internet Interface 01/09 - plm.automation.siemens.com · interface Das Magazin für Product Lifecycle Management 11. Jahrgang 1-2009 Praxis Digitale Fabrik Praxisberichte belegen

interfaceDas Magazin für Product Lifecycle Management

11. Jahrgang 1-2009

Praxis

Digitale FabrikPraxisberichte belegen den Nutzen digitaler Planung, Simulation und Optimierung

Siemens PLM

PLM-InitativenWeb-basierte PLM-Initiativen von Siemens informieren detailliert und aus unter-schiedlichen Perspektiven über erfolgreiche PLM-Strategien und -Praktiken

Aktuell

Velocity SeriesNeue Versionen von CAM Express und Teamcenter Express erhöhen Produktivität der PLM-Mittelstandslösung

Die Digitale Fabrikist Realität!PLM integriert Produktentwicklung, Fertigungsplanung und Produktion

interface | 1-2009 3

Inh

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Lösungen

Bihler: Produktivitätsfortschritte durch Methoden- und Know-how-Transfer 18

Mit einer auf NX basierenden Softwarelösung stellt die Otto Bihler Maschinenfabrik ihren Kunden erfolgreiche Methoden und Prozesse für die Blechfertigung zur Verfügung.

A.L.Brydon: Analyse und Optimierung komplexer Produktstrukturen 20

Der Berechnungs- und Simulationsspezialist ermöglicht mit Lösungen auf Basis von Femap und NX Nastran eine effi ziente Struktur-optimierung komplexer Komponenten in der Luft- und Raumfahrt und in der optischen Industrie.

Perspectix / TESIS PLMware: Engere Integration mit Teamcenter erweitert Produktkonfi gurator P´X5 22

Neue Entwicklung unterstützt die Teamcenter Unifi ed Architecture und harmonisiert das Miteinander von Konstruktion und technischer Vertriebsunterstützung: Doppelarbeiten und Fehlinformationen lassen sich mit der neuen Schnittstelle noch wirksamer ausschalten.

Lehre & Forschung

Lehre & Forschung 24

Studierende entwickeln virtuelles Modell einer Werkzeugmaschine

Siemens PLM

Siemens PLM Software: Neue PLM-Initiative 26

Impressum / Termine

Impressum 27

Veranstaltungen 28

10Die ‘Digitale Fabrik‘, vor Jahren als CIM bezeichnet und oft als Vision abgehakt, ist heute Realität. Immer mehr Unternehmen setzen auf IT-Lösungen, um ihre Fertigungsprozesse digital zu planen, zu simulieren und zu optimieren. Die Integration dieser Lösungen in ein PLM-Konzept ermöglicht schnellere Produktentwicklungs- und Fertigungs-prozesse, sicherere Planungsprozesse, die optimale Nutzung vorhandener Ressourcen und sie schafft die Flexibilität, um Fertigungsanlagen an verteilten Standorten für die Produktion einzusetzen. Auf den Seiten 10 bis 17 fi nden Sie Praxisberichte zur ‘Digitalen Fabrik‘ aus unterschiedlichen Branchen.

Aktuell

Nissan GT-R wird Motor Trend Car of the Year 4

Teamcenter Express und CAM Expressin neuen Versionen verfügbar 4

Personelles 5

Praxis

Loewe: Prozessintegration mit Teamcenter 6

Die Loewe AG aus dem fränkischen Kronach, ein führender Hersteller von Premium-Unter-haltungselektronik, setzt auf Teamcenter, um Innovationen voranzutreiben und Prozesse zu integrieren.

Index: Die virtuelle Werkzeugmaschine 10

Der Werkzeugmaschinenanbieter Index-Werke aus Esslingen nutzt Hard- und Software von Siemens und Siemens PLM-Software, um seine Maschinen zu entwickeln, zu steuern und die Fertigung komplexer Werkstücke auf Basis einer ‘Virtuellen Maschine‘ zu simulieren und zu optimieren.

Symax: Tecnomatix optimiert Robotereinsatz 14

Die Symax Systemtechnik Sondermaschinen GmbH in Neutraubling entwickelt und fertigt für ihre weltweiten Kunden unter anderem Maschinen und Anlagen zur Automatisierung von Fertigungs- und Montageabläufen. Simulations-Lösungen aus dem Tecnomatix-Portfolio geben die nötige Sicherheit in der Planungsphase und überzeugen die Kunden.

Siemens: Prozessplanung mit Tecnomatix im Gerätewerk Amberg 16

Das traditionsreiche Gerätewerk Amberg übernimmt mit digitaler Fabrikplanung auf Basis des Tecnomatix-Portfolios, unter anderem für die erfolgreiche Produktreihe Sirius, innerhalb zahlreicher weltweiter Standorte eine Vorreiterrolle.

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+ ‘CAM Express with Synchronous Technology‘ verfügbar

Synchrone Modelliertechnik ermöglicht schnellere Datenaufbereitung

+ Teamcenter Express 4.1 wird ausgeliefert

Konfi gurations-Tool vereinfacht Anpassung

Diese neue Version von CAM Express, der CAM-Komponente des Velocity

Series-Portfolios, enthält die erstmals im April 2008 vorgestellte neue Technologie von Siemens PLM Software für eine histo-rienunabhängige und featurebasierte di-gitale Produktentwicklung.

Damit wird eine effektivere Konstruk-tion mit Blick auf die Anforderungen der NC-Programmierung ermöglicht. Durch

die Synchronous Technology lassen sich CAD-Daten aus verschiedenen Systemen mit dem neuen Release einfach editieren wie native Daten, für die NC-Programmie-rung nötige Änderungen können wesent-lich schneller umgesetzt werden. Andere neue Funktionen enthalten Werkzeuge für die Änderung von Draht- und Volumen-modellen, die Oberfl ächen-Extrahierung, das Zusammenfügen von Flächen, Projek-tionen und das Trimmen. +

+ Motor Trend 2009 Car of the Year

Nissan entwickelte das kürzlich preisgekrönte Modell GT-R mit Technologie von Siemens PLM Software

Kurzmeldungen

Zur Ermittlung des diesjährigen Gewin-ners führte die Redaktion von Motor

Trend (www.motortrend.com) umfassende Tests auf Straßen und Rennstrecken durch und bewertete neben der Fahrleistung und -sicherheit auch zusätzliche Funktionen und besondere Eigenschaften. Als Testsieger re-präsentiert der Nissan GT-R danach einen außergewöhnlichen Wert, Überlegenheit in seiner Klasse und einen bedeutenden Schritt in der Entwicklung neuer Fahrzeuge.

Als führender Anbieter von PLM-Software und Services für die Automobil- und Trans-portindustrie ist Siemens PLM Software ein Partner für erfolgsentscheidende Geschäfts-prozesse der Nissan Motor Co., Ltd., der durch seine PLM-Lösungen Initiativen zur Verbesserung dieser Prozesse unterstützt. Nissan setzte die Software-Lösungen NX I-deas und Teamcenter für die Entwicklung und das Produktdatenmanagement des Mo-dells GT-R ein und nutzt die Software-Lö-sungen auf globaler Ebene für die digitale Entwicklung und das digitale Prototyping neuer Fahrzeuge. Teamcenter fungiert da-bei als Basis für die globale Zusammenar-beit. Bei mehr als 80 Prozent der in den vergangenen zehn Jahren von Motor Trend ausgezeichneten Fahrzeuge wurden die Lösungen von Siemens PLM Software für Kon struktion, Analyse, Produktdatenma-nagement und digitale Fertigungsplanung eingesetzt. +

Ab sofort ist die neue Version 4.1 der Teamcenter Express-Software verfüg-

bar. Team center Express ist die Kompo-nente für kollaboratives Produkt daten-mana ge ment, kurz cPDM, in der Velocity Series. In die Version 4.1 sind verschiede ne, auch von Kunden vor geschlagene Er wei-ter un gen eingefl ossen, darunter ein neu es Werk zeug, das den Konfi gurations pro zess in der cPDM-Umgebung weiter verein-facht. BMIDE Express (Business Mo deler Integrated Development Environment) ver bessert die Verwaltung von Attributen, Bauteilen, Datensätzen, Formularen, Sta-tus angaben, Wertelisten und anderen Bau-steinen der cPDM-Umgebung.

Siemens PLM Software liefert das Tool mit einem ‘Express Project‘ aus: Diese Funk- tion defi niert genau die vorkonfi gurierte cPDM-Umgebung und erfasst alle Än de-run gen, die in dieser Umgebung für die An pas sung an Kundenerfordernisse vor-genommen werden. +

+ www.siemens.com/plm

+ www.siemens.com/plm

Bildquelle: Nissan


+ Personelles

Paul Vogel verantwortlich für weltweiten Vertrieb und Service bei Siemens PLM Software

Siemens PLM Software hat die Ernen-nung von Paul Vogel zum Executive

Vice President für Global Sales und Ser-vices bekanntgegeben.

Zuvor war Paul Vogel als Senior Vice President für Sales und Services in Europa, dem Mittleren Osten und Afrika (EMEA) zuständig. In seiner neuen Rolle trägt Paul Vogel weltweit die Verantwortung für Vertrieb, Vertriebsunterstützung und Serviceleistun gen. Er berichtet direkt an Dr. Helmuth Ludwig, President von Sie-mens PLM Soft ware.

Neue Personalien gibt es auch aus dem Marketing zu melden. Jürgen Hasselbeck, bis her verantwortlich für das Marketing von Siemens PLM Software in Deutschland, wurde zum Vice President Marketing für Deutschland, Österreich und die Schweiz ernannt. Marcus Lessnig wird als Manager Marketing Communications Nachfolger von Niels Göttsch, der in den Ruhestand geht. +

Auch in EMEA gibt es Änderungen: Guy Langley übernimmt die bisherige Position von Paul Vogel als Senior Vice President und Ma-naging Director für EMEA. Gleichzeitig wird Deutschland, der weltweit zweitgrößte Markt von Siemens PLM Software, ein eigenständiger Bereich neben EMEA und von Martien Merks als Senior Vice President und Managing Di-rector geleitet. Langley und Merks sind für die Strategie und das kontinuierliche Wachs-tum in EMEA verantwortlich und berichten an Paul Vogel.

Von links nach rechts: Paul Vogel, Martien Merks, Jürgen Hasselbeck und Marcus Lessnig


Prax

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Umfassend integriert Loewe setzt erfolgreich auf neue Trends

Anspruchsvolle Premiumkunden,

ein von Innovationen im

Eiltempo geprägter Wettbewerb

und die zunehmende Nachfrage

nach individualisierten Produkten

– kein leichtes Umfeld, in dem

sich Loewe, bekannter Hersteller

von gehobener Unterhaltungs-

elektronik, befi ndet. Dennoch

erlebt das Unternehmen derzeit

einen steten Aufschwung.

Der Erfolg kommt nicht von un-

gefähr. „Der Schlüssel liegt in der

Integration“, so Reinhold Rauh,

Konstruktionsleiter bei Loewe.

„Das bedeutet Integration der

Produkte, aber auch der Produkt-

entstehung.“

Loewe ist der führende Hersteller im Premiummarkt der Unterhaltungs-elektronik. Das Unternehmen aus

dem fränkischen Kronach entwickelt, pro-duziert und vertreibt individuelle Home-Entertainment-Systeme, Fernseher, DVD-Recorder und Hi-Fi-Anlagen. Im stark wachsenden Segment für TV-Geräte mit einem Volumen von 22 Milliarden Euro allein in Europa, einem Plus von 11 Pro-zent in 2007 gegenüber dem Vorjahr, pro-fi tiert Loewe besonders; Fernsehgeräte tragen zu 85 Prozent am Gesamtumsatzvo-lumen bei und der Trend zu hochpreisigen, großformatigen und gut ausgestatteten Flachbildschirmgeräten hält weiter an. Be-sonders gefragt sind integrierte Multi-Me-dia-Lösungen, die verschiedene Formen der digi talen Unterhaltung verbinden.

Nachfrage nach integrierten TV- und Audiolösungen steigt

Ähnlich wie bei Handys, die heute Telefon, Kamera und Navigationsgerät vereinen, werden Fernseher so weiterentwickelt, dass sie sich mit anderen Elektronikprodukten wie Camcorder, DVD, Fotos und Spielen ver-

netzen lassen. Ein Beispiel ist die Produkt-linie Loewe Connect, auf der etwa Digital-fotos direkt vom PC am Fernsehbildschirm angeschaut werden können oder per Funk-netzwerk auf Filme und Musik vom Com-puter zugegriffen werden kann. Im Audio-bereich verbindet das Individual Media-center unterschiedliche Musikquellen (CD, DVD, FM-Stereo, iPod/iPhone oder Internet) auf eine Plattform, welche die Musikvertei-lung im ganzen Haus zentral steuern kann.

Doppelte Herausforderung: Null-Fehler-Produktion und individualisierte Produkte

„Unsere Kunden erwarten höchste Quali-tät“, so Reinhold Rauh. „Deshalb können wir uns in unserem Segment keine Fehler erlauben.“ Doch damit nicht genug: Der Markt verlangt gleichzeitig nach immer schnelleren Innovationen. Eine Lösung zur Steuerung der Innovationsprozesse bietet das Produktlebenszyklusmanage-ment (PLM). Es sorgt dafür, dass aktuelle Informationen unternehmensweit den richtigen Personen zur Verfügung stehen. Durch transparente Daten und Prozesse

Loewe setzt erfolgreich auf neue Trends: Derzeit besonders gefragt sind integrierte Multi-Media-Lösungen.


werden Unternehmen darin unterstützt, schnell marktgerechte Produkte zu entwi-ckeln und die Wiederverwertung von vor-handenen Informationen zu fördern. Das spart Zeit und vor allem: Fehler werden vermieden – trotz zunehmender Komple-xität. Denn die individuellen Home-Enter-tainment-Systeme stellen eine weitere He-rausforderung für die Entwickler dar. Über Farbe, Form und Material des Gehäuses und seine Aufhängung oder Aufstellung kann jeder Kunde aus einem ganzen Kata-log von Varianten selbst entscheiden. Die Geräte müssen daher als fl exible Bausteine konzipiert werden – jedoch so, dass hinter-her alles ohne großen Aufwand wieder per-fekt zueinander passt. Harald Hofmann, CAD-System-Manager bei Loewe: „Wenn man ein Bauteil ändert, hat das womöglich Auswirkungen auf die gesamte Produktpa- Fertigung der Geräte in Kronach.


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lette, nicht nur auf ein einzelnes Produkt. Wenn man nicht weiß, dass ein Kollege ge-rade etwas am Modell geändert hat, steigt die Wahrscheinlichkeit der Fehlererzeu-gung erheblich.“

Komplexität beherrschbar machen

Aktuell hat Loewe deshalb nicht nur in neue Produkte, sondern auch in die Ver-besserung der Produktentstehung inve-stiert. Um die Komplexität in den Griff zu bekommen, verwendet das qualitätsbe-wusste Unternehmen seit einigen Monaten Teamcenter als System zur Verwaltung der entwicklungstechnischen Daten. Zusätzlich zum ‘Vorgänger‘ I-deas TDM (Team Data Management) hat Teamcenter umfassende Funktionen für die fl exible und zuverläs-sige Datenverwaltung, zum Beispiel in den Bereichen Dokumentenmanagement, Work-fl owmanagement, Änderungswesen, E-Mail-Integration, Klassifi zierung oder Visuali-sierung. CAD-System-Manager Hofmann und seine Kollegen arbeiten damit auf der gemeinsamen Basis eines digitalen Stamm-modells zusammen, das ihnen stets die aktuellsten Daten zur Verfügung stellt. So können sie gleichzeitig an verschiedenen Produktentwicklungsaufgaben arbeiten, Ideen austauschen oder parallel Baugrup-pen, Zeichnungen, Simulationen und NC-Bearbeitungen aus dem Stammmodell he-

raus erzeugen. Die zeitgleiche Zusammen-arbeit der verschiedenen Einzelbereiche in der Entwicklung bringt Loewe eine deutliche Zeitersparnis gegenüber einer vergleichbaren sequentiellen Vorgehens-weise. Indem die Ingenieure mit Hilfe von detaillierten und aussagekräftigen Infor-

mationen bereits in einem sehr frühen Sta-dium ihre Designentwürfe, deren spätere Form, ihr Verhalten oder auch die Kosten des Produktes beurteilen können, verläuft die Entwicklung neuer Fernseh- oder Au-diogeräte zielgerichteter. Die Zahl kost-spieliger Prototypen verringert sich.

Stellen oder hängen? Auch über die Zusammenstellung der individuellen Home-Entertainment-Systeme können die Kunden frei entscheiden. Das bedeutet für die Entwickler noch mehr Komplexität.

Um die Komplexität der Entstehung seiner High-Tech-Geräte in den Griff zu bekommen, verwendet Loewe seit einigen Monaten Teamcenter als System zur Verwaltung der entwicklungstechnischen Daten. Damit hat das qualitätsbewusste Unternehmen die Weichen für ein hochwertiges und umfassendes Produktlebenszyklusmanagement gestellt.


KONTAKT:

+ www.loewe.de

Über TESIS PLMware

TESIS PLMware, mit Stammsitz in München, ist ein Beratungs- und Softwareunter-nehmen mit dem Ziel, integrierte PLM-Landschaften zu schaffen. Neben unabhän-giger Prozessberatung und dem Vertrieb von Softwareprodukten von Siemens PLM Software entwickelt TESIS PLMware selbst ein breites Spektrum standardisierter und kundenspezifi scher Zusatzsoftware, hauptsächlich zur Integration von ERP- mit CAD- und PLM-Systemen. Die Integrationslösung Teamcenter Gateway for SAP (T4S) wurde von SAP zertifi ziert und wird weltweit durch Siemens PLM Software vertrieben. Das inhabergeführte Unternehmen wurde 1988 gegründet und ist Teil der TESIS Firmen-gruppe.

+ www.tesis.de/plmware

Jürgen Seelig ist Geschäftsführer der TESIS PLMware. Das Beratungs- und Softwareunter-nehmen aus München begleitet Loewe seit mehr als zehn Jahren bei der schrittweisen Einführung der integrierten Datenverwaltung im CAD-Umfeld. Das von TESIS PLMware ent-wickelte Teamcenter Gateway for SAP sorgt dabei für eine nahtlose Datenintegration zwischen Teamcenter und SAP.

„Unsere Kunden erwarten höchste Qualität“, sagt Loewe-Konstruktionsleiter Reinhold Rauh. Um diese in der Entwicklung sicherzustellen, haben er und sein Team sich für Teamcenter und das Teamcenter Gateway for SAP entschieden.

Harald Hofmann, CAD-System-Manager bei Loewe, weiß, dass Transparenz und Aktualität der Daten bei der Entwicklung der individuellen Home-Entertainment-Systeme entscheidend sind: „Wenn man nicht weiß, dass ein Kollege soeben etwas am Modell geändert hat, steigt die Wahrscheinlichkeit der Fehlererzeugung erheblich.“

Integration auch in der Produktentstehung

Bald wurde jedoch deutlich, dass selbst das PLM-System als Insellösung für eine wirklich durchgängige Konstruktionsda-tenverwaltung nicht genügen würde: Eine systemübergreifende Integration zu SAP musste sichergestellt werden. „Für die Kon-struktionsdatenverwaltung gilt im Prinzip dasselbe wie für die neueste Generation der Home-Entertainment-Systeme. Der Trend geht ganz klar zu integrierten Lösungen“, erläutert Jürgen Seelig, Geschäftsführer der TESIS PLMware aus München. Das Unter-nehmen begleitet Loewe seit mehr als zehn Jahren bei der schrittweisen Einführung der integrierten Datenverwaltung im CAD-Umfeld. Umfassende und exakte Schnitt-stellen zwischen PLM- und ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning) für Ferti-gungsunternehmen sind inzwischen zu einer wesentlichen Voraussetzung für die erfolgreiche Bewältigung des komplexen Spannungsgefüges von Qualität, Varian-tenvielfalt und verkürzter Zeit zur Markt-reife (Time-to-Market) geworden.

Seit der Einführung von Teamcenter bei Loewe ist deshalb auch das Teamcenter Gateway for SAP im Einsatz. Die von TESIS PLMware entwickelte Integrationslösung verbindet das PLM-System Teamcenter mit dem ERP-System SAP Business Suite und ermöglicht eine Kopplung sowohl auf Daten- als auch auf Prozessebene. So wird sicher-gestellt, dass Daten beider Systeme mitei-nander synchronisiert werden und Ar- beitsabläufe nahtlos systemübergreifend realisiert werden können. Relevante Infor-mationen stehen damit unternehmensweit aktualisiert und fehlerfrei zur Verfügung. Bei Loewe sorgt es für die reibungslose Do-kumentenübergabe aus Teamcenter nach SAP. Das Gateway erzeugt 2D- und 3D-Pro-duktdarstellungen als Neutralformat und überträgt diese und andere Dokumente dann an das ERP-System. Umgekehrt über-nimmt es SAP-Materialnummern, Status und weitere Informationen in den Zeich-nungsschriftkopf nach Teamcenter. Auf diese Weise gewährleistet es konsistente Daten bei der Änderung von Zeichnungen und anderen Dokumenten und stellt sicher, dass Fehler vermieden werden. Die Qualität stimmt dadurch auch bei der hohen Zahl an Varianten.

Fazit

Mit dem Ergebnis zeigen sich Reinhold Rauh und Harald Hofmann, die an der Mi-grationsentscheidung maßgeblich betei-ligt waren, sichtlich zufrieden. „Mit der Um-stellung von I-deas TDM auf Teamcenter und das Teamcenter Gateway for SAP haben wir uns bewusst für eine High-End-Lösung entschieden. Mit dem Schritt haben wir die Weichen für ein hochwertiges und umfas-sendes Produktlebenszyklusmanagement gestellt, das über eine reine Konstruktions-datenverwaltung hinausgeht“, sagt Rauh. Der Konstruktionsleiter und sein Team haben guten Grund, stolz zu sein: Nicht nur bei Home-Entertainment-Systemen, auch in der Konstruktion hat Loewe Systemgren-zen überwunden. +

Integration ist Trend: Auf diesem Bildschirm können Digitalfotos direkt vom PC angeschaut oder per Funknetzwerk auf Filme und Musik vom Computer zugegriffen werden.

BILDQUELLEN:

+ Loewe


Prax

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Das Wort Komplexität wird in den letz-ten Jahren oft für eine der maßgeb-lichen Herausforderungen an die

Fertigungsindustrie verwendet. So tut es richtig gut, wenn es etwas konkreter wird: Was genau wird komplexer? Welche Antwor-ten gibt es darauf? Kann die Komplexität an bestimmten Stellen reduziert und vielleicht sogar beherrschbar gemacht werden?

Die virtuelle Maschine der Index-Werke aus Esslingen am Neckar eignet sich her-vorragend zur Veranschaulichung dieser Fragen; denn sie steht exakt an der Schnitt-stelle zwischen den immer komplexer wer-denden Produkten und den ebenfalls immer komplexer werdenden Methoden und Werk-zeugen zu ihrer Herstellung. Und gleich-zeitig steht sie an der Schnittstelle zwischen den Prozessen der Produktentwicklung und der Produktion.

Mit weltweit 2335 Beschäftigten erzielte die Index-Gruppe in 2007 einen konsoli-dierten Umsatz von beinahe einer halben Milliarde Euro. Die Produktpalette umfasst Produktionsdrehautomaten, Dreh-Fräszen-tren, Dreh-Schleifzentren, Vertikaldreh-maschinen und CNC-Mehrspindeldrehau-

tomaten. Seit 1997 gehört auch die Traub Drehmaschinen GmbH & Co. KG, aus Rei-chenbach an der Fils, zur Index-Gruppe und ergänzt das Produktspektrum mit Univer-saldrehzentren sowie Kurz- und Langdreh-automaten. Index-Traub ist nach eigenen Angaben der einzige Drehmaschinenher-steller, der die ganze Bandbreite des Dre-hens abdeckt. Seit einiger Zeit – erstmals vorgestellt auf der EMO 2005 – gehört dazu auch die virtuelle Maschine, mit der Teile auf dem Bildschirm des Computers ’gefer-tigt’ werden.

Was aus der Beschreibung der Produkt-palette nicht ohne weiteres deutlich wird: Der Begriff Drehmaschine ist für das heu-tige Angebot eigentlich eine starke Unter-treibung. Mit diesen Maschinen kann je nach Ausführung gebohrt, gedreht, drei- und fünfachsig gefräst und geschliffen werden. Rotationssymmetrische Teile kön-nen ebenso das Ergebnis sein wie kubische. In einer einzigen Aufspannung lässt sich eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten erledigen, und das auch noch gleichzeitig und parallel. Mehrere Werkzeuge bearbei-ten sehr schnell, mit äußerst kurzen Wech-

selzeiten und teilweise parallel das Werk-stück, so dass es schon schwerfällt, mit den Augen zu verfolgen, was gerade geschieht.

Zu komplex für automatisch erzeugte NC-Programme

Natürlich müssen diese Maschinen über NC-Programme angesteuert werden, die heute auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Werden computerunterstützte Lö-sungen eingesetzt, legt der NC-Program-mierer am System auf Basis aus einem CAD-System übernommener oder selbst er-stellter Geometriedaten die Bearbeitungs-folge fest. Anschließend werden diese mit Hilfe eines Post-Prozessors in das für die jeweilige CNC-Maschine erforderliche For-mat konvertiert. Ebenfalls praktiziert wird die direkte Eingabe der Bearbeitungsfolge an der CNC-Maschine. Welche dieser unter-schiedlichen NC-Programmiermethoden die effi zientere ist, hängt hauptsächlich von der Komplexität der zu bearbeitenden Teile und der Werkzeugmaschinen ab. Eber-hard Beck, Leiter Steuerungstechnik der Index-Werke, schätzt, dass etwa 95 Pro-

Virtuelle Maschine Bearbeitungssimulation, Optimierung und Test von NC-Programmen

Index hat eine Maschine

entwickelt, die es nur

auf dem Bildschirm gibt. Ein-

schließlich der Programmierung,

der Steuerung und der Werk-

zeugverwaltung. Sie erlaubt

die Bearbeitungssimulation,

den gefahrlosen Test der Werk-

zeugeinrichtung und darüber

hinaus die Optimierung von

NC-Programmen. Neuerdings

hilft sie auch bei der Entscheidung

über Konstruktionsvarianten

für reale Maschinen. Dabei stützt

sich Index überwiegend auf Soft-

ware aus dem Hause Siemens:

Für die realen Drehmaschinen,

wie auch für die Entwicklung

von deren virtuellen Maschinen.


zent aller NC-Programme für komplexe Werkzeugmaschinen immer noch manuell erstellt oder zumindest nachbearbeitet werden: „Entweder geht es um hohe Stück-zahlen, dann muss beispielsweise auf mög-lichst niedrige Stückzeiten optimiert wer-den. Oder es geht um kleine Serien, bei denen die Optimierung des Einrichtepro-zesses im Vordergrund steht. Beide Opti-mierungsmöglichkeiten gleichzeitig zu verfolgen – und das auch noch automatisch – das ist eine Vorstellung, von der sich auch Siemens immer mehr löst.“

Selbst wenn NC-Programme aus CAM-Systemen zur Verfügung stehen, müssen sie in beachtlichem Umfang nachgebessert werden. Das System kann ja nicht wissen, welches Werkzeug auf der anderen Seite des Revolvers mit welchem Teil des Gehäu-ses kollidieren kann, oder mit welchem Werkzeug eines anderen Werkzeugträgers. CAM-Programme kennen nur die Geome-trie des Fertigteils und der im Eingriff be-fi ndlichen Teile des Werkzeugs. „Die Rüst-zeit an solchen Maschinen steigt sogar ex-ponentiell an“, sagt Stefan Großmann, der Leiter des Projektes virtuelle Maschine.

„Weil die Teile immer komplizierter werden und dementsprechend vielseitiger die Be-arbeitungsmöglichkeiten, weil Programm-fehler folglich auch immer größere Kosten verursachen, sind immer mehr Vorgänge nur im Zusammenspiel mit der Maschine tatsächlich zu überprüfen und zu testen.“

Bei Index hat man als Antwort auf diese Herausforderung eine Richtung einge-schlagen, die inzwischen einen allgemeinen Trend im Maschinenbau darstellt: Simula-tion am Bildschirm im Vorfeld der eigent-lichen Einrichtung der Maschine. Das Pro-blem ist nur: Wenn für die Bedienung von Simulationssoftware wieder neue Spezia-listen oder zumindest umfangreiche Spe-zialschulungen erforderlich sind, ist wenig gespart. Wenn die Simulation wie bei klas-sischen CAM-Systemen die reale Bearbei-tung nur in etwa zeigt, aber nicht exakt den Schneideneingriff, die Taktzeiten und die Fertigungsschritte widerspiegelt, ist wenig geholfen. Wenn schließlich eine vir-tuelle Maschine genauso teuer ist wie die reale Maschine, dann wird sie keine Brei-tenwirkung entfalten. Das waren die Be-dingungen, unter denen die Entwicklung einer virtuellen Maschine in Angriff ge-nommen wurde.

Getreues Abbild der Hardware

Was ist die virtuelle Maschine? Zunächst ist sie ein getreues Abbild der echten. Zu jeder von Index angebotenen Maschine kann der Kunde die entsprechende virtuelle Ma-schine mitbestellen. Sie hat auf dem Bild-schirm dieselben Abmessungen, dieselben Eigenschaften, dieselben Taktzeiten und dieselben Bearbeitungsmöglichkeiten wie die Maschine in der Halle. Der Vorschub entspricht dem echten, ebenso der Werk-zeugeingriff, die Drehung der Spindel und des Werkzeugträgers – alles ist wie in der Wirklichkeit.

Dies gilt, auch wenn es nicht ganz ge-nauso aussieht, weil eben mancher Vor-gang schneller virtuell zu erledigen ist und manch anderer eher verzögert. Denn zu-grunde liegen allen Simulationsschritten die Taktzeit und die Daten der echten Ma-schine. Jeder Schritt also, der beispiels-weise an der virtuellen Maschine über-prüft oder geändert wird, spiegelt genau den tatsächlichen Ablauf wieder. Bei der

Lieferung verfügt die virtuelle Maschine über das komplette 3D-Modell aus der Konstruktion, einschließlich aller Werk-zeugträger, Spindeln und Standardwerk-zeuge.

Die Werkzeuge zum Drehen, Fräsen und Schleifen haben für die Simulation beson-dere Bedeutung. Nur wenn das vollstän-dige Werkzeug einschließlich der exakten Schneidengeometrie, der Halter und Ein-sätze dargestellt werden kann, ist die Simu-lation aussagekräftig. Deshalb bietet die virtuelle Maschine einen Werkzeugassi-stenten, der die Nachbildung der echten Werkzeuge am Bildschirm erlaubt. Der Werkzeugassistent hat das Hauptziel: die Geometrieerzeugung über Parameterein-gaben so einfach zu gestalten, dass sie für den Bediener der echten Maschine mit mi-nimalem Schulungsaufwand zu handhaben ist.

Oft reichen Standardwerkzeuge allerdings nicht aus. Die Komplexität der Fertigteile erfordert entsprechende Sonderwerkzeuge wie Formstecher oder Formbohrer. Um auch solche Werkzeuge erzeugen zu können, bietet Index optional die Ergänzung OPUS. Der Name ist die Abkürzung für Offenes Produktions-Unterstützungs-System, und dahinter steht die gleichnamige Firma in Kirchheim/Teck, die seit 20 Jahren Lösun-gen für CAM, MDE und CNC entwickelt. Dazu gehört eine Datenbank für 3D-Werk-zeuggeometrien, die den einfachen Im-port von Teilegeometrien einschließt. Diese Funktionalität hat Index an die virtuelle Maschine adaptiert. Mit dieser Ergänzung lassen sich auch alle Sonderwerkzeuge zu-sammenbauen und gleichzeitig verwalten.


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Getreues Abbild der Bedienfeld-Software

Für die Umsetzung der NC-Programme in Befehle für die Bewegungsabläufe der Ma-schine wird eine Komponente benutzt, die Siemens im Rahmen des Forschungspro-jektes iViP (integrierte Virtuelle Produkt-entwicklung) entwickelt und im Jahr 2004 fertiggestellt hat. Dabei handelt es sich um eine virtuelle Kopie des CNC-Kerns der Si-numerik 840D, mit Namen VNCK (Virtual NC Kernel).

Für die 3D-Darstellung der Bearbeitung auf dem Bildschirm dient das Modul Tec-nomatix RealNC. Es vervollständigt die Geo-metrie von Maschine, Werkzeugen und Pe-ripherie mit ihren Bewegungseigenschaften zu einem kinematischen Modell und simu-liert auch den Materialabtrag. So erlaubt die kombinierte Anwendung von RealNC und VNCK eine realitätsgetreue Abbildung sämtlicher Bearbeitungsschritte.

Keine NC-Maschine ohne Programmie-rung. Das gilt auch für die virtuelle Ma-schine. Deren Möglichkeiten gehen jedoch noch deutlich über die reine Programmie-rung hinaus.

Standardmäßig lässt sich die virtuelle Maschine über die gleiche Bedienfeldsoft-ware wie die reale Maschine programmie-ren. Das Einlesen fertiger NC-Programme aus CAM-Systemen ist ebenso möglich wie das Ändern vorhandener und das Erstel-len neuer NC-Programme. Wer die Bedie-nung an der echten Maschine kennt, der beherrscht ohne weiteres auch die Pro-grammierung der virtuellen.

Darüber hinaus bietet Index aber zu-sätzlich ein Modul zur Programmierunter-stützung namens VirtualPro an, das er-heblich mehr ist. Es kann, muss aber nicht optionale Erweiterung der virtuellen Ma-schine sein. Auch in der Steuereinheit der echten Maschine erfüllt es seine Aufgaben. In diesem Fall nur eben nicht verbunden mit den Vorteilen der Simulation.

Nutzt man VirtualPro als Erweiterung der virtuellen Maschine, kann das Modul mit einem werkstattfähigen Bildschirm di-rekt neben der Maschinensteuerung inte-

griert oder auf dem PC zusammen mit der virtuellen Maschine installiert werden. Dann gestattet es die Optimierung vorge-fertigter NC-Programme unter Verwen-dung aller Zusatzfunktionalitäten für die Mehrachsen- und Mehrkanalbearbeitung, die dann auf der virtuellen Maschine gete-stet werden können.

Die Möglichkeiten des Einsatzes bieten eine ganze Palette von Vorteilen, die na-türlich von jedem Kunden anders gewich-tet, von jedem Maschinenbediener oder Einrichter in anderen Details umgesetzt werden. So wie die Maschinen ja in der Re-alität auch eine ungeheure Vielfalt von Be-arbeitungsmöglichkeiten eröffnen.

Der vorherige Testlauf auf der virtuellen Maschine gestattet die Aufdeckung mög-licher Kollisionen mit der Folge hoher Ko-sten durch die Beschädigung von Maschi-nenteilen und Vorrichtungen. Die Opti-mierung bereits erprobter NC-Programme verkürzt die Einfahrzeiten. Durch die Ent-

Die Software-Entwicklungsgeschichte der virtuellen Maschine:

Für ihre Beschreibung kommt man um einen kleinen Ausfl ug in die Geschichte der Entwicklung von Standardsoftware für die Fertigungsindustrie nicht herum. Die vir-tuelle Maschine vereinigt nämlich einige Elemente, die nicht nur bisher unabhängig voneinander zum Einsatz kamen, sondern bis vor kurzem auch bei ganz unterschied-lichen Anbietern im Portfolio standen:

+ NC-Steuerung: Seit den 80er Jahren setzt Index zur Ansteuerungen der Werkzeug- maschinen auf Siemens, aktuell auf die Baureihe Sinumerik 840D. Die virtuelle Maschine funktioniert mit deren Softwarekopie VNCK (Virtual Numerical Control Kernel).+ CAD: Zur Modellierung der Maschinen benutzte Index bis Ende 2000 das System Bravo von Applicon, das 1999 von Unigraphics Solutions übernommen wurde. Heute ist NX im Einsatz, das Nachfolgesystem von Unigraphics.+ Fertigungssimulation: Ende 2004 entschied sich Index für die Installation der Tec- nomatix RealNC Software. Das Unternehmen Tecnomatix wurde ein halbes Jahr später von UGS – der neue Name von Unigraphics Solutions – gekauft.+ CAM: Seit Dezember 2006 wird NX CAM – damals Produkt von UGS – verwendet.+ PDM: Das Produktdatenmanagement wird seit einigen Jahren mit Teamcenter organisiert.

Seit Mai 2007, nämlich seit der Übernahme von UGS durch Siemens, kommen alle genannten Produkte nun aus einem Haus. Eberhard Beck nennt es „eine Chance für den europäischen Maschinenbau, dass hier ein deutsches Unternehmen im rich-tigen Moment genau die richtige Firma gekauft hat.“ Auf jeden Fall ist der Kauf von UGS durch Siemens für Index im Nachhinein eine Bestätigung der IT-Investitionen, die im Zusammenhang mit der eigenen Maschinenentwicklung eine wichtige Rolle gespielt haben. Umgekehrt ist ein Kunde wie Index, mit seinem Know-how und den Erfahrungen aus der Praxis, für Siemens ein enorm wichtiger Partner bei der Inte-gration von Automation und Steuerungssoftware mit den Produkten des neuen Be-reichs Siemens PLM Software.

Wichtigste Besonderheiten liegen beispielsweise in einem DXF-Reader, über den sich 2D-CAD-Daten einle-sen, bereinigen und für die NC-Pro-grammierung aufbereiten lassen:

+ in einem Konturgenerator, der die Erzeugung von Werkstück- geometrien aus einfachen Ele- menten erlaubt+ in der Möglichkeit, wiederver- wendbare Programmvorlagen zu erzeugen, zu verändern und zu verwalten+ und vor allem in dem Mehrkanal- Schritteditor, mit dem der An- wender alle Bearbeitungskanäle der jeweils verfügbaren Werk- zeuge gleichzeitig darstellen und bearbeiten kann.


deckung von Programmfehlern im virtu-ellen Test können die Rüstzeiten – je nach Werkstück – erheblich reduziert werden. Die Liste lässt sich fortsetzen. Jeder An-wender wird sie mit unzähligen Beispielen ergänzen können.

Virtuell überzeugen, real profi tieren

Inzwischen gibt es eine Reihe von Kunden, die nach den ersten Erfahrungen mit der virtuellen Maschine weitere Lizenzen nach-bestellt haben. Der mit der virtuellen Ma-schine erzielbare Nutzen überwiegt die In-vestitionskosten bei weitem.

Die Kombination der verschiedenen Soft-waretools, die im Hause Index sowohl bei der Entwicklung der realen als auch der virtuellen Maschinen zum Einsatz kom-men, hat inzwischen zu einem weiteren Synergieeffekt geführt: Seit kurzem wer-

den neue Maschinen mit der eigenen Soft-ware als virtuelle Maschine getestet, bevor sie tatsächlich gefertigt werden. So lassen sich hier bereits im Vorfeld Schwachstellen entdecken, Varianten durchspielen und Optimierungen erreichen, die bislang un-denkbar waren.

Für Index ist damit aber erst der Anfang einer neuen Erfolgsgeschichte geschrie-ben. Eberhard Beck: „Wenn wir in der Lage sind, CAD-Daten zu verarbeiten und in NC-Programme zu verwandeln, die auf un-seren Maschinen optimal laufen, dann werden wir künftig für unsere Kunden

nicht nur zum Anbieter von Maschinen. Wir können ihnen bald eine Lösung für die ganze Prozesskette bieten, von CAD über CAM bis hin zur NC-Bearbeitung.“ +

AUTOR:

+ Ulrich Sendler

KONTAKT:

+ www.index-werke.de


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Diese täglichen Anforderungen kennt auch die Symax Systemtechnik Son-dermaschinenbau GmbH in Neu-

traubling, die weltweit als selbständiges Unternehmen agiert. Mehr als 100 Mitar-beiter entwickeln und fertigen Maschinen und Anlagen zur Automatisierung von Fer-tigungs- und Montageabläufen, Prüfadap-ter und -automaten, Hydrauliksysteme und Fördertechnik. Von der konzeptionellen Planung über die Entwicklung bis zur Fer-tigung entstehen in den Werkstätten des mittelständischen Betriebs individuelle Komplettlösungen. Die Systeme und Anla-gen von Symax arbeiten in Europa, den USA, Japan, China und Mexiko. Gerade hat das Unternehmen ein neues Gebäude in Betrieb genommen, schon plant die Ge-schäftsleitung die Fläche zu vervielfachen. Bereits zweimal, 2004 und 2005, hat das bayerische Wirtschaftsministerium den Be-trieb für das klare Bekenntnis zu Innova-tion und Expansion mit einem Platz unter ‘Bayerns best 50‘ ausgezeichnet.

Komplexe Prozesse bereits im Vorfeld fest im Griff

Etwa 40 Prozent der Projekte realisiert Sy-max mit Robotern, die einzeln oder im Zu-sammenspiel automatisierte Abläufe über-nehmen. „Unsere Prozesse werden immer komplexer. Zu Beginn der Planungsphase stehen wir oft vor der grundlegenden Frage, ob die von uns entwickelte Roboterlösung unter den gegebenen Rahmenbedingun-gen realisierbar ist“, erläutert Robert Leh-ner, Geschäftsführer von Symax. „Deswegen waren wir auf der Suche nach einem ein-fachen Werkzeug, mit dem wir die Ferti-

gungskonzepte bereits im Vorfeld über den gesamten Lebenszyklus des neuen Pro-dukts virtuell überprüfen können.“

Fündig wurde man bei Siemens PLM Software, deren Software Tecnomatix Pro-cess Simulate es ermöglicht, Fertigungs-prozesse in einer dynamischen 3D-Umge-bung vorab zu simulieren. Seither ist die digitale Lösung auf einer mobilen Arbeits-station im täglichen Einsatz.

Process Simulate baut auf den Funktionen von Tecnomatix RobCAD auf. Die Benutzer-oberfl äche entspricht dem Windows-Stan-dard und bietet dem Anwender eine ge-wohnte Ansicht mit Icons, Registerkarten und der gängigen Navigation. Die Daten-übergabe an Offi ce-Programme funktio-niert problemlos.

Für die Simulation lassen sich verschie-dene Robotertypen mit vollständiger Kine-matik aus den angegliederten Datenbanken laden. Die 3D-Daten von Produkten und Ressourcen werden in die Anwendung über-nommen und daraus die Roboterbahnen und Montagepfade virtuell erstellt. Auf Basis von eingelesenen Hallenplänen kann geklärt werden, ob die bestehenden Platz-verhältnisse für die angedachte Lösung ausreichen. In einer realitätsnahen Simu-lation in Echtzeit prüfen die Konstrukteure nun, ob der Fertigungsprozess nach den gesetzten Bewegungsabläufen und Takt-zeiten sicher ablaufen kann. Eine statische und dynamische Erkennung testet, ob Kol-lisionen auftreten. Im Lauf der Projektstu-dien können die Mitarbeiter von Symax verschiedene Szenarien testen, beispiels-weise drei große Roboter durch vier kleinere ersetzen oder deren Anordnung variieren und als unabhängige Versionen abspei-chern.

Tecnomatix Process Simulate verein-facht es so bereits während der Planungs-phase, das tatsächliche Verhalten von Mon-tagevorgängen, manuellen Operationen und mechanischen Arbeitsabläufen von Werkzeugen, Geräten und Robotern zu überprüfen und Mehrroboter-Bereiche zu synchronisieren. Die Erkenntnisse aus den effi zienten, automatisierten Tests fl ießen direkt in die Optimierung der Anlage ein

Optimierte Roboter Mit realitätsnahen Simulationen beweist Symax als Hersteller von Fertigungsanlagen die Machbarkeit seiner Roboterlösungen im Vorfeld

Fertigungsbetriebe realisieren ihre Produktwechsel in kürzeren

Zeitspannen als noch vor Jahren: Neue Produkte werden heute

schneller auf den Markt gebracht als je zuvor und sind gleichzeitig

komplexer. Die Lieferanten der Fertigungssysteme stellt diese Ent-

wicklung vor große Herausforderungen: Innerhalb möglichst kurzer

Entwicklungs- und Lieferzeiten müssen die Fertigungsprozesse

bereits optimiert sein, bevor die Anlage in Betrieb geht.

Zugleich gilt es, die Vorgaben des Auftraggebers in Bezug

auf Platzverhältnisse, Kosten und Fertigungsqualität einzuhalten.

Im Rahmen einer Taktzeitanalyse, wie hier für die Bestückung eines Klimarondells, wird untersucht, wie lange der Roboter benötigt, um die vorgegebenen Positionen zu erreichen. Dazu wird ein kompletter Zyklus simuliert.


und führen weit vor der Inbetriebnahme komplexer Prozesse zu einem gesicherten Ablauf. Da potentielle Fertigungsprobleme frühzeitig erkannt und an die Produktent-wicklung übermittelt werden, reduzieren sich spätere Kosten für Änderungen und Nachbesserungen deutlich.

Dem Kunden Varianten vor Augen führen

Process Simulate hat sich auch als wichtiges Hilfsmittel in der Kommunikation mit dem potentiellen Auftraggeber erwiesen: Das Simulationsszenario kann als Film ausge-geben werden. Auf einer mobilen Arbeits-station präsentiert das Projektteam dem Kunden in der eigenen Halle den geplanten Fertigungsprozess. Der Film läuft dazu in Echtzeit ab, erlaubt es aber auch die Vor-gänge schrittweise zu untersuchen. Zoom-werkzeuge ermöglichen Einzelbetrachtun-gen von verschiedenen Standpunkten, von Weitwinkel- bis Detailansicht. Innerhalb weniger Minuten vermittelt die Simulation den Konzeptgedanken der Anlage ohne aus-führliche Erläuterungen oder technische Zeichnungen: „Sobald wir realitätsnah vor-führen, dass unser Lösungsansatz funkti-oniert, überzeugen wir unsere Kunden mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem Kauf“, bestätigt Christian Ruhland, Projektleiter bei Symax, die Aussagekraft der Simulati-onen.

Aufwind für innovative Ansätze

Ein weiteres Projekt, das mit Process Simu-late optimiert und visualisiert wird, stellt einen ganz neuartigen Ansatz dar: ein as-sistierendes Robotersystem, bei dem der Roboter nicht mehr in einer Schutzzelle, sondern in Kooperation mit dem Mitarbei-tern agiert. Während dazu in Deutschland gerade die gesetzlichen Regelungen defi -niert worden sind, kann Symax bereits einen Auftrag für eine derartige Anlage bei einem Automobilhersteller vorweisen und setzt den innovativen Ansatz erstmals um. Die entsprechende Simulation zeigt bereits jetzt den detaillierten Fertigungs-prozess: Ein Roboter holt ein Dachmodul automatisch vom Förderband ab und ver-frachtet es in den Arbeitsbereich des Wer-kers, der den letzten Fügeprozess vollzieht.

Die feinen Bewegungen zum Einbau kann er mit einem Joystick steuern. Um die Si-cherheit des Werkers zu gewährleisten, ist eine sichere Darstellung der Bewegungs-richtung und -geschwindigkeit nötig. Mit Process Simulate lässt sich gut darstellen, dass der Roboter in der Gefahrenzone lang-samer fährt als außerhalb. Zum anderen zeigt die Simulation der manuellen Arbeiten das Sichtfeld und die Körperhaltung des Mitarbeiters und erlaubt zusätzlich eine Analyse nach ergonomischen Gesichts-punkten.

Mit Process Simulate treibt Symax inno-vative Projekte voran und gewinnt Aufträge. Bisher setzten die Konstrukteure die Soft-ware bei neuen Projekten ein, demnächst werden die ersten Anwendungen realisiert. Symax steht im stetigen Austausch mit Sie-mens PLM Software und gibt Anregungen, wie die Anwendung weiterentwickelt wer-den kann. Im Rahmen einer Kooperation mit dem Fachbereich Produktions- und Automatisierungstechnik der Fakultät Ma-schinenbau der FH Regensburg laufen Di-plom- und Studienarbeiten an, bei denen Process Simulate für praxisnahe Versuche zum Einsatz kommt. „Eine innovative Lö-sung wie diese bringt zusätzlich Bewegung in unseren Betrieb“, bestätigt Lehner und bringt die Hauptvorteile auf den Punkt. „Process Simulate wird in unserer täglichen Arbeit unverzichtbar. Es gibt uns die nö-tige Sicherheit und Bestätigung in der Pla-nungsphase. Und gleichzeitig überzeugen die Simulationen unsere Kunden in Ge-sprächen, in denen es um millionenschwere Aufträge geht.“ +

Eine Analyse der Gelenkwinkel über die Zeit liefert Aufschluss über den Einsatz der einzelnen Roboterachsen.

Die einzelnen markierten Punkte muss der Roboter erreichen können. Reibungen und Kollisionen werden in der Simulation schnell erkannt.

KONTAKT:

+ www.symax-gmbh.de

AUTOR:

+ Dr. Thomas Tosse


Prax

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Die weltweit agierende Planungsab-teilung mit rund 60 Mitarbeitern bildet hierbei die Klammer zwischen

dem Produktentwicklungs- und dem Her-stellungsprozess. Hierbei stellen Neuent-wicklungsprojekte, von Kundenwünschen oder technischen Verbesserungen getrie-bene Weiterentwicklungen und die laufende Betreuung des breiten Produktspektrums permanent neue Herausforderungen. Bei der Schaltgerätereihe Sirius, einer der großen Produktfamilien, umfasst das Stan-

dardprogramm bereits 40.000 Artikel, die in verschiedensten zeitlichen Planungszy-klen in den Fabriken implementiert werden müssen. Dabei muss die gesamte Wert-schöpfungskette von der Vorfertigung, wie Kunststoffspritzerei oder Stanz/Biegepro-zesse, über die Baugruppenfertigung bis hin zur Endmontage betrachtet werden. Die Vielfalt der Produktionskonzepte reicht von einfachen manuellen Fertigungen für Niedriglohnländer bis zu hochkomplexen verknüpften Fertigungsanlagen.

Ausgangssituation der Prozessplanung

Obwohl als Ergebnis der Planungsprozesse immer die gleichen Daten und Kennzahlen zu liefern sind, wurden in der Vergangen-heit unterschiedlichste Formen der Dar-stellung und Auswertung entwickelt.

„Zusätzliche Arbeitsaufwände wegen der geringen Datendurchgängigkeit haben uns ebenso behindert wie die aufwändige Rück-verfolgbarkeit der einzelnen Ergebnisse“, berichtet Peter Engelhardt, Fertigungspla-ner im Gerätewerk Amberg.

Vision der Prozessplanung

„Gerade als Lead Factory waren wir gefor-dert, den Fertigungsplanern mit effi zienten Werkzeugen ein systematischeres Arbeiten zu ermöglichen.“ Engelhardt übernahm als Projektleiter die Verantwortung für die ‘Digitale Fabrik‘. Ziel war, den Aufwand für Konzepterstellung, Kalkulation und Kon-zeptvarianten deutlich zu verringern, um die steigende Arbeitsbelastung mit hö-

herer Effi zienz abzufangen. Die Qualität einzelner Projektreports, die eine wichtige Grundlage für Entscheidungen des Manage-ments darstellen, sollte verbessert werden und die Nachverfolgbarkeit von Ursachen und Auswirkungen der initiierten Produk-tionsänderungen erleichtert werden.

„Die Digitale Planung ist das logische und notwendige Pendant in der Planungs-welt zur digitalen Entwicklungswelt“, so Rudolf Gietl, Leiter der weltweiten Produk-tionen des Geschäftszweiges I IA CD CC.

Der Anfang 2008 gebildete Siemens Sector Industry beschäftigt in

den drei Geschäftsgebieten CD (Niederspannungs-Schalttechnik),

AS (Automatisierungssysteme) und SE (Systems Engineering)

am Standort Amberg rund 4.500 Mitarbeiter. Davon entwickeln

und produzieren rund 2.400 Beschäftigte im Gerätewerk Amberg

Produkte der Niederspannungs-Schalttechnik für den Weltmarkt

und bringen ihr Know-how an den weiteren Fertigungsstandorten

in allen Kontinenten ein. Produktreihen wie Sirius (Schalten,

Schützen und Überwachen von Verbrauchern wie Motoren) bieten

High-Tech-Lösungen für die Automatisierungs- und Antriebstechnik,

die Regel- und Messtechnik oder medizintechnische Anwendungen.

Diese Schaltgeräte für den Steuer- oder Hauptstromkreis werden

in Amberg und im nahen Fertigungsbetrieb Cham sowie weiteren

der 29 weltweiten Standorte in Abhängigkeit der Wirtschaftlichkeit

und der Märkte produziert.

Digitale PlanungDas traditionsreiche Gerätewerk Amberg übernimmt mit digitaler Fabrikplanung weltweit eine Vorreiterrolle

Im Gerätewerk Amberg werden unter anderem über 40.000 Varianten der Sirius-Produktreihe entwickelt und die weltweite Fertigung auf hochproduktiven Anlagen mit zahlreichen Montage-zellen geplant. Die Niederspannungs-Schalt- und Schutzgeräte der Sirius-Familie sind marktführend in Branchen wie Maschinenbau und Medizintechnik.

In übersichtlichen, dreidimensionalen Darstellungen werden Montageprozesseüberprüft und optimiert – dies dient auch der Arbeitsergonomie.


Mehrstufi ges Einführungsprojekt

Um diese Problembereiche anzugehen, wurden nach Marktrecherchen und Refe-renzbesuchen die Software-Lösungen Pro-cess Designer, Process Simulate und Plant Simulation aus der Tecnomatix-Produkt-gruppe von Siemens PLM Software ausge-wählt. Nach einer Pilotphase und mehreren, durch kundenspezifi sche Anpassungen ab-gegrenzte Produktivphasen beträgt der Erfüllungsgrad der Anforderungen über alle Bereiche fast hundert Prozent. Der Pro-cess Designer steht für die Entwicklung von Fertigungskonzepten, die Kalkulation der Herstellkosten, die Planung der Res-sourcen wie die Betrachtung der Ressour-cenauslastung. Eine Kostenübersicht der Investitionen und der Vergleich von Pla-nungsalternativen bereiten Standortent-scheidungen vor. Ein dreidimensionales Fertigungslayout erleichtert die Übersicht über geplante Anlagen. Als Simulations-werkzeug dient Process Simulate der Veri-fi zierung und Absicherung der Planungs-ergebnisse: Von der Beurteilung der Mon-tagefähigkeit über die Optimierung bis zur Demontageprüfung und Ergonomie-Betrachtung reicht der Leistungsumfang dieses ‘Expertentools‘.

Die Funktionalität von Plant Simulation stellt die klassischen Werkzeuge der dyna-mischen Materialfl uss-, Durchsatz- und Engpass-Analyse einschließlich verschie-denster Analysemöglichkeiten zur Verfü-gung. Während Process Designer als Stan-dardtool für alle Fertigungsplaner geschult wurde, beschränkt sich der Einsatz der beiden Simulationslösungen auf Experten. „Mit dieser Kombination erfüllen wir un-sere Anforderungen im Team und haben gleichzeitig die Möglichkeiten – auf glei-cher Datenbasis – Daten bidirektional in den digitalen Planungstools auszutauschen“, erklärt Peter Engelhardt.

Erfahrungen am Projekt Arriba4

Beispielhaft waren die Ergebnisse eines Projekts zur Planung eines innovativen Materialfl usskonzeptes mit der internen Bezeichnung Arriba4. In folgerichtigen Schritten wurde als Simulationsmodell zu-nächst das Anlagenkonzept entwickelt. Die Dimensionierung der Anlagenleistung und die Auslegung der Puffer wurden dann im

Kalkulation, Gantt-Chart und 3D-Darstellung einer Produktions-anlage für Niederspannungs-Schaltgeräte

Peter BiersackPeter Engelhardt

Vorfeld erstellt und optimiert. Mit den um-fangreichen 2D- und 3D-Analysemöglich-keiten konnten etliche Engpässe identifi -ziert und eliminiert sowie der gesamte Materialstrom in der Anlage nivelliert werden. Im nächsten Schritt wurden die geplanten Versorgungsprozesse für eine Produktion von 50.000 Einheiten pro Tag mit 1.500 Varianten abgesichert, einschließ-lich der Abstimmung aller internen und externen Produktionsschnittstellen und der Überprüfung der Auftrags- und Nach-schubsteuerung. „Wir konnten hier sehr genaue Aussagen treffen, die ohne digitale Werkzeuge nicht möglich gewesen wären“, berichtet Peter Biersack, verantwortlicher Dienststellenleiter für die Fertigungs- und Prüfplanung im GWA. „Dadurch konnten wir mit hoher Sicherheit und Genauigkeit in die Implementierungsphase treten.“ Ein eigenes Simulationsprojekt für die laufende Produktion dient nun vor Ort der Bestands-optimierung und stellt sicher, dass alle be-nötigten Varianten vorrätig sind.

Stromlinienförmiger Planungsprozess

Die positiven Erfahrungen zeigen, dass den Fertigungsplanern mit der Einführung der systematisch aufgebauten digitalen Planungswerkzeuge ein wichtiger Schritt in Richtung Digitale Fabrik gelungen ist. Ein weiterer Einsatz und Ausbau der digi-talen Planungswerkzeuge, zum Beispiel durch eine Einbettung in Teamcenter Ma-nufacturing, wird bereits vorbereitet. Auch Verbesserung der CAD-Datenübernahme, der ERP-Konnektivität, der Implementie-rung einer Prozessbibliothek oder der be-gleitenden Kostenkalkulation von Produk-ten werden den Nutzwert und die Akzeptanz erhöhen. An den momentanen Aktivitäten wie dem Ausbau der aktuellen Funktiona-litäten und der aktiven Mitarbeit an der Migration der Tecnomatix-Software in die Teamcenter-Welt zeigt sich, dass die Ferti-gungsplaner im Gerätewerk Amberg zu Trendsettern in Sachen Digitale Fabrik ge-worden sind, deren Ausstrahlung weit über ihren Produktbereich hinaus reicht ... +

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Schon früher hatte Bihler seinen Kun-den ein CAD/CAM-Paket angeboten, das besondere Vorteile in der Blech-

abwicklung, der 2D-Konstruktion und Fer-tigung der benötigten Umformwerkzeuge bot. Doch die immer innovativeren Pro-dukte, kürzeren Entwicklungszyklen und die zunehmende Komplexität der zu ferti-genden Artikel führten intern wie extern an die Grenzen der 2D-Technologie. Bihler konstruiert etwa 85 Prozent seiner Anlagen projektspezifi sch neu, damit sie die Anfor-derungen der Kunden optimal er füllen. Dies führt am zusammenwachsenden Weltmarkt nur dann zu wirtschaftlichem Erfolg, wenn eine durchgängige Prozesskette vom Ver-trieb über die Konstruktion bis in die Fer-tigung mit höchster Effi zienz funktioniert. Mathias Bihler, Sohn des Firmengründers und heute Geschäftsführer und Inhaber des Unternehmens, verfolgte deshalb schon früh den Grundge danken eines 3D-CAD mit einheitlicher Modellstruktur ohne Kon-vertierungsprozesse von der Entwicklung bis zur Fertigung.

Flächendeckende 3D-Konstruktion

Als Branchen-Insider hatte sich die Maschi-nenfabrik ausführlich mit der 3D-Techno-logie beschäftigt, Vorklärungen und Bench-marks durchgeführt und die richtige Vor-gehensweise für eine Einführung evaluiert, bevor 2003 die richtungsweisende Entschei-dung für eine Partnerschaft mit Siemens

PLM Software und die Einführung des 3D CAD/CAM-Systems NX fi el. Neben funktio-nalen Vorzügen und der optimalen Ver-bindung mit dem begleitend eingeführten PDM-System Teamcenter spielte dabei auch die Offenheit und Durchgängigkeit der Software eine Rolle. „Mit einem ebenso offenen und kooperativen Projektmanager des Anbieters konnten wir die gemein-samen Ziele präzisieren und Schritt für Schritt umsetzen“, berichtet Hermann Schwarzenbach, Leiter IT/DV-Organisation bei Bihler. Der IT-Bereich sah einen ent-scheidenden Vorteil darin, dass für alle Lösungen entlang der gesamten Pro-zesskette ein einziger An-sprechpartner verantwortlich war. An rund 70 Arbeits-plätzen in der Konstruktion und 15 CAM-Plätzen in der Fertigung wurde NX in Ver-bindung mit Teamcenter eingeführt, dessen Nutzung als zentrale Datenquelle für Engineering-Daten inzwischen auf alle Unternehmensbereiche ausgedehnt wurde. Durch die Ergänzung eines Produktkonfi -gurators sowie zahlreichen eigenen An-wendungen wurde die Installation zu einem Muster an Durchgängigkeit, Um-fang und Tiefe ausgebaut.

Detaillierte Konstruktionsmethodik

Einen Kernpunkt der 3D-Einführung sieht Hermann Schwarzenbach in genauen Richtlinien für die Erstellung von Konstruk-tionen: „Nur genaue Vorgaben für alle or-

ganisatorischen Aspekte des 3D CAD/CAM- und PDM-Einsatzes garantieren qualitativ hochwertige Konstruktionsdaten.“ Bei Bih-ler wurde eine einheitliche, nachvollzieh-bare Konstruktionsmethodik entwickelt, in einer mehrmonatigen Erprobungsphase ständig verbessert und fl ächendeckend ein-geführt. Alle Konstrukteure wurden auf dieser Grundlage von eigenen Mitarbeitern geschult. Neben dem Umgang mit der Soft-ware erlernten sie so gleichzeitig eine ein-heitliche Vorgehensweise.

Know-how-TransferAuf Basis der NX-Software stellt die Otto Bihler Maschinenfabrik ihren Kunden erfolgreiche Methoden und Prozesse zur Verfügung

Schon lange erwarten die Kunden eines Maschinenbauers

nicht nur Hardware – sondern die wirtschaftlich optimale Lösung

einer technischen Fertigungsaufgabe. Bei der weltweit aktiven

Otto Bihler Maschinenfabrik in Halblech, bei Füssen im Allgäu,

erhalten sie inzwischen deutlich mehr: Das Wissen und

die Erfahrungen des Unternehmens über die Herstellung von

Stanz- und Biegeteilen wird gebündelt an die Kunden weiter gegeben,

damit diese ihre Werkzeuge für vorhandene Bihler-Automaten

softwareunterstützt konstruieren können. Dazu gehören nicht nur

Beratung, intern entwickelte Methoden und erprobte Prozesse –

sondern auch das auf Basis von Siemens Product Lifecycle Manage-

ment Software entstandene Technologiepaket Bihler NX (kurz bNX).

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Eigene Software für Umformprozesse

Auf der Basis von NX implementierte und erweiterte Bihler sein gesamtes, bereits in der 2D-Welt entstandenes Technologie-Pa-ket, das den Prozess von einem gewünsch-ten Kunden-Artikel bis zur Defi nition der dafür erforderlichen Werkzeugbaugrup-pen begleitet, nun innerhalb der 3D-Um-gebung von NX. Im Modul ‘Analyse‘ steht die Aufbereitung von Biegeteilen als Grund-lage für die Konstruktion des Schnitt- und Biegewerkzeuges im Mittelpunkt. Komplexe Teile werden in neutralen Formaten in das CAD-System eingelesen. Mit der Blech-Funktionalität von NX und der Bihler-An-wendung ‘Umformstudie‘ wird das Biege-teil nach einem Standardschema unter Berücksichtigung des K-Faktor-Einfl usses in wenigen Schritten zur Platine abge-wickelt. Im Modul ‘Kinematik‘ stehen die Applikationen für Einzug, Funktionsplan und Kurvenscheibe zur Auslegung von kurven-, NC- und exzentergesteuerten Ag-gregaten bereit. Möglichkeiten zur Ver-besserung der Auslegung, zur Berech-nung von Leistungswerten der Maschine wie zur Prüfung der Machbarkeit verfolgen das Ziel, die optimale Stückleistung zu er-reichen. In einem grafi schen Auswahlsy-stem stehen dazu Bihler-Normalien mit produktspezifi schen Informationen be-reit. Schließlich sichert das Modul ‘Simu-lation‘ alle im Funktionsplan defi nierten Werkzeugbewegungen ab: „Damit erhalten unsere Kunden ein ideales Werkzeug zur 3D-Kollisionskontrolle, zum Verifi zieren und Optimieren des gesamten Funktions-ablaufes“, sagt Peter Bertling, Leiter Cax Consulting und Vertrieb bei Bihler. „Sie sparen damit nicht nur Zeit und Entwick-lungsaufwand, sondern auch die Herstel-lungskosten von Prototypen.“

Seit der Markteinführung 2005 wurden nicht nur über 130 frühere Software-Kun-den auf die 3D-Technologie umgestellt, sondern auch etliche Neukunden hinzuge-wonnen. „In Verbindung mit der Bihler-Software sind wir selbst zum NX-Anbieter geworden“, sagt Peter Bertling. Dabei über-nimmt Bihler auch die Einführung und Schulung, um die eigenen Methoden zur parametrischen Konstruktion weiter zu geben: „Wir führen die Kunden durch un-sere Erfahrung schnell zum Ziel.“

Generationswechsel

Dabei steht für Bihler nicht das Geschäft mit der Software im Vordergrund, sondern die Entwicklung des Unternehmens zu einem Lösungsanbieter mit wachsendem Dienst-leistungsgeschäft: „Unsere Kunden fi nden bei uns einen Ansprechpartner für alle Fra-gen rund um eine Fertigungsaufgabe“, sagt Hermann Schwarzenbach. „Dabei wird die Beratung immer wichtiger. Neben der Aus-wahl der richtigen Maschine, der Ausle-gung der Aggregate und der Konstruktion der Werkzeuge gehört dazu auch das Wissen über den gesamten Prozess, das wir dem Kunden gebündelt weitergeben.“

Kaum ein anderer Maschinenbauer bietet eine so breite Palette an Beratungsleistun-gen an, die so dankbar angenommen wird. Denn bei dem laufenden Generationswech-sel in der Branche geht viel Know-how und

Erfahrung verloren. Der IT-Bereich hat mit der Siemens PLM Software NX und dem Bihler Technologiepaket bNX das interne Wissen in einem umfassenden System be-reitgestellt. Nun potenzieren sich die inter-nen Produktivitätsgewinne durch einen höheren Nutzen für den Kunden und eine steigende Kundenbindung. +

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Das Unternehmen A.L.Brydon Struk-turanalysen GmbH wurde 1985 mit dem Ziel gegründet, komplexe me-

chanische Strukturanalysen für die Luft-fahrtindustrie zu erstellen und preisgünstig anzubieten. Eines der ersten erfolgreich im Team durchgeführten Projekte war die Entwicklung eines Programmes zur Berech-nung der Strukturoptimierung von Flug-zeugkomponenten. Zu dieser Zeit steckte die Strukturoptimierung noch in ihren An-fängen. Dieses neuentwickelte Programm revolutionierte in zwei Punkten die Opti-mierung. Zum einem wurde der Gradient zum ersten Mal analytisch berechnet und durch die Neuformulierung der Methode ‘Method of Multiplyers‘ konnte die Opti-mierung um ein Vielfaches beschleunigt werden. Dies hatte zur Folge, dass man nun Optimierungsmodelle mit einer deut-lich größeren Anzahl von Entwurfsvaria-blen erstellen konnte, was nahezu in allen Bereichen einsetzbar ist, wie beispielsweise im Flugzeugbau und in der optischen In-dustrie.

Welche Projekte wurden seit 1985 realisiert?

In der Folgezeit mussten bei verschiedenen Projekten immer mehr große und komplexe optische Systeme berechnet werden und aus diesem Grund ging A.L.Brydon dazu über, Wellenfrontanalysen anzuwenden.

Weitere Projekte beinhalteten dyna-mische und statische Berechnungen sowie Bruchmechanik. Bei den dynamischen Be-rechnungen wurde vor allem die Kompo-nentenmode-Synthesis (CMS) eingesetzt. Ein Beispiel für ein derartiges Projekt war der Bau eines Cassegrain-Teleskops, das im Inneren eines Flugzeugs eingebaut wurde, um Sternensysteme im Infrarotbereich zu erfassen.

A.L.Brydon führte mehrere bedeutende Projekte durch, bei denen große Struktur-elemente aus Kohlefaserstoff bestanden. Die Auslegung und Berechnung solcher Komponenten erforderten ein besonderes Know-how, um die allgemeine Konstruk-tionsauslegung und die Festigkeit zu ge-währleisten. In diesem Bereich wurde NX-Nastran erfolgreich eingesetzt, um me- chanische Spannungen und Verformungen in den Kohlefaserstrukturen darzustellen.

Welche Analyseverfahren wurden eingesetzt?

Im Laufe der Zeit wurden diverse Analyse-methoden bei einer Vielzahl von Projekten eingesetzt. In erster Linie kam die Finite-Elemente-Methode zum Einsatz, denn mit dem Programm Femap ist es möglich, FEM-Netzmodelle leichter und schneller zu erstellen. Das Analyseprogramm NX-Nastran ermöglicht es, statische und dy-namische Probleme leicht zu lösen.

Zur Berechnung der Festigkeit von Me-tall- und Kompositstrukturen wurden Stan-dardmethoden eingesetzt, so zum Beispiel

um festzustellen, ob lokale Beulenprobleme existieren oder um Nietfestigkeit und Bol-zenfestigkeit zu prüfen.

Bei Glas- und Keramikstrukturen erfolgte der Festigkeitsnachweis unter Anwendung der Weibull-Methode (statistisch abgesi-chert). Die DIN Norm 52 292 wird einge-setzt, um Glas- oder Keramikscheiben zu testen. Mit Hilfe dieser Daten wurde dann das Weibull-Modul erstellt, das die Festig-keitsberechnung ermöglicht. Ein Einsatz-bereich war beispielsweise das oben er-wähnte Cassegrain-Teleskop.

Viele Probleme, die durch Vibrationen verursacht werden, konnten mit Hilfe der Defi nition eines Vibrationsdämpfungsele-mentes gelöst werden. Dabei wurde ein Dämpfungselement entwickelt und opti-miert, um die Eigenschwingungen zu mi-nimieren. Die CMS-Methode verkleinert die Steifi gkeits- und Massenmatrizen. Da-durch konnte die Laufzeit der Resonanz-berechnung in NX-Nastran von drei Stun-den auf nur noch drei Minuten reduziert werden, ohne einen Genauigkeitsverlust. Somit war es überhaupt erst möglich, dieses Dämpfungselement zu optimieren.

Zusatz-Software für Femap

und NX Nastran ermöglicht

effi ziente Strukturoptimierung

von Komponenten in der Luft-

und Raumfahrt und

in der optischen Industrie.

Analyse und Optimierungkomplexer Produktstrukturen in den Bereichen Aerospace und Optik


Welche Vorteile ergeben sich durch diese Berechnungstools?

Alle FEM-Netzmodelle für den Flugzeugbau und für die Anwendung in der optischen Industrie wurden mit Hilfe des Programms Femap erstellt. Zur Erweiterung und Un-terstützung von Femap für die optischen Komponenten wurden zusätzlich von A.L.Brydon Spezialprogramme in Visual Basic (API) geschrieben und in Femap unter ‘Custom Tools‘ integriert. Ein gutes Beispiel für ein solches Spezialprogramm ist die Erstellung eines FEM-Netzwerkes, um die Linse mit Hilfe eines Mausklicks und weniger Angaben vollkommen mit Elementen zu versehen.

Die Wellenfrontanalyse (Zernike-Berech-nung) wertet die Ergebnisse für Linsen und Spiegel aus und zeigt, wie sich die Linse unter vorgegebenen Lastfällen ver-hält. Für diese Auswertung wurde von A.L.Brydon ein Programm in Visual Basic entwickelt und ebenfalls unter ‘Custom Tools‘ integriert. Hierdurch kann man die Zernike-Koeffi zienten berechnen und die einzelnen Zernike-Polynome und vor allem den Restfehler darstellen. Die Entdeckung einer harmonischen Funktion innerhalb des Restfehlers ermöglicht es, eine verbes-serte Struktur zu entwerfen und somit die

optische Wirkung zu optimieren. Die Dar-stellung des einzelnen Zernike-Polynoms ermöglicht es, festzustellen, ob die Netz-dichte ausreichend ist.

A.L.Brydon bietet umfangreiche und in-novative Speziallösungen in den einzelnen Geschäftsfeldern Optik so wie Luft- und Raum fahrt und vor allem bei Projekten, in denen diese beiden Bereiche aufeinander-tref fen.

Die Verwendung der Flugzeugzerti fi zie-rungsstandards FAR, JAR und CS ist eben so Bestandteil der langjährigen Erfah rung von A.L.Brydon im Bereich Flugzeugbau. +

AUTOR:

+ A.L.Brydon, B.Sc Mech. Eng.A.L.Brydon Strukturanalyse GmbH

KONTAKT:

+ [email protected]+ [email protected]

3-Welligkeit (oben links), Astigmatismus X (oben rechts), Zernike Form Z12 (unten links), Restfehler (unten rechts)


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Als Foundation-Partner von Siemens PLM-Software bietet die Perspectix AG für ihren Produktkonfi gurator

P´X5 Integrationsschnittstellen zu Team-center und NX, um den Vertrieb nahtlos in die PLM-Prozesse einzubinden. Genutzt werden dabei die offenen Standardformate und Schnittstellen von Siemens PLM Soft-ware wie JT Open, NX Open und PLM XML. Vertriebsbeauftragte können damit, unab-hängig von der Konstruktion und Produkt-entwicklung, regelbasiert Produktvarianten auslegen und in dreidimensionalen Lay-outs realistisch präsentieren und kunden-gerechte Angebote erzeugen. Die integrierte P´X5 Software-Suite harmonisiert sämt-liche Prozesse zwischen Endkunden, Ver-triebsorganisation, Projektierung und Aus-legungsplanung. Für Anwender des PDM-Systems Teamcenter gab es bisher neben anderen Möglichkeiten der Datenüber-nahme und Verknüpfung eine eigene Schnittstelle, um Strukturen für Konstruk-tionsstücklisten aus dem P´X5 Konfi gura-tor in Teamcenter zu übertragen.

Neue Schnittstelle gemeinsam mit TESIS PLMware entwickelt

In enger Zusammenarbeit mit dem Spezi-alisten TESIS PLMware wird dieser Leis-tungsumfang nun deutlich erweitert. Die neue Entwicklung unterstützt zusätzlich die Teamcenter Unifi ed Architecture. So können die in P´X5 defi nierten Produkt-konfi gurationen in Teamcenter als neue ‘Assembly Items‘ angelegt werden. Wäh-rend in P´X5 leichtgewichtige JT-Visuali-sierungsdaten genutzt werden, lassen sich die in Teamcenter angelegten Stücklisten in NX oder Solid Edge als native Solid-Parts öffnen und für die Sonderkonstruktion weiter nutzen. Doch damit nicht genug: Neben der Konstruktionsstückliste wer-den auch ergänzende Dokumente in For-maten wie JT, PDF oder RTF zur weiteren Verwaltung an Teamcenter übergeben. Be-liebige Datensätze, zum Beispiel gene-rierte Angebote oder exportierte JT-Mo-delle, können mit beliebigen Items aus einer Baugruppenstruktur in Teamcenter

assoziativ verknüpft werden. Die Vorteile sind offensichtlich: Projektdaten werden ohne Medienbruch zwischen Vertrieb und Technik übergeben. Mit der neuen Schnitt-stelle zwischen P´X5 und Teamcenter wird zusätzlich das Zusammenspiel zwischen dem Konfi gurator und dem Variantenma-nagement von Teamcenter (Options & Va-riants, Modular Variants) weiter ausgebaut. Damit wird das Miteinander von Konstruk-tion und technischer Vertriebsunterstüt-zung harmonisiert und effektiver gestal-tet: Doppelarbeiten und Fehlinformationen lassen sich mit der neuen Schnittstelle noch wirksamer ausschalten.

Mobiles Sales Front-end für Teamcenter

Die ‘Confi guration Engine‘ hat Perspectix vor einiger Zeit mit einem ‘Project Organi-zer‘ ergänzt, der bereits bei vielen Unter-nehmen Erfolge zeigt: Er unterstützt Mit-arbeiter im Innen- wie Außendienst des Vertriebs mit den Funktionen eines her-

P’X5 als Vertriebs-Front-end auf das Teamcenter PLM-Back-end

Produktkonfi gurator P´X5 Tiefere Integration in Teamcenter

Mit dem grafi schen Produktkonfi gurator P´X5

gibt die Perspectix AG Investitionsgüter-Anbietern unterschiedlicher

Branchen ein leistungsfähiges Werkzeug zur Konfi guration

modularer Produktsysteme in die Hand. Dabei werden

mit überschaubarem Aufwand Daten aus PLM-Systemen genutzt.


kömmlichen Systems zum Customer Rela-tionship Management, allerdings zuge-schnitten auf die speziellen Anforderungen des Projektgeschäfts im technischen Ver-trieb. Mit der neuen Teamcenter-Schnitt-stelle lässt sich zusätzlich zum P´X5 Con-fi gurator nun auch der P´X5 Project Orga-nizer an Teamcenter anbinden. Damit kann P´X5 die Anforderungen des technischen Vertriebs und der Projektierung im Ange-botsprozess als Front-end zu Teamcenter abdecken.

Der Project Organizer wurde durch die Verwendung schlanker Datenstrukturen auf einen mobilen Einsatz vorbereitet. Am ‘Point of Sale‘ des Investitionsgüteranbie-ters, in Landesgesellschaften, bei Vertriebs-partnern, vor Ort bei Endkunden, unter-wegs oder im Home-Offi ce stellt P´X5 dem Vertriebsmitarbeiter alle für seine Aktivi-täten nötigen Informationen bereit. Neben den Kundendaten gehören dazu vor allem die Projektinformationen. Schlanke, über-greifende und individuelle Projektüber-sichten verschaffen sofortigen Überblick über aktuelle Stände: Von der Investitions-absicht zur Anfrage, vom Angebot zur Auf-tragsbestätigung konkretisieren sich lang-fristig angelegte Projekte.

Synchronisationsfunktionen erlauben einen schnellen Datenabgleich zwischen lokaler und zentraler Datenhaltung sowie nach dem mobilen offl ine-Betrieb, selbst bei einer Vielzahl von Vorgängen. Eine Über-gabe an Kollegen oder eine kontrollierte Beteiligung weiterer Projektmitarbeiter wird vom System komfortabel unterstützt. Regelbasiert lassen sich auch gezielt Work-fl ows anstoßen, um den Angebotsprozess technisch wie auch fi nanziell abzusichern. Weil Daten- wie Projektstrukturen sowie deren Workfl ow-Regeln sich von Kunde zu Kunde unterscheiden, können diese ebenso wie die grafi sche Benutzerschnittstelle individuell angepasst werden. Projekte las-sen sich in einem Projektbaum in Teilbe-reiche gliedern, denen jeweils ein Infor-mationskopf zur Übersicht zugeordnet ist. Weitere Karteikarten-Ansichten geben den Blick auf Konfi gurationen, Artikellisten, die Kostenstruktur sowie die zugeordneten Dokumente in Standardformaten frei.

Internationale Vertriebsorganisationen

Gerade für die internationalen Vertriebs-prozesse im Investitionsgütergeschäft stellt P´X5 wertvolle Unterstützung zur Verfü-gung. Per Update lassen sich technisch und kaufmännisch exakte, gültige Daten zum Stichtag bereitstellen, der Überset-zungsaufwand für die Mehrsprachigkeit wird wirksam begrenzt. Die Preiskalkula-tion geht in ihren Funktionen weit über eine Kalkulation der gewählten Artikel hi-naus. Neben mehreren Währungen und Mehrwertsteuersätzen lassen sich etwa Zonen- oder Farbzuschläge für Sonderfar-ben wie auch verschiedene Rabatte defi -nieren. Neben dem reinen Warenwert und üblichen Konditionsstaffeln können ver-schiedene Fracht- und Transportspesen sowie Montagekosten berücksichtigt wer-den. Der Vertrieb verfügt so über die ge-samten Möglichkeiten einer komplexen Konditionspolitik. Die transparente online-/offl ine-Synchronisierung für den Außen-dienst verhindert Kommunikationsfehler und Doppelarbeiten – und sorgt letztlich für die Zufriedenheit des Endkunden, der genau das bekommt, was er bestellt hat.

Kooperation von TESIS PLMware und Perspectix

Zur technischen Umsetzung der neuen Schnittstelle zwischen P´X5 und Teamcen-ter haben TESIS PLMware und Perspectix eine Technologie-Partnerschaft geschlos-sen. Sowohl das Teamcenter Gateway for SAP von TESIS PLMware als auch P´X5 von Perspectix bilden über Schnittstellen zwi-schen Teamcenter und ERP-Software von SAP integrierte Wertschöpfungsketten und schaffen durchgängige Datenfl üsse zwi-schen technischer und logistischer IT.

In der Zusammenarbeit sehen beide Fir-men Synergien, die in Zukunft weiter aus-gebaut werden. +

KONTAKT:

+ www.perspectix.com


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Um diese Forderung zu erfüllen, wur-den unter dem Überbegriff ‘Virtu-elle Fabrik‘ eine Reihe von rechner-

gestützten Planungs- und Simulations-werkzeugen entwickelt, deren Ziel es ist, die Fertigungsplanung so weit wie mög-lich von der realen in die virtuelle Welt zu verlagern.

Bisher wurden, bevor ein neues Produkt gefertigt werden konnte, aufwändige Test-prozeduren an der realen Maschine und damit lange Einrichtungszeiten notwen-dig. Häufi g ist in der produzierenden In-dustrie das Szenario anzutreffen, dass die Maschinen für technisch und zeitlich in-tensive Testprozeduren blockiert werden und in diesen Einrichtungszeitfenstern kei-nen Mehrwert für das Unternehmen und dessen Kunden schaffen.

Komplexe Fertigungsmaschinen erfordern realitätsnahe Simulation

Ein Teilbereich der ‘Virtuellen Fabrik‘ liefern Simulationswerkzeuge zur realistischen Simulation NC-gesteuerter Bearbeitungs-prozesse auf CNC-Maschinen. Bearbeitungs-strategien und NC-Programme lassen sich

damit im Rechnermodell prüfen, testen und optimieren. Dies verkürzt die Einrichtungs-zeitfenster erheblich und spart Maschinen-stunden und Kapazitäten in der Werkstatt. Diese können dann für die eigentliche Auf-gabe, die Produktion, genutzt werden.

Eine vergleichbare Situation ist auch an der Beuth Hochschule für Technik Berlin zu fi nden. Es besteht eine hohe Auslastung des produktionstechnischen Labors, wo-durch es zu einer eingeschränkten Verfüg-barkeit der Labormitarbeiter kommt. Ziel muss es sein, durch Verlagerung von auf-wändigen Test- und Einrichtungsprozessen in die virtuelle Welt Kapazitäten einzuspa-ren. Die so gewonnenen Kapazitäten kön-nen dann direkt für die Ausbildung der Studierenden, also den Kunden der Beuth-Hochschule, genutzt werden.

Praxisnahe Ausbildung

Mit dem Einsatz der modernen Simulations-technik lassen sich sprichwörtlich ‘zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen‘. Auf der einen Seite entzerrt sich die Auslastungs-situation im produktionstechnischen Labor. Die Fertigungsplanung kann nun weitge-

hend virtuell durchgeführt werden. War das Verhältnis zwischen virtueller Planung und realen Testläufen bis zur endgültigen Fertigung mit herkömmlichen, bisher ver-wendeten CAM-Werkzeugen 30 zu 70 Pro-zent, so entsteht nun das Potenzial für 95 zu 5 Prozent. Andererseits ermöglicht es den Studierenden mit Simulationstechno-logie zu arbeiten, die dem neusten Stand der Technik entspricht.

Werkzeugmaschine real...

... und virtuell mit Bediener.

Lehre & ForschungStudierende entwickeln virtuelles Modell einer Werkzeugmaschine

Eine neue, innovative

Produkt idee sollte nahezu un-

mittelbar in ein fertiges Produkt

umgesetzt werden, damit es

schnellstmöglich vom Kunden

gekauft werden kann. Die daraus

abgeleitete Forderung nach

kurzen Entwicklungszyklen

von Produkten und die damit

einhergehende Notwendigkeit

von kürzeren Produktions-

anlaufzeiten sind die wichtigste

treibende Kraft für die Fertigung.


Um die Fertigungssimulation zu reali-sieren, wurde die von Siemens PLM ange-botene CAD-CAM-Suite NX 6 und die darin enthaltene CSE (Common Simulation En-gine) verwendet. Die CSE ermöglicht es, CNC-Steuerungen – unter anderem mit Berücksichtigung von Schlepp- und Be-schleunigungsverhalten der Achsen – rea-listisch abzubilden. Zukünftig wird es in diesem Zusammenhang für die Beuth Hochschule auch möglich sein, die echte Steuerung der Hersteller zur Steuerung des virtuellen Modells zu nutzen.

Aufgabe für die Studierenden des Moduls M25 CAD-CAM-CNC-Prozesse im fünften Semester Maschinenbau war es, ein simu-lierbares virtuelles Modell der Datron-Werk-zeugmaschine des produktionstechnischen Labors aufzubauen. Dazu wurde in einem ersten Schritt die Datron vermessen und anschließend deren Hüllgeometrie im 3D-CAD-System NX 6 aufgebaut. Die Studieren-den ‘kinematisierten‘ dann dieses Modell durch Übertragung des Bewegungsverhal-tens der echten Datron ins virtuelle Modell. In einem nächsten Schritt wurde dann auf Basis eines generischen Steuerungsmo-dells ein maschinenspezifi sches Modell für die Datron aufgebaut und in einer

nachfolgenden iterativen Testphase konti-nuierlich verbessert, bis sein Verhalten der Datron ausreichend genau entsprach, um die von den Studierenden erstellten NC-Programme vorab virtuell zu untersu-chen und sie damit abgesichert ins pro-duktionstechnische Labor zur echten Fer-tigung zu geben. Im nächsten Semester soll das Modell von den Studierenden wei-ter verfeinert werden, so dass Realität und virtuelles Modell einen noch höheren Über-einstimmungsgrad erreichen.

Auf die Studierenden, die die CAD-CAM-CNC-Module im Bachelor und Master zu-künftig belegen, kommen weitere innova-tive Aufgaben zu. Um die volle Funktiona-lität von Mehrspindel und fünfachsiger CNC-Maschine überhaupt nutzen und hand-haben zu können, ist die Simulation dieser Maschinen zwingende Voraussetzung und

wird deshalb zukünftig ein wesentliches Thema werden. Darüber hinaus wird das Datenmanagement über die gesamte CAD-CAM-CNC-Kette immer wichtiger. Das The- ma wird in der produzierenden Industrie als hochrelevant diskutiert und sollte des-halb möglichst bald Einzug in die Hoch-schullehre halten. +

Digitale Bearbeitungssimulation

KONTAKT:

+ www.beuth-hochschule.de

AUTOR:

+ Prof. Dr. Jörg W. Fischer


Siem

ens

PLM

Die Initiative stellt sowohl kleineren als auch größeren mittelständischen Firmen und global agierenden Un-

ternehmen vor, wie sie durch Implementie-rung und Ausbau einer PLM-Strategie die aktuellen wirtschaftlichen Herausforderun-gen besser meistern und mehr Ideen in er-folgreiche Produkte umsetzen können.

So lässt sich durch möglichst viele simul-tan stattfi ndende Prozesse die Zeit von der Produktentwicklung bis zur Markteinfüh-rung um bis zu 30 Prozent verkürzen. Durch die Wiederverwendung von bis zu 90 Pro-zent vorhandener Daten und Ressourcen sowie die Reduzierung von Nacharbeiten um bis zu 95 Prozent werden darüber Ko-sten gesenkt und die Qualität der Produkte gesteigert.

Das für diese Kampagne aufgesetzte On-line Resource Center bietet viele Informa-tionen, aus denen sich Maßnahmen zur besseren Erfüllung und Umsetzung der Kundenwünsche ableiten lassen.

Es enthält darüber hinaus viele Fallbei-spiele von Kunden, die über ihre PLM-Er-fahrungen berichten sowie White Papers von Industrie-Analysten über Konzepte und Funktionen der Produktentwicklung, der Fertigungsplanung und des Projekt-managements.

Forschungsergebnisse dieser Industrie-Analysten bestätigen die Notwendigkeit, sich mit den Herausforderungen der Glo-balisierung auseinanderzusetzen und zei-gen auf, warum dies vor allem im Zuge des aktuellen wirtschaftlichen Klimas höchste Priorität für die meisten Unternehmen der Fertigungsindustrie haben sollte.

„Seit der Einführung des Velocity-Se-ries-Portfolios fragen immer mehr kleine und mittelständische Unternehmen nach Werkzeugen, mit denen sie schneller auf Kundenanfragen reagieren können. Kleine Firmen haben spezielle Anforderungen, aber nur limitierte Ressourcen. Trotzdem müssen sie in der Lage sein, innovative

Neue PLM-InitiativeBericht der Aberdeen Group belegt, dass Unternehmen mit umfassenden PLM-Systemen schneller auf Marktanforderungen reagieren können

Mit einer neuen PLM-Initiative

im Internet zeigt Siemens PLM

Software den Unternehmen

der Fertigungsindustrie auf, wie

sie durch die Implementierung

einer PLM-Strategie ihre Kunden-

anforderungen besser erfüllen

können, unter anderem durch

Reduzierung der Lieferzeiten,

der Änderungsprozesse und

der Kosten für physikalische

Prototypen.


Impressum interface 1-2009HerausgeberSiemens Product Lifecycle Management Software (DE) GmbHHohenstaufenring 48-54D-50674 Köln0221 20802-0www.siemens.com/plm/answers

RedaktionNiels Göttsch (verantwortlich)[email protected] Lessnig

Grafi kbreitbandAgentur für Kommunikation /Design / Werbung GmbHwww.breitband-agentur.de

Erscheinungsweise3 x jährlichAufl age 22.000

©2009. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Alle Rechte vorbehalten. Siemens und das Siemens-Logo sind eingetragene Marken der Siemens AG. Teamcenter, NX, Solid Edge, Tecnomatix, Parasolid, Femap, I-deas, JT, Velocity Series und Geolus sind Marken oder eingetragene Marken der Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. oder ihrer Niederlassungen in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen Logos, Marken, eingetragenen Marken oder Dienstleistungsmarken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.

LINK ZUR PLM-INITIATIVE:

+ www.siemens.com/plm/answers

Produkte schnell auf den Markt zu bringen. Mit dieser Initiative möchten wir unsere Kunden dabei unterstützen, besser auf ihre eigenen Kunden einzugehen und mehr Ideen in erfolgreiche Produkte umzuset-zen.“ Bruce Boes, Vice President Global Marketing bei Velocity Series.

„Durch die aktuellen wirtschaftlichen Be-dingungen wird PLM für fast alle größeren Unternehmen zu einem Schlüsselthema. Ob es darum geht, den Kundenstamm glo-bal zu erweitern oder Ressourcen in ande-ren Märkten zu nutzen, in denen die Be-

triebskosten wettbewerbsfähiger sind: Die Chancen der Globalisierung müssen er-griffen werden. Die neue Initiative soll es unseren Kunden ermöglichen, die Kom-plexität, die weltweit aufgesetzte Prozesse mit sich bringen, genau so einfach zu ver-walten wie an einem Standort.“ Eric Ster-ling, Vice President Enterprise Portfolio Marketing von Siemens PLM Software. +

Term

ine

Anwenderkonferenz11. + 12. Mai 2009ccp CongressCentrum Pforzheim

»von Anwendern für Anwender«

SiemensPLM ConnectionDeutschland2009

Die Anwenderkonferenz bietet Ihnen die geeignete Plattform mittels Fachvorträgen undWorkshops die neuesten Strategien kennen zu lernen, sich auszutauschen und interessante Produktneuheiten kennen zu lernen.

www.plm-benutzergruppe.de

20.4. - 24.4. + Hannover Messe Hannover Halle 9 A72 + www.hannovermesse.de

22.4. - 25.4. + Hausausstellung 2009 bei der Hermle AG Gosheim + www.hermle.de

28.4. + Informationstag zum Thema ‘Effi ziente Prozesskette mit NC-Programmierung, Simulation und Werkzeugverwaltung‘ Walter AG, Tübingen

6.5. - 7.5. + ISCAR-Seminar Ettlingen

11.5. - 12.5. + Siemens PLM Connection PLM Benutzergruppe Deutschland Pforzheim + www.plm-benutzergruppe.de

12.5. - 13.5. + ProSTEP iViP Symposium Berlin + www.prostep.org

14.5. - 15.5. + LS-DYNA European Users Conference Salzburg, Österreich + www.dynamore.de

23.6. - 24.6. + Int. Fachkongress ‘Digitale Fabrik @ Produktion‘ München + www.digitale-fabrik-tagung.de

30.6. - 1.7. + Automotive News Europe Congress Brüssel, Belgien +

Veranstaltungen Rund um das Thema PLM

INFORMATIONEN:

+ Aktuelle Informationen zu allen Veranstaltungen von Siemens zum Thema PLM fi nden Sie unter

www.siemens.com/plm in der Rubrik Veranstaltungen

internet Interface 01/09 - plm.automation.siemens.com · interface Das Magazin für Product Lifecycle Management 11. Jahrgang 1-2009 Praxis Digitale Fabrik Praxisberichte belegen

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