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Eine Projektierungssoftware sollte dem Anwender in allen Phasen des Produktlebenszyklus Unterstützung bieten Bild: Bosch Rexroth
Planungstool

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Montageanlagen einfacher projektieren

Text: Dr. Joachim Brettschneider, Bosch Rexroth
Von den Herstellern mechanischer Komponenten wird heute mehr erwartet als die reine Bereitstellung von CAD-Modellen. Planer und Konstrukteure gilt es mit anwenderfreundlichen Planungs-, Auslegungs- und Berechnungstools zu unterstützen, um die Auswahl der für den Anwendungsfall am besten geeigneten Produkte zu vereinfachen.

Die Planung und Konstruktion von Anlagen für die manuelle oder automatisierte Montage von Produkten erfolgt in vielen, oft wiederholt ausgeführten Schritten: von der Grobplanung des Montageablaufs und des darauf abgestimmten Produktionslayouts bis hin zur detaillierten Ausgestaltung und Konstruktion einzelner Montageplätze und Vorrichtungen. Die Liste der an einem Projekt beteiligten Stellen ist lang: Montage- und Arbeitsplanung, Konstruktion und Betriebsmittelbau sowie der Einkauf auf Kundenseite arbeiten mit Vertriebs- und Planungsabteilungen bei Maschinen- und Anlagenbauern (OEM), Systemintegratoren sowie Herstellern und Lieferanten von Komponenten auf der Anbieterseite zusammen. Die im Projektierungsprozess eingesetzten Werkzeuge und Softwaretools sind vielfältig: Sie reichen von Papier und Bleistift über selbstgestrickte Lösungen auf Basis von Office-Tools, Grafikprogrammen oder CAD-Systemen bis hin zu spezialisierten Simulations- und Berechnungstools.

Um in diesem Umfeld auf breite Akzeptanz zu stoßen, sollte die Projektierungssoftware eines Herstellers die gesamte Prozesskette von der Produktinformation über die Auslegung, Layoutplanung und Konstruktion bis hin zur Bestellung von Produkten und Ersatzteilen unterstützen. Gleichzeitig muss die Lösung über möglichst viele generische Schnittstellen verfügen und jederzeit gestatten, Daten ohne Medienbruch mit den Planungswerkzeugen der Kunden auszutauschen. Für die Projektierung von Montageanlagen hat sich das folgende Portfolio an Softwarewerkzeugen herausgebildet. Dabei unterscheiden sich die Basisanforderungen der Kunden von den darüber hinaus gehenden Funktionen, mit denen sich Hersteller differenzieren, um ihre Kunden von den eigenen Produkten zu überzeugen.

Basis: der elektronische Produktkatalog

Für die Auswahl geeigneter Komponenten werden vielfältige Informationen benötigt. Technische Daten, Bestellinformationen und zugehörige Dokumente wie Katalogabbildungen, Datenblätter, Montageanweisungen, Serviceanleitungen und Ersatzteillisten müssen den Kunden in Form eines elektronischen Produktkatalogs zur Verfügung gestellt werden. Das Herzstück ist die Produktdatenbank, in der alle Informationen den Artikeln des Herstellers zugeordnet und miteinander verknüpft sind. Qualifizierte Suchfunktionen und Filterkriterien helfen dem Anwender, geeignete Bauteile zu finden. Der Produktkatalog bildet damit die zentrale Drehscheibe, von der aus sich der Anwender alle Informationen anzeigen lassen und alle Tools im Kontext des Produkts starten kann.

Pflicht: CAD-Modelle und Konfiguratoren

Konstrukteure erwarten heutzutage von jedem Hersteller, dass für alle Komponenten CAD-Daten in 2D und 3D zur Verfügung stehen. Die CAD-Bibliothek sollte in den Produktkatalog eingebettet sein, so dass CAD-Daten unmittelbar den Produkten zugeordnet sind. Produktkonfiguratoren führen den Anwender bei der Auswahl des Produkts entsprechend der gewünschten Eigenschaften und helfen Fehler aufgrund von inkonsistenten oder unvollständigen Konfigurationen zu vermeiden.Wichtig für den Konstrukteur sind schnelles Auffinden des gewünschten Produkts, schnelle und sichere Variantenkonfiguration und die unmittelbare Übertragung des konfigurierten Modells in das eigene CAD-System.

Kür: Layout planen

Über das übliche Maß hinaus gehen Konfiguratoren, die das Zusammenstellen von Komponenten zu einem System oder einer kompletten Anlage ermöglichen. Während bei der Konfiguration eines Systems die Anzahl der Freiheitsgrade vom Hersteller vorgegeben und damit beherrschbar ist, stellt das Layout einer Montageanlage die Zusammensetzung vieler einzelner Subsysteme und Einzelteile dar. Die mögliche Varianz ist nicht vorhersehbar und unterliegt an vielen Stellen individuellen Designentscheidungen des Planers. Ein ideales Layoutplanungswerkzeug beinhaltet deshalb Konfiguratoren für Komponenten und (Sub-)Systeme und bietet darüber hinaus komfortable Verknüpfungsfunktionen zur einfachen und schnellen Anordnung und Verbindung der Komponenten zu einer kompletten Anlage an.

Von großem Vorteil für den Anwender ist es, wenn Berechnungs- und Simulationsprogramme zum Auslegen von Teilsystemen in die Layoutplanung integriert sind. Ein Beispiel ist das Berechnen der erforderlichen Antriebsleistung eines Fördersystems. Diese kann direkt im Anlagenlayout erfolgen. Der oft aufwändige Datenaustausch oder gar eine erneute manuelle Datenerfassung im Berechnungsprogramm kann entfallen. Ebenso wichtig ist die Möglichkeit, einzelne Subsysteme oder komplette Anlagenlayouts als CAD-Modell zu exportieren.

Einen weiteren Nutzen für den Anwender stellt das automatisierte Erstellen von Stücklisten dar. Das Programm ermittelt alle für den Aufbau der geplanten Anlage erforderlichen Komponenten inklusive aller benötigten Zubehörteile. Die aus der Konfiguration und dem physischen Zusammenbau der Komponenten sich ergebenden Eigenschaften werden vom Programm in Artikelnummern und gegebenenfalls Bestellparametern übersetzt. Schnittstellen in Office-Programmen und ERP-Systemen erlauben die schnelle Übernahme der Bestelldaten in kundenseitige Bestellsysteme und in die Auftrags­erfassungssysteme des Herstellers. Der elektronische Datenaustausch zwischen Kunden und Lieferanten vereinfacht und beschleunigt die Angebots- und Auftragsprozesse.

Höhere Funktionalität

Moderne Projektierungssoftware bietet mehr Funktionalität als ein Produktkatalog mit angeschlossener CAD-Bibliothek. Offene Softwarearchitekturen und ein einheitliches ­Datenmodell ermöglichen dem Hersteller, schrittweise das Portfolio an Projektierungshilfen zu erweitern und unter einer für den Anwender schnell zu erlernenden Oberfläche anzubieten. Die Unterstützung von Standards erlaubt den Datenaustausch mit den Projektierungslösungen des Kunden. Es bleibt dem Kunden überlassen, in welchem Maße er sich auf das Herstellertool einlassen möchte. In jeder Phase des Projektierungsprozesses kann der Kunde auch eigene Anwendungen nutzen. Je mehr zeit- und aufwandsminimierende Funktionen im Herstellertool angeboten werden, desto höher werden die Akzeptanz und damit die Nutzung durch Kunden ausfallen.

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