Engineering Automation am Beispiel von Ventilatoren

Wie erreicht man auch bei hochkomplexen Produkten Engineering Automation? Dafür betrachten wir einmal das Beispiel Industrieventilatoren: Die Anwendungen sind vielfältig, ebenso wie die Einbausituationen. Daraus ergeben sich unzählige Variationsmöglichkeiten; Serienfertigung ist hier undenkbar. Trotzdem kann Engineering & Design Automation gelingen.

Hochkomplexe Produkte

Das Grundprinzip ist eigentlich denkbar einfach: Luft oder andere Gase müssen von einem Ort zum anderen bewegt werden. Die Anwendungsgebiete und insbesondere die Detail-Anforderungen und Einbausituationen sind jedoch überaus vielfältig. Daraus ergeben sich unzählige Variationsmöglichkeiten und ein immenser Konstruktionsaufwand, der mit der Variantensoftware customX automatisiert werden kann.

Hochleistungs-Industrieventilatoren werden für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche benötigt wie z.B. Kraftwerke, die Stahlindustrie oder die chemische Industrie. Die Variantenvielfalt ist dementsprechend groß – daher bringt der Einsatz eines Produktkonfigurators für die Auswahl der Ventilatoren, der vom eigenen Vertrieb, aber auch von Vertriebspartnern weltweit rund um die Uhr genutzt werden kann, zahlreiche Vorteile. Im Industriebereich, in dem nahezu jeder Ventilator anders ist, sind jedoch zusätzlich umfangreiche Berechnungen notwendig. Für die Auslegung der Ventilatoren benötigt man daher ein Tool, das eine automatische Zeichnungsgenerierung mit der mechanischen Berechnung vereint.

Projektgeschäft

Wie kann also ein typisches Projekt ablaufen? Jedes Projekt beginnt natürlich mit den Anforderungen des Kunden – er nennt das benötigte Volumen und die zu erreichende Druckerhöhung sowie weitere Randbedingungen wie Gastemperatur, Staubbelastung und Einsatzort. Diese Anforderungen können grundsätzlich zahlreiche Maschinen erfüllen – aufgrund der Komplexität kann jedoch die ideale Maschine nicht vorab berechnet werden bzw. nur mit einem enormen personellen und zeitlichen Aufwand. Die Daten werden also aufgenommen, meist vom Vertrieb, der sich im Gespräch mit dem Kunden befindet, und anschließend in den Produktkonfigurator eingegeben, wo die aerodynamische Auslegung erfolgt, in der Kombinationen von Laufrad und Gehäuse bestimmt werden, die die Kundenanforderungen laut vorhandener Kennlinien erfüllen können.

Aus diesen möglichen Maschinen wählt nun der Vertrieb einige Vorzugskonfigurationen aus.

Engineering Automation

Alle bisherigen Prozesse können mit den meisten gängigen Produktkonfiguratoren ablaufen. Damit endet allerdings häufig die Leistung, denn nun folgen komplexe Auswahlverfahren und Berechnungen. Dafür setzt der Hersteller dann customX ein, das entweder schon vom ersten Schritt an genutzt werden kann oder aber unter der Oberfläche eines bereits eingeführten Konfigurators im Hintergrund läuft, sodass sich niemand an eine neue Oberfläche gewöhnen muss.

customX erhält nun etwa 120 Variablen, die durch die Vorauswahl und die vom Vertrieb erfassten Daten festgelegt sind. Daraufhin bestimmt customX sämtliche Komponenten der optimalen Maschine. Dabei variiert customX automatisch Entwurfsgrößen wie Werkstoffe, Schaufeln, Nabenscheibe, Deckscheibe und Blechdicken, bis ein Ventilator entsteht, der entsprechend der automatisch folgenden Prüfrechnung die Anforderungen erfüllt. Am Ende stehen Form und Dimension, die Werkstoffe der Maschine sowie eine erste Grobkalkulation fest. Ist diese zu teuer, wird der Prozess mit einer anderen der vorausgewählten Maschinen neu gestartet. In wenigen Minuten kann so der komplette Ventilator mit allen Komponenten konstruiert werden, und das komplett automatisch.

Unterlagen erstellen

Dann ist nur noch ein Knopfdruck nötig – und schon werden Fertigungszeichnungen der rotierenden Bauteile, Stücklisten, Berechnungsprotokolle für Laufrad und Lagerung, kritische Drehzahlen etc. automatisch ausgegeben und an die zuständigen Stellen weitergeleitet.

Integration in die Systemlandschaft

customX kann dabei komplett im Hintergrund laufen. Für alle Unternehmen, die bereits mit einem Konfigurator im Vertrieb arbeiten, ist dies eine optimale Lösung, doch noch die komplette Variantenkonstruktion zu automatisieren, ohne Vertriebsmitarbeiter noch einmal in einem neuen Tool zu schulen. Es kann ohne eigene Oberfläche betrieben werden und verfügt gleichzeitig über Schnittstellen zum ERP-System und zu den zahlreichen Berechnungsprogrammen, die bei solch komplexen Maschinen unabdingbar sind. Engineering Automation wird auf diese Weise ohne Individualprogrammierung außerhalb der Berechnungsprogramme erreicht, die teuer, pflegeaufwendig, zeitintensiv und vor allem meist abhängig von externen Experten wäre. In customX dagegen werden die zahlreichen Konstruktionsregeln einfach im Regelwerk erfasst – und das in einer Sprache, die Excel sehr ähnlich ist und die jeder Konstrukteur sehr leicht in wenigen Tagen erlernen kann.

Prozessautomatisierung

Der entscheidende Vorteil durch die Einführung von customX besteht in einer umfassenden Prozessverbesserung, in diesem Fall insbesondere der internen Konstruktions- und Abwicklungsprozesse. Sehr deutlich spürt man auch auf der Vertriebsseite die qualitative Verbesserung der Unterlagen – diese sind viel genauer und beinhalten deutlich mehr Informationen. Schon in dieser frühen Phase stehen ein sehr gutes Maßbild und später absolut korrekte Zeichnungen zur Verfügung. Damit ist die Automatisierung der Variantenkonstruktion auch in einem solch komplexen Umfeld erreicht.