ECAD Elektrotechnische Maschinenkonstruktion und Anlagenplanung wachsen zusammen

Wenn Reserven brach liegen, dann im Engeneering. Arbeitsabläufe müssen sich vermehrt am Engineering-Aspekt ausrichten. Und: Man will zudem die Daten der Maschinenkonstruktion direkt in der Anlagenplanung verwenden. Ein Engineering-Tool von Aucotec ermöglicht all dies, die Ferag AG nutzt es. Die Folge: eine noch bessere Qualität bei der Elektrokonstruktion.

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Word-Listen haben jetzt ausgedient, zumindest bei der Ferag AG aus Hinwil in der Schweiz. Bei der Konstruktion ihrer großen Projekte mit vielen verschiedenen Maschinen setzten die Schweizerischen Anlagenbauer jahrelang auf diese Art des Planens, zum Beispiel für die Kabelbelegung, und auf ein separates CAD-Werkzeug für die Zeichnungen. Eine sehr verbreitete Arbeitsweise, denn meist fehlen die passenden Werkzeuge für den ECAE-Bereich in der Anlagenplanung. Für die Maschinen-Serienkonstruktion hingegen verwendete Ferag bereits ein modernes ECAE-System. Weil sich aber die Anlagenplanungs-Tools weder untereinander noch mit dem ECAE-Werkzeug koppeln ließen, war umständliches Nachtragen in Listen und Grafiken und damit fehleranfällige Dreifacharbeit an der Tagesordnung. Ein ganz neues Konzept musste her.

Neuer Workflow im Fokus

Ein Ferag-Team aus Anlagen- und Maschinenkonstrukteuren unter Führung des Leiters des Elektro-Anlagenengineering, Reto Lerchner, analysierte die bisherigen Arbeitsweisen und entwickelte einen völlig neuen Workflow samt der daraus resultierenden Vorgaben für das zukünftige Planungswerkzeug. Die zwei wichtigsten Forderungen: Zum einen die datentechnische Kopplung von Maschinen- und Anlagenkonstruktion, um die Maschinendaten direkt in der Anlagenplanung nutzen zu können. Zum anderen sollte sich der Arbeitsablauf viel mehr an Engineering-Aspekten ausrichten und so einen deutlich höheren Automatisierungsgrad erreichen. Das heißt, die Konstrukteure wollten den Fokus beim elektrotechnischen Design sehen und nicht bei der manuellen Erstellung der meist aufwändigen grafischen Dokumentation. Die sollte soweit wie möglich automatisiert entstehen und bei Änderungen ebenso automatisch aktualisiert werden.

Als weltweit tätiges Unternehmen auf dem Gebiet der Druckweiterverarbeitung von Zeitungen, Zeitschriften und Illustrationsdrucksachen plant und realisiert die Ferag AG komplexe Gesamtlösungen auf Engineering-Ebene und liefert und installiert ganze Systeme sowie Einzelkomponenten. Das Stammhaus steht in Hinwil bei Zürich, wo rund 750 Mitarbeiter beschäftigt sind. Außerdem gehört die Ferag Verfahrenstechnik GmbH in Leipzig dazu. Weltweit sind für Ferag über 18 Verkaufs- und Vertriebsgesellschaften tätig, die in der WRH Marketing AG zusammengeschlossen sind.

Die Entscheidung

Nach langer und intensiver Prüfung der verfügbaren ECAE-Systeme entschied sich Ferag 2006 für Engineering Base (EB) der Aucotec AG, Hannover, als passendes Tool zum neuen Workflow-Konzept. Als Maschinenkonstruktions-Tool nutzte Ferag ebenfalls eine Software von dem Hannoverschen Systemanbieter, der auf über 20 Jahre Erfahrung zurückgreifen kann. Ein wesentlicher Grund für die Ferag-Entscheidung ist schon im Produktnamen erkennbar: das Engineering steht im Vordergrund. Dazu bietet das System ein Datenmodell, in dem sich komplette Maschinen und Anlagen abbilden und bearbeiten lassen, und zwar sowohl grafisch als auch in Listen und dem Explorer. Zeichnungen sind als Datenbasis nicht mehr zwingend nötig, sondern lediglich ein Ergebnis der Konstruktion, das zum Teil einfach automatisch entsteht.

Flexible Anpassung

Wegen seines offenen und erweiterbaren Modells lässt sich EB an jeden gewünschten Workflow anpassen. Im Gegensatz zu Tools mit fixen Strukturen und Funktionen ist eine weitaus höhere Effizienz des Elektroengineerings erreichbar. Diesen entscheidenden Faktor erkannte man bei Ferag, denn ein Großteil der Kosten und somit auch des Einsparungspotenzials liegt in den Durchlaufzeiten und der Qualität der Elektrokonstruktion. Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Entscheidung für EB war, dass man Maschinen-Bestandsdaten des Aucotec-Tools Elcad vom neuen System übernehmen konnte. Die zeitgemäße 3-Schichten-Architektur von EB sowie die genutzten Standardkomponenten Microsoft SQL-Server und Visio waren weitere Pluspunkte für dieses System.

Um EB in die Anlagenplanung einzuführen setzten beide Unternehmen ein gemeinsames Projekt zwischen Ferag, Aucotec und dem Schweizer Aucotec-Partner rotring data auf. „Diese Zusammenarbeit verlief − und verläuft bis heute, denn es gibt noch Einiges zu tun − äußerst kreativ und produktiv“, lobt Projektleiter Reto Lerchner. Die Anpassungen und Erweiterungen, die im Rahmen dieser Zusammenarbeit entstanden, sind zu einem erheblichen Teil auch für weitere EB-Anwender anderer Branchen von Nutzen. „Ferag spielt hier eine echte Vorreiterrolle, in der das Unternehmen aber auch seine Visionen umsetzen konnte“, berichtet Aucotecs Entwicklungsleiter Uwe Vogt.

Externe Komponenten einbinden

Das Einbinden externer Package Units in die Anlagenplanung war dabei einer der wichtigsten Wünsche der Schweizer. „Diese Vorgabe war eine große Herausforderung für das Team“, meint Lerchner, „doch ihre Umsetzung in eine gut handlebare Funktionalität sehe ich als einen Meilenstein in der Entwicklung des ECAE“, fährt er fort. Denn die Integration externer Komponenten führe zu deutlich mehr Durchgängigkeit, Planungskomfort, Zeitersparnis und auch mehr Qualität in der Planung und Dokumentation von Maschinen und Anlagen, so Lerchner weiter.

Eine Package Unit besteht entweder aus vorgefertigten Anlagenteilen oder aus in sich abgeschlossenen Maschinen. Package Units lassen sich in Engineering Base separat verwalten und versionieren, kommunizieren aber über intelligente Adapter mit der Gesamtanlage. Eine Gesamtanlage kann sich aus dem Anlagenprojekt und parallel dazu aus beliebigen Maschinenprojekten zusammensetzen. Nur das besondere EB-Datenbankkonzept ermöglicht diese Art der parallelen Projekthaltung.

Das Einbinden einer Maschine in eine Anlage erfolgt einfach per Drag & Drop des sogenannten Interfaces vom Maschinen- in das Anlagenprojekt. Eine Maschine kann mehrere Interfaces haben, zum Beispiel zur Verschaltung in einem Bussystem oder zum Anschluss an die Energieversorgung. Das Interface selbst besteht aus der Summe der beteiligten Komponenten (Klemmen, Stecker usw.) sowie einer Grafik. Die ist zur Darstellung der Maschine bzw. ihrer Verschaltung innerhalb der Anlage notwendig.

Kabelassistenten unterstützen

Die Verschaltung der Maschinen − bzw. ihrer Interfaces − ist ein wesentlicher Schritt in der Anlagenplanung. Assistenten unterstützen in EB das Auflegen von Kabeln und Einstecken von Steckverbindern. Die Definition der erforderlichen Systemkabel ist mit dem in der Praxis schon bewährten EB-Kabelassistenten schnell und einfach erledigt. Die grafische Darstellung der Verschaltungen generiert EB vollautomatisch. Diese „Kabelkämme“ mussten bisher von Hand gezeichnet und bei Änderungen der Verschaltung wieder von Hand angepasst werden.

Die Arbeit mit den alphanumerischen Assistenten geht dagegen erheblich schneller. Reto Lerchner bestätigt: „Wir profitieren nicht nur von der großen Zeitersparnis durch diese Arbeitsweise, sondern vor allem von der erhöhten Qualität der Anlagenkonstruktion und Dokumentation.“ Und Vogt ergänzt: „Da die Darstellung in den Zeichnungen und Listen stets den einmal im Modell hinterlegten Daten folgt, kann es nicht mehr − wie früher − zu Diskrepanzen kommen.“ Bereits während der Datenerstellung und noch einmal am Ende überprüfen EBs Qualitätssicherungsroutinen das Datenmodell auf Fehler.

Einblick und Überblick

Möchte ein Anwender aus dem Anlagenprojekt heraus Detaildarstellungen im Maschinenprojekt sehen, kann er in EB eine praktische Navigationsfunktion nutzen, die auch im Viewing-Tool zur Verfügung steht. „Ein Link zwischen dem Maschineninterface innerhalb der Anlage und dem vollständigen Maschinenprojekt in der entsprechenden Version ermöglicht solche Einblicke“, erklärt Vogt. Oft ergeben sich noch während der Anlagenkonstruktion Änderungen in einzelnen Maschinen, die im Anlagenprojekt nachgepflegt werden müssen. „Ein komfortables Änderungs-Management der Package Units brauchten wir daher natürlich auch“, erzählt Projektleiter Lerchner. Grundlage dafür ist die alphanumerische Revisionsverwaltung von EB. Diese Funktion ermittelt alle interfacerelevanten Unterschiede nach einer Maschinenmodifikation. Die erfassten Unterschiede bilden die Grundlage für das Update der Maschineninterfaces in den Anlageprojekten. Da in EB eine Anlage als komplettes Datenmodell vorliegt, aktualisieren sich die Daten immer automatisch in allen Ansichten: in der Tabellenbearbeitung, den grafischen Darstellungen und dem Objektbaum.

Nächster Schritt: die Migration

Nachdem man im letzten Jahr die ersten Ferag-Anlagen mit Engineering Base plante, will man bald die Maschinenkonstruktion von Elcad auf EB umstellen. Dazu werden die Elcad-Bestandsdaten in EB integriert. Ein Teil der Integration von Elcad-Maschinendaten in die Anlagenplanung mit EB ist bereits geschafft. Allerdings lag der Schwerpunkt hier zunächst bei den alphanumerischen Daten, da Zeichnungen (Stromlaufpläne usw.) in der Anlagenplanung nicht benötigt werden.

„Die Einführung von EB in Ferags Anlagenkonstruktion hat länger gedauert, als anfänglich geschätzt. In der Praxis stellen sich oft einige Punkte anders dar als vorher in der Theorie“, erzählt Uwe Vogt. Während der sehr flexiblen Zusammenarbeit zwischen Ferag und Aucotec ergab sich, dass einige Punkte des ursprünglichen Konzepts verändert oder gar nicht realisiert wurden, andere Lösungen dagegen, die heute im produktiven Einsatz eine entscheidende Rolle spielen, ganz neu hinzukamen.

„Unser Ziel ist immer das Optimum, keine 80%-Kompromisse. Und nur durch die Flexibilität im Projekt konnte eine wirklich praxisgerechte Lösung entstehen, die exakt zu unseren Anforderungen passt“, sagt Reto Lerchner. „Bisher war unsere Arbeitsweise durch die begrenzten Möglichkeiten der eingesetzten Tools bestimmt. Wir sehen in dem neuen, durchgängigeren Engineering-Verfahren die Zukunft, denn, wie gesagt, nicht die Projektlaufzeit der System-Einführung, sondern Durchlaufzeit und Qualität der Elektrokonstruktion bieten das entscheidende Einsparungs-Potenzial. Ich denke, dass sich der Aufwand dafür mehr als lohnt.“

Standpunkt

Reto Lercher, Projektleiter Ferag AG:

„Zum einen haben uns bei der Entscheidung für das neue Tool natürlich die guten Erfahrungen mit ELCAD aus dem Hause Aucotec der vergangenen Jahre beeinflusst. Aber wir haben uns dennoch sehr gründlich auf dem ECAE-Markt umgeschaut. Letztendlich den Ausschlag gegeben haben folgende Punkte: Die Anpassungsfähigkeit von Engineering Base ist durch das offene Datenmodell enorm. Selbst hinsichtlich künftiger, zum Teil noch unbekannter Anforderungen sind auch langfristig keine Grenzen des Tools erkennbar. Und die sehr konstruktive Zusammenarbeit mit Aucotec als zuverlässigem Partner ist für uns natürlich auch ein wichtiger Pluspunkt.“

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