MENSCHEN & UNTERNEHMEN
MENSCHEN & UNTERNEHMEN AUS DER FACHGRUPPE SE Produkt- und Produktionssystem im Wechselspiel planen – Systems Engineering unterstützt Bild: Fachgruppe SE Integrative Produkt- und Produktionssystemplanung Im Wechselspiel modelliert Insbesondere im Kontext Industrie 4.0 handelt es sich bei Produktionsanlagen um intelligente mechatronische Systeme. An der Entwicklung der komplexen Anlagen sind verschiedene Disziplinen, wie etwa Konstruktion, Elektrotechnik und Regelungstechnik beteiligt. Die Fachgruppe Systems Engi - neering des Spitzenclusters it’s OWL diskutierte bei ihrem Treffen am 29. Juni 2016 bei der Karl E. Brinkmann GmbH deshalb die Bedeutung einer integrativen Produkt- und Produktionssystemplanung. Vor allem der Softwareanteil der Anlagen steigt durch die Industrie 4.0 enorm. Die Entwicklung von Produktionssystemen steht somit vor ähnlichen Herausforderungen wie die Produktentwicklung selbst. Systems Engineering ist auch hier ein geeigneter Ansatz, um die unterschiedlichen Anforderungen, die Stakeholder und vor allem auch die Wechselwirkungen zwischen Produkt und Produktsystem direkt zu Beginn der Entwicklung zu integrieren. Wechselwirkungen beschreiben „Integrativ bedeutet, dass in geeigneter Weise sowohl das Produkt und das Produktionssystem an sich als auch die Wechselwirkungen zwischen diesen entwickelt werden. Je nachdem wie mein Produkt aufgebaut ist, hat das Einfluss auf Produktionstechnologien sowie Prozesse und andersherum“, erläutert Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Direktor an der Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik Mechatronik IEM. Systems Engineering ermöglicht es, diese Wechselwirkungen abzubilden und Produkt und Produktionssystem effizient aufeinander abzustimmen. „Die Modellierung von Systemen erfolgt durch verschiedene Partialmodelle, die dann – auf Basis ihrer Abhän- gigkeiten – miteinander verbunden werden. Auch Produkt- und Produktionssysteme können so im Wechselspiel modelliert werden“, sagt Dumitrescu, dessen Abteilung am Fraunhofer IEM bereits eine Reihe von Projekten zu diesem Thema durchgeführt hat. Der Lebenszyklus einer Produktionsanlage ist in der Regel länger als der eines Produktes – nicht für jede neue Produktreihe kann eine neue Produktionsanlage gebaut und eine neue Technologie eingeführt werden. Demnach orientiert sich die Produktentwicklung oftmals daran, welche Möglichkeiten der Ist-Stand der Produktions - anlagen im Unternehmen bietet. Wenn jedoch eine komplett neue Anlage konzipiert wird, müssen wiederum die Anforderungen des Produktes aber auch die Langfristigkeit der eingesetzten Methoden und Technologien von Beginn an berücksichtigt werden. Integrative Entwicklung eines Prüfsystems Das Unternehmen KEB, das Ende Juni zu einem Treffen des Spitzenclusters it’s OWL mit gut 60 Teilnehmern eingeladen hatte, kennt die Herausforderung an seine Ingenieure. Am Standort Barntrup entwickelt und produziert es elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik, unter anderem für Nutzfahrzeuge wie LKWs, Traktoren oder Bagger. „Die Anforderungen der Kunden an unsere Produkte steigen ständig und sind sehr unterschiedlich. Für uns ist es deshalb wichtig, bereits in der Entwicklung möglichst ganzheitlich zu denken 24 K|E|M Konstruktion Systems Engineering 01 2016
Tools Seite 39 Systementwicklung Seite 44 Anwendung Seite 54 Frank Treppe, Fraunhofer-Direktor für Strategie K|E|M und Konstruktion Internationales Systems Engineering MONAT 2016 1 AUS DER FACHGRUPPE SE MENSCHEN & UNTERNEHMEN Bild: Fachgruppe SE Erfahrungsaustausch im Spitzencluster it’s OWL: Die Fachgruppe Systems Engineering (hier die Referenten) traf sich im Juni bei KEB in Barntrup Zu dieser Rubrik INFO und unsere Produkte schon hier auf ihre spätere Anwendung beim Kunden zuzuschneiden“, sagt Wolfgang Wiele, Geschäftsführer KEB. Mit Methoden des Systems Engineering entwickelte KEB deshalb das Prüfsystem zur Qualitätssicherung seines neuen modularen Wechselrichters bereits parallel zur eigentlichen Produktentwicklung. „Die Gesamtentwicklungszeit des Systems konnten wir somit deutlich reduzieren“, ergänzt Wolfgang Wiele. Künftige Technologien mitdenken Auch Boge, Spezialist für Industrie-Kompressoren, entwickelte mit Systems Engineering ein Konzept für Produkt und Produktionssystem der neuen Kolbenkompressoren-Baureihe. Ziel war es, frühzeitig die Wechselwirkungen zwischen Produkt- und Produktionssystem zu berücksichtigen: Die vielfältigen Anwendungsbereiche von Kolbenkompressoren zur Druckluftversorgung bedient Boge mit unterschiedlichen Baureihen und Varianten. Das historisch gewachsene Produktprogramm wird stetig durch neue Varianten ergänzt. Um die Variantenkomplexität zu reduzieren, konzipierten die Boge- Entwickler eine gänzlich neue Baureihe von Kolbenkompressoren. Ein Produktionssystem dafür bestand zum Anfang des Projekts nicht, gemeinsam mit dem Heinz Nixdorf Institut und dem Fraun - hofer IEM erarbeitete das Unternehmen dann aber ein entsprechendes Konzept. Die Konzipierung erfolgte integrativ mit Methoden des Systems Engineering. Mit dem Ziel, das Produktionssystem möglichst langfristig auf dem jeweils aktuellen Stand zu halten, berücksichtigten die Projektpartner dabei direkt auch absehbare Technologieentwicklungen in der Produktion. Besonders in kleinen und mittleren Unternehmen kann nicht für jedes Produkt eine neue Produktionsanlage gebaut und eine neue Technologie eingeführt werden. Die integrative Entwicklung beider ermöglicht es, Innovationen und Erweiterungen bedarfsgerecht umzusetzen. co Die Autorin: Kirsten Harting, Kommunikation Produktentstehung, Fraunhofer IEM Die zunehmende Komplexität von Maschinen und Anlagen stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Für die Produktentwicklung werden ein ganzheitliches Systemverständnis und die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus erforderlich. Im Rahmen des Spitzenclusters it‘s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe – wurde 2014 die Fachgruppe Systems Engineering gegründet. Ziel ist es, disziplinübergreifende Methoden für die Entwicklung von intelligenten Maschinen und Anlagen in die Praxis zu bringen. Partner sind • das Fraunhofer IEM, • Dassault Systèmes, • die Netzwerke OWL Maschinenbau, • OWL ViProSim, • Digital in NRW – Das Kompetenzzentrum für den Mittelstand sowie • die Gesellschaft für Systems Engineering (GfSE). Systems Engineering ist ein wichtiges Forschungsgebiet im Technologie- Netzwerk it‘s OWL. Entwurfstechniken unterschiedlicher Disziplinen werden zu einer übergreifenden Entwurfssystematik zusammengeführt, die in Modellierungs- und Simulationsmethoden verfügbar gemacht wird. Dadurch können Unternehmen die Effektivität und Effizienz ihrer Produktentwicklung steigern. Entwicklungszeiten werden verkürzt, Abstimmungsbedarfe und nachträgliche Änderungen entfallen und die Produktqualität steigt. www.its-owl.de/fachgruppeSE Hinweis: Veröffentlichungen der Fachgruppe SE in der KEM Konstruktion Systems Engineering finden Sie auch auf der Website der Fachgruppe SE. Zusätzlich besteht für Teilnehmer die Möglichkeit, ein Printabonnement zum ermäßigten Preis zu beziehen. Termine und Infos zur nächsten Veranstaltung finden Sie unter: www.its-owl.de Sonderausgabe Systems Engineering Das Engineering Magazin 01 2016 www.kem.de Titelstory Seite 32 Produktdifferenzierung über Softwarefeatures Zur künftigen Rolle von PLM Modellbasierter Entwurf im Fokus Digitalisierung made in USA Im Gespräch | Europas Forschungsraum ist sehr fraktal K|E|M Konstruktion Systems Engineering 01 2016 25
