Durchgängiges Engineering für Losgröße Eins

Die Bertram Elektrotechnik GmbH im niedersächsischen Bevern, Spezialist für das Elektro-Engineering von Sondermaschinen und –anlagen, hat ihre ECAD-Werkzeuge zu einem durchgängigen System weiter entwickelt, das inzwischen auch die Fluidtechnik umfasst. Als nächstes soll die mechanische Konstruktion integriert werden. Die Verantwortlichen sind überzeugt: Auch bei Losgröße Eins kann man durch Standardisierung die Effizienz erheblich steigern. Das Aufgabenspektrum der Bertram Elektrotechnik GmbH in Bevern bei Holzminden ist außerordentlich vielfältig. Es reicht vom elektrotechnischen Retrofit älterer Produktionsanlagen über den Bau von Prüfanlagen für Wärmepumpen und die Entwicklung von Fördersystemen für das „kalte Ende“ der Hohlglasproduktion bis zur Integration von Bildverarbeitungssystemen in automatisierte Fertigungsprozesse. Wirtschaftlich projektieren – auch bei Einzelanlagen
So unterschiedlich die Projekte auch sind – eines haben sie gemeinsam: Es handelt sich fast immer um Sondermaschinen und Kleinserien, für die Bertram das Elektro-Engineering und die Schaltschrankfertigung übernimmt. Das Unternehmen stellte sich frühzeitig die Frage, wie man solche Einzelprojekte möglichst effektiv in der Elektrokonstruktion abbildet und das Know-how, das man mit jedem einzelnen Projekt gewinnt, für Folgeaufgaben bestmöglich verwertet. Die Antwort gibt Jendrik Bertram, geschäftsführender Gesellschafter in der dritten Generation: „Zu unserer Strategie gehört es, ein leistungsfähiges ECAD-System einzusetzen und dieses System tief in den Planungs-, Engineering- und Produktions-Workflow einzubinden.“ Einheitliche Datenbasis, CAM-Anbindung an den Schaltschrankbau
Deshalb arbeiten die Elektrokonstrukteure seit vielen Jahren mit EPLAN in der jeweils neuesten Version. Im Jahr 2008 migrierten sie auf die neue Plattform mit EPLAN Electric P8. Dadurch kam man dem Ziel der durchgängigen Planung einen großen Schritt näher. Christoph Zurawka, Leiter CAE-Projektierung: „Während der Migration von EPLAN 5.70 auf P8 haben wir eine einheitliche Datenbasis geschaffen, die alle Bereiche der Elektrokonstruktion umfasst – von der Schaltplanerstellung bis zur Fertigung der Schaltschränke.“ Konkret heißt das: Wenn die Elektrokonstrukteure mit der Planung fertig sind, können sie die vollständige Dokumentation inkl. Montagezeichnungen und vorbereiteter Datensätze an die NC-Automaten in der Fertigung geben, die dann selbsttätig die Blechbearbeitung der Schaltschränke übernimmt. Auch die Drahtkonfektionierung wird mit ECAD-Daten versorgt. Und für die BMK- bzw. Kabelbeschriftung nach kundenspezifischen Standards hat ein Mitarbeiter einen eigenen Konverter geschrieben, der die EPLAN Daten für den Beschriftungsautomaten aufbereitet. Anbindung an das PPS-System verkürzt Fertigungszeit
Die Anbindung an das PPS-System greift ebenfalls auf diese Datenbasis zurück. Damit spart man sich unrationelle Mehrfacheingaben, vereinfacht das Controlling und kann in vielen Fällen auch die Produktionszeit verkürzen. Christoph Zurawka: „Durch die Verknüpfung von ECAD und PPS erkennt der Einkauf sehr frühzeitig Bauteile, die eventuell eine längere Lieferzeit haben, und kann diese Teile sofort bestellen.“ Schaltschrankbau ohne Schaltplan
Die Zeitersparnis, die das durchgängige Konstruieren auf der EPLAN Plattform bietet, setzt sich beim Schaltschrankbau fort. Die Konstrukteure erstellen mit EPLAN Aufbaupläne mit Schaltschranklegenden und Klemmenaufreihplänen sowie Verdrahtungslisten der manuell zu erstellenden Verbindungen für die Kollegen. Somit benötigt man den „eigentlichen“ Schaltplan erst im Prüffeld, und das Personal in der Fertigung muss nicht in den umfangreichen Schaltplänen und Stücklisten nachschlagen, was zu tun ist. Aber auch die Konstrukteure haben es leichter, zumal Bertram die Tools, die EPLAN Electric P8 bietet, an die eigenen Bedürfnisse angepasst hat. Christoph Zurawka: „Wir haben Makros mit Varianten und Platzhalterobjekten erstellt, die z.B. eine sehr schnelle Zuordnung und Veränderung von Profibus DP- und Profisafe-Adressen erlauben. Auch die Ansicht von Tasten- und Bedienfeldern sowie die Stellung von DIP-Schaltern wird in separaten Makros angezeigt, so dass der Kollege im Schaltschrankbau nicht lange nachschlagen oder gar rechnen muss.“ Dabei wurden die Makros so angelegt, dass kundenspezifische Bedürfnisse projektübergreifend verändert werden können. Konstruieren aus dem Baukasten
Seitdem sie auf EPLAN Electric P8 migriert haben, hinterlegen die Konstrukteure auf der EPLAN Plattform geprüfte Baugruppen. Damit schafft man die Voraussetzung für eine standardisierte und modular aufgebaute Konstruktionsweise nach dem Baukastenprinzip, bei der komplette Schaltplanabschnitte einschließlich aller Artikel- und Verdrahtungsinformationen in die jeweilige Konstruktion eingefügt werden. Diese Konstruktionsbasis wird stetig erweitert. Elektro- und Fluid-Konstruktion aus einem Guss
Neben Elektrokonstruktion und Schaltschrankbau setzt Bertram mit EPLAN Fluid auch in der Fluid-Projektierung auf die EPLAN Plattform. Die gemeinsame Datenbasis der Gewerke schafft eine wichtige Voraussetzung für eine durchgängige Konstruktion. So sind die Stücklisten in einem gemeinsamen Projekt hinterlegt, es gibt gemeinsame Aufbaupläne, und dank der Verweise in beide Richtungen werden auch bei nachträglichen Änderungen Inkonsistenzen zwischen Elektro- und Fluidkonstruktion vermieden. Datenaustausch zwischen SPS-Programmierung und ECAD
Die Durchgängigkeit der Konstruktion bezieht auch die SPS-Programmierung mit ein, die Bertram im eigenen Hause erledigt. Die „Softwerker“ bereiten eine standardisierte Excel-Liste vor, die nicht nur die Baugruppenaufteilung in Schaltschränken definiert, sondern auch E/A-, Peripherie- und Busadressen, BMKs und Dip-Schalter-Stellungen enthält. Diese Liste wird in das Programmier-Tool HW Konfig eingelesen und als XML-Datei an EPLAN übergeben. Auf diese Weise lassen sich die SPS-Seiten in die automatische Schaltplangenerierung einbeziehen. Als Konsequenz verwenden die drei Gewerke der Elektrokonstruktion, SPS-Programmierung und Visualisierung identische Texte – das vereinfacht die Übersetzung. Standardisierung spart Zeit und verbessert Qualität
Diese Vereinfachung ist umso wichtiger, je komplexer die Anlagen werden, die Bertram plant und baut. Eine starke Marktposition hat das Unternehmen z.B. bei Drehvorrichtungen für Flaschen, die vor dem Etikettieren oder der Befüllung exakt ausgerichtet werden müssen. Hier kommt es auf das exakte Zusammenspiel von Fördertechnik, Bildverarbeitung und Handhabungstechnik an, und die geforderten Reaktionszeiten sind extrem kurz. Elektrokonstruktion und SPS-Programmierung sind also sehr anspruchsvoll, und es hat sich als höchst effizient erwiesen, bei der Konstruktion auf geprüfte Baugruppen zurückzugreifen. Christoph Zurawka: „Wir sparen dadurch nicht nur Zeit, sondern erhöhen auch die Qualität und vermeiden Fehler. Und da alle Konstrukteure mit den gleichen Daten arbeiten, sind alle Konstruktionen aus einem Guss. Das erleichtert der Fertigung die Arbeit.“ Den Zeitgewinn schätzt der Leiter Elektro-Projektierung auf etwa 30% - durch das Vermeiden von Wiederholaufgaben wird mehr Freiraum für Innovationen geschaffen. Ausblick: Datenverwaltung von MCAD und ECAD mit Autodesk® Vault
Bei der Entwicklung hin zur Standardisierung ist Bertram noch nicht am Ziel angekommen. Mit der Vorbereitung des nächsten Schrittes wurde schon begonnen: Der Autodesk® Vault als zentraler „Datentresor“ für die Konstruktion soll künftig die Produktdatenverwaltung von Elektro-, Fluidkonstruktion und Mechanik übernehmen. Die erweiterte gemeinsame Datenbasis von EPLAN und Autodesk® Inventor wird dann die Effizienz im Entwicklungsprozess noch weiter steigern. Zudem ist der Einsatz von EPLAN Pro Panel geplant – einer neuen Technologie für den Schaltschrankbau, die im Herbst in der Vollversion auf den Markt kommt.