Auf direktem Weg zu neuen Sondermaschinen

| Autor / Redakteur: Michael Wendenburg, www.wendenburg.net / Luca Meister

Konstruiert werden die kundenspezifischen Maschinen mit der Direktmodellierungs-Software «PTC Creo Elements/Direct». Sie bietet den Vorteil, dass man bestehende Bauteile und Baugruppen sehr flexibel ändern kann. (Bild: Jonas & Redmann)
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Konstruiert werden die kundenspezifischen Maschinen mit der Direktmodellierungs-Software «PTC Creo Elements/Direct». Sie bietet den Vorteil, dass man bestehende Bauteile und Baugruppen sehr flexibel ändern kann. (Bild: Jonas & Redmann)

>> Die Photovoltaik ist eine relativ junge Branche, in der sich die Produktionsprozesse ständig ändern. Entsprechend schnell und flexibel muss die Firma Jonas & Redmann, die Automatisierungslösungen für die Herstellung von Solarzellen anbieten, auf neue Kundenanforderungen reagieren. Der Einsatz der PTC-Lösung Creo Elements/Direct in Verbindung mit Model Manager und ERP-Anbindung erleichtert die Wiederverwendung vorhandener Konstruktionen bei neuen Kundenprojekten.

Die Jonas-&-Redmann-Gruppe, 1989 als Zweimannbetrieb gegründet, entwickelte anfänglich vor allem Sondermaschinen für Kunden in der Bekleidungsindustrie und Medizintechnik. Das Unternehmen verfolgte von Anfang an das Ziel, die gesamte Wertschöpfungskette abzudecken, das heisst, die Maschinen auch selber zu produzieren.

Der Durchbruch kam 1999 mit dem Einstieg in die Photovoltaik, die heute das stärkste Standbein darstellt. Seitdem ist die Mitarbeiterzahl von 20 auf 720 angestiegen und das Umsatzvolumen auf über 100 Millionen Euro geklettert. Das Geschäftsfeld ist dank des Booms der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren stürmisch gewachsen und liefert heute Automatisierungslösungen für den gesamten Herstellungsprozess kristalliner Silizium-Solarzellen, von der Inspektion der Waver über das Be- und Entladen der verschiedenen Prozessmaschinen bis zur Zellklassifizierung am Ende der Prozesskette. Vervollständigt wird das Produktspektrum durch intelligente Transport- und Lagersysteme. Eingesetzt werden Jonas-&-Redmann-Produkte als Einzelplatz- oder Systemlösungen bei allen führenden Solarzellen-Herstellern der Welt.

Lieferzeiten annähernd halbiert

Der Photovoltaik-Markt ist sehr schnelllebig, was zur Folge hat, dass die Produkte extrem kurze Lebenszyklen haben. Die Maschinen müssen kontinuierlich verändert werden, um sie an die Anforderungen der eingesetzten Prozessanlagen, aber auch an die Weiterentwicklung der Prozesstechnik anzupassen. «Obwohl wir versuchen, unsere Produkte durch ein Baukastensystem zu standardisieren, ist unser Engineering-Anteil sehr hoch», sagt Jonas.

Jonas & Redmann ist es gelungen, die Lieferzeiten in den letzten fünf Jahren von durchschnittlich acht auf viereinhalb Monate zu verkürzen. Oft haben die Konstrukteure nur drei bis vier Wochen Zeit, um ausgehend von den bestehenden Maschinen eine kundenspezifische Lösung zu entwickeln, wie Konstruktionsleiter Lars Venhues erläutert: «Wenn man mit vielen Konstrukteuren aus einer Vielzahl bestehender Bauteile neue erschaffen muss, kann man keine Rücksicht darauf nehmen, wie sie ursprünglich mal aufgebaut wurden. Aus diesem Grunde setzen wir die historienfreie Modellierung ein. Der Vorteil unseres 3D-Systems ist, dass wir unsere CAD-Modelle damit völlig frei verändern und flexibler arbeiten können.»

Die Mitarbeiter in der Konstruktionsabteilung – mittlerweile über 40 Konstrukteure und technische Zeichner – nutzen seit neun Jahren die PTC-Lösung «Creo Elements/Direct» (ehemals «Co-Create Modeling»), mit der man seine 3D-Modelle ohne Konstruktionshistorie erzeugt: «Wir haben kaum Teilefamilien, bei denen sich die Parametrisierung lohnen würde», sagt Jonas. Der konsequente 3D-Einsatz hat massgeblich dazu beigetragen, dass das Unternehmen den Zeitaufwand für Änderungskonstruktionen spürbar reduzieren konnte.

Standortübergreifende Datennutzung

Vom 3D-Einsatz profitiert aber nicht nur die Konstruktion, sondern das gesamte Unternehmen. Abgesehen von der Personalabteilung und dem Controlling greifen alle Abteilungen über die CAD-Datenverwaltung Creo Elements/Direct Model Manager auf die 3D-Modelle zu – der Vertrieb bei der Angebotserstellung, die Elektrokonstruktion, die CNC-Programmierung, die Mitarbeiter in der Montage, die technische Dokumentation, die ihre Ersatzteillisten mit Explosionsdarstellungen der 3D-Modelle illustriert und die Techniker, die sich um Inbetriebnahme und Service der Anlagen kümmern: «Ein grosser Nutzeneffekt bei den ständig wechselnden Maschinen ist, dass wir keine Montage-Zeichnungen mehr erstellen müssen. Die Mitarbeiter in der Montage können die 3D-Modelle mit einer Viewing-Lizenz des CAD-Systems gleich im nativen Format visualisieren und bei Bedarf Masse abgreifen oder Schnitte legen», sagt Venhues. «Das hat zudem den Vorteil, dass wir Änderungen sehr schnell an die Montage kommunizieren können.»

Unterstützt wird das Daten-Sharing seit kurzem durch ein standortübergreifendes CAD-Datenmanagement auf Basis von Creo Elements/Direct Model Manager: Während die Metadaten zentral in Berlin liegen, werden die CAD-Modelle und Zeichnungen lokal verwaltet, was die Zugriffszeiten verkürzt. Im Prinzip handelt es sich aber um eine einzige, gespiegelte Datenbank, die über zwei Server verwaltet wird, so dass beide Standorte auf dieselben Daten zugreifen und freigegebene Konstruktionen gemeinsam verwenden können.

Wiederverwendung von Baugruppen

Wenn Teile geändert werden sollen, legen die Konstrukteure entweder neue Artikel an oder versionieren die bestehenden Dateien in Absprache mit den Kollegen, die diese Teile erzeugt oder verbaut haben. Im neuen ERP-System soll künftig ein elektronischer Änderungs-Workflow eingerichtet werden, um den Abstimmungsprozess zu vereinfachen, wie Jonas sagt. In Vorbereitung der ERP-Einführung hat man ausserdem damit begonnen, im Model Manager verschiedene Stati zu hinterlegen, um Materialstammdaten und Produktstrukturen statusgestützt mit dem ERP-System abgleichen zu können.

Das Thema Teilewiederverwendung spielt für den Sondermaschinenbauer eine wichtige Rolle – immerhin umfasst die Datenbank mittlerweile 100 000 Teile, darunter natürlich auch Zukaufteile und Altkonstruktionen, die nicht mehr aktiv sind. Um den Wiederverwendungsgrad zu erhöhen und die Durchlaufzeiten zu verkürzen, hat die Konstruktion vor zwei Jahren angefangen, bestimmte Baugruppen so weit zu standardisieren, dass sie ohne oder mit möglichst wenigen Änderungen in unterschiedlichen Maschinen eingesetzt werden können. Gleichzeitig hat man die Arbeitsweise dahingehend geändert, dass der einzelne Konstrukteur bei grösseren Projekten nicht nur für eine komplette Maschine, sondern für bestimmte Stationen verantwortlich ist, die in allen Maschinen des Projekts eingesetzt werden. Diese Form der Teamarbeit wäre ohne Model Manager gar nicht möglich.

Kommerzielles ERP-System

Implementiert wurde die CAD-Datenverwaltung von der Firma Inneo. Die Mitarbeiter des D-Ellwanger Systemhauses konfigurierten die Anwendung entsprechend den Kundenanforderungen, unterstützen die Anwender bei der Übernahme der bestehenden 3D-Modelle in die Datenbank und stehen ihnen bei Support-Anfragen zur Verfügung. Darüber hinaus analysierte Inneo im Rahmen eines Optimierungsprojektes die bestehenden Abläufe in der Produktentwicklung und anderen Bereichen und schlug die Kopplung der CAD-Datenverwaltung an das neue ERP-System vor.

Um das inzwischen erreichte Auftragsvolumen effizienter abwickeln zu können, ersetzt man diese Anwendung zurzeit durch ein kommerzielles ERP-System, das die gesamte Wertschöpfungskette vom Auftragseingang bis zum Service unterstützen soll. Die Anbindung an die CAD-Datenverwaltung wird mit Hilfe der Schnittstellen-Lösung «iFactory» realisiert.

Entlastung von nicht-konstruktiven Tätigkeiten

Die Planung für die Model-Manager-Integration sieht vor, beim Einchecken eines neuen Bauteils in die CAD-Datenbank einen neuen Artikel im ERP-System anzulegen, bereits in Model Manager definierte Stammdaten wie Benennung, Werkstoffe, Oberflächen usw. an das ERP-System zu übergeben und im Gegenzug die ursprüngliche Bauteilnummer mit der Artikelnummer des ERP-Systems zu überschreiben. Weiterhin soll über die Schnittstelle die in der Konstruktion definierte Produktstruktur als eine Art Basis-Stückliste übergeben werden, um sie im ERP-System zu vervollständigen und zu pflegen.

Stefan Jonas verspricht sich von der Einführung der ERP-Lösung und der Model-Manager-Anbindung eine spürbare Reduzierung des Aufwands für die manuelle Eingabe und Pflege der Bestelllisten und eine Entlastung der Konstrukteure von nicht-konstruktiven Tätigkeiten. <<

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