Drehen, Fräsen. verheißungsvollen Verlockungen derzeit einen weiteren Schritt in den Bereich nicht widerstehen konnten, sind Dassault Produktions-/Fertigungsplanung. Die ■ Für Fortgeschrittene modular Systèmes und Siemens. Beide europäi- Lösungsportfolios werden immer runder erweiterbar: Simultanes sche Konzerne investieren stetig in luk- und decken viele Schritte im gesamten B-Achsen-Drehen, Langdrehen. rative Softwareanbieter, deren Lösungen Produktlebenszyklus ab – vom Design die eigenen Produkte gezielt ergänzen. über die 3D-Modellierung, die Simula- ■ Für Spezialisten unver- Nachdem die Franzosen Mitte Mai bereits tion, das Datenmanagement, die digi- zichtbar: Synchronisation von SIMPOE, einen namhaften Software-Anbie- tale Fabrik bis hin zur Produktionspla- ter für die Kunststoff-Spritzgießsimulation, nung. Dass in den Produktionsprozessen MTM-Komplettbearbeitungen. übernommen haben, möchte man sich viel Potenzial für Effizienzsteigerungen nun mit dem amerikanischen Unterneh- schlummert, haben jedenfalls beide Un- men Apriso stärker in Richtung Fertigung ternehmen erkannt. bewegen. Die Softwarelösungen von Apri- so für die industriellen Fertigungsprozesse Ihr will Dassault Systèmes in das Portfolio der Rainer Trummer, Chefredakteur DELMIA-Anwendungen integrieren. [email protected] Cimatron GmbH Ottostraße 2 76275 Ettlingen Tel.: 0 72 43. 53 88 -0 [email protected] www.virtualgibbs.de 4 Inhalt Bild: PTC Bild: Contact Software

Bilder: Siemens PLM Paradigmenwechsel bei PLM- und CAD-Anwendungen: Am Konzept der Apps in mobilen Anwendungen angelehnt, entstehen neue Ansätze für die rollenbasierte Anpassung der Systeme. Denn sie dienen nicht nur dem Ziel, Produktdaten effizient zu erstellen und zu verwalten, sondern sollen den Produktentstehungsprozess optimal unterstützen. Dazu müssen sich die Lösungen agil an die Anforde- rungen und Prozesse anpassen lassen. Das verlangt offene, modulare Software-Architekturen und leistungsfähige Werkzeuge für die Entwicklung kundenspezifischer Zusatzanwendungen – mehr zu konkreten Plänen und Visionen auf den Seiten 48 und 54.

Titelstory – Sikorsky entwickelt Automatisierung Antriebstechnik Hubschrauber. Eines der Knackpunkte ist der Luftwiderstand am Rotorkopf. Bildverarbeitung sichert Qualität Strom statt Hydrauliköl Simulationen in CD-adapco helfen, Nur fehlerfreie Steuerungen verlassen Bosch-Rexroth-Planetengewindetriebe diesen zu optimieren. 13 die Produktion bei Bernecker + Rainer 20 ersetzen Hydraulikzylinder 38 Automotive: 100-Prozent-Kontrolle Ab in die Kiste Aktuell Hersteller von Lenkungen setzt auf Servo-Planetenantriebe von Bonfiglioli Vision-System von Stemmer Imaging 22 im Einsatz in Verpackungsmaschinen 40 Wirtschaftsticker Bildverarbeitung bei 1.400 Grad Sechsfüßler im Maschinenbau Macher und Märkte 6 Mittels NI-Vision-Technologie in den Physik Instrumente zeigt das Kraftwerkskessel geschaut 24 Potenzial der Hexapoden 42 Trends und Technologie Neue Produkte und Verfahren 8 Versorgungssicherheit für Antriebe Kochs Geräte überbrücken Spannungs- Veranstaltungskalender CAD & Design schwankungen und kurze Stromausfälle 44 Was, wann, wo? 10 CAM-Experten-Forum Zehn Experten stellen sich den Fragen – Product Lifecycle Management Simulation & Visualisierung mit teils überraschenden Ergebnissen 26 Doktor der Daten Hubschrauber reibungslos Konvertieren von CAD-Daten ist keine leich- Helikopter-Hersteller Sikorsky optimiert Branche – grüne Technologie te Aufgabe – Camtex liefert Lösungen 46 Rotor mit CD-adapco-Software 13 Quo vadis PLM? – Die App-Architektur Das Ergebnis zählt nichts E-Mobilität: Raus aus dem Teufelskreis Contact Software setzt auf einen Software- CADFEM zeigt, wie sich Digitale Farbrikplanung optimiert Aufbau, der sich erweitern lässt 48 Simulationen einordnen lassen 16 Fertigung von Elektromotoren 31 PDM unterstützt Datenabgleich Der Schlüssel zur Effizienz Roland Berger: Index Elektromobilität Konstruktionsbüro Eprok bindet Heitec über Erfahrungen mit Deutschland holt auf – aber die welteweite Key Account via Gain ein 50 virtueller Inbetriebnahme 18 Produktion von E-Autos ist rückläufig 34 Produktiver als Solarzellen Nord liefert 5.300 Getriebemotoren für Solarthermie-Kraftwerk 36

5/2013 In der deutschen Industrie geht es oft um Visionen. Doch was treibt uns an? – Meist der Wille, besser zu sein als die Konkurrenz. Was unter anderem dazu nötig ist, ist aus- gefeilte Antriebstechnik. Wenn man nur will, können Bild: Bosch Rexroth Planetengewindetriebe Hydraulikzylinder ersetzen (S. 38), Sechsfüßler Maschinen antreiben (S. 42) oder Planetengetriebe Dynamik und Präzision in die Verpackungsmaschi- ne bringen (S. 40). Potenziale, die Bild: PI womöglich den Vorsprung auf dem Weltmarkt bringen.

Technologie ist grün – zumindest die in unserem Branchen- Special „Grüne Technologie“. Bei dem Begriff „Solar-Kraft- werk“ rücken jedoch blau schimmernde Photovoltaikzellen vors geistige Auge. Unser Bericht über Solarthermie (S. 36) zeigt, dass es produktiver geht. Nicht nur bei den Solarzel- len, auch bei der E-Mobilität ist Ernüch- terung eingekehrt (S. 34). Doch es gibt Hoffnung: Zahlreiche Forschungseinrich- tungen beschäftigen sich damit, die Mobi- Bild: Nord Drivesystems Bild: Nord lität mit dem E wirtschaftlicher zu machen. Beispielsweise die RWTH Aachen, sie sucht 32. Motek ab Seite 31 mittels integrierter Produkt- und Prozessentwicklung und digitaler Fab- Internationale Fachmesse rikplanung den Weg aus dem Teufelskreis hoher Fertigungskosten. für Produktions- und Bilder: RWTH Aachen Montageautomatisierung

 Montagetechnik

Siemens NX in der Medizintechnik EDITORIAL 3  Handhabungstechnik Simulation und Maschinen- Marktplatz 65 Programmierung integriert 52  Robotersysteme IMPRESSUM 67 Apps im Engineering  Zuführ- und Fügelösungen PTC verfolgt beim CAD-System VORSCHAU 67 Creo eine Modulstrategie 54 Titelthemen  Antreiben – Steuern – Prüfen

Hardware & Peripherie – Laserscanner

Reverse Engineering Faro-Techik hilft, chinesische LKW an den arabischen Markt anzupassen 57

Sicherheit für Schneewittchensarg Redaktionell erwähnte Firmen und Bei Volvo Im Werk Gent sichert Hexagon-Messsystem die Qualität 58 Institutionen in dieser Ausgabe Airbus [S. 6], Ansys [S. 16], Atlas Copco [S. 62], Baumer In Anlagenbau, Mining und Forensik [S. 8], Bernecker und Rainer (B&R) [S. 20], Bofiglioli www.microsys-messe.de Z+F ist in vielen Branchen unterwegs – [S. 40], Bosch Rexroth [S. 38], CADFEM [S. 16], 7. Bondexpo 6. Microsys auch beim Reverse Engineering 59 CAMTech [S. 26], Camtek [S. 26], Camtex [S. 12, 46], CD-adapco [S. 13], Cimatron [S. 26], Cognex [S. 20], ComputerKomplett [S. 9], Contact Software [S. 48], Contrinex [S. 6], CoreTechnolologie [S. 6], Dassault Management Systèmes [S. 6], Delcam [S. 26], Eaton [S. 12], EUtech Scientific Engineering [S. 24], Faro [S. 57], Gain Cyber Security in der Produktion [S. 50], Heitec [S. 18], Hexagon [S. 58], ICS [S. 64], 7.– 10.10. 2013 igus [S. 8], InterCAM [S. 26], Meilhaus Electronic Im Gespräch mit Olaf Mischkovsky, Experte [S. 12], Michael Koch [S. 44], moldtech [S. 26], Nati- für Industriesicherheit bei Symantec 60 onal Instruments [S. 24], Nord Drivesystems [S. 36], Stuttgart NVidia [S. 8], OpenMind [S. 26], Pepperl+Fuchs [S. 8], SEW optimiert Montage Physik Instrumente [S. 42], ProCAD [S. 9], Projektron Strategie von Atlas Copco hilft, die [S. 64], PTC [S. 54 ], Rittal [S. 12], Roland Berger [S. 34], Qualität zu steuern, statt nur zu prüfen 62 RWTH Aachen [S. 31], Schott Systeme [S. 26], Seal Systems [S. 12], Sescoi [S. 26], SEW Eurodrive [S. 62], Transparent durchs Projekt Siemens [S. 6, 52], Sikorsky [S. 13], Stemmer Imaging Ingenieursdienstleister setzt auf Projekt- [S. 22], Symantec [S. 60], Swoboda [S. 22] Tebis [S. 26], Management-Software von Projektron 64 Volvo [S. 58], Z+F [S. 59]. 6 Aktuell Macher und Märkte

Titelbild: CD-adapco Contrinex

CD-adapco analysiert und untersucht die stetig wachsenden Anforderun- Klaus Böhmer verstärkt Firmenspitze gen, die durch einen immer schnelleren Forschungs- und Entwicklungsprozess Klaus Böhmer, 47, ist der Böhmer verfügt über eine entstehen, im Hinblick auf Simulations- Contrinex AG als Senior umfangreiche Erfahrung im genauigkeit sowie Benutzerfreundlich- Executive Officer (SEO) bei- Bereich der Fabrikautomati- keit. Herausforderungen, Anwendungen getreten. Zudem erhält er on, sowohl als Ingenieur als und Lösungen werden analysiert, indem man erstklassige Simu- lationssoftware benutzt und dabei traditionelle als auch immer einen Sitz im Vorstand der auch auf Managementebene. mehr unübliche Simulationsprobleme untersucht. Als weltweit Contrinex-Gruppe und un- Er war in den vergangenen größter unabhängiger CFD-fokussierter Anbieter im Bereich Strö- terstützt am Firmenhaupt- neun Jahren als International mungssimulation, Support und Services hat CD-adapco eine über sitz in Givisiez, Schweiz, den Sales Manager bei der Firma dreißigjährige Erfahrung bei der Bereitstellung von leistungsfähi- ger Strömungstechnologie. Unser Tätigkeitsbereich geht weit über Präsidenten Peter Heimli- Wago tätig, einem Hersteller die einfache Softwareentwicklung hinaus und umfasst eine große cher, die CEO (Chief Execu- von elektrischer Verbindungs- Bandbreite an CAE-Dienstleistungen für den gesamten CFD- und tive Officer) Annette Heim- und Automatisierungstech- FEA-Bereich. licher und den CFO (Chief nik. Zuvor arbeitete er für das Finacial Officer) Andrew Sensorik-Unternehmen Leu- CD-adapco Nordostpark 3-5 Whitlow. In seiner neuen ze, anfangs als Entwicklungs- D-90411 Nürnberg Rolle ist er für Vertrieb und ingenieur, dann als Produkt- Tel.: +49 (0)9 11 / 94 64 33 Produktmanagement ver- Manager und schließlich als E-Mail: [email protected] antwortlich. International Sales Manager. Internet: www.cd-adapco.com

„Wir sind froh, ihn Fertigungsfeinplanung an Bord zu haben. Er kennt unser Fachge- biet, unsere Produk- Siemens kauft Preactor te und unsere Ziel- märkte genau“, so Der Siemens-Sektor Industry de Stillschweigen vereinbart. Annette Heimlicher Automation übernimmt die Die Preactor-Gruppe, 1992 bei der Begrüßung Preactor-Gruppe mit Sitz in gegründet und über 70 Mitar- über Klaus Böhmer. Chippenham, Großbritanni- beiter stark, unterhält neben en. Damit baut Siemens sein ihrem Stammsitz in Großbri- Industriesoftware-Portfolio im tannien Vertretungen in Nord- Coretechnologie und Airbus Bereich Manufacturing Opera- amerika, Indien, Frankreich, tions Managment (MOM) aus. Spanien und China. Dabei ist Ganzes Produktleben in einer Datei Preactor ist Lösungsanbieter die APS von Preactor bei mehr für die Fertigungsfeinplanung als 4.500 mittelständischen Airbus hat den deutsch-fran- Langzeit-Archivierung und (Advanced Planing Solution – und global tätigen Unterneh- zösischen Softwarehersteller Wiedererstellung von digita- APS). Über den Kaufpreis wur- men installiert. CoreTechnologie als Partner len Daten und Informationen für die Validierung von STEP- zu entwickeln. Im Fokus ste- AP242-Daten im Rahmen des hen hierbei die 3D-CAD- und Dassault Systèmes LOTAR-Projekts (Long Term PDM-Daten, die während ih- Archival and Retrieval) ausge- res Lebenszyklus unabhängig Apriso-Übernahme fast perfekt wählt. Airbus verwendet die- von Computer-Programmen sen Ansatz der Langzeit-Daten- und Systemen nahtlos gelesen Dassault Systèmes (3DS) „Wir bei Apriso sind stolz, archivierung für sein neuestes werden und weiterverwend- möchte Apriso, Anbieter dass wir uns Dassault Sys- Modell A350 XWB (Xtra Wi- bar sein müssen. von Software-Lösungen für tèmes anschließen und be- de-Body), das Fertigungsprozesse, zu ei- währte Produkte und unser 2014 vorge- nem Preis von 205 Millionen Know-how einbringen, um stellt wird. So- US-Dollar kaufen. Apriso soll weltweiten Herausforderun- wohl Airbus bei 3DS in das Portfolio der gen in der Fertigung zu be- als auch Core- Delmia-Anwendungen inte- gegnen“, sagt Jim Henderson, Technologie griert werden. Das Geschäft Präsident und CEO von Apri- sind Mitglied geht, vorbehaltlich behörd- so. Durch die Verbindung mit der LOTAR- licher Genehmingungen, dem Produktportfolio von Vereinigung, im Juli als Bargeschäft über 3DS schließe man jetzt den deren Aufga- die Bühne, so vermelden die Kreis zwischen Design, Engi- be es ist, Stan- Unternehmen. neering und Fertigung. dards für die Bild: CoreTechnologie

5/2013 wenn wir Menschen mit Schäden am Skelettsystem helfen – können sie dann wieder gehen? Ein Roboterskelett – ein Traum, den unsere Software wahr machen könnte.

Überall auf der Welt setzen innovative Köpfe auf die 3DEXPERIENCE Software- Plattform von Dassault Systèmes, um herauszuﬁ nden, was ihre Ideen tatsächlich bewirken können. Dank virtueller Einblicke sind Unternehmen in der Lage, Technologien aus den Bereichen Elektronik, Mechanik und Software intelligent zu kombinieren. Das Ziel ist die Entwicklung innovativer Lösungen, die über die Grenzen des Menschenmöglichen hinausgehen. Wird aus der Zukunftsvision des bionischen Menschen vielleicht schon bald Wirklichkeit?

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WENN WIR mit unseren Fragen die Welt bewegen, können wir sie verändern. 8 Aktuell Trends und Technologie

igus-Energieketten Pepperl+Fuchs Von der Rolle Drehgeber:

igus erweitert das Angebot an aufrollbaren Hall und Wiegand Enegiekettensystemen um zwei neue Va- rianten. Bei der HD-Variante ist eine extra lassen grüßen starke Feder zum Rückzug der e-kette bei vertikalen Anwendungen eingebaut. Für Die Singleturn-Absolutwert- eine hohe Befüllungslast und Bewegungen Drehgeber von Pepperl+ verursacht. Den Stand der in alle Richtungen ist zudem eine Motor- Fuchs basieren auf Zwei- Entwicklung markieren heu- version mit Motorflansch lieferbar. Die e- Achsen-Hall-Sensoren. Zu- te Auflösungen von 12 Bit spool verbindet zwei Energiezuführungen sätzliche Wiegand-Sensoren bei Singleturn-Versionen. in einem System – eine Standard-e-kette, machen daraus Multiturn- Bei Multiturn-Ausführun- die mittels Rolle geführt wird, sowie ein Absolutwert-Drehgeber. Der gen können Auflösungen igus twisterband, das die Drehbewegun- große Vorteil des magneti- bis theoretisch 39 Bit er- gen ausführt. schen Wirkprinzips ist das reicht werden. Standardmä- sehr geringe Bauvolumen ßig sind 12, 16 oder 18 Bit und dass es sich um ein be- verfügbar. Stand heute wer- Baumer-Ultraschallsensoren rührungsloses Abtastsys- den mit diesem Konstrukti- tem handelt. Es gibt kein onsprinzip für magnetische Sicher und robust mechanisches Getriebe, das Absolutwert-Drehgeber Ge- verschleißen kann und War- nauigkeiten von 0,5 bis 1 Die neuen Ultraschall-Sensoren der Serie 70 hat Baumer mit tungs- oder Serviceaufwand Grad erreicht. einem Messenbereich von sechs Metern, schmaler Schallkeu- le und integrierter Temperaturkompen- sation ausgestattet. Das soll dafür sorgen, NVidia dass die Sensoren auch unter schwierigen Umgebungsbedingen verlässlich und Grafik-Power für virtuelle Desktops präszise Ergebnisse liefern. Die schmale Schallkeule der Sensoren fokussiert die Schallenergie und sorgt so für die hohe tieren Kunden Signalsicherheit. Dank vernickeltem Mes- von NVidia und singgehäuse und Schutzart IP67 lassen sich die Sensoren von Citrix von den äußeren Einflüssen nicht beeindrucken. Vorteilen der Desktop-Virtu- alisierung, um Unser web-auftritt grafikintensi- NVidia reagiert auf eine Ent- ve Applikationen zu entwi- Übersichtliche Gestaltung wicklung, dass zunehmend ckeln. Und unter Einsatz von Auf der Startseite finden Sie die Top-News sowie die Themen- Mitarbeiter das eigene Note- Microsoft Windows Server Rubriken, in denen die Meldungen und Beiträge – zur besseren Übersichtlichkeit – einsortiert werden. Dies sind CAD/CAM/Design, book und andere portable RDSH und der XenDesktop-7- PDM & PLM, Simulation, Visualisierung & VR, Digitale Fabrik, Rapid Geräte auch am Arbeitsplatz -Plattform ist eine gemeinsa- Prototyping, Hardware, Dienstleistungen, Antriebstechnik, Auto- nutzen. Dabei greifen die An- me Nutzung von GPUs über matisierung, Elektrotechnik, Fluidtechnik, Konstruktionselemente, wender auf so genannte Desk- mehrere Anwender-Sessions Verbindungstechnik und Werkstoffe. top-Virtualisierungen zurück. möglich. Darüber hinaus er- Mit den bisher üblichen Lö- laubt die Kombination des Ci- Neuer HTML-Newsletter sungen sind damit jedoch nur trix XenServer und NVidia Grid In unserem neuen, wöchentlichen HTML-Newsletter präsentiert einfache Applikationen mög- vGPU die gemeinsame Nut- Ihnen die Redaktion des DIGITAL ENGINEERING Magazins die inte- lich. Schuld sind Leistungs- zung von GPUs über mehrere ressantesten News aus den Bereichen CAD, CAM, PLM, Hardware, Veranstaltungen, Forschung, Konstruktionskomponenten und und Kompatibilitätsproblem, virtuelle Maschinen hinweg. Werkstoffe. Unter die beispielsweise Product Die Unternehmen dehnen mit der Rubrik „News- Lifecyle Management (PLM) einer effizienten Nutzung der letter“ können Sie sowie Video- und Fotobearbei- GPUs durch mehrere Nutzer- den Newsletter schnell und un- tung unmöglich machen. Mit gruppen die Reichweite ihrer kompliziert abon- der Einführung neuer HDX- virtuellen Umgebungen deut- nieren. GPU-Sharing-Lösungen und lich aus: auf Architekten, Inge- Deep-Compression-Techno- nieure, die CAD- und PLM-An- logien in XenDesktop 7 profi- wendungen einsetzen.

5/2013 TEBIS VORSPRUNG � � SIMULATOR

ComputerKomplett ASCAD Weniger Risiken und SAP-PTC-Integration – jetzt unter eigenem Label kürzere Maschinenzeiten: Tebis CAD/CAM mit integrierter Die bisher von PTC vertrie- tung für Konstruktionsteams Maschinen-Simulation. bene Software „PTC Creo Ele- werden die Konstruktionsda- ments/Direct Integration for ten aus PTC Creo Elements/ SAP ERP“, ist in Zukunft direkt Direct Modeling während der vom Entwickler, der Firma Produktentwicklung im PTC ComputerKomplett ASCAD, Creo Elements/Direct Model unter dem Namen „CK.Gate- Manager verwaltet. Abgelei- way: PTC Integration für SAP tete Konstruktionsdaten wer- PLM“ zu beziehen. Oliver Mo- den in definierten Prozesszu- seler, Manager Business Unit ständen an SAP übergeben. PTC bei ComputerKomplett In SAP-zentrischen Produkt- ASCAD, erläutert: „Die Inte- entwicklungsprozessen wer- gration ist eine Entwicklung den Konstruktionsdaten aus von ASCAD, die in den letz- PTC CreoElements/Direct ten Jahren von PTC lizenziert Modeling direkt in der SAP- wurde. Kunden, die diese Lö- Umgebung der Geschäfts- sung einsetzen, erhalten von prozesse verwaltet. Der un- jetzt an direkt von ASCAD den terstützte Satz von SAP-Daten technischen Support und die der CK.Gateway-Integration beratende Unterstützung.“ für PTC Creo Elements/Direct Das Produkt bietet eine fle- in SAP beinhaltet Dokumente, xible Lösung zur SAP-Integrati- Materialstamm, Materialstück- on. Bei der CAD-Datenverwal- listen und Änderungsdienst.

ProCAD Sorgt für Ordnung in der Die Tebis Maschinen-Simulation bringt Licht in Ihre CAM-Prozesse Produktdaten-Wolke – von Anfang an. Durch realitätsgetreue Modelle Ihrer Maschinen mit Kinematik, Bearbeitungsraum sowie Werkzeug und Werkstück Es klingt vielleicht spießig, Ergänzung für den Daten- wird die komplette Fertigung im CAM-System abgebildet. So sehen aber Ordnung ist für ei- und Dokumentenaustausch Sie bereits in der Planungs phase vor dem ersten NC-Programm, nen Projektleiter essenziell. in der Cloud entwickelt. Denn je komplexer das Vor- Die Arbeit zwischen in- welche Maschinen sich für die Bearbei tung eignen, und wie das haben und je mehr beteilig- ternen und externen Mitar- Bauteil am besten aufgespannt wird. Mit der virtuellen Maschine te Personen, desto schwie- beitern zu koordinieren, ist und den Tebis Automill®-NC-Schablonen erstellen NC-Program- riger wird es, den Überblick dabei die Herausforderung. mierer sichere Werkzeugwege auf Knopfdruck. Und wenn sich die zu behalten. Das Karlsru- Eine effiziente Organisation her Software-Unternehmen ist im Projekt gefragt, insbe- zuvor geplante Maschine oder Aufspannung ändert, prüft der ProCAD ist Anbieter für Pro- sondere, was den Austausch Maschinenbediener mit dem Tebis Simulator und korrigiert dort duct Lifecycle Management von Dokumenten angeht. alle Kollisionen und Endschalterauslösungen. So steigern Sie (PLM) und Dokumentenma- Mit PROOM wird der Versand Sicherheit und Flexibilität, während Ihre Rüst-, Lauf- und Still- nagement. Unter dem Label von Daten und Dokumen- standszeiten sinken. Mehr Informationen unter www.tebis.com Pro.File vertreibt das Unter- ten via E-Mail hinfällig. Die nehmen seine Lösungen. Aktualität der Dokumente Mit PROOM hat es nun eine und Nachvollziehbarkeit der Änderungen ERLEBEN SIE TEBIS 3.5 LIVE! bringen hier WFB 2013 19.6. – 20.6.2013 einen ent- SIEGERLANDHALLE SIEGEN scheiden- VDWF-GEMEINSCHAFTSSTAND den Vorteil. F04.02/05

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5/2013 Veranstaltungskalender Aktuell 11

PLZ Anbieter Firma/Anschrift Schwerpunkte Termine

Software Factory GmbH Workshops, Seminare und Consulting zu folgenden Themen: • Entwicklerworkshop Pro/ TOOLKIT auf Anfrage Parkring 4 • Software-Entwicklung mit Pro/TOOLKIT und J-Link für 85748 Garching bei München Creo Parametric (Pro/ENGINEER) • JLink Entwicklerworkshop auf Anfrage Tel.: 089 / 323 501-10 • Anpassungen von Windchill Fax: 089 / 323 501-53 • Migration von Pro/INTRALINK 3.x Datenbanken • Workshop Windchill Customization auf Anfrage E-Mail: [email protected] • Wanddickenprüfung in Creo Parametric (Pro/ENGINEER) mit 80000 Internet: www.sf.com PE-WALLCHECK • Inhouse Workshops auf Anfrage Software Factory – die TOOLKIT | EXPERTEN Infos auf www.sf.com oder für Creo und Windchill per Email an [email protected] Seminare & Schulungen Schulungen & Seminare

KISSsoft AG Die KISSsoft AG stellt Maschinenbau-Berechnungsprogramme 10.07. KISSsoft-User-Meeting Rosengartenstrasse 6 für die Nachrechnung, Optimierung und Auslegung von KUM 2013 8608 Bubikon Maschinenelementen (Zahnräder, Wellen, Lager, Schrauben, 20.-21.08. Einführungs- Switzerland Federn, Passfedern, Presssitze und andere) her. schulung Zahnrad & Welle Tel.: +41 55 254 20 50 KISSsoft bietet auf der Grundlage von internationalen 16.09. Vertiefungsschulung CH Fax: +41 55 254 20 51 Berechnungsstandards (ISO, DIN, AGMA, FKM, VDI etc.) Wellenberechnung E-Mail: [email protected] weitgehende Optimierungsmöglichkeiten. Die Anwendung Internet: www.KISSsoft.AG erstreckt sich vom einfachen Maschinenelement bis zur auto- Infos und Anmeldung matischen Auslegung von kompletten Getrieben. Schnittstel- www.KISSsoft.AG len zu allen wichtigen CADs runden dieses Angebot ab.

DSC Software AG DSC Lösungen erweitern den Leistungsumfang von SAP in den Aktuelle Veranstaltungen Am Sandfeld 17 Bereichen Product Lifecycle Management und Dokumenten- finden Sie auf 76149 Karlsruhe Management um: www.dscsag.de Tel.: 07 21/ 97 74-1 00 • eine intuitive und effiziente Bedienoberfläche Fax: 07 21/ 97 74-1 01 mit intelligenter Prozessunterstützung E-Mail: [email protected] • die Integration von Produktentwicklung und Internet: www.dscsag.com Fertigungsplanung • zahlreiche praxisnahe Zusatzlösungen, 00000-99999 Integrationen für CAx, Office und vieles mehr

Coffee GmbH Auch im Juli bietet das Team der Coffee GmbH ein umfang- • 1. und 2.7. SolidWorks Am Seewasem 7a reiches Paket an unterschiedlichen Trainingseinheiten für all Simulation 35216 Biedenkopf die Interessierten an, die ihr SolidWorks-Wissen auffrischen • 3.7. SolidWorks Motion Tel. +49 2777 8118-0 wollen. Nutzen Sie die Gelegenheit und melden sich für eines • 4.7. Blech und Profil Fax +49 2777 8118-12 der folgenden Coffee SolidWorks Trainings an: mit dem neu • 8.-11.7. , 15.-18.7., 22.-25.7. Mail [email protected] errungenen Know-how können Sie sich im Unternehmen sowie SolidWorks Basistraining 30000 Web www.coffee.de auf dem Markt von der Masse abheben. • 29.7. Erweiterte Teile Anmeldung, Trainingspreise, Schulungsorte (Aalen, Bieden- • 30.7. Formenbau kopf, Gladbeck, Krailling bei München) und weitere Informatio- • 31.7. Oberflächen nen unter www.coffee.de

AutoForm Engineering AutoForm bietet Softwarelösungen für den Werkzeugbau und Softwaretrainings: Deutschland GmbH die Blechumformung an. Deren Einsatz verbessert die Zuver- www.autoform.com/training Emil-Figge-Str. 76-80 lässigkeit in der Planung, reduziert die Anzahl der Werkzeug- Fortbildung:

44227 Dortmund erprobungen und verkürzt die Tryout-Zeiten. Dies führt zu www.autoform.com/ +++ & Marketing +++ R oadshows & Marketing +++ R oadshows Tel.: +49 231 9742-320 höchster Qualität bei der Bauteil- und Werkzeugkonstruktion fundamental-training Fax: +49 231 9742-322 und maximaler Verlässlichkeit in der Fertigung. Zudem werden Consulting: 40000 E-Mail: [email protected] Pressenausfallzeiten und die Ausschussrate in der Fertigung www.autoform.com/ www.autoform.com erheblich reduziert. Das Lieferspektrum wird abgerundet durch consulting maßgeschneiderte Trainings, Fortbildungen, konkreten Imple- Veranstaltungen: mentierungsprojekten und Consultingaktivitäten. www.autoform.com/events

CD-adapco Training Together. Supporting your needs. Softwaretraining www.cd-adapco.com/ Nürnberg Office CD-adapco bietet ein umfangreiches Schulungsangebot für training Nordostpark 3-5 jedermann, ob Anfänger oder CFD- Branchenspezialist. Das 90411 Nürnberg flexible Angebot an Kursen reicht vom traditionellen Schu- Webinars Tel.: +49-911-94643-3 lungsunterricht in den Räumlichkeiten der Firma bis hin zu in- www.cd-adapco.com/ Fax: +49-911-94643-99 teraktiven Webinars sowie zu Videoaufnahmen zum Nachhören browse/live_webinar 90000 [email protected] im Internet. Weitere Details und Anmeldung finden Sie unter Veranstaltungen www.cd-adapco.com www.cd-adapco.com/training www.cd-adapco.com/ browse/workshop Usergroups & Messen Usergroups

5/2013 12 Aktuell Trends und Technologie

Eaton Seal Systems Große Datenmengen via Teamcenter Steuerrelais per verteilen – auch an Dritte Android-App bedienen Die neue easyRemote-Dis- phone und Steuerrelais PLM-Experte Seal Systems rung von Dokumenten- play-App für das Betriebs- erfolgt über Bluetooth. Das hat eine neue Integration verteilungsprozessen und system Android in Versionen erlaubt dem Anwender, nun für Siemens PLM Teamcenter Transmittals umfangreicher 2.2-4 ermöglicht es dem An- auch außerhalb von Gefah- vorgestellt. Die „Document Dokumentenstrukturen aus wender, sich über ein Stan- renzonen mit der Steuerung Distribution Platform for Teamcenter heraus. dard-Smartphone alle Texte zu kommunizieren. Damit er- Teamcenter“ unterstützt Un- Der Anwender wird dabei und Funktionen des Steuer- höht die easyRemote Display ternehmen bei der Erstellung von intelligenten, vollauto- relais easy800 anzeigen zu App nicht nur die allgemeine und kontrollierten Verteilung matischen Sammelfunktio- lassen und aus der Entfer- Nutzerfreundlichkeit, son- großer Unterlagenmengen nen zur Zusammenstellung nung zu bedienen. Die Kom- dern verbessert gleichzeitig (so genannte Transmittals) aller benötigten Inhalte in munikation zwischen Smart- den Arbeitsschutz. an Drittparteien. der richtigen Form und Ver- Aufbauend auf dem SEAL sion unterstützt. Der ma- USB-Messverstärker Systems Document Output nuelle Aufwand sowie die Center – einer Integrations- Fehleranfälligkeit werden da- lösung für Konvertierung, durch effektiv reduziert. Än- Meilhaus nimmt Bestempelung und Output- derungsmanagement und HBM-Espresso ins Programm Management von Doku- volle Nachvollziehbarkeit/ menten und Zeichnungen Transparenz der Verteilungs- Mit der espressoDAQ-Serie trägt 40 Kilosample pro Se- in Teamcenter – ermöglicht prozesse sorgen für hohe Si- liefert Meilhaus Electronic kunde, die Trägerfrequenz DDP4TC zudem die Auto- cherheit und Compliance bei eine USB-Messverstärker- 500 oder 2.000 Hertz. Das matisierung und Optimie- der Unterlagenverteilung. Serie von Hottinger Baldwin DQ401 ist ein Strom-/Span- Messtechnik (HBM). Lieferbar nungsmessverstärker glei- sind drei Typen: Das DQ430 cher Abtastrate und bietet Rittal-Schaltschränke ist ein DMS-Messverstärker vier konfigurierbare Strom- mit Trägerfrequenz-Techno- oder Spannungseingänge. Ein Zuhause für den Energiespeicher logie zum Messen von Kräf- Der DQ809 schließlich ist ein ten, Drücken und Dehnun- Thermoelement-Messver- Die Leistungsfähigkeit erneu- schiedliche Materialien wie gen. Es verfügt über vier stärker mit einer Abtastrate erbarer Energien wird in Ver- Stahlblech, Edelstahl oder Kanäle und unterstützt Deh- von 10 Kilosample pro Se- bindung mit Energiespeicher- Sichttüren und ein modula- nungsmessstreifen in Halb- kunde. Acht Thermoelemen- Systemen deutlich erhöht. rer Aufbau bieten eine Platt- und Vollbrückenschaltung. te gängiger Typen lassen sich Für die sichere Einhausung form zur Integration von Die maximale Abtastrate be- via Adapter anschließen. von Speicher-Modulen wie Energiespeicher-Modulen. Lithium-Ionen-Akkus hat Rit- Die ebenfalls integrierbaren Camtex tal Lösungen für Energiespei- 19-Zoll-Schienen sind bis 100 cherschränke im Programm. Kilogramm belastbar und in Man spricht CAD – Dabei greift Rittal auf das TS-8- der Höhe flexibel montierbar. -Schaltschranksystem zurück. Ein Standardschrank der Serie Konverter in neuer Version Hohe Flexibilität und Stan- TS 8, der mit 19-Zoll-Einschü- dardabmessungen, unter- ben für Li-Ion-Batteriemodule Die Firma Camtex hat Versi- der, das hilft, unternehmensin- voll bestückt ist, bietet derzeit on R10 des Datenkonverters terne Abläufe zu straffen. die Einhausung eines Energie- Transmagic herausgebracht. In der neuen Version ist der speichers mit einer Kapazität Mit dem Programm zielt der Konverter kompatibel mit Win- von rund 35 kWh. Für einen Hersteller auf den Produkti- dows 8. Zudem wurde die Per- höheren Bedarf an Speicher- onsprozess. Dieser kennt zahl- formance um die Faktor 2 bis 3 kapazität lassen sich problem- reiche CAD-Sprachen – und verbessert und die Unterstüt- los mehrere TS-8-Schränke die Übersetzung von der einen zung PMI (Product Manufac- aneinanderreihen. Gerade für zur anderen stellt sich nur allzu turing Information) erweitert. Anwender, die einen Groß- oft als schwieriger als gedacht Beim Import von CATIA und speicher mit einem 20- oder heraus. TransMagic schafft NX ist es nun möglich, 3D-Be- 40-Fuß-Container aufbauen Abhilfe. Als Direkt-Konverter maßungen, Form- und Lage- Eignet sich zum Aufbau von Speichern für er- möchten, ist diese Lösung in- übersetzt die Software zahlrei- toleranzen sowie Oberflächen- neuerbare Energien: Schaltschrankserie TS 8. teressant. che CAD-Formate untereinan- zeichen zu visualisieren.

5/2013 Publireportage – Strömungssimulation Simulation & Visualisierung 13

Sikorsky Optimiert Luftwiderstand am Rotorkopf Verluste vermeiden von Alan Egolf und Mike Dombroski

Die Optimierung der parasitären Widerstände wie Reibung und Luftwiderstand sind ein wichtiger Punkt bei der Entwicklung eines Hubschraubers, denn sie bestimmen den Bedarf an Energie und Antriebskraft. Ein Knackpunkt sind die Verluste am Rotor. Helikopter-Fabrikant Sikorsky hat als Lösung einen numerischen Prozess auf Basis der CD-adapco-CFD-Software STAR-CCM+ entwickelt und an einem historischen Beispiel dessen Funktion validiert.

ie parasitären Verluste am Rotor eines Hubschraubers machen rund Dein Drittel seines gesamten Luftwi- derstands aus. Eine Lösung, diese Verlust- Komponente zu reduzieren, sind stromli- nienförmige Verkleidungen im Bereich des Rotors. Zwar reduziert das den Strö- mungswiderstand, jedoch erschweren die Verkleidungen Wartung und Inspek- tion und führen zu erhöhten Betriebs- kosten. Daher sind alternative Methoden erstrebenswert, um den Strömungswi- derstand am Rotorkopf zu verbessern. Ein Ansatz besteht darin, den Rotor- kopf und seine Komponenten so zu kons truieren, dass er als Baugruppe weniger Luftwiderstand verursacht. Der klassische Weg besteht darin, basierend auf empi- risch bestimmten Vergleichdaten die Wi- derstandskomponenten des Rotorkopfs zu ermitteln und darauf basierend eine Der Sikorski-Helikopter S-92A beim Start. Vorhersage über den Gesamtwiderstand der Baugruppe zu treffen. Die Methode stützt sich also nur auf historische Daten lassen sich innerhalb kürzester Zeit zahl- in der Berechnungsgenauigkeit des Wi- und auch Störeffekte werden lediglich reiche Varianten in der nötigen Genau- derstands am Rotor, insbesondere wenn abgeschätzt. Auch eine Optimierung des igkeit berechnen. Sikorsky setzte bei der noch keine experimentellen Daten vor- Designs auf die Fertigung der Einzelkom- Umsetzung der Strategie auf numerische liegen. Die zwei Rotorköpfe, S-92A und ponenten ist mit dieser Methode schwie- Strömungsmechanik (Computational UH-60A, wurden 1994 im Rahmen des rig. Steht nach diesem recht subjektiven Fluid Dynamics, CFD) und das Programm S-92A-Luftfahrtzeug-Entwicklungspro- Prozess das Design fest, folgen Tests im STAR-CCM+ von CD-adapco. An den zesses in einem Größenverhältnis von Windkanal und eine mitunter kostenin- historischen Beispielen der Rotorköpfe 1:2 im Windkanal des United Technolo- tensive, iterative Konstruktionsoptimie- S-92A und UH-60A zeigt dieser Artikel gies Research Centers (UTRC) getestet. rung mit wiederholten Versuchen. die Funktionalität dieser Methode. Ohne die Ergebnisse dieser Tests zu be- Sikorsky hat aus diesen Gründen ein rücksichtigen, stellt die Simulation die alternatives Verfahren erarbeitet: Die Simulation stellt historische damalige Situation nach – einschließlich auf numerischer Simulation basierende Windkanaltests nach der Windkanalwände und der Spreizplat- Methode optimiert den Widerstand am Abgesehen von der Zeitersparnis im tenmontage. Die Taumelscheiben in den Rotorkopf und berücksichtigt gleichzei- Entwicklungsprozess liegt der eigentli- Versuchen waren nicht funktionstüchtig, tig fertigungstechnische Aspekte. Dabei che Wert der numerischen Simulation weshalb auch in den Simulationen die

5/2013 14 Simulation & Visualisierung Publireportage – Strömungssimulation

Oberflächenreprä- sentation eines S-92- Konfiguration des S-92A-Rotorkopfs, ge- A-Rotors. folgt von Simulationen, in denen Aufsatz, Schubstange, Scheiben und Antrieb, Tau- melscheibe und Bifilarspule entfallen. Gleichermaßen wurden die UH-60A-Re- chenläufe mit einer umfassenden Kon- figuration begonnen und anschließend die Bifilar- und die verstellbaren Anlenk- gestänge in den weiteren Schritten entfernt. Ingesamt wurden für die Rotor naben S-92A und UH-60A jeweils sechs respektive drei Konfigurationen durch- gerechnet. Es wurden stationäre Simula- tionen beider Rotorköpfe mit einer Ein- trittsgeschwindigkeit von 150 Knoten, einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 500 Umdrehungen pro Minute sowie einer Vorschubkraft durchgeführt, die ähn- lich der eines maßstäblichen Drehflüg- lers ist. In den Simulationen wurde die gleiche Reynolds- und Machzahl wie in den Versuchen verwendet. Auf den groben Gittern der Rotor- kopfgeometrien liefen die stationären Rechenläufe unter Verwendung von Moving Reference Frame (MRF) ab. Die MRF-Methode eignet sich für rotierende Bezugsysteme, wobei die rotierenden Gebiete – wie hier die Rotorköpfe – nicht physisch rotieren, sondern der Gitter der Vertikalebene des Rotors. Effekt der Rotation bei der Berechnung im Solver berücksichtigt wird. Die Ergeb- Verbindung zwischen Rotor und Moto- metrische Verfeinerung eingebracht, ba- nisse der Grobgitterrechenläufe dienten ren nicht berücksichtigt wurde. sierend auf der Lösung eines groben Re- als Startlösungen für die Rechenläufe chennetzes, um die Nachlaufströmung auf den feinen Gittern. Die Berechnun- Bildung des Simulationsnetzes genau zu erfassen. Um die rotierende gen für die feinen Gitter berücksichtigen Um die Rotorkopfgeometrie in eine Ober- Baugruppe herum wurde zudem ein „Sli- die Rotation der Baugruppe mittels Rigid flächenstruktur zu diskretisieren, nutzt ding Mesh“ eingesetzt. Das fertige Volu- Body Motion. Bei der Rigid Body Moti- Sikorsky die „Surface-Wrapper“-Metho- mengitter des S-92A-Rotorkopfs besteht on handelt es sich um eine Festkörper- de in STAR-CCM+. Der Surface Wrapper aus 14,8 Millionen getrimmten hexaed- rotation mit echter Gitterbewegung. Es schrumpft ein Gitter um eine vorgege- rischen Zellen, wobei das prismatische wurden zwei instationäre Rechenläufe bene Geometrie und kreiert so eine fein- Grenzschichtnetz 8,2 Millionen Zellen basierend auf einer statistischen Model- maschige Oberfläche. Auf diese Weise beinhaltet. Ein ähnlicher Prozess für die lierung (Unsteady Reynolds Averaged entsteht eine Geometrietreue der Ober- UH-60A-Rotornabe ergab 13,1 Millionen Navier Stokes – URANS) sowie eine Deta- fläche, die auch kleinste Details wie Mut- Hexaederzellen mit 7,1 Millionen Zellen ched-Eddy-Simulation (DES) berechnet. tern und Bolzen darstellt. Der gesamte in der Grenzschicht. Die URANS-Rechenläufe verwendeten Modellbereich besteht aus getrimmten die Lösung der stationären Rechnung als hexaedrischen Volumenzellen mit einem Simulationsablauf Startlösung, die DES-Rechenläufe nutz- prismatischen Grenzschichtgitter nahe Die Lösung der Simulation erfolgte unten die URANS-Lösung mit einem SST- der Oberfläche, um die Grenzschichtströ- ter Beachtung empfohlener Vorgehens- k-ω-Turbulenzmodell nach Dr. F. Menter mung zu erfassen. weisen für die Simulation beweglicher als Startlösung. Für die instationären Re- Im Beispiel verfügt die Kontur des Objekte in STAR-CCM+. Erste Rechen- chenläufe wählte Sikorsky Schrittweiten Grenzschichtgitters über vier prismati- läufe erfolgten auf Basis eines groben zwischen 0,5 und 5 Grad der Nabenrota- sche Zellschichten. Auf der Oberfläche Gitternetzes. Die Ergebnisse dienten der tion pro Zeitschritt. der Rotorkopfabdeckung befinden sich Überprüfung des Modellaufbaus sowie zudem zehn Zellschichten, um die di- der abschnittsweisen Verfeinerung des Ergebnisse cken Grenzschichten auf dieser Oberflä- Gitters. Der Lösungsprozess folgte dem Der Luftwiderstand aus den stationä- che genau auflösen zu können. Hinter Windkanaltests in umgekehrter Reihen- ren Rechenläufen mit MRF entsprach dem Rotorkopf wurde zudem eine volu- folge mit einer anfänglich vollständigen dem berechneten maximalen Luftwider-

5/2013 Publireportage – Strömungssimulation Simulation & Visualisierung 15

stand aus den DES-Durchläufen mit einer deutig der Einfluss der Rotation auf den 5-Grad-Nabenrotation pro Zeitschritt. Oberflächendruck zu erkennen. Die in- Wie erwartet, ist der maximale Luft- stationären Wirbel im Nachlauf des Ro- widerstand feststellbar, wenn die Rotor- torkopfes werden in den blau-grünen blätter senkrecht (sprich: 90 Grad) zur Bereichen der Geschwindigkeitskontu- Strömung mit einer großen Frontfläche ren hinter dem Rotorkopf deutlich. stehen, während ein minimaler Wider- Der Rotorkopf Sikorsky S-92A wies in stand auftritt, wenn sich die Rotorblätter Versuchsreihen der frühen Entwicklungs- in einem 45-Grad-Winkel zur Strömung phasen eine Heckschwingung auf, die auf mit minimaler Frontfläche befinden. Der die Nachlaufströmung der Scheiben- und zeitliche Durchschnitt des Widerstands dazugehörigen Komponenten des Ro- wies Abweichungen von vier Prozent zwi- torkopfes zurückgeführt werden konnte. Simulation schen den Zeitschritten 5 und 0,5 Grad Es handelt sich hierbei um die einzigen Test auf, während der Unterschied des Durch- Strukturen, die eine zweifache Umdre- schnittswiderstands zwischen URANS- hungskraftfunktion pro Rotor auslösen und DES-Durchläufen 0,6 Grad betrug. können. Dieses Problem wurde gelöst, Vergleich von Test und Simulation in unterschiedlichen Das DES-Verfahren konnte die Turbulenz indem die vertikale Position des Rotor- Konfigurationen. im Nachlauf des Rotorkopfes besser auflö- kopfes angehoben und Veränderungen sen. Der Spektralgehalt dieser Turbulenz am Pylon vorgenommen wurden. DES-Studien. Anhand dieser Zahlen lässt hatte jedoch kaum Auswirkungen auf den sich erkennen, dass erfahrene Nutzer Ro- Gesamtwiderstand des Rotorkopfes. Die Zusammenfassung torkopfwiderstandanalysen im Rahmen abschließenden Simulationen zur Validie- Sikorsky wollte die Nutzbarkeit von nu- von Designstudien äußerst schnell und rung beider Rotorenköpfe mit ihren un- merischen Simulationen zur genauen Be- effektiv mit ausreichend Genauigkeit terschiedlichen Konfigurationen wurden rechnung des Strömungswiderstands am durchführen und somit frühzeitig Er- als DES-Durchläufe mit einem Zeitschritt Rotorkopf neuer Rotorkopfkonstruktio- kenntnisse über die Rotorkopfkonstrukti- von 5 Grad durchgeführt. nen in der Entwicklungsphase untersu- on gewinnen können. Die Ergebnisse Die Ergebnisse aus den DES-Rechen- chen. Die numerischen Simulationen dieser Studie zeigen zudem, dass STAR- läufen für die S-92A-Geometrie zeigten, zeigten, dass STAR-CCM+ den Rotorkopf- CCM+ in der Lage ist, sehr schnell Re- dass die zusätzlichen Bauteile den Luft- widerstand verhältnismäßig gut mit ei- chengitter für komplexe Widerstandsun- widerstand erhöhten und gut mit den ner maximalen Fehlerquote von sieben tersuchungen am Rotorkopf zu erstellen. Windkanalergebnissen korrelierten. Im Prozent im Vergleich mit den realen Ver- Darüber hinaus zeigte sich, dass STAR- Durchschnitt überschätzten die nume- suchen berechnen kann. Für eine Erststu- CCM+ auch dafür geeignet ist, die Struk- rischen Ergebnisse den Luftwiderstand die ohne Gitterunabhängigkeitsuntersu- tur im Nachlauf des Rotorkopfes mit ho- nur leicht, und die größte Fehlerquote chung sind diese Ergebnisse akzeptabel, her Genauigkeit wiederzugeben. jbi zwischen Simulation und Versuch betrug und die Simulationsergebnisse lassen weniger als sieben Prozent. Die numeri- sich durch lösungsbasierte Gitterverfei- Alan Egolf ist Supervisor Aerodynamic Metho- schen Ergebnisse für den UH-60A-Rotor- nerung und Untersuchungen zur Zeit- dology bei Sikorsky Aircraft in Stratford. kopf unterschätzten den Luftwiderstand, schrittweite verbessern. Der Zeitaufwand MikeDombrosk ist Principle Application Engi- während andere Trends den Ergebnissen vom CAD-Modell bis zu den Ergebnissen neer bei CD-adapco in Detroit. der S-92A-Rotornabe entsprachen. betrug etwa 14 Arbeitsstunden An den Konturen des Drucks an der und rund 30 Rechner-Stunden Oberfläche und des Betrags der Ge- für die MRF-Studien sowie rund schwindigkeit in der Mittelebene ist ein- 75 Rechner-Stunden für die

Darstellung des Oberflächendrucks. Bilder: CD-adapco Plott der Geschwindigkeitsbeträge in der Mittelebene.

5/2013 16 Simulation & Visualisierung Robust-Design-Optimierung

Sensitivitätsanalyse mit der Ansys Workbench Mehr Verständnis

in der frühen Phase von Markus Kellermeyer

Wie lässt sich ein Produkt auch unter streuenden Bedingungen verbessern? Simulation kann an dieser Stelle ein nützliches Werkzeug sein. Aber reicht sie auch aus, um das Produktverhalten ausreichend zu verstehen? Zur sicheren Auslegung von Produkten sind Methoden zur Bewertung der Simulationsergebnisse unerlässlich.

in erfahrener Ingenieur entwickelt sich selbst, seinem Kolle- mit der Zeit ein gutes Bauchgefühl gen oder dem Chef die Efür sein Produkt, doch bekommt er komplizierten Zusam- ein noch besseres Gefühl, kann er seine menhänge anschaulich Einschätzung auch mit Zahlen bestäti- zu vermitteln und folgen- gen und belegen. Die in die Ansys Work- de Fragen zu beantwor- bench integrierte Software optiSLang zur ten: Robust-Design-Optimierung (RDO) er- • Wodurch werden die setzt Vermutungen durch Fakten und die Produkteigenschaf- Ergebnisse lassen nicht selten staunen. ten maßgeblich beein- Die Software soll helfen, nach einer flusst? erfolgreichen Simulation den nächsten • Welche Parameter spie- Schritt zu gehen: Das Design in seinen Zu- len eine untergeordnete sammenhängen so gut zu verstehen, dass oder gar keine Rolle? es gezielt verbessert werden kann. Dabei • Sind Ausreißer in der arbeitet optiSLang unabhängig von Phy- Statistik physikalisch sikdomänen oder deren Kopplung. oder numerisch be- Das lässt sich dadurch realisieren, dass dingt? durch automatisch durchgeführte Vari- • Wie groß ist das Risiko, antenstudien eine Stichprobensamm- dass das Produkt in der Die dreidimensionale Antwortfläche verdeutlicht die Sensiti- lung (Sampling) erfolgt. Die unterschied- Realität aufgrund von vität des Modells. Hier wird eine Prognosegüte (Coefficient of lichen Darstellungsmöglichkeiten dieser Streuungen versagen Prognosis – CoP) von 90 Prozent erreicht. Bilder: CADFEM Stichproben helfen dem Ingenieur dabei, wird (denn Eingabeda- ten sind nie exakt)? • eine einfache und sichere Bedienung zu Das sind keine leichten Fragen, die mit ermöglichen, manuell durchgeführten Variantenstu- • den kompletten Leistungsumfang der dien kaum zu beantworten wären. Die Algorithmen von optiSLang zu erschlie- Antworten auf diese Fragen sind aber ßen, wichtig, weil sie letzten Endes dem ei- • die Definition der Randbedingungen, gentlichen Ziel dienen, nämlich Verbes- Zwangsbedingungen, Ziele und Abläu- serungsvorschläge zu entwickeln, die fe durch Automatismen zu beschleuni- durch eine hohe Prognosegüte abge- gen und sichert sind. Folglich sollte der Einsatz • trotzdem Flexibilität zu gewährleisten, von Programmen wie optiSLang fester (Automatismen müssen abänderbar Automatisch gene- Bestandteil des Entwicklungsprozesses sein). rierte Designs dienen als Grundlage für die sein. Die Integration von optiSLang in Letztlich ist das Ziel der Automatismen, spätere statistische Ansys zielt darauf ab, ein umfassendes dem Anwender mehr Zeit für die Inter- Auswertung. Nutzenpotential zu eröffnen, und zwar: pretation der Ergebnisse zu geben.

5/2013 Robust-Design-Optimierung

Viele Berechnungen in kurzer Zeit Auf diese Weise ist es möglich, eine Vermutung Info-Tag: Parametrische „schnell“ mit der Berechnung einer Anzahl von Simulation – von der Idee Varianten zu bestätigen“. Das Berechnen von zum optimalen Produkt etwa 50 bis 100 Varianten zur Erstellung einer Eine klassische FEM-Simulation liefert für glaubwürdigen Statistik wird dadurch begüns- eine konkrete Geometrie-, Material- und tigt, dass Ansys mit Version 14.5 so genannte Belastungskonfiguration eine punktuel- HPC-Parametric-Pack-Lizenzen eingeführt hat. le Aussage. In der Praxis sind jedoch die meisten Einflussgrößen variabel. Folglich Diese ermöglichen parallelisiertes Rechnen auf müssen sich auch verschiedene Geometrie- bis zu acht Kernen, können über optiSLang an- oder Materialvarianten sowie unterschied- gesprochen werden und vervielfältigen damit liche Lastzustände oder Streuungen in der den bestehenden Lizenz-Pool. Dadurch lassen Simulation widerspiegeln, um die geplan- sich beispielsweise mit einer Mechanical-Lizenz, ten Produkte und Produktionsprozesse einer HPC-Pack-Lizenz und drei HPC-Parame- verstehen und verbessern zu können. Ihre Ideen... tric-Pack-Lizenzen gleichzeitig 16 Konstruktio- Während des Info-Tages „Verstehen Sie Ihr einfach in Form nen auf insgesamt 128 Kernen berechnen. Also Design!“ verdeutlicht CADFEM an struktur-, strömungs- und elektromechanischen muss in diesem Fall für 64 Berechnungen effek- gebracht Fragestellungen, wie sich optiSLang ein- tiv nur noch die Zeit von vier Rechenläufen ab- setzen lässt. Dabei wird der Designraum gewartet werden. systematisch untersucht, eine Optimierung Nach dem Verstehen des Designs folgt im mit konkurrierenden Zielen durchgeführt zweiten Schritt das Optimieren, und auch das und die Funktion auch bei streuenden möglichst auf Knopfdruck. Aufgrund der Cha- Einflüssen sichergestellt. Neben typischen rakteristik der Optimierungsaufgabe macht op- Anwendungen zur robusten Parameter- tiSLang Vorschläge für geeignete Algorithmen, variation werden auch Technologien zur die vom Benutzer bestätigt werden können. zeitsparenden, simultanen Lösung durch abgestimmte Hardware- und Software- Den Rest erledigt die Software. Hier stehen zwei Konfigurationen vorgestellt. Darüber hinaus Wahlmöglichkeiten zur Verfügung: thematisieren die Referenten Vorgehens- • eine sekundenschnelle Optimierung „on the fly“ weisen zum Ablauf sowie zur Organisation auf Basis bereits gerechneter Varianten und der Ergebnisse. Der Infotag findet am 15. • eine Optimierungsmethode, die weitere Re- Oktober in Leinfelden-Echterdingen, am 19. chenläufe benötigt, dafür aber genauer ist. November in Hannover und am 27. Novem- Typischerweise folgt nach der Wahl der ersten ber in Grafing bei München jeweils von 13 Option die Bewertung des Ergebnisses. Besteht bis 17 Uhr statt. dann der Wunsch nach einem noch besseren Design, wird zusätzlich die zweite Option ge- ner höheren Wahrscheinlichkeit gewährleistet wählt. werden kann, als das bei den anderen Varian- ten der Fall wäre. Die Bewertung von Streuun- Fundierte Entscheidungsgrundlagen gen ist insgesamt eine wichtige Information, da Die verschiedenen Anforderungen, die ein Pro- die Verantwortlichen in der Produktion dadurch dukt erfüllen soll, stehen oftmals im Konflikt zu- mit Tipps versorgt werden können, in welchen einander. Deshalb ist es wichtig, diese Konflikte Bereichen die Fertigungstoleranzen gelockert zu visualisieren, um daraus eine Kompromissent- beziehungsweise strikt eingehalten werden scheidung ableiten zu können. Außerdem gibt sollten. Damit lassen sich immense Einsparun- es oft nicht nur eine optimale Lösung, sondern gen realisieren. mehrere gute Wahlmöglichkeiten sind denkbar. Auch wenn das verbesserte und abgesicherte Der Ingenieur muss deshalb begründen können, Produkt feststeht, muss es so gestaltet sein, dass wieso bei mehreren potenziell guten Möglich- es auf Kundenwunsch flexibel und schnell ver- keiten die eine, von ihm gewählte besonders gut änderbar ist. Beispielsweise muss abgesichert und den anderen vorzuziehen ist. sein, dass die Kontaktübertragung in einer Steckverbindung auch noch funktioniert, wenn Bewertung von Streuungen die Dimensionierung gemäß dem Kunden- Mastercam / Ein Kriterium kann zum Beispiel die Streubrei- wunsch angepasst wird. Eine sekundenschnelle InterCAM-Deutschland GmbH Am Vorderflöß 24a te eines Parameters sein, durch den das Design Abschätzung kann hier mit Verhaltensmodellen 33175 Bad Lippspringe Tel. +49(0)5252-989990 grenzwertig wird – etwa die Streubreite einer vollzogen werden. Das ermöglicht bereits im www.mastercam.de [email protected] Spannung aufgrund schwankender Umweltbe- Gespräch mit dem Kunden eine fundierte Ein- dingungen wie Materialkennwerte, Imperfekti- schätzung. jbi onen oder Lastangriffswinkel. Der Vorteil könn- te somit sein, dass bei der gewählten guten Markus Kellermeyer ist Berechnungsingenieur bei Möglichkeit auch noch die Funktionalität mit ei- CADFEM in Grafing bei München.

Stand Nr. S03.01

Verwendung der Bilder mit freundlicher Genehmigung der Firma koziol »ideas for friends GmbH. 18 Simulation & Visualisierung Virtuelle Inbetriebnahme

Neue Strategien in der Anlagenkonzeption Dem steigenden Druck begegnen von Harald Preiml

Die Anforderungen an Produktionsanlagen nehmen stetig zu. Ein vielversprechendes Konzept, den Forde- rungen entgegenzutreten, ist die virtuelle Maschine. Die Möglichkeit, Produkte mit Losgröße eins zu Bedin- gungen der Serienfertigung zu erzeugen, ist dabei eine der Verlockungen.

Den Anlagenbauern steht zunehmend weniger Entwicklungszeit für immer ...die virtuelle Maschine, mit der sich auch größere Produktionssequenzen in komplexere Anlagen zur Verfügung. Abhilfe schafft... Echtzeit simulieren lassen.

ie Variantenvielfalt von Produkten bung abzuleiten und danach die Mecha- dule) kommt der Anlagenbau dem Ideal nimmt künftig noch weiter zu, wäh- nik zu konstruieren, es folgen Elektropla- der Wiederverwendbarkeit (Standardisie- Drend die Losgröße sinkt und der nung und Softwareentwicklung, Tests rung) näher. Die dafür notwendigen Funk- Druck in puncto Kosten und Termine und schließlich die Inbetriebsetzung. tionsbeschreibungen, Schaltpläne, Soft- zunimmt. Zudem ist es schon heute im Diese sequenziellen Abläufe im Enginee- waremodule, Hydraulikpläne und so Produktionsumfeld Alltag, dass sich die ring sind insbesondere für den normalen weiter charakterisieren die entsprechen- Aufgabenstellung noch in der Projekt- Betrieb der Anlage ausreichend. Schwie- de mechatronische Komponente. Die so phase ändert. riger ist es, die Software in Störfällen zu einmal entstandenen Komponenten kön- Diesen Randbedingungen begegnet testen. Weit mehr als zwei Drittel einer nen immer wieder eingesetzt werden. die Firma Heitec mit dem Konzept der Steuerungssoftware gewährleistet heute Sind diese entsprechend mit dem dazu- „virtuellen Maschine“ und verfolgt damit die Sicherheit und Funktionsfähigkeit ei- gehörenden Simulationsmodell getes- eine Reihe von Zielen, etwa die effekti- ner Anlage. Mit der virtuellen Maschine tet, kann der Anwender sicher sein, dass ve Spezifizierung der Aufgabenstellung, lassen sich Optimierungsschritte risiko- die Funktionsfähigkeit gegeben ist. Die Erhöhung des möglichen Standardisie- arm umsetzen und auf Funktionsfähig- Entwicklungszeiten werden sich entspre- rungsgrades und eine Verbesserung der keit überprüfen. chend reduzieren. Softwarequalität. Weitere Ziele sind stabi- Die „virtuelle Inbetriebnahme“ be- Für die Inbetriebnahme virtueller Ma- le und nachvollziehbare Abnahmekriteri- ziehungsweise die Inbetriebnahme ei- schinen nutzt die Firma Heitec das Ent- en und optimale Voraussetzungen für Ser- ner virtuellen Maschine ist deshalb ein wicklungstool Vituos von der Stuttgarter vice und Wartung. Die virtuelle Maschine wichtiger Baustein im modernen En Firma ISG. Es besteht aus einer Anlagen- bietet zudem die Chance, Mitarbeiter be- gineering-Prozess. Für die Optimierung und Maschinensimulation sowie einer reits vor dem eigentlichen Anlagenbe- ist ein mechatronischer Ansatz zu wäh- 3D-Visualisierung. Beide Systeme werden trieb auszubilden und einzuarbeiten so- len. Das heißt, Mechanik, Elektrik, Pneu- miteinander gekoppelt, um eine virtuelle wie Prozess-Know-how zu sammeln. matik oder Hydraulik und Software sind Maschine zu ermöglichen. Im Gegensatz zur virtuellen Maschine als eine Einheit zu betrachten. Durch die Das Know-how von Heitec liegt dabei besteht der klassische Weg darin, aus der Aufteilung der Maschinen- oder Anlagen- im Engineering bei der Entwicklung in Aufgabenstellung die Prozessbeschrei- teile in Funktionen (mechatronische Mo- zwei Aspekten. Zum ersten in der Ent-

5/2013 Virtuelle Inbetriebnahme Simulation & Visualisierung 19

wicklung einzelner Objekte und Subob- aufwändige Probe-Aufbauten reduziert jekte in Bibliotheken. Sie bilden die Basis werden können, sondern die virtuelle In- für Elektro- und Software-Konstruktion betriebnahme auch dazu dienen kann, sowie die Modellerstellung in der virtu- Anlagenbediener und Wartungsperso- ellen Welt. Zum zweiten entwickelt Hei- nal qualifiziert zu schulen. tec Methoden zur Automatisierung im Beim dritten Projektbeispiel handelt es Engineering – automatische Generie- sich um das Retrofit einer Produktionsan- rung von E-Plänen, Softwareprojekten lage für Vliesstoffe. Der Kunde hatte zwei und virtuellen Maschinen. große Probleme: Zum einen waren wichtige Komponenten zum Austausch nicht Start ins Anlagenprojekt mehr verfügbar, zum anderen stiegen die Bei den meisten Anlagenprojekten sind Umrüstzeiten wegen einer zunehmenden anfangs nur sehr grobe Informationen Produktvielfalt stark an. Die Wirtschaft- vorhanden. Wir starten unser Projekt mit lichkeit nahm ab und die Personalkosten der Übernahme eines nicht endgültigen für die Umrüstungen stiegen. Layouts der Anlage, also einer lückenbe- Heitec-Ingenieure entwickelten und hafteten Beschreibung der Gesamtheit Im Virtuellen lassen sich auch Störfälle testen, testeten die Software für das neue Kon- und einzelner Stationen. Hinzu kommen die real kaum nachstellbar wären. zept. Hier war Vorgabe des Kunden, die meist sehr knappe Kosten- und Termin- Anlage durch die Umrüstmaßnahmen vorgaben. das Basismodell im CAD konstruierten. immer nur minimal stillzulegen. Dazu Nach der Analyse der Aufgabenstellung Diese Daten wurden in die virtuelle 3D- musste die Zeit zur Wiederinbetriebnah- erfolgt die Abstimmung über die Realisie- Plattform importiert, gefiltert und mit me drastisch reduziert werden. rung. Ist die Anlage mit bei uns in den Bi- den Objekten der virtuellen Maschine Im Projekt entwickelten die Ingenieu- bliotheken vorhandenen Objekten wei- verbunden. re neue Funktionen und gestalteten die testgehend realisierbar, können wir eine Basis für die virtuelle Maschine war die Produktionsleitsoftware wesentlich intel- Interpretation mit der Geräte- oder Stück- Geräteliste des Maschinenbaukonstruk- ligenter, als dies bis dato an der Anlage liste des Maschinenbauers beginnen und teurs, die als Excel-Datei zur Verfügung verfügbar war. Dafür waren jedoch mehr einen erheblichen Teil des Engineering- stand. Aus dieser Geräteliste wurde über Informationen nötig, weswegen neue Prozesses automatisieren. Es entstehen eine Interpretationsmethode der Elektro- Schnittstellen und neue Bussysteme er- E-Pläne für die Schaltanlagenfertigung, plan für die virtuelle Maschine automa- forderlich wurden. Softwareprojekte sowie die Abbildung tisiert erstellt. Die virtuelle Inbetriebset- der dezentralen Peripherie in dem Mo- zung hatte bereits stattgefunden, obwohl Der Schlüssel zur Effizienz dell der virtuellen Maschine. Ergebnis ist das Projekt noch nicht den Konstruktions- Für Heitec als Dienstleistungsunterneh- keine hundertprozentige Projektlösung, tisch verlassen hatte. men ist das Konzept der virtuellen Ma- jedoch ist in erheblich kürzerer Zeit ein In der Produktion von Rädern hat die schine und der damit verbundenen flexibler Projektstand erreicht. Änderun- Typenvielfalt stark zugenommen, so dass neuen Möglichkeiten im qualifizierten gen seitens der Endkunden und dem An- das Verhältnis Produktionszeit zu Um- und automatisierten Prozess der Pro- lagenbauer sind noch jederzeit möglich. rüstzeit unwirtschaftlich geworden ist. jektentwicklung eine entscheidende Bei Neuentwicklungen legen wir sehr Bei hoher Umrüstzeit und ständigem Ty- Methode, um den Gegebenheiten auf viel Augenmerk auf die Modularisierung. penwechsel sinkt die reale Produktions- dem Markt, etwa zunehmender Kosten- Mit diesem Vorgehen erweitern wir unse- zeit, da die Umrüstung an der Maschine und Termindruck, auch künftig entge- re Bibliotheken – immer unter der Prämis- erfolgen muss. genzutreten. jbi se, dass wir den mechatronischen Blick- Mit der virtuellen Maschine und der winkel behalten. entsprechenden Automatisierungsum- Harald Preiml ist Vorstand der Heitec AG in Aktuell hat die Firma Heitec verschie- gebung können mit einem gewissen Erlangen. dene Projekte in unterschiedlichen Bran- Entwicklungsaufwand die Umrüstungen Bei einer Anlage zur Felgenprüfung chen mit Modellen von virtuellen Ma- bereits im Büro des Produktionsplaners konnten die Methoden der virtu- schinen in der Projektierung, an dieser erfolgen. Ein Download der erstellten Re- ellen Inbetriebnahme Rüstzeiten Stelle seien drei Beispiele erwähnt: eine zeptur in die Maschine kann die Umrüst- deutlich reduzieren. Prüfanlage für Alufelgen, eine Montage- zeit mit der verbundenen Produktion er- Bilder: Heitec linie für Solarmodule und eine Vliesstoff- heblich reduzieren. produktionsanlage. Im zweiten Projekt, eine Montagelinie Bei der Räderprüfanlage konnten wir für Solarmodule, wurde ohne jegliche den zum Zeitpunkt maximal möglichen Maschinendaten ein virtuelles Modell Automatisierungsgrad ausschöpfen, da aus vorhandenen Objekten erstellt. Ziel dieses Projekt komplett innerhalb der war herauszuarbeiten, dass eine virtu- Heitec-Gruppe realisiert wurde. In die- elle Inbetriebsetzung gegenüber einer sem Projekt wurden mit dem Kunden die realen Vorinbetriebnahme Vorteile bie- Details besprochen, während wir bereits ten kann. Es zeigte sich, dass nicht nur

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VisionPro unterstützt fehlerfreie Produktion bei B&R Vom Anspruch in die Wirklichkeit

von Ralf Baumann

Eine Null-Fehler-Strategie zu verfolgen, ist das eine, sie zu 100 Prozent umzusetzen das andere. Anspruch und Wirklichkeit sind nicht immer deckungsgleich. Anders bei Bernecker + Rainer (B&R). Dort fertigt man dank VisionPro von Cognex absolut fehlerfreie Steuerungen. Das Zusammenspiel aus Vision-System, Kamera und dem permanenten Abgleich der Bauteile-Codes lässt keinen Spielraum für mögliche Mängel.

ie halbautomatische Anlage in der Genauso wichtig wie die effiziente Fer- der B&R-intern „Piratenschiff“ genann- B&R-Produktion fertigt komplette tigung selbst ist die Produktkontrolle. ten Transport-Trays liest der Bediener je- DSteuerungssysteme, die in der In- Null Fehler sind bei B&R nicht nur eine den einzelnen Code der Bauteile ein und dustrie in Schaltschränken zum Einsatz Absichtserklärung, die neue Anlage legt diese auf dem Piratenschiff ab. Wird kommen. Was die Herstellung der B&R- kann gar nicht anders, als fehlerfreie ein nicht zum Auftrag gehörendes Teil X20-Steuerungen von anderen Anla- Teile zu produzieren. Dafür sorgen zwei gescannt, erscheint eine Fehlermeldung gen unterscheidet, ist die Möglichkeit, optische Prüfstationen in Form von Ka- auf dem Arbeitsbildschirm. Nachdem auch komplett vorkonfigurierte Produk- meratunneln. Ausgestattet mit je einer das Piratenschiff seine Wegstrecke bis te in Losgröße 1 zu produzieren. Unter- Fünf-Megapixel-Kamera und einer auf zur ersten Assembly-Station zurückge- schiedlichste Kundenspezifikationen bis Cognex-VisionPro-basierenden Anwen- legt hat, entnimmt ein Mitarbeiter alle hin zum Aufspielen der jeweiligen An- dungssoftware verlassen die Fertigung Bauteile und setzt sie Ebene für Ebene wendungssoftware auf eine CF-Karte ausschließlich fehlerfreie Teile. zur fertigen Steuerung zusammen – zu- gehen in die Bestellung ein und verlas- erst die Busmodule, gefolgt von den un- sen den Gesamtprozess als einbauferti- Ordnung im Piratenschiff terschiedlichen Elektronikmodulen und ge Lösung. Selbst die Beschriftung der Gesteuert und abgebildet wird der ge- den abschließenden Feldklemmen. Für bis zu mehreren Hundert Kanäle erfolgt samte Prozess über SAP. Dies stellt sicher, maximale Sicherheit sorgen optoelek- vollautomatisch. Das bietet für Kunden dass an allen drei manuellen Arbeitssta- tronische Sensoren, die pro Steckplatz den enormen Vorteil, dass sie mit der tionen auch die richtigen Komponen- prüfen, ob es sich bei dem verbauten Out-of-the-box-Lösung von B&R auf ein ten und Einzelteile zusammenfinden. Teil auch um das richtige handelt. Um zeit- und kostenintensives Teile-Hand- Beim auftragsspezi- ling verzichten können. fischen Vorbereiten

Auftragsspezifisch werden die einzelnen Bauteile im intern Piratenschiff genannten Transportbehälter zusammenge- stellt.

Laserlinien geben dem Bediener die zu bestückende Position auf dem Bauteileträger vor.

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Stück für Stück prüft VisionPro von Cognex die Feldklemmen auf Position und Bautyp.

dem Bediener die Arbeit zu erleichtern, vollen Applikation zeigen Laserlinien die nächste zu bestü- maßgeschneider- ckende Position an. te Softwarelösung Abschließend erfolgt der Check der Beschilderung und von Zusatzmaterial wie zu implementie- den beweglichen Plastikabdeckungen. Vorteile durch modularen Aufbau ren. Hinzu kommt, Ebene für Ebene geht es auch für die dass die VisionPro-Leistungstools für die Freigabe und Übernahme des ferti- Steuerung per Transportschlitten auf die endgültige Lösung keine aufwändi- gen Produktcodes in SAP. die Reise in den ersten Kameratunnel, ge Bild-Vorverarbeitung brauchen. Dies Für jeden unterschiedlichen Steuerungs- insgesamt erfolgen somit drei Inspek- beschleunigt die Anwendungsentwick- typ verfügt die Anlage von B&R über ein tionsfahrten. Zunächst steht die Anwe- lung für den Bildverarbeitungsingeni- detailliertes Prüfmuster, das diese bei senheit aller Bauteile, deren Typ und Po- eur und senkt die Lebenszykluskosten. Produktwechseln automatisch abruft. sitionsgenauigkeit durch Vermessung Eine schnelle Übermittlung von Wer- Dies macht die Produktprüfung per Visi- auf dem Prüfplan. Auch die korrekte Ein- ten garantiert die Drag-and-Drop-Ver- on-System zum Selbstläufer. So zeigt die stellung der Knoten-Nummer auf Bus- bindung zwischen den einzelnen Tools. neue Anlage zur Steuerungsfertigung Modul-Ebene wird validiert. Erkennt die Intelligente Softwareeinrichtungen eindrucksvoll, wie sich hochkomplexe Anlage einen Fehler, leitet sie die feh- positionieren Tools dynamisch und ver- Produktionsprozesse umsetzen lassen – lerhafte Steuerung zurück an den Ar- einfachen so deren Einstellung. für 100 Prozent fehlerfreie Produkte, un- beitsplatz, an dem ein Bediener die an- abhängig davon, in welcher Stückzahl gezeigte Fehlerquelle behebt. Erst nach Vision-System als Selbstläufer sie gefertigt werden. jbi erfolgreicher Prüfung im Kameratunnel Die Anlage von B&R bietet Kunden gibt die Anlage das Bauteil frei. durch vollautomatische Beschriftung Ralf Baumann ist freier Fachjournalist in Für die genaue Identifikation der Teile- eine enorme Zeitersparnis und elimi- Karlsruhe. merkmale sorgt das Zusammenspiel aus niert durch die anschlie- Kamera, Bildverarbeitungssoftware und ßende Inspektion im zwei- einer zusätzlichen Bedienoberfläche. ten Kameratunnel Fehler Das PC-basierte System VisionPro von zu 100 Prozent. Feldklem- Cognex ist intelligent genug, unkritische me für Feldklemme werden Veränderungen im Aussehen zu ignorie- die aufgebrachten Beschrif- ren und sich auf kritische Merkmale zu tungen geprüft: Stimmt die konzentrieren, von denen die Abnah- Position? Stimmt die Schild- me des jeweiligen Produkts abhängt. größe? Ist die Schildfarbe Ausschlaggebend für die Verwendung korrekt? Jeder einzelne Wert von VisionPro war aus Sicht des für das der pro Steuerung bis zu Prozessdesign zuständigen Unterneh- mehreren hundert Beschrif- mens AGS Engineering sein modularer tungen wird mit den im Vi- Aufbau. Dieser hat es insbesondere den sion-System gespeicherten Prozess-Experten des Cognex Partner Werten abgeglichen. Erst System Integrator (PSI) Reliste Steue- wenn alle Positionen durch rungstechnik erlaubt, eine auf die indivi- das System als korrekt ge- Im zweiten Kameratunnel nimmt VisionPro die bis zu mehreren hundert duellen Anforderungen der anspruchs- kennzeichnet sind, erfolgt teils farbigen Beschilderungen unter die Lupe. Bilder: Cognex

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100-Prozent-Prüfung in der Automobilindustrie Die Lenkung ist sicher von Peter Stiefenhöfer

Der Alptraum eines jeden Autofahrers: Die Lenkung des Wagens reagiert falsch oder gar nicht mehr – um diese Extremsituation zu verhindern, setzt der Automobilzulieferer Swoboda bei der Prüfung von Komponen- ten für elektronische Lenkungssteuerungen auf das Bildverarbeitungssystem trevista.

ochpräzise Metall-Kunststoff-Ver- einer der Kernkompetenzen bei Swobo- dar. Die wesentliche Herausforderung bund-Teile werden bei vielen Anwen- da. Solche Teile entstehen im Stammwerk bei der Prüfung dieser Produkte besteht Hdungen im Automobil eingesetzt. in Wiggensbach bei Kempten. Auch in in den Unterschieden der Materialober- Solche Hybride finden sich unter ande- Getriebesteuerungen, Steckverbindern, flächen, die Swoboda bei der Realisie- rem in den Lenkungssteuerungen nahezu Magnet- und Hochstrombaugruppen so- rung der Prüfstation zu lösen hatte. Die aller führenden Automarken und -model- wie in vielen weiteren Kfz-Elementen sind optischen Schwankungen der Oberflä- le. Die Fertigung solcher Verbundteile ist die Swoboda-Baugruppen Schnittstelle chenqualität der metallischen Teile von zwischen Elektronik und Mechanik. Im matt bis glänzend sind mit einem übli- Einsatz sorgen sie für eine sichere Umset- chen Bildverarbeitungssystem aufgrund zung der Fahrerkommandos in die Reak- der unterschiedlichen Lichtreflexionen tionen des Fahrzeugs. schwer zu analysieren. Dies führt zu ei- In seinen Produktionsanlagen setzt nem erhöhten Pseudoausschuss und so- das Allgäuer Unternehmen auf moderns- mit zu Nachsortierung und Mehrkosten. te Automatisierungstechnik. Bildverar- Mit dem trevista-System ist es schließlich beitung ist dabei in vielen Prüfstationen gelungen, an der Prüfstation die Oberflä- ein fester Bestandteil zur Qualitätskont- chenbeschaffenheit hochauflösend zu rolle der Produkte. Dies gilt auch für die erkennen und zu analysieren. Herstellung von Komponenten für elek- Auf diese Weise konnte die Sicherheit tromechanische Lenkungssteuerungen der Fehlererkennung deutlich verbessert in Automobilen. Diese hybriden Bauele- werden: Der Pseudoausschuss reduzierte mente mit Kunststoffanteilen, metalli- sich schon in einem frühen Stadium des In seinen Produktionsanlagen fertigt Swoboda mittels schen Leiterbahnen und Bondflächen Projekts um rund zwei Drittel. Zwar sieht modernster Automatisierungstechnik insbesondere sind aus den Lenkungen moderner Fahr- man bei Swoboda noch Optimierungspo- Kunststoff-Metall-Hybridbauteile für die Automobil- zeuge heutzutage nicht mehr wegzu- tenzial bei der notwendigen Erkennung industrie. Bilder: Stemmer Imaging denken. Der komplette Produktionspro- von Verbiegungen und Verkippungen zess für diese komplexen Bauteile ist sehr der Bauteil-Bondflächen, doch für diese vielfältig und erfordert eine durchdachte Aufgabe ist das Zulieferunternehmen ge- Kombination verschiedener Fertigungs- meinsam mit dem Bildverarbeitungsspe- und Prüfverfahren. zialisten Stemmer Imagine auf der Suche Sämtliche Steuerungselemente eines nach einer geeigneten Lösung. Automobils zählen zu den wichtigsten Die Anlage, auf der die Lenkungssteu- Funktionen: Der Ausfall oder eine redu- erungskomponenten von Swoboda pro- zierte Leistung der Lenkkraftunterstüt- duziert werden, ist bereits seit 2009 in zung kann zu einer gefährlichen Situati- Betrieb. Zunächst hatten die Ingenieure on im Straßenverkehr führen. Aus diesem des Unternehmens die Prüfstation auf Grund müssen alle Bauteile dieser Funk- Basis eines 2D-Bildverarbeitungssystems tionsgruppe mit 100-prozentiger Sicher- realisiert, das jedoch einen vermehrten heit fehlerfrei sein. Pseudoausschuss zur Folge hatte. Aus Kostengründen wollte man dieses fälsch- Die Komponenten der Lenkungssteuerung werden dem trevista-System zugeführt und dort mit Hilfe der Materialoberflächen optisch prüfen liche Ausschleusen von scheinbar fehler- 12-Megapixel-Kamera Genie TS von Teledyne Dalsa Die Qualitätskontrolle dieser Baugruppen haften Teilen, die sich bei der manuellen aufgenommen. stellt eine sehr anspruchsvolle Aufgabe Nachkontrolle dann doch als fehlerfrei

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erwiesen, minimieren und nach Möglich- Diese vier Bilder werden an das Bildver- keit komplett ausschließen. arbeitungssystem weitergegeben, das Während der Fachmesse Control im die automatische Fehlerauswertung Mai 2012 wurde man schließlich fündig. übernimmt. Dabei arbeitet der Berech- Dr. Tobias Henzler aus dem Vertrieb von nungsalgorithmus PC-basiert und ist in Stemmer, zuständig für Bildverarbei- die Softwareplattformen Sherlock von tungslösungen und 3D-Technologien, Teledyne Dalsa und Common Vision Blox führte dem Swoboda-Experten während (CVB) von Stemmer eingebunden. In die- dieser Messe erstmals das trevista-Sys- ser Kombination können selbst Fehler- tem vor, das Stemmer vertreibt. Die wäh- merkmale von nur wenigen Mikrometern rend der Messe gesammelten ersten po- Tiefe sichtbar gemacht werden. Bildverarbeitungsexperte von Swoboda (links) mit Dr. To- sitiven Eindrücke bestätigten sich in der „Die Parametrisierung der Bildverar- bias Henzler von Stemmer vor der trevista-Prüfstation. Folge in einigen weiteren Tests und in- beitungssoftware gestaltet sich einfach tensiven Machbarkeitsstudien. und sicher“, erklärt Dr. Henzler, da die tems führte zu einer deutlichen Krümmungsbilder die Formmerkmale Reduzierung der bis dato erforderlichen Inspektion glänzender Teile von Oberflächen deutlich herausstellen. manuellen Zusatzkontrolle. Erklärtes Ziel In der Anwendung bei Swoboda spielt Dadurch ließen sich Fehler erkennen, beim Zulieferer ist, auf die manuelle Sicht- das Bildverarbeitungssystem trevista sei- die bisher nicht automatisch ausgeson- prüfung vollständig zu verzichten, sobald ne Stärken aus: Die Beleuchtungseinrich- dert werden konnten. Mit trevista kön- die Station bewiesen hat, dass sie im Dau- tung eines trevista-Systems in Form eines nen demnach flache, aber auch leicht ge- erbetrieb zuverlässig arbeitet. Die Taktzeit Doms sorgt für eine optimale Ausleuch- krümmte Oberflächen unterschiedlichen stellt dabei kein Problem dar: Das trevis- tung der Prüfobjekte und hält störendes Glanzgrades sicher erfasst werden. ta-System bietet noch genügend Spiel- Fremdlicht ab. Die robuste Konstruktion Bei der Kontrolle von Bauteilen im raum, um die Zykluszeit der vorgelager- erlaubt zudem eine einfache Integration Stillstand kommen im trevista-System ten Anlage einzuhalten. jbi in Produktionsprozesse oder Prüfautoma- grundsätzlich Flächenkameras zum Ein- ten. Eine Besonderheit dieses Systems satz, wie das bei der Swoboda-Prüfzelle Dipl.-Ing. Peter Stiefenhöfer ist Leiter Marke- ist die patentierte „Shape-from-Shading- der Fall ist. Bei der Inspektion von Man- ting und Öffentlichkeitsarbeit bei Stemmer Technologie“, die sich speziell für die In- telflächen rotationssymmetrischer Bau- Imaging in Puchheim. spektion glänzender oder spiegelnder teile erlaubt aber auch Oberflächen eignet, wie sich auch bei eine Kombination mit den Swoboda-Hybrid-Bauteilen zeigt. Zeilenkameras eine Metallische Bauteile mit unterschied- lückenlose Kontrol- lichster Oberflächenbeschaffenheit bis le. Das Zeitverhalten hin zu schwarzem Kunststoff können da- der Beleuchtung muss mit geprüft werden. hierbei speziell auf die Die Idee des Systems besteht im Unter- Besonderheiten dieser schied zu anderen Dom-Beleuchtungen Kameras abgestimmt darin, Prüfobjekte mit einer diffusen Be- werden. leuchtung aus vier verschiedenen Rich- tungen auszuleuchten und dabei jeweils Schnell umgesetzt ein Kamerabild aufzunehmen. Ein spezi- Nach diversen appli- eller Berechnungsalgorithmus verarbei- kationsspezifischen tet diese vier Eingangsbilder und erzeugt Anpassungen konnte Details matter. daraus vier hochwertige synthetische Er- bei Swoboda das Prüf- gebnisbilder: Die beiden ersten repräsen- system bereits im Ok- tieren die lokale Neigung der Oberfläche tober 2012 anstelle in x- und y-Richtung. Das dritte, so ge- des bisherigen 2D- nannte Krümmungsbild stellt die Topo- Systems in die Anlage grafie der Oberfläche richtungsunabhän- integriert werden. Die gig dar. Das vierte Ergebnisbild gibt die schnelle Umsetzung reine Textur der Oberfläche wieder und war äußerst hilfreich, ist mit einer konventionellen 2D-Aufnah- denn der Abnehmer me ohne störenden Glanz vergleichbar. der Lenksysteme hat- Damit Ihnen kein Detail Hiermit lassen sich topologische Ober- te einen relativ engen entgeht: Die HR-Serie. flächenmerkmale sicher von reinen Hel- zeitlichen Rahmen für SVS-VISTEK GmbH ligkeitsunterschieden des Materials oder die Produktion und 82229 Seefeld / Germany > Die SVCam-HR Serie mit 20 Modellen von 11 bis 29 MegaPixel auch Verunreinigungen durch Schmier- Prüfung der Baugrup- Tel. +49 (81 52) 99 85 - 0 > GigE-Vision oder Camera Link Industriestandards www.svs-vistek.de mittel sowie korrodierten Bereichen un- pen gesteckt. Der Ein- > Erprobt, erfahren, zuverlässig – made in Bavaria! terscheiden. satz des neuen Sys-

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Potenzial optischer Prozessanalyse im Kraftwerksbetrieb Bei 1.400 Grad in den Kessel geschaut von Simon Busch, Josef Eiswirt, Reinhardt Kock, Clemens Lindscheid und Francesco Turoni

Verschlackungen entwickeln sich im Kraftwerksbereich mit fossilen Brennstoffen wie Kohle zum Problem. Mittels Bildverarbeitung schafft der Ingenieursdienstleister EUtech Scientific Engineering Abhilfe. Neben eigens entwickelter Hardware, die den unwirtlichen Bedingungen im Kraftwerkskessel trotzt, greift der Dienstleister bei der Bildverarbeitungssoftware auf NI Vision, einen Entwicklungsbaukasten für Bildverar- beitung von National Instruments und LabView, zurück.

m fossile Brennstoffe zu schonen men, muss das Schmelzverhalten der Vision ausgewertet, um die Veränderung und gleichzeitig eine nachhaltige Brennstoffaschen unter Kesselbedin- der Probengeometrien während der UElektrizitätsversorgung zu gewähr- gungen untersucht werden. Zur Analy- Wärmebehandlung zu erfassen. leisten, ist die Steigerung des Nettowir- se, Überwachung und Optimierung von Das zweite System überwacht das tat- kungsgrads von Kohlekraftwerken es- Verschlackungsprozessen im Kraftwerks- sächliche Verschlackungsverhalten im senziell. Vor diesem Hintergrund rücken bereich hat EUtech zwei Lösungen in Kraftwerkskessel während der Feuerung. Verschlackungsprozesse immer stärker enger Zusammenarbeit mit führenden Dabei handelt es sich um ein eigens ent- in den Fokus der Kraftwerksoptimierung. Energiekonzernen entwickelt. Das ers- wickeltes Kamerasystem, das bei Be- Ansätze an Wärmetauschern reduzieren te System dient in der Mineralogie der triebstemperaturen von bis zu 1.400 den Wärmeübergang, begünstigen Kor- Analyse und Optimierung von Verschla- Grad Celsius in den Kessel einfährt und rosion an Kesselbauteilen und führen ckungsprozessen. Es handelt sich dabei Bildinformationen akquiriert. Auf Basis beim Herabfallen zu Schädigungen. Da- um einen Hochtemperaturofen, in dem des gewonnenen Bildmaterials erfolgt bei kann sich das Verschlackungsverhal- Ascheproben einer definierten Wärme- eine optische Schichtdickenmessung ten von Brennstoffaschen, die aus - ver behandlung unterzogen werden. Dabei und eine thermografische Auswertung. schiedenen Abbaugebieten stammen, wird in einem Durchlichtverfahren das Ergebnis ist der Verschlackungsgrad der stark voneinander unterscheiden [1]. Schattenbild der Probe mit einer Kame- Heizflächen. Um verlässliche Informationen über ra aufgezeichnet und unter Verwendung das Verschlackungsverhalten zu bekom- der Bildverarbeitungsfunktionen von NI Thermooptische Analyse Der Prüfstand zur thermooptischen Ana- lyse basiert auf Tommi, einem vom Fraun- hofer-Institut für Silicatforschung ISC angebotenen Prüfstand zur Untersuchung der Sinterung von Keramiken. Dieser Prüfstand wurde von unserem Kunden Der eigens entwi- im Umfeld der Mineralogie zur Untersu- ckelte EUvis-insitu- chung des Schmelz- und Sinterungsver- Sensorkopf hält haltens von Brennstoffascheproben ver- der rauen Umge- bung stand. wendet, um daraus Abschätzungen über das Verschlackungsverhalten zu treffen. Neben der Elektronik für die Regelung und Steuerung besteht der Prüfstand aus einem Hochtemperaturofen auf einer optischen Bank sowie einem PC zur

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Datenerfassung, Steuerung und Daten- implementiert. Bis zu drei Proben unter- verarbeitung. Der Probenkörper wird schiedlicher Form erkennt das System auf eine Aufnahme im Inneren des Ofens in einem Kamerabild und vermisst die- gestellt, die in der optischen Achse liegt. se. Die Messdaten dienen optional einer Während einer Messung werden der Klassifizierung, abschließend werden sie Ofen und die darin befindliche Probe er- gespeichert. hitzt. Die Erfassung des Probenschmelz- Ein Archivmodus sowie die automa- verhaltens erfolgt über eine Kamera. Die tisierte Generierung von Word Reports Kamera ist an den Bedienrechner ange- erlauben nach Versuchsabschluss die schlossen, der in definierten Intervallen schnelle und komfortable Auswertung Aufnahmen des Probenkörpers erfasst, der Messdaten. Schlackemessung im Kessel mit dem Sensorkopf. diese dann auswertet und schließlich speichert. Kesselzustandsüberwachung IMAQdx und NI Vision die Kamerabil- Um Rückmeldung über die reale Ver- der erfasst, analysiert und archiviert. Herausforderungen schlackungssituation im Kraftwerkskes- Die Daten dienen der Lokalisierung und Die Ofengröße lässt eine Untersuchung sel zu erhalten, ist eine unmittelbare Quantifizierung von Ablagerungen und von Proben zwischen drei mal drei Mil- Untersuchung des Kesselinneren nö- Erosionen. Reinigungs- und Wartungs- limeter und vier mal vier Millimeter zu. tig, ohne dabei den Kraftwerksbetrieb strategien lassen sich mit diesen Infor- Die Bildanalyse ist dahingehend zu opti- einzuschränken. Es ist notwendig, die mationen zielgerichtet umsetzen. mieren, dass sie resistent gegen Bildstö- Verschlackung auch in schwer zugäng- rungen ist, aber gleichzeitig in der Lage, lichen Bereichen des Kessels unter Be- Zusammenfassung auch kleine sowie komplexe Probenkör- triebsbedingungen zu überwachen. Da Unter Einsatz der optischen Prozessana- per zuverlässig zu vermessen. sich Verschlackungen innerhalb von Mi- lyse im Kraftwerk können Verschla- Während des Versuchs kann es durch nuten bilden können, müssen die Infor- ckungsprozesse vorhergesagt und wäh- Luftflimmern oder durch ein Wandern mationen zu jeder Zeit von diversen Or- rend des Betriebs erfasst werden. Die der Probe zu Verschiebungen der Probe ten im Kraftwerk abrufbar sein. exakte Analyse der verwendeten Brenn- im Kamerabild kommen. Die Geometrie EUvis insitu ist ein Kamerasystem, stoffqualitäten erlaubt eine optimale Ab- der Probe muss, unabhängig von ihrer das in den Kessel eingefahren werden stimmung der Feuerungsstrategien und Position, richtig erfasst werden. kann, ohne den Betrieb negativ zu be- Wartungspläne. Dadurch werden Effizi- Bei steigender Offentemperatur fängt einflussen. Dazu verwendet das System enzeinbußen und Beschädigungen im die Ascheprobe, je nach Zusammenset- eine dreh- und einfahrbare Lanze mit ei- Kessel minimiert, was zu einer entschei- zung, an zu glühen. Das führt vor dem ner Länge von sechs Metern mit einem denden Steigerung des Nettowirkungs- hellen Hintergrund der Lampe zu einem in drei Achsen drehbarem Sensorkopf grads führt. jbi Kontrastproblem, das durch eine intelli- und Vario-Zoom mit einem optimierten gente Lampenschaltung minimiert wer- Filter. Literatur [1] Schlüter, A.: Untersuchungen zum Verschmut- den muss. In jedem Fall muss aber die Das System kann mittels kombinierter zungsverhalten rheinischer Braunkohlen in Konturanalyse bei schwankenden Kon Wasser- und Luftkühlung bei Temperatu- Kohledampferzeugern. Forschungsschriften des trasten stabil funktionieren. ren von bis zu 1.400 Grad Celsius einge- Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie und Um die Vergleichbarkeit zwischen un- setzt werden. Dies ermöglicht eine um- Umwelt, Band 7, 2008. terschliedlichen Ascheproben herzustel- fassende Untersuchung der Vorgänge len, muss die Prüfstandsoftware die Pro- im Kessel. Simon Busch und Josef Eiswirt sind Appli- ben gemäß DIN 51730 klassifizieren. Die Steuerung des Systems wurde cation Engineers, Reinhardt Kock ist Poduct Manager Power Plant Solutions, Clemens In NI LabView wurde unter Verwen- echtzeitfähig umgesetzt, um die Aus- Lindscheid Project Manager Power Plant So- dung von IMAQdx und NI Vision (bei- führung sicherheitsgerichteter Funkti- lutions und Francesco Turoni Project Manager de von National Instruments) eine Prüf- onen zu gewährleisten. In der LabView- Power Plant Solutions, alle bei EUtech Scienti- standsoftware entwickelt, die eine Bedienapplikation werden mittels NI fic Engineering in Aachen. stabile Probenanalyse unter den oben genannten Anforderungen erfüllt. Zwecks Analyse von Proben jeglicher Form und Größe ermittelt die Software mittels Konturanalyse der Vision-Bib- liothek die Kontur der Probenkörper. Auch hat EUtech Konzepte und Routi- nen entwickelt, die auch bei sich stetig ändernden Kontrastverhältnissen eine optimale Probendetektion gewährleis- ten. Beispielsweise wurde eine Lampen- ansteuerung auf Basis einer histografi- Die Wärmebehandlung im Griff: Messreihe von 800 bis 1.420 Grad Celsius (oben) – Messreihe schen Untersuchung des Kamerabilds mit Ergebnissen der Geometrieerkennung (unten). Bilder: EUtech

5/2013 26 CAD & Design Auf den Punkt gebracht: CAM-Expertenrunde

Zehn CAM-Anbieter nehmen Stellung Die Fertigung im Mittelpunkt Die Fragen stellte Rainer Trummer.

CAM-Anbieter müssen ihren Kunden zuverlässige, flexible und kostengünstige Software-Produkte zur Verfügung stellen. Damit sollen sich die aktuellen und künftigen Fertigungsaufgaben schnell, fehlerfrei und kostengerecht lösen lassen. Worauf es bei einer CAM-Lösung ankommt und auf welche Trends sich Anwender einstellen können, haben uns zehn CAM-Experten verraten. Bild: TEBIS AG Bild:

Fragen an die CAM-Anbieter:

1. CAD- und PLM-Anbieter wie Dassault Systèmes oder Sie- mens haben in ihre Lösungen CAM-Funktionalitäten integriert beziehungsweise bieten diese über Zusatzmodule an. Warum sollten Unternehmen aber dennoch ein spezielles CAM-System einsetzen, wie es Ihr Unternehmen anbietet?

2. Wie lässt sich in diesem Fall die Durchgängigkeit von CAD und CAM realisieren?

3. Was sind für Sie die wichtigsten Trends der nächsten zwei bis drei Jahre im CAD/CAM-Bereich?

AM-Systeme müssen heute nicht nur Assoziativität lässt sich bei einer Ände- Im Rahmen einer Expertenbefragung eine effiziente Unterstützung bei der rung des CAD-Modells auch der Werk- hat das DIGITAL ENGINEERING Magazin CGenerierung der NC-Verfahrwege zeugweg anpassen. Basierend auf der CAM-Anbietern drei Fragen gestellt. Da- bieten, sondern bilden auch eine zen- 3D-CAD-Geometrie wird das zu ferti- bei ging es um Abgrenzung und Vortei- trale Komponente innerhalb der Pro- gende Teil analysiert, um eine optimier- le eines speziellen CAM-Systems gegen- duktentwicklung und -fertigung. Mit der te Bearbeitung realisieren zu können. über den CAD- und PLM-Lösungen mit CAM-Technik lassen sich vielfältige For- Varianten eines Bearbeitungsteils sind ihren integrierten CAM-Funktionalitäten, men aus unterschiedlichen Materalien dank CAM-Systemen in Minuten pro- um Strategien für die Durchgängigkeit herstellen. grammiert. Ob nun im Werkzeug- und von CAD und CAM und um die wichtigs- Ein flexibles CAM-System bietet heut- Formenbau oder in der Medizintechnik, ten Trends im CAM-Bereich. Lesen Sie zutage zahlreiche Schnittstellen zu an- für jede Anwendung findet sich die pas- auf den nächsten Seiten, wie zehn CAM- deren CAD-Systemen. Aufgrund der sende CAM-Lösung. Experten diese Themen bewerten.

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ten, beispielweise in Autodesk Vault ein- CAD- und CAM-System und je nach An- und auschecken. wendung eventuell auch eine bessere Funktionalität. 3. Neben weiteren Verbesserungen in der Benutzerführung und einer weiter- 2. Durchgängigkeit lässt sich problem- gehenden Automatisierung mit ent- los über Direktschnittstellen realisieren. sprechenden Zeiteinsparungen wer- Viele unserer Kunden bekommen CAD- den wir in naher Zukunft von dem Ziel, Daten von außen, da ist die Durchgän- „auf Knopfdruck“ eine automatische NC- gigkeit sowieso kein Thema. An dieser Programmierung zu erstellen, nicht mehr Stelle ist es viel wichtiger, eine gute STEP- weit entfernt sein. Schnittstelle liefern zu können. Die Benutzeroberflächen der Systeme müssen einfacher werden, insbesondere 3. Die Weiterentwicklung von Bear- weil es an kompetenten Nachwuchskräf- beitungsstrategien, Mehrachsen-Bear- Ulrich Rienks, ten mangelt. beitung, Feature-Erkennung und 3D- Geschäftsführer von CAMTECH Technologische Änderungen der NC- Simulation in Verbindung mit intuitiver Programme an der Maschine aufgrund Bedienerführung. 1. Ein unabhängiges CAM-System wie von Aufspannsituationen, unterschied- Edgecam lässt sich losgelöst von jegli- lichen Materialchargen, Werkzeugbruch cher CAD-Umgebung verwenden. Hier usw. müssen dokumentiert und einfacher werden auch Kunden angesprochen, die in die Quellenprogramme zurückfließen. nicht über eine eigene Konstruktion ver- Aber auch die Anforderungen und Wei- fügen, sondern die Daten von externen terentwicklung der Maschinenhersteller Zulieferern bekommen und somit auch stellen für jedes CAM-System eine immer kein vollwertiges CAD-System kaufen größere Herausforderung dar. Hier wird müssen. Dem Edgecam-Programmierer auch der Unterschied zwischen den ein- ist es gleich, von welchem CAD-System zelnen CAM-Systemen festzustellen sein. seine Fertigungsdaten stammen. Denn hier die richtige Investition zu täti- Beim Entwickler von Edgecam, der Fir- gen, heißt letztendlich, in die Zukunft zu ma Vero, arbeiten über 150 Entwickler investieren, um mit den Mitbewerbern ausschließlich daran, die besten CAM- Schritt halten zu können. Bearbeitungsstrategien und die neuesten Maschinentechnologien zu entwickeln. Die Firma CAMTECH ist zu 100 Prozent Dirk Dombert, auf CAM fokussiert. Bei vielen CAD- und Geschäftsführer von Cimatron PLM-Systemanbietern hingegen liegt der Umsatzanteil ihrer CAM-Module, be- 1. Die Wortwahl ist richtig und entlar- zogen auf den Gesamtumsatz, bei unter vend. „Haben integriert“ oder „Zusatz- fünf Prozent. Dementsprechend wenig module“ beschreiben sehr gut den Stel- wird hier auch investiert. lenwert von CAM-Technologien bei den PLM-Anbietern. Gemessen am Umsatz- 2. Wir arbeiten nicht mit Standard-CAD- potenzial von CAD- zu CAM-Arbeitsplät- Schnittstellen, die beispielsweise ACIS- zen ist die Vernachlässigung sogar ver- Daten in Parasolid-Daten konvertieren ständlich. Zum Verkauf der PLM-Vision wie viele integrierte Systeme. Durch den scheint man sich gezwungenermaßen so genannten Edgecam SolidMachinist auch mit CAM beschäftigen zu müssen. lassen sich native CAD-Daten als Teile Das Bessere ist der Feind des Guten. Da- oder Baugruppen in Edgecam darstellen Paul-Gerhard Staib, her finden sie Cimatron-Softwarelösun- und assoziativ bearbeiten. Der CAM-Pro- Geschäftsführer von Camtek gen immer auch in Unternehmen, die der grammierer kann sofort erkennen, ob der PLM-Vision erlegen sind. Konstrukteur eine Änderung am Bauteil 1. Wir bieten im Bereich Drahterodieren vorgenommen hat und welche Bearbei- mit OPTICAM auch eine integrierte CAM- 2. Durchgängigkeit kann nie ein Unter- tungen von dieser Änderung beeinflusst Lösung. Es kann jedoch kein Anbieter für nehmensziel sein. Sie kann lediglich Un- werden. Damit ist hier eine Assoziativität alle auf dem Markt befindlichen CAD- ternehmenszielen dienen. Die Geschwin- zwischen CAD und CAM immer gewähr- Systeme eine Integration durchführen. digkeit und Qualität, in der neue Ideen in leistet. Es gibt durchaus auch Argumente für Produkte umgesetzt und diese zur Markt- Edgecam-Daten lassen sich neben den eine Stand-alone-Lösung, zum Beispiel reife gebracht werden, entscheiden über CAD-Daten und anderen Dokumenten geringere Folgekosten, höhere Flexibi- Unternehmenserfolg oder -misserfolg. genauso über ein PDM-System verwal- lität, geringere Abhängigkeit zwischen Cimatron tritt täglich den Beweis an, dass

5/2013 28 CAD & Design Auf den Punkt gebracht: CAM-Expertenrunde

man trotz Schnittstellen vergleichswei- 2. Schlüssel zum Erfolg ist hier die erfolg- gleichen, Unterschiede markieren und se produktiver dasteht. Durchgängigkeit reiche Schnittstellenentwicklung. Unser die Teile dann dem Bearbeitungsprozess aufgeben und Durchlaufzeiten verkürzen Software-Entwicklungsteam bearbeitet zuführen. ist kein Widerspruch, sondern erlebbar. und pflegt permanent unsere nativen Schnittstellen zu den am Markt gängi- 3. Neue Materialien und Werkzeuge er- 3. In der NC-Fertigung sehen wir weiteres gen CAD-Systemen. Dazu ist neben den fordern eine kontinuierliche Anpassung Potenzial im Bereich Multitask-Maschinen. entsprechenden Mitarbeiter-Ressourcen der Bearbeitungstechnologien. Wir ha- Drehen und Fräsen in einer Maschine ist auch ein entsprechendes Entwickler- ben über 180.000 Lizenzen auf dem der Trend in der Teilefertigung. Mit Virtual Know-how erforderlich. Mit 190 Soft- Markt, erhalten so eine große Bandbreite Gibbs haben wir dazu schon heute die pas- ware-Entwicklern verfügt Delcam über an Anforderungen, die eine ständige Wei- sende Programmierlösung. Auch die etab- die erforderlichen Ressourcen und die terentwicklung ermöglichen und Master- lierten Fünf-Achsen-Technologien können, Kompetenzen, die erforderlich sind, die cam so zu einem universell einsetzbaren was Genauigkeit und Simulationsfähigkeit immer neuen Herausforderungen in die- System machen. betrifft, weiterentwickelt werden. Im Be- sem Bereich zu lösen. reich Werkzeug- und Formenbau hält die industrielle Fertigung langsam Einzug. Die 3. Ein wichtiger Trend ist das Custo- Vernetzung von Roboter, Palettiersystem, mizing der Software für die intensive, Messeinrichtung, Prozesssteuerungssoft- kundenspezifische Automation in der ware und CAD/CAM-Software ist die Ent- mechanischen Fertigung. Ebenso wichtig wicklungsherausforderung für alle betei- ist es, Drehfräsen und Fräsdrehen kom- ligten Anbieter. plexer Bauteile in einer Software-Anwen- dung zu realisieren. Weitere Trends sind das Qualitätsmessen auf der Werkzeug- maschine und die Automation innerhalb der Elektrodenfertigung.

Dirk Böhlefeld, Senior Produkt Manager bei der Moldtech Cad Cam Vertriebs GmbH

1. Unabhängige CAM-Systeme sind in der Regel einfacher zu bedienen. Die Funkti- onalität ist auf den Maschinenbediener beziehungsweise auf den CAM-Program- Ferdinand Hoischen, mierer zugeschnitten. Die Fertigungsab- Leiter Vertrieb bei Delcam läufe werden aus der Sicht der Fertigung betrachtet und nicht aus der Sicht von 1. Das Thema CAM ist sehr umfangreich CAD und PLM. Oftmals zeigt die Realität, und mehr als nur die Erzeugung eines NC- Andreas Stute, Geschäftsführer bei dass Konstruktion und Fertigung unab- Programms. Hier zeigt es sich immer wie- Mastercam/InterCAM Deutschland hängig voneinander agieren. der, dass die praktische Erfahrung in der 1. Ein optimales Preis-Leistungsverhält- Zerspanung selbst eine sehr große Rolle nis und eine leicht erlernbare Software 2. Diese erreicht man durch aufeinan- spielt. Die Firma Delcam arbeitet seit über sind Basisanforderungen. Großsysteme der abgestimmte Direktschnittstellen 30 Jahren mit namhaften Maschinen- und stammen oft aus dem CAD-Umfeld und mit der Möglichkeit der Übernahme von Werkzeugherstellern zusammen. Als ein- platzieren CAM-Technologie als Zusatz- Features und PMI (Produktion Maschinen ziger Softwareentwickler unterhält Del- option. Der Schwerpunkt bei Mastercam Information). Ein modernes CAM-System cam eine eigene maschinelle Fertigung ist die CAM-Programmierung. Wir ent- wie TopSolid´Cam bietet die Möglichkeit, für den Werkzeug- und Formenbau. Hier wickeln Fertigungstechnologien zusam- sich nahtlos in eine bestehende PLM- wird unsere Software „in der Praxis für die men mit unseren Kunden und sind somit Landschaft einzubinden. Praxis“ entwickelt und getestet. sehr nah an der Fertigung „dran“. Wir kön- Der Erfolg gibt uns Recht; Delcam legt nen die Software optimal auf die Bedürf- 3. Ich glaube, dass Unternehmen in den Hauptfokus bei der Softwareent- nisse des Kunden ausrichten. Deutschland nach wie vor in so genannte wicklung auf den CAM-Bereich und ist Multitasking-Maschinen investieren. Die- laut CIMDATA seit zwölf Jahren hinterei- 2. Mit einer guten Software. In Master- sen Unternehmen muss man eine leis- nander mit PowerMILL die Nummer eins cam können wir Datenbestände unter- tungsstarke und einfach zu bedienende im Werkzeug- und Formenbau. schiedlicher Formate miteinander ver- CAD/CAM-Lösung bieten.

5/2013 Auf den Punkt gebracht: CAM-Expertenrunde CAD & Design 29

Fragen an die CAM-Anbieter: enzforderungen verstärkt durchsetzen. Unternehmen automatisieren ihre CAM- 1. CAD- und PLM-Anbieter wie Dassault Systèmes oder Siemens haben in ihre Programmierung von Varianten immer Lösungen CAM-Funktionalitäten integriert beziehungsweise bieten diese über mehr. Zusatzmodule an. Warum sollten Unternehmen aber dennoch ein spezielles CAM-System einsetzen, wie es Ihr Unternehmen anbietet?

2. Wie lässt sich in diesem Fall die Durchgängigkeit von CAD und CAM realisieren?

3. Was sind für Sie die wichtigsten Trends der nächsten zwei bis drei Jahre im CAD/ CAM-Bereich?

Weitere wichtige Trends, vor denen Bauteil überhaupt herzustellen. Durch sich die CAD/CAM-Branche nicht ver- unsere starke Konzentration auf CAM schließen kann, sind meiner Meinung sind wir in der vorteilhaften Lage, un- nach Cloud Computing, das Auslagern seren Kunden diese Funktionstiefe an- und Berechnen von großen Daten-Men- zubieten. Zudem beherrschen wir auch gen in der Cloud. Ich denke, dass auch die Postprozessortechnologie, die große bald Cloud-Applikationen in der CAD/ PLM-Unternehmen eher ihren kleineren CAM-Szene Einzug halten werden. PLM-Partnern überlassen. Bei uns gehört Eine große Chance verbirgt sich auch die PP-Technologie zu unserer Kernkom- Hans-Joachim Schott, Geschäfts- hinter dem Begriff der Green IT. Warum petenz. führer bei SCHOTT SYSTEME dem Programmierer nicht nur die opti- Durch unser neutrales CAM-System male Bearbeitungsstrategie anbieten, bieten wir für alle Werkzeugmaschinen, 1. Die SCHOTT SYSTEME GmbH ist von sondern auch die Bearbeitung so um- Steuerungen und Werkzeuge sowie für jeher Software-Hersteller für CAD, CAM welt- und ressourcenschonend wie mög- kleine und große Unternehmen stets und IT und in gewissem Sinne damit ver- lich gestalten? eine optimale Lösung. gleichbar mit den genannten Firmen. Wir Mittelfristig werden in der mechani- Weitere Vorteile unseres Fokus auf liefern seit mehr als 25 Jahren ein voll- schen Fertigung immer mehr Roboter CAM-Technologien ergeben sich für un- kommen eigenständiges, offenes Kom- Einzug halten. Die Robotik wird in den seren Kunden bereits am Anfang durch plettsystem, bestehend aus (program- nächsten fünf bis zehn Jahren eine im- die intensive Beratung sowie später im mierbarem) CAD und CAM mit neutralem mer bedeutsamere Fertigungstechno- reaktionsschnellen Service. Datenaustausch. Bereits auf DOS-PCs lie- logie. Auf diesen Wandel müssen sich ferten wir beispielsweise als eines der schon heute die CAD/CAM-Systeme ein- 2. Als unabhängiger Systemanbieter ersten Unternehmen weltweit ein kom- stellen. haben wir naturgemäß eine sehr hohe plettes, integriertes CAD/CAM-System. Motivation, unsere hyperMILL-Lösung Andererseits wird unsere Software in jede nur mögliche CAD/CAM/NC- auch häufig in Verbindung mit fremden Prozesskette und IT-Landschaft zu inte- CAD-Systemen eingesetzt. Die CAD- grieren. Maximale Offenheit ist hier das Geometrien werden über neutrale Da- Stichwort. Wir bieten daher leistungs- tenschnittstellen, zum Beispiel SAT, STEP, starke Schnittstellen an, die alle wichti- IGES oder VDAS, importiert und auf Basis gen nativen und neutralen Schnittstellen unseres Feature-basierten CAM mit weni- umfassen. Der native CAD-Datenaus- gen Klicks aufbereitet und der Fertigung tausch inklusive aller Features, zum Bei- zugeführt. Das macht herstellerunab- spiel aus CATIA V5 oder Siemens NX, hängig, schafft Flexibilität und reduziert schafft die geforderte Durchgängigkeit. die Kosten enorm. Für Autodesk Inventor und SolidWorks haben wir zudem eine nahtlose hyper- 2. Die Durchgängigkeit wird in unserem MILL-Integration entwickelt. Fall über neutrale, bidirektionale Schnitt- stellen gewährleistet. Das erfordert einen 3. Der Schwierigkeitsgrad der Bearbei- Import-/Export-Vorgang mehr, bietet je- Volker Nesenhöner, tungen steigt weiter, sei es durch härte- doch als Ausgleich Unabhängigkeit und CEO von OPEN MIND re Werkstoffe, neue Verbundwerkstoffe, Revisonssicherheit von speziellen CAD- neuartige Werkzeuge oder die Tatsache, Systemen und Herstellern. 1. CAM ist nicht gleich CAM. Heutige dass man immer mehr Bearbeitungsauf- Fertigungsaufgaben setzen bei CAM- gaben mit der Fünf-Achs-Technologie 3. Der wichtigste Trend ist und bleibt Systemen eine sehr hohe Funktionstie- umsetzen muss. Neuartige Werkzeuge natürlich in erster Linie, dem Benutzer fe voraus, um die geforderte Qualität zu wie Tonnen-, Linsen- und konische Fräser der CAD/CAM-Software schnellere, leis- erreichen und manchmal sogar, um das werden sich aufgrund steigender Effizi- tungsfähigere, intelligentere und damit

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Fragen an die CAM-Anbieter:

1. CAD- und PLM-Anbieter wie Dassault Systèmes oder Siemens haben in ihre Lösungen CAM-Funktionalitäten integriert beziehungsweise bieten diese über Zusatzmodule an. Warum sollten Unternehmen aber dennoch ein spezielles CAM-System einsetzen, wie es Ihr Unternehmen anbietet?

2. Wie lässt sich in diesem Fall die Durchgängigkeit von CAD und CAM realisieren?

3. Was sind für Sie die wichtigsten Trends der nächsten zwei bis drei Jahre im CAD/ CAM-Bereich?

komfortablere Funktionen für Konstruk- dert eine benutzerfreundliche, zuver- tion und Fertigung bereitzustellen. Der lässige und kollisionsfreie Bearbeitung. Trend zu mehr Automatisierung ist un- Diese Programmierung muss möglichst Michael Klocke, Abteilungsleiter gebrochen. Industrie 4.0 lässt grüßen. einfach und schnell durchzuführen sein. Marketing bei der TEBIS AG Damit gewinnt natürlich die Integrati- Hier ist WorkNC genau das richtige Sys- on von Fertigungsprozessen und deren tem. Gerade unsere Großkunden, zu de- 1. Bei den Anbietern, die CAD- und PLM Simulationen in die digitale Fabrik eine nen weltweit nahezu die gesamte Auto- im Mittelpunkt ihrer Angebotspalette ha- immer größere Bedeutung. Gerade des- mobil-Industrie zählt, die die genannten ben, sind CAM-Funktionen nur ein Aspekt. halb wird künftig auch eine Trennung von CAD-Systeme einsetzt, bevorzugen Wir als CAD/CAM-Experten hingegen CAD und CAM gar nicht mehr möglich WorkNC für die CAM-Programmierung. sind absolut fokussiert auf die Anforde- sein. Ansonsten wären zum Beispiel addi- rungen der Fertigung. So bieten wir allen tive Fertigungsverfahren oder mechatro- 2. Zu allen „großen“ CAD-Systemen ha- eine verlässliche und standardisierte Platt- nische Entwicklungen mit der CAM-Welt ben wir Direktschnittstellen in WorkNC form für die Fertigung – auch Betrieben, nicht verknüpfbar. Natürlich halten wir integriert. Diese Schnittstellen arbeiten die mit unterschiedlichen CAD-Formaten von SCHOTT SYSTEME gerade auch die sehr schnell und gewährleisten eine voll- zurechtkommen müssen. Und viele Un- offene Programmierbarkeit eines CAD- ständige Übertragung der CAD-Daten, wo- ternehmen, die eines der genannten Sys- CAM-Systems für unabdingbar, da sich bei auch ein vollständiger Zugriff auf die teme für ihre zentralen PLM-Prozesse ein- sonst eine Individualisierung, Automati- Konstruktionsstruktur gewährleistet ist. setzen, bauen im Bereich NC-Fertigung sierung und reibungslose IT-Anbindung Bei dem immerwährenden Kreislauf auf unsere CAD/CAM-Systeme – darunter an die bestehenden Datendienste nicht der Änderungen kann in WorkNC einfach die meisten Automotive-OEM. kostengerecht realisieren lässt. die neue Konstruktion eingelesen werden, für die Programmierung sind keine 2. Mit unseren leistungsfähigen Direkt- neuen Arbeitsschritte erforderlich. Eine schnittstellen, die neben der Geomet- andere Möglichkeit besteht darin, sich rie auch die erforderlichen Struktur- und die Änderungen anzeigen zu lassen und Technologie-Informationen übertragen, eventuell nur in kleinen Bereichen Mate- ist die Durchgängigkeit garantiert. Ebenso rial aufzutragen oder nachzubearbeiten. lassen sich die selbstverständlichen Ände- rungen aus der Konstruktion mit punktge- 3. Wir arbeiten an einer weitergehenden nauer Änderungsanalyse und der parame- Automatisierung der Programmierung, trischen NC-Programmierung jederzeit in wie wir sie bereits in WorkNC Dental re- die aktuellen CAM-Daten übernehmen. alisiert haben. Hier ist die gesamte Pro- grammierung für die Bohr- und Fräsbear- 3. Für die Fertigung stehen Maschinen und beitung in 2- bis 5-Achsen und mehreren Werkzeuge mit vielen Möglichkeiten zur Aufspannungen auf einen Knopfdruck Verfügung. Diese sollen im täglichen Be- reduziert. Natürlich sind hierbei immer trieb eine hohe Wertschöpfung erzielen, relativ ähnliche Implantate, Brücken und was erprobtes Fertigungswissen verlangt. Werner Möller, Kronen im Dentalbereich zu bearbeiten. Daher muss im CAD/CAM-Prozess die NC- Vertriebsleiter bei Sescoi Für den Werkzeug-, Formen- und Modell- Programmierung weiter automatisiert bau ist eine vollständige Kontrolle der werden, um die Betriebsmittel standardi- 1. Die NC-Programmierung und die Kon- gesamten Bearbeitung vor dem Aufspan- siert und damit auch sicher zu nutzen. struktion sind zwei völlig unterschiedli- nen des Bauteils auf die Maschine nahe- Auch wenn die Zahl der „Digital Natives“ in che Aufgabenstellungen. Der Werkzeug-, zu realisiert und wird in den nächsten den Betrieben ständig steigt, empfiehlt es Formen- und Modellbau hat in der Regel Versionen weiter vervollständigt. Außer- sich, für den Aufbau solcher IT-gestützter einen größeren Kundenkreis, der die un- dem erfordert der Markt eine noch enge- Prozessketten in der Fertigung auf einen terschiedlichen „großen“ CAD-Systeme re Kooperation von Material, Werkzeug, Technologiepartner mit großer Erfahrung einsetzt. Die NC-Programmierung erfor- Maschine, Steuerung und WorkNC. bei der Implementierung zu setzen. rt

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Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung und digitale Fabrikplanung E-Mobilität: Wege aus dem Teufelskreis von Achim Kampker, Peter Burggräf, Carsten Nee und Matthias Backs

Die künftige Marktdurchdringung der Elektromobilität hängt wesentlich von der Preisentwicklung elektrischer Fahrzeuge und deren Komponenten, beispielsweise des Elektromotors, ab. Ein vielversprechendes Instrument dafür bietet die integrierte Produkt- und Prozessentwicklung in Kombination mit der digitalen Fabrikplanung.

ie Elektromobilität und die Energie- wende sind zwei der beherrschen- Dden Themen unserer Zeit. Dass Elektrofahrzeuge mit Strom aus regenera- tiven Energien versorgt werden können, macht sie zu einer umso attraktiveren Alternative zu konventionellen Verbren- nungsfahrzeugen. Trotzdem scheint der Plan der Bundesregierung, bis ins Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen bringen zu wollen, nicht aufzugehen. Ein wesentlicher Hemmschuh ist dabei der Preis elektrischer Fahrzeuge. Dieser liegt in der Regel mit 5.000 bis 10.000 Euro über dem eines vergleichbaren Verbrennungsfahrzeugs. Um die Elektromobilität konkurrenzfähig zu machen, braucht es daher eine massi- ve Kostensenkung.

Kernkomponente Elektromotor Eine der Kernkomponenten der Elekt- Das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der romobilität ist, neben der Batterie, der RWTH Aachen arbeitet mit einem speziell für Elektromotor. Dieser zeichnet sich, im die Fabrikplanung ausgelegten Touchscreen- Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, Planungstisch. durch einen konstant hohen Wirkungs- grad aus, durch den die chemisch in der Prozent über den Zielkosten liegen. Ein Batterie gespeicherte Energie effizient in Grund dafür ist in der Produktionsweise Antriebsenergie umgewandelt werden automobiler Elektromotoren zu suchen. kann. Eine zentrale Herausforderung Aufgrund der geringen Nachfrage nach stellt die Produktion der Motoren zu ei- Elektrofahrzeugen werden die Motoren nem marktgerechten, akzeptablen Preis nur in kleinen Stückzahlen, zumeist in dar. Untersuchungen haben jedoch ge- Werkstattfertigung, hergestellt, sodass zeigt, dass aktuell die Kosten etwa 200 Skaleneffekte nicht effektiv genutzt

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werden können. Um diesem Teufelskreis zu entkommen, müssen in der Elektro- mobilität und der Produktion von Elek- Der Teufelkreis, tromotoren neue Wege beschritten in dem sich die werden. Elektromobilität befindet, bewirkt zu hohe Fahrzeug- Integrierte Produkt- preise und resul- und Prozessentwicklung tiert in einer zu ge- Einen vielversprechenden Ansatz, um ringen Nachfrage. dieses Ziel zu erreichen, bietet die integ- Durch die folglich rierte Produkt- und Prozessentwicklung. niedrigen Stück- zahlen stellen sich Hierbei werden nicht nur produktions- keine oder nur seitige Restriktionen in die Produktent- geringe Skalenef- wicklung mit aufgenommen, vielmehr fekte ein. übt die Produktionsplanung aktiven Ein- fluss auf die spätere Produktgestalt aus. Dadurch können mögliche Alternativen bereits in frühen Stadien aus mehreren und Segen zugleich. Da wenige etablier- out. Zusätzlich bietet sich aber auch die Perspektiven bewertet werden, sodass te Lösungen existieren, entstehen vor Chance, Materialflüsse sowie Arbeitspro- eine sowohl funktions- als auch produk- allem in den frühen Phasen nahezu un- zesse zu simulieren und so die Zwischen- tionstechnisch optimierte Produktkonfi- überschaubare Lösungsräume, die durch ergebnisse der integrierten Produkt- und guration ermöglicht wird. Auf diese Wei- die Planer und Entwickler systematisch Prozessplanung zu evaluieren und zu se kann etwa das Produkt optimal auf die einzuschränken sind. Andererseits sind vergleichen. Darüber hinaus können Ka- neuesten Produktionstechnologien ab- sie nicht dazu gezwungen, sich in vorge- pazitätsbewertungen auf Grundlage von gestimmt werden. gebenen Bahnen zu bewegen, wodurch Arbeitszeitmodellen und dem zu ferti- Der Neuheitsgrad der Komponenten innovative Lösungen entwickelt werden genden Produktspektrum vorgenom- elektrischer Fahrzeuge ist dabei Fluch können. men werden, um so die Produktion pas- send zu dimensionieren. Digitale Das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) Fabrikplanung der RWTH Aachen bedient sich für die Einen zentralen Be- digitale Fabrikplanung eines speziell ent- standteil der integrier- wickelten Fabrikplanungstisches auf Ba- ten Produkt- und Pro- sis der Software visTable der Firma Plavis. zessentwicklung stellt Auf einem großen Touchscreen lassen die digitale Fabrikpla- sich verschiedene Objekte des Layouts nung dar. Sie ermög- wie Maschinen, Produkte, Regale und so licht die Visualisierung weiter in einer 2D-Draufsicht verschie- von Arbeitsplätzen, Lo- ben. Das Ergebnis ist direkt in einer 3D- gistikflächen, Maschi- Ansicht abgebildet, die es den Planern nen, Transportbändern erleichtert, die Auswirkungen ihres Lay- und weiteren Hilfsmit- outs zu bewerten. teln in einem 3D-Lay- Dieses Vorgehen erlaubt es, Personen aller Hierarchieebenen in den Planungspro- zess mit einzubeziehen und deren spezifisches Know-how zu nutzen. Die in Nestern organisierte Prototypenfertigung im 2D- Dieses interdisziplinäre Layout … Vorgehen hat sich in der Praxis vielfach bewährt, da für eine effektive Pro- … und in der 3D-Darstellung. duktionsauslegung das strategische Verständnis des Abteilungsleiters, besonders aber auch das technische Know- how des Fertigungsmit- arbeiters, von großer Be- deutung sind.

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Praxisbeispiel Elektromotorenfabrik Um den zuvor genannten Herausforde- rungen in der Elektromobilität zu begegnen, wurde an der RWTH Aachen in einem interdisziplinären Forschungs- projekt ein Elektromotor entwickelt, der Für die Serie eignet sich eine Fließfer- für die speziellen Anforderungen eines tigung besser. Im Elektrofahrzeugs konzipiert ist und vom 2D-Layout lassen dem bereits erste Prototypen unter se- sich Maschinen riennahen Bedingungen gefertigt wur- und Objekte verschieben… den. Dabei arbeitete das WZL mit einem Konsortium aus Forschungs- und Indus …in der 3D-Sicht triepartnern zusammen, sodass eine sind Probleme bes- fahrzyklus-, materialkosten-, fertigungs- ser erkennbar. Bilder: RWTH Aachen und montagegerechte Produktausle- gung erfolgen konnte. Durch die kon- sequente Verfolgung einer integrierten Produkt- und Prozessentwicklung ließ sich die Motortopologie optimal auf die Wichtigstes Kriteri- Produktionsprozesse und Anlagentech- um für die Großse- nik abstimmen. rienfertigung ist ein Während der Entwicklung fiel bei- flüssiger Produk- spielsweise die Entscheidung zugunsten tionsprozess. Aus eines permanentmagneterregten Syn- diesem Grund wur- chronmotors mit 100 Volt Nennspan- de das Konzept der nung, da dieser keine teure Hochvolt- Nestfertigung ver- montage-Einrichtung benötigt, wodurch worfen und statt- ein weiterer Schritt in Richtung des Ziels, dessen eine Fließfer- die Elektromobilität bezahlbar zu ma- tigung umgesetzt. chen, gegangen werden konnte. Diese ermöglicht ei- Auch die Entwicklung eines Produkti- nen hohen Automa- onskonzepts ist Bestandteil des Projekts. tisierungsgrad zwi- Im Fokus stand dabei eine Steigerung schen den einzelnen der Stückzahlen über die Phasen der Pro- Stationen, was in der totyp-, Kleinserien- und letztendlich pro- Summe zu einem im gnostizierten Großserienfertigung. Vergleich zur Nest- Durch den Einsatz der digitalen Fabrik- fertigung erhöhten Output und geringe- besserungspotenziale aufgezeigt wer- planung konnte ein Fabrikkonzept erar- ren variablen Kosten führt. den können. Dieses Vorgehen wurde am beitet werden, das alle Phasen in sich ver- WZL in der Entwicklung eines Elektromo- eint. Die Variation des Layouts machte es Fazit tors und der zugehörigen Produktion er- möglich, die spezifischen Anforderungen Die Elektromobilität ist eine zukunftswei- folgreich angewandt. jbi jeder Phase bestmöglich zu erfüllen. Ver- sende Technologie, deren Akzeptanz je- schiedene Layout-Typen wurden geplant doch stark mit ihrer Preisentwicklung zu- Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker ist Lehrstuhlin- und mit den Hilfsmitteln der digitalen Fa- sammenhängt. Ein vielversprechender haber des Lehrstuhls für brikplanung analysiert und bewertet, so- Ansatz zur Senkung der Kosten für elekt- Produktionsmanagement am WZL der RWTH dass sich für jede Phase ein verifiziertes rische Fahrzeuge stellt die integrierte Aachen und Geschäftsführer von Street Scooter. Layout ergab. Produkt- und Prozessentwicklung dar, Für die Prototypen-Fertigung wurde die neben dem Produkt auch die Produ- Dr.-Ing. Peter Burggräf ist Oberingenieur am eine Nestfertigung gewählt, in der die zierbarkeit in den frühen Phasen der Ent- Lehrstuhl für Produktionsmanagement am WZL. Fertigung und Montage der (Teil-)Pro- wicklung betrachtet. Ein wichtiges Hilfs- dukte in je einem speziellen Bereich er- mittel ist in diesem Zusammenhang die Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Carsten Nee ist wis- senschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe folgt. Die räumliche Nähe zeitlich aufei- digitale Fabrikplanung. Durch sie können Elektromobilproduktion und Leiter der Pro- nander folgender Arbeitsschritte an den Prozesse und Materialflüsse der erarbei- jekte im Forschungsfeld Elektromotorenpro- einzelnen Stationen innerhalb eines Nes- teten Konzepte schon in einem frühen duktion am WZL. tes bedeuten kurze Weg für Werker und Stadium bewertet und mögliche Kosten Dipl.-Ing. Matthias Backs ist wissenschaftli- Bauteile. Zudem minimiert die Block- abgeschätzt werden. Diese Ergebnisse cher Mitarbeiter in der Gruppe Fabrikplanung struktur des Layouts die Wege zwischen werden in den Entwicklungsprozess am Lehrstuhl für Produktionsmanagement den einzelnen Stationen. rückgekoppelt, wodurch Fehler und Ver- am WZL.

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Roland Berger – Index Elektromobilität Deutschland holt auf von Thomas Schlick

Das höchste Technologie-Niveau bei Elektrofahrzeugen bieten Japan und Südkorea. Jedoch holt Deutsch- land technologisch und beim Preis-Leistungsverhältnis auf. Trotzdem: Die weltweite Produktionsprognose ist rückläufig, das zeigen die Zahlen des aktuellen „Index Elektromobilität“ von Roland Berger Strategy Consultants und der Forschungsgesellschaft Kraftfahrtwesen Aachen (fka).

ie Produktionsaussichten für Electro- vergangenen Jahren etwa mit der nationa- Preismanagements und der Technologie- nic Vehicles (EV) und Plug In Hybrid len Plattform Elektromobilität erhebliche entwicklungen gibt, ist die staatliche För- DElectronic Vehicles (PHEV) sind welt- Hürden für den Ausbau der E-Mobilität derung von Elektromobilität in allen un- weit rückläufig. Nationale Ziele zur Erhö- beseitigt werden. Deutsche Unternehmen tersuchten Ländern mit Ausnahme von hung der Flottenanteile aller Formen der nehmen dadurch – im Vergleich zu an- China rückläufig. Keines der zum Jahresen- Electronic Vehicles (xEV) sind damit akut deren Automobilnationen – eine zuneh- de 2012 ausgelaufenen Förderprogramme gefährdet. Langfristig können Deutsch- mend führende Rolle bei der Produkti- wurde erneuert. Zusätzlich steht dies im land, Frankreich und Südkorea ihre Pro- on von Elektrofahrzeugen ein. Südkorea umgekehrten Verhältnis zur gestiegenen duktionsanteile jedoch ausbauen. Denn bleibt zwar bei der Technologie führend, Wirtschaftsleistung dieser Länder, womit die Erstausrüster (OEM) dieser Länder musste aber gegenüber Frankreich und die Fördersituation nicht von der anzie- zeichnen sich gegenüber ihren US-ame- Deutschland seinen einst deutlichen Vor- henden Wirtschaftsleistung profitiert. rikanischen und japanischen Wettbewer- sprung vor allem aufgrund nicht erneuer- Die weltweiten Absatzprognosen und bern durch ein besseres Preis-Leistungs- ter Förderprogramme einbüßen. Während die damit einhergehenden Produktions- verhältnis aus. Gleichzeitig sind weltweit Südkorea und Japan weiterhin den höchs- vorhersagen für EV und PHEV sind nun die staatlichen Förderungen für Elektro- ten Stand an Fahrzeugtechnologie aufwei- insgesamt defensiver als im vergange- mobilität rückläufig – nur China bildet sen, hat sich das Preis-Leistungsverhältnis nen Untersuchungszeitraum, dem vier- davon eine Ausnahme. Zu diesen Ergeb- vor allem in Deutschland verbessert: Das ten Quartal 2012. Unter den in der Studie nissen kommen Roland Berger Strategy Preisniveau von Fahrzeugen deutscher betrachteten sieben Automobilnationen Consultants und die Forschungsgesell- OEM bei gleichbleibend hoher technischer (China, Deutschland, Frankreich, Italien, schaft Kraftfahrtwesen Aachen in ihrem Performance sinkt insgesamt. Verschlech- Japan, Südkorea und USA) verschieben aktuellen „Index Elektromobilität“ für das tert hat sich dieser Wert hingegen in den sich mittlerweile die Produktionsanteile in erste Quartal 2013. USA, wo der schrumpfende Gesamtabsatz einigen Bereichen. So entwickeln sich die mit einer Verschiebung zugunsten teure- Prognosen für die Fahrzeugproduktion in Deutschland im Vergleich rer Modelle und damit einer Verschlech- Deutschland, Frankreich und Südkorea ge- In Deutschland sieht die wirtschaftliche terung des Preis-Leistungsverhältnisses genüber der vergangenen Erhebung po- Zukunft der Elektroautos vergleichsweise einhergeht. Während es, wie oben gezeigt, sitiv, verharren dabei aber auf vergleich- günstig aus: Hierzulande konnten in den eine Gewichtsverlagerung1 im Bereich des bar niedrigem Niveau. In China, den USA und Japan wurde die Prognose zum Fahr- Preis-Leistungs-Verhältnis marktreifer BEV und PHEV zeugabsatz zuletzt nach unten korrigiert. mittlerer Verkaufspreis [EUR] > Konstant hohe preisliche Gleichzeitig wird Frankreich Boden gut- Positionierung, signifikante Niedrig Gut Produktionskapazitäten Frankreich machen können, was vor allem auf deut- China > Höhere Marktrelevanz hochpreisig Südkorea und Japan positionierter Fahrzeuge (insbesondere lich gestiegene Absatzprognosen für das Fisker) bieten weiter das > Zunehmend attraktive preisliche Modell Renault Twizy zurückzuführen ist. höchste Technologie- Deutschland Positionierung, hohes Korea Technologielevel Level, Deutschland Mittel > Unverändert schwaches verbessert sich im Technologieniveau, geringe Batterieproduktion verlagert sich Preis-Leistungsver- Stückzahlrelevanz Neben der Fahrzeugproduktion ist im > Zunehmende Relevanz von Klein(st)- hältnis. Japan fahrzeugen als Einstieg in E-Mobilität Bereich der Elektromobilität auch die Quelle: Roland Berger, fka USA Schlecht > Weiterhin keine Markteinführung der Herstellung von Batterien von zentraler Hoch angekündigten Fahrzeuge erfolgt 0 100 200 300 400 500 wirtschaftlicher Bedeutung. Nach Erkennt- mittleres Technologieniveau [Punkte] nissen des Index wird sich die Zellproduk- Hinweis: Keine marktreifen, massengefertigten EV/PHEV-Modells italienischer OEM tion künftig noch stärker auf die Länder

5/2013 Grüne Technologie2 Branche 35

Inlandsproduktion EV/PEHEV [in 1000 Fahrzeuge] Top-3-Modelle je Land

Toyota Prius PHEV, Nissan Leaf EV, Japan und Südkorea konzentrieren. Dies 283 Mitsubishi i-MiEV Die Produktionsprog- erklärt sich durch einen Konsolidierungs- Chevrolet Volt (PHEV), Nissan Leaf EV, 267 Fisker Karma nose für EV/PHEV im trend, getrieben durch das Ausscheiden Jahr 2015 ist insge- einzelner Akteure und die Aufkündigung 205 BMW i3, VW Golf PHEV, VW e-up! samt rückläufig, Markt- vormals marktbestimmender Kooperati- Renault Twizy EV, Renault ZOE Z.E., anteile verschieben 182 onen auf dem asiatischen und deutschen Smart ForTwo EV sich zugunsten einzel- Roewe 550 EV, BYD F3 PHEV, ner Länder. Markt. Dieser Trend geht mit einer pessi- 122 Chang'an Benben Mini EV Quelle: fka, Roland Berger mistischeren Einschätzung des Gesamt- Hyundai BlueWill PHEV, Kia Ray EV, marktes durch die Hersteller selbst einher, 47 Chevrolet Spark EV3 die vielerorts Pläne zum Errichten von Zell- Hinweis: Keine signifikante EV/PHEV-Produktion in Italien erwartet fertigungsstätten außerhalb der beiden

Kernländer Japan und Südkorea auf Eis ge- EV-Flotte und Ladestation-Infrastruktur Anzahl EV pro Ladestation legt haben. Frankreich wird beispielsweise Ladestationen 0,3 nach heutiger Einschätzung bis 2015 über 16.000 US keine eigene Wertschöpfung im Bereich Die Länder sehen 14.000 1,4 der Zellfertigung verfügen. unterschiedliche Ab- 12.000 deckungsgrade im 1,6 10.000 Verhältnis von Ladein- 2,1 Elektroauto noch unattraktiv frastruktur zum Fahr- 8.000 CN Im aktuellen Markt spielen EV und PHEV zeugbestand vor. 6.000 3,4 trotz eines leichten Aufwärtstrends nach Quelle: Roland Berger, fka 4.000 K 6,8 wie vor eine untergeordnete Rolle. Auch 2.000 GER FR J I zeigen die bestehenden Programme zur 0 EV-Flotte 19,5 Verkaufsförderung wie in China oder 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 Frankreich noch nicht die gewünschten Erfolge. Von einer eigenen Marktdynamik insgesamt zu stabilisieren, würde dieses Elektromobilität stärker in den Fokus. In jedenfalls ist bis dato nichts zu spüren. Die den Kostennachteil alternativer Antriebe der öffentlichen Wahrnehmung ist dabei negative Gesamtentwicklung des Marktes noch weiter verstärken. das Problem der begrenzten Reichweite von EV und PHEV trotz technologischer Zweitens ist die Batteriesicherheit ein von Elektrofahrzeugen nicht hinreichend Reife und optimierter Kostenstrukturen technischer Schlüsselbereich. Innovative adressiert. Eine flächendeckende Ladein lässt auf unzureichende Attraktivität für Konzepte sind hier dringend nötig, um die frastruktur erhöht die Sichbarkeit der Elek- den Kunden schließen. Entwicklung voranzutreiben. Denn die Kun- tromobilität und gibt dem potentiellen Aus Sicht der Roland Berger-Analyse denakzeptanz von EV hängt neben der Kos- Kunden die Sicherheit, dass er sein Fahr- stehen einem Erreichen der Zielvorgaben tenattraktivität maßgeblich von der Sicher- zeug trotz einer kurzen Reichweite immer und des politisch geforderten Markthoch- heit der angebotenen Fahrzeuge ab. Dabei aufladen kann. Nur wenn es gelingt, eine laufs derzeit drei wesentliche Herausforde- stellen insbesondere die in der Mehrzahl der flächendeckende Ladeinfrastruktur zu rungen im Wege: Erstens sind xEV für OEM derzeit am Markt verfügbaren EV und PHEV schaffen – unter Integration von Schnell- finanziell unattraktiv. Daraus folgt eine de- verwendeten Lithium-Ionen-Energiespei- lade-Optionen – hat die vollständige Inte- fensive Planung von Serienanläufen. OEM cher eine sicherheitskritische Komponente gration von Battery Electric Vehicles (BEV) realisieren beim Verkauf von xEV geringere dar. Diese können im Deformationsfall oder in das bestehende öffentliche wie private Deckungsbeiträge als bei Fahrzeugen mit bei Beschädigung etwa in Brand geraten Mobilitätsangebot eine Chance. konventionellem Antriebsstrang. In Bezug oder gar explodieren, wie zahlreiche me- Deutschland, Frankreich, China und Süd- auf die Total Cost of Ownership (TCO) ha- chanische und Crash-Tests nachgewiesen korea haben in diesem Zusammenhang ben teil- oder vollelektrifizierte Antriebe haben. Die öffentliche Wahrnehmung wur- bereits konkrete Zielsetzungen für die in gegenüber vergleichbaren konventionel- de durch diese Ergebnisse stark negativ be- Zukunft zu errichtende Ladeinfrastruktur len Antrieben, über die Nutzungsdauer einflusst und hat direkte Auswirkungen auf formuliert. Jedoch gibt es aufgrund der gerechnet, weiterhin klare Kostennach- die Nachfrage. weiterhin hohen Planungsunsicherheit teile. Dadurch entsteht dem OEM, bei- und wegen langer Amortisationsperioden spielsweise beim Verkauf eines Plug-in- Hemmschuh Infrastruktur bei hohen notwendigen Investitionen ak- Hybrid-Fahrzeuges, im Vergleich zu einem Drittens ist die Infrastruktur weltweit ein tuell keine Geschäftsmodelle, die einen Fahrzeug mit konventionellem Antriebs- Hemmschuh und macht einen globalen, Eintritt in diesen Markt für private Investo- strang eine Deckungsbeitragslücke. Der gemeinsamen Lösungsansatz unabding- ren attraktiv machen. Nur ein Engagement Kunde profitiert zwar von geminderten bar. Bisher wird das Kaufpotenzial so ge- der Regierungen, die diesen Einsatz als na- Energiekosten aufgrund des reduzierten nannter Early Adopters durch das aktuel- tionale Aufgabe verstehen, kann für eine Kraftstoffverbrauchs, der OEM bekommt le Fahrzeugangebot erschlossen, wobei nachhaltige Integration von Elektrofahr- jedoch seine entstehenden Mehrkosten neben Privatkunden insbesondere auch zeugen sorgen – über die Nischenrolle bat- nicht in voller Höhe erstattet. Sollte es Re- Fuhrparks von Unternehmen und Instituti- teriebetriebener Autos hinaus. jbi gierungen wie der US-amerikanischen ge- onen bedient werden. Nach Ausschöpfung lingen, durch Ausweitung nationaler Bohr- dieser Erstkäuferpotenziale rückt aber die Thomas Schlick ist Partner von Roland Berger projekte (Stichwort „Fracking“) den Ölpreis uneingeschränkte Alltagstauglichkeit der Strategy Consultants.

5/2013 36 Branche Grüne Technologie

Nord-Antriebstechnik im Solarthermie-Kraftwerk Geballte Sonnenenergie Das Bild, das entsteht, hört man das Wort „Solarkraftwerk“, sind Felder blau schimmernder Photovoltaikzel- len. Ein produktiverer Weg, die Energie der Sonne zu ernten, ist die Solarthermie. Spiegel leiten die Strah- lung der Sonne auf die Spitze eines Turms, um geballte Energie zu erhalten. Damit alle Spiegel stets optimal stehen, ist Antriebstechnik notwendig.

Sonne ernten: Das Solar- thermie-Feld Gemasolar in Andalusien erstreckt sich über eine Fläche von 185 Hektar.

wenn weniger oder gar keine Sonnenstrahlung für den Betrieb der An- lage vorliegt, in den Energiegewinnungs- prozess zurückgespeist werden. Auf diese Wei- se kann das System bis zu 15 Stunden überbrü- cken und auch bei lan- gen Bewölkungs- oder in der Nacht Strom aus gespeicherter Wärme uf halber Strecke zwischen den an- maschine einen Generator antreibt. Der erzeugen. Auf diese Weise ist das Solar- dalusischen Städten Sevilla und so gewonnene Strom wird ins Strom- thermie-Kraftwerk mit jährlich 6.500 pro- ACordoba, in einer der sonnenreichs- netz eingespeist. duktiven Stunden weit leistungsfähiger ten Regionen des Europas, erstreckt sich Das Geniale an diesem Salzschmelz- als gewöhnliche Kraftwerke, die Strom auf einer Fläche von 185 Hektar das He- kreislauf ist seine Speichermöglichkeit. aus wetterabhängigen erneuerbaren liostatenfeld der Gemasolar-Anlage. Der Ist mehr Wärmeenergie vorhanden, als Energieträgern gewinnen. Betreiber, Torresol, ein Joint Venture des die Turbine umzuwandeln vermag, wird spanischen Engineering-Giganten Sener der Überschuss gespeichert, indem ein Immer die Sonne im Blick Ingeniería y Sistemas mit Masdar, einem Teil der Salzschmelze vorm Wärmetau- Im Gemasolar-Kraftwerk reflektieren staatlichen Energieunternehmen aus scher umgeleitet wird. Das in einem se- 2.650 Planspiegel das Sonnenlicht auf Abu Dhabi, hat damit das weltweit ers- paraten Tank gespeicherte, heiße Medi- eine Absorberfläche an dem in der Mit- te kommerzielle Solarthermie-Kraftwerk um kann zu einem späteren Zeitpunkt, te der Anlage positionierten Turm. Ange- mit zentralem Turm und einem Wärme- speicherungssystem auf Salzschmel- zebasis errichtet. Verflüssigte Salze, die Je zwei Getriebemotoren aus einem Speichertank den Turm em- sorgen für die Ausrichtung der einzelnen Heliostaten. por gepumpt und durch die Absorber- fläche geführt werden, nehmen die Wär- me der konzentrierten Sonnenstrahlung auf. Passiert die Schmelze den Absorber, misst sie danach mehr als 500 Grad Cel- sius. Die heiße Schmelze durchdringt einen Wärmetauscher, wobei sie abkühlt und im Gegenzug Wasserdampf erzeugt, der wiederum über eine Dampf-

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sichts der Größe, des Gewichts und der direktanbau oder der Anbau Form der Spiegeleinheiten sind für die sehr kurzer, platzsparender zuverlässige Sonnennachführung leis- und leichter IEC-Adapter. Die tungsstarke, stabile und belastbare An- Entlüftung ist in allen Einbau- triebslösungen erforderlich. Naturgemäß lagen gewährleistet. Die Alumi- treten in dieser Anwendung extrem hohe niumgehäuse bieten einen wi- Umwelttemperaturen auf. Folglich muss derstandsfähigen natürlichen die verwendete Technik so ausgerüstet Korrosionsschutz, sodass in vie- werden, dass sie solchen Konditionen wi- len Fällen auf eine Lackierung derstehen kann. Darüber hinaus hat je- verzichtet werden kann. Die der Heliostat eine flache Oberfläche von FEM-optimierten Gehäuse sind etwa 120 Quadratmetern, eine große An- nicht nur stabiler, sondern auch griffsfläche für starke Winde und Stürme, deutlich leichter als die Vorgän- die gelegentlich auftreten. Doch das ein- germodelle. Das Blockgehäu- wandfreie Funktionieren der Heliostaten sedesign ermöglicht es, in Ge- und des gesamten Kraftwerks ist weitest- häuse bis Baugröße 6 größere Getriebemotoren der Nordbloc.1-Baureihe: Durch die besondere gehend garantiert. Die in dem Spiegel- Lager einzusetzen, wodurch Bauform weisen sie deutlich kräftigere Lager auf als marktübliche feld eingesetzten Getriebemotoren ha- die Einheiten höhere Querkräf- Alternativen. Bilder: Nord Drivesystems ben hieran einen entscheidenden Anteil. te zulassen oder bei gleichen Der Antriebshersteller Nord Drivesys- Bedingungen länger halten. Für noch wattstunden pro Jahr produzieren – aus- tems liefert essenzielle Komponenten für anspruchsvollere Einsatzkonditionen als reichend, um 30.000 Haushalte zu diese zentrale Funktion der Anlage. In je- hohe Temperaturen und raue Umgebun- versorgen und den CO2-Ausstoß um dem der Heliostaten sorgen zwei der Ge- gen sind sämtliche Typen auch als ATEX- rund 40.000 Tonnen jährlich zu reduzie- triebemotoren für präzise Bewegungen Ausführungen erhältlich. ren. Für die genaue und zuverlässige zur Sonnennachführung in zwei Achsen. Funktion der beweglichen Heliostaten, Torresols Heliostaten sind mit 5.300 Quintessenz die in der Anlage das Sonnenlicht umlen- Nordbloc.1-Getriebemotoren von Nord Solarthermie-Kraftwerke mit zentralem ken, ist das riesige, 2.650 Spiegel umfas- Drivesystems der Baugröße 5 ausge- Absorberturm sind eine bedeutende sende Feld mit 5.300 robusten Getriebe- rüstet. In jedem der Heliostaten sorgen Neuentwicklung im Bereich erneuerba- motoren von Nord Drivesystems zwei der Getriebemotoren für präzise rer Energien, die bis vor kurzem aus- ausgestattet. Die Antriebseinheiten im Bewegungen zur Sonnennachführung schließlich in Forschungsapplikationen Aluminiumgehäuse und FEM-optimier- in zwei Achsen. Im Vergleich zur glei- existierte. Das zukunftsweisende spani- ten Nordbloc.1-Design ermöglichen chen Baugröße der Vorgängergenerati- sche Gemasolar-Kraftwerk ist die erste hochpräzise Bewegung und sind beson- onen der Blockgehäuselösungen wider- derartige Anlage mit einer Speichermög- ders langlebig. jbi stehen die neuen Systeme weit größeren lichkeit für das Wärmeträgermedium. Die Belastungen. Für den Motoranbau ste- Weiterentwicklung verdeutlicht das gro- hen verschiedene, besonders anwen- ße Potenzial der Technologie. Bei einer Eine besondere Bauform derfreundliche Montageoptionen zur Nennleistung von 19 Megawatt soll Ge- Die Konstruktion der Nordbloc.1-Getriebe kommt ohne Montageöffnungen aus. Bei gleichem Verfügung, ein preisgünstiger Motor- masolar eine Strommenge von 110 Giga- Achsabstand wie bei herkömmlichen Stirnrad- getrieben werden größere Lager verwendet und die Zahnräder durch die Lagerbohrungen in die einteiligen Blockgehäuse eingeführt. Die versetzt angeordneten, großen Lager fangen abtriebsseitige Radial- und Axialkräfte sehr gut auf und machen die Antriebslösungen wesentlich belastbarer. Auch die Wellen fallen größer aus als bei anderen marktüblichen Blockgehäusesys- temen. Die größeren Wellenzapfen erlauben es außerdem, bei der Montage zahlreiche Kunden- wünsche (etwa beim Wellendurchmesser, bei der Zapfenform und -länge usw.) zu berücksichtigen. Das durch FEM-Optimierung verringerte Gewicht der Gehäuse erleichtert die Montage und spart Energie in Anwendungen, in denen der Antrieb selbst bewegt wird. Da sie keine Montageöffnun- gen enthalten, benötigen die Gehäuse natürlich auch keine Gummistopfen zum Verschluss von Bohrungen. Damit sind sie nicht nur stabiler und dichter, sondern haben auch eine glatte, ebenmä- ßige Oberfläche. Um die Spiegelanlage zu bestücken, benötigten die Betreiber tausende Antriebsmodule.

5/2013 38 Antriebstechnik Lineartechnik

Hydraulik ersetzen – mittels Planetengewindetrieben Flexibel und kraftvoll Solomatic stellt Sondermaschinen beispielsweise für die Medizintechnik her. Für eine Maschine, die Dich- tungsleisten und Gummidichtungen stanzt, schneidet, biegt und auf Aluminiumschienen montiert, hatte das Unternehmen die Wahl zwischen unterschiedlichen Antriebskonzepten. Schließlich setzte sich eine elektromechanische Lösung durch, die sehr kompakte Planetengewindetriebe in Kom- bination mit Servomotoren der Firma Bosch-Rexroth nutzt.

as Unternehmen Solomatic A/S in und der Wegstrecke hätten wir 2.500 Silkeborg (Dänemark) ist ein klassi- Liter Hydrauliköl benötigt“, sagt Peder- Dscher Sondermaschinenbauer und sen. „Wir haben uns schließlich für stellt seine Maschinen komplett selbst die Planetengewindetriebe her: „Wir konstruieren in 3D mit Solid- entschieden. Diese las- Works, verfügen über eine eigene Verar- sen sich unabhängig beitungsabteilung und programmieren voneinander steu- auch die Steuerungen“, berichtet Solo- ern. Auf diese Wei- leicht, die Maschine anzu- matic-Geschäftsführer Jørgen Pedersen. se sind wir flexibel.“ passen, da alle acht eingesetzten „Häufig begleiten wir unsere Kunden Auch sorgen die ef- Spindeln unabhängig voneinander pro- durch die gesamte Entwurfsphase, um fektiven Dichtungen für grammiert werden können“, erläutert sicherzustellen, dass sie ihre Produkte einen geringen Verbrauch von Schmier- der Geschäftsführer. genau so herstellen können, wie sie sich stoffen und verlängern die Nachschmier- das vorstellen.“ Dabei beobachtet das intervalle. Trotz hoher Tragzahl Platz gespart Unternehmen stets aktuelle technologi- „Die Entwicklung später zu fertigen- Planetengewindetriebe bieten gegen- sche Entwicklungen. der Werkstücke läuft heute parallel zum über Kugelgewindetrieben mehrere Im Fall einer neuen Maschine, die Bau der Maschinen. Wir kennen häufig Vorteile. Planetengewindetriebe ha- Dichtungsleisten und Gummidichtun- noch gar nicht die finale Ausprägung ben vor allem dann Vorteile, wenn hohe gen stanzt, schneidet, biegt und auf des Endprodukts, wenn wir mit dem Ent- Tragzahlen bei gleichzeitig geringem Aluminiumschienen montiert, hat das wurf der Maschine starten. Sollen bei- Bauraum gefragt sind. „Planetengewin- Unternehmen zu Beginn der Planungen spielsweise Löcher in eine Stahlschiene detriebe sind kleiner und kompakter. Sie die Entscheidung treffen müssen, ob statt einer Aluminiumschiene gestanzt beanspruchen weniger Platz, leisten da- eine reine Hydrauliklösung zum Antrieb werden, ist das kein Problem für uns. Mit bei aber die gleiche Kraftübertragung“, eingesetzt werden soll. „Bei dem Druck dem nun gewählten System fällt es uns erklärt Martin Bunk, tätig im Vertrieb im Bereich Fabrikautomation bei Bosch Rexroth. „Die acht von der Maschine benutzten Planetengewindetriebe mit einem Spindeldurchmesser von nur 48 Millimetern pressen je zehn Tonnen. Da- gegen hätten wir bei einem Kugelge- windetrieb einen Spindeldurchmesser Der Mensch und sein Werk: Jørgen Pedersen von 80 Millimetern benötigt.“ Daraus er- (links) und Peter Bon- geben sich nicht nur Vorteile im Bezug de, die beiden Solo- auf den Bauraum, auch die Trägheit der matic-Eigentümer, mit Konstruktion ist geringer – mit dem Er- der neuen Maschine. Bild: Bosch Rexroth gebnis eines dynamischeren Betriebs.

Servos mit Sicherheit Im Falle der Solomatic-Maschine sind die Spindeln mit Antrieben des Typs IndraDrive Cs und Synchron-Servomo-

5/2013 Lineartechnik Antriebstechnik 39

finiertes Drehmoment zur Verfügung, um zum Beispiel für eine Klemmung die nötigen Druck- und Presskräfte bereitzustellen. Antrie- be ohne diese Zusatzfunktion würden einen Antriebsfehler melden und mit Abschaltung reagieren, wenn die Ach- sen gegen einen Anschlag fahren und Blick in den Planetengewindetrieb: Gewin- In der Maschine ersetzen die Planetengewindetriebe derollen (die Planeten) ersetzen die Kugeln, die Endposition nicht erreichen. Hydraulikzylinder. Sie lassen sich einzeln und flexibel wobei die verzahnten Enden der Planeten in ansteuern. Bild: Bosch Rexroth innenverzahnte Zahnkränze greifen. Antriebsintegrierte Bild: Bosch Rexroth Sicherheitsfunktionen Zwei der acht Planetengewindetriebe toren IndraDyn MSK071 kombiniert. werden in einem geschützten und abge- Hohe Belastbarkeit dank Planeten Diese Servomotoren zeichnen sich aus schlossenen Bereich betrieben, den die Moderne Planetengewindetriebe erhöhen ge- durch eine hohe Drehmomentdichte, Maschinenführer betreten, um die An- genüber Kugelgewindetrieben die Belastbarkeit was bei kompakter Bauform einen Ma- lage mit neuem Material zu versorgen. und erweitern damit das Einsatzspektrum elektromechanischer Antriebe im Schwerlastbereich. ximal-Drehmoment von bis zu 84 New- Diese Schutzzone für das Bedienperso- Bei Planetengewindetrieben rotieren Gewin- tonmeter ermöglicht. nal hat Solomatic mit dem Antriebssys- derollen, Planeten genannt, in einer Gewinde- „Von besonderem Vorteil für uns ist tem geschaffen. So lassen sich optional mutter achsparallel um eine Gewindespindel. die antriebsintegrierte Funktion ‚Fahren Sicherheitsfunktionen wie „Sicher be- Durch die zahlreichen großen Kontaktflächen auf Festanschlag’“, erklärt Pedersen. Der grenzte Geschwindigkeit“ und „Sicher steigt im Vergleich zu Kugelrollspindeln die Motor fährt in Lage- oder Geschwindig- überwachte Position“ integrieren. Mit Tragfähigkeit. Planetengewindetriebe können keitsregelung bewusst gegen einen An- der einen Funktion kann so ein Sonder- so größeren Kräften standhalten. Sie stellen bei schlag und stellt anschließend ein de- betrieb mit sicher reduzierter Geschwin- gleicher Baugröße erheblich höhere statische digkeit realisiert werden. Mithilfe der und dynamische Tragzahlen bereit. zweiten Funktion kontrolliert das Sys- Bei Bosch Rexroth hat die kleinste Baugröße 20 tem zusätzlich zur sicheren Bewegung Millimeter Spindeldurchmesser und weist eine einen sicheren Absolut-Lagebereich. Steigung von fünf Millimetern auf. Trotz dieser Solomatic ist nur ein Beispiel dafür, geringen Baugröße erreicht dieses „Einstiegs- modell“ bereits eine dynamische Tragzahl von dass Mittel- und Schwermaschinen so- 55 Kilonewton. Die größte Ausführung steigert wie vollelektrische Pressen in immer hö- die dynamische Tragzahl auf 220 Kilonewton here Leistungsklassen vorstoßen. Dies und die statische sogar auf 475 Kilonewton. steigert die Ansprüche an die Achs- Zum Vergleich: Je nach Ausführung bringt ein mechaniken, die immer größere Kräfte Triebwerk der Boeing 747 beim Start gerade übertragen müssen. Darüber hinaus er- einmal zwischen 206 und 296 Kilonewton fordert der zunehmende Einsatz hoch- Schubkraft auf. fester Stähle immer höhere Umform- Rexroth wendet bei den Antriebseinheiten das kräfte. Klassische Kugelgewindetriebe Prinzip der Synchronisation an, bei dem die jedoch stoßen hier an ihre Leistungs- Gewindemutter die Planeten in zwei Lochkrän- grenzen. zen fasst und sie damit auf Abstand hält. Die Mit den neu entwickelten Planeten- verzahnten Enden der Planeten greifen in die gewindetrieben hat Rexroth die Belast- innenverzahnten Zahnkränze der Mutter ein. Aufbau eines Das Gewinde hat geometrisch definierte Flan- barkeit erhöht und damit das Einsatz- Planetenge- ken, die schlupffrei in der Mutter abwälzen. Das windetriebs. spektrum elektromechanischer Antriebe führt auch bei minimalen Bewegungen zu einer Bild: Solomatic im Schwerlastbereich nach oben erwei- hohen Positionier- und Wiederholgenauigkeit. tert. Die Konstrukteure des Antriebs- Planetengewindetriebe erreichen Verfahrge- und Steuerungsspezialisten arbeiten schwindigkeiten von bis zu 50 Metern pro Minu- bereits an der Entwicklung größerer te und erfüllen damit die gestiegenen Dynami- Spindeln in variablen Hublängen. jbi kanforderungen für kürzere Zykluszeiten.

5/2013 40 Antriebstechnik Handling

Antriebstechnik von Bonfiglioli in Verpackungsmaschinen Verpackungskünstler von Chris Liebermann

Im Handling gibt es Aufgaben, die fordern höchste Präzision und Dynamik von der eingesetzten Antriebs- technik, dann sind Servo-Antriebe und spielarme Planetengetriebe fast unumgänglich. Kontinuierliche Zu- führungen hingegen kommen mit Standardgetriebemotoren mit Schneckenantrieben aus. Im Rahmen dieser Extreme liefert Bonfiglioli Komponenten und Systeme beispielsweise für den Verpackungsmaschinen- hersteller IMA.

ine Maschine der Firma IMA zur Ver- packung von Kunststoffflaschen in EKartons besteht grundsätzlich aus drei Einheiten: Einer Zuführungseinheit für die Flaschen, einer für die Kartonage und als Verbindungselement einem Pick- and-Place-Portalroboter. Dabei funktioniert der Workflow dieser Maschinen im einfachsten Fall wie folgt: Die Zufüh- reinheit für die Flaschen übernimmt die abgefüllten, etikettierten und geprüften Flaschen aus der Produktion, zählt sie ab Direkter Antrieb für Zahnriemen: spielarmes und bringt sie in die vorgesehene Rei- Servo-Planetengetriebe SL120P. hung. Die Zuführeinheit der Kartonage entnimmt den Einzelkarton entweder einer Paletteneinheit oder von einem tig auch die Ansprüche an die eingesetz- Band, faltet ihn auf und stellt ihn noch te Antriebstechnik. Über eine Steuerung unverklebt auf einem Förderband zur Be- gekoppelt, müssen die jeweiligen An- füllung bereit. Der Portalroboter greift triebe der einzelnen Achsen hochpräzi- die bereitgestellten Flaschen und stellt se arbeiten, um die Verpackungsaufgabe sie in den zwischenzeitlich geöffneten auch bei höchster Taktgeschwindigkeit Karton. Die Abführeinheit verklebt den wie erwartet zu erfüllen. Die Qualität der Karton unten wie oben mit Kleber oder eingesetzten Antriebstechnik ist dafür Klebestreifen. von besonderer Bedeutung. Der Verpa- Ein Beispiel von vielen variantenreichen ckungsmaschinenhersteller IMA vertraut Spielarme Planetengetriebe von Bonfiglioli im Portalro Abläufen im Bereich Handling. Beginnend dabei auf den italienischen Antriebsher- boter der Verpackungsmaschine. von der Dosierung und Verpackung bezie- steller Bonfiglioli, dessen deutsche Nie- hungsweise Abfüllung des Produkts bis derlassung ihren Sitz in Krefeld hat. zur Palettierung größerer Verpackungs- einheiten integrieren moderne Verpa- Schnelles Handling ckungslinien meist mehrere Arbeitsstatio- mittels Servotechnik nen, deren spezifische Aufgaben modular Jede Funktion der Verpackungsmaschine durch separate Maschinen erfüllt werden. für Kosmetikfläschchen wird idealerweise Präzision, Schnelligkeit und Variabilität mit elektrischer Servotechnik angetrieben. zeichnen nicht nur die Verpackungsanla- Zuführung, Konfektionierung und Positio- gen aus, sondern sie definieren gleichzei- nierung der Flaschen, Zuführung der Kar- tonage, Pick and Place der Flaschen und der Abtransport und Verschluss der be- Bahnen und Weichen präzise und schnell füllten Kartons müssen gut aufeinander antreiben. abgestimmt sein. Im besten Fall beträgt

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die Taktzeit zwei Sekunden. Dieser Wert nute werden mit PP, PVC, Zellophan oder stellt hohe Anforderungen an die Antrie- auch Packpapier umverpackt. Die Kartons be, insbesondere, was Beschleunigungs- schießen im 0,4-Sekunden-Takt durch die momente und Verdrehsteifigkeit betrifft. Maschine, werden mit dem Packmaterial Eingangsdrehzahlen von über 3.000 Um- umwickelt und verschlossen. drehungen pro Minute bringen zusätzlich Damit kurze Taktzeiten garantiert sind, thermische Belastungen mit sich. Belas- wird die Maschine über eine SPS gesteu- tungen, mit denen die spielarmen Plane- ert und mit dynamischer elektrischer An- tengetriebe der Bonfiglioli-Marke Micron triebstechnik angetrieben. Hier bietet umgehen können. sich die hochdynamische Umrichterfa- Sensoren sorgen für die korrekte An- milie Active Cube von Bonfiglioli an. Mit zahl und Stellung der zu verpackenden ihrem integrierten Systembus auf CAN- Flaschen. Die Befüllposition des Kartons Basis können ohne Zusatzelemente bis wird durch Sensorik am Förderband in zu 64 Antriebe in Echtzeit miteinander Verbindung mit seiner Geschwindigkeit kommunizieren und lassen sich so syn- errechnet und der Achsensteuerung chronisieren. des Pick-and-Place-Roboters weiter- Die größte mechanische Belastung er- gegeben. In diesen beiden Fällen be- fährt die Hubeinheit des Portalroboters steht in der Dynamik des Start-/Stopp- im Herzen der Maschine. Die Sensorik der Betriebs und korrekter Lageerfassung Maschine sorgt über die Zuführeinheit für die besondere Herausforderung. Beim die korrekte Stellung der zu verpacken- Portalroboter jedoch ist die Kombina- den Kartons. Im Moment der exakten Zahnriemen-Servoantrieb in der Rahmenkonstruktion mit tion aus Geschwindigkeit und genauer Position ist der Karton schon überdeckt spielarmem Planetengetriebe von Bonfiglioli. Positionierung bei bewegtem Ziel ge- vom Verpackungsmaterial, wird geho- fragt. Gesteuert und koordiniert werden ben und mit der gleichen Bewegung mit alle Funktionen der Maschine von einer dem Verpackungsmaterial umschlagen, und die Antriebe über die Steuerung mit SPS. Diese erlaubt auch die Verbindung verklebt und danach an das Förderband den aktuellen Werten versorgt. zu vor- und nachgelagerten Maschinen, der Abführeinheit übergeben. An dieses Bei den entscheidenden Antrieben mit so dass auch eine Integration der Verpa- schließt sich meist ein Roboter an, der die Positionieraufgaben oder hartem Start-/ ckungsmaschine in eine Produktionsli- verpackten Einzelkartons in größere Ge- Stopp-Betrieb werden jedoch die spiel- nie möglich ist. binde zusammenfasst, verpackt und auf armen Servo-Planetengetriebemotoren Paletten abstellt. von Bonfiglioli eingesetzt. Bei den weni- In 0,4 Sekunden verpackt ger kritischen Bewegungen, beispielswei- :Am Ende des Abfüll- und Verpackungs- Chargen-Wechsel ohne Werkzeug se bei den vorgelagerten Zuführungen, prozesses gilt es bei Produkten der Kos- Wenn häufig Chargenwechsel anstehen die im Dauerbetrieb erfolgen, kommen metik- und pharmazeutischen Indust- und die Größe der Kartonagen wechseln, Industriegetriebemotoren der Produktli- rie, vor der weiteren Kommissionierung dann spielt die Geschwindigkeit der For- nie Bonfiglioli Riduttori zum Einsatz, die in größere Gebinde die Kartons in Folie matumstellung eine wichtige Rolle. Inner- sich für Anwendungen mit geringeren einzupacken. Sind die Parfums in Fla- halb weniger Minuten sollen sich die Ma- Genauigkeitsanforderungen eignen. In cons abgefüllt und in Kartons verpackt, schinen auf das neue Format umstellen der Regel sind das die bewährten Schne- werden sie einzeln oder zu mehreren mit lassen. Bei den Maschinen von IMA geht ckengetriebemotoren. Folie umhüllt. Das geschieht in rasanter das ganz ohne Einsatz von Werkzeug. Im Der Einsatz in vielfältigen Verpackungs- Schnelligkeit. Bis zu 150 Kartons pro Mi- Nu sind die Zuführungen neu eingerichtet maschinen von IMA zeigt zudem die Vari- abilität des Produktprogramms. Die Pa- lette reicht vom Hauptantrieb mit 1.200 Newtonmetern Spitzendrehmoment bis zu Hilfsanwendungen mit unter 30 New- tonmetern. Neben der Flexibilität dieses Produkt- baukastens überzeugte IMA die Garantie der Spieltoleranzen bei den Planetenge- trieben. In Pick-and-Place-Anwendungen ist ein Spiel von drei Winkelminuten ge- fordert, andere Anwendungen, sind weniger anspruchsvoll und lassen sich mit kostengünstigen Getrieben abdecken, beispielsweise mit einem Spiel bis zu 15 Planetengetriebe der Serie MP-TR mit bis zu 1.200 Newtonmetern Spitzendrehmoment in Winkelminuten oder sogar mit dem Spiel Axial- und Winkelausführung. Bilder: Bonfiglioli der Standardgetriebe. jbi

5/2013 42 Automatisierung Parallelkinematiken

Hexapoden im Maschinenbau Die sechsfüßige Alternative von Birgit Schulze und Ellen-Christine Reiff

Kreative Ideen sind gerade auch im Maschinen- und Anlagenbau gefragt. Das gilt heute mehr denn je, denn in vielen Bereichen steigen die Anforderungen an die Präzision. Bei Mehrachs-Systemen lohnt sich deshalb ein Blick auf Parallelkinematiken. Solch eine ist zum Beispiel ein Hexapod. Selbst große Lasten lassen sich damit auf den Mikrometer genau positionieren und interessante Möglichkeiten im Maschinenbau ausloten.

ür die Konstruktion mehrachsiger Po- Hexapoden gibt sitioniersysteme gibt es prinzipiell es in unter- zwei Möglichkeiten: Serielle Kinema- schiedlichen F Baugrößen und tik und parallele Kinematik. Serielle Ki- mit verschiede- nematik ist einfacher im Aufbau und die nen Antriebs- Ansteuerung der Einzelachsen ist wenig prinzipien – von komplex. Sie hat jedoch eine Reihe von Eine bekannte hydraulisch bis piezoelektrisch. Nachteilen gegenüber eleganten Paral- Anwendung von Bild: PI lelkinematik-Systemen. Denn in einer Se- sechsachsigen parallelki- riellkinematik ist jeder Aktor genau einem nematischen Systemen sind Bewegungsfreiheitsgrad zugeordnet. sicher Flugsimulatoren; hier wir- Werden Positionssensoren integriert, sind ken sechs Aktoren auf eine gemeinsa- diese ebenfalls jeweils einem Antrieb zu- me Plattform, die sich in alle Richtungen weise überschaubaren Arbeitsraums be- geordnet und messen nur die Bewegung bewegen und um diese verkippen kann. wegt. Gleichzeitig bieten Hexapoden in dem Freiheitsgrad der entsprechenden Industrielle Hexapoden, die sich für den dank ihrer Anpassungsfähigkeit gute In- Stellachse. Alle unerwünschten Bewe- Maschinenbau eignen, sind allerdings tegrationsmöglichkeiten in sehr unter- gungen in den anderen fünf Freiheitsgra- wesentlich genauer. Statt Hydraulikan- schiedliche Applikationen. den lassen sich nicht erkennen und aus- triebe nutzen diese je nach Anforderun- regeln. Deshalb kann es zum vermehrten gen hochpräzise Antriebsspindeln und Sechs Freiheitsgrade Auftreten von Führungsfehlern kommen. exakt ansteuerbare DC-Motoren oder di- Im Bereich leistungsfähiger hochpräziser rekte Linearmotoren, beispielsweise auf Positioniersysteme mit bis zu sechs Be- Parallel in allen Achsen Basis von piezokeramischen Aktoren. wegungsachsen hat sich die Karlsruher In einem Parallelkinematik-Mehrachs- Unabhängig vom Antriebsprinzip er- Firma Physik Instrumente (PI) seit mehr system wirken alle Aktoren unmittelbar möglichen parallelkinematische Systeme als vier Jahrzehnten einen Namen ge- auf die zentrale bewegte Plattform. Nur die einfache Integration von Parallelme- macht. Im Produktprogramm finden sich dadurch lassen sich gleiche Resonanz- trologie. Dadurch lassen sich alle gere- frequenzen und identisches dynami- gelten Freiheitsgrade gleichzeitig über- sches Verhalten für alle Achsen erzielen. wachen und Führungsfehler in Echtzeit kompensieren (Active Trajectory Control). Die Vorteile sind deutlich bessere Bahn- treue, Wiederholgenauigkeit und Ab- laufebenheit, geringere bewegte Masse und damit eine höhere und für alle Bewe- gungsachsen gleiche Dynamik. Zudem entfällt das Kabelmanagement, da die Kabel nicht bewegt werden, und der Auf- Ein parallelkinematischer Sechsachs-Positi- bau ist deutlich kompakter. Letzteres ver- onierer (Hexapod) ist wesentlich kompakter und steifer als ein vergleichbarer seriellkine- einfacht im Maschinenbau beispielsweise Hexapoden haben sich in vielen Anwen- matischer Aufbau aus gestapelten einachsi- die Sicherheitsschaltungen, da sich der dungsbereichen bewährt, beispielsweise bei gen Verstellern. Bild: PI Hexapod nur innerhalb des vergleichs- der Ausrichtung von Teleskopen. Bild: ALMA

5/2013 Parallelkinematiken Automatisierung 43

Standardisierte Feldbusschnitt- auch leistungsfähige sechsachsige par- stellen vereinfachen die Integ- allelkinematische Systeme in einer Viel- ration: Hexapod beim automa- zahl unterschiedlicher Ausführungen, die tischen Fräsen. Bild: PI sich für unterschiedliche Lasten eignen, mit verschiedenen Antriebsarten angeboten werden und für die verschiedens- ten Umgebungsbedingungen ausgelegt sind. Dadurch lassen sich zahlreiche An- wendungen abdecken, angefangen von Handlingsystemen in der Elektronikfer- tigung oder der Werkzeugkontrolle in rungsverbund integrierbar und auch die Präzisionswerkzeugmaschinen über die Taktsynchronisierung mit anderen Auto- Medizintechnik bis hin zu optischen Sys- matisierungskomponenten ist gut zu re- temen, beispielsweise in Weltraumteles- alisieren, etwa bei automatischen Zufüh- kopen. rungen. Positioniert wird in bis zu sechs Frei- heitsgraden in drei linearen und drei rota- Taktsynchron im Verbund chronisieren. Fehlt eine übergeordnete torischen Bewegungsachsen. Dabei sind Die SPS kann mit dem Hexapod-System SPS, weil beispielsweise keine Synchroni- abhängig von der Geometrie des Hexapo- über eine standardisierte Feldbusschnitt- tät mit anderen Systemkomponenten den Bewegungen von einigen Grad bis zu stelle kommunizieren. Sie gibt als Mas- notwendig ist, kann der Hexapod-Cont- 60 Grad und bei der Linearbewegung von ter die kartesische Soll-Position oder roller seit geraumer Zeit auch Bahnen auf einigen Millimetern bis zu mehreren Zen- -Bahn vor und bekommt die Ist-Positio- Basis von G-Code nach DIN 66025/ISO timetern möglich. Die Reproduzierbar- nen ebenfalls über die Feldbusschnitt- 6983 steuern. Der Vorteil von G-Code be- keit erreicht ebenso wie die Schrittweite stelle zurückgemeldet. Alle anderen Be- steht darin, dass er von Software-Werk- Werte bis unter einen Mikrometer. Der rechnungen, die notwendig sind, um die zeugen zur Bahngenerierung, sprich Maschinenbau kann davon in mehrfa- Fahrbefehle für das parallelkinematische CAM-Systemen, leicht erzeugt werden cher Hinsicht profitieren: Ein Beispiel sind Sechsachssystem umzusetzen, über- kann. Dies ist als Produktionstechnik im hochpräzise Erodierverfahren. Sie eignen nimmt der Hexapod-Controller, also die Maschinenbau sehr gut etabliert. Durch sich für Teile mit komplizierten Kontu- Transformation der kartesischen Soll-Po- den im Hexapod-Controller implemen- ren, die – etwa beim Fräsen – nicht ide- sitionen in die Ansteuerung der Einzel- tierten G-Code-Interpreter lassen sich al aufzuspannen sind. Die Elektrode wird antriebe. Der Controller verhält sich in dann mit dem Hexapod-System Werk- dann vom Hexapod bewegt, während diesem Fall wie ein intelligenter Antrieb. stück oder Werkzeug während der Bear- das Werkstück fix bleibt. Ähnliches gilt für Die Zykluszeiten für die Vorgabe neuer beitung mit großer Präzision verfahren, Drahtbiegearbeiten im Hochpräzisions- Positionen, Signalauswertung und Syn- ohne dass die Mechanik ins Schwingen bereich. Wo optische Methoden zur Qua- chronisation liegen zwischen einer und kommt. Um eine perfekte Anpassung der litätssicherung eingesetzt werden, lassen drei Millisekunden. Feldbusschnittstellen Bahn an die Applikation zu gewährleis- sich Platten oder Werkstücke mit Hilfe der gibt es aktuell als austauschbare Module ten, kann man mit dem Controller Hexapoden präzise ausrichten; weitere für EtherCAT und Profinet. Bei Bedarf fol- verschiedene Koordinatensysteme de Anwendungsbereiche gibt es zum Bei- gen weitere Feldbus-Interfaces wie Profi- finieren, beispielsweise Work- und Tool spiel bei der Laserstrahlsteuerung. bus, CANopen, Sercos oder andere. koordinatensysteme, die sich auf die Aber auch wenn es nicht auf den Nano- Natürlich kann auch der Hexapod-Con- Lage des Werkstücks oder des Werkzeugs oder Mikrometer ankommt, erschließen troller selbst statt der übergeordneten beziehen. jbi parallelkinematische Mehrachssysteme Steuerung die Positionsregelung über- dem Maschinenbauer interessante Mög- nehmen. Dann wird allerdings von der Dipl.-Phys. Birgit Schulze ist tätig im Bereich lichkeiten, beispielsweise bei Werkstü- SPS nur ein Positionskommando abge- Markt & Produkte bei Physik Instrumente (PI) in Karlsruhe. cken, die mit mehreren Bohrungen versetzt und während des Ablaufs lässt sich sehen werden sollen. Sind hier Vorgaben die Bewegung nicht mit anderen An- Ellen-Christine Reiff, M.A., arbeitet für das Re- daktionsbüro Stutensee. wie Versatz oder Neigung zu berücksich- triebsachsen oder Messsystemen syn- tigen, vereinfachen Hexapoden mit ihren sechs Freiheitsgraden in der Bewe- gung ebenfalls den Produktionsablauf. Ähnliches gilt für Montagearbeiten, denn selbst große und schwere Teile lassen sich mit Hilfe von Hexapoden passgenau ausrichten, beispielsweise im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schwermaschinenbau.

Durch die direkte Anbindungsmöglich- Blockschaltbild: Der Hexapod-Controller verhält sich wie ein intelligenter Antrieb. Ein aus- keit an die Steuerung sind die Hexapod- tauschbares Feldbus-Interface ermöglicht die Kombination mit einer Vielzahl von SPSen oder Systeme praktisch in jeden Automatisie- CNC-Steuerungen. Bild: PI

5/2013 44 Antriebstechnik Energiespeicher

Drillinge komplett – Dynamische Energiespeicher für die Aktorenebene Optimierter Energie-

haushalt für Drives von Michael Koch

Elektrische Energie ist eine der wichtigsten Säulen unserer Wirtschaft. Versorgungssicherheit und günstige Preise sind Voraussetzung für die Industrie. Beides steht unter hohem Risiko, und so sind Energieeffizienz und der Schutz vor Spannungsschwankungen oder gar -unterbrechungen auch auf der Antriebsebene ein wichtiges Thema. Mit den Produkten der Firma Michael Koch beispielsweise lassen sich diese Themen angehen.

Koch hoch drei: Energiepuffer DES, Kurzzeit-USV DEV und der neue Typ DEK, die Kombination der beiden anderen Eineiigen.

für Umrichter mit Zwischenkreisspan- nungen bis 800 Volt Gleichspannung, die über einen direkten Zwischenkreisan- schluss verfügen, ist das Speichermodul mit jedem gängigen Umrichtertyp einsetzbar. Dabei gilt: Auspacken, mit drei Litzen anschließen – und, Energie sparen – mehr Arbeitsschritte sind für den Nutzer nicht erforderlich. Der Speicher regelt sich von Beginn an selbständig. m Dauerbetrieb setzt ein Umrichter sche Energieversorgung) und der neu Referenzgeber für die Energieaufnahme den Netzstrom so um, dass der oder vorgestellten Kombination (DEK) beider und Energieabgabe ist der Bremschop- Idie angeschlossenen Motoren in der Technologien möchte Koch helfen, den perausgang des Umrichters. Der DES passenden Drehrichtung und Geschwin- Energiehaushalt von Umrichtern und ermittelt darüber die relevanten Span- digkeit rotieren. Fällt die Spannung ab Servoreglern zu optimieren und Risiken nungsebenen im Gleichstromzwischen- oder wird sie gar unterbrochen, trudelt zu minimieren. kreis des Umrichters und stellt seine Ar- der Motor aus. Benötigt die Anwendung beitsparameter darauf ein. einen Wechselbetrieb, also Geschwindig- Die DES: eine Rote Blackbox als Bremst der Antrieb, steigt die Zwi- keits- beziehungsweise Drehrichtungs- grüne Option schenkreisspannung. Übersteigt sie den änderungen, kommt Bremsenergie ins Ein Energiespeicher, der in der Handha- bei der ersten Bremsung ermittelten Spiel, das bedeutet, dass der Motor kurz- bung so einfach wie ein Bremswider- Grenzwert, nimmt der Speicher die Ener- zeitig zum Generator mutiert, mit dem stand ist und in der Effizienz vergleichbar gie auf. Die Energie wird solange zwi- Effekt, dass die Spannung im System an- mit einer Einheit zur Netzrückspeisung – schengelagert, bis die Spannung den un- steigt und die Energie abgeführt werden das waren die Ziele bei der Entwicklung teren Schwellwert erreicht. Dann wird die muss. Dies geschieht heute gängig über des dynamischen Energiespeichers. In gespeicherte Energie wieder in den Zwi- einen Bremswiderstand oder über eine seiner Standardausführung besitzt das schenkreis zurückgegeben, noch bevor Netzrückspeisung mit unklaren Folgen aktive Puffermodul eine Speicherkapa- Energie aus dem Netz geholt wird. Dies für die Netzqualität. zität von rund 1,6 Kilojoule und eignet ist der entscheidende Moment der Ener- Mit den Produkten DES (Dynami- sich damit für viele Anwendungen in der gieeinsparung. Der Speicher des DES ent- scher Energiespeicher), DEV (Dynami- elektrischen Antriebstechnik. Ausgelegt lädt sich bis auf den zuvor automatisch

5/2013 Energiespeicher Antriebstechnik 45

festgelegten Mindestpegel und wartet Die Dritte macht das Trio perfekt auf die nächste Bremsung. Das Speicher- Die DEK hat Koch auf der diesjährigen modul arbeitet als Stabilisator des Zwi- Hannover Messe gerade frisch vorge- schenkreises und hat keinerlei Kontakt stellt. Sie ist eine Kombination der bei- mit dem eingangsseitigen Stromnetz. den oben beschriebenen Geräte. Die DEK kann sowohl Bremsenergie puffern DEV: Die Kurzzeit-USV wie auch Spannungsschwankungen bis Das Gerät mit dem Namen Dynamische hin zur Netzunterbrechung ausgleichen. Energieversorgung DEV fungiert als Un- Möglich macht dies die Aufteilung des terbrechungsfreie Stromversorgung Speichers in einen Bereich für Bremsener- (USV), um kurze Spannungsausfälle für gie und einen für die Energie der Kurz- Antriebsumrichter und Servoregler zu zeit-USV, wobei der USV-Bereich min- überbrücken. Die aktive Kapazitätserwei- destens die Hälfte des Energiespeichers terung des Gleichstromzwischenkreises ausmacht. Die genaue Aufteilung der zur der Umrichter hält eine entsprechend Verfügung stehenden Energiemenge ist der technischen Auslegung festgeleg- dabei das Ergebnis des Applikationsengi- te Energiemenge vor, die dazu dient, neerings. Ausgehend von einem Beispiel, bei Netzausfall das Spannungsniveau bei dem es gilt, im Fall einer Bremsung des Gleichstromzwischenkreises auf ei- 500 Joule Energie zwischenzuspeichern, nem Niveau zu halten, das die Ausfall- werden die restlichen zur Verfügung ste- zeit ohne Störung überbrückt und/oder henden 1.500 Joule für den USV-Fall vor- die Maschine zum definierten Stillstand gehalten. Ohne Schalter- und Display: Die DEK bietet einen An- bringt. Ziel ist in jedem Fall, dass der An- Auch für die DEK gilt, dass der Anschluss schluss für Speicher-Erweiterungsmodule, eine Funktions- trieb und alle von ihm versorgten Syste- sehr einfach über drei Litzen hergestellt überwachungsschnittstelle und eine Ladungsanzeige. me die Netzunterbrechung entweder gar wird. Bei keinem der drei Geräte ist ein nicht bemerken oder in einen definierten Einschaltknopf vorhanden oder notwen- Zustand kommen, von dem aus ein Neu- dig. Wie die DEV besitzt auch die DEK eine verbesserte aktive Wärmeabfuhr. Beim start ohne Aufwand möglich ist. Beides Überwachungsschnittstelle, die für eine DES bedeutet dies die gleiche Energie- ist die Aufgabenstellung des Applikati- nachhaltig gesicherte Funktion als Ener- menge bei kürzeren Zyklen, bei der DEV onsengineerings, die sich mit Hilfe der gielieferant im Fall einer Netzunterbre- sehr große Energiemengen bei unge- DEV lösen lässt. chung als essenziell angesehen wird. planter oder gleiche Energiemenge bei In der kleinsten Baugröße 2.0 bringt häufiger geplanter Netzunterbrechung. die DEV eine Speicherkapazität von rund Anpassbare Leistungsfähigkeit Und bei der neuen DEK wirkt sich die Er- zwei Kilojoule mit und eignet sich da- Alle drei Koch-Produkte stehen in meh- höhung der Belastbarkeit in beiden Be- mit für viele Anwendungen in der elek- reren Leistungsstufen zur Verfügung. reichen positiv aus. trischen Antriebstechnik. Auch sie ist für Neben der Basisvariante 2.0, die in zwei Sollte das Speichervolumen bei einem Umrichter mit Zwischenkreisspannun- Leistungsklassen angeboten wird, bringt der Geräte für die konkrete Anwendung gen bis 800 Volt Gleichspannung konst- die Variante 3.0 einen weiteren Energie- nicht ausreichen, kann es durch weitere ruiert, die über einen direkten Zwischen- schub, ist also höher belastbar. Erreicht Speichermodule unkompliziert erweitert kreisanschluss verfügen. Auch die DEV werden die höheren Belastbarkeiten bei werden. Sie sind über Kabel mit verpol- funktioniert wie eine Black Box, die sich den maßgleichen Geräten durch eine ungssicheren Steckern einfach mit der selbst einstellt. veränderte Elektronik und eine deutlich dynamischen Energieversorgung zu verbinden. Mit diesen Erweiterungsmodu- len steht zusätzliche Energie in zwei Kilo- joule-Schritten bereit. Auf der Aktor-Ebene sind mit den drei Geräten neue Möglichkeiten gegeben, netzunabhängig mit überschüssigen oder fehlenden Energien im Gleichstrom- zwischenkreis von Umrichtern umzugehen. Alle drei für alle Umrichter und alle Fälle: Der DES erhöht als aktives Puffer- modul die Energieeffizienz, die DEV schützt als Kurzzeit-USV vor negativen Folgen einer Spannungsschwankung oder einer Netzunterbrechung, und die DEK darf als ein gewinnbringender Hyb- Durchdachtes Produktprogramm: Je nach Zykluszeit der Anwendung dienen die Drillinge DES, DEK und DEV sowie sichere Bremswiderstände einem optimierten Energiehaushalt von An- rid gelten, als energiesparende Kurzzeit- triebsumrichtern. Bilder: Koch USV für Antriebe. jbi

5/2013 46 Product Lifecycle Management Datenaustausch

3D-Daten effizient konvertieren Ein Doktor für die Daten von Steffen Volkmar

Werkzeug- und Formenbauer stehen häufig vor der Aufgabe, fremde CAD-Daten in ihr eigenes CAD-Pro- gramm einlesen zu müssen. Dieser Datenaustausch funktioniert selten optimal und ist daher zeitaufwendig: Eine Lösung sind Werkzeuge zum CAD-Datenaustausch, mit denen sich 3D-Daten automatisiert konvertieren, überprüfen und bei erkannten Fehlern gezielt reparieren lassen. Solche Lösungen bietet beispielsweise die Firma Camtex an.

n zwei von fünf Fertigungsunterneh- des hohen Aufwands nutzen lediglich Getrimmte Flächen bestehen aus einer men besteht regelmäßig die Notwen- 29 Prozent der Firmen Speziallösungen Basisfläche, auf die eine Trimmkurve pro- Idigkeit, auf Konstruktionsdaten aus zur automatisierten und zeitsparenden jiziert wurde. Häufig werden die Trimm- CAD-Lösungen unterschiedlicher Her- Konvertierung. „Vielfach fehlt es noch an kurven von Splines gebildet, die schon steller für die Weiterverarbeitung zu- Wissen über effizientere Möglichkeiten“, bei leichtester Verschiebung ihrer Stütz- zugreifen. Zu diesem Ergebnis kommt erklärt Steffen Volkmar, Geschäftsführer punkte (beispielsweise durch Rundungs- eine Erhebung der Camtex GmbH. Bei von Camtex. fehler während der Konvertierung) zu der Aufbereitung der Daten externer Selbst erfahrene Konstrukteure ver- Ausschlägen und zum Aufschwingen CAD-Systeme für interne Belange ent- zweifeln oft am Import von Fremddaten- neigen. Ist nun die Trimmkurve degene- steht demnach ein Aufwand von durch- sätzen. Denn jedes CAD-System ist nur riert, erfüllt sie ihre Aufgabe nicht mehr schnittlich 6,7 Stunden pro Projekt. Trotz in sich selbst konsistent und nahezu alle und die zugrunde liegende Basisfläche Hersteller von CAD-Systemen berück- entfaltet sich zu voller Größe. Als Folge sichtigen weder andere CAD-Systeme erscheint der Datensatz dann teilwei- noch deren Eigenheiten bei der Entwick- se bis zur Unkenntlichkeit missgestaltet lung ihrer Schnittstellen. Über die so ge- und kann nur nachträglich wiederherge- nannten Neutralschnittstellen IGES und stellt werden. STEP werden heute viele Konvertierun- gen abgewickelt, aus ihrer Verwendung Zuordnungsprobleme resultiert aber auch ein Großteil der Pro- Während der Konvertierung über IGES bleme. und STEP können ganze Geometrien Bei steigender Komplexität der Daten verloren gehen. Die Ursache liegt in der treten schnell die Grenzen des Daten- Natur der neutralen Schnittstellen, die Bei der Konvertierung können Rundungsfehler zu Trimm- austauschs über neutrale Austauschfor- den kleinsten gemeinsamen Nenner der kurvendefekten führen. In der Folge sind die betroffenen mate zutage. Erfahrungen zeigen, dass Funktionen und Geometrietypen un- Flächen ungetrimmt. die gemittelte Konvertierungsrate von terschiedlicher CAD-Systeme abbilden. Neutralschnittstellen, je nach Komple- Wenn zunehmend komplexe Geometri- xität der Geometrie und der beteiligten en über eine einfache Schnittstelle aus- CAD-Systeme, zwischen 20 und 70 Pro- getauscht werden, treten die Beschrän- zent liegt. In der Folge tritt eine manuel- kungen von IGES und STEP deutlich le Nacharbeit und immenser Zeitverlust zutage und die Fehlerhäufung steigt. auf. Das bedeutet die Bindung teurer Ressourcen – wenn die Konvertierung Vervielfachung der Datenmenge denn überhaupt gelingt. Im Quellsystem sind zur Beschreibung Häufige Ursachen sind: von Primitivgeometrie nur wenige Zei- • Mathematische Ungenauigkeiten, len im Originaldatensatz nötig, während • Zuordnungsprobleme, in Neutralschnittstellen selbst einfache • Explosion der Datenmenge, Geometrien mittels NURBS (nicht-uni- Eine Neutralschnittstelle versucht, Quellgeometrie pas- sender Geometrie ihrer Definition zuzuordnen. Bei Zuord- • unterschiedliche Systemgenauigkeiten forme rationale B-Splines) beschrieben nungsproblemen ist Datenverlust möglich. von Quell- und Zielsystemen. werden. Genügen beispielsweise zur Be-

5/2013 Datenaustausch Product Lifecycle Management 47

schreibung eines Würfels im Quellsys- stellen, gehen aber noch weiter und tem Kantenlänge und Position im Raum, erlauben dem Anwender die interaktive werden im Neutralformat alle einzelnen und vollautomatische Reparatur proble- Außenflächen des Würfels beschrieben. matischer Konvertierungen. Wird eine Fläche zu vier Knoten unter- stellt, kommen eventuell noch Run- Der Daten-Doktor dungsfehler bei der Position eines Kno- CADdoctor von Camtex eignet sich als tens hinzu. Dann liegen nicht alle vier Datenreparaturprogramm und Konver- Knoten in einer Ebene, und die Beschrei- tierungslösung nicht nur für Großkon- bung erfordert schon eine Freiform- an- zerne, sondern auch für kleine und mit- stelle einer Regelfläche. Die Datenmenge telständische Unternehmen, wenn es um Ein einfacher Körper im Quellsystem wird in Neutral- wächst, je mehr Zwischenkonvertierun- die Aufbereitung komplexer Einzelteile, schnittstellen aufwändig beschrieben – die Datenmenge explodiert. gen durchgeführt werden. Fläche-zu-Solid-Konvertierungen und die Überbrückung starker Unterschiede Unterschiedliche Systemgenauig- in den Systemtoleranzen geht. keiten von Quell- und Zielsystemen Ein Beispiel für ein mittelständisches CAD-Systeme und ihre Anwender ar- Unternehmen, das den Daten-Doktor beiten mit unterschiedlichen System- einsetzt, ist form & entwicklung Holger toleranzen, die von 0,1 bis zu 0,000001 Bauer, das auf die Bereiche Werkzeug-, Millimeter reichen. Eine grobe System- Maschinen- und Musterbau speziali- toleranz erlaubte einigen CAD-Systemen siert ist. Das Unternehmen entwickelt wie beispielsweise Catia V4 oder I-DEAS und fertigt Handmuster, Umform- und die Konstruktion an riesigen Baugrup- Stanzwerkzeuge, Spritzgusswerkzeuge, pen, Raffinerien, Flugzeugen oder Autos. Folgeverbundwerkzeuge, Lehren, Pro- Mit ihr kann man aber schlecht hochfei- totypen, technische Musterteile sowie ne Fotoapparate oder Uhren konstruie- Funktionsmodelle und Teile aller Art aus Daten eines groben Quellsystems weisen in feinem Ziel- system Lücken auf. ren. Und ein mit Systemtoleranz 0,01 Mil- Metall und Kunststoff für die Automobil- limeter konstruiertes Solid ist unter der zuliefer- und die Telekommunikations- Systemtoleranz 0,000001 Millimeter ein branche. Die besonderen Stärken liegen es bisher geschafft, eine Schulung zu löchriges Gebilde, das kaum noch Ähn- neben Zwei-Achs- bis Fünf-Achs-Simul- machen“, erklärt der Geschäftsführer. Die lichkeit mit einem Solid hat. tan-Fräsen und Drahtschneiden in der CAD-Software sei selbsterklärend und Konstruktion. Das Unternehmen setzt die Bearbeitung erfolge quasi per Knopf- Die Lösung: Direktschnittstellen dabei modernste CAD- und CAM-Soft- druck. jbi und Datenreparatur ware ein. Da Neutralschnittstellen wie IGES und Seit zehn Jahren nutzt form & entwick- Steffen Volkmar ist Geschäftsführer von Cam- STEP oftmals nicht in der Lage sind, ei- lung den CADdoctor, um verschiedenste tex in Suhl. nen reibungslosen CAD-Datenaustausch CAD-Formate für das eigene System auf- zu gewährleisten, bieten sich vollauto- zubereiten. matisch arbeitende Direktschnittstellen „Früher waren nach jedem CAD-Da- und Datenreparaturprogramme für die- ten-Import viele aufwändige, manuelle se Aufgabe an. Reparaturen notwendig“, berichtet Hol- Sie berücksichtigen die Eigenheiten ger Bauer, Geschäftsführer von form & von Quell- und Zielsystem. Fehler, die auf entwicklung: „Der CADdoctor prüft die mathematische Ursachen zurückzufüh- zugelieferte CAD-Geometrie, erkennt ren sind, können behoben, unvermeid- Fehler und repariert sie automatisch, zu bare defekte Trimmungen, Trimmkurven 99 Prozent und in einem Bruchteil der und Lücken repariert werden. bis dato benötigten Zeit.“ – Und Zeit sei Direktschnittstellen sind in der Regel für form & entwicklung ein ganz wesent- bidirektional, können Stand alone oder licher Faktor in der Projektabwicklung. integriert in CAD-Systeme sein und in- „Pro Modell sparen wir dank CADdoc- Bauteil vor… nerhalb des Zielsystems Originaldaten tor leicht einen Tag Arbeit ein.“ Ledig- eines Fremdsystems lesen und schrei- lich in Sonderfällen, etwa bei überdurch- ben. Sie sind besonders geeignet für die schnittlich schlechter Datenqualität, ist Migration von Regelgeometrien, Bau- mit CADdoctor eine interaktive Repara- …und nach gruppenstrukturen und ganze Projekte. tur erforderlich. der Datenrepa- ratur. Datenreparaturprogramme sind in der Hinzu kommt die gute Bedienbarkeit Regel selbständige Programme. Sie be- des Daten-Doktors: „Weder ich selbst inhalten den Funktionsumfang der voll- noch die fünf Konstrukteure, die hier täg- automatisch arbeitenden Direktschnitt- lich mit dem CADdoctor arbeiten, haben

5/2013 48 Product Lifecycle Management Datenaustausch

Modulare Architektur unterstützt Produktentstehung Die agile PDM/PLM-Lösung von Michael Wendenburg

PLM dient nicht nur dem Ziel, Produktdaten effizient zu verwalten, sondern soll den Produktentstehungs- prozess optimal unterstützen. Da sich dieser Prozess dynamisch verändert, müssen sich PDM/PLM-Lösungen agil an neue Anforderungen anpassen lassen. Das verlangt offene, modulare Software-Architekturen und leistungsfähige Werkzeuge für die Entwicklung kundenspezifischer Zusatzanwendungen.

Wie andere Anbieter von unternehmens- weiten IT-Anwendungen stehen auch die PDM/PLM-Anbieter einer zentralen Her- ausforderung gegenüber. Neben Anwen- dungsfunktionen gilt es, eine Infrastruk- tur bereitzustellen, die das Customizing, Updates und den Ausbau der PDM/PLM- Lösung über ihren gesamten Lebenszyk- lus deutlich einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger machen. Agilität, Fle- xibilität und Offenheit sind zu zentralen Anforderungen an PDM/PLM-Systeme geworden. Das betrifft nicht nur die An- passungsfähigkeit der Software-Archi- tektur und Datenmodelle, sondern auch die Bereitstellung von Werkzeugen, um die Software intern und/oder zusammen mit externen Dienstleistern an die Unter- nehmensprozesse anzupassen, verläss- lich zu testen und Änderungen sicher DM/PLM-Systeme galten lange Zeit Innovative Produkte entstehen heute in zwischen den verschiedenen Software- als unflexibel und nur schwer an einem kreativen Prozess, der durch die Umgebungen (Entwicklungs-, Qualitätsi- Pneue Anforderungen anpassbar, Zusammenarbeit von Menschen unter- cherungs-, Produktiv-Syteme) synchroni- weshalb viele Hersteller vorkonfigurier- schiedlicher Disziplinen, Abteilungen, sieren zu können. te Lösungen anbieten; sie bündeln das Organisationen, Länder und Kulturen geballte Erfahrungswissen aus vergan- gekennzeichnet ist. Die Produktentwick- Agilität als zentrale Anforderung genen Projekten. Zweifellos haben die- ler müssen flexibel auf neue Markt- und CONTACT Software hat diese Anforderun- se Lösungen ihren Charme, denn sie be- Kundenanforderungen, technologische gen in den Mittelpunkt seiner Innovations- schleunigen die Implementierung der Veränderungen und eine wachsende strategie gestellt. Mit der CIM-Database- Software und erlauben einen schnelleren Flut von externen Vorschriften reagie- 10-Plattform bietet der Software-Hersteller Return on Invest. Die Frage ist jedoch, ob ren. Mitbewerber von heute können seinen Kunden eine neuartige Kompo- die Unternehmen auf Dauer mit einem morgen Partner und übermorgen viel- nenten-Architektur, die es erlaubt, die Anzug von der Stange auskommen. Eher leicht Kollegen einer neuen Firmentoch- PDM/PLM-Lösung gezielt weiterzuent- nicht, denn um die Herausforderungen ter sein. Für die Unternehmen bedeutet wickeln und Innovationen schneller in der global verteilten Produktentwick- das, dass sie ihre Prozess- und IT-Land- den produktiven Betrieb zu überführen. lung zu meistern und den maximalen schaften agil an die veränderlichen Rah- Außerdem enthält die Software umfas- Nutzen aus der eingesetzten PDM/PLM- menbedingungen anpassen müssen. sende Methoden und Werkzeuge für die Investition zu ziehen, benötigen die Un- Andernfalls büßen sie Produktivität ein Entwicklung, Qualitätssicherung und das ternehmen früher oder später eine maß- und ihre PDM/PLM-Installationen verlie- Deployment von neuen Anwendungen geschneiderte Lösung. ren an Wert. und kundenspezifischen Änderungen.

5/2013 Datenaustausch Product Lifecycle Management 49

Plattform entwickel- die entsprechenden Funktionen stan- ten Anwendungen si- dardmäßig bereit gestellt werden. cherstellt. Um die PDM/PLM- Einfache Umsetzung Lösung ohne Pro- neuer Anforderungen grammieraufwand Die neue Komponenten-Architektur von anpassen zu können, CIM Database 10 bildet die Grundlage für erlaubt die Plattform den Aufbau einer anspruchsvollen PDM/ sehr weitgehende, de- PLM-Lösung, die mit Hilfe der integrier- klaratorische Eingrif- ten Entwicklungswerkzeuge durch den fe in das Datenmodell Kunden selbst kontinuierlich an neue beziehungsweise in oder sich ändernde Anforderungen an- das im Data Dictio gepasst werden kann. Zugleich schafft nary definierte Objekt- sie die Voraussetzung für die Entwicklung schema und -verhal- branchenspezifischer Spezialanwendun- Die neue Komponenten-Architektur erleichtert die Weiterent- ten. Parallel dazu hat gen durch Third-Party-Anbieter oder die wicklung der PDM/PLM-Lösung durch Kunden, Partner und der Hersteller auch die Umsetzung neuer Geschäftsmodelle. Third-Party-Anbieter. Möglichkeiten, kun- Die Abkehr von monolithischen Soft- denspezifischen Pro- ware-Architekturen und die Hinwendung Komponenten-Architektur grammcode in der objektorientierten zu einer offenen, skalierbaren Plattform Die neue Komponenten-Architektur er- Programmiersprache Python zu entwi- mit Komponenten, die jeweils einen eige- leichtert die Weiterentwicklung der PDM/ ckeln, erheblich erweitert. Python gehört nen Lifecycle haben, bietet eine Vielzahl PLM-Lösung durch den Hersteller, die zu den dynamischen Sprachen, die nicht von Vorteilen. Sie beschleunigt die Markt- Systembetreuer des Kunden oder durch kompiliert, sondern zur Laufzeit interpre- einführung neuer und die Anpassung be- Third-Party-Anbieter. Sie zeichnet sich tiert werden. So können Anwendungen stehender Anwendungsmodule, ohne dadurch aus, dass die Anwendungen und wesentlich agiler programmiert, getestet dass zwangsläufig das Gesamtsystem ak- ihre Logik getrennt von der Plattform be- und eingesetzt werden. tualisiert werden muss. Sie vereinfacht das schrieben und verwaltet werden – ähn- Management kundenspezifischer Anpas- lich wie so genannte Apps. Die einzelnen Mächtige Entwicklungsumgebung sungen und stellt die Integrität der Stan- Elemente der Anwendung – einschließ- In der Entwicklungsumgebung der Platt- dardanwendung sicher. Zudem erleich- lich Datenmodell und Programmcode form steht den Anwendern mit Python tert die modulare Plattform den Nachweis – werden unabhängig vom Lebenszyk- PowerScript ein Framework zur Verfü- der Regelkonformität hinsichtlich der IT- lus anderer Komponenten weiterentwi- gung, das ausgewählte Methoden für Infrastruktur. Bei konsequenter Nutzung ckelt. Dabei werden kundenspezifische die objektorientierte Programmierung der Komponenten-Architektur und der in- Anpassungen und Zusatzentwicklungen und umfassende Bibliotheken mit wie- tegrierten Entwicklungsumgebung sinkt wie normale Apps behandelt, so dass al- derverwendbaren Python-Bausteinen der Anpassungsaufwand nach Einschät- len Beteiligten die gleichen Verfahren zur enthält. Es stellt ihnen beispielsweise zung von CONTACT Software um bis zu 50 Verfügung stehen, um ihre Anwendun- vordefinierte Operationen für Objekte Prozent. jbi gen sicher und effizient bereitzustellen und Beziehungen zur Verfügung, die im und zu aktualisieren. Gleichzeitig besteht Data Dictionary modelliert wurden. Die Michael Wendenburg ist Journalist in Sevilla, die Möglichkeit, Unterschiede zwischen Eclipse-basierte Software-Entwicklungs- Spanien. Customizing und Standard-Umfang zu umgebung PowerScript Studio enthält identifizieren und einfach zu managen. sprachspezifische Werkzeuge – auch für Das Konzept eigenständiger Apps Python, Werkzeuge für die Quellcode- bietet gerade bei der Einführung neuer Analyse und die Kontrolle der Software- Funktionen ein hohes Maß an Agilität. Al- Versionsstände. Außerdem gehört zum lerdings ist es im Kontext einer Enterprise- Funktionsumfang ein Debugger, mit Anwendung notwendig, Daten und An- dem der Python-Code im Kontext einer wendungen miteinander zu verbinden, PDM/PLM-Instanz ausgeführt und analy- um Prozesse durchgängig unterstützen siert wird. zu können. Die Komponenten-Architek- Abgerundet wird die Entwicklungs- tur verfügt deshalb über ausgeklügelte umgebung um eine Toolsuite, mit der Mechanismen, um die Beziehung von Anforderungen an die zu entwickelnde Komponenten untereinander zu erfas- Software in Form von Test und Use Cases sen und im Entwicklungs- und Deploy- spezifiziert und dokumentiert werden ment-Prozess zu managen. Zusammen- können. Validation Kit unterstützt auch Mit dem Metrics Framework der CIM-Database-10-Platt- hänge zwischen den Apps werden direkt die Validierung von kundenspezifischen form lassen sich Prozess- und Produktverbesserungen im im Datenmodell abgebildet, was die Up- Anpassungen und erlaubt es, sie wieder Unternehmen systematisch messen und steuern. date- und Release-Fähigkeit aller auf der in den Standard zu überführen, sobald Bilder: CONTACT Software

5/2013 50 Product Lifecycle Management Datenaustausch

PDM unterstützt Konstruktionsbüro beim Datenabgleich mit Kunden Eine gelungene Konstruktion von Björn Otte

Vorbei die Zeit, da Konstrukteure noch 2D-Zeichnungen auf dem Reißbrett erstellten und mit papierbasier- ten Systemen verwalteten – und auch PDM-Systeme müssen heute mehr leisten, als nur die Datenflut zu verwalten. Es gilt zu kanalisieren zu Systemen in Produktion und Fertigung sowie standortübergriefend auch zum Kunden. Wie so etwas funktionieren kann, zeigt beispielhaft das Kontruktionsbüro Eprok, das dabei auf die PDM-Lösung Gain setzt.

AD-Automatisierung bringt neue nungen und Stücklisten sowie Office- Andocken ans PPS-System Herausforderungen mit sich, was die Dokumente jederzeit und an jedem Ort Im Jahr 2003 verursachte die Umstellung CVerwaltung, Steuerung und Freiga- verfügbar zu machen und möglichst kur- der Konstruktion von Mechanical Desk- be der anfallenden Daten betrifft. Es gilt, ze Such- und Zugriffszeiten auf Unter- top auf Inventor erhebliche Schwierig- die Erstellung und Kontrolle immer grö- lagen zu realisieren, darauf ist auch das keiten beim Datenabgleich zwischen ßerer und vielfältigerer Mengen an 3D- Konstruktionsbüro Eprok aus Wiehl an- dem Eprok-Standort und dem Standort Konstruktionsdaten zu unterstützen und gewiesen. Das Konstruktionsbüro analy- des Hauptkunden. So wurde gemein- die Zusammenarbeit von Konstruktions- siert Prozessdaten, erstellt Konzepte und sam mit dem Auftraggeber nach einer teams und externen Partnern zu fördern. Lösungen für den weiteren Automatisie- Lösung gesucht. Dabei wurde das Aus- Deshalb sind Produktdatenmanage- rungsprozess und betreut Projekte bis wahlverfahren von der Hellmig EDV mentsysteme (PDM) aus dem unterneh- zur Serienreife. Der Konstruktionsdienst- GmbH begleitet, die die gesamte Hard- mensweiten Informationsmanagement leister ist bei der Konstruktion und Pro- und Software für Eprok liefert. Im Verfah- nicht mehr wegzudenken. jektion fester Bestandteil seiner Kunden, ren und der anschließenden Testphase Spezifikationen und Entwurfsskizzen, von denen der überwiegende Teil im Au- setzte sich schließlich die Gain Software 3D-CAD-Modelle, Konstruktionszeich- tomobilsektor tätig ist. Für den reibungs- GmbH durch. Die Lösung Gain Professio- losen Ablauf benötigt nal verfügt über Schnittstellen mit einer das Konstruktionsbüro sehr tiefen Integration in die CAD-Sys- eine PDM-Lösung zur teme von Autodesk wie Inventor, Auto- standortübergreifen- CAD, AutoCAD Mechanical und Mecha- den Datenverwaltung nical Desktop. Daneben waren vor allem mit der Möglichkeit, die überzeugende Performance und die systemfremde Daten regionale Nähe zum Standort Bielefeld über geeignete Schnitt- ausschlaggebend sowie der Wunsch, ei- stellen einzulesen und nen deutschsprachigen Lieferanten zu zu bearbeiten. haben, der kundenspezifische Anforde- rungen aufnimmt und berücksichtigt. An diesem Punkt scheiterten viele der anderen Anbieter, da sie die Hauptan- forderung – die Verknüpfung mit dem Produktionsplanungs- und Steuerungs- system (PPS-System) des Hauptkunden – nicht umsetzen konnten. „Viele Pro- gramme anderer Anbieter waren einfach Konstrukteur bei der Arbeit - nicht flexibel genug und zudem zu teuer. mit Gain und Inventor. Dagegen überzeugten uns die Konfigu- rationsmöglichkeiten von Gain. Die für Screenshot von Gain uns realisierte Standortkopplung für den mit Struktur-Kopierdia- log einer Inventor-Kon- Datenabgleich mit unserem Kunden ist struktion. Bilder: Gain ein echtes Highlight“, berichtet Dietmar

5/2013 Datenaustausch

Hahn, Geschäftsführer und Inhaber des möglicht. Häufig verwendete Suchabfra- Konstruktionsbüros Eprok. gen können als Filter hinterlegt werden, Im Zuge der Anbindung an das PPS- wodurch die Recherche noch schnel- System mussten anspruchsvolle An- ler wird. Anwender können dabei nach passungen durchgeführt werden. So Klassifizierung, Bezeichnung, Projekten ermöglicht das PDM-System heute, Infor- beziehungsweise Produkten und nach mationen aus Stücklisten abzugleichen Zeichnungsnummer suchen. Alle mit ei- und auf Stammdatensätze zuzugreifen, nem Suchergebnis verbundenen Objek- die im PPS hinterlegt sind. Daten für die te und Dokumente werden automatisch Kunden können reibungslos bereitge- und übersichtlich in einer Ordnerstruktur stellt werden. Bei Bedarf lassen sich au- und als Tabelle aufgelistet. Das Praxismagazin tomatisch Stücklisten erstellen, sei es von „Wir sind sehr zufrieden mit der Funk- 3D- oder 2D- Konstruktionen. Diese kön- tionalität und Stabilität der Lösung. Ein für Technologien nen von der Lösung als Baukastenstück- großer Mehrwert liegt für uns vor allem listen, komplette Strukturstücklisten und darin, dass wir heute aus einem Pool von Summenstücklisten in den verschiedens- etwa 100.000 Dokumenten schöpfen und der virtuellen Realität ten Formaten wie PDF oder Excel aus- Konstruktionsentwürfe von bisherigen gegeben werden. Auch die Oberflächen Projekten für neue Aufträge heranziehen wurden komplett an die Anforderungen und wiederverwenden können. So profi- des Konstruktionsbüros angepasst, so tieren wir von schnelleren Bearbeitungs- dass die Konstrukteure und technischen zeiten und können unsere Produktivität Zeichner sich schnell in die Bedienung deutlich erhöhen“, erläutert Hahn. der neuen Lösung einfinden konnten. Gleiches gilt für die Einarbeitung der frei- Geplante Erweiterung beruflichen Mitarbeiter, eine Unterwei- Für die Zukunft wird die Einführung des sung von einer Stunde genügte. Zudem Plotmanagers des Anbieters ins Auge wurden verschiedene Routinen integ- gefasst. Damit stünden dem Konstrukti- riert, um das Projektverwaltungssystem onsbüro weitere Funktionalitäten für

„Die Standortkopplung für den Datenabgleich mit Kunden ist ein echtes Highlight.“ Dietmar Hahn, Geschäftsführer von Eprok

noch effizienter zu gestalten. So kann Datenaufbereitung und Druckmedien die Dokumentation von einem gesam- zu Verfügung: Alle im PDM-System ver- ten Projekt durch einen einfachen Auf- walteten Dokumente können als einzel- ruf komplett ausgedruckt werden. Dabei ne, mehrfach selektierte und struktu- gewährleistet die Lösung jederzeit eine rierte Dokumente im gewünschten genaue Nachverfolgung einzelner Bear- Format gedruckt werden – gleich ob Möglichkeiten beitungsschritte. So wird zu jeder Aktion CAD-, PDF-, -Bild oder Office-Dateien. automatisch ein Historieneintrag erstellt, Das System sucht beispielsweise alle erkennen und begreifen der dokumentiert, woher ein Dokument Zeichnungen zu einer Maschine zusam- stammt und wohin es kopiert worden ist men und reicht diese an den Plotma mit einem persönlichen oder wer welche Änderung durchgeführt nager weiter. Derzeit wird die Lösung Abonnement hat. Auch wer ein Dokument erstellt, ge- vom Konstruktionsbüro bereits getes- prüft und freigegeben hat wird aufge- tet. Für das inzwischen bewährte PDM- zeichnet. System jedenfalls gilt laut Hahn: „Gain hebt sich durch Reaktions- und Anpas- Wiederverwendbarkeit sungsfähigkeit deutlich von Lösungen www.virtual-reality-magazin.de/abo der Dokumente anderer Anbieter ab. Auch die Perfor- Zeit spart das Suchsystem, das über ein manz des Systems hat sich im Laufe der Fenster eine Suche in der Datenbank Zeit enorm gesteigert und wurde so über alle Datenbankfelder hinweg er- zum herausragenden Merkmal.“ jbi

ABO_Anzeige_VRM.indd 3 07.06.2013 10:55:05 Uhr 52 Product Lifecycle Management Medizintechnik

CAE und CAM integriert ins CAD Spart Kosten und Zeit Das Schweizerische Unternehmen Cendres+Métaux ist in der Bearbeitung mikromechanischer Teile für Me- dizintechnik sowie der Schmuck- und Uhrenindustrie etabliert. Um Kosten und Zeit zu sparen, setzen die Ver- antwortlichen auf die integrierten CAD/CAE/CAM-Lösungen und Synchronous Technology von Siemens NX.

ochwertige Materialien sind in der nen kein direkter Datenaustausch mög- ren- und Schmuckprodukten. Denn diese Schmuck- und Uhrenindustrie eben- lich war. „Für ein Team von zwölf Leuten bringen sehr hohe Anforderungen in der Hso wie in der Dental- und Medizinal- ist dies nicht sehr praktisch“, erläutert Produktenwicklung mit sich. technik gefragt. Die Cendres+Métaux Mathias Strazza, Head of Product Deve- Das CAD-System sollte also besonders Group hat in all diesen Branchen profun- lopment. Es gab daher Bestrebungen, kleine Teile mit besonderen Geometrien de Erfahrungen. auf ein gemeinsames System umzustel- und Strukturen für eine Vielfalt von Pro- Zusätzlich zu eigenen Produkten, die für len und außerdem durchgängige Prozes- dukten abbilden und umsetzen können. den Dentalmarkt entwickelt und vertrie- se von der Entwicklung bis zur Fertigung Seit Einführung der 3D-Software 1991 ben werden, produziert Cendres+Métaux zu etablieren. Nach einem Auswahlver- hat Cendres+Métaux zudem relativ viele mikromechanische, kundenspezifische fahren entschied sich Cendres+Métaux Daten archiviert. Strazza erläutert: „Diese Komponenten aus hochwertigen und schließlich für die Software NX von Sie- konnten wir mit Blick auf die lange Le- biokompatiblen Materialien. Entwicklun- mens PLM Software und die Migration bensdauer der Produkte für den Medi- gen werden als Dienstleistung angebo- aller Daten in dieses System. Im Einsatz zinbereich nicht links liegen lassen.“ Das ten. Alle Produkte werden am Hauptsitz sind heute NX CAD für Design und Ent- bedeutet: Die Daten müssen weiter ge- in Biel hergestellt und mehr als 90 Pro- wicklung, NX CAM für die Fertigung von pflegt werden, so dass für bestehende zent davon ins Ausland exportiert. hoch komplexen, kleinen Teilen und NX Produkte über eine gewisse Zeit Ersatz- Expansion steht bei Cendres+Métaux CAE inklusive FEM-Berechnungen und teile geliefert werden können. Die Migra- auch für die Zukunft auf der Agenda. Leis- Simulation. tion vieler älterer Daten in das neue Sys- tungsfähige Werkzeuge sind die Grund- tem gehörte zu den Herausforderungen lage für Innovations- und Qualitätsfüh- Neue Fertigungsmöglichkeiten des Systemwechsels. rerschaft. Daher stieg Cendres+Métaux Eine Phase der ausführlichen Evaluation, in Eine weitere Anforderung war ein rei- schon frühzeitig – im Jahr 1991 – auf 3D- der ein Projektteam der Cendres+Métaux bungsloser Datenaustausch mit Kunden Software für die Konstruktion und Ent- verschiedene Anforderungen an das und Lieferanten. Eine Marktanalyse zeig- wicklung um. Allerdings arbeiteten die neue System definierte, begleitete die te, dass Siemens PLM Software mit NX ein CAD/CAM-Spezialisten für verschiedene Entscheidungsprozesse. Gewünscht war System anbietet, das im Medizintechnik- Geschäftsfelder einige Jahre noch mit un- zum Beispiel die Integration von neuen bereich etabliert ist und entsprechende terschiedlichen Systemen, zwischen de- Fertigungsmöglichkeiten mit Fünf-Achs- spezifische Programme anbieten kann. Maschinen, die auch komplexere und Von ihrer Kooperation profitieren abgewinkelte Teile mit Freiformflächen Siemens PLM Software und Cendres+ produzieren konnten. Optimiert werden Métaux gleichermaßen. Aus dem Um- sollten die Prozesse von der Entwicklung gang mit NX gewonnene Erfahrungen bis zur Fertigung – mit einer deutlich verkürzten Prototypenphase und vermindertem Risiko durch „Wir können jetzt praktisch alles Simulationen und Festigkeitsbe- auf den Maschinen herstellen.“ rechnungen. Ein einheitliches Sys- Urs Stettler, Prototyping Micro-Mechanical Products tem im ganzen Unternehmen sollte schließlich den schnellen Daten- austausch ermöglichen und den Aufwand bei Cendres+Métaux fließen in die- Ent der Informatik reduzieren. Besonders be- wicklung der nächsten Releases von rücksichtigt werden mussten auch die Siemens PLM Software ein. In der prak- Kernkompetenzen von Cendres+Métaux tischen Anwendung – zum Beispiel der Simulation hilft, Kosten zu sparen und sich schnell dem in der mikromechanischen Fertigung von Modellierung von Mikro-Teilen, die eine besten Design zu nähern. sowohl Dental- und Medizin- als auch Uh- hohe Genauigkeit aufweisen müssen –

5/2013 Medizintechnik Product Lifecycle Management 53

hat Cendres+Métaux mit Siemens PLM Software „sehr gute Erfahrungen gemacht“, berichtet Hans Messerli, Design Engineer bei Cendres+Métaux, aus der Praxis. Auch bei Änderungen lässt sich auf bestehenden NX-Teilen in sehr frühen Phasen schnell aufbauen. „Das ist ein sehr wichtiger Punkt, der für Siemens spricht“, betont Messerli. Entscheidendes Plus für Siemens PLM Software war die Durch- gängigkeit in einem System – CAD, Simu- lation und Fertigung mit CAM.

Synchronous Technology Zudem arbeitet die von Siemens entwi- Komplexe mikromechanische Teile lassen sich mit NX ckelte Synchronous Technology zusam- effizient und durchgängig entwickeln. men mit den existierenden NX-Funkti- onen, so dass vorhandene Daten nicht 3D-Daten haben wir etwas quasi Greif- konvertiert oder neu erstellt werden bares am Bildschirm, ohne dass schon müssen. Dabei werden die Vorteile des mit hohem Aufwand ein Produkt gefer- parametrischen mit denen des historien- tigt wurde.“ Die Einzelteile des Bone Anchored Port werden freien Ansatzes verbunden, um die Kon- Produkte von Cendres+Métaux müs- vermessen. Kein Kratzer darf auf der gefrästen Me- talloberfläche vorhanden sein. Bilder: Siemens PLM struktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. sen hohen Anforderungen auf kleinem Raum genügen. Da die Teile „NX ist in der Medizintechnik etabliert – stark beansprucht werden, ist viele auf dem Markt verfügbare Fachkräfte bei der Simulation die Über- für die Fertigung zur Verfügung. Settler prüfung der Festigkeit ein lobt die „sehr mächtigen Frässtrategien“ sind für dieses System ausgebildet.“ großes Thema. Im konventi- von NX. „Ich kenne kein anderes System, Mathias Strazza, Head of Product Development onellen Test könne nur fest- das über so viele Strategien und Lösungs- gestellt werden, dass etwas möglichkeiten verfügt.“ Vorhandene Daten können also bei je- bricht. Dies ist insbesondere bei Kunst- Aktuelle Beispiele aus der Entwicklung dem Arbeitsschritt immer weiter verwen- stoffteilen ein Thema, da für deren Her- von Medizinprodukten bei Cendres+ det werden. Daten fremder Softwaresys- stellung im Normalfall teures Werkzeug Métaux verdeutlichen es: Beispiel ist ein teme von außerhalb lassen sich einfach erforderlich ist. „Auch hier hilft Simulati- Projekt des Bereichs Medical: „Bone An- und schnell integrieren. „Die Aufberei- on, die Kosten gering zu halten und sich chored Port“ für Dialyse-Patienten. Hier tung und Weiterverarbeitung von Soft- schnell dem besten Design zu nähern“, zählt die Komplexität und Empfindlich- waredaten ist damit viel einfacher als mit erläutert Messerli. keit der mikromechanischen Teile zu den früheren Software-Systemen und ermög- Synchronous Technology – das ver- besonderen Anforderungen. „Kratzer licht viel Flexibilität“, erklärt Messerli. knüpft Messerli mit Zukunftssicherheit. sind nicht erlaubt“, schildert Stettler. Am Konkret zeigt sich die Effizienz des „Für uns ist das auch ein Signal, dass die Computer konzipiert er die CAM-Herstel- Systems in der Prototypenphase. Mit NX Entwicklung weiter geht und wir als Kun- lungsstrategie mit Prozessen wie Abgrei- werden die Entwicklungsprozesse unter- de nicht allein gelassen werden.“ Vorbild- fen, Abschneiden und Entladen. Dank NX nehmensweit simultan und transparent lich sei die Unterstützung von Siemens zur Verfügung gestellt. Hier stellt Mischa bei der Migration gewesen. Mit Blick auf Tahedl die größte Zeitersparnis fest. Er die lange Lebensdauer der eigenen Pro- „Wir können Teile mit hoher Genauigkeit ist Technical Designer und Projektleiter dukte sei das Thema Zuverlässigkeit mit modellieren. Überzeugt hat uns zudem die für die Erneuerung der CAD/CAM-Infra- entscheidend gewesen, dass die Wahl Durchgängigkeit von NX.“ struktur bei Cendres+Métaux. „Weil Da- auf Siemens als Partner gefallen sei. Das Hans Messerli, Design Engineer ten durchgängig verfügbar sind, kön- NX-System sei weit verbreitet, große Fir- nen wir parallel arbeiten und so mit der men benutzten es. Messerli kommen- Programmierung der Maschinen schon tiert: „Also gehen wir davon aus, dass wir gehe der Prozess deutlich schneller und beginnen, während die 2D-Zeichnung unsere CAD-Daten auch lange weiterbe- intuitiver vor sich als früher. Auch Offer- noch erstellt wird“, sagt er. „Wir sparen da nutzen können.“ ten zur Machbarkeit von 3D-Modellen im gesamten Prozess sehr viel Zeit ein.“ Die 3D-Modelle landen schließlich bei externer Kunden könnten dank NX heute – Generell hilft Simulation, Kosten zu re- Urs Stettler, der bei Cendres+Métaux für im Handumdrehen erstellt werden. Auf duzieren und Qualitätsanforderungen die Herstellung der mikromechanischen eines kann Stettler allerdings bei aller Da- zu erfüllen. „Unser Anspruch ist es, das Produkte zuständig ist. Ein großer Ma- ten-Durchgängigkeit nicht verzichten: Maximum aus den 3D-Daten herauszu- schinenpark mit drei- bis fünf-achsigen „Die gute Vor- und Zuarbeit von anderen holen“, ergänzt Strazza. „Denn mit den Fräs- und Drehfräsmaschinen steht ihm Abteilungen wie der Entwicklung.“ jbi

5/2013 54 Product Lifecycle Management Die Creo-Vision

Mit PLM- und CAD-Apps in die Zukunft Schritt für Schritt zur Realität von Michael Wendenburg

Die Creo-Produktfamilie von PTC liefert neue Ansätze für die rollenbasierte Anwendung von CAD-Systemen, aber auch, was die Integration von parametrischer und direkter Modelliertechnik anbelangt. Manches davon war bislang noch Vision. Mit der Einführung von Creo 2.0 hat das Unternehmen eine einsatzfähige Version auf den Markt gebracht, die neben verbesserten Modellierfunktionen neue Apps für die 2D-Konzeptent- wicklung und die PLM-gestützte Produktkonfiguration enthält.

edem Anwender nur die Funktionen überrascht, wenn man sich die Neuerun- gang mit der neuen Benutzeroberfläche, bereitzustellen, die er für seine tägli- gen genauer anschaut. aber auch mit den neuen Funktionen un- Jche Arbeit benötigt, und ihm die Frei- Um bestehenden Kunden den Um- ter dieser Oberfläche erläutern. Außer- heit zu lassen, nach seiner Façon produk- stieg von Wildfire 4 und 5 auf Creo 2.0 dem hat PTC einen Befehlsfinder entwi- tiv zu werden – so lautet das Credo des zu erleichtern, hat PTC in die Software ckelt, der es den Anwendern erlaubt, in Software-Herstellers PTC. Oder, um es frei eine Vielzahl von Hilfen eingebaut: Es der neuen Umgebung nach bekannten nach Johannes Mario Simmel zu formu- gibt mehr als 100 Tutorials, die den Um- Funktionen zu suchen. lieren: Es muss nicht immer Parametrik sein, ja nicht einmal 3D. Das vielleicht Überraschendste an der neuen Software-Generation von PTC ist, wie viel Entwicklungsaufwand der Pio- nier der parametrischen Technologie 50 Creo 2.0 soll Po- Jahre nach der Erfindung des ersten Zei- tenziale für eine chenprogramms durch Edward Suther- effizientere Pro- duktentwicklung land in die Verbesserung der 2D-Fähig- bergen. keiten und die Integration von 2D- und 3D-Funktionalität investiert. Insgesamt 490 Neuerungen und Verbesserungen haben die PTC-Entwickler seit der Vor- stellung der ersten Creo-Version programmiert, getestet und dokumentiert – mehr als zwei pro Arbeitstag. Viel Au- genmerk wurde darauf gelegt, die Be- dienung der verschiedenen Apps und damit die Effizienz der Anwender weiter zu verbessern. Qualität und Robustheit von Creo 2.0 liegen nach Maßstäben von PTC über dem Niveau von Pro/ENGINE- ER Wildfire 5.0 bei der Markteinführung. Mike Campbell, Chef der MCAD-Divisi- on, sprach deshalb bei der Vorstellung der Software von einem „Destination Re- lease“ – sprich: einer produktiv einsetzbaren Version, die immer mehr Kunden veranlasst, ihre bestehende Installation zu aktualisieren oder zumindest ernst- haft über einen Umstieg nachzudenken. Übrigens auch in Deutschland, was nicht

5/2013 Die Creo-Vision Product Lifecycle Management 55

Schnelle Konzeptentwicklung Zu den wichtigen Neuerungen in Creo 2.0 gehört Creo Layout, eine App, für die deutsche Kunden wie ZF Friedrichshafen Die App Options Mo- wichtige Anregungen geliefert haben, deler unterstützt Platt- und für die Mike Campbell deshalb ge- form- und Baukasten- rade auf dem deutschen Markt ein enor- Strategien, indem sich mit ihr Produktoptio- mes Potenzial sieht. Es handelt sich nicht nen, Teilestrukturen um ein Werkzeug für einfache Skizzen – und 3D-Modelle mit- denn das gibt es mit Creo Sketch schon einander in Beziehung seit Version 1.0 – und auch nicht um ein setzen lassen. Werkzeug für die Migration von 2D-Da- ten aus anderen CAD-Systemen: Creo Layout ist vielmehr eine Anwendung für Entwickler, die schnell Konzeptentwürfe in 2D erzeugen wollen, und zwar frei von Strukturen und Zwangsbedingungen, die in der frühen Entwicklungsphase eher wenn ein Fahrrad mit anderer hinderlich sind. Aber – und das macht die Rahmenform gewählt wird. neue App laut Campbell ziemlich einzig- Im Unterschied zu den übrigen artig – mit der Möglichkeit, die Entwürfe Apps erfordert Creo Options Mo- nach und nach mit parametrischer „Intel- deler den Einsatz von PTC Wind- ligenz“ anzureichern, um darauf aufbau- chill, um die in der Stückliste end schließlich ein 3D-Modell zu erzeu- hinterlegte Logik für die Produkt- gen. PTC trägt mit der Entwicklung von modellierung nutzen zu können. Creo Layout der Erkenntnis Rechnung, Die Anbindung externer Konfi- dass der 2D-Einsatz gerade bei der Kon- gurationstools, beispielsweise ei- zeptentwicklung von Produkten mit ach- nes vorhandenen ERP-Konfigura- sensymmetrischen Komponenten (Tur- tors, ist derzeit nicht vorgesehen. binen, Getrieben) effizienter ist als der Wesentlicher Vorteil der PDM- frühe Einstieg in die 3D-Modellierung. gestützten Produktkonfiguration Creo Layout dient dem schnellen Erstellen von 2D- ist laut Campbell, dass sich damit Konstruktionsentwürfen mittels intelligenter Skizzierfunktionen. PDM-gestützte geometrische Repräsentationen Produktkonfiguration von Produktvarianten erzeugen Eine wesentliche Neuerung ist auch der lassen, die in dieser Ausprägung noch metrischen Modellierfunktionen sorgt. Creo Options Modeler, mit dem PTC den nie gebaut wurden. Gleichzeitig sorgt Zu den Verbesserungen in Creo Parame- Grundstein für die Realisierung der Any- das hinterlegte Regelwerk dafür, dass tric zählt die Möglichkeit, Querschnit- BOM-Assembly-Vision legt. Sie zielt da nur gültige oder, anders gesagt, machba- te eines 3D-Modells zu bearbeiten, das rauf ab, Unternehmen bei der Produkt- re Konfigurationen erzeugt werden. Der heißt zum Beispiel Bauteile in der Schnit- konfiguration durch den Aufbau einer Creo Options Modeler unterstützt da- tansicht neu zu positionieren, wobei die modularen, flexibel anpassbaren Modell- bei nicht nur die Konfiguration, sondern Software in Echtzeit Kollisionen mit an- architektur zu unterstützen, die über indi- in Kombination mit der Parametric App deren Bauteilen berechnet und in der viduelle Stücklisten gesteuert wird. Statt auch die Validierung der Produktmodelle 2D-Ansicht visualisiert. Der Anwender überladene Assembly-Dateien zu erzeu- bei Vorgaben wie Gewicht und Schwer- hat auch in der Schnittansicht den Zu- gen, die allen möglichen Bauteil-Kombi- punkt oder möglicher Design-Konflikte. griff auf den Modellbaum mit der gesam- nationen und Einbau-Positionen gerecht Die neue App ist vor allem für Unterneh- ten Konstruktionshistorie. Die verbesser- werden müssen, wird die Logik mitsamt men gedacht, die stark konfigurierbare ten Messfunktionen in Creo Parametric sich gegenseitig bedingenden oder aus- Produkte und Produkte in einer großen erlauben es ihm, sich einen schnelleren schließenden Optionen im PDM-System Zahl von unterschiedlichen Versionen Überblick über zentrale Abmessungen abgebildet. Campbell verdeutlicht den entwickeln und dabei Methoden wie das zu verschaffen und sie in anderen An- Unterschied zwischen alter und neu- Plattform- oder Baukasten-Prinzip anwendungen weiterzuverwenden. er Arbeitsweise an einem Beispiel: Um wenden wollen. In Creo Direct ist vor allem das Arbei- ein Fahrrad mit zwei Rahmenformen zu ten im Baugruppen-Kontext komfortab- konfigurieren, mussten die Räder bislang Modellierfunktionen verbessert ler geworden. So lassen sich jetzt meh- mehrfach in verschiedenen Positionen PTC hat auch Bedienkomfort und Funk- rere Flächen oder Bauteile mit Hilfe der verbaut werden; mit Creo Options Mo- tionalität der bestehenden Creo Apps Snapping-Technologie zusammen ver- deler kann man den Rahmen als konfigu- in der Version 2.0 weiterentwickelt, was schieben und präzise zueinander positi- rierbares Modul auslegen, so dass sich die für ein Mehr an Effizienz beim kombi- onieren. Außerdem kann der Konstruk- Position der Räder automatisch anpasst, nierten Arbeiten mit direkten und para- teur im Assembly-Mode mit klassischen

5/2013 56 Product Lifecycle Management Die Creo-Vision

Modellieroperationen wie Extrude oder Sweep neue Geometrien erzeugen. Wird In Creo Parame- ein Modell parametrischen Ursprungs tric lassen sich mit den direkten Modellierfunktionen in auch komplexe Creo Direct verändert und anschließend Formen mittels wieder in Creo Parametric aufgerufen, intuitiver Funk- zeigt die Software anhand farbiger Mar- tionen effizient erstellen. kierungen an, welche Bauteile sich ge- ändert haben und bietet dem Anwender die Möglichkeit, die Änderungen entweder anzunehmen oder abzulehnen. Die portierten Modell, nur dass hier die im- Es wird eine dezidierte App für die Blech- Änderungskontrolle erleichtert die Team- portierte Geometrie als eine Art Basis- bearbeitung geben. Derzeit lassen sich arbeit von unterschiedlichen Anwender- Feature fungiert. Blechkonstruktionen zwar problemlos in gruppen, die wahlweise mit den direkten Die Modellierfunktionen in Creo Direct Creo importieren und editieren, aber sie oder parametrischen Funktionen arbei- bieten derzeit noch keinen vollständigen werden nicht als solche erkannt. ten. Diese Funktion macht Änderungen Ersatz für das Direktmodellierungssystem für alle Beteiligten nachvollziehbar. PTC Creo Elements/Direct, die ehema- Offene Schnittstelle und Frame- Mike Campbell weist in diesem Zu- lige Cocreate-Software. Campbell geht work für immer mehr Apps sammenhang darauf hin, dass alle Creo davon aus, dass die ersten Kunden mit Mit Einführung von Creo Layout und Creo Apps auf einem einheitlichen Datenmo- Creo 3.0 werden umsteigen können; die Options Modeler steigt die Zahl der Apps dell basieren: „Es gibt nicht ein parame- meisten müssen aber wohl Creo 4.0 oder auf aktuell zehn. Nach den Planungen von trisches und ein direktes Modell, son- 5.0 abwarten. Der ideale Umstiegszeit- PTC soll es rund 30 eigenständige Apps dern nur unterschiedliche Sichten auf punkt hängt im wesentlichen davon ab, geben – ohne die Apps von Third-Par- ein einheitliches Modell. Je nach App welche Funktionen und Zusatzmodule ty-Entwicklern. Zum Teil wird es sich um werden unterschiedliche Ausschnitte die Anwender derzeit in Creo Elements/ Apps mit zusätzlichen Funktionen han- der Informationen angezeigt.“ Das heißt Direct nutzen und wann PTC diese Funk- deln, zum Teil wird aber auch die mächti- mit anderen Worten, dass die Modellhis- tionalität den Anhängern der Direktmo- ge Funktionalität der Creo Parametric App torie und Beziehungen eines parametri- dellierung in Form von eigenständigen neu strukturiert, um sie rollenspezifisch schen Modells nicht gelöscht, sondern Apps zur Verfügung stellen wird. Oder bereitstellen zu können. Neben den Funk- nur ausgeblendet und damit außer Kraft wie Campbell es ausdrückt: „Creo Direct tionen für die Zeichnungserstellung soll gesetzt werden, wenn man das Modell wird sicher nie alle Funktionen von Creo beispielsweise die CAM-Funktionalität he- in Creo Direct aufruft. Umgekehrt wer- Elements/Direct haben, aber die Familie rausgelöst und in eigenständige Apps für den auch die direkten Modellieropera- von Creo Apps wird mit der Zeit dieselbe NC-Programmierung und für den Werk- tionen als spezielle Features im Hinter- Funktionalität und noch viel mehr um- zeug- und Formenbau eingebracht wer- grund mitgeschrieben, so dass sie im fassen. Beispielsweise eine Routing App, den. Die Funktionen für die Modellierung Feature-Baum der parametrischen Mo- die sowohl mit dem direkten als auch mit anspruchsvoller Freiformflächen werden dellierumgebung editiert werden kön- dem parametrischen Modellieransatz ge- wahrscheinlich Teil einer dezidierten App nen. Gleiches gilt auch für Änderungen nutzt werden kann.“ Und ganz wichtig für für das Industriedesign. mit direkten Operationen an einem im- die Gemeinde der Cocreate-Anwender: PTC legt auch die Grundlagen für die Entwicklung von unabhängigen Apps. Dafür müssen zum einen wesentliche Bestandteile des Datenmodells offenge- legt und dokumentiert werden, damit Third-Party-Entwickler auf die Geomet- rie und bestimmte Attribute zugreifen und ihre Daten in das gemeinsame Da- tenmodell zurückspeichern können. PTC will ihnen darüber hinaus eine Art Vorla- ge für die Entwicklung von Apps bereitstellen mit User Interface Framework, Graphics Engine und Services für die Kommunikation mit einem Datenbank- system. „Wir gehen davon aus, dass Third-Party-Entwickler für Creo 4.0 die ersten Apps verfügbar machen werden“, sagt Campbell. jbi

Michael Wendenburg ist Journalist in Sevilla, In Creo 2.0 sollen sich große Baugruppen bis zu zehnmal schneller laden lassen. Bilder: PTC Spanien.

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Messarm-Laserscanner-Kombination sorgt für detailgetreue Daten Vom realen Objekt zum 3D-Modell von Thomas Weinert

Konstruktive Änderungen an Objektdesigns oder Bauteilen mussten bislang oft erst an physischen Model- len erprobt werden. Digitales Reverse Engineering macht diesen Schritt heute häufig überflüssig: Beispiels- weise für das saudi-arabische Unternehmen Refuse Equipment Manufacturing (REM), das in China herge- stellte LKWs für den arabischen Markt fit macht.

mmer wenn bestehende Produktde- Technik lassen sich Oberflächen in einem signs verändert oder optimiert werden Arbeitsgang berührungslos detailliert Isollen und keine Konstruktionsdoku- erfassen. Weil Messung und Digitalisie- mente vorliegen, verzögern sich in der rung mit dem Messarm direkt am Bau- Regel die Prozesse. Ein schnelles Verfah- teil erfolgen können, ist dazu kein sepa- ren, die Daten nachträglich zu erfassen, rater Messraum nötig. Zusätzlich lieferte ist das digitale Reverse Engineering mit in dem saudi-arabischen Unternehmen Hilfe von 3D-Laserscanern. Sie schaffen ein Laser-Scanner Focus3D (ebenfalls die Basis für ein präzises virtuelles Ab- Faro) ein digitales, räumliches Abbild der bild des Originalobjekts oder -bauteils, gesamten Karosserie. Nach dem Import mit dem sich optimal weiterarbeiten lässt. der Mess- und Scan-Daten in ein CAD- Für das saudi-arabische Unternehmen Re Programm konnten die Spezialisten Pro- fuse Equipment Manufacturing (REM) war totypen neuer Bauteile konstruieren, die die Anpassung von LKW aus chinesischer sich mit exakten Passungen genau in den Produktion für den arabischen Markt eine Krümmungsverlauf der vorhandenen Ka- Die Ingenieure in Saudi-Arabien vermessen ausgewählte Bauteile von Fahrzeugen chinesischer Produktion mit ei- klassische Reverse-Engineering-Aufgabe. rosserieteile der chinesischen LKW einfü- ner Kombination aus Messarm und Laserscanner. In Zusammenarbeit mit dem National Pro- gen. Für die Entwicklung der Fertigungs- Bild: KACST gram for Automotive Technology der King modelle und für die Serienproduktion Abdul Aziz City for Sience and Technology konnte am Ende dasselbe CAD-Modell satz des ScanArms. So ließen sich alle An- (KACST) sollten zusätzlich einzelne Bautei- verwendet werden. Damit beschleunig- sätze, Rasthaken und Verbindungsteile le der chinesischen LKW konstruktiv ver- te sich der Workflow vom Originalbauteil des Originals präzise erfassen; die Mobili- bessert werden. zur optimierten Konstruktion entschei- tät des ScanArms sparte Zeit und Kosten. dend. Neben rein kosmetischen Eingrif- Und mit seinen sieben Bewegungsach- Passgenaue digitale Modellierung fen lieferte das Reverse-Engineering-Pro- sen konnte der Messarm hochpräzise Da- Im ersten Schritt vermaßen die Ingeni- jekt Basisdaten für zahlreiche technische ten auch an schwer zugänglichen Stellen eure in Saudi-Arabien ausgewählte Bau- Verbesserungen: Beispielsweise wird die aufnehmen. teile der LKW mit einem mobilen Edge vordere LKW-Schürze nun aus Spritzguss- Neben Reverse-Engineering-Aufgaben ScanArm von Faro. Das ist ein sieben- Kunststoff gefertigt, zusätzlich integrier- eignen sich tragbare Koordinaten-Mess- achsiger, taktiler Messarm, der mit La- ten die Ingenieure eine stabilisierende systeme mit Scan-Möglichkeit ideal für serscan-Technik ergänzt wird. Mit dieser Versteifung. Die ursprünglich 13 Haupt- Inspektionen, Qualitätskontrollen und komponenten der Heckleuchten-Ele- die Produktentwicklung. Nicht zuletzt mente wurden auf vier Bauteile reduziert können mit den dreidimensionalen Scan- und ihre Funktion optimiert. Gleichzei- Daten per 3D-Drucker auf einfache Weise tig konnten durch die Weiterentwicklun- 1:1-Modelle und Prototypen gedruckt Der Messarm gen die Montage und Wartung der Heck- werden. Das manuelle Vermessen und mit Griff zum leuchten vereinfacht werden. Anfertigen von Modellen und Prototy- 3D-Laserscan- Für Mohammad Al-Hussaini, Pro- pen gehört damit in vielen Fällen der Ver- ning. grammleiter des National Program for gangenheit an. jbi Bild: Faro Automotive Technology am KACST, sprachen vor allem Genauigkeit, Portabilität Thomas Weinert ist Regional Marketing Mana- und Bedienerfreundlichkeit für den Ein- ger DACH bei Faro Europe.

5/2013 58 Hardware & Peripherie 3D-Laserscanner

Hexagon-System im Einsatz bei Volvo Qualität für den Schneewittchensarg

von Birgit Albrecht

Märchenhafte Assoziationen löst der legendäre Volvo P1800 ES noch heute aus. Seine markanten Glasheck- flächen brachten ihm den Spitznamen Schneewittchensarg ein. Sein geistiger Nachfolger, der Volvo V40, rollt im Werk im belgischen Gent vom Band. Messsystem von Hexagon Metrology sichert dort die Qualität des Exil-Schweden.

eben dem V40, der modernen Schnee- Distanz zurück. Die ganze Prozedur nahm wittchen-Interpretation, zusammen. satte drei Stunden in Anspruch. Heute of- Stichproben der Rohkarosserien aus fenbaren die optischen Sensoren nach den Schweißlinien 20 Minuten die Positionen der mehr als werden im Bypass voll- 170 Verbindungsbolzen einer Volvo-Roh- automatisch auf zwei karosserie. Mit dem Inline-System und Horizontalarm-Mess- dem optischen Sensor ist der Prozess 15- maschinen (DEA Bra- mal schneller. Auch störende Werkstück- vo HP) von Hexagon eigenschaften oder schlechtes Umge- Metrology geführt. Die bungslicht haben keine Auswirkungen offene Bauweise der auf die Genauigkeit. Konventionelle opti- Messmaschinen ver- sche Sensoren haben erfahrungsgemäß einfacht die Beladung mit den Materialeigenschaften und dem olvo macht nicht mit den sperrigen Roh- Umgebungslicht zu kämpfen. Beispiels- nur immer wie- karossen. Ein Merkmal, weise stören Reflektionen der Werkstück- der durch eigen- das einem Check unter- oberfläche die Datenaufnahme. V Lasertechnologie erfasst die Positio- ständiges Design auf zogen wird, ist die Po- Der CMS106 generiert eine Laserlinie, nen der Anschlussbolzen. sich aufmerksam, die Bilder: Hexagon sition der Anschweiß- die aus mehreren Punkten besteht. Da- Marke steht zudem für bolzen. Sie werden mit scannt er die Oberfläche der Karos- die Werte Qualität und Sicherheit. Auch benötigt, um bestimmte C-Shop-Teile in serie ab. Automatisch werden die Laser- die chinesische Mutter hat noch Großes einer vorgegebenen Position zu befesti- linie und Laserintensität dem Werkstück vor mit seinem klangvollen Schützling. gen. Der Lasersensor CMS106 misst die und den Lichtbedingungen angepasst. Im Premium-Segment will man sich auch Positionen. Die Software PC-DMIS ver- Störeinflüsse werden so minimiert. Auf- weiterhin etablieren. Seit der Übernahme gleicht im Anschluss die Messdaten mit grund der positiven Erfahrungen mit durch den Geely-Konzern haben die Ma- dem CAD-Modell. dem Sensor plant Volvo, auch die Gewin- cher insbesondere die Qualität bei Volvo Doch wieso wird optisch gemessen – debohrungen an den Rohkarosserien in im Auge. Logische Konsequenz daraus und nicht konventionell taktil? Grund- Zukunft optisch zu messen. sind noch engere Toleranzen der Werk- sätzlich sind beide Wege möglich. Und Neben den Inline-Systemen leistet sich stücke, was besonders das Messtechnik- auf taktile Methoden griff Volvo früher Volvo drei Messräume. Vormontierte Bau- Team spürt. zurück. Jedoch: Beim Messen mit taktilen gruppen wie Seitenteile werden dort mit Vor allem im so genannten A-Shop Sensoren verursachte die unregelmäßige Horizontalarm- oder Brückenmessma- mit den Schweißlinien ist Messtechnik Form der Bolzen Probleme beim Messen. schinen von Hexagon Metrology geprüft. wichtig. Die Schweißprozesse machen Um genaue Ergebnisse zu erhalten, muss- Auch Verifizierungen bei Prozessände- es schwierig, die Dimensionen unter ten die Messtechniker Plastikzylinder auf rungen laufen über die Messräume. Kontrolle zu halten. Daher nehmen die die Bolzen setzen. Ein manueller Eingriff, Mess-Herausforderungen direkt in der Messtechniker hier die meisten Prüfun- der Zeit raubte. Darüber hinaus nutzten Fertigungslinie rückt Volvo mit dem mo- gen gegen die Nominaldaten vor. Im B- sich die Zylinder nach einigen Messun- bilen Leica Absolute Tracker AT901 von Shop werden die Rohmodelle in rote, gen ab und mussten ersetzt werden. Hexagon Metrology zuleibe. jbi blaue und andersfarbige Bäder getaucht. Ein weiterer Zeitfresser: Das Messsys- Sämtliche Teile, einschließlich dem Mo- tem befand sich in einem Messraum. Die Birgit Albrecht ist Marketing & Communica- tor, fügen sich schließlich im C-Shop, der Rohkarosserien legten also im Vergleich tions Manager bei Hexagon Metrology EMEA Endmontage, zum S60, XC60, C30 oder zum neuen Inline-Konzept eine lange in Glattbrugg, Schweiz.

5/2013 3D-Laserscanner Hardware & Peripherie 59

Reverse Engineering Schiff und LKW in 3D erfassen In vielen Bereichen erfassen Laserscanner Daten, um diese in CAD-Systemen weiterzuverarbeiten. Ein Bei- spiel für solch ein Gerät ist der Imager 5010C von Zoller und Fröhlich (Z+F).

nlagenbau, Mining und Forensik, Zusammenführung Architektur, Denkmalschutz und der einzelnen Scans AArchäologie sowie der Straßen-, wird automatisch Schiffs- und Flugzeugbau – das sind Be- von der LaserCon reiche, in denen heute Laserscanner im trol-Software über- Einsatz sind. Reverse Engineering ist da- nommen. Durch die bei eine der Aufgaben, die die Laserscan- Vereinfachung kann ner abdecken. Sie eignen sich nicht nur der Anwender eine für kleine Objekte, sondern auch für gro- erweiterte Anzahl ße – Raffinerien, LKW, Flugzeuge oder von Scans für eine Schiffe. gesamtflächige Da- HDR-Aufnahme einer Industrieanlage, aufgenommen mit dem Imager 5010C. Maschinen – wie Turbinen oder Pum- tenabdeckung durch- Bild: Z+F pen – lassen sich einfach erfassen, um führen, ohne den hochgenaue und detaillierte CAD-Daten Arbeitsaufwand in der Datenzusammen- Der Imager-5010C basiert auf einer Wei- und -Pläne sowie Deformationsanalysen führung zu vergrößern. terentwicklung des bewährten Phasen- zu erstellen oder Reproduktionen per Sowohl die Rohdaten als auch die durch vergleichsverfahrens. Das Gerät ist ein 3D-Druck zu ermöglichen. LaserControl verarbeiteten Daten sind kompakter, Highspeed-Phasenvergleich- Der Imager 5010C von Z+F ist ein Bei- standardmäßig im ZFS-Datenformat ge- Laserscanner hoher Genauigkeit und spiel für solch einen Laserscanner. Er eig- speichert. Das Format wird von zahlrei- Reichweite und mit einem sphärischen net sich sowohl für kleine Objekte und chen Softwarelösungen direkt unterstützt. Sichtfeld. Aufgrund der Weiterentwick- kurze Distanzen als auch für das Scannen Dazu gehören große punktwolkenbasier- lung des bewährten Messsystems ver- von sehr großen Strukturen oder Gebäu- te Reverse-Engineering-Pakete, beispiels- fügt das Gerät über eine Reichweite von den. Staub- und spritzwassergeschützt weise Geomagic Studio beziehungsweise bis zu 187 Metern. Dieser Entfernungsbe- lässt sich das Gerät sowohl in Räumen als Qualify und Innovmetric Polyworks, wie reich eröffnet neue Anwendungsgebiete auch im Außenbereich einsetzen. auch weit verbreitete Modellierungssoft- für Phasenscanner. Durch den Einsatz Bei größeren Objekten zeigt die Tech- ware, etwa Aveva LFM. Autodesk kann modernster Laserquellen entspricht er nologie von Z+F Vorteile auf. Ungebun- durch seine neueste Software Autodesk- den Anforderungen der Laserklasse 1 den an externe Peripherien oder Kabel, ReCap-ZFS-Dateien einlesen und direkt in nach EN 60825-1. Der Laserstrahl wird mit großer Reichweite und Sichtfeld er- alle großen Autodesk-Produkte wie bei- über einen rotierenden Spiegel abge- möglichen die Z+F-Scanner eine effizi- spielsweise AutoCAD, Revit, Inventor so- lenkt, der eine Drehfrequenz von bis zu ente Aufnahme des Objekts, um aus den wie Navisworks weitergeben und verar- 50 Umdrehungen pro Sekunde erreichen Messdaten ein Modell zu erzeugen. Die beiten. Auch bei Bentley kann ZFS über kann. Im Rotor des Sensors ist eine die PointTools-Schnitt- rauscharme CMOS-Farbkamera einge- stelle eingelesen werden. baut, die eine parallaxefreie Aufnahme Falls das Format in dem ermöglicht. Zudem nutzt der Sanner eine vom Kunden benötigten integrierte HDR-Technologie bei der Bild- Softwareprodukt nicht verarbeitung. Dies ermöglicht detaillier- unterstützt wird, bietet te und farbreiche Aufnahmen auch unter die Preprocessing-Soft- schwierigen Lichtbedingungen ohne ware Z+F LaserControl über- und unterbelichtete Bereiche. Das eine Konvertierungsmög- sehr geringe Messrauschen garantiert lichkeit in eine Vielzahl auf unterschiedlichen Oberflächen und gängiger Formate wie große Messdistanz hohe Datenqualität, Laserscan, überlagert mit einem modellierten Element. ASCII oder die Standards liegt es bei Scan-Distanzen unter 10 Me- Bild: Texas Surveys E57 und LAS. tern im Submillimeter-Bereich. jbi

5/2013 60 Management Cyber-Security in der Industrie

Olaf Mischkovsky von Symantec im Interview Wir müssen denselben Stellen- wert erreichen wie Safety

Die Fertigungsindustrie wandelt sich: Agil und adaptiv lauten die Stichworte. Diese Attribute soll die Produk- tion der Zukunft erfüllen, um den heute erfolgreichen Unternehmen auch künftig die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Erklärtes Ziel ist, Systembrüche in der Unternehmens-IT möglichst zu vermeiden. Was das für die IT-Security bedeutet und wie man diese auch weiterhin sicherstellt, darüber hat das DIGITAL ENGINEERING MAGAZIN (DEM) mit Olaf Mischkovsky, Technical Specialist bei Symantec, gesprochen.

DEM: Norton Antivirus verbinde ich mit Wir haben für solche Fälle Teams, die mit sich, bevor die Maschinen wieder pro- meinem heimischen PC – haben Sie ei- dem Unternehmen zusammen versu- duzieren dürfen. Als Hersteller von End- nen schweren Stand bei den neuen In- chen herauszufinden, woher der Angriff point-Security-Lösungen sind wir zudem dustrie-Kunden aus der Produktion? kam und welche Ziele verfolgt werden. häufig mit der Einstellung konfrontiert, Olaf Mischkovsky: Norton Antivirus ist dass auch der Nutzer in der Produktion zahlreichen Privatkunden ein Begriff. Un- DEM: Um solche Angriffe abzuwehren, eine solche Lösung „von der Stange“ für sere Geschäftskunden kennen Syman- kann man da die Sicherheitstechnik aus seine Systeme erwartet. So einfach ist es tec aber auch mit unseren Business-An- der Bürowelt einfach auf die Industrie- aber in der komplexen heterogenen Pro- wendungen für Büro und Industrie. Also und Produktionsumgebung übertragen? duktionsumgebung nicht. sehen uns viele Industrieunternehmen Olaf Mischkovsky: Es gibt fürs Büro aus- bereits als IT-Sicherheitsexperten. Wir ha- gereifte Technologien, die dort sehr gut „Die Umsetzung einer Security- ben festgestellt, dass wir einer der ersten funktionieren. Prinzipiell lassen sich die- Strategie ist langfristig angelegt Anlaufpunkte für diese Unternehmen se Technologien in die Produktion über- und kann mitunter einige Jahre sind, wenn Sicherheitsprobleme auftau- tragen. Die Frage ist „nur“, ob diese Über- dauern.“ chen. Das kann beispielsweise ein kon- tragung jeweils sinnvoll ist und ob die kreter Angriff auf das Unternehmen sein. Maßnahmen in dieser Umgebung ausreichen. Ein in der Bürowelt funktionieren- DEM: IT-Systeme sind ja in der Produk- des Beispiel ist das Patch Management, tion kein neues Thema. Warum kommt sprich: Wir arbeiten dort sehr erfolgreich jetzt erst die Diskussion um deren Sicher- mit Sicherheits-Updates. Allerdings ist es heit ins Rollen? nicht möglich, die Sicherheitsmaßnah- Olaf Mischkovsky: Das ist richtig, IT ist men aus dieser Umgebung direkt auf auch in der Produktion kein neues The- die Produktion zu übertragen. Ein Grund ma. Aber früher waren es meist prop- dafür ist, dass die Rahmenbedingungen rietäre Stand-alone-Systeme, die nicht deutlich anders gelagert sind. Die Ma- auf einem Standardsystem basierten. In schinen und Anlagen laufen oft 24 Stun- den letzten fünfzehn Jahren schwenkt den, 7 Tage die Woche und 365 Tage im die Industrie zunehmend auf Standard- Jahr. Jeder, der einmal ein Patch auf einen systeme um. Öffnet man heute einen PC gespielt hat, weiß, dass im Anschluss Industrie-PC, stecken dort weitgehend die Systeme durchstarten müssen. Bei Komponenten, die auch in einem Stan- Produktionsstätten ist dies deutlich kom- dard-Office-PC arbeiten und oft laufen plizierter: Die Anlagen wurden an einem die gleichen Betriebssysteme auf der bestimmten Zeitpunkt zugelassen. Das Standard-Hardware. Das macht das Gan- heißt: Wird ein Patch installiert, zieht dies ze kritisch, denn damit werden die zahl- Olaf Mischkovsky ist Experte für Industriesicherheit eine Reihe von Tests und Freigaben mit reichen Bedrohungsszenarien aus der bei Symantec.

5/2013 Cyber-Security in der Industrie Management 61

Office-Welt auch in der Produktionsum- rung der Produktionssysteme ein. Allein rieanlagen und kritische Infrastrukturen gebung relevant. da kommt in der Produktion schon häu- nimmt stetig zu. Es gibt mittlerweile ei- Hinzu kommt, dass die zunehmende, fig ein Aha-Effekt, wenn man sieht, wie nen Gesetzesentwurf und damit Über- umfassende Vernetzung sämtlicher Sys- viele Systeme hier im Einsatz sind. An- legungen der Bundesregierung, nach teme die frühere Isolation der Produkti- schließend schaut man sich das Bedro- dem Angriffe auf kritische Infrastruktu- onssysteme aufbricht. Das bringt zahl- hungspotenzial an, dem das jeweilige ren gemeldet werden sollen. Allerdings reiche Vorteile mit sich, um schneller auf Unternehmen und die Branche, in der ist der Ausgang dieser Diskussion of- den Markt reagieren zu können. Bei allen es agiert, ausgesetzt ist. Darauf basie- fen. Die meisten Angriffe sind politisch Vorzügen sind die Anlagen dadurch aber rend kann ich dann das jeweilige Risiko oder wirtschaftlich motiviert. Für eine anfälliger für Angriffe. Heute brauchen bewerten. Dann kommt noch die Fra- Attacke auf eine Produktionsstätte sind Sie mitunter nicht mehr physisch in ein ge nach dem Budget – es bringt nichts, vorab Investitionen notwendig, daher Unternehmen einbrechen, um relevante wenn das Konzept völlig überdimensi- finden sie geplant statt. Auf Basis die- Informationen zu stehlen oder um einen oniert ist. Das ist ein sehr strukturiertes ses Wissens sollte Sicherheit bereits Be- Produktionsroboter zu manipulieren. Vorgehen mit ungemein vielen Quellen. standteil bei der Planung einer Anlage Wenn die Randbedingungen klar sind, sein. Schwierig wird es, ein System erst DEM: Sie sprachen eingangs von umfas- erarbeiten wir die Konzepte gemeinsam zu entwickeln und dann zu versuchen, senden Sicherheitskonzepten. Was ma- mit dem jeweiligen Unternehmen. es im Nachhinein sicher zu machen. chen Sie, wenn Sie in eine Firma kommen mit dem Auftrag, sichern Sie dieses Un- DEM: Ein einzelnes Produkt wie eine Anti- „Beeinflusst der Angreifer die ternehmen gegen Cyber-Angriffe ab? Virenlösung reicht in der Produktion also Energiezufuhr des Schweißroboters, Olaf Mischkovsky: Zunächst machen in der Regel nicht. Was beinhaltet solch hat das fatale Folgen für die Festigkeit wir uns in Form einer Ist-Analyse ein kla- ein umfassendes Sicherheitskonzept? res Bild. Es gibt verschiedene Sicherheits- Olaf Mischkovsky: Nein, ein Produkt, der Schweißnähte.“ Level, die man erreichen kann. Auch ist eine Anti-Virenlösung beispielsweise, Cyber-Angriff nur ein Oberbegriff für reicht in der Regel nicht, um eine Produk- DEM: Dann wäre es ja sinnvoll, mit den mehrere konkrete Vorfälle. Darunter fällt tionsumgebung umfassend zu schützen. Herstellern der Industrie-Ausrüstung zu- das Stehlen von wichtigen Daten, das Ein Konzept besteht aus einer Kombina- sammenzuarbeiten – existieren solche Herbeiführen von Produktionsstillstän- tion verschiedener Methoden, Strategien Kooperationen? den oder die Manipulation der Produkt- und Produkte, die den speziellen Anfor- Olaf Mischkovsky: Symantec arbeitet integrität. derungen eines Unternehmens entspre- eng mit einer Reihe von Unternehmen chen. Auf Basis der Ist-Analyse lassen sich zusammen, aber wir haben keine Koope- „Ging es früher meist ausschließ- sinnvolle Komponenten auswählen. Zum rationen in dem Sinne, dass eine dieser Beispiel Verschlüsselungs- und Authenti- Firmen unsere Lösungen direkt einsetzt. lich um die Verfügbarkeit der fizierungslösungen, Firewalls und so wei- Wir engagieren uns gemeinsam mit die- Anlagen, spielt heute die Produkt- ter. Aber nicht nur Technologie ist wich- sen Firmen in unterschiedlichen Gremi- integrität eine wichtige Rolle.“ tig. Essenziell ist immer das Verständnis en, beispielsweise der Verbände VDI/ der Nutzer. Hier gibt es meist Nachhol- VDE. Dort suchen wir gemeinsam mit bedarf. Mitarbeiter in der Büroumge- den Industrieausrüstern nach den bes- DEM: Entschuldigen Sie, was meinen Sie bung sind heute auf die Gefahren kondi- ten Strategien, um die Anlagen gegen mit Produktintegrität? tioniert und wissen weitgehend mit den Angriffe zu schützen. Olaf Mischkovsky: Stellen Sie sich vor, Sie Sicherheitsmaßnahmen umzugehen – haben die Aufgabe, Fleisch zu portionie- aber kennen auch die Mitarbeiter in der DEM: Herr Mischkovsky, vielen Dank für ren. Also schreiben Sie eine Steuerungs- Produktion die Security-Strategie? Wir dieses Gespräch! datei, die definiert, dass wir Einheiten von stehen an einem ähnlichen Punkt wie bei 250 Gramm möchten. Nun ändert der An- Safety vor etwa 15 Jahren. Beim Arbeits- Die Fragen stellte Jan Bihn, Redakteur, greifer die Integrität dieser Datei, indem schutz wissen die Mitarbeiter mittler- DIGITAL ENGINEERING Magazin. er einfach eine Null an die 250 Gramm weile Bescheid. Mit dem Thema Security anhängt. Wir bekommen also 2,5 Kilo- müssen wir diesen Stellenwert erst noch gramm Portionen – das Zehnfache der erreichen. Olaf Mischkovsky ist Security-Spezialist gewünschten Menge – aus der Maschine. bei Symantec und hat sich auf Indus- Der Angreifer hat die Verfügbarkeit der DEM: Wenn ich weiß, meine Maschine triesicherheit spezialisiert. Er verfügt Anlage nicht geändert, nur entspricht das ist potenziell gefährdet, wie gehe ich über detaillierte Expertise bei allen Themen rund um die Sicherheit von Produkt nicht mehr Ihren Erwartungen vor? Produktionsstätten, Energie- oder beziehungsweise Vorgaben. Olaf Mischkovsky: Wenn man richtig an anderen industriellen Infrastruktu- das Thema Security herangeht, ist die Si- ren. Zu seinen Aufgaben gehört der DEM: Wir waren beim Auftrag, ein Unter- cherheit gewährleistet. Es gibt bewähr- Kontakt zum Produktmanagement in nehmen abzusichern, stehengeblieben... te Prozesse und Methoden, um solche den USA, die Beratung von Kunden in Olaf Mischkovsky: Die erwähnte Ist- Szenarien abzusichern. Trotzdem: Die der Vorverkaufsphase und die Prüfung Analyse schließt auch eine Inventarisie- Zahl der gezielten Angriffe auf Indust- bestehender Sicherheitskonzepte.

5/2013 62 Management Qualitätsmanagement

SEW-Eurodrive optimiert Getriebemotorenmontage

Qualität steuern von Christian Böhm

Qualität ist für SEW-Eurodrive zentrales Unternehmensziel und diese will das Unternehmen proaktiv steuern – nicht nur prüfen. Die QS-Loop-Strategie von Atlas Copco Tools erfüllt die Anforderungen des Antriebsspe- zialisten mit Blick auf die Schraubmontage, indem softwaregestützt Daten aus allen relevanten Quellen zu- sammengeführt werden, so dass sich die Produktionsprozesse umfassend beurteilen lassen.

man die Montage auch den Kunden ge- im Rahmen der zulässigen Toleranzen genüber nachvollziehbarer gestalten. zuverlässig das geforderte Drehmoment Um die geforderte Transparenz zu er- liefert, erst die Prozessfähigkeit berück- reichen, ist es sinnvoll, die zahlreichen sichtigt auch weitere Einflüsse wie etwa Datenquellen rund um die Qualitätssi- die von Bediener und Material. cherung und Produktion miteinander zu SEW-Eurodrive kann mit der QS-Loop- verbinden. Das hört sich simpel an, ist in Software nun die Qualitätssicherung ei- der Praxis jedoch nicht einfach umzuset- nen entscheidenden Schritt nach vorne zen. SEW-Eurodrive ist deswegen einer bringen: Qualität wird jetzt nicht mehr der Pilotkunden für die QS-Loop-Stra- nur geprüft, sie wird steuerbar. „So konn- tegie von Atlas Copco Tools geworden. ten wir beispielsweise feststellen, dass QS-Loop kombiniert softwaregestützt das Drehmoment einiger Schraubwerk- SEW kontrolliert in der Getriebemotorenmontage den Daten aus verschiedenen Abteilungen, zeuge – obwohl nominell richtig – für korrekten Anzug aller Verschraubungen. Zusammen mit beispielsweise aus der Serienfertigung, den Prozess nicht optimal eingestellt allen weiteren Daten werden diese Informationen mit der aus Instandhaltung und Qualitätssiche- war“, berichtet der Qualitätsingenieur. Software QS-Loop ausgewertet. Bilder: Atlas Copco rung (Angaben zur Maschinen- und Pro- „Per QS-Loop lässt sich das leicht erken- zessfähigkeit der Schraubwerkzeuge), nen und über die Schraubkurven gut etriebemotoren halten zahlreiche und aus Reibwertmessungen, die bei der darstellen.“ Noch wichtiger aber ist, dass Prozesse in der Industrie im wahrs- konstruktiven Auslegung berücksichtigt sich auf diese Weise auch die Ursachen Gten Sinne des Wortes am Laufen. werden. direkt klären lassen, etwa im Zusammen- Damit sie das zuverlässig tun, hat der An- spiel mit den Reibwertmessungen. „Ei- triebstechnik-Hersteller SEW-Eurodrive QS-Loop vernetzt Daten nen plausiblen Grund lieferte in diesem seine jahrzehntelange Erfahrung in spe- Erst diese zusammenfassende Sicht auf Fall ein geringerer Reibungskoeffizient ziellen Werks- und Fertigungsvorschrif- alle vorliegenden Daten ermöglicht die der verwendeten Schrauben.“ ten zusammengefasst, die unter anderem genaue und zielführende Bewertung des Führt man sich vor Augen, dass sie- eine korrekte Montage sicherstellen. gesamten Produktionsprozesses. „Für uns ben Faktoren – Mensch, Maschine (hier An zahlreichen Stellen werden zudem liegt genau darin der Reiz der QS-Loop- das Schraubwerkzeug), Methode, Ma- Daten für die Qualitätssicherung er- Strategie“, betont Christopher Ziegler: nagement, Messung, Mitwelt und Ma- fasst, nicht zuletzt über die Messung des „Bislang liegen die Daten zwar vor, aber terial – die Qualität beeinflussen, wird Weiterzugmoments per Drehmoment- die Zusammenhänge waren noch nicht schnell klar, dass diese sich nur steuern schlüssel, um beispielsweise den Anzug auf einen Blick zu erkennen.“ Ein großer lässt, wenn auch all diese Faktoren be- mit dem vorgegebenen Drehmoment zu Vorteil sei nun, dass man neben der Ma- trachtet werden. Das genau war das Ziel überprüfen. schinenfähigkeit der Schraubwerkzeuge der Atlas-Copco-Ingenieure, als sie die Doch das Unternehmen will noch wei- umgehend auch deren Prozessfähigkeit QS-Loop-Strategie und -Software entwi- tergehen, wie Christopher Ziegler, Qua- erkennen könne. Die Maschinenfähigkeit ckelten. Konsequenterweise lassen sich litätsingenieur in der Getriebemotoren- gibt ja nur an, ob ein Schraubwerkzeug deshalb alle verfügbaren Datenquellen montage am Standort Graben-Neudorf erläutert: „Unser Ziel ist es, künftig die Montageprozesse transparenter zu ma- „Unser Ziel ist, die Montageprozesse chen, um sie auf diese Weise noch bes- transparenter zu machen, um sie auf diese Weise ser kontrollieren zu können und unsere noch besser kontrollieren zu können.“ Nacharbeits- beziehungsweise Fehler- Christopher Ziegler, Qualitätsingenieur bei SEW kosten zu reduzieren.“ Nicht zuletzt wolle

5/2013 Qualitätsmanagement Management 63

(neben Werten aus der Schraubtechnik akkubetriebene intelligente Drehmo- auch alle anderen verfügbaren Messun- mentschlüssel des Typs ST-Wrench von gen) in die zugrundeliegende Daten- Atlas Copco im Einsatz. „Das erschließt bank integrieren – unter anderem auch uns eine ganz neue Datenwelt – allein die Daten von Montagewerkzeugen schon, was die Genauigkeit betrifft“, er- von Fremdanbietern: QS-Loop setzt also läutert Christopher Ziegler. „Gegenüber nicht zwangsweise Werkzeuge von Atlas den mechanischen Drehmomentschlüs- Copco voraus. „Ich kann jeden Schrauber seln arbeiten die ST-Wrenches präziser, mit Drehmoment und Toleranzbereich sie ermitteln insbesondere das Weiter- einpflegen – das ist ein Vorteil des Sys- zugmoment genauer, was die Aussage- tems“, bestätigt Ziegler. Hilfreich sei zu- fähigkeit im Rahmen der Datenauswer- dem, dass die Software Montageplaner tung auf ein neues Niveau hebt.“ Auf schon bei der Auswahl eines Werkzeugs Basis der so gewonnenen Daten kann In den meisten Unternehmen liegen zahlreiche Daten rund für einen konkreten Schraubfall unter- SEW-Eurodrive heute sehr genau fest- um die Qualitätssicherung schon vor – mit QS-Loop lassen sie sich zusammenführen und umfassend auswerten. stütze: QS-Loop prüft anhand der Klassi- stellen, welche Klemmkraft aus dem An- fizierung des jeweiligen Schraubfalls und zug mit dem vorgegebenen Drehmo- sondere bei der Verarbeitung von Fehler- den zu dieser Verbindung hinterlegten ment resultiert. meldungen wünschen wir uns etwa eine Daten, ob das Werkzeug dazu passt. bessere Rückmeldung an die Werker“, so QS-Loop kann über die zahlreichen Fazit der SEW-Mitarbeiter abschließend. Dann Auswertungen helfen, die Zuverlässig- Mit der webbasierten Software kommen wisse der Werker direkt, wo das Problem keit der Montage weiter zu erhöhen. Ziegler und seine Kollegen gut klar: „Sie liege. „Die Idee hinter QS-Loop – der um- Eine wichtige Rolle spielt deswegen die ist weitestgehend selbsterklärend, und fassende Blick auf alle beeinflussenden Datenbasis: Je genauer sie ist, desto bes- alle Punkte, die im Montageprozess eine Faktoren und darüber die Steuerung der ser werden die Ergebnisse. Deshalb ent- Rolle spielen, werden berücksichtigt.“ Qualität – ist aber gut umgesetzt; damit schlossen sich die SEW-Verantwortlichen, Wie in Pilotphasen üblich, gibt es natür- können wir gut arbeiten.“ jbi die bislang verwendeten Drehmoment- lich an der einen oder anderen Stelle schlüssel zum „Nachknicken“ in Rente zu Rückfragen, die aber in Zusammenarbeit Christian Böhm ist Projektleiter QS-Loop bei schicken. Inzwischen sind bereits zwölf mit Atlas Copco geklärt werden. „Insbe- Atlas Copco Tools Central Europe in Essen.

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Veranstaltung der VDI Wissensforum GmbH | www.getriebekongress.de | Tel. +49 211 6214-201 | Fax +49 211 6214-154 64 Management Projekte meistern

Eine von ICS entwickelte Windkraftanlage.

Projektmanagement beim Ingenieursdienstleister

Transparenz in Von Dr. Thomas Liedtke allen Geschäftsprozessen

Gerade Ingenieursdienstleister sind wegen ihres hohen Anteils am Projektgeschäft auf ein gut funktionie- rendes Projektmanagement angewiesen. Auf der Suche nach einem Projekt-Management-Tool, das die Be- reiche Zeiterfassung und Projektplanung bis Rechnungsstellung umfassend abdeckt, hat der Dienstleister ICS die Lösung Projektron BCS gewählt.

it 145 Mitarbeitern ist die ICS AG gaben muss zur Planung, Projektverfol- beiter vor Ort, da diese verteilt über ganz ein mittelständisches Ingenieur- gung und -steuerung komplett im Pro- Deutschland arbeiten. Eine effiziente ser- MDienstleistungsunternehmen. Die jektmanagement-Tool abgebildet sein. verbasierte, weborientierte Lösung war Firma wickelt im Jahr zwischen 400 und Hinzu kommt, dass das Unternehmen entsprechend angestrebt. 500 interne und externe Kundenprojek- in einer komplexen Abrechnungs- und Durch die Größe der ICS AG war eben- te ab. Bei den Projekten handelt es sich Beauftragungssituationen agiert. falls klar, dass von Stundenerfassung des sowohl um komplexe Werks- als auch um Das bis dato lange Jahre eingesetz- einzelnen Mitarbeiters bis hin zur Rech- kleinere Dienstleistungsprojekte. te Tool war technologisch überholt und nungsstellung alles in einer Anwendung Diese große Anzahl an Projekten er- unterstützte die gelebten Prozesse nicht erfolgen soll. fordert ein effizientes Projekt-Planungs- mehr im benötigten Umfang. Die Ober- und Management-Tool. fläche war veraltet und schwerfällig, die Startschuss fürs neue System Die Projekte der ICS haben sehr un- nachgelagerten Auswertungsprozesse Ende 2007 wurden mehrere Projektma- terschiedliche Ausprägungen: Von ein- fehleranfällig. nagementtools in Form von Pilotinstal- fachen Dienstleistungs-/ Aufwandspro- Deshalb suchte der Dienstleister nach lationen evaluiert. 2008 fiel die Entschei- jekten mit einer Laufzeit von Wochen bis einer Projektmanagement-Software, die dung zugunsten von Projektron BCS. Jahren, die einzelne oder mehrere Mitar- sich für Zeiterfassung, Projektplanung, Nach einer Stakeholder-Analyse und Ab- beiter durchführen, bis hin zu komplexen Rechnungsstellung, Vertriebsunterstüt- grenzung verschiedener Einsatzthemen Festpreisprojekten, bei denen bis zu 30 zung sowie zum Kundenmanagement (Stunden buchen, Rechnungsstellung, Mitarbeiter eingebunden sind. und für Personal- und Urlaubsverwaltung Projektplanung und vieles mehr) wurde Die Planung solch komplexer Projekte einsetzen lässt. Eine weitere Anforderung ein Team von fünf Schlüsselanwendern und die Koordination mit den Einzelauf- war die einfache Zeiterfassung der Mitar- (Mitarbeiter als Berater und Anlaufstelle

5/2013 Digital Engineering-Marktplatz Markt 65

InterCAM-Deutschland GmbH Camtek GmbH Am Vorderflöß 24a CAD/CAM-Systeme D-33175 Bad Lippspringe Werkstraße 24 Tel.: +49 5252 98 999 0 71384 Weinstadt E-Mail: [email protected] Tel.: 071 51 / 97 92-02 Internet: www.mastercam.de E-Mail: [email protected] Internet: www.Camtek.de Perfektion für schnelles, effizientes und produktives Arbeiten! Die InterCAM-Deutschland GmbH ist der deutsche Distributor der leistungs- CAD/CAM-System OPTICAM starken CAD/CAM-Lösung Mastercam. Der modulare Aufbau ermöglicht Drahterodiersystem integriert in SolidWorks den zielgenauen Einsatz der Software, abgestimmt auf die Bedürfnisse des Anwenders. Mastercam bietet Fräsen in 2 bis 5 Achsen, Drehen, Drahten, CAD/CAM-System PEPS Version 7.0 künstlerische Reliefbearbeitung, 2D- und 3D-Design, Flächen- und Solid- PEPS Bearbeitungsmodule: 2,5 D Fräsen, 3 D Fräsen, 5 Achsen simultan Fräsen, modeling und somit alles für den Werkzeug-, Formen- und Maschinenbau Drahterodieren, 2-50 Achsen Drehen, sowie für die Holz-, Stein- und Kunststoffbearbeitung. Mit aktuell über 6 Achsen 3D simultan Laser- und Wasserstrahlschneiden, DNC-Systeme, 167.000 Installationen ist Mastercam das weltweit meisteingesetzte System Direktschnittstellen zu allen gängigen CAD-Systemen und eine Auftrags- auf dem Markt. und Programmverwaltung inklusive Anbindung an SAP-und ERP-Systeme.

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DE_2013_05_MARKT.indd 65 04.06.2013 13:41:39 Uhr 66 Management Projekte meistern

größtenteils nicht dokumentiert waren, ersten Tag funktionierte die Rechnungs- startete das Unternehmen mit einer Ist- stellung reibungslos. Durch das zuvor ge- Analyse sowie mit der Soll-Definition nutzte, veraltete System und den damit von einheitlichen Prozessen über alle verbundenen Leidensdruck war die Be- Bereiche hinweg. Da ICS in vier Unter- reitschaft hoch, ein neues System zu ak- nehmensbereiche unterteilt ist, hieß das zeptieren. Die moderne Oberfläche und auch, dass mindestens drei Bereiche ihre Übersichtlichkeit trugen von Anfang an Prozesse in Teilen ändern und anpassen zu einer hohen Benutzerakzeptanz bei. mussten. Aufgrund des Einsatzes kamen noch Es entstanden auf diese Weise zwei zahlreiche weitere Anregungen von Sei- Verfahrensanweisungen: Eine für die An- ten der Mitarbeiter auf den Tisch. wendung von Projektron BCS (in allen Durch den Umfang des Tools gefor- Bereichen) und eine zur Auswertung von dert, fiel der Entscheidung, pro Unter- Metriken und Kennzahlen. nehmensbereich ein bis zwei Schlüssel- anwender zu definieren, die Anlaufstelle Pilotierung bei Problemen sein sollen. Noch heute ICS definierte einen Unternehmensbe- treffen sich die Schlüsselanwender regel- reich als Pilotgruppe und plante die suk- mäßig, um sich über Erfahrungen, Wün- zessive Übertragung auf die anderen Be- sche und Probleme auszutauschen. reiche. Um den Schritt hin zu den neuen Auch das Einspielen aktueller Updates Prozessen einerseits klein genug und und der damit verbundenen Veränderun- machbar zu halten, und die Geschäftsfä- gen ist in diesem Gremium ein Thema. higkeit andererseits nicht zu gefährden, Firmenbaum der ICS AG, dargestellt in Projektron BCS. führte das Unternehmen mehrere Iterati- Status quo onen durch. Auch die Datenübernahme Projektron BCS hat sich im produktiven wurde genau geplant. Jede Iteration fand Einsatz bewährt. Weitere Anforderun- für Probleme) sowie ein Steuerkreis defi- doppelt statt – in Projektron BCS und im gen sind aber schon auf dem Tisch und niert, der das Tool und die damit einher- weiterhin vorhandenen Altsystem – um einige Verbesserungen noch offen. Diese gehenden Prozesse definieren und ein- Abweichungen früh erkennen und daraus betreffen teilweise eine sehr varianten- führen sollte. lernen zu können. Die Benutzergruppen reiche Spesenabrechnung in Richtung Da sich das Unternehmen zur glei- wurden dazu jeweils einzeln geschult. Kunde, für die ICS noch mehr Flexibilität chen Zeit mit der Einführung eines Rei- Priorität hatten die Stundenerfassung fordert. fegradmodells für die Softwareentwick- sowie die Rechnungserstellung. Weitere Ein besonders effizientes – wenngleich lung (CMMI – Capability Maturity Model Schritte waren: E-Mail-Anbindung, Pro- „triviales“ – Leistungsmerkmal von Pro- Integration) beschäftigte, mussten die jektplanschnittstellen nach außen, Mitar- jektron BCS ist hervorzuheben: alle Sei- Prozesse konform zum Reifegradmodell beiterzeiterfassungsbericht, Mitarbeiter- ten und Übersichten lassen sich per CSV ablaufen und insbesondere die Anforde- spesenbericht, Abbildung der internen nach Excel exportieren. rungen in Bezug auf Projektplanung so- Organisation, Urlaubsplanung, Statistik Auf diese Weise hat der Ingenieurs- wie -verfolgung erfüllen. erstellung für die Buchhaltung und Ver- dienstleister für verschiedene Anwen- Schnell wurde klar, dass Projektron triebsprozesse. dungen Schnittstellen programmiert: BCS sehr viele Möglichkeiten bietet, die Beispielsweise eine Projektverfolgung ICS nicht alle ausschöpfen kann – schon Projektron geht produktiv mit der P3-Methode nach dem Earned- gar nicht von Beginn an. Da die damals Zum Jahresanfang 2009 hat ICS Projek- Value-Prinzip oder diverse Umsatz-Kun- aktuell gelebten Prozesse heterogen und tron BCS „scharf“ geschaltet. Ab dem den- und Geschäftsstatistiken oder fir- menweite Kapazitätsplanungen. ICS ist davon überzeugt, die richtige Key-Performance- Wahl getroffen zu haben. Besonders die Indikatoren oder Flexibilität der Sichten und Auswertun- Projekt-Indizes gen und der Oberflächenkonfiguratio- dienen dazu, den Verlauf eines Pro- nen schätzen die Mitarbeiter. Die Trans- jektes zu bewer- parenz im Rahmen der Projektabwicklung ten. Gerne werden und der Zeiterfassung hat sich signifikant Kosten, Budget- gegenüber früher eingesetzten Tools ge- verbrauch und steigert. Der gesamte in Projektron BCS Fertigstellungs- grad des Projektes ablaufende Geschäftsprozess gestaltet und von einzelnen sich nun schneller und effektiver. jbi Aufgaben über die Zeit dargestellt. Dr. Thomas Liedtke ist Business Unit Manager Bilder: ICS Advanced Technologies bei ICS in Stuttgart.

5/2013 Ausgabe 6/13 – erscheint am 25. Juli Vorschau 67

Impressum Im nächsten Heft Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann ([email protected]) Branche Bild: Danfoss DIGITAL ENGINEERING MAGAZIN im Internet: http://www.digital-engineering-magazin.de So erreichen Sie die Redaktion: Schiffsbau Chefredaktion: Rainer Trummer (v.i.S.d.P.), [email protected], Tel.: 0 81 06 / 350-152, Fax: 0 81 06 / 350-190 Ein Schiff stirbt selten: Im Schiffsbau geht es oft Redaktion: Jan Bihn (-161; [email protected]) Textchef: Armin Krämer (-156; [email protected]) darum, alte Kähne wieder zu neuem Hightech- Glanz zu verhelfen, da wird eine alte Fähre zum Mitarbeiter dieser Ausgabe: Birgit Albrecht, Matthias Backs, Ralf Baumann, Christian Böhm, Kabelverleger für Offshore-Windparks oder ein Fischerei- Peter Burggräf, Simon Busch, Mike Dombroski, Alan Egolf, Josef Eiswirt, schutzboot zum Forschungsschiff. Beim Um- und Neubau Achim Kampker, Markus Kellermeyer, Michael Koch, Reinhardt Kock, Chris Liebermann, Dr. Thomas Liedtke, Clemens Lindscheid, Carsten Nee, ist sowohl auf Komponenten- als auch System-Seite bes- Björn Otte, Harald Preiml, Ellen-Christine Reiff, Thomas Schlick, Birgit te Technologie gefragt, egal ob es sich um Antriebe, Ver- Schulze, Peter Stiefenhöfer, Francesco Turoni, Steffen Volkmar, Thomas Weinert, Michael Wendenburg. drahtungs- und Elektrotechnik oder die Software für Pro-

So erreichen Sie die Anzeigenabteilung: jektierung, Konstruktion oder Simulation handelt. Damit Anzeigenverkaufsleitung: ist auch schon das Themenspektrum unseres Branchen- Martina Summer (0 81 06 / 30 61 64, [email protected]) Mediaberatung: specials Schiffsbau umrissen. Bild: Rittal Andrea Horn (0 81 06 / 350-241, [email protected]) Anzeigendisposition: Chris Kerler (-220; [email protected])

So erreichen Sie den Abonnentenservice: Güll GmbH, Aboservice DIGITAL ENGINEERING Magazin, Heuriedweg 19a, Special 88131 Lindau, Tel. 01805-260119*, Fax. 01805-260123*, E-Mail: [email protected], *14 Cent/Min. aus dem dt. Festnetz, Mobilfunk max. 42 Cent/Min. Leichtbau Vertriebsleitung: Ulrich Abele, ([email protected]), Tel.: 0 81 06 / 350-131, Fax: 0 81 06 / 350-190 Leichtbau ist in Automobilbau, Luftfahrt und Artdirection und Titelgestaltung: Maschinenbau mit unterschiedlichem Fokus ein Saskia Kölliker Grafik, München Bildnachweis/Fotos: falls nicht gekennzeichnet: Trend. Dabei gibt es einige Möglichkeiten, Syste- Werkfotos, aboutpixel.de, pixelio.de, PhotoDisc; MEV, fotolia.de Titelbild: CD-adapco me und ihre Teile leichter und damit effizienter zu Vorstufe + Druck: gestalten. Beispielsweise der Einsatz so genannter Hofmann infocom AG, Nürnberg Produktion und Herstellung: Leichtbau-Werkstoffe wie Aluminium, Verbundwerkstof- Jens Einloft (-172; [email protected]) fe und hochfeste Stähle. Diese erfordern jedoch mitunter

Anschrift Anzeigen, Vertrieb und alle Verantwortlichen: andere Strategien bei der Produktauslegung, Simulation WIN-Verlag GmbH & Co. KG, und Konstruktion. Besonders fokussieren wir in unserem Johann-Sebastian-Bach-Straße 5, 85591 Vaterstetten, Bilder: Composites Europe Tel.: 0 81 06 / 350-0, Fax: 0 81 06 / 350-190 Special Verbundwerkstoffe – GFK und CFK. Verlagsleitung: Bernd Heilmeier (-251; [email protected]), anzeigenverantw. Objektleitung: Rainer Trummer (-152, [email protected]) Bezugspreise: Einzelverkaufspreis Euro 14,40 Jahresabonnement (8 Ausgaben) im Inland Euro 115,20 frei Haus, im Ausland zuzüglich Versandkosten. Vorzugspreis Elektrotechnik Euro 78,40 (Inland) für Studenten, Schüler, Auszubildende und Wehrdienst- leistende – nur gegen Vorlage eines Nachweises, im Ausland zuzüglich Versandkosten. 16. Jahrgang Kabel & Leitungen Erscheinungsweise: achtmal jährlich Zunehmend komplexe, dezentrale Lösungen und Einsendungen: Redaktionelle Beiträge werden gerne von der Redaktion entgegen genommen. Die Zustimmung zum Abdruck und zur Vervielfäl- Systeme erfordern ein ständiges Mehr an Da- tigung wird vorausgesetzt. Gleichzeitig versichert der Verfasser, dass die tenübertragung. Unterschiedliche Konzepte zur Bild: Phoenix Contact Einsendungen frei von Rechten Dritter sind und nicht bereits an anderer Stelle zur Veröffentlichung oder gewerblicher Nutzung angeboten wurden. Verkabelung aus Büro und Industrie mit ihren je- Honorare nach Vereinbarung. Mit der Erfüllung der Honorarvereinba- weiligen Vor- und Nachteilen können dabei nerung ist die gesamte, technisch mögliche Verwertung der umfassenden Nutzungsrechte durch den Verlag – auch wiederholt und in Zusammen- beneinander bestehen. Ein Beispiel aus der Ge- fassungen – abgegolten. Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffent- bäudetechnik zeigt, wie sich auch elf Stockwerke lichung kann trotz Prüfung durch die Redaktion vom Herausgeber nicht übernommen werden. vom Dach bis zum Keller von einer Aufzuggruppe Copyright © 2013 für alle Beiträge bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG gesichert durch Zugriffskontrollen in einem kriti- Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages vervielfältigt oder verbreitet werden. Unter dieses Verbot fallen schen Bankgebäude anfahren lassen. Ohne verläss- insbesondere der Nachdruck, die gewerbliche Vervielfältigung per Kopie, liche Kabel für Signale und Energie wäre das nicht die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf Bild: Lapp CD-ROM und allen anderen elektronischen Datenträgern. umsetzbar.

ISSN 1618-002X, VKZ B 47697 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Unsere weiteren Themen sind: • Strömungssimulation: Zuliefererintegration ins PLM Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTURING, • Automatisierung: Mensch-Maschine-Schnittstellen e-commerce Magazin, digitalbusiness CLOUD, Virtual Reality Magazin • Treibende Kraft: Motoren und Zubehör Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen, DIGITAL ENGINEERING • Management: Social Media in der Produktentwicklung SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme Aus aktuellem Anlass sind Themenänderungen möglich.

5/2013 Eine Formel für Erfolg Red Bull Racing and ANSYS

Victories by Red Bull Racing. Simulation by ANSYS. Realize Your Product Promise®

Den Sieg in der Konstrukteursmeisterschaft der Formel 1 einzufahren, ist eine phänomenale Leistung. Dies sogar dreimal in Folge zu schaﬀ en, ist außergewöhnlich. Aber für Red Bull Racing ist dies schon fast zur Normalität geworden.

Mit ANSYS Simulationstechnologie konstruiert Red Bull Racing virtuelle Prototypen der Rennwagen, so dass die Ingenieure schnell und kostengünstig alles optimieren können, von der Aerodynamik und den Bremsen bis hin zum Abgassystem. Red Bull Racing erfüllt sein Produktversprechen durch den andauernden Erfolg in einem der am stärksten durch Wettbewerb geprägten Umfelder.

Besuchen Sie ANSYS.COM/RedBullRacing um mehr darüber zu erfahren, wie die technische Simulation auch Sie dabei unterstützen kann, Ihr Produktversprechen einzulösen.