Konfigurieren ist 'das' Schlagwort, wenn es um Effizienz in Planung und Konstruktion von Maschinen und Anlagen geht. Die rasant wachsende Komplexität in diesen Bereichen verlangt intelligente Methoden, die gleichzeitig möglichst leicht zu handhaben sein sollten. Software-Entwickler Aucotec hat ein Werkzeug geschaffen, dass das Einsparpotenzial des Konfigurierens mit einfachem und übersichtlichem Varianten- und Optionen-Handling optimiert. So lassen sich Standards setzen, die gleichzeitig eine außerordentliche Flexibilität erlauben und dennoch den Überblick erleichtern.
Bild: Aucotec AG
Im Maschinen- und Anlagenbau ist es noch weit verbreitet, einfach ein altes Gesamtprojekt zu kopieren und es den individuellen Kundenwünschen anzupassen. Doch damit nimmt man oft die Fehler, die bei Inbetriebnahme behoben wurden, wieder mit. Die Dokumentation schon ausgelieferter Projekte wird häufig nur lückenhaft überarbeitet. Verbesserungen gehen so verloren. Geprüfte Standardbausteine dagegen, zusammen mit einem Optionen- und Variantenmanagement, können Prokjektdurchlaufzeiten erheblich verkürzen und gleichzeitig die Qualität der Anlagen erhöhen. Darüber hinaus sichern vorgefertigte Bausteine wichtiges Know-how, das sonst nur in den Köpfen des Fachpersonals steckt. So ist es möglich, dass man selbst ohne elektrotechnisches Detailwissen Anlagen konfigurieren kann – auch von außen mit externen Konfiguratoren oder zum Beispiel aus einem ERP-System. Die Idee des Konfigurierens ist also grundsätzlich ein entscheidender Schritt Richtung mehr Effizienz, denn fertige Bausteine zu einem neuen Ganzen zusammenzufügen, spart erst einmal Arbeit und Zeit. Die einzelnen Komponenten werden nur ein Mal, in der Regel von der Entwicklung, projektiert und dann für zigfache Wiederverwendung im ‚Baukasten‘ des Engineeringsystems gehalten. Änderungen müssen nur einmalig eingegeben werden, der nächste User erhält sicher den neuesten Stand. So bleibt der Konstruktionsabteilung mehr Kapazität für die zügige Abwicklung realer Projekte. Vorher ist es allerdings sehr wichtig, sich Gedanken zu machen, wie so ein Baustein aussehen und auf welcher Detaillierungsstufe er stehen soll, das heißt wie weit die ‚Granulierung‘ der Vorlagen geht. Je kleinteiliger ein Baustein ist, desto mehr werden es und desto schwieriger werden Pflege und Überblick. Bei umfangreicheren Bausteinen fehlt es oft an der nötigen Flexibilität und sie müssen unter Umständen vor dem Einsatz immer wieder angepasst werden.
Die Planung großer Anlagen ist eine enorme Herausforderung. Tausende Geräte stehen miteinander in Verbindung und sollen definierte Anforderungen in reale Anlagenleistung umsetzen. Der Systementwickler Aucotec nutz diese Vorgaben als Strukturierungshilfe. Seine datenbankbasierte Softwareplattform Engineering Base (EB) setzt auf die funktionale Sicht, bei der Anforderungen wie Greifen, Transportieren oder Heizen zu funktionalen Bausteinen zusammengefasst werden. Das kann zum Beispiel ein Greifer samt Steuerung, Mechanik, Hydraulik und Software-Programmierung sein, ein Baustein kann aber auch kleinere Einheiten, zum Beispiel Teilschaltungen, repräsentieren. Eine Pumpe oder SPS hat natürlich auch eine Funktion, doch ist sie nicht als ordnender Faktor geeignet. Richtig verstanden, erleichtert die funktionale Sicht es enorm, die Anforderungen an die Anlage zügig und auftragsgerecht umzusetzen. Mit den vorgefertigten Bausteinen ist die Anlagenstruktur übersichtlich aufbaubar. Funktionen gruppieren Bauteile übergreifend. Sie sind real bestellbar und vom Vertrieb über das Management, die Bearbeiter bis hin zum Kunden einfach und unmissverständlich nachvollziehbar. Damit sprechen Auftraggeber und -nehmer von Anfang an dieselbe Sprache beim Auftragsgegenstand. Das spart viel Zeit, reduziert Missverständnisse und verringert den Korrekturaufwand.
Änderungsaufwand minimiert
Mit der Funktionsorientierung, bei der die Bausteine nicht aus einzelnen Geräten bestehen, ist die Konfiguration weg von der Blattebene einen Level höher angesiedelt. In Engineering Base wird eine Funktion in einer qualitätsgeprüften Vorlage dokumentiert. Dieses Typical enthält die zugehörigen Blätter, Geräte, Kabel und Drähte und wird in ihrem funktionalen Zusammenhang ‚am Stück‘ gehandhabt. Das minimiert die Typical-Anzahl erheblich und erspart das Zusammenkopieren eines Projektes aus Tausenden von unabhängigen Einzelblättern, die gar nicht kontinuierlich pflegbar sind. Zudem sind die im Entstehungsprozess unvermeidlichen Änderungen jederzeit einbaubar, ohne bereits fertige Anpassungen wieder zunichte zu machen. Bei nachträglichen Änderungen muss nicht mehr das gesamte Projekt neu generiert oder ab dem Änderungswunsch der Rest per Hand erstellt werden. Voraussetzung: Eine Single Source of Truth, also ein im System hinterlegtes Datenmodell sämtlicher erarbeiteten Informationen, in dem allen Beteiligten jederzeit die aktuellen Anlagendaten und Typicals zur Verfügung stehen.
Varianten- und Optionenberge meistern
Um wirklich effizient – nicht zu grob und nicht zu kleinteilig – konfigurieren zu können, ist ein komfortables Varianten- und Optionen-Management unerlässlich. Optionen, also mögliche Erweiterungen eines Standardbausteines, lassen sich mit dem Advanced Typical Manager separat als Teilschaltungen in der Lösung hinterlegen. Zum Beispiel eine Rückwärtsschaltung für ein Transportband oder ein Frequenzumrichter für variable Geschwindigkeit. Die ansonsten notwendigen Blattvarianten mit allen möglichen Optionskombinationen für einen Motor sind damit passé. Bei Änderungen tauscht man nur noch die optionale Teilschaltung, anstatt in Varianten und Optionen ‚zu ertrinken‘.
Separate Vorlagen in der Datenbank
Varianten sind die machbaren Kombinationen von Optionen. Sie lassen sich als separate Vorlagen in der Engineering Base-Datenbank hinterlegen. Damit vermeidet man das häufig noch übliche, aber wenig praktikable Definieren komplizierter Regelwerke, welche Kombinationen möglich oder erlaubt sind. Im Automobilbau beispielsweise macht es keinen Sinn, für die Variante Cabrio die Option Schiebedach vorzuhalten. Anstatt so etwas wortreich zu erklären und auf Einhaltung der Regeln zu hoffen, gibt es solche Varianten einfach nicht in der Lösung. Varianten können sich auch aus unterschiedlichen Dimensionierungen oder Herstellern ergeben und liegen ebenfalls als qualitätsgeprüfte Bausteine im System. Im Advanced Typical Manager sind alle Logiken in den jeweiligen Typicals mit gespeichert.
Dokumentation auf Knopfdruck
Den Anlagenbauern steht es frei, ihre Vorgehensweise selbst zu wählen, denn das Modul erlaubt sowohl das Erstellen eines grundlegenden Maximal-Projektes nach dem 150-Prozent-Prinzip als auch den additiven Ansatz, bei dem eine Anlage prinzipiell unbegrenzt ist und nach und nach erweiter- und detaillierbar ist. 150 Prozent machen zum Beispiel bei einer umfänglich klar definierten Serienmaschine Sinn. Typisch für die additive Vorgehensweise wäre etwa eine Anlage mit Förderbändern, die nahezu beliebig ausbaubar ist. Selbst Kombinationen beider Ansätze, wenn beispielsweise mehrere Reihen von Serienmaschinen mit einem Baustein ergänzt werden, den sie sich übergreifend teilen, sind mit diesem datenbankbasierten Engineeringsystem und seinem Typical Manager möglich. Auch die Art und Strukturierungsebene der Typicals ist, je nach Komplexität des Projektes, frei wählbar. Ob Heizen oder Messen, der Unterschied besteht nur in der Komplexität, die Lösung lässt dem Anwender freie Hand. Welche Vorgehensweise auch immer zum Tragen kommt, der Manager reduziert die Typical-Anzahl erheblich. Anwender, die die Lösung einsetzen, sprechen von mindestens einem Drittel. Kontrollaufwände und Fehler sind damit ebenfalls minimiert, die Dokumentenqualität verbessert sich. Wenn alle bestellbaren Funktionen vorkonfiguriert in der Datenbank liegen, wird der Advanced Typical Manager noch eine weitere Konfigurationsebene bieten: Basierend auf den vom Kunden geforderten Funktionen, die optimal nachvollziehbar sind, ermöglicht er die Dokumentation der gesamten Anlage quasi auf Knopfdruck – auch ohne elektrotechnische Detailkenntnisse.
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