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Elektro-Engineering modularisiert

Bild 1. Hörmann ist Spezialist für das Elektro-Engineering kompletter Produktionsstandorte. Die projektierten Elektroanlagen werden im eigenen Schaltschrankbau gebaut und vor Ort installiert

Bild 2. Mit dem EEC baut Hörmann einen disziplinübergreifenden Komponenten-Baukasten auf, der die Arbeitsabläufe im Engineering optimiert

Bild 3. Die elektrotechnische Dokumentation wird aus dem EEC automatisch erstellt

Wie kann sich ein Engineering-Dienstleister Vorteile im Wettbewerb verschaffen, wenn er seine vorhandenen Kunden noch besser betreuen und zudem neue Zielbranchen erschließen möchte? Diese Frage hat die Hörmann Industrietechnik GmbH für sich beantwortet: Sie nutzt das Eplan Engineering Center für den Aufbau eines modularen Engineering-Baukastens. Ziel ist eine nochmals höhere Qualität und eine Zeitersparnis in der Konstruktion.

Als spezialisierter Konstruktions-Dienstleister übernimmt die Hörmann Industrietechnik GmbH, ein Unternehmen von Voith Industrial Service, das Elektro-Engineering von Produktionsanlagen der Automobilindustrie (Bild 1). Für einen deutschen Automobilhersteller haben die Hörmann-Konstrukteure die komplette Steuerungs- und Elektrotechnik einer Anlage für den Karosserierohbau geplant. Zu der Produktionslinie gehören 21 Roboter mit Mehrdockingstationen, sechs Drehtischen, zwei Falzvorrichtungen sowie weiteren Arbeitsstationen für das Schweißen und Kleben von Karosseriekomponenten. Nach dem Engineering und der Freigabe durch den Kunden wurden die projektierten Elektroanlagen im eigenen Schaltschrankbau gefertigt und vor Ort installiert. Derartige Aufgaben erledigt das Unternehmen nicht nur für die Automobilhersteller und –zulieferer, sondern auch für Anlagenbauer.

Immer kürzere Planungszeiten
Ein zentraler Trend, den Hörmann im täglichen Geschäft registriert, sind die immer kürzeren Planungszeiten, die dazu führen, dass mehr Prozesse simultan abzuarbeiten sind. Franz Fehlner, Geschäftsbereichsleiter der Hörmann Industrietechnik GmbH: „Auf diesen Trend wollten wir ganz grundsätzlich reagieren und unsere Prozesse so optimieren, dass wir schneller agieren können. Zudem wollten wir in der Lage sein, flexibler auf die immer häufigeren ,Last-Minute-Änderungen‘ einzugehen.“
Die Eplan-Plattform war bereits erfolgreich im Einsatz – jetzt folgte der nächste konsequente Schritt mit Einsatz des Eplan Engineering Centers (Bild 2). Dahinter steht eine mechatronische Arbeitsweise, verbunden mit einer anderen Konstruktionsmethodik. Mit dem EEC wird eine Komponentenbibliothek aufgebaut, die Maschinen und Anlagen in kleinste Module „zerlegt“. In einem Baukasten werden diese funktionalen Module, wie Robotergreifer und Schweißzangen, definiert und mit spezifischen Merkmalen oder Leistungsdaten versehen.

Zeitersparnis dank Baukasten
Dem Aufbau des Konstruktionsbaukastens gingen allerdings umfassende Überlegungen voraus. Dipl.-Ing. Christian Hennerfeind brachte dabei Erfahrungen ein, die er bei einem ähnlichen Projekt in der Automobilindustrie sammeln konnte: „Mit der Granulierung trifft man eine zentrale und weitreichende Vorentscheidung über die zukünftigen Vorteile des Engineering Centers. Wir haben den Aufbau der Anlagen, die wir bauen, genau untersucht und eine Ebene definiert, auf der wir Komponenten und Schnittstellen strukturieren.“
Das Konzept, für das sich die Verantwortlichen entschieden, heißt „Signalver-drahtung“ und es hat bei den ersten Projekten mit dem EEC bereits gut funktioniert: Die Konstrukteure konnten ihre Aufgaben schneller abarbeiten als in der konventionellen Methodik ohne EEC. Diese Zeitersparnis kann man recht genau quantifizieren, denn Bernd Mandlmeier, der sich als Teamleiter intensiv mit dem Aufbau des EEC beschäftigt hat, lud seine Kollegen zu einem interessanten Vergleichstest ein: „Ein kleineres Projekt sollte mit und ohne EEC geplant werden. Die Konstrukteure, die mit dem EEC arbeiteten, waren rund 30 % schneller als ihre Kollegen.“ Dazu trägt unter anderem auch die automatische Erstellung der Dokumentation bei (Bild 3).

Qualität und Flexibilität
Dabei ist die Zeitersparnis nur einer von mehreren Vorteilen. C. Hennerfeind: „Für uns sind auch die höhere Qualität und die größere Flexibilität zwei wichtige Faktoren. Da wir nun für alle Anlagen identische Module verwenden, kommen erprobte Konstruktionen zum Einsatz – das erhöht die Qualität. Und wenn es zu Last-Minute-Änderungen kommt, die es in der Praxis immer häufiger gibt, können wir viel flexibler reagieren. Denn bis zum eigentlichen Schaltschrankbau gibt es keine fertig generierten Pläne, sondern nur ein Modell.“ Somit kann Hörmann selbst in späten Projektierungsphasen noch kurzfristig umplanen, wenn der Kunde es wünscht.
Für zusätzliche Flexibilität sorgt auch die ausgewogene Mischung von fertigen Modulen und individueller Konstruktion. C. Hennerfeind: „Bei jeder Anlage gibt es Anteile, die der Elektrokonstrukteur auf konventionelle Weise generiert. Dieser Anteil wird in den Dokumenten gekapselt, d. h. separat betrachtet.“ Nach Einschätzung von Hörmann sollen in der Praxis rund 80 % der Anlage aus dem EEC heraus generiert werden. Ein Anteil von 100 % ist theoretisch auch möglich, dann wäre der Aufwand aber proportional höher.

Gewerkeübergreifend konstruieren
Ein weiterer Vorteil des EEC ist die Möglichkeit des gewerkeübergreifenden Konstruierens. Auch die SPS-Programmierung erfolgt im Baukastenprinzip mit dem EEC. Darüber hinaus wird das System für die Visualisierung und die Konfiguration der Sicherheitstechnik mit der Sistema-Software verwendet. Und der Schaltschrankbau, der mit Eplan Cabinet arbeitet, erhält ebenfalls alle nötigen Informationen aus dem EEC – einschließlich der automatischen Kabelkonfektionierung. F. Fehlner: „Auf der Basis des Engineering Centers haben wir nun einen durchgängigen Workflow realisiert, der auch die Kalkulation und die Dokumentation mit einschließt.“

Kalkulation vereinfacht
Die Optimierung der Kalkulation war für die Verantwortlichen ein wichtiges Anliegen, denn die Angebote, die die Kunden erhalten, sind umfangreich. Das EEC erleichtert die Aufgaben im Vorfeld der Auftragsvergabe, weil es die Ermittlung der Mengengerüste ermöglicht. „Wir können in der Angebotsphase viel detaillierter planen. Das schätzen die Kunden, weil es eine bessere Gesprächsgrundlage gibt, und wir können genauer kalkulieren. Und wenn der Auftrag erteilt wird, haben wir schon viele Vorarbeiten geleistet, sodass sich der Workflow beschleunigt“, erklärt F. Fehlner. Die Anbindung an das ERP-System schafft die Durchgängigkeit zwischen den technischen und kaufmännischen Aufgaben: Das EEC meldet die Stückliste als Bedarf an das ERP-System.
Hörmann hat mit der Einführung des EEC auch die Organisationsstrukturen und die Arbeitsteilung zwischen den Standorten angepasst. Am Standort Ingolstadt wurde ein EEC-Kompetenzzentrum eingerichtet, das den Baukasten erstellt und die Kollegen in den Niederlassungen unterstützt. Zum Team gehören neben C. Hennerfeind und B. Mandlmeier auch Kollegen aus der SPS-Programmierung sowie projektweise Mitarbeiter aus anderen Abteilungen und Standorten.

Neue Kundengruppen erschließen
Die Entscheidung für das Erstellen eines EEC-Konstruktionsbaukastens ist auch vor dem Hintergrund einer strategischen Neuausrichtung zu sehen. F. Fehlner: „Mit dem EEC verfügen wir über ein Tool, das kürzere Entwicklungszeit, höhere Qualität und verbesserte Flexibilität verspricht. Mit diesen Argumenten wollen wir neben der Automobilindustrie neue Branchen ansprechen und neue Kunden gewinnen.“ Dabei hat man konkrete Ziele vor Augen. Zum Beispiel gibt es schon innerhalb des Voith-Konzerns interessante Aufgaben zu lösen: Schwesterunternehmen sind zum Beispiel im Papiermaschinenbau und im Turbinenbau tätig. Hier sind ebenfalls umfangreiche Aufgaben der Elektrokonstruktion zu bewältigen.
Ein erstes Projekt für die Modernisierung der kompletten Elektrotechnik einer Papiermaschine hat F. Fehlner bereits akquiriert. Mittelfristig verfolgt man das Ziel, rund 30 % des Umsatzes mit neuen Kundengruppen zu erzielen. Und die Verantwortlichen sind davon überzeugt, dass sie die Kompetenz und auch die Werkzeuge besitzen, um dieses Ziel zu erreichen.

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Autor: Dipl.-Ing. Timm Hauschke ist als Produktmanager bei der Eplan Software & Service GmbH & Co. KG in Monheim am Rhein tätig.