Sensorik für die flexible Fabrikautomation

Automatisierung S. 44

Hohe Leistungen bei parallelen Prozessen

Workstations S. 58

Innovationszwang: E-Fahr-zeuge noch nicht marktreif

Elektromobilität S. 16

P R O M O T I O N

Projekt mit Leuchtturmwirkung

C H R Y S L E R : M I G R AT I O N D E R C A D - M O D E L L E V O N C AT I A Z U N X

8/11 Oktober/November ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90

www.digital-engineering-magazin.de Innovative Lösungen für Konstrukteure, Entwickler und Ingenieure

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7/11 September/Oktober ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90

Einbaufertige Linear-einheiten von MISUMI

Antriebstechnik S. 36

Praxisberichte: Stahlbau und durchgängige CNC-Fertigung

Metallbearbeitung S. 46

Kostenreduktion durch Prototypen-Fertigung

3D-Drucker S. 18

P R O M O T I O N

Wirtschaftliche Anlagenplanung

C O M O S F E E D V O N S I E M E N S I N D U S T R Y S O F T WA R E

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2 Ausgaben gratis

Zeitschrift für

Produktentwicklung,

CAx-Technologien,

Datenmanagement

und Integration

Warten auf ein bezahlbares Elektrofahrzeug

Liebe Leser,

die Faszination am Automobil ist unge-

brochen. Dies hat wieder einmal ein-

drucksvoll die Internationale Automo-

bilausstellung IAA gezeigt, die vom 15.

bis 25. September in Frankfurt stattfand.

Knapp 930.000 Besucher waren vor Ort

und informierten sich über die neues-

ten Modelle der in- und ausländischen

Autobauer. Über 180 Fahrzeuge hatten

ihre Weltpremiere – mehr als vor zwei

Jahren.

Besonders gespannt waren natürlich

viele Besucher, was es im Bereich Elek-

tromobilität Neues zu sehen geben wür-

de. Kann man vielleicht schon bald sein

jetziges Fahrzeug durch ein familien-

taugliches E-Fahrzeug ablösen, das nicht

viel mehr kostet als das vorhandene und

eine praxistaugliche Reichweite ermög-

licht? Die Antwort lautet: Nein. Natürlich

sind schon heute E-Fahrzeuge zu haben,

meist aber nur Kleinfahrzeuge, deren

Batterieladung – bei Idealbedingungen

– maximal eine Fahrstrecke von 130 bis

150 Kilometern ermöglicht. Und der An-

schaff ungspreis liegt dabei deutlich über

dem eines vergleichbaren Fahrzeugs mit

Verbrennungsmotor.

Daneben wurden auf der IAA viele

E-Fahrzeuge, wie bereits auf den vergan-

genen IAAs, als Konzeptstudien gezeigt.

Irgendwie hat man den Eindruck, dass

der Markt der Elektrofahrzeuge nicht

richtig an Fahrt gewinnt. Trotz vollmun-

diger Ankündigungen der Automobil-

hersteller gibt es bisher nur wenige Elek-

trofahrzeuge zu kaufen. Fahrzeuge wie

der Mitsubishi i-MiEV, Nissan Leaf und

Tesla Roadster sind im Gesamtmarkt mit

einem Anteil von weniger als 0,1 Prozent

eher ein Tropfen auf den heißen Stein.

Und dies wird sich wahrscheinlich auch in

den nächsten 10 bis 15 Jahren nicht gra-

vierend ändern. Das bestätigt jetzt auch

eine aktuelle Studie von Oliver Wyman

mit dem Titel „Elektromobilität 2025“. Die

Experten der internationalen Manage-

mentberatung erwarten in den nächsten

15 Jahren einen Marktanteil von Elektro-

fahrzeugen im weltweiten Fahrzeugge-

schäft von gerade einmal drei Prozent.

Enorme Mehrkosten von derzeit bis zu

20.000 Euro für ein Fahrzeug der Golf-

Klasse und beschränkte Reichweiten im

realen Fahrbetrieb sind sicherlich die

gravierendsten Hindernisse für eine stär-

kere Verbreitung.

Dass Elektrofahrzeuge nicht von heu-

te auf morgen ihre Marktreife erlangen

können, ist natürlich klar. Was aber die

gesamte Automobilindustrie in den letz-

ten Jahren in Sachen E-Mobilität erreicht

hat, ist auch kein Ruhmesblatt. Ich kann

mich des Eindrucks nicht erwehren, dass

gerade unsere deutschen Automobilis-

ten hier mit angezogener Handbremse

agieren und den asiatischen Herstellern

so einen Innovationsvorsprung ermög-

licht haben.

Erst jetzt schalten die OEMs und Zulie-

ferer einen Gang höher und packen das

Thema strategischer an. Ein Beweis da-

für sind beispielsweise mehr Kooperati-

onen und Partnerschaften zwischen Au-

tomobilherstellern sowie strategischen

Schlüsselzulieferern und Forschungs-

instituten. Dies wird allerdings nicht rei-

chen. Vielmehr benötigen wir ein dich-

tes Netzwerk für die Elektromobilität mit

horizontalen Kooperationen zwischen

Herstellern und Zulieferern. Denn eines

ist ziemlich sicher: Aufstrebende Au-

tomobilnationen wie China wollen die

etablierten PKW-Hersteller angreifen.

Langfristig kommt die Konkurrenz nicht

aus dem eigenen Land, sondern häufi g

aus Fernost. Dies gilt besonders für die

Schlüsseltechnologien des Elektroan-

triebs wie Batteriezellen und Leistungs-

elektronik. Deshalb werden sich OEMs

zur Sicherung der strategischen Zulie-

ferbasis vermehrt an Komponentenliefe-

ranten beteiligen müssen, insbesondere

an Anbietern von Akkuzellen und -mo-

dulen. Mehr zur Elektromobilität lesen

Sie in unserem großen Schwerpunkt ab

Seite 16.

Rainer Trummer, Chefredakteur

8 / 2 0 1 1

3 Editorial

8 / 2 0 1 1

4 Inhalt

PDM-Anbieter CONTACT Software erwirbt Fast Concept Modeller für frühe Produktentwicklungsphase. 38

Mangel Formenbau – Hersteller von Spritzgussformen – steigert mit fl exibler ERP-Lösung Transparenz und Produktivität. 40

Simulation & Visualisierung

Crash-Simulation

Schwankungen numerischer Simul-ationen in den Griff bekommen durch robuste multikriterielle Optimierung. 42

Automatisierung

Größer denn je: Messe SPS/IPC/DRIVES im November in Nürnberg. 44

Lösung der SICK AG für Fluidsensorik: innovative Sensorlösungen für die Messung von Füllstand, Druck, Temperatur und Durchfl uss. 45

Dr. Thomas Steff en, Geschäftsführer FuE bei Rittal, über Erfolgsfaktoren der Produkte sowie Trends und Herausforderungen. 48

Drahtlose Sensor-/Aktoranbindung von Balluff ermöglicht fl exiblereFertigungslösungen. 50

Titelstory: CoreTechnologie migriert Chryslers CAD-Daten von CATIA zu NX. 32

Aktuell

Aktuelle WirtschaftsmeldungenMenschen und Märkte 6

Dassault Systèmes auf Wachstumskurs: Neue Büroräume in Stuttgart feierlich eröff net. 7

Neuer, informativer Webauftritt des DIGITAL ENGINEERING Magazins. 8

Aktuelle TechnikmeldungenTrends und Technologien 10

Veranstaltungskalender 14

Im Fokus

Elektromobilität

Oliver Wyman-Studie „Elektromobi-lität 2025“: nie gekannter Investitions-bedarf, äußerst geringes Ertragspoten-zial für OEMs. 16

Bis 2020 eine Million Ladepunkte? – Antworten zu Ladeinfrastruktur, Lade-modus, Ladestecker. 20

Stromversorgung von Elektromobilen bietet großes Innovationspotenzial von Ladestationen bis zu Smart Grids. 22

Fraunhofer IWES erforscht Speicher-verhalten mit „virtuellen Batterien“. 24

Spiralisiertes Ladekabel mit Formgedächtnis. 25

E-Fahrzeugkonzepte müssen sich der Batterietechnik anpassen – Hybrid-lösungen sind Wegbereiter. 26

Management

50 Jahre Rittal: verstärkte internati-onale Investitionen bei fi nanzieller Unab-hängigkeit als Familienunternehmen. 29

Praxisbericht: Krones AG nutzt fi rmen-spezifi sche Stammdaten-Klassifi kation und Suchmaschine für Bauteildaten. 30

CAD & Design

Automatisierter Migrationsprozessvon CATIA zu NX mit Features, Modell-strukturen und fi rmeneigenen Toleranzen bei Chrysler. 32

Neutrale Datenformate für den prozessübergreifenden Datenaustausch im Schiff bau. 34

SolidWorks Version 2012: Verbesserte Kostenkalkulation und Analyse der Umwelteinfl üsse von Entwürfen. 36

Im Fokusthema Elektromobilität fi nden Sie

Experteneinschätzungen über die Marktent-

wicklung und die gravierenden Herausfor-

derungen in den nächsten Jahren, aber auch

Praxisberichte über konkrete Lösungen für

den Elektrofahrzeugmarkt, wie sie zum Teil

bereits in diesem Jahr auf der IAA zu sehen

waren. (Seite 16).

Praxisbericht: modulares Sicherheits-konzept für die Wafer-Produktion bei Meyer Burger. 52

Lichtschranken ohne Refl ektor von Baumer – die sicherste und komforta-belste Art der Objekterkennung. 54

Daten & Prozesse

Intelligente Planungsmethoden in CATIA V5 und MS Offi ce für Montageprozesse. 56

Hardware

Workstations – stationär und mobil

Dell Precision R5500:leistungsfähige und im Fernbetrieb nutzbare Rack-Workstation. 58

HP Z800 Workstation mit Sechs-kern-CPUs von Intel ermöglicht hohe Leistung bei parallelen Prozessen. 59

EUROCOM Panther 3.0 – Charakteristik einer mobilen Workstation der Profi -Klasse. 60

XI-MACHINES: Norddeutsche Spezialisten für individuell leistungs-optimierte und leise Workstations. 62

Panasonic Toughbook CF-31 mk2: leistungsfähiger und fl exibler in der „Full Ruggedized“-Schutzklasse. 64

Redaktionell erwähnte Firmen in dieser AusgabeAutoForm Engineering S. 13, Balluff S. 50, Baumer

S. 54, B&R S. 8, CONTACT Software S. 38, CT Core-

Technologie S. 32, Dassault Systèmes S. 7, Dell

S. 58, Eplan S. 10, 58, Euchner S. 52, Eurocom

S. 60, Facton S. 6, Fraunhofer IGD S. 34, Fraunho-

fer IWES S. 24, Fraunhofer IWU S. 56, Fraunhofer

SCAI S. 42, HP S. 59, Konica Minolta S. 65, Krones

S. 30, U.I. Lapp S. 25, LPKF S. 6, Mangel Formen-

bau S. 40, Maplesoft S. 8, 10, Mastercam S. 12,

Mecadat S. 13, Mesago S. 44, Microsonic S. 11,

Mitsubishi Electric S. 10, Objet S. 10, Océ S. 12,

Oliver Wyman S. 16, Panasonic S. 64, Phoenix

Contact S. 20, PricewaterhouseCoopers S. 26,

Proto Laps S. 8, Rittal S. 9, 48, RS Components S. 8,

Schneider Electric S. 22, Schunk S. 11, Sescoi S. 40,

Sick S. 45, Siemens PLM S. 13, 34, Simus systems

S. 30, SolidWorks S. 36, ThyssenKrupp System

Engineering S. 56, transtec S. 11, TU Hamburg-

Harburg S. 34, xi-Machines S. 62.

Funktionsweise dreidimensionaler Messsysteme in der Produktent-wicklung: das Laserscan-Verfahren. 65

EDITORIAL 3

TITELBILD-HINWEIS 6

IMPRESSUM 66

VORSCHAU 67

DIGITAL ENGINEERING-Marktplatz 47

Titelthemen

Automatisierungslö-

sungen für die Fluid-

sensorik, die drahtlose

Sensor-/Aktoranbindung

für fl exiblere Fertigungs-

lösungen, für modulare

Sicherheitstechnik im

Produktionsumfeld und

für Lichtschranken ohne

Refl ektor zur sicheren

Objekterkennung.

(Seite 44).

Die neuesten

Engineering-Work-

stations und ihre

Leistungseigen-

schaften für den

stationären, den

mobilen und den

Einsatz über Fern-

zugriff . (Seite 58).

Strukturen und Dokumente schnell

aus Teamcenter®

effi zient und einfach

verteilen

konvertieren

drucken

mit DOC4TC professionell

Drucken über Printserver

Dokumentationen produzieren

Prozesse (Fertigung,

Beschaffung, ...) bedienen

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Dokumenten und technischen Unterlagen.

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8 / 2 0 1 1

6 Aktuell Menschen und Märkte

Der Dienstleister IPF für Prototypenbau in

Großbritannien setzt bereits mit Erfolg das

transparente und das ABS-ähnliche Material

von Objet (anwendbar auf Objets 3D-Dru-

ckern) ein. Objet VeroClear ist ein festes und

fast farbloses Material mit hervorragender

Formstabilität, das sich für allgemeine An-

wendung, die Herstellung von feinen Details

sowie visuelle Simulation transparenter Ther-

moplaste wie PMMA eignet.

Der Produktkonfi gurator P’X5 der Perspectix

AG unterstützt künftig den Vertrieb der Rhein-

metall MAN Military Vehicles GmbH (RMMV).

Der Komplettanbieter für militärische Radfahr-

zeuge, ein Joint Venture von Rheinmetall AG

und MAN Nutzfahrzeuge AG, modernisiert mit

dieser Entscheidung den wichtigen IT-Bereich

Produktkonfi guration und verzahnt durch eine

zukunftsfähige Lösung den Vertrieb enger mit

der Fertigung. Die Software P’X5 ermöglicht

RMMV zusätzlich, das Produktwissen eigen-

ständig zu pfl egen und auszubauen und mit

3D-Visualisierungen die Lösungskommunika-

tion zu erweitern.

Das internationale Modeunternehmen s.Oli-

ver setzt die Version 6 der PLM-Lösung von

Dassault Systèmes als globale Plattform für

Design und Entwicklung ein. Damit hält s.Oli-

ver alle Informationen, die nötig sind, um

neue Kollektionen zu entwerfen und herzu-

stellen, stets aktuell verfügbar. Das Unterneh-

men verwendet die DS-Lösung ENOVIA Versi-

on 6, um die Komplexität der Produktlinien zu

bewältigen, die Durchlaufzeiten zu verkürzen

und die globale Zusammenarbeit zu verbes-

sern. ENOVIA Apparel Accelerator for Design

& Development ermöglicht die Abbildung

von spezifi schen Prozessen für Design und

Produktion, die ganz auf die Bedürfnisse der

Modeindustrie zugeschnitten sind.

Die Abteilung Aerospace Engineering der

Hyde Group nutze die CAE-Simulationslö-

sung HyperWorks von Altair Engineering,

um so die Produktivität zu steigern und sein

Angebot für Kunden zu erweitern. Neben den

Geschäftsvorteilen, die sich aus HyperWorks

selbst ergeben, waren für das Hyde-Enginee-

ring-Team der gute Service und Support so-

wie die einfache Einarbeitung in HyperWorks

die maßgeblichen Gründe, sich dafür zu ent-

scheiden.

Die GAUDLITZ GmbH mit Hauptsitz in Coburg

hat sich für die Einführung von proALPHA als

neue Unternehmenslösung entschieden.

GAUDLITZ steht seit mehr als 70 Jahren für die

wirtschaftliche Fertigung von Kunststoff präzi-

sionsteilen aus duro- und thermoplastischen

Rohstoff en sowie die Entwicklung und Herstel-

lung hochwertiger Formen. Zunächst werden

etwa 100 Anwender in Coburg mit der neuen

ERP-Komplettlösung arbeiten.

Im Einsatz Titelbild:

CT CoreTechnologie

Die Produkte von CT

CoreTechnologie er-

möglichen den effi zi-

enten und verlustfreien

Austausch komplexer

Datenstrukturen zwi-

schen unabhängigen und heterogenen 3D-CAx-

Softwarelösungen im PLM-Umfeld.

Mit leistungsstarken, unabhängigen Nativschnitt-

stellen für alle führenden Systeme und zur Um-

wandlung in alle gebräuchlichen 3D-Formate ge-

währleistet 3D_Evolution die Interoperabilität der

unterschiedlichsten IT-Lösungen.

Zu den Kunden zählen mehr als 350 Unternehmen

aus Automobil-, Aerospace-, Maschinenbau- und

Konsumgüterindustrie. Mit innovativen Produkten

und in enger Partnerschaft mit seinen Kunden hat

CT CoreTechnologie sein Produktportfolio weiter-

entwickelt und ist heute Technologieführer in

Sachen Interoperabilität.

CT CoreTechnologie hat Niederlassungen in Möm-

bris bei Frankfurt/Main sowie in Frankreich, Italien,

Japan und den USA. Der deutsch-französische

Softwarehersteller stellt seine Lösungen auf der

diesjährigen EuroMold vom 29.11. bis zum 2.12 in

Frankfurt in Halle 11.0 am Stand D 148 vor.

CT CoreTechnologie GmbH

Am Kreuzberg 7

D - 63776 Mömbris

Tel: +49 (0) 6029 99 43 86

Fax: +49 (0) 6029 99 43 87

info@de.coretechnologie.com

4 . F A C T O N - K O N G R E S S I N B E N S B E R G B E I K Ö L N

OEM und Zulieferer suchen gemeinsame Wege

Die Suche nach neuen Wegen der Zusam-

menarbeit zwischen OEM und Zulieferern

steht im Zentrum des diesjährigen FACTON-

Kongresses zum Kostenmanagement in der

Automobilindustrie. Unter der Überschrift „Neue

Qualität oder alte Verhaltensmuster“ trafen sich

Hersteller und Zulieferer am 13. Oktober 2011

auf Schloss Bensberg. Vertreter der AutoValue

GmbH, Daimler AG, Mercedes Car Group und der

WOCO Gruppe standen mit interessanten Vorträ-

gen auf der Rednerliste. Veranstalter des Kongres-

ses war die FACTON GmbH, einer der führenden

Anbieter für Enterprise-Product-Costing-Lösun-

gen für die Automobilindustrie. Zu ihren Kun-

den zählen unter anderem Airbus, Behr, Magna

Powertrain, Porsche, und Siemens. Der Kongress

fand wie im letzten Jahr im Grandhotel Schloss

Bensberg bei Köln statt. Die Veranstaltung richte-

te sich an Manager und Führungskräfte bei Auto-

mobilherstellern und deren Zulieferern.

L P K F

Neue Leitung für China

Seit mehr als 20 Jahren ist Volker Kühnle (43)

geschäftlich mit China verbunden, seit mehr

als zehn Jahren lebt er dort: Der Diplomkauf-

mann übernimmt mit sofortiger Wirkung die

Geschäftsleitung der sieben LPKF-Nieder-

lassungen in China. Vom Standort Shanghai

aus koordiniert er die Aktivitäten in Cheng-

du, Shenzen, Suzhou, Tianjin, Bejing und

Hongkong. Er verfügt über umfangreiche Er-

fahrungen im Vertrieb für deutsche Maschi-

nenbau-Unternehmen. Für LPKF wird er das

Sales- und Service-Netzwerk ausbauen und

verstärkt die Themengebiete LaserScribing

für Solarmodule und das Laser-Kunststoff -

schweißen in den Fokus stellen. Das Distribu-

tor Meeting, das in der zweiten September-

woche im Hauptquartier Garbsen stattfand,

war ein guter Einstieg. Mehr als 100 Teilneh-

mer aus 40 Ländern informierten sich über

Portfolios, Beispielanwendungen und aktu-

elle Entwicklungen der LPKF-Geschäftsbe-

reiche.

Volker Kühnle verschaff t sich beim Distributor

Meeting in Garbsen einen umfassenden Über-

blick über die Produktpalette. Bild: LPKF

7AktuellMenschen und Märkte

Eine Messe der DEMAT GmbHwww.euromold.com

“Von der Idee bis zur Serie”

29. Nov. – 02. Dez. 2011Frankfurt/Main, Messegelände

Weltmesse für Werkzeug- und Formenbau,Design und ProduktentwicklungGastland Korea

D A S S A U L T S Y S T È M E S E R Ö F F N E T N E U E B Ü R O R Ä U M E I N S T U T T G A R T

Weiter auf Wachstumskurs

Dassault Systèmes (DS) eröff nete Mit-

te September vor geladenen Publikum

die neu bezogenen Büroräume in der

Deutschland-Niederlassung des Unter-

nehmens im Stuttgarter Engineering

Park. In den neuen Räumlichkeiten ar-

beiten rund 200 Mitarbeiter von DS. Zu

den Gästen zählten unter anderen der

Botschafter der Französischen Republik

in Deutschland, Maurice Gourdault-Mon-

tagne, Dr. Nils Schmid, Minister für Finan-

zen und Wirtschaft des Landes Baden-

Württemberg, der Oberbürgermeister

der Stadt Stuttgart, Dr. Wolfgang Schus-

ter, sowie Dr. Karl Epple, Mitglied des Vor-

stands der L-Bank, Staatsbank für Baden-

Württemberg.

Eröff net wurde die Veranstaltung mit

dem Motto „Wir eröff nen neue Dimensi-

onen“ von Jörg Schiebel, Vice President

Business Transformation Europe North

und Geschäftsführer der Dassault Sys-

tèmes Deutschland GmbH, und Achim

Löhr, Senior Director PLM Value So-

lutions bei Dassault Systèmes. Beide

Sprecher skizzierten die Entwicklung

des Unternehmens weltweit wie auch

in Deutschland. 1981 mit dem Schwer-

punkt 2D an den Start gegangen, entwi-

ckelte sich DS innerhalb weniger Jahre

zum Weltmarktführer für 3D- und PLM-

Lösungen. In Deutschland begann man

im Juni 2005 mit 15 Mitarbeitern. Durch

Akquisitionen und den Aufbau einer

Service-Organisation wuchs das Unter-

nehmen kontinuierlich an. Heute arbei-

ten in Deutschland rund 700 Mitarbeiter

für DS. „Wir in Deutschland tragen rund

20 Prozent zum Gesamtergebnis des

Konzerns bei und darauf sind wir auch

stolz“, machte Achim Löhr deutlich. Jörg

Schiebel ergänzte: „Unsere neuen Räum-

lichkeiten bieten noch Platz für weiteres

Wachstum.“

Der Französische Botschafter stellte

in seinem Grußwort die Dynamik des

Unternehmens heraus: „Wenn man von

Dassault Systèmes spricht, spricht man

von Wachstum.“ Zudem unterstrich

Maurice Gourdault-Montagne die Be-

deutung der deutsch-französischen Zu-

sammenarbeit für die Weiterentwick-

lung Europas.

Minister Dr. Nils Schmid hob das her-

vorragende Umfeld der Region Stutt-

gart mit ihren erstklassigen Hochschu-

len und Forschungseinrichtungen für

die IT-Industrie hervor und freute sich,

dass „Dassault Systèmes einen Beitrag

dazu leistet, dass sich Stuttgart mit ei-

nem weiteren wichtigen Unternehmen

schmücken kann.“

Auch der Stuttgarter Oberbürger-

meister Dr. Wolfgang Schuster freute

sich, dass DS nun mit einer Niederlas-

sung in Stuttgart vertreten sei und wies

auf die ausgezeichnete Standortqualität

hin. Außerdem hob er die enge Verbun-

denheit der Stadt mit dem Nachbarland

hervor, die nicht zuletzt in der Städte-

partnerschaft mit Straßburg seinen Nie-

derschlag fi nde.

8 / 2 0 1 1

8 Aktuell Menschen und Märkte

N E U E R W E B - A U F T R I T T

Übersichtliche Gestaltung

Auf der Startseite fi nden Sie die Top-News sowie

die Themen-Rubriken, in denen die Meldungen

und Beiträge – zur besseren Übersichtlichkeit –

einsortiert werden. Dies sind CAD/CAM/Design,

PDM & PLM, Simulation, Visualisierung & VR, Digi-

tale Fabrik, Rapid Prototyping, Hardware, Dienst-

leistungen, Antriebstechnik, Automatisierung,

Elektrotechnik, Fluidtechnik, Konstruktionsele-

mente, Verbindungstechnik und Werkstoff e.

Neuer HTML-NewsletterIn unserem neuen, wöchentlichen HTML-Newsletter präsentiert Ih-

nen die Redaktion des DIGITAL ENGINEERING Magazins die interes-

santesten News aus den Bereichen CAD, CAM, PLM, Hardware, Veran-

staltungen, Forschung, Konstruktionskomponenten und Werkstoff e.

Unter der Rubrik „Newsletter“ können Sie den News letter schnell und

unkompliziert abonnieren.

M A P L E S O F T U N D B & R

Flexible physikalische Modellierung

Mit der technischen Kooperation mit Maplesoft

ermöglicht B&R den Anwendern von Automa-

tion Studio die Integration der physikalischen

Modellierung in ihren Entwicklungs-Workfl ow.

Auf Basis von MapleSimTM können Automati-

on-Studio-Anwender schnell und einfach Ma-

schinen- und Anlagenmodelle erstellen und

mittels automatischer Codegenerierung auf

die Echtzeitplattform von B&R übertragen. In

Automation Studio lassen sich dann auf Basis

der so implementierten „Virtuellen Maschine“

effi ziente Steuerungsfunktionen entwickeln

und testen.

R S C O M P O N E N T S

F E I E R T E R F O L G V O N

D E S I G N S P A R K

Wachstum der Online Commu-nity für Elektro-nikentwickler

Seit dem Start im Juli

2010 ist DesignSpark zu

einer der am schnells-

ten wachsenden Online

Communities für Ingeni-

eure im Bereich der Elek-

tronik geworden und ver-

fügt bereits über mehr

als 50.000 registrierte

Mitglieder. Eine Umfrage

unter Anwendern bestä-

tigte den Bedarf nach ge-

sicherten und zuverlässi-

gen Online-Ressourcen

für Entwicklungsingeni-

eure, die Informationen

über Entwicklungen, von

Anwendern erstellte Be-

wertungen und kostenlo-

se Tools zur Erleichterung

und Beschleunigung des

Entwicklungsprozesses

umfassen. Das mit vielen

Funktionen ausgestatte-

te und kostenlose Werk-

zeug DesignSpark PCB

hat für zahlreiche Besu-

cher der Online Commu-

nity eine hohe Attrakti-

vität und wurde seit der

Einführung vor einem

Jahr über 100.000 Mal

heruntergeladen. Über

dieses Tool erhalten Ent-

wickler Zugriff auf eine

umfangreiche Sammlung

von Video- und Online-

Kursen, Anwendungsbei-

spiele und eine Bibliothek

von Komponenten. Der

Wert dieses professionel-

len Werkzeugs wird von

Ingenieuren hoch einge-

schätzt und hat viele dazu

bewogen, von anderen

industriellen Web-Tools

zu DesignSpark PCB zu

wechseln.

P R O T O L A B S

Frischer Wind in deutscher Vertriebsleitung

Proto Labs ernennt Thomas Langensiepen

mit sofortiger Wirkung zum Country Manager

für Deutschland, Österreich und die Schweiz.

Thomas Langensiepen dazu: „Meine Aufga-

be ist es, durch einen weiteren Ausbau der

Vertriebsstrukturen eine bessere

Marktdurchdringung und letztlich

einen deutlich höheren Marktan-

teil zu erreichen. Wir wollen uns auf

dem Markt als ein führendes Un-

ternehmen für die Herstellung von

Prototypen etablieren – die Mittel

dazu haben wir. Unternehmen sol-

len sich auf ihre Kernkompetenzen

konzentrieren, und wir helfen ih-

nen, ihre neuen Produkte schneller auf den

Markt zu bringen. Europäische Fertigungs-

unternehmen werden ihre Wettbewerbs-

fähigkeit gegenüber asiatischen Anbietern

behaupten, wenn sie die Dienstleistung mo-

dernster Unternehmen wie

Proto Labs im Bereich der

Prototypenfertigung in An-

spruch nehmen.“

Thomas Langensiepen ist aus-

gebildeter Diplom-Wirtschafts-

ingenieur und war seit 1986 in

verschiedenen Vertriebspositio-

nen tätig.

Automatische

Codegenerie-

rung auf Basis

von Maple-

SimTM oder

Simulink.

9Aktuell

M S C S O F T W A R E

Lösungsport-folio erweitert

MSC Software Corporation,

Anbieter von Simulations-

software und Dienstleis-

tungen, hat den Spezialis-

ten für Akustiksimulationen

Free Field Technologies

übernommen. FFT ist ein

global agierendes Unter-

nehmen mit Hauptsitz in

Belgien und mit der Soft-

warefamilie Actran Spezi-

alist für Akustiksimulation

und die Berechnung von

Schwingungs- und Ge-

räuschdämpfung in Fahr-

zeugen (Noise, Vibration,

Harshness – NVH). Die Lö-

sungen von FFT werden im

Fahrzeugbau, der Luft- und

Raumfahrt, im Konsumgü-

terbereich und vielen wei-

teren Industriezweigen

eingesetzt. Die Software

von FFT wird mit den be-

reits bestehenden NVH-Lö-

sungen von MSC Nastran

verknüpft. MSC Software

kann so eine umfassende

Lösung für Akustik- und

NVH-Berechnungen an-

bieten.

Menschen und Märkte

S A P Ü B E R N I M M T A N B I E T E R V O N 3 D - V I S U A L I S I E R U N G S S O F T W A R E

3D-Technologie und mobile Applikationen

SAP übernimmt Right Hemisphere, einen An-

bieter von Lösungen für die Visualisierung

von Geschäftsdaten. Seine modellbasierten

3D-Technologien für Visualisierung und Kom-

munikation sollen SAP-Software erweitern.

Dies soll die visuelle Navigation durch Infor-

mationen sowie visualisierte Abfragen zu Pro-

dukten und Prozessen mitsamt dazugehöri-

gen Daten in einer einheitlichen Umgebung

ermöglichen. Die Kernprodukte von SAP wer-

den damit um Funktionen für Datenvisualisie-

rung erweitert.

Diese Übernahme ist ein weiterer Schritt in der

Strategie von SAP, organisch zu wachsen und

sich durch gezielte Akquisitionen zu verstär-

ken. Beide Unternehmen haben bereits zahl-

reiche gemeinsame Kunden. Die Einbindung

der Technologien von Right Hemisphere in die

SAP Business Suite soll animierte Ansichten

von Produkten und Unternehmensressourcen

ermöglichen. Für Mitarbeiter in der Fertigung

und im Service vereinfacht dies die Entwick-

lung, den Zusammenbau und die Wartung

komplexer Produkte und Ressourcen.

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13397-AZ-classmate-FINDER-rz.ind1 1 26.09.2007 13:57:26 Uhr

A L T A I R K O O P E R I E R T M I T I N T E L L I G E N T L I G H T

Integrierte und durchgängige CFD-Lösung

Altair Engineering kündigt die Unterzeichnung

einer Vereinbarung mit Intelligent Light an.

Durch die Partnerschaft wird in vollem Umfang

FieldView13, Intelligent Lights Postprozessor, in

Altairs CFD- (Computational-Fluid-Dynamics-)

Lösung AcuSolve integriert. Diese Vereinba-

rung unterstreicht das Engagement von Altair,

branchenführende CFD-Lösungen für seine

Kunden verfügbar zu machen. Die fortschritt-

lichen Funktionen von FieldView13 statten

AcuSolve mit leistungsstarken Möglichkeiten

im Bereich CFD-Postprocessing aus und hel-

fen dabei, dessen Führungsrolle im CFD-Markt-

umfeld weiter auszubauen. Kunden von Altair

können in Kürze über ihre bereits vorhandenen

HyperWorks Units auf diese AcuSolve-CFD-

Lösung zugreifen. FieldView gehört zu den in

der Industrie am häufi gsten genutzten CFD-

Postprozessoren. Die HyperWorks-OEM-Versi-

on von FieldView, Markenname AcuFieldView,

basiert auf FieldView13 mit einer verbesserten

und vereinheitlichten Anwenderoberfl äche.

Die Software ermöglicht durch Sweep Caching

die interaktive Untersuchung transienter Daten

und enthält CFD-Datenmanagement-Funktio-

nen. Sie kann stationäre und instationäre Da-

ten jeder Größe schnell und interaktiv verarbei-

ten. Komplexe Strömungssimulationen lassen

sich somit innerhalb von AcuSolve auswerten

und visualisieren.

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10 Aktuell Trends und Technologien

O B J E T

Bioverträgliches 3D-Druckmaterial

Objet, Entwickler von 3D-Drucksystemen

für Rapid Prototyping und generative Ver-

fahren, gab die Einführung seines neu-

en bioverträglichen 3D-Druckmaterials

(MED610) bekannt, das für den 3D-Druck

im medizinischen und zahnmedizini-

schen Bereich gut geeignet ist. Das neue

Material ist ideal für längeren Hautkontakt

von über 30 Tagen und Kontakt mit der

Schleimhautmembran von bis zu 24 Stun-

den. Das Material hat fünf medizinische

Zulassungen gemäß der harmonisierten

Norm ISO 10993-1 erhalten: Zytotoxizität,

Genotoxizität, Typ-IV-Allergie, Irritation

und Kunststoff e nach USP Class VI.

Dazu Avi Cohen, Abteilungsleiter

für medizinische Lösungen bei Objet:

„Das neue bioverträgliche Material ist

dank seinen verbesserten physikali-

schen Eigenschaften, seiner Festigkeit

und Transparenz sehr gut für 3D-Druck-

anwendungen im medizinischen und

zahnmedizinischen Bereich geeignet.

Es bietet Zahnärzten beispielsweise die

Möglichkeit, individuell angepasste,

transparente chirurgische Schablonen

ganz einfach mithilfe des 3D-Drucks her-

zustellen und sorgt für eine bessere Be-

obachtung des Weichgewebes im Mund,

um einen sicheren und erfolgreichen

zahnärztlichen Eingriff zu gewährleisten.

„Das bioverträgliche Material von Objet

wird unter der ISO-13485:2003-Zertifi -

zierung hergestellt, die ein umfassendes

Qualitätsmanagementsystem im Blick

auf seine Biokompatibilität, unter ande-

rem GC-FID, vorsieht. Dadurch werden

die höchsten Biokompatibilitätsstan-

dards für medizinische und zahnmedizi-

nische Anwendungen gewährleistet. Das

bioverträgliche Material kann mit allen

Objet-Connex- und Eden-3D-Druckern

verwendet werden und ist ab sofort er-

hältlich. Bestandskunden können es nach

einem Software-Upgrade einsetzen.

M A P L E S O F T

MapleSim hilft, Kraftstoff zu sparen

Maplesoft hat die Maple-

Sim Driveline Component

Library, eine Sammlung von

Komponenten für die Model-

lierung von Antrieben, vorge-

stellt. Diese mit Beteiligung

mehrerer Getriebehersteller

entwickelte Ergänzung für

Maple Sim deckt alle Teile der

Kraftübertragung vom Motor

bis zum Diff erentialgetriebe,

den Rädern und den Radlas-

ten sowie der Fahrzeugdyna-

mik ab.

Maplesoft ist ein Lieferant

von Hochleistungssoftware-

werkzeugen für Technik, Wis-

senschaft und Mathematik.

Zu den Kerntechnologien des

Unternehmens gehören eine

der weltweit fortschrittlichs-

ten Engines für symbolische

Berechnungen und Techni-

ken zur Erstellung physika-

lischer Modelle. Kombiniert

ermöglichen diese Technolo-

gien die Schaff ung moderner

Werkzeuge für die Konstrukti-

on, die Modellierung und die

Simulation mit hoher Leis-

tung. Die Produkte von Map-

lesoft helfen dabei, Fehler zu

vermeiden, Entwicklungs-

zeiten zu verkürzen, Kosten

zu sparen und bessere Er-

gebnisse zu erreichen. Das

Maplesoft-Produkts-

ortiment umfasst

MapleTM, die Umge-

bung für technische

Berechnungen und

Dokumentation, und

MapleSimTM, ein Mul-

ti-Domain-Werkzeug

mit hoher Leistung

zur Modellierung und

Simulation physikali-

scher Systeme.

Bioverträgliches

3D-Druckmateri-

al für den zahn-

medizinischen

Bereich.

Bild: Objet

M I T S U B I S H I E L E C T R I C U N D E P L A N

EPLAN-Daten jetzt auf dem EPLAN Data Portal verfügbarEPLAN-Anwender können

Daten zur elektrischen Verka-

belung von modularen SPS

und Servo-/Motion-Control-

Produkten von Mitsubishi

Electric ab sofort direkt vom

EPLAN Data Portal in ihre CAE-

Projekte (Computer-Aided

Engineering, rechnergestütz-

te Entwicklung) importieren.

Das Portal vereinfacht und

beschleunigt die Komponen-

tenauswahl und -konfi gura-

tion in Softwareprojekten.

Der Zugang ist unkompli-

ziert über EPLAN Electric P8

möglich. Neben einer intelli-

genten Projektierung zählen

die sichere Montage und die

bessere Verdrahtung zu den

wichtigsten Vorteilen.

Anwender, die CAD-Infor-

mationen (Computer-Aided

Design, rechnergestützte

Konstruktion) zu Produk-

ten von Mitsubishi Electric

suchen, können die Daten

einfach per „Drag & Drop“ in

ihre Software-Entwicklungs-

projekte einbinden. Die so-

fort einsatzbereite CAD-Datei

enthält sämtliche Angaben,

die zur Integration von Mit-

subishi-Electric-Automatisie-

rungsprodukten in ein größe-

res System benötigt werden.

Die auf dem EPLAN Data

Portal verfügbaren Gerä-

tedaten sind stets aktuell.

So müssen Anwender nicht

ihre eigenen Stammdaten

erstellen; umfangreiche und

unhandliche Printkataloge

sind damit passé. Das Por-

tal ermöglicht den direkten

Zugriff auf geprüfte und

zertifi zierte Daten, die in

Zusammenarbeit mit Kom-

ponentenzulieferern entwi-

ckelt wurden. Vor allem aber

stehen EPLAN-Anwendern

alle wichtigen Geräteinfor-

mationen und -Updates

zeitnah zur Verfügung.

Sämtliche EPLAN-Daten

für Mitsubishi-Electric-Kom-

ponenten sind außerdem auf

der Website von Mitsubishi

Electric Factory Automation

(www.mitsubishi-automati-

on.com) im My-Mitsubishi-

Bereich abrufbar.Bild: Maplesoft

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11AktuellTrends und Technologien

M I C R O S O N I C - S E N S O R E N

Chemieresistente und druckfeste Sensoren

Die hps+Ultraschallsensoren

von microsonic sind standard-

mäßig mit einer chemieresis-

tenten Tefl onfolie ausgestattet.

Diese ist mit einem O-Ring aus

FFKM hermetisch gegen das

Gehäuse aus Edelstahl 1.4571

beziehungsweise PVDF abge-

dichtet. Damit wird eine sehr

gute Widerstandsfähigkeit ge-

genüber aggressiven Medien

erzielt. Die hps+Sensoren kön-

nen sowohl für Füllstandsmes-

sungen in Tanks bis zu einem

Überdruck von 6 bar als auch

in Normaldruck eingesetzt

werden. Spezielle Software-

Filter erlauben auch den Ein-

satz in Behältern, die von oben

befüllt werden oder über ein

Rührwerk verfügen. Der druck-

dichte Einbau in den Tank er-

folgt über einen – beziehungs-

weise 2-Zoll-Gewindefl ansch.

Die hps+Ultraschallsenso-

ren sind in vier Reichweiten

mit einem Messbereich von

30 Millimetern bis 8 Metern

erhältlich und verfügen über

zwei pnp-Schaltausgänge be-

ziehungsweise einen Analog-

ausgang mit zusätzlichem

Schaltausgang.

T R A N S T E C N I M M T H P C - D A T E N B A N K L Ö S U N G

P A R S T R E A M I N S P O R T F O L I O

Massendaten nahezu in Echtzeit analysieren

transtec, der Lösungsanbieter

für High Performance Com-

puting (HPC), bietet Kunden

ab sofort ParStream als hoch-

performante Datenbanklö-

sung für die Analyse von Big

Data an. ParStream ist bis zu

1.000 Mal schneller als bishe-

rige Systeme und benötigt

bis zu zwanzigfach weniger

Hardware-Kapazitäten. Ent-

wickelt wurde ParStream von

dem gleichnamigen deut-

schen Start-up-Unternehmen

aus Köln. ParStream macht

effi zienten Gebrauch von

der hohen Parallelität aktuel-

ler Multiprozessor-Architek-

turen – von Standard-CPUs

bis hin zu hochparallelen

NVIDIA-Tesla-GPUs. Zudem

wird ein neuartiges Indizie-

rungsverfahren, der „Highly

Parallel Compressed Index“

verwendet. ParStream kann

Daten bereits simultan zum

Import durchsuchen und lie-

fert damit Suchergebnisse

nahezu in Echtzeit, auch bei

Datenmengen von mehreren

PByte. Anwendungsszenari-

en für ParStream gibt es bei

Unternehmen unterschiedli-

cher Branchen, in denen Big

Data Analysis eine Heraus-

forderung darstellt. Beispiele

hierfür sind die Netzüberwa-

chung in der Telekommunika-

tionsindustrie, Webanalysen

im E-Commerce, die Steue-

rung von intelligenten Strom-

netzen – den sogenannten

Smart Grids – im Energiesek-

tor oder die Aufdeckung von

Kreditkartenbetrug in der Fi-

nanzwirtschaft. Auch ist Par-

Stream in der Wissenschaft

zum Beispiel zur Analyse von

Klimamodellen und in der

Genforschung anwendbar.

hps+ chemieresistenter Ultra-

schallsensor. Bild: Microsonic

S C H U N K : S P A N N T E C H N I K / S T A T I O N Ä R E S P A N N S Y S T E M E

Elektrisches Nullpunktspannmodul

Mit der elektrischen Versi-

on des Nullpunktspannmo-

duls VERO-S NSE mini will

der Kompetenzführer für

Spanntechnik und Greifsys-

teme SCHUNK künftig ei-

nen wichtigen Beitrag zur

Elektrifi zierung von Werk-

zeugmaschinen leisten.

Statt über Druckluft wird

die Technologiestudie des

Elektromoduls über ei-

nen Torquemotor betätigt.

Dazu ist keine separate Mo-

torregelung erforderlich.

Ein patentiertes Antriebs-

konzept ermöglicht Ein-

zugskräfte bis 1500 N. Wie

alle Nullpunktspannmo-

dule des innovativen Fa-

milienunternehmens wird

auch das Elektromodul

selbsthemmend und form-

schlüssig über ein Federpa-

ket verriegelt.

In gespanntem Zustand

verbraucht es daher keiner-

lei Energie. Lediglich zum

Ver- beziehungsweise Ent-

riegeln wird der Motor für

wenige Sekunden aktiviert.

Weil sich der Spannzustand

über den Torquemotor be-

sonders einfach abfragen

lässt, ist das Elektromodul

insbesondere für die au-

tomatisierte Großserien-

fertigung interessant. Mit

einem Durchmesser von

90 mm und einem Spann-

bolzendurchmesser von

20 mm bietet es ideale Vo-

raussetzungen, um den Ma-

schinenraum voll zu nutzen

und selbst kleine Werkstü-

cke direkt zu spannen.

Beim sekundenschnel-

len Spannvorgang wird

der Spannbolzen zunächst

über Kurzkegel positio-

niert, anschließend mit drei

Spannschiebern fi xiert und

schließlich mit einer Wie-

derholgenauigkeit < 0,005

mm gespannt. Sämtliche

Funktionsteile, wie Grund-

körper, Spannbolzen und

Spannschieber sind in rost-

freiem Stahl ausgeführt.

Als Teil des weltweit

größten Systembaukastens

für die hocheffi ziente Werk-

stückspannung wird sich

das Modul künftig mit ei-

ner Vielzahl von Spannpa-

letten, Spannmitteln und

Mehrfachspannstationen

kombinieren lassen.

Das Modul soll 2012 ins

Standardprogramm von

SCHUNK aufgenommen

werden.

Das Elektromodul VERO-S NSE mini von SCHUNK soll den Weg zur

fl uidfreien Werkzeugmaschine bahnen. Bild: Schunk

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12 Aktuell Trends und Technologien

O C É C O L O R W A V E 3 0 0 P L O T T E R

Die zweite Generation eingeführt

Mit der Einführung der Océ

ColorWave300 2. Edition

geht Océ in die nächste Ge-

neration der All-in-One-Sys-

teme für großformatiges

Drucken, Scannen und Ko-

pieren in Farbe und Schwarz-

weiß. 2010 führte Océ die

Océ ColorWave 300 ein, die

über einen integrierten Pro-

zessor verfügt. Darüber hi-

naus ist sie mit einem integ-

rierten Scanner und Kopierer

ausgestattet, wodurch der

Platzbedarf gesenkt wird. Mit

der zweiten Generation bie-

tet Océ Anwendern aus Ar-

chitektur, Konstruktion und

Druckdienstleistern noch

produktivere Druckmöglich-

keiten. Dieses System eignet

sich vor allem für Unterneh-

men mit begrenztem Platz-

angebot, die nach hoher In-

vestitionsrückführung bei

ihrer Dokumentenproduk-

tion suchen. Die Océ Color-

Wave 300 2. Edition ergänzt

das Konzept der Océ Color-

Wave 300 durch produktive

Features. Die Auswahl aus

zwei integrierten Online-Falt-

einheiten ermöglicht einen

vollautomatischen Work-

fl ow für eine konstante und

hochwertig gefaltete Ausga-

be. Die Online-Falteinheiten

sind vollständig integriert,

so dass Anwender Zugriff

auf die Scan- und Druckfunk-

tionen haben, ohne dazu

die Falteinheit entfernen zu

müssen.

Mit der Océ ColorWave 300

2. Edition können Anwender

großformatige Dokumente

in Farbe und Schwarzweiß

in einem Durchlauf dru-

cken, kopieren und scannen

– allein durch ein Betätigen

der grünen Taste. Die Océ-

Image-Logic-Technologie

wird durch Scan- und Ko-

pierfeatures für gefaltete Do-

kumente sowie Dokumente

mit Farbanmerkungen er-

gänzt. Océ Image Logic kom-

pensiert automatisch Faltlini-

en und Hintergründe, ohne

dass dabei Informationen

verloren gehen. Farbanmer-

kungen wie fl uoreszierendes

Gelb werden beibehalten

und reproduziert.

Der leistungsstarke Con-

troller wickelt alle Datenfor-

mate – HP-Gl/2, PDF, DWF,

JPEG – ohne Einbußen bei

der Geschwindigkeit zügig

ab. Darüber hinaus ist es

möglich, Dokumente über

ein USB-Flash-Laufwerk zu

drucken und zu scannen. Die

Océ ColorWave 300 2. Editi-

on produziert schwarzweiße

technische CAD-Zeichnun-

gen auf wirtschaftliche Weise,

ergänzt Farbe, um technische

Dokumente zu optimieren,

und stellt farbige Werbema-

terialien her. Sie bietet die

Anwenderfreundlichkeit und

die Workfl ow-Effi zienz eines

Schwarzweiß-Systems und

die Vielseitigkeit eines Farb-

druckers.

Océ ColorWave

300 2.

Bild: Océ

M A S T E R C A M

Mastercam präsentiert

Zusatzprodukt Robotmaster

Herkömmliche Roboteranwen-

dungen wie Trimmen, Schwei-

ßen, Entgraten oder Polieren

nehmen aufgrund der Kos-

teneffi zienz und der vorhan-

denen, leistungsfähigen Pro-

grammierlösungen weiter zu.

Immer öfter werden Roboter

aber auch für die spanabneh-

mende Bearbeitung einge-

setzt. Viele Unternehmen ha-

ben erkannt, dass kosten- und

zeitintensive Vorgänge wie

Schruppen und Vorschlich-

ten mit einer robotergestütz-

ten Fertigungslösung kosten-

günstiger verwirklicht werden

können. Anschließend lässt

sich auf herkömmlichen CNC-

Maschinen die endgültige

Schlichtbearbeitung durch-

führen. Das Resultat: Eine

Oberfl äche in der gewünsch-

ten Genauigkeit.

Roboterhersteller und Ent-

wickler robotergestützter

CAD/CAM-Software stellen

deshalb neue Roboter und

Programmierlösungen bereit,

um dem wachsenden Markt

gerecht zu werden. Daneben

entwickeln die Hersteller eine

neue Generation von Steue-

rungen. Zum Beispiel bietet

die KUKA-Steuerung KR C4 ei-

nen neuen Bewegungsplaner

mit der Option, durch CAD/

CAM-Software generierte G-

Code-Programme ablaufen

zu lassen. Damit kann ein Fer-

tigungsbetrieb mithilfe eines

Roboters nun jegliches Ma-

terial – mit Ausnahme von

ex trem harten Werkstoff en –

präzise bearbeiten.

Bei der Erzeugung von Off -

line-Programmen stellt ein

sechsachsiger Roboter eine

große Herausforderung dar:

Singularitäten, Reichweiten-

und Gelenkgrenzen, Nach-

laufwege, Kollisionen und vie-

les mehr müssen berechnet

werden, um fehlerfreie Robo-

terprogramme zu generieren.

Ein durch herkömmliche CAD/

CAM-Frässoftware erzeugtes

G-Code-Programm funktio-

niert nicht einfach so auf ei-

nem Roboter, ohne zeitrau-

bende, manuelle Änderungen

mithilfe einer zusätzlichen Ro-

botersimulationssoftware in

Kauf zu nehmen.

Robotmaster liefert innova-

tive Tools, damit ohne großen

Aufwand Roboterprogram-

me erzeugt und optimiert

werden können. Schnell und

einfach lassen sich fehlerfreie

Roboterbahnen erstellen. Sin-

gularitätszonen, Kollisionen

mit dem Roboter, dem Werk-

zeug oder Werkstück lassen

sich ausschließen. Das inno-

vative Optimierungs-Tool von

Robotmaster erlaubt es dem

Anwender, innerhalb weniger

Sekunden optimierte Bahn-

kurven zu generieren.

Zukunftsweisende

Technologie: Das Mas-

tercam-Zusatzprodukt

Robotmaster.

Bild: InterCAM

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13AktuellTrends und Technologien

M E C A D A T

Füllsimulation für Thermoplastspritzgießen

Die MECADAT CAD/CAM Computersys-

teme GmbH stellt das neue VISI-Modul

Flow Lite vor. „VISI Flow Lite wurde zwar

bereits in Version 18 eingeführt, aber

in der neuen VISI-Version 19 nochmals

optimiert. Flow Lite ist eine einfach an-

zuwendende Füllsimulation für Ther-

moplastspritzgießen. Da die Kosten für

Änderungen in den Projektphasen Kon-

struktion, Werkzeugbau und Serienan-

lauf jeweils um den Faktor 10 steigen,

können mit Flow Lite schon sehr früh

entsprechende Probleme an Bauteil und

Werkzeug erkannt sowie Optimierungen

vorgenommen werden“, berichtet Ralph

Schmitt, Geschäftsführer von MECADAT.

Durch die direkte Integration in die

VISI-Funktionalität für die Werkzeugkon-

struktion erlaubt Flow Lite dem Kons-

trukteur, schnell und einfach werkzeu-

grelevante Konstruktionsaspekte wie

optimaler Anspritzpunkt oder die beste

Lage der Auswerfer zu überprüfen. Auch

ein Stand-alone-Einsatz von VISI Flow

Lite, beispielsweise in der Angebotspha-

se, ist möglich. Artikelkonstruktionen

können mit den Standardschnittstellen

(Iges, Step, Parasolid, Solid Works, So-

lid Edge und STL) einfach übernommen

werden. Direktschnittstellen zu den gro-

ßen Produktentwicklungssystemen ste-

hen optional zur Verfügung. Auch ein

konstruktives Modifi zieren der Modelle,

zum Beispiel das Ändern von Wandstär-

ken, ist jederzeit machbar.

Bei VISI Flow Lite erfolgt eine vollauto-

matische Vernetzung und Wandstärken-

analyse. Nach Eingabe des entsprechen-

den Materials – unverstärkt oder verstärkt

– und der Festlegung des Anspritzpunk-

tes werden die Prozessparameter wie

Einspritzzeit, Schmelze- und Werkzeug-

temperatur aus den Standardvorgaben

des Programms übernommen. Diese Pa-

rameter sind aber jederzeit auf entspre-

chende Erfahrungswerte änderbar.

Nun berechnet Flow Lite wichtige rele-

vante Kenngrößen wie Fließfront, Druck-

bedarf und Temperaturverlauf. Durch

den Verlauf der Fließfront ist einfach zu

erkennen, ob die Kavität balanciert ge-

füllt wird oder wie Dome und Rippen an-

geströmt werden. Die zu erwartenden

Bindenähte und Lufteinschlüsse wer-

den graphisch angezeigt. Darüber hi-

naus werden die Scherspannung und die

entsprechende Kühlzeit ermittelt. Durch

eine neuartige Qualitätsanalyse ist Flow

Lite in der Lage, dem Anwender anzu-

zeigen, welche Kenngrößen kritisch sind

und welche Kenngrößenänderung einen

eventuell noch optimaleren Prozess be-

wirken würde.

Füllsimulation und Darstellung des Optimierungs-

potenzials. Bild:Mecadat

S I E M E N S P L M

Neue Version von Teamcenter Mobility

Siemens PLM Software hat

Teamcenter Mobility 2.0

veröff entlicht, eine neue

Version seiner App für mo-

bile Endgeräte. Das Update

erlaubt nicht nur den Zu-

griff auf alle PLM-Prozesse,

die mit Teamcenter verwal-

tet werden. Anwender kön-

nen mit der erweiterten

Version auch eigene Datei-

en hinzufügen, Relationen

erzeugen und aktiv Pro-

zesse anstoßen. Damit sind

mobile Mitarbeiter, vom

Manager bis hin zum War-

tungspersonal, schnell und

direkt vor Ort in der Lage,

auf aktuelle Ereignisse zu

reagieren. Teamcenter Mo-

bility 2.0 bietet folgende

Vorteile:

Anwender können Daten

aus Teamcenter nicht mehr

nur abrufen, sondern neue

Produktdaten selbst hinzu-

fügen, und zwar von überall

dort, wo ein Zugang zum In-

ternet möglich ist.

Darüber hinaus erlaubt

Teamcenter Mobility 2.0,

neue Prozesse aufzusetzen

und zu starten.

Erweiterungen in dem

Bereich Produktstruktur er-

möglichen die Navigation

der einzelnen Stücklisten-

ebenen und zusätzlich Ver-

wendungsnachweise von

Objekten.

Das neue Release unter-

stützt Mark-ups. Damit las-

sen sich Kommentare an

Dokumente und Bilder anfü-

gen, um auf bestimmte Pro-

bleme hinzuweisen oder An-

weisungen weiterzugeben.

Das aktuelle Release ist

ab sofort im App Store von

Apple verfügbar.

A U T O F O R M E N G I N E E R I N G

Hotforming und Abschreckprozesse

Die AutoForm Engineering

GmbH hat den AutoForm-

ThermoSolver entwickelt.

Die Software bietet eine effi -

ziente Simulation von Hotfor-

ming und Abschreckprozes-

sen. Komponenten mit hoher

Festigkeit, anspruchsvoller

Geometrie und minimier-

ten Rückfederungseff ekten

können mit AutoForm-Ther-

moSolver in kurzer Zeit und

zu niedrigeren Kosten ent-

wickelt werden. Die mittels

Hotforming und Abschre-

cken produzierten Kompo-

nenten zeichnen sich durch

hohe Festigkeit, reduzierte

Rückfederungseff ekte und,

falls nötig, komplexe Formen

aus. AutoForm-ThermoSolver

unterstützt das direkte und

indirekte Hotforming und

berücksichtigt zudem den

Wärmefl uss und die Phasen-

transformation während des

Abschreckens. Ingenieuren

einen besseren Einblick in

die strukturelle Transforma-

tion des Materials und damit

eine zweckmäßige Kontrol-

le darüber. Auch Automo-

bilhersteller sowie Zulieferer

können mit dieser Software

zuverlässig die Prozesse von

warmumgeformten Bautei-

len für neue Fahrzeuge ent-

wickeln und defi nieren.

Bild: AutoForm Engineering

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14 Aktuell Veranstaltungskalender

PLZ Anbieter Firma/Anschrift Schwerpunkte Termine0

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Schwindt CAD/CAM-

Technologie GmbH

Callenberger Str. 896450 CoburgTel.: 0 95 61 - 55 60-0Fax: 0 95 61 - 55 60-10E-Mail: info@schwindt.euInternet: www.schwindt.eu

Ihr Dienstleister für CATIA und PLM

Hier die nächsten CATIA Kurse:CATIA V5 Part Design ExpertCATIA V5 Basiskurs

Wir sind Mitausteller auf der TEKOM vom 18. - 20.10.2011in Wiesbaden

Aktuelle Termine undOrte fi nden Sie unterwww.schwindt.eu

oder auf Anfrage unterFreecall: 0800-CATIAV6

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Transcat PLM GmbH

Am Sandfeld 11c76149 KarlsruheTel.: +49 7 21 - 9 70 43 - 0Fax: +49 7 21 - 9 70 43 - 9 71events@transcat-plm.comwww.transcat-plm.com

• 22.11. - 23.11.2011 European Customer Forum in Parisunter dem Motto „Innovation in Life“Infos unter www.3ds.com/ecforum

• 29.11. - 02.12.2011 EuroMold in Frankfurt

• V6 Starter Seminare Infos und Anmeldung unterwww.transcat-plm.com/de/training/kursdatenbank.html

kostenfreie Webseminare zu wichtigen Themen rund um CATIA, ENOVIA, SIMULIA, 3DVIA Composer

Infos und Anmeldung unter www.transcat-plm.com/vera

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CADFEM GmbH

ANSYS Competence Center FEMMarktplatz 285567 Grafi ng b. MünchenTel.: +49 (0)8092-7005-0Fax: +49 (0)8092-7005-77E-Mail: info@cadfem.deInternet: www.cadfem.de

Technische InformationstageANSYS Strukturmechanikstatisch/dynamisch – linear/nichtlinear – implizit/explizit Von Ingenieur zu Ingenieur und anhand von Beispielen aus der Praxis vermitteln die Veranstaltungen einen technischen Überblick über die Simulationsmöglichkeiten des Programms ANSYS in verschiedenen strukturmechanischen Anwendungs-bereichen.Die Teilnahme ist kostenfrei.www.cadfem.de/strukturmechanik

• 08.11. in Regensburg

• 10.11. in Rheinbach/Bonn

• 17.11. in Graz/Dobl (AT)

• 22.11. in Freiburg im Br.

• 29.11. in Neu-Ulm

•30.11. in Leipzig

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DriveConcepts GmbH

Wettiner Platz 1001067 DresdenTel.: +49 (0)351 / 4858-310Fax: +49 (0)351 / 4858-400contact@driveconcepts.comwww.driveconcepts.com

Mit unserer aktuellen Software MDESIGN 2010 bietet DriveCon-cepts das vollständige Paket zur Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von Getrieben, Lager und Wellen bis hin zur Lastverteilungsberechnung der Verzahnungen. Nie war die Berechnung ganzer Getriebe einfacher!

Im Anschluss an das DMK 2011 veranstaltet DriveConcepts im Dezember 2011 die bewährten Kurse zur Getriebe-, Wellen- und Schraubenberechnung. Weiterhin werden spezielle Kurse angeboten - Bitte informieren Sie sich auf unserer Webseite.

1.12. Schraubenberechnung2.12. Wellenberechnung1./2.12. Getriebe berechnen

Infos & Anmeldung:www.driveconcepts.com/event.html

DMK 2011 (29./30.12.2011)www.driveconcepts.com/dmk2011

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+A

+C

H COMSOL

Multiphysics GmbH

Berliner Straße 437073 GöttingenTel.: +49-(0)551-99721-0Fax: +49-(0)551-99721-29E-Mail: info@comsol.deInternet: www.comsol.de

COMSOL Multiphysics Workshops und TrainingskurseUnsere Software ist ein Werkzeug für virtuelle Produktentwick-lung basierend auf der Finite-Elemente-Methode. In unseren Veranstaltungen erlernen Sie verschiedene Modellierungstech-niken und erstellen selbständig Simulationsmodelle. Wir zeigen Ihnen, wie Sie COMSOL Multiphysics eff ektiv und produktiv für Ihr eigenes Aufgabengebiet einsetzen können. Im Mittelpunkt stehen die vielfältigen Möglichkeiten, physikalische Phänomene miteinander zu koppeln.

Einführung in dieMultiphysik-Simulation:www.comsol.de/events

Trainingskurse:www.comsol.de/training

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CFturbo® Software &

Engineering GmbH

Unterer Kreuzweg 101097 DresdenTel.: 0351 / 40 79 04 - 79Fax: 0351 / 40 79 04 - 80E-Mail: info@cfturbo.deInternet: www.cfturbo.de

Die CFturbo® Software & Engineering GmbH ist ein Dienst-leistungs- und Softwareunternehmen mit Hauptsitz in Dresden und einem Büro in München. Tätigkeitsschwerpunkte sind CAE-Berechnungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der Turbomaschinen. Dazu gehören Auslegung, Entwurf, Simu-lation - insbesondere CFD und FEM, Optimierung, Prototypen-bau und Konstruktion von Turboladern, Turbinen, Verdichtern, Ventilatoren, Gebläsen und Pumpen. Die Firma entwickelt und vermarktet das Turbomaschinen-Entwurfsprogramm CFturbo®

und führt kundenspezifi sche Softwareentwicklungen durch.

CFturbo®-Schulungen12.10.2011, Dresden09.11.2011, Dresden14.12.2011, Dresden18.01.2012, Dresden08.02.2012, Dresden14.03.2012, Dresden

http://www.cfturbo.de/training.html

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CENIT Akademie

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15AktuellVeranstaltungskalender

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Am Moosfeld 1381829 MünchenTel.: 089 / 431 987 0Fax: 089 / 436 17 16E-Mail:info.de@mscsoftware.comInternet:www.mscsoftware.com

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O L I V E R - W Y M A N - S T U D I E „ E L E K T R O M O B I L I T Ä T 2 0 2 5 “

Elektrofahrzeugmarkt braucht Zeit und GeldV O N A N D R E A S T E V E R D I N G

Das Elektrofahrzeug fährt auch in den nächsten Jahren noch in der Verlustzone. Bis 2025 werden reine Elek-

trofahrzeuge weltweit nur einen Marktanteil von rund drei Prozent erzielen. Der Staat muss massiv in einen

„Deutschlandpakt 2025 für Elektromobilität“ investieren, um die neue Technologie anzuschieben. Das sind

Kernergebnisse der Oliver-Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“.

16 Veranstaltungskalender Aktuell

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Am Markt verfügba-

re Elektroautos: Tesla

Roadster (oben), Mitsu-

bishi i-MiEV, Nissan Leaf,

TH!NK City (von links).

Bilder: Archiv

8 / 2 0 1 1

In den nächsten 15 Jahren kommen

Elektrofahrzeuge im weltweiten Fahr-

zeuggeschäft gerade einmal auf ei-

nen Marktanteil von drei Prozent. Enor-

me Mehrkosten von derzeit bis zu 20.000

Euro für ein Fahrzeug der Golf-Klasse

und beschränkte Reichweiten im realen

Fahrbetrieb verhindern eine starke Ver-

breitung. Laut der aktuellen Studie von

Oliver Wyman „Elektromobilität 2025“

sollte der momentane Hype um das Elek-

trofahrzeug zwar beendet werden, auf

lange Sicht geht aber am Elektroantrieb

kein Weg vorbei – denn Elektrofahrzeuge

entscheiden über die langfristige Über-

lebensfähigkeit der Automobilindustrie.

Bis dahin steht ein nie gekannter Inves-

titionsbedarf dem äußerst geringen Er-

tragspotenzial gegenüber.

Elektroautos noch

in minimalen Stückzahlen

Trotz vollmundiger Ankündigungen

der Automobilhersteller gibt es bisher

nur wenige Elektrofahrzeuge zu kau-

fen. Im Jahr 2009 werden weltweit nicht

einmal 10.000 Pkws abgesetzt, die rein

batteriebetrieben fahren. Fahrzeuge

wie Mitsubishi i-MiEV, Nissan Leaf, Tes-

la Roadster oder TH!NK City sind im Ge-

samtmarkt mit einem Anteil von weni-

ger als 0,1 Prozent ein Tropfen auf den

heißen Stein. Auch der weltweite Be-

stand an ungefähr 2,5 Millionen Hybrid-

fahrzeugen ist angesichts von mehr als

850 Millionen Pkws eher eine Rander-

scheinung. Im Jahr 2010 fahren gerade

einmal zwei Prozent der neu verkauften

Fahrzeuge elektrisch unterstützt oder

rein elektrisch. Bis 2025 steigt deren

Marktanteil auf 16 Prozent – dann aber

haben mindestens 76 Millionen Fahr-

zeuge beziehungsweise 84 Prozent im-

mer noch einen Verbrennungsantrieb.

CO2-Reduktion ist und bleibt damit das

Top-Thema der Automobilindustrie. Die

Automobilhersteller investieren dafür

bereits heute etwa ein Drittel des welt-

weiten Forschungs- und Entwicklungs-

aufwands von 75 Milliarden Euro.

Das neue Elektrospiel

mit vielen Unbekannten

Neue Fahrzeug- und Antriebskonzep-

te sind Schlüsselelemente für das Auto-

mobil und zugleich Voraussetzung, um

langfristig im Wettbewerb mit anderen

Verkehrsträgern und -konzepten zu be-

stehen. Dabei kommt der Elektrifi zierung

des Antriebs eine entscheidende Rolle

zu, denn damit wird entweder der Ver-

brennungsmotor elektrisch unterstützt

(Mild-Hybrid), zeitweise im Fahrbetrieb

ersetzt (Voll-Hybrid, Plug-in-Hybrid) oder

ganz ersetzt (Elektrofahrzeug, Brenn-

stoff zellenfahrzeug). Bis auf Mild-Hybrid

ermöglichen diese neuen Antriebskon-

zepte ein zumindest lokal emissionsfrei-

es Fahren. Das neue Elektrospiel ist al-

lerdings eines mit vielen Unbekannten:

Kundenerwartungen, Märkte, Fahrzeug-

konzepte, Antriebstechnologien, Kosten,

Marktteilnehmer und Geschäftsmodelle

führen zu einem noch nie dagewesenen

Wettkampf beziehungsweise Powerplay

in der Automobilindustrie. Hinzu kommt

die große Unsicherheit über künftige

Marktperspektiven der neuen Antriebe

für die nächsten 15 bis 20 Jahre.

Reichweite und Kosten

haben Top-Priorität

Eine im Rahmen der Oliver-Wyman-Stu-

die „Elektromobilität 2025“ gemeinsam

mit puls Marktforschung durchgeführ-

te Kundenbefragung zeigt, dass der Au-

tokäufer keine Abstriche bei Nutzen,

Fahrkomfort oder Sicherheit machen

wird. Insbesondere eine unzureichende

Reichweite ist für die befragten Kunden

Hauptargument gegen den Kauf eines

Elektrofahrzeugs; nur 13 Prozent akzep-

tieren eine Reichweite unter 250 Kilome-

tern. Langfristig wird es für die Automo-

bilhersteller und -zulieferer darum gehen

müssen, Reichweiten von bis zu 400 Ki-

lometern zu realisieren, um dem Elektro-

fahrzeug aus einer kleinen Nische zu ei-

ner starken Verbreitung zu verhelfen.

Alle Beteiligten müssen deshalb die

Elektrifi zierung des Antriebs vorantrei-

ben. Die Kostenmodellierung zeigt je-

doch, dass die Herstellkosten eines

durchschnittlichen Elektrofahrzeugs

heute um den Faktor 2,5 beziehungs-

weise 150 Prozent über denen eines

Fahrzeugs mit Verbrennungsantrieb lie-

gen. Selbst im Jahr 2025 sind die Her-

stellkosten noch um 60 Prozent höher.

Zwar wird das Elektrofahrzeug bei man-

chen traditionellen Fahrzeugumfängen

günstiger – so entfallen Komponenten

oder sie werden für das Elektrofahr-

zeug kostenoptimiert –, doch Batterie,

Elektromaschinen und Leistungselekt-

ronik verteuern das Fahrzeug drastisch.

Nur 2.200 Euro „Elektroaufschlag“

werden akzeptiert

Laut Kundenbefragung sind jedoch le-

diglich 14 Prozent der Autokäufer bereit,

für ein Elektrofahrzeug mehr zu bezah-

len. Im Durchschnitt lassen sich gerade

einmal 2.200 Euro „Elektroaufschlag“ er-

zielen. Nur bei einer Betrachtung der an-

fallenden Lebenszykluskosten kann die

Rechnung für den Kunden künftig aufge-

hen. Werden die vergleichsweise günsti-

gen Stromkosten berücksichtigt, kann ein

Fahrzeug der unteren Mittelkasse trotz

Elektroantrieb nicht nur gleichziehen,

sondern in einer vierjährigen Betrach-

tung der Lebenszykluskosten das mit

Fahrzeugherstellkosten nach AntriebstechnologieDurchschnittlicher PKW, Verbrennungsfahrzeug 2010 = Index 100

104

103

100

122115

122

144

130

154146

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225

168

235

247

2010 2015 2020 2025

Verbrennungsfahrzeug

Voll-Hybridfahrzeug

Plug-in-Hybridfahrzeug

Elektrofahrzeug

Mild-Hybridfahrzeug

Quelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“

Trotz starker Kostendegression bleiben die Herstellkosten vor allem beim Elektrofahrzeug im

Jahr 2025 deutlich höher als beim Verbrennungsfahrzeug. Grafi ken: Oliver Wyman

17Im FokusElektromobilität

8 / 2 0 1 1

18 Im Fokus Elektromobilität

Verbrennungsmotor angetriebene Fahr-

zeug sogar überholen: Im Jahr 2025 sind

demnach die Lebenszykluskosten des

Elektrofahrzeugs um etwa 3.500 Euro be-

ziehungsweise zirka zehn Prozent nied-

riger, trotz höherer Anschaff ungspreise.

In absehbarer Zeit geht diese Rechnung

allerdings noch nicht auf, da das Elekt-

rofahrzeug bei vergleichsweise hohem

Wertverlust von Fahrzeug und insbeson-

dere Batterie in vier Jahren Mehrkosten

von mehr als 12.000 Euro einfährt.

Plug-in-Voll-Hybride

die bessere Alternative

Der Markt für Elektrofahrzeuge wird

wachsen, allerdings nur langsam. Reine

Elektrofahrzeuge kommen im Jahr 2025

im Wettbewerb mit verbrennungsmo-

torgetriebenen Fahrzeugen nur auf 3,2

Millionen verkaufte Einheiten. Bis dahin

werden sich im Markt weltweit etwa 15

Millionen Elektrofahrzeuge befi nden, das

sind weniger als 1,5 Prozent des dann

vorhandenen Fahrzeugbestands. Mild-

und Voll-Hybride starten zwar durch, er-

reichen aber in fünfzehn Jahren nur ei-

nen Marktanteil von zusammen neun

Prozent. Mild-Hybride werden jedoch zu

einer Art Basistechnologie für mittlere bis

große Fahrzeuge, während Voll-Hybride

sich insbesondere in Nordamerika und

Asien durchsetzen, vor allem bei SUVs

(Sport Utility Vehicle). Plug-in-Hybride

(Marktanteil 2025: 3,5 Prozent), sprich:

Voll-Hybride mit einer deutlich größeren,

an der Steckdose wiederaufl adbaren Bat-

terie, sind bei einer Kosten-Nutzen-Ab-

wägung die bessere Alternative.

Plug-ins können sich überall dort verbrei-

ten, wo Strecken von mehreren Hundert

Kilometern mit der Möglichkeit zum rein

elektrischen Fahren von bis zu 50 Kilome-

tern kombiniert werden. Auf diese Wei-

se lassen sich mit traditionellem Antrieb

weite Strecken über Land bewältigen, um

dann innerstädtisch rein elektrisch zu fah-

ren. In den kleinen Fahrzeugsegmenten

wie Opel Corsa oder Smart Fortwo kom-

men die reinen Elektroantriebe immer

dort zum Zuge, wo die tägliche Strecke

üblicherweise 60 bis 80 Kilometer nicht

übersteigt. Reine Elektrofahrzeuge spie-

len in Fahrzeugsegmenten oberhalb der

Mittelklasse wie der E-Klasse von Merce-

des-Benz keine größere Rolle mehr. Aus-

genommen sind Kleintransporter, die

innerstädtisch kurze Strecken im Verteiler-

verkehr oder im Handwerk zurücklegen.

E-Auto-Zulieferer und

After-Sales-Markt profi tabel

Angesichts geringer Stückzahlerwartun-

gen für die nächsten Jahre, eines hohen

Investitionsbedarfs und überbordender

Mehrkosten für das Elektrofahrzeug stellt

sich mehr denn je die Frage nach der Pro-

fi tabilität des Elektrofahrzeugs. Eine Bei-

spielrechnung aus der aktuellen Oliver-

Wyman-Studie für ein Elektrofahrzeug

der Golf-Klasse zeigt, dass trotz 3.000

Euro am Markt zu erzielendem „Elektro-

aufschlag“ ein Automobilhersteller heute

rund 12.000 Euro an einem solchen Fahr-

zeug verlieren würde. Für die nächsten

zehn Jahre bleibt das Elektrofahrzeug in

Summe über die gesamte Wertschöp-

fungskette in der Verlustzone.

Gewinnbringend sind diejenigen Wert-

schöpfungsstufen, die dem Verkauf der

Autos vor- oder nachgelagert sind. Vor-

gelagert entsteht ein neuer Markt aus in-

novativen, hochanspruchsvollen Elektro-

antriebskomponenten. So wird sich zum

Beispiel der Markt für Lithium-Ionen-

Batterien, Elektromaschinen und Hoch-

volt-Leistungselektroniken im Jahr 2025

bereits auf rund 80 Milliarden Euro be-

laufen. Das sind rund sieben Prozent der

gesamten Komponentenwertschöpfung

der Automobilindustrie. Nachgelagert er-

öff nen sich zahlreiche neue Chancen, die

die Automobilhersteller zwingend nut-

zen müssen, um in den nächsten Jahren

Verluste entlang der Wertschöpfungsket-

te auszugleichen oder zumindest abzu-

mildern. Dabei spielen zunehmend die

Energieversorgungsunternehmen eine

wichtige Rolle, sei es als Wettbewerber

oder als Partner für Hersteller, um mit die-

1 Fixkosten (inklusive Steuer, Versicherung), Wartung und Reparatur, FahrzeugpflegeQuelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“

Lebenszykluskosten im Vergleich: Elektro- vs. VerbrennungsfahrzeugIn Euro, durchschnittlicher PKW, Haltedauer 4 Jahre, 15.000 km Laufleistung pro Jahr

12.100

27.200

16.600

18.900

6.000

2.000

9.000

2.900

8.000

9.000

11.000

11.300

Verbrennungsfahrzeug

Elektrofahrzeug

Verbrennungsfahrzeug

Elektrofahrzeug

2010

2025

26.100

38.200

36.600

33.100

WertverlustKraftstoff- bzw.

Stromkosten Sonstiges1

Für den Endkunden ist ein Elektrofahrzeug heute um fast 50 Prozent teurer als ein Verbren-

nungsfahrzeug – bedingt durch den Wertverlust von Fahrzeug und Batterie.

32,6

3,1

2,0

39,5

22,4

1,3

1,3

26,2

13,8

2,1

1,0

17,6

7,8

8,1

Fahrzeugabsatz 2025 nach Antriebstechnologie und RegionIn Millionen PKW1

Asien und Mittlerer Osten Europa NAFTA Restder Welt

Verbrennungsfahrzeuge

Mild-HybridfahrzeugeVoll-Hybridfahrzeuge

Plug-in-Hybridfahrzeuge

0,9

0,90,7

0,5

0,3

0,4Elektrofahrzeuge

1 Inklusive Pickup, PKW-basierter Van und Micro Van (ohne Transporter)Quelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“

0,10,10,1

3,25,82,6

76,6

3,2

Im Jahr 2025 werden weltweit nicht mehr als 3,2 Millionen Elektrofahrzeuge abgesetzt. Asien

ist Hauptregion für den Absatz alternativ angetriebener Fahrzeuge.

8 / 2 0 1 1

19Im FokusElektromobilität

sen beispielsweise spezielle „Autostrom-“

oder Leasing-Pakete zu schnüren.

Der Staat kann Elektroautos

attraktiver machen

Für eine starke Verbreitung von Elektro-

fahrzeugen lassen sich zwei Haupttreiber

ausmachen. Zum einen dürfen sich in ei-

ner Betrachtung der Lebenszykluskos-

ten keine Kostennachteile im täglichen

Betrieb dieser Fahrzeuge ergeben. So-

mit hängt die Verbreitung nicht nur von

einer deutlichen Kostendegression der

Batterie und damit vom Wertverlust des

Elektrofahrzeugs ab, sondern insbeson-

dere auch vom weiteren Anstieg der Roh-

öl- und Kraftstoff preise. Darüber hinaus

kommen jetzt Staat und Kommunen ins

Spiel. Wenn sie künftig den Kauf und den

Betrieb von Elektrofahrzeugen fördern

oder den Verbrennungsantrieb sanktio-

nieren, hat das erheblichen Einfl uss auf

den Absatz von Elektrofahrzeugen.

So wird Großbritannien den Kauf eines

Elektrofahrzeugs ab 2011 mit 2.500 bis

6.000 Euro unterstützen, China mit etwa

6.500 Euro, Japan sogar mit bis zu 11.000

Euro. Der Staat wird zu einem neuen und

gewichtigen Spieler im Powerplay na-

tionaler Interessen. Und er fordert: Pro

Kauf eines Elektrofahrzeugs sollte eine

„E-Fahrzeug-Prämie“ von bis zu 10.000

Euro gewährt werden. Daneben kann

bei Neuverkäufen auch eine Befreiung

von der Umsatzsteuer, der Kfz-Steuer

oder der Umsatzsteuer auf den Strom-

verbrauch des Elektrofahrzeugs ange-

setzt werden. Diese eher temporär als

Anschubfi nanzierung gedachten Mittel

lassen sich mittelfristig durch attraktive

Angebote im innerstädtischen Verkehr

ergänzen, beispielsweise Mitbenutzung

der Busspuren und spezielle Parkräume

für Elektrofahrzeuge. Drastischer wirken

innerstädtische Mautgebühren oder Zu-

fahrtsbeschränkungen für CO2-aussto-

ßende Fahrzeuge.

Notwendig ist ein Deutschlandpakt

2025 für Elektromobilität

Deutschland und die deutsche Automo-

bilindustrie als Schlüsselindustrie müs-

sen ihrer technologischen Vorreiterrolle

auch beim Elektrofahrzeug gerecht wer-

den können. Nicht kleckern, sondern

klotzen, lautet deshalb die Devise. Das

entspricht einer Fördersumme in Höhe

von 15 Milliarden Euro, verteilt auf die

nächsten zehn Jahre. Die aktuellen För-

derprogramme reichen nicht aus, um die

führende Rolle im Elektro-Powerplay der

Nationen zu spielen.

Nach dem „100.000-Dächer-Pro-

gramm“ für Solardächer Ende der 1990er-

Jahre ist jetzt ein „1.000.000-E-Fahrzeug-

Programm“ notwendig, damit in den

nächsten Jahren der Kauf eines Elektro-

fahrzeugs trotz deutlich höherem An-

schaff ungspreis und Wertverlust attrak-

tiver wird. Der Staat ist gefordert, seine

Forschungs- und Industriepolitik auf die

Elektromobilität auszurichten, um nicht

weiter den Anschluss zu verlieren. Zudem

muss er ein umfangreiches Marketing für

Elektromobilität betreiben, dessen Fokus

auf einer Verantwortungsgesellschaft für

Nachhaltigkeit liegt.

Von neuen Kooperationen

profi tieren

Nicht erst mit dem Elektrofahrzeug sind

aufstrebende Automobilnationen wie Chi-

na in der Lage, die etablierten Unterneh-

men der Automobilindustrie anzugreifen.

Langfristig kommt die Konkurrenz nicht

aus dem eigenen Land, sondern aus Fern-

ost. Das gilt für die Schlüsseltechnologien

des Elektroantriebs – allen voran Batterie-

zellen und Leistungselektronik – ebenso

wie für Elektrofahrzeuge an sich. Automo-

bilhersteller werden sich zur Sicherung

der strategischen Zulieferbasis an Kom-

ponentenlieferanten beteiligen müssen,

insbesondere bei Batteriezellen und -mo-

dulen, aber auch bei werthaltigen Schlüs-

selkomponenten der Elektromaschinen

wie etwa Permanentmagneten.

Mit Blick auf die immensen Investitio-

nen, die in den nächsten Jahren von allen

Beteiligten notwendig sein werden, geht

es jetzt darum, neue Kooperationen und

Beteiligungen einzugehen. Vertikale

Partnerschaften eines Automobilherstel-

lers mit strategischen Schlüsselzuliefe-

rern und Forschungsinstituten sind durch

horizontale Kooperationen zwischen

Herstellern oder zwischen Zulieferern zu

ergänzen, um ein dichtes Netzwerk für

Elektromobilität zu knüpfen. Für etablier-

te Spieler im traditionellen Verbren-

nungsantrieb gilt es zudem, den Spagat

zu schaff en, mit geeigneten Migrations-

strategien den Schritt in die Elektrifi zie-

rung des Antriebsstrangs zu vollziehen,

gleichzeitig aber weiter in den heutigen

Wettbewerbsvorsprung des Verbren-

nungsmotors zu investieren, um diesen

möglichst lange zu erhalten. to

Die Zehn-Punkte-Agenda „Elektromobilität 2025“1. Markenpositionierung

Die Elektromobilitätsstrategie konse-

quent an Markenpositionierung und

markentypischer Innovationsstrategie

ausrichten.

2. Marktintelligenz

Marktintelligenz für „Elektro“ und

relevante Umfeldindikatoren je Markt

aufbauen sowie entsprechende

Marktszenarien und alternative/optio-

nale Strategiepfade defi nieren.

3. Produktportfolio

Das Produktportfolio nach Fahrzeug-

segmenten selektiv mit alternativen

Antriebs- und spezifi schen Fahrzeug-

konzepten durchdringen.

4. Mobilitätsangebote

Neue, auf das Elektrofahrzeug bezoge-

ne Downstream-Angebote und Mehr-

wertdienste schaff en, um zusätzliche

Gewinnzonen der Elektromobilität zu

adressieren.

5. Kooperationen, Fusionen und

Übernahmen

Durch vertikale und horizontale Ko-

operationen, Unternehmenszukäufe

und -zusammenschlüsse den Zugang

zu Schlüsseltechnologien und -part-

nern sichern.

6. Kompetenzfokus Forschung und

Entwicklung (FuE)

„Elektro“ als FuE-Kernkompetenz von

Herstellern durch Umschichtung der

FuE-Ressourcen und -Budgets signi-

fi kant aufbauen – Ziel sind 10 bis 15

Prozent für Elektrofahrzeuge.

7. Investmentfokus Produktion

In die Produktion werthaltiger Kompo-

nenten des Elektroantriebs investie-

ren, inklusive Transformationsplan

für traditionelle Komponenten- und

Aggregatewerke.

8. Zuliefergeschäfte

Neue Zuliefergeschäftsmodelle bei

Schlüsselkomponenten und -systemen

aufbauen, auch in Zusammenarbeit

mit Zulieferern außerhalb der Automo-

bilindustrie.

9. Staatliche Förderung

Ein staatliches Förderprogramm wie

einen „Deutschlandpakt 2025 für Elek-

tromobilität“ für eine Million Elektro-

fahrzeuge bereitstellen – Größenord-

nung etwa 15 Milliarden Euro.

10. Kommunikation

Integrierte und unternehmensüber-

greifende Marktkommunikation zu

Potenzialen und Realitäten der Elektro-

mobilität betreiben.

8 / 2 0 1 1

20 Im Fokus Elektromobilität

Elektromobilität ist Chance und He-

rausforderung – für alle Beteiligten.

Nur wenn die Integration der Elek-trofahrzeuge in die Netze gelingt, kann

Elektromobilität zuverlässig funktionie-

ren und sich zum Vorteil für Nutzer und

Netzbetreiber entwickeln.

Künftige Lade-Infrastrukturen für Elek-

trofahrzeuge werden nach Zugänglich-

keit und Aufstellort unterschieden:

• Öff entliches Laden: etwa auf öff entli-

chen Plätzen oder am Straßenrand

• Halböff entliches Laden auf Privatge-

lände: Parkhaus, Kaufhaus- oder Hotel-

parkplatz

• Halbprivates Laden auf Privatgelände:

Lademöglichkeiten für Pendler sowie

Dienst- und Firmenwagen auf dem Fir-

mengelände

• Privates Laden auf Privatgelände:

etwa daheim in der Garage

Netzintegration hat oberste Priorität

Wertet man das Fahrverhalten in den

Modellregionen aus, zeigt sich: Gefahren

wird, wo öff entliche Ladestationen verfüg-

bar sind – geladen wird aber in 90 Prozent

aller Fälle im Privatbereich. Auch die Nati-

onale Plattform Elektromobilität weist der

Lade-Infrastruktur für halbprivates und

privates Laden in ihrem Zwischenbericht

eine hohe Bedeutung zu. Die Anforderun-

gen an die Systeme sind zum Teil mit de-

nen an das öff entliche Laden vergleichbar

– etwa bei den Sicherheitsfunktionen. An-

dere Anforderungen unterscheiden sich

und sind zum Teil geringer.

Durch das häufi ge Laden im privaten

Bereich ist die Integration in das Ener-

gienetz erforderlich. Schon eine geringe

Anzahl von Elektrofahrzeugen kann im

ungünstigen Fall zu einer lokalen Über-

lastung im Niederspannungsnetz des

Netzbetreibers führen. Im Firmennetz

kann ein ungesteuertes Laden der Flot-

ten- oder Pendlerfahrzeuge den Spitzen-

lastbedarf deutlich erhöhen und sich so

L A D E - I N F R A S T R U K T U R E N U N D N E T Z I N T E G R A T I O N

Erst laden, dann fahrenV O N T H O R S T E N T E M M E

Die Politik hat das Ziel vorgegeben: Eine Million Elektrofahrzeuge bis zum Jahr 2020. Damit hat die

Nationale Plattform Elektromobilität den Bedarf an Lademöglichkeiten für den öffentlichen und privaten

Bereich skizziert. Bis 2020 sind nahezu eine Million Ladepunkte notwendig. Worauf es bei den Themen

Lade-Infrastruktur, Lademodus, Ladestecker und Ladestationen ankommt, zeigt dieser Beitrag.

E-Mobilität in der Praxis –

die Mitarbeiter von Phoenix

Contact in Blomberg nutzen

bereits Elektro-Smarts für kür-

zere Dienstfahrten.

Topologie einer Lade-Infrastruktur für die Aufl adung in Lademodus 3 – auf der Basis der aktu-

ellen Normenentwürfe.

21Im Fokus

8 / 2 0 1 1

Elektromobilität

negativ auf den Leistungspreis bei Son-

dervertragskunden auswirken. Mittels

Last- und Energie-Management werden

aber auch wirtschaftliche Vorteile erzielt.

Denn die Novelle des Erneuerbare-Ener-

gien-Gesetzes von 2010 fördert durch

entsprechende Vergütungen den Eigen-

verbrauch von Solarstrom – hier ist das

Elektro fahrzeug ein potenzieller Abneh-

mer. Um auf eine attraktive Eigenver-

brauchsquote von über 30 oder gar 50

Prozent zu kommen, ist ein integriertes

Energie-Management notwendig.

Lademodus und Ladestecker

Das Laden von Elektrofahrzeugen be-

schreibt die Norm IEC 61851-1. Für das

Laden am Wechselstrom netz sind die La-

demodi 1 bis 3 defi niert. Der Lademodus

1, bei dem das Fahrzeug direkt mit dem

Netz verbunden wird, ist aus Sicherheits-

gründen bedenklich, er erlaubt auch

nur eine rudimentäre Steuerung des La-

devorgangs. Im Lademodus 2 sitzt zwi-

schen Fahrzeug und Haushaltssteckdose

eine so genannte In-Cable-Control-Box,

die Sicherheits funktionen wie Schutz-

leiter-Überwachung übernimmt. Hier ist

auf Fahrzeugseite bereits ein Ladeste-

cker nach IEC 62196 erforderlich. Erst im

Lademodus 3, bei dem Sicherheitsfunk-

tionen und die Vorgabe des Ladestroms

in der Ladesäule über einen so genann-

ten Control-Pilot fest integriert sind, ist

auch ein Last- oder Energie-Manage-

ment möglich (Bild 1). Für diesen Lade-

modus, der im Privatbereich bevorzugt

angewendet werden sollte, sind sowohl

auf Fahrzeug- als auch auf Lade-Infra-

struktur-Seite Steckvorrichtungen nach

IEC 62196 vorzusehen.

Prinzipiell sind hier verschiedene Ste-

cker möglich: Typ 1, 2 oder 3. Phoenix

Contact favorisiert für das Laden im Pri-

vatbereich den Ladestecker Typ 2 (Bild 2).

Dieses robuste und in der Anwendung

einfache Stecksystem ermöglicht eine

hohe Leistung: einphasig bis 3,7 kW, drei-

phasig sogar bis 43 kW.

Aufbau von Ladestationen

Die Ladestation im privaten Carport oder

in der Garage lässt sich um einige Funkti-

onen reduzieren. Identifi kation ist meist

nicht erforderlich. Energiemessung dient

vielfach nur der Information und muss

nur bei speziellen Fahrstromverträgen

eichrechtkonform sein. Häufi g wird das

System als so genannte Wall-Box aus-

geführt – entweder mit einer Steckdose

und losem Kabel oder einem an der La-

destation fest angeschlagenen Ladeka-

bel und fahrzeugseitigem Ladestecker.

Die Ladestation sollte auch unter widri-

gen Bedingungen wie Frost oder direkter

Sonnen einstrahlung zuverlässig arbei-

ten. Über Kommunikationsschnittstel-

len wird die Ladestation auch an die In-

formationstechnik im Haus geschlossen.

Denkbar ist die Fernanzeige der gelade-

nen Energiemenge auf dem Smartphone

oder der Fernzugriff durch den Energie-

versorger, der Tarifsignale an die Ladesta-

tion sendet. Hier bieten sich Systeme mit

integriertem Web-Server an, die sich pro-

blemlos in IT-Strukturen integrieren las-

sen, wie sie heute in nahezu jedem Haus-

halt vorhanden sind.

Im semiprivaten Firmennetz muss die

Konfektionierung der Lade-Infrastruktur

diff erenzierter betrachtet werden. Hier

können Identifi kation sowie eichrecht-

konforme Fahrstrom-Erfassung erfor-

derlich sein. Das System kann dann eine

Kompaktsteuerung – etwa eine ILC-Steu-

erung von Phoenix Contact – in einem

zentralen Schalt schrank enthalten. Von

diesem Schaltschrank aus werden meh-

rere Satelliten gesteuert, die nur noch

eine geringe Intelligenz benötigen. Die

sichere kommunikative Anbindung der

Ladestation an die IT-Infrastruktur des

Betreibers kann über Ethernet erfolgen –

per Draht oder per Funk.

Integration in SQL-

Datenbank

Das hier gezeigte Au-

tomatisierungskon-

zept verzichtet bei der

Kommunikation zur

Leitebene auf propri-

etäre System-Schnitt-

stellen. Die Integration

der Lade-Infrastruktur

erfolgt allein auf der

Basis von Standards

und Schnittstellen aus

Automatisierung und

Informationstechnik.

Die Automatisierungs-Software PC Worx

etwa unterstützt die direkte Kommunika-

tion mit einem Datenbank Management-

System (DBMS) – etwa MS-SQL-Server.

Die Abfragesprache SQL (Structured

Query Language) erlaubt die Defi nition

von Daten strukturen sowie das Schrei-

ben und Lesen von Daten in relationalen

Datenbanken durch die Steuerung.

Hat sich der Nutzer an den Ladesäulen

legitimiert – etwa über RFID oder gesen-

deter SMS – liest die Steuerung den zur

Kennung gehörenden Datensatz aus der

SQL-Datenbank aus und der Ladevorgang

kann beginnen. Gibt es ein Energie-Ma-

nagement-System im Hintergrund, lassen

sich aus der aktuellen und aus der zu er-

warteten Netzlast Ladevorgänge regelba-

siert anpassen (Bild 3). So kann einem

Fahrzeug mit geringer Priorität signali siert

werden, nur noch mit geringer Leistung

zu laden. Mit geeigneten Werkzeugen

kann man auch webbasierte Portal-Lö-

sungen schnell realisieren. r t

Der Autor Thorsten Temme arbeitet im Bereich

Technology Management/Corporate Techno-

logy bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG

in Blomberg.

Ladestecker und La-

debuchse vom Typ

2 nach IEC 62196-2

sind im privaten

und im öff entlichen

Bereich einsetzbar.

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engDAX – eine Lösung der DAXware Produktfamilie.Datenaustausch über OFTP, OFTP2, FTP und Internetportal mit ENGDAT und weiteren Zusatzmodulen

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8 / 2 0 1 1

22 Im Fokus Elektromobilität

Das Elektroauto fährt auf der Sieger-

straße. Die einst als bessere Roller

belächelten Vehikel haben sich zu

alltagstauglichen Gefährten gewandelt

und sind damit für immer mehr Bürger

eine Alternative zum Benziner. Laut ei-

ner Umfrage des BITKOM können sich

immerhin mehr als 60 Prozent von 1.000

Befragten vorstellen, in Zukunft auf ein E-

Mobil umzusteigen. „Die Akzeptanz von

Elektroautos ist sehr stark gestiegen“, be-

stätigt BITKOM-Präsidiumsmitglied Mar-

tina Koederitz den Trend. „Die meisten

Menschen haben sich geöff net für neue

Formen der Mobilität.“

Dabei hat sich die Einstellung der Deut-

schen zum ökologiebewussten Fahren in

den vergangenen Monaten erheblich ge-

ändert. Im Februar 2010 etwa konnten

sich erst 39 Prozent der Befragten vor-

stellen, in Zukunft Strom statt Benzin zu

tanken. Ein Grund für den Sinnes-

wandel mögen die Medien sein:

Automagazine wie Tageszeitungen

sind voller Berichte über innovative

neue Entwicklungen mit der Batte-

rie- und Antriebstechnik. Der fl otte

Tesla etwa hat einer großen Öff ent-

lichkeit gezeigt, dass Elektroautos

längst die Phase von langsamen

und experimentellen Fahrzeugen

hinter sich gelassen haben.

Die Steckdose allerdings kommt

bei dieser Debatte oft zu kurz: Zwar dreht

sich in der Diskussion um neue Antriebs-

technologien eine Menge um den Strom,

seine CO2-Neutralität und die effi zien-

teste Weise, ihn in PS zu verwandeln.

Wie genau er in die Batterien der Käu-

fer gelangen soll, wird jedoch eher in

geschlossenen Fachkreisen diskutiert.

Dabei bietet gerade dieser Aspekt viele

spannende Möglichkeiten, die mit neu-

en Entwicklungen auf dem Energiemarkt

zusammenhängen. Besonders die neuen

Technologien wie Smart Grids eröff nen

für neue automobile Lösungen reichlich

Potenzial.

Smart Grids bringen Stromproduzen-

ten auf intelligente Weise mit Stromkon-

sumenten zusammen. Dabei werden

alle notwendigen Netzdaten über IP-ba-

sierte Kanäle übertragen, um Angebot

und Nachfrage nach elektrischer Ener-

gie optimal zu steuern. Hinzu kommt ein

Austausch von Energieströmen in beide

Richtungen und eine automatische Opti-

mierung des Verbrauchs. Auf diese Weise

werden die Kraftwerke wie die Netze ins-

gesamt gleichmäßiger ausgenutzt und

lassen sich somit effi zienter betreiben.

Durch eine intelligente Laststeuerung, die

sich am Bedarf orientiert, können zudem

Lastspitzen effi zient vermieden werden

und der CO2-Ausstoß sinkt beträchtlich.

„Die Elektromobilität ist Treiber wie

Nutznießer dieser Entwicklung. Durch

die Smart-Grid-Technologie ist es bei-

spielweise möglich, die Ladephasen von

Elektromobilen in der Nacht mit über-

schüssiger Windenergie zu synchroni-

sieren. Zudem können sogar die Batteri-

en angeschlossener Elektrofahrzeuge als

Stromspeicher und Netzpuff er dienen“,

sagt Carl Tille, Vice President Electromo-

bility bei Schneider Electric.

„E-Mobility bedeutet sehr viel mehr

als nur den Tank durch eine Batterie und

S T R O M V E R S O R G U N G V O N E L E K T R O M O B I L E N B I E T E T I N N O V A T I O N S P O T E N Z I A L

Strom, der mehr kann Experten rechnen fest damit, dass schon in wenigen Jahren ein Großteil der Auto-

flotte mit Stromantrieb unterwegs ist. Neue Technologien bieten mehr Komfort

beim Aufladen und nutzen die Möglichkeiten von Smart Grids optimal aus. Mit La-

desäulen, die sich aufgrund flexibler Einsatzmöglichkeiten im privaten und ge-

werblichen Bereich für den Aufbau intelligenter Ladenetze eignen, stellt sich

Schneider Electric dieser Herausforderung.

Die Ladesäulen

von Schneider

Electric verfügen

über ein integ-

riertes Überwa-

chungssystem für

das Energiema-

nagement.

Carl Tille ist Vice President Electromobility bei

Schneider Electric.

Elektromobilität

den Ottomotor durch ei-

nen Elektroantrieb zu erset-

zen“, beschreibt BITKOM-

Präsident August-Wilhelm

Scheer die Entwicklung

der neuen Technologie. „Im

Zentrum der Elektromo-

bilität steht ein hochkom-

plexes Informations- und

Kommunikationsnetz. Es

managt Fahrzeuge, Ener-

giebereitstellung und Ver-

kehrsströme.“ Die Etab-

lierung von Smart Grids

stellt allerdings eine große

fi nanzielle Herausforderung

dar. Experten schätzen das

weltweite Investitionsvo-

lumen auf rund 300 Mil-

liarden Euro pro Jahr. Die

großen Energieanbieter

haben das Potenzial dieses

Themas durchaus erkannt.

Wenn es um die letzten Me-

ter geht, den Weg aus den

Stromnetzen zur Steck-

dose, kommen allerdings

Unternehmen zum Zug,

die in Sachen Energiema-

nagement ihr Hauptbetäti-

gungsfeld sehen.

Damit Elektromobilität

sich auf breiter Front durch-

setzen kann, muss schließ-

lich das Land mit einem Netz

aus Stromtankstellen ver-

sorgt werden. Wie dies kon-

kret aussehen kann, zeigt

das Beispiel Frankreich. Dort

startete im vergangenen

Jahr ein groß angelegtes

Gemeinschaftsprojekt der französischen

Agentur für Umwelt und Energie-Ma-

nagement mit Schneider Electric. Kern der

mit 6,5 Millionen Euro geförderten Initiati-

ve sind 100 Elektrofahrzeuge von Renault

und Nissan, die im Departement Yvelines

von ausgewählten Teilnehmern im Alltag

getestet werden. Ein wichtiger Faktor war

dabei von Anfang an die problemlose Ver-

fügbarkeit von Strom. „Wir haben als Part-

ner für diesen Bereich ein umfangreiches

Netz aus Ladestationen zu Hause, am Ar-

beitsplatz, in Parkhäusern und öff entli-

chen Straßen aufgebaut“, berichtet Carl

Tille. Rund 135 intelligente Ladestationen

baute der französische Technologiekon-

zern allein in der Stadt Straßburg auf. Die

Geräte erlauben das sichere „Betanken“

von unterschiedlichen batteriebetriebe-

nen Fahrzeugen und können in einem so

genannten Smart Grid arbeiten.

Darüber lässt sich Strom aus erneuer-

barer Energie gezielt abrufen. Durch die

eingebaute Telekommunikationstechnik

sind die Stationen zudem in der Lage,

Autofahrer jederzeit über verfügbare An-

laufpunkte und den Aufl adezustand zu

informieren. So kann beispielsweise eine

SMS darüber aufklären, dass die Fahrt

mit voller Batterie weitergehen kann. „Es

gibt in diesem Bereich eine Menge in-

teressanter Zusatzdienste rund um das

Thema Stromversorgung des Autos“, er-

klärt Tille. Denkbar sind beispielsweise

Parkhäuser, in denen Kunden kostenlos

während ihres Einkaufs Strom tanken

können. Schneider Electric hat die ver-

schiedenen Ladesituationen in Katego-

rien wie „Sleep and Charge“, „Park and

Charge“ , „Work and Charge“ und „Coff ee

and Charge unterteilt und dafür nicht nur

technische Lösungen entwickelt, son-

dern auch Abrechnungs-, Nutzungs- und

Marketingszenarien konzipiert.

„Wenn wir den Elektroautos in Deutsch-

land eine Chance geben wollen, müssen

wir auch über das Management von

Energie und natürlich auch über Ab-

rechnungsmodelle reden. Nur dann sind

die neuen Fahrzeuge auch wirklich mo-

bil“, erläutert Rada Rodriguez, Country-

Präsidentin Schneider Electric Deutsch-

land. „Einfach nur ein Stromkabel in die

Garage ziehen – so trivial ist das Thema

leider nicht.“ Die Steckdosen von mor-

gen werden auch deshalb mit den Mo-

dellen von heute nur noch wenig ge-

meinsam haben. bw

FACHKONGRESS Digitale Fabrik@Produktion

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• Die Weiterentwicklung der Digitalen Fabrik:

- Entwicklungstrends

- Absicherung der Montageprozesse

- Absicherung automatisierter Produktionsprozesse

- Datenmanagement in der Digitalen Fabrik

- Produktbeeinflussung durch die Digitale Fabrik

- Erste Ansätze zur Energieverbrauchsplanung in der Digitalen Fabrik

• Erfahrungsberichte zur Umsetzung der Digitalen Fabrik national und international

7. Fachkongress

Digitale Fabrik@Produktion

– Zwei Welten wachsen zusammen –

15. und 16. November 2011

Radisson BLU, Hotel Hamburg Airport

Mit Werksführung bei AIRBUS

Operations GmbH

am 15. November 2011

Medienpartner:r:

Eine Veranstaltung von:

AUTOMOBILPRODUKTION

Nähere Informationen erhalten Sie unter

www.digitale-fabrik-tagung.de.

+Digitale_Fabrik_2011_75x297.indd 1 20.09.11 16:25

Rada Rodriguez ist Country-Präsidentin bei

Schneider Electric Deutschland.

Bilder: Schneider Electric

8 / 2 0 1 1

24 Im Fokus Elektromobilität

Virtuelle Systeme sind Nachbildun-

gen realer Systeme, die so geregelt

werden, dass sie sich an den An-

schlüssen wie ihre realen Vorbilder ver-

halten. Grundlage dafür sind sehr gute

mathematische Modelle der verwende-

ten Komponenten und die echtzeitfä-

hige Implementierung der Modelle auf

den genutzten Steuerrechnern. Bild 1

zeigt eine virtuelle Batterie, die anstel-

le einer realen in ein Bordnetz eingefügt

wurde. Eine geregelte Spannungsquel-

le wird dabei über ein mathematisches

Batteriemodell gesteuert, das zu den

Messwerten des Klemmenstroms die

Sollwerte für die Klemmenspannung

berechnet.

Solche Spannungsquellen stehen kom-

merziell in vielen Varianten zur Verfügung.

Die elektrischen Daten der Spannungs-

quelle müssen dabei zum Verwendungs-

zweck passen: Bei Starterbatterien muss

die Quelle Spannungen bis zu 15 Volt

und Ströme bis zu 1.000 Ampere liefern.

Traktionsbatterien erfordern dagegen ty-

pischerweise Spannungen bis 600 Volt,

dafür aber geringere Ströme. Natürlich

müssen die geregelten Spannungsquel-

len bestimmte dynamische Eigenschaf-

ten haben, die sich aus den dynamischen

Eigenschaften der simulierten Batterien

ergeben. Bild 2 zeigt beispielhaft den

Laboraufbau einer virtuellen Starterbat-

terie. Im Unterschied zu realen Batterien

können bei virtuellen beliebige Batterie-

zustände sehr schnell und sehr genau ein-

gestellt werden, ohne das zum Beispiel

sehr langsame thermische Ausgleichsvor-

gänge, die in der Regel über zehn Stun-

den dauern, abgewartet werden müssen.

Weiterhin lassen sich problemlos unter-

schiedliche Batterien nachbilden und mit-

einander vergleichen. Ein weiterer Vorteil

ist die absolute Reproduzierbarkeit des

Batterieverhaltens. Mit virtuellen Batteri-

en ist auch eine einfache Untersuchung

von Alterungseff ekten und deren Einfl uss

auf das Bordnetz möglich. So kann durch

einfache Parameteränderungen das Ver-

halten gealterter Batterien im Bordnetz

untersucht werden. Auch beim Bench-

marking unterschiedlicher Batteriesyste-

me ist eine virtuelle Batterie ein nützliches

Entwicklungswerkzeug.

Das „Gehirn“ virtueller Batterien sind

mathematische Modelle, die das dynami-

sche Verhalten der emulierten Systeme

mit hinreichender Genauigkeit beschrei-

ben. Solche Modelle mit passenden Soft-

waremodulen werden vom Fraunho-

fer IWES seit vielen Jahren entwickelt.

Sie beschreiben das elektrochemische

Verhalten typischer Speichertechnologi-

en durch Systeme partieller Diff erential-

gleichungen, die in semidiskreter Form

unter den wichtigsten kommerziellen Si-

mulationsumgebungen verwendet wer-

den können. Die Echtzeitvarianten dieser

Software lassen sich unter Echtzeitbe-

triebssystemen oder speicherprogram-

mierbaren Steuerungen einsetzen [1].

Bild 3 zeigt die Verifi kation einer virtu-

ellen Starterbatterie an einem Fahrzeug

mit Verbrennungsmaschine am Beispiel

eines Startvorgangs. Bei einer Tempera-

tur von 20 Grad Celsius betrug der Lade-

zustand der Batterie in zwei aufeinander

folgenden Versuchen mit realer und vir-

tueller Batterie jeweils 95 Prozent.

Der zeitliche Versatz der Meßergebnisse

dient der besseren Unterscheidbarkeit der

Versuche. Beim Betrachten der Ergebnisse

lässt sich kaum erkennen, welche Zeitver-

läufe zur realen und zur virtuellen Batterie

gehören. Da der Zustand realer Batterien

nur mit einer gewissen Unsicherheit er-

fasst werden kann, sind Vergleiche dieser

Art nicht einfach umzusetzen und erfor-

dern eine genaue Vorbereitung. Umso

eindrucksvoller ist die gute Übereinstim-

mung der Ergebnisse. bw

[1]: Caselitz, P. Modelling and Simulation

of Lithium Ion Batteries for Hybrid and Elec-

tric Vehicles 7. Symposium Hybrid Vehicles,

Electric Vehicles and Energy Management,

Braunschweig February 2010

V I R T U E L L E B A T T E R I E N I N D E R E N T W I C K L U N G V O N E L E K T R O F A H R Z E U G E N

Spart Zeit und GeldV O N M A T T H I A S P U C H T A U N D D O M E N I K S C H L E D D E

Energiespeicher besetzen eine Schlüsselposition in der Elektromobilität. Für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

spielen die dynamischen Eigenschaften und das Alterungsverhalten der Speicher eine wichtige Rolle. In der

Forschung und Entwicklung können anstelle realer virtuelle Batterien verwendet werden, die das Klemmen-

verhalten realer Batterien physikalisch mit hoher Genauigkeit nachbilden. Dies ist mit vielen Vorteilen ver-

bunden, die zu Zeit- und Kostenreduktionen führen.

Bild 1: Funktionsprinzip einer virtuellen Batterie.

Bild 2: Virtuelle Starterbatterie im Laborbe-

trieb. Bilder: Fraunhofer IWES

8 / 2 0 1 1

25Im FokusElektromobilität

– die LAPP HELIX spart Gewicht, Kosten

und Platz – das sind drei Fliegen mit ei-

ner Klappe.“

Die Komponenten der LAPP HELIX ba-

sieren auf dem vorhandenen Ladesystem

LAPP CHARGE. Das Kabel ist halogenfrei,

fl ammwidrig, ölbeständig und für einen

Temperaturbereich von –40 bis +90 Grad

ausgelegt. Daher eignet es sich gut für

Einsatzbedingungen mit starker Bean-

spruchung. In Design und Farbgebung

kann es, wie die LAPP CHARGE, an die Be-

dürfnisse der Kunden angepasst und

zum Beispiel mit dem Logo des Herstel-

lers versehen werden. Als Ladestecker

empfi ehlt Lapp den gemeinsam mit dem

Kooperationspartner Bals Elektrotechnik

entwickelten Stecker nach VDE-Standard.

Die komplette Steckvorrichtungsreihe

besteht hier aus Stecker und verschiede-

nen Ausführungen der Anbaudosen.

Über zusätzliche Kontakte in den Steck-

vorrichtungen erfolgt künftig der Daten-

austausch zwischen Fahrzeug und Ener-

gieversorgung. Selbstverständlich lässt

sich die LAPP HELIX auch mit anderen auf

dem Markt befi ndlichen Steckertypen

einsetzen. r t

wirkt sich direkt in einem vergrößerten

Aktionsradius des Fahrzeugs aus.

Weniger Material bedeutet auch nied-

rigere Kosten. Die Ersparnis für den Her-

steller liegt bei rund 25 Prozent.

Zusätzlich profi tiert der Endverbrau-

cher durch das geringere Gewicht. Das

Ladekabel ist damit beim Ladevorgang

einfacher und leichter zu handhaben.

Ist die Batterie voll, rollt sich die LAPP

HELIX einfach wieder ein und ist damit

immer sauber verstaut.

Schneckenkabel

mit Formgedächtnis

Lapp hat für seine Ladelösung eine inno-

vative Fertigungstechnik entwickelt, bei

der das Ladekabel horizontal spiralisiert

wird. Die Rückstellkraft, mit der sich das

Kabel nach dem Ladeprozess automa-

tisch in seine Grundposition zurückzieht,

ist vergleichbar mit der eines herkömm-

lich gewendelten Kabels. Die LAPP HE-

LIX hat quasi ein Formgedächtnis. Sieg-

bert Lapp: „Bei Elektroautos zählt jedes

Gramm, mehr noch als bei konventionell

angetriebenen Fahrzeugen. Aufwändi-

ge Leichtbaumaßnahmen sind oft teuer

Leichtbau, Kostenersparnis, Vorteile

beim Packaging – in der Automobilin-

dustrie sind diese drei Faktoren wich-

tige Wettbewerbsvorteile. Das gilt für

Elektro- und Hybridfahrzeuge in beson-

derem Maße. Jeder weiß: Nur bei markt-

fähigen Preisen und mit alltagstauglichen

Reichweiten werden sie sich langfristig

durchsetzen können. Einen Beitrag, Kos-

ten, Gewicht und Packaging zu optimie-

ren, liefert die Stuttgarter Lapp Gruppe,

Anbieter von integrierten Lösungen und

Markenprodukten für Kabel- und Verbin-

dungstechnik, mit ihrem Produkt LAPP

HELIX für die Ladetechnik.

Die patentierte Ladelösung LAPP HE-

LIX funktioniert im Gegensatz zu einem

gewendelten Ladekabel wie eine Schne-

cke, die sich aus ihrem Schneckenhäus-

chen ausrollt, wenn sie auf der Suche

nach Futter ist und sich dann, wenn sie

satt ist, wieder zurückzieht.

Die Vorteile von LAPP HELIX:

Durch die „Schneckenform“ ergibt sich

eine große Platzersparnis. Im Vergleich zu

einem gewendelten Ladekabel braucht

die LAPP HELIX bei einer Auszugslänge

von vier Metern rund 60 Prozent weni-

ger Platz. Dadurch ergeben sich für die

Industrie bessere Möglichkeiten für das

Packaging, zum Beispiel im Koff erraum

oder in den Fahrzeugtüren oder der

Heckklappe. Auch wenn eine Ladesäu-

le mit fest installiertem Ladesystem aus-

gestattet werden soll, lässt sich die LAPP

HELIX ohne weiteren Schutz, etwa unter

einer Klappe, verstauen.

Da für das Kabel nur halb so viel Ma-

terial benötigt wird wie bei einer gewen-

delten Variante, ist die LAPP HELIX auch

leichter: rund 40 Prozent beträgt die Ge-

wichtsersparnis. Das geringere Gewicht

N E U H E I T F Ü R D I E L A D E T E C H N I K : L A P P H E L I X

Laden mit innovativer e-SchneckeDie diesjährige IAA in Frankfurt hat gezeigt, dass das Interesse an der Elektromobilität zunimmt. Neben den

Fahrzeugen selbst rücken dabei auch immer mehr Peripherielösungen für E-Fahrzeuge ins Rampenlicht. Mit

dem Produkt HELIX bietet die Lapp Gruppe eine patentierte Ladelösung an, die mehrere Vorteile gegenüber

einem gewendelten Ladekabel besitzt.

Das Ladesystem

LAPP HELIX spart

Gewicht, ist be-

sonders kompakt

und gleichzeitig

kostengünstiger

als herkömmliche

Systeme.

8 / 2 0 1 1

26 Im Fokus Elektromobilität

Der Mitsubishi iMiEV, der seit diesem

Jahr für mehr als 40.000 Euro auf

dem deutschen Markt zu haben ist,

schaff t mit einem 200 Kilogramm schwe-

ren Batteriesystem (Energiedichte 109

Wh/kg) eine Leistung von 64 PS sowie

eine Reichweite von 144 Kilometern. Der

100.000 Euro teure Elektrosportwagen

Tesla Roadster speichert in seinem rund

450 Kilo schweren Batteriesystem (6.831

Lithium-Ionen-Laptop-Akkus, Energie-

dichte: 120 Wh/kg) Energie für etwa 350

KIlometer ohne Steckdosenstopp, zumin-

dest theoretisch. Bei sportlicher Fahrwei-

se kann jedoch nach nur 100 KIlometern

Schluss sein.

Forscher gehen davon aus, dass mit

bekannten Batteriekonzepten auf Lithi-

um-Ionen-Basis langfristig eine Energie-

dichte von bis zu 300 Wh/kg erreichbar

ist. Jedoch sind solche Energiedichten in

der Entwicklung und Fertigung kostenin-

tensiv und auch sicherheitskritisch. Mit

rund 50 Prozent der Gesamtkosten ent-

scheidet vor allem das verwendete Mate-

rial für die Kathode über Preis und auch

Sicherheit des Batteriesystems.

Für den Großteil der Autofahrer der

westlichen Welt, die durch ihre verbren-

nungsmotorisch angetriebenen Fahrzeu-

ge faktisch uneingeschränkte Mobilität

gewohnt sind, reichen die aktuellen Leis-

tungsdaten (vor allem Reichweite, Lade-

dauer, Preis) jedoch nicht aus, um sie vom

Kauf eines Elektromobils zu überzeugen.

Moderne Hybridkonzepte

Damit elektrifi zierte Antriebe in den ent-

wickelten Märkten breitere Akzeptanz

fi nden, führt nach Meinung von Exper-

ten kein Weg an Hybridkonzepten vorbei.

Aktuelle Hybridautos setzen zwar noch

auf den Verbrennungsmotor als Hauptan-

triebsquelle, ergänzt durch eine vergleichs-

weise kleine Batterie:

fünf Kilometer per

Elektromotor sind

hier das Maximum.

Bereits im kommen-

den Jahr wird man

jedoch erste Model-

le kaufen können,

die den Elektromotor

ins Zentrum des An-

triebs rücken, etwa

den Opel Ampera,

dessen kleiner Ver-

brennungsmotor le-

diglich dafür sorgt,

dass die Batterie stets

ausreichend geladen

ist und so die Reichweite auf 500 Kilome-

ter verlängert (Range-Extender-Konzept).

Die absolute Leistungsanforderung an die

Batterie ist somit geringer (Energiedichte

90 Wh/kg, elektrische Reichweite 60 Kilo-

meter). Opel bietet den Ampera ab 43.000

Euro an, die Sonderedition zur Einführung

der Baureihe im Herbst dieses Jahres kos-

tet 48.000 Euro.

Mehrere OEMs forschen zudem an wei-

teren emissionsfreien Evolutionsstufen

hybrider Antriebe, die momentan noch

komplex und damit nicht billig sind. Die

Hersteller gehen hier in mehrere Rich-

tungen, etwa die Kombination von Bat-

terien mit Hochleistungskondensatoren,

Batterien mit Range Extenders auf Brenn-

stoff zellenbasis oder auch reine Brenn-

stoff zellenkonzepte, zum Beispiel der F-

Cell der Daimler AG.

Das Elektroauto verändert die

Wertschöpfungskette

Die Weiterentwicklung der Batterietech-

nologie konzentriert sich auf Energie-

dichte, Nutzungssicherheit, Zyklenbe-

ständigkeit und Lebensdauer. Bei einer

dezidiert„grünen“ Technologie gehö-

ren selbstverständlich auch Life-Cycle-

Analysen dazu, also die Betrachtung der

ökologischen und ökonomischen Ge-

samtkosten der Batterie von der Roh-

stoff verfügbarkeit bis hin zum Recycling.

Diese Themen sind für Automobilherstel-

ler größtenteils neu. Bisher konnten die

OEMs mit ihrer Expertise in der konventi-

onellen Antriebstechnologie den Löwen-

anteil der Wertschöpfung am Automobil

für sich beanspruchen.

F A H R Z E U G K O N Z E P T E M Ü S S E N S I C H D E R B A T T E R I E T E C H N I K A N P A S S E N

Batterieleistung entscheidetV O N H A N S J Ö R G A R N O L D , F E L I X K U H N E R T , R A L F K U R T Z , D R . W I L H E L M B A U E R

Autofahrer und Experten aus Industrie und Forschung sind sich einig: Die Weiterentwicklung der Batterie-

technologie wird über Erfolg oder Misserfolg der Elektromobilität in Deutschland entscheiden. Speicherka-

pazität und Ladedauer der Batterie bestimmen das Nutzungskonzept, ihre Energiedichte und geometri-

schen Ausmaße das Design und Fahrzeugkonzept und ihre hohen Material- und Fertigungskosten den Preis

beziehungsweise das zugehörige Geschäftsmodell.

Entwicklung der Energiedichte von Batterietechnologien (Jahr/Technologie) im

Vergleich zur Energiedichte von Diesel.

8 / 2 0 1 1

27Im FokusElektromobilität

Doch Wissen um Verbrennungsmotoren

oder Getriebe ist beim Elektromobil nicht

mehr gefragt. In der Batterietechnologie

mit Lithium-Ionen-Akkus haben andere

Unternehmen, etwa aus der Chemie- und

Elektronikbranche, rund 20 Jahre Erfah-

rungsvorsprung (Ersteinsatz der Techno-

logie: 1991 in einer Hi88mm-Videokame-

ra von Sony). Dementsprechend drängen

diese Unternehmen jetzt in den sich elek-

trifi zierenden Automobilmarkt und ver-

ändern dadurch die Wertschöpfung für

die OEMs dramatisch. Statt eines Know-

how-Anteils von 63 Prozent beim Ver-

brennungsmotor könnten beim Elektro-

motor gerade einmal 15 Prozent auf die

Automobilindustrie entfallen.

Viele OEMs mit Ambitionen im Bereich

E-Mobility sind Kooperationen mit Batte-

rieherstellern eingegangen, um von deren

Know-how zu profi tieren. Hauptziel der

Zusammenarbeit ist neben der Verbesse-

rung der fahrzeugrelevanten Batteriecha-

rakteristika natürlich die Senkung der be-

trächtlichen Kosten dieser Komponente.

Schwere Batterie

erfordert Leichtbau-Karosse

Die Batterie ist nicht nur teuer, sondern

auch groß und schwer, was gänzlich neue

Anforderungen an den Karosseriebau

stellt. Die Automobilhersteller sind da-

durch gezwungen, sowohl in der Mate-

rial- und Komponententechnologie als

auch in ihren Produktionsverfahren völlig

neue Wege zu beschreiten. Konsequen-

ter Leichtbau lautet das Zauberwort, will

man das Gesamtgewicht des Fahrzeugs

trotzdem niedrig halten und damit die

Reichweite vergrößern. Die bei hoher Ver-

windungssteifi gkeit leichten kohlenstoff -

faserverstärkten Kunststoff e bieten sich für

innovative Karosseriekonzepte an. Die Fer-

tigung solcher Komponenten ist momen-

tan noch kostenintensiv. Doch es muss

nicht immer Karbon

sein. Im Konzeptfahr-

zeug „Light Car“ des

Engineering-Part-

ners EDAG kamen

etwa Basaltfasern für

Fahrzeugstrukturtei-

le zum Einsatz.

Nicht nur für den

energiesparenden

Leichtbau ist Mate-

rialkompetenz von

Bedeutung, auch

Sicherheitsaspekte

spielen hier eine gro-

ße Rolle. Kommt es

zu einem Unfall, dür-

fen weder das hohe

Gewicht der Batterie

noch die in ihr ge-

speicherte Energie

zusätzliche Risiken

für die Insassen dar-

stellen. Durch Über-

hitzung und Überladung explodierende

Mobiltelefon- und Laptop-Akkus haben

bereits öff entliche Debatten über die Si-

cherheit der Lithium-Ionen-Technologie

ausgelöst. Bei einem Elektroauto sind die

Sicherheitsanforderungen ungleich grö-

ßer, da bei einem höheren Spannungs-

niveau ein Vielfaches an Energie gespei-

chert wird.

Neuartiges Energiemanagement

Um den von der Batterietechnologie vor-

gegebenen Leistungsrahmen maximal

auszunutzen, ist das gesamte Energie-

management des Fahrzeugs von Bedeu-

tung. Beim Verbrennungsmotorfahrzeug

steuert ein Riementrieb oft diverse Ne-

benaggregate: Klimakompressor, Licht-

maschine und hydraulische Servolen-

kung. Doch beim Elektromobil gibt es

keinen Riementrieb, alles muss elektrisch

Fächerstrategie der OEMs bei der Entwicklung automobiler Antriebe – Konzepte

im Überblick. Bilder: PwC

„Bei den aktuellen Debatten zum Thema „emissionsfreies Fahren“ wird

momentan fast ausschließlich das rein batteriebetriebene Elektroauto als

Lösung öff entlich wahrgenommen. Den Bau von kleinen und günstigen

Elektroautos werden chinesische Hersteller aber besser realisieren kön-

nen als wir. Vor allem in Deutschland haben wir eine starke Kompetenz im

Bau von Premiumfahrzeugen, wo wir weltweit führend sind. Das müssen

wir uns unbedingt erhalten. Hier sehe ich den Hybridantrieb eindeutig als

beste Lösung, da wir so die Leistungsanforderungen der Premiumkund-

schaft weltweit erhalten können.“

Dr. Gerald Eifl er, Geschäftsführer, ElringKlinger Motortechnik GmbH

8 / 2 0 1 1

28 Im Fokus Elektromobilität

gesteuert werden. Ein intelligentes Sys-

tem muss also den Energiefl uss zu die-

sen Geräten bedarfsgerecht und effi zient

regeln, damit die eingesparte Energie in

höhere Leistung oder Reichweite umge-

setzt werden kann. Allein durch ein intel-

ligentes Energiemanagement sind laut

Experten bei einem E-Fahrzeug noch bis

zu 25 Prozent mehr Reichweite möglich.

Kosteneffi ziente Umsetzung

von E-Strategien

Die OEMs stehen an dieser Stelle vor ei-

nem weitreichenden Konfl ikt: Einerseits

müsste ein erfolgreiches E-Fahrzeug

unter den Gesichtspunkten Sicherheit,

Reichweite und zusätzlicher Kundennut-

zen an die E-Technologie angepasst wer-

den – es würde sich also in Konzept und

Design stark vom herkömmlichen Auto

unterscheiden. Andererseits ist es für die

OEMs eminent wichtig, dass Elektrofahr-

zeuge einen möglichst hohen gemein-

samen Anteil an den Plattform-, Modul-

und Gleichteilestrategien ihrer restlichen

Flotte besitzen, um über Skaleneff ekte

die hohen Produktionskosten zu begren-

zen. Durch den zu erwartenden geringen

Marktanteil von Elektroautos wird dieser

Konfl ikt zusätzlich verschärft.

Eine F&E-Fächerstrategie ist deshalb

aus ökonomischer wie ökologischer Sicht

sinnvoll: also die Elektrifi zierung des An-

triebsstrangs bis zur Entwicklung von E-

Fahrzeugen vorantreiben und gleichzei-

tig die Optimierung der konventionellen

Verbrennungsmotortechnologie fördern.

Denn diese wird nach Meinung von Ex-

perten auch in zehn Jahren noch über 90

Prozent der Fahrzeuge antreiben. Damit

besitzen Autos mit Verbrennungsmotor

als Gesamtfl otte das mit Abstand größte

Potenzial zur Reduzierung der CO2-Emissi-

onen des Individualpersonenverkehrs. Al-

lein im Ottomotor stecken noch mal gut

20 Prozent Optimierungspotenzial, die

sich durch Downsizing und intelligentes

Energiemanagement herausholen ließen.

Durch Kooperation schrittweise

in die Elektromobilität

Konversionsfahrzeuge – also umgebau-

te Verbrennungsfahrzeuge – sind zwar

kurzfristig notwendig, um einen schnel-

len Einstieg in die Elektro-

mobilität zu gewährleisten.

Den Durchbruch der Elekt-

romobilität schaff t jedoch

nur ein wahrhaft innovatives

Fahrzeugkonzept, das auf

die Batterietechnologie aus-

gelegt ist und den Kunden

mit bis dato ungekannten

Vorteilen für die neue Tech-

nologie begeistern kann.

Um die hohen Entwick-

lungskosten für den Einstieg

in die Elektromobilität und

ihren Ausbau in den Griff zu

bekommen, sind Kooperati-

onen mit Know-how-Trägern aus Batterie-

technologie und Leichtbau für die OEMs

von großem Wert. Die Hersteller sind hier

bereits aktiv und konnten so innerhalb

kurzer Zeit Kompetenzen aufbauen, die

sie mit ihren aktuellen Testfl otten de-

monstrieren. Mehrere Konversionsfahr-

zeuge stehen kurz vor dem Markteintritt.

Kooperationen mit den neuen, auf Elek-

tromobile spezialisierten Herstellern wie

Tesla, Th!nk oder CCT können ebenfalls

sinnvoll sein, um deren Wissen und Kre-

ativität für die Entwicklung von Purpose-

Design-Fahrzeugen zu nutzen. Weiterhin

wären aber auch Kooperationen zwi-

schen den etablieren Herstellern ange-

bracht, um gemeinsam Skaleneff ekte in

Entwicklung, Teileeinkauf und Fertigung

von Elektroautos zu erzielen.

Langes Zögern können sich die Her-

steller nicht leisten. Ein Entwicklungszyk-

lus dauert in der Automobilindustrie gut

fünf Jahre: Damit liegt das Jahr 2020 nur

eine Modellgeneration entfernt. Bereits

2012 tritt eine vom EU-Parlament be-

schlossene Flotten-Emissionsobergrenze

von 130 g CO2/km in Kraft, die im Jahr

2020 auf drastische 95 g CO2/km herab-

gesetzt wird. Spätestens dann wird also

jeder Hersteller den E-Fahrzeugen in sei-

nem Modellportfolio enorme Bedeutung

zumessen. to

Die komplette Studie wurde erstmalig von

PricewaterhouseCoopers und Fraunhofer

IAO 2010 veröff entlicht und kann herun-

tergeladen werden unter: http://www.iao.

fraunhofer.de/images/downloads/elektro-

mobilitaet.pdf

Hier lasen Sie überarbeitete Auszüge aus

der „These 3“.

Entwicklung der

globalen Pkw-Pro-

duktion und Anteil

der Elektrofahr-

zeuge von 2010 bis

2020: Die globale

Produktion soll von

64,9 auf 92,6 Milli-

onen Pkw pro Jahr

2020 wachsen – mit

einem Anteil von je

nach Szenario 0,8

bis 2,6 Millionen

Elektrofahrzeugen

2020, also maximal

drei Prozent an der

Gesamtfahrzeug-

produktion.

E-Fahrzeuge sind nicht selbst-

verständlich ökologisch. Mit

dem aktuellen deutschen

Strommix emittiert ein Elek-

troauto etwa 115 g CO2/km.

Aktuelle Kleinwagen begnü-

gen sich mit 100 g/km.

Bild: Bundesministerium für Umwelt

8 / 2 0 1 1

29ManagementRittal setzt 50-jährige Erfolgsgeschichte fort

sich unter anderem über die Neubau-Pro-

jekte am Fraport informieren, die mit Sys-

temtechnik von Rittal ausgestattet wer-

den. Beispiele dafür sind Schaltschränke

und Outdoor-Gehäuse, Stromver teilungs-

und Klimatisierungstechnik sowie IT-Lö-

sungen wie Netzwerk- und Serverracks

sowie USV-Systeme.

Energieeffizienz bei der

Produktion

Am zweiten Tag stand vor der Presse-

konferenz in der Herborner Firmenzen-

trale der Besuch des größten Rittal-Werks

am Standort Rittershausen auf dem Pro-

gramm. Ein wichtiger Punkt war die Ener-

gieeffi zienz bei der Produktion. In Ritters-

hausen konnte so in den letzten fünf

Jahren der Verbrauch bei Strom, Gas und

Wasser bis zu 30 Prozent gesenkt werden.

Umfangreiche Effi zienzmaßnahmen wie

der Betrieb eines Blockheizkraftwerks

oder der Einsatz von Niedertemperatur-

Pulver bei den Lackierprozessen, mach-

ten dies möglich.

Welchen Stellenwert der Bereich For-

schung und Entwicklung bei Rittal hat, le-

sen Sie im Interview mit dem Geschäfts-

führer F&E Dr. Thomas Steff en auf den

Seiten 48 und 49.

Höhepunkt der Jubiläums-Pressekon-

ferenz „50 Years Rittal. Power and Vi-

sion“ in der Herborner Firmenzen-

trale war der Auftritt von Friedhelm Loh,

Inhaber und Vorsitzender der Geschäfts-

führung von Rittal. „Die Power von ges-

tern und heute ist der Ausgangspunkt für

unsere mutige Vision von morgen“, fasst

Friedhelm Loh den Status des Unterneh-

mens nach 50 Jahren Erfolgsgeschich-

te zusammen. „Bis 2015 planen wir einen

Jahresumsatz von 3 Milliarden Euro. Dies

geht einher mit einem stark wachsenden

Personalbedarf, verbunden mit Karriere-

chancen in der ganzen Welt“, so Loh und

stellte klar: „Wir wollen diese Ziele in fi nan-

zieller Unabhängigkeit als Familienunter-

nehmen erreichen. Unsere Plattform „Rit-

tal – Das System.“ wird auch in Zukunft

den Weltstandard der Gehäusetechnik,

der Klimatisierung und der IT-Welt ent-

scheidend prägen.“ Durch die permanen-

te Verbesserung von Produkten und Ser-

viceleistungen sowie die Schaff ung neuer

Produkte werde Rittal seine Innovations-

kraft weiterentwickeln, so der Rittal-Chef.

Um die ambitionierten Wachstumszie-

le zu erreichen, will Rittal insbesondere

auch international weiter wachsen. Ein

Schwerpunkt liegt dabei auf Wachstums-

regionen wie Brasilien, Russland, China

und Indien. Am Standort Rittershausen

sind ebenfalls Investitionen geplant: Hier

soll die Fertigung rationalisiert und fl exi-

bilisiert werden, um kürzere Durchlauf-

zeiten zu ermöglichen.

Grundlage für diese Investitionsentschei-

dungen ist unter anderem die positive

Geschäftsentwicklung der letzten Mona-

te. So liegen die Umsätze von Rittal nach

den ersten sechs Monaten 2011 über

Plan. Der Inlandsumsatz kletterte gegen-

über dem Vorjahresvergleichszeitraum

um mehr als 25 Prozent, der Export leg-

te um fast 27 Prozent zu. Dank der guten

Auftragslage sind die Werke ausgelas-

tet, und Rittal wird 2011 das Niveau von

2008 überschreiten. Der erhöhte Perso-

nalbedarf wird kontinuierlich gedeckt:

Seit Jahresbeginn haben bereits 800 zu-

sätzliche Beschäftigte ihre Tätigkeit auf-

genommen.

„In diesem Jahr haben wir schon eine

ganze Reihe toller Aufträge an Land zie-

hen können“, freute sich Loh. Darunter

sind beispielsweise die koreanische Börse

mit der größten jemals von Rittal verkauf-

ten unterbrechungsfreien Stromversor-

gung (USV) sowie der Energieversorger

Orion, der im neuseeländischen Christ-

church ein großes Outdoor-Container-

Rechenzentrum installiert hat.

Darüber vergisst das Unternehmen je-

doch nicht seine gesellschaftliche Ver-

antwortung. So spendeten Inhaber und

Mitarbeiter allein in den letzten zehn Jah-

ren mehr als 2,5 Millionen Euro an soziale

und kulturelle Institutionen.

Am ersten Tag der Presseveranstaltung

versammelten sich die Medienvertreter

am Frankfurter Flughafen und konnten

J U B I L Ä U M S - P R E S S E V E R A N S T A L T U N G M I T F R I E D H E L M L O H

Drei Milliarden Euro Umsatz bis 2015V O N R A I N E R T R U M M E R

Anfang September hat Rittal anläßlich seines 50-jährigen Bestehens eine Gruppe von Fachjournalisten

zu einer Jubiläums-Presseveranstaltung geladen. Das DIGITAL ENGINEERING Magazin war mit dabei und

konnte sich an den Stationen Frankfurter Flughafen, Werk Rittershausen und Firmenzentrale Herborn

über die Firmenphilosophie und Lösungspalette von Rittal aus erster Hand informieren.

„Bis 2015 planen wir einen Jahresumsatz von

3 Milliarden Euro. Dies geht einher mit einem

stark wachsenden Personalbedarf, verbunden

mit Karrierechancen in der ganzen Welt.“

Friedhelm Loh, Inhaber und Vorsitzender der

Geschäftsführung von Rittal.

Bild

: Rit

tal G

mb

H &

Co

. KG

8 / 2 0 1 1

30 Management Automatische Datenklassifi zierung

Die Krones AG mit Hauptsitz in Neu-

traubling bei Regensburg plant, ent-

wickelt und fertigt Maschinen und

komplette Anlagen für die Prozess-, Ab-

füll- und Verpackungstechnik sowie die

Intralogistik. Weltweit beschäftigt der

Systemhersteller über 10.500 Mitarbeiter

und bedient eine große Bandbreite von

Zielbranchen. Insbesondere bei Geträn-

keherstellern gehören Krones-Anlagen

gewissermaßen zum Standard.

Die globale Präsenz des Konzerns

spiegelt sich ebenso in der Vielzahl der

Stammdaten wider, die seit der Grün-

dung 1951 inzwischen den Millionenbe-

reich erreicht hat. Bei dem Sondermaschi-

nenbauer Krones entwickeln mehrere

hundert Konstrukteure hochgradig in-

dividuelle Anlagen, die passgenau den

Kundenwünschen entsprechen.

Die Menge der Stammdaten verlang-

te umfassendere Suchoptionen. Die tex-

tuellen Möglichkeiten des ERP-Systems

reichten nicht aus, um die Komplexität

angemessen zu beherrschen. In der Folge

wuchs die Teilevielfalt zudem stetig an.

Jeder neu angelegte Materialstamm ver-

ursacht Verwaltungskosten. Studien ge-

hen davon aus, dass ein Bauteil während

seines Lebenszyklus von der Konstrukti-

on über die Produktion und das Lagerwe-

sen bis hin zum Einkauf und der Ersatz-

teilversorgung etwa 1.000 Euro Aufwand

verursacht.

Den Anstieg der Teilevielfalt bedingen

bei Krones die vielen Sonderteile und

Neuentwicklungen, aber auch Standard-

teile, die teilweise mehrfach angelegt

wurden. „Wie jeder Maschinenbauer ha-

ben wir Dubletten im System. Das ließ

sich nicht vermeiden. Jetzt entwickeln

wir Strategien, Dopplungen zu eliminie-

ren oder zumindest das Anwachsen der

Datenbank zu bremsen“, beschreibt Tho-

mas Weiss, Projektleiter aus dem Prozess-

management von Krones.

Zwei komplementäre Lösungswege

wurden identifi ziert: Einerseits soll ein

neues Suchwerkzeug die bisherigen ERP-

Funktionen ergänzen und andererseits

will Krones durch weitreichende Auto-

matismen eine höhere Datenqualität er-

reichen. Die Optimierung soll wiederum

K O M P L E X I T Ä T V O N B A U T E I L - D A T E N B E G R E N Z E N

Höhere Qualität für Millionen von StammdatenV O N P H I L I P P M I K S C H L

Die Krones AG, Entwickler und Hersteller von Getränkeabfüll- und Verpackungstechnik, nutzt die Klassifizie-

rungsexpertise der simus systems GmbH, um die Qualität ihrer Stammdaten zu erhöhen. Eine firmenspezifi-

sche Klassifikation, eine selbsttätige Datenklassifizierung und eine anwenderorientierte Suchmaschine un-

terstützen den Anlagenbauer, die Komplexität der Bauteil-Datenbank zu verringern und die Neuanlage von

Materialstämmen auf das Notwendigste zu begrenzen. Das neu strukturierte und von Dubletten befreite Tei-

lespektrum trägt dazu bei, unternehmensweit die Verwaltungskosten zu reduzieren.

Die Abfüllanlage ErgoBloc

L steht für Ressourcenscho-

nung, Umweltschutz und

Nachhaltigkeit. Bilder: Krones

8 / 2 0 1 1

31ManagementAutomatische Datenklassifi zierung

dazu dienen, das Suchen nach Bauteilen

zu beschleunigen.

Im Auswahlverfahren überzeugte der

Klassifi kationsspezialist simus systems,

der nicht nur eine leistungsstarke Such-

software, sondern auch eine automati-

sche Klassifi zierung von Stammdaten

und 3D-CAD-Modellen anbot. Mit sei-

ner Expertise in Klassenstrukturen sowie

Datenstrukturierung und -aufbereitung

konnte der Karlsruher Dienstleister ein

Lösungspaket schnüren, das den Anfor-

derungen von Krones entsprach.

Höhere Datenqualität durch auto-

matische Klassifi zierung

Die Software simus classmate analysiert

nach ihrem patentierten Verfahren die

Stammdaten des Unternehmens und er-

fasst charakteristische Merkmale, die als

Grundlage für die fi rmenspezifi sche Klas-

sendefi nition genutzt werden. Für die

automatische Umsetzung in die Klassifi -

kation lässt sich mittels eines grafi schen

Editors ein Regelwerk entwickeln und

anschließend verfeinern. Damit reichert

die Software die Daten um weitere Klas-

sifi kationsinformationen an, vereinheit-

licht deren Bezeichnungen und ordnet

sie in die entsprechenden Klassen ein.

Das Ergebnis ist eine übersichtliche Klas-

sifi kationsstruktur, die bereits automa-

tisch bewertete Elemente enthält. Für die

Analyse eines 3D-CAD-Modells greift si-

mus classmate im Anschluss an den Kon-

struktionsprozess auf minimale Geome-

trieinformationen zurück und ermittelt

daraus die Merkmale und die Klasse des

Bauteils.

Zum Projektstart legte Krones die An-

forderungen an die Klassifi kation in Form

von Klassenbeschreibungen fest und

übergab simus systems 2.000 Modelle

als Testobjekte. Schrittweise wurde das

Regelwerk verfeinert und angepasst, bis

eine Richtigteilquote von über 95 Pro-

zent erreicht wurde. Spätere Massen-

versuche mit wesentlich mehr Objekten

bestätigten den sehr hohen Wert. Um

diesen weiter zu verbessern, wird das

Feintuning des Regelwerks kontinuier-

lich fortgesetzt.

Insgesamt umfasst die Krones-Klassifi -

kation 430 Klassen mit rund 3.500 Merk-

malen. Etwa 2.500 defi nierte Regeln

ermitteln unter Berücksichtigung von

Abhängigkeitsbeziehungen Klassen und

Merkmale der Bauteile. Bevor ein neu-

es Objekt durch die Software analysiert

wird, entscheiden 3.800 Textschlüssel da-

rüber, ob manuell oder automatisch klas-

sifi ziert wird.

Momentan verzichtet Krones noch

auf die vollautomatischen Möglichkei-

ten, die simus classmate bereithält. Nach

Abschluss der Entwicklung

startet der Konstrukteur die

Klassifi zierung, lässt Klas-

se und Merkmale durch die

Software berechnen und

kontrolliert noch einmal ma-

nuell das Ergebnis. Wenn

genügend Erfahrungen ge-

sammelt wurden, soll künf-

tig der letzte Schritt von der

vollständig selbsttätigen

Klassifi zierung übernom-

men werden.

„Mit simus classmate kön-

nen wir unsere Konstrukteure

von lästigen Routineaufga-

ben befreien. Sie wollen ent-

wickeln und nicht Stamm-

daten pfl egen. Aber noch

fokussieren wir auf die Datenqualität und

eine weniger stark anwachsende Teile-

vielfalt – die Zeitgewinne kommen dann

eben etwas später“, erläutert Weiss.

Bauteilsuche leicht gemacht

Neben der höheren Qualität der Daten-

bank erleichtert die ebenfalls kunden-

spezifi sch angelegte Software classmate

Finder die Suche nach vorhandenen Bau-

teilen. Bei Krones geben mehrere vordefi -

nierte Auswahlmöglichkeiten und Pikto-

gramme dem Anwender Hilfestellung bei

der Eingabe der richtigen Suchkriterien.

In wenigen Sekunden präsentiert die

Software die entsprechenden Ergebnis-

se. Vorschaubilder, Einzeldatenkataloge

sowie eine interaktive 3D-Sicht des Bau-

teils erleichtern die Identifi kation. Bei

ähnlichen Teilen lassen sich die Daten-

sätze vergleichen und die Unterschiede

farblich hervorheben. „Die Benutzerober-

fl äche ist gut strukturiert. Die Anwender

fi nden sich rasch zurecht“, erklärt Weiss.

„Zusätzlich benötigt das Programm we-

nig Arbeitsspeicher, so dass nur minima-

le Wartezeiten entstehen.“

Die Einführung des Systems stößt

beim überwiegenden Teil der Anwen-

der auf positive Resonanz. Weitere Schu-

lungen, Informationsveranstaltungen

und später E-Learnings sollen helfen, die

noch vorhandene Skepsis abzubauen.

Zusätzlich ließ Krones in die Software ein

Neuigkeitswesen implementieren. Bei

Programmstart werden zentrale Memos

und Nachrichten der Systemadminist-

ratoren angezeigt und so sukzessive die

Informationen an die Benutzer verteilt.

Sammlungen von Tipps und Tricks sol-

len eine einfache Selbstaneignung ohne

unangenehme Nachfragen ermöglichen.

Neben den mehreren hundert

Konstrukteuren nutzen ebenso Anwen-

der aus anderen Bereichen, beispiels-

weise im Einkauf oder Ersatzteildienst,

die Software als Nachschlagewerk oder

Suchmaschine, so dass insgesamt weit

mehr als 1.000 Personen regelmäßig auf

das System zurückgreifen.

Anhand von Rückmeldungen hat

Thomas Weiss die Gewissheit, dass

der Einsatz von simus classmate die

gewünschten Eff ekte mit sich bringt. „Die

automatische Klassifi zierung einzufüh-

ren, war eine strategische Entscheidung,

die sich in den nächsten Jahren auszah-

len wird. Allein die höhere Datenqualität

bringt uns viele Vorteile“, sagt Weiss.

Gegen Jahresende plant Krones

eine umfassendere Nutzenevaluation.

Durch einen Vergleich der Neuanlagen

der Jahre 2008 bis 2010 mit denen von

2011 soll detailliert eruiert werden, in

welcher Höhe der Anstieg der Teileviel-

falt eingeschränkt werden konnte.

Momentan forciert Krones die Planun-

gen, mit Hilfe der neuen Klassifi kation die

Teilevielzahl durch Dubletteneliminie-

rung bei den Norm- und Kaufteilen zu

reduzieren. Weitere erhebliche Kosten-

einsparungen werden erwartet, da mit

Ende der Lebenszyklen immer mehr Bau-

teile aus dem System fallen. bw

3D-Vorschaubilder erleichtern Konstrukteuren die Bauteil-Suche.

32 CAD & Design

8 / 2 0 1 1

Publireportage: CAD-Datenaustausch und -konvertierung

Automobilhersteller Chrysler führte

einen vierwöchigen Anbieterver-

gleich durch, um einen geeigneten

Partner für das Migrationsprojekt seiner

CAD-Daten zu fi nden. Es wurden 15 reprä-

sentative Baugruppen getestet. Zunächst

verglichen die Chrysler-Ingenieure die

generell verfügbaren Tools und Fähigkei-

ten der Programme. Im Benchmark wur-

de laut Chrysler nicht nur die Software,

sondern auch die Proaktivität der Bewer-

ber und die Kreativität zur Lösung spezi-

eller Anforderungen bewertet. Nachdem

CoreTechnologie als Partner ausgewählt

worden war, konnte die Konvertierung

der ersten Produktivdaten bereits nach

drei Wochen starten. Auch Schulungen in

den USA und in Indien wurden innerhalb

dieser Setup-Phase durchgeführt. In die-

sem Rahmen wird von CoreTechnologie

ein Projektmanager eingesetzt, der in en-

gem Kontakt den Chrysler-Mitarbeitern

vor Ort sowie Entwicklern in Frankreich

die schnelle Umsetzung der Chrysler-

spezifi schen Anpassungen ermöglicht.

Bei Chrysler in Detroit arbeitet ein fünf-

köpfi ges Migrationsteam, in Indien führt

aktuell ein 50 Mann starkes Team die Mi-

gration durch.

Workfl ow „Automatisierter

Migrationsprozess“

Die Feature-Migration der CAD-Daten

liefert alle Modell-Links. Feature-Namen

und alle Feature-Gruppierungen werden

aufrechterhalten, wodurch das Design

nicht verändert wird (CAD Design Me-

thodology). Die Ausgangsdaten bleiben

bestehen und werden nicht verändert,

sodass auch alle Beziehungen zwischen

Assemblies,Teilen und Zeichnungen be-

stehen bleiben. Die Anforderungen an

den zu realisierenden Workfl ow „automa-

tisierter Migrationsprozess“ sind:

• Migration mit Features, das heißt auto-

matisches Remastering featurebasieren-

der Modelle sowie zusätzlich die gleich-

zeitige Erstellung von NX B-REP-Daten

• Beibehaltung der Modellstrukturen

• Beibehaltung der Eigenschaften, Attri-

bute und Layer

• Beibehaltung der fi rmeneigenen Tole-

ranzen und

• Verwendung der Chrysler-Startmodelle

• Validiereng der konvertierten CAD-Daten

innerhalb einer angegebenen Toleranz

Die seitens Chrysler gestellten Anforde-

rungen an den automatisierten Migra-

tionsprozess beinhalten unter anderem

auch die Überprüfung der Genauigkeit

des entstehenden NX-Modells. Ein integ-

riertes Batch-Programm dient dazu, den

Prozess zu koordinieren, zu überwachen

und zu validieren. Die Handhabung von

CATIA Multi-Model Links (die auf NX-Sei-

te Wave Technology heißen), die Durch-

führung eines Modell-Update sowie An-

legen von Smart Models aus V4-Daten

innerhalb des Batch-Prozesses gehören

zu den weiteren Anforderungen.

Im Rahmen des Chrysler-Projekts rea-

lisierte man jüngst auch die Konvertie-

rung der 2D-Zeichnungen mit voller As-

soziativität zum 3D-Modell. Interessant

ist hierbei, dass die Zeichnung wahlweise

an das B-REP- oder das featurebasieren-

de Modell „geheftet“ werden kann.

Zum kompletten Migrationsprozess

gehört auch die Migration der PDM-

Daten von ENOVIA VPM zu Teamcenter.

Hierbei werden alle Produktstrukturen,

Metadaten und Fahrzeugkonfi guratio-

nen migriert. Release Levels werden bei-

behalten, JT-Dateien erzeugt und in

Teamcenter importiert.

Die automatischen Prozesse bestehen

beispielsweise im Herausschreiben der

M I G R A T I O N V O N C A T I A Z U N X B E I C H R Y S L E R

Projekt mit LeuchtturmwirkungV O N A R M I N B R Ü N I N G

Die Chrysler Gruppe hat CoreTechnologie als Partner für die Konvertierung ihrer CATIA-V5- und -V4-Daten nach

NX PLM für alle Fahrzeug- sowie Powertrain-Daten ausgewählt. Hierbei hat sich CoreTechnologie im Chrysler

Benchmark als proaktiver Partner mit dem momentan innovativsten Produkt am Markt durchgesetzt.

Im Rahmen des Chrys-

ler-Projekts wurden mit

hohem Automatisie-

rungsanteil umfangrei-

che CATIA-V4- und -V5-

Daten featurebasiert in

NX PLM übertragen.

8 / 2 0 1 1

33CAD & DesignPublireportage: CAD-Datenaustausch und -konvertierung

Daten aus dem PDM-System und dem

Einlesen der CATIA-V4- und -V5-Quellda-

ten sowie einiger Pro/E-Teile. Bei V4-Daten

erfolgt die Durchführung eines CATIA-V4-

Updates sowie des Smart-Model-Befehls.

Ebenfalls automatisch wurden NX-Fea-

ture- und NX B-REP-Modelle erstellt und

überprüft. Die manuellen Prozesse be-

schränken sich auf die Korrektur der nicht

konvertierten Features in NX, die Verwen-

dung der Finalization Tools sowie den Im-

port dieser Daten in Teamcenter.

Featurekonvertierung im Detail

3D_Evolution verfügt über Nativschnitt-

stellen zur Konvertierung von CAD-Mo-

dellen mit Historie und Parametrik, ohne

dass hierfür eine Lizenz des Quellsystems

notwendig ist. Dies schaff t größtmögli-

che Unabhängigkeit, um den Prozess zu

gestalten, da alle benötigten Informa-

tionen direkt aus den Nativdaten ohne

Lizenz oder API des Quellsystems ge-

wonnen werden. Diese Schnittstellen-

Technologie ist momentan einzigartig.

Generell können mit der Software CAD-

Modelle zwischen gängigen Systemen

wie CATIA V4 und V5 sowie SolidWorks,

Pro/E, IDEAS, Inventor und NX mit Histo-

rie und Parametrik konvertiert werden.

Aufgrund des Chrysler-Projekts weist die

Verbindung zwischen V5 und NX hierbei

momentan die höchste Funktionalität auf.

Nativschnittstellen lesen B-REP, Features

und Parametrik sowie Product Manufac-

turing Information (PMI) und Metadaten.

Erst diese Technologie ermöglicht es,

alle Informationen zu gewinnen, die auch

dem CAD-System selbst zur Verfügung

stehen, und macht in der Praxis einen

entscheidenden Unterschied in Sachen

Qualität und Lesegeschwindigkeit aus.

Betrachtet man die komplette Liste der

Feature-Typen, dürften an dieser Stelle

heute keine Lücken mehr

existieren. Generell wer-

den die Featuretypen wie

Sketchbased, Surfacebased,

Surface Operation, Transfor-

mation und Dressup sowie

Boolean unterstützt. Spezi-

elle Features wie UDF, die im

Zielsystem nicht eins zu eins

vorhanden sind, können

mit Hilfe eines Mappings in

eine optimale Beschreibung

konvertiert werden. Die den

Features zugrunde liegen-

den Sketch Constraints und

Bemaßungen werden

auch übertragen und

sind wichtig, um dem

Anwender eine maxi-

male Funktion bei der

Weiterbearbeitung der

konvertierten Model-

le im Zielsystem zu er-

möglichen.

Bei Modellen, die im-

portierte Geometrie –

wie Surface Split Fea-

tures oder Imported

Solids – beinhalten,

stellen die automatischen Prüf- und Kor-

rekturfunktionen (Healing) sicher, dass

diese sauber in die Zielsoftware über-

tragen werden. Die fl exible 3D_Evoluti-

on-Datenstruktur erlaubt die Korrektur

von B-REP-Geometrie innerhalb der Mo-

dellstruktur, ohne die Historie und Para-

metrik des Modells zu opfern. Fehler wie

Selbstüberschneidungen, Twists, Krüm-

mungsdefekte sowie Überlappungen

und Lücken werden zuverlässig beseitigt

und so der automatische Aufbau im Ziel-

system ermöglicht.

Prozessautomatisierung

Die Steuerung des Konvertierungspro-

zesses erledigt der Enterprise Batchma-

nager, der auch von CoreTechnologie

geliefert wird und über sein Webinter-

face den Anwendern im Firmennetzwerk

Zugriff auf eine zentrale Jobliste ermög-

licht. Der Jobmanager verteilt die Kon-

vertierungsaufgaben aus der Jobliste,

so dass mehrere im Netzwerk verteilte

Computer zur Konvertierung größerer

Datenmengen genutzt werden können.

Die Verknüpfung der Prozesse wird mit

Hilfe der systemeigenen Scriptsprache

realisiert. Hierbei können auch exter-

ne Prozesse gesteuert und ausgewertet

werden. Die API des Batchmanagers er-

laubt wiederum die einfache Einbindung

seiner Funktionalität in übergeordnete

Systeme.

Validierung mit Modellvergleich

Besonderes Augenmerk legte man be-

reits bei der Konzeption des Konverters

auf einen zuverlässigen Validationspro-

zess, der durch einen geometrischen Mo-

dellvergleich erreicht wird. 3D_Evolution

vergleicht nach der Konvertierung auto-

matisch die Form des Ausgangs- sowie

des konvertierten Modells. Hierbei wer-

den Formunterschiede, die eine benut-

zerdefi nierte Toleranz überschreiten, pro-

tokolliert und auf dem Modell, das heißt

in einem speziellen Viewer-Format, abge-

speichert. Ein Farbverlauf kennzeichnet

die Unterschiede, und die Viewer-Datei

enthält spezielle Filterfunktionen, die eine

gezielte Darstellung der Abweichungen

ermöglichen. Die „Lightweight“-Modelle

können auch im 3D_Analyzer Viewer ein-

gelesen und so einer breiteren Anwender-

schaft verfügbar gemacht werden.

Optimale Performance wird durch den

Einsatz von 64-Bit-Technologie erreicht,

die nicht nur 3D_Evolution selbst um-

fasst, sondern auch die CoreTechnologie-

Plug-ins zum automatischen Remaste-

ring im jeweiligen Zielsystem. Besonders

wichtig ist dies für die Speicherverwal-

tung, denn mit Hilfe der 64-Bit-Techno-

logie ist das Remastering sehr großer

Modelle mit einer hohen Anzahl von Fea-

ture-Operationen problemlos möglich.

Die im Chrysler-Projekt gewonnenen

Erfahrungen sind bereits in die Version

3D_Evolution 2012 eingefl ossen. to

Die verlustfreie Konvertierung komplexer Bauteile mit B-REP-Features inner-

halb der Historie ist durch Healing möglich. Bilder: CoreTechnologie

Geometrischer Modellvergleich nach der Konvertie-

rung mit Hilfe von Farbverläufen. Die Ergebnisse des

Vergleichs werden zusätzlich in einer Logdatei in HTML

oder als PDF protokolliert.

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34 CAD & Design Neutrale Datenformate

Wie lässt sich der Datenaustausch

vereinfachen und gleichzeitig in

der Qualität steigern? Abhilfe kann

hier die Nutzung eines defi nierten, off e-

nen, nicht proprietären Austauschdaten-

formats schaff en, das keine explizite Appli-

kationsbindung aufweist. Das verringert

die Zahl der Schnittstellen (siehe Bild 1) in-

nerhalb der Werft und standardisiert dabei

auch den Austauschweg, wenn die Werft

von allen Zulieferern die Daten in dem

gleichen neutralen Format bekommt.

Ein Format für den prozessüber-

greifenden Datenaustausch in

möglichst allen Lebenszyklus-

phasen muss zudem alle we-

sentlichen Anforderungen an

den Funktionsumfang abde-

cken. Für den Praxiseinsatz we-

sentlich ist zusätzlich die Un-

terstützung des Formats durch

existierende CAD-Systeme. Im

Rahmen des vom BMWi ge-

P R O Z E S S Ü B E R G R E I F E N D E R D A T E N A U S T A U S C H I M S C H I F F B A U

Mehr Qualität im Schiffbau-EngineeringV O N D R . - I N G . A X E L F R I E D E W A L D , P R O F . D R . - I N G . H A B I L . H E R M A N N L Ö D D I N G , P R O F . D R . - I N G . U W E F R E I -

H E R R V O N L U K A S , B E N J A M I N M E S I N G , M A T T H I A S R O T H , S E B A S T I A N S C H L E U S E N E R U N D F E D O R T I T O V

Der intensive Austausch von Modelldaten im Schiffbau zwischen Zulieferer und Werft sowie zwischen ver-

schiedenen Anwendungen innerhalb der Werft ist für eine moderne virtuelle Produktentwicklung besonders

wichtig. Viele Werften halten die Daten gegenwärtig in verschiedenen Quell- und Zielsystemen vor, was zu

einer Vielzahl von Schnittstellen ohne standardisierte Konvertierungswege führt. Dies erschwert es, die Da-

ten in benötigter Qualität und notwendigem Umfang in die Systeme der Werft zu integrieren. Abhilfe kann

ein neutrales Datenformat schaffen.

Bild 1: Direktschnittstellen versus Neutralschnittstellen.

8 / 2 0 1 1

35CAD & DesignNeutrale Datenformate

förderten Forschungsprojekts POWER-VR

wurde ein systematischer Vergleich der

Leistungsfähigkeit verschiedener neutra-

ler Formate durchgeführt [1]. Dabei be-

fragte man Werften und Zulieferer, um die

relevanten Beurteilungskriterien zu ermit-

teln. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem

Einsatz für Visualisierungszwecke. Die Er-

gebnisse sind in diesem Beitrag zusam-

mengefasst.

Zur Vorbereitung des Benchmarks wur-

den die Anforderungen von Werften und

Zulieferern in einer Kriterienliste festge-

halten und nach ihrer Bedeutung gewich-

tet. Beispiele sind die Übertragung von

Metadaten oder der Erhalt der Baugrup-

penstruktur. Die Kriterien teilen sich auf

in Anforderungen an das Datenformat

sowie Anforderungen an die Qualität der

Konvertierungen aus den Ausgangsfor-

maten. Zusätzlich wurde dabei zwischen

Muss- und Kann-Kriterien unterschieden.

Die Kann-Kriterien wurden entsprechend

ihrer Relevanz gewichtet. Die Liste ermög-

licht eine einfache Bewertung der Daten-

formate sowie exemplarisch durchgeführ-

ter Testkonvertierungen.

Für die Datenformate hat man den spe-

zifi zierten Funktionsumfang mit den An-

forderungen der Anwender abgeglichen.

Die Exportfähigkeiten der Autorensyste-

me in die neutralen Formate wurde mit

Hilfe von Testkonvertierungen anhand

eines Motorenmodells von MAN Diesel &

Turbo SE bewertet, das mit zusätzlichen

Daten (Metadaten, Material, Textur usw.)

angereichert wurde. Für die Bewertung

des Exports betrachtete man die Expor-

te in Viewern. Diese können sich in der

Unterstützung des jeweiligen neutralen

Formats unterscheiden, was zu Abwei-

chungen bei den Ergebnissen führt. Aus

diesem Grund wurden zwei verschiede-

ne hochqualitative Viewer verwendet

(Deep Exploration und Teamcenter Visu-

alization) und das entsprechend bessere

Ergebnis ausgewählt, worauf im Folgen-

den referenziert wird.

Als Quell- und Zielsysteme kamen die

CAD-Lösungen NX, Pro/Engineer, Inventor

und CATIA zum Einsatz. Die Untersuchung

beschränkt sich auf die im Schiff bau ver-

breiteten und von den meisten Systemen

unterstützten neutralen Formate IGES,

STEP, X3D/VRML und JT. In diesem Bei-

trag werden die Kriterien und Ergebnisse

zusammengefasst dargestellt, eine detail-

lierte Übersicht fi ndet sich in [1].

Datenformate

Bei der Bewertung der spezifi zierten Fä-

higkeiten der Formate lagen die Schwer-

punkte auf der Unterstützung der Visu-

alisierung, zum Beispiel Level of Detail,

Texturen und Transparenz, auf der Mög-

lichkeit, produktspezifi sche Metadaten zu

speichern wie Volumen, Masse und Ferti-

gungsinformationen und auf der Leicht-

gewichtigkeit. Für die Visualisierung sind

JT und X3D/VRML97 gut geeignet, wohin-

gegen die Unterstützung durch STEP ge-

ring ist. Allerdings unterstützt X3D/VRML

nur generische Meta-Informationen und

erfüllt das Muss-Kriterium zur Speicher-

möglichkeit defi nierter ingenieursbezo-

gener Metainformationen nicht. Tabelle

1 fasst die Formatbewertung zusammen.

Konverter

Exemplarische Konvertierungen aus Auto-

rensystemen zeigen bei der Umwandlung

nach JT und STEP eine hohe Datenqualität,

wobei die STEP-Dateien häufi g sehr groß

sind. Die Konvertierungen nach VRML ha-

ben einige Kriterien, beispielsweise das

Übertragen der Hilfsgeometrien oder

Fertigungsinformationen, nicht erfüllt

und sind deshalb im Kontext eines gene-

rellen Austauschformats nur als befriedi-

gend anzuse-

hen. Bild 2 stellt

die besten Kon-

vertierungser-

gebnisse in Ab-

hängigkeit von

den verwendeten Viewern, stark zusam-

mengefasst dar. Die dabei maximal zu er-

zielende Punktzahl beträgt 21.

Es fällt auf, dass der direkte Export aus

NX nach JT eine hohe Punktzahl aufweist.

Da Siemens, der Hersteller von NX, we-

sentlich an der Entwicklung von JT be-

teiligt ist, war dies zu erwarten. JT hat je-

doch auch bei den anderen getesteten

Autorensystemen als neutrales Datenfor-

mat gut abgeschnitten.

Ein weiteres, für den Praxiseinsatz

wichtiges Kriterium, ist das notwendige

Datenvolumen. Aufgrund der neueren

Kompressionsalgorithmen bei moder-

nen leichtgewichtigen Formaten wie JT

ist die Dateigröße hier wesentlich ge-

ringer. Ähnliche Dateigrößen sind da-

her auch bei 3D-XML und 3D-PDF zu er-

warten, die jedoch aufgrund fehlender

Standardisierungsbestrebungen oder

fehlender Akzeptanz durch die Autoren-

systeme im Benchmark nicht behandelt

wurden. Bild 3 zeigt die Größe der ver-

schiedenen Formate im Vergleich zum

Ausgangsformat. Zu beachten ist, dass

wegen des exemplarischen Charakters

der Konvertierungen die Benchmark-

Ergebnisse nicht allgemeingültig sein

müssen, da die Werte stark von den ge-

wählten Konvertereinstellungen abhän-

gen. Zudem hat das Ausgangsformat ei-

nen starken Einfl uss auf die jeweiligen

Dateigrößen, wie am maximalen Wert

bei IGES zu sehen ist.

Zusammenfassung

Insgesamt stellt sich JT als ein sehr kom-

paktes und vollständiges Dateiformat für

den Austausch dar, auch wenn die Kon-

vertierung aus NX nicht berücksichtigt

wird. In einzelnen Fällen kann aber auch

die Benutzung der anderen Formate Vor-

teile haben und muss jeweils geprüft

werden. Die detaillierte Ergebnistabelle

aus dem vollständigen Bericht [1] bietet

Unterstützung bei der Auswahl eines ge-

eigneten Austauschformats. r t

Literatur-Hinweis:

[1] Friedewald, Axel; Lödding, Hermann; von Lukas, Uwe;

Mesing, Benjamin; Roth, Mathias; Schleusener, Sebasti-

an; Titov, Fedor (2011): Benchmark neutraler Formate für

den prozessübergreifenden Datenaustausch im Schiff -

bau. Fraunhofer Berichtsnummer 11rp001 – FIGDR, www.

power-vr.de/fileadmin/literatur/Benchmarkbericht_Au-

gust_2011.pdf

Tabelle 1: Zusammenfassung der Formateigenschaften.

IGES STEP VRMLNX 7.5

Inventor 2011CATIA V5 R19

Pro/E WF5

Schnitt

JT

Bild 2: Zusammenfassung der Konvertierungsergebnisse.

Bild 3: Dateigrößen im Vergleich (neutral zu nativ).

8 / 2 0 1 1

36 CAD & Design SolidWorks Version 2012

Die 200 Neuerungen der Version So-

lidWorks 2012 – ein Großteil von An-

wendern eingebracht – zielen ins-

besondere auf das optimierte Arbeiten in

Konstruktionsteams sowie erhöhte Pro-

duktivität ab. Die wichtigsten Neuerun-

gen im Einzelnen:

• Kostenkalkulation – ein fl exibles

Werkzeug, das die Kalkulation von Fer-

tigungskosten für Blech und Maschi-

nenteile automatisiert. Konstrukteure

können während des Konstruktionsvor-

gangs fundierte, kostenbasierende Ent-

scheidungen treff en und kontinuierlich

neue Szenarien für sofortige minuten-

genaue Fertigungskostenschätzun-

gen mit veränderten Teilekonfi guratio-

nen erstellen. Mit dem Werkzeug sind

Konstrukteure in der Lage, leichter

Konstruktionsentscheidungen auf der

Grundlage der Herstellungskosten zu

treff en. Hersteller können leichter Kos-

tenvoranschläge für Kunden erstellen.

Hieraus ergibt sich ein integrierter Ent-

wicklungs- und Konstruktionsprozess,

da Baugruppen zum Beispiel nach dem

Austausch eines Materials sich sofort

auf die Belastbarkeit simulieren und

auch mit Blick auf die Umweltverträg-

lichkeit checken lassen.

Konstruktionsprüfung

und -optimierung

• Revision großer Konstruktionen –

erlaubt das direkte Öff nen und Prüfen

sehr großer Baugruppen oder einzelner

Komponenten mit folgenden Funktio-

nen: Navigieren durch den Feature Ma-

nager, Messen von Entfernungen, Erstel-

len von Querschnitten, Ausblenden und

Einblenden von Komponenten, Erstel-

len, Bearbeiten und Wiedergeben von

virtuellen Anlagen-Besichtigungen, Er-

stellen und Wiedergeben von Moment-

aufnahmen. Ein besonders leistungsfä-

higer Computer oder Vorbereitungen

von Dateien sind nicht erforderlich. Ge-

laden wird eine OpenGL-Datei für das

Viewing; durch Anklicken können Teile

oder Baugruppen zur Bearbeitung in

SolidWorks geöff net werden.

• Einfrieren von Features – verhindert

die unerwünschte Neuberechnung von

Features, indem alle Features innerhalb

einer gesetzten Markierung gesperrt

werden. Dadurch wird die Konstrukti-

on komplexer Modelle beschleunigt, da

die Neuberechnung spezieller Features

nicht erforderlich ist. Die Features sind

jederzeit wieder reaktivierbar.

• Bewegungsoptimierung – Konstruk-

tionen lassen sich rasch optimieren,

indem Anwender die Konfi guration ei-

nes Mechanismus zur Anpassung von

Motoren und Stellantrieben genau ab-

stimmen und dadurch sicherstellen,

dass die Bereichsgrenzen oder Aufl a-

V E R B E S S E R T E K O S T E N K A L K U L A T I O N U N D U M W E L T B I L A N Z V O N E N T W Ü R F E N

Kosten und Umwelt im BlickV O N T H O M A S O T T O

SolidWorks 2012 bietet Verbesserungen in der Kostenkalkulation, bei der Überprüfung sehr großer Bau-

gruppen, in der Kommunikation mit ECAD-Systemen sowie im integrierten Modul zur Bewertung der Um-

weltverträglichkeit einer Konstruktion.

Änderungen durchführen, die daraus resultierenden Teilekosten präsentieren oder Angebote

erstellen dank automatischer Kostenberichte. Bilder: SolidWorks

Die Bewegungs-

optimierung er-

laubt eine schnel-

le Beurteilung

verschiedener

Konfi gurationen

eines Mechanis-

mus und die Aus-

wahl der besten

Variante.

8 / 2 0 1 1

37CAD & DesignSolidWorks Version 2012

gerlasten nicht überschritten werden.

Die Bewegungsoptimierung verwendet

automatisch Bewegungsstudienergeb-

nisse, um virtuelle „Sensoren“ zu erstel-

len und Aspekte von Maschinen, etwa

Motorgröße, Aufl agerlasten und Hub-

weg, zu verfeinern. Anwender können

ihre Eingaben dynamisch anpassen und

sehen sofort die Veränderungen an den

Zwangsbedingungen oder Zielen. Dies

ermöglicht die frühzeitige Bewertung

von Mechanismen, die Auslegung von

Motoren/Aktuatoren, die Verbesserung

von Qualität und Leistungsfähigkeit

und somit eine Kosteneinsparung.

• ECAD-Kommunikation – CircuitWorks

unterstützt nun das neue ProStep-For-

mat EDMD. Viele führende ECAD-An-

bieter wie Mentor, Cadence und Zuken

setzen auf ProStep.

Die EDMD-Schnittstelle in SolidWorks

2012 verspricht eine verbesserte Kom-

munikation zwischen Elektrik- und Me-

chanik-CAD-Anwendern. Mit ProStep-

EDMD werden alle Änderungen erfasst

und kommuniziert, um sicherzustellen,

dass beide Teams, die Mechanik und die

Elektronik, eff ektiver zusammenarbeiten.

Verbessert wurde auch das in Solid-

Works integrierte Modul für Strömungs-

simulation. Die neue Version erlaubt es

nun, Tracer-Studien durchzuführen, statt

ein Modell neu zu rechnen. Das Simula-

tionstool liefert genauere Ergebnisse mit

weniger Gitterzellen, also bei verkürzter

Rechenzeit, und bietet Verbesserungen

bei der Multi-Core-Performance.

Erweiterte Funktionen

für Team-Zusammenarbeit

Mit zunehmender Globalisierung in der

Fertigung wird die Zusammenarbeit

an Konstruktionen zwischen verteilten

Teams unterschiedlicher Größe wichti-

ger denn je. Die neue Version ermöglicht

eine integrierte Suche, Anpassung und

umfangreiche Unterstützung durch So-

lidWorks Enterprise PDM (EPDM). Durch

die Integration in den Windows Explorer

haben Konstrukteure einfachen Zugriff

auf bevorzugte Suchvorgänge und um-

fassende Suchwerkzeuge. Zusätzlich un-

terstützt SolidWorks EPDM auch MS Of-

fi ce 2010 und den x64-Webclient.

In EPDM ist nun auch ein DraftSight

Add-in verfügbar. Es erlaubt einfachen

Zugriff auf gängige EPDM-Befehle (Draft-

Sight Premium Pack ist notwendig).

DraftSight ist ein Werkzeug zum Erstel-

len, Bearbeiten und Ansehen von DWG-

Dateien und wird von SolidWorks kosten-

los als Stand-alone-Lizenz angeboten.

Umweltbilanz von

Entwürfen bewerten

Dank der neuen, erweiterten Benutzer-

oberfl äche von SolidWorks Sustainability

können Anwender

Produkte mit „Was-wä-

re-wenn“-Szenarien

akkurater modellieren

und einzigartige so-

wie benutzerdefi nierte

Materialien besser un-

terstützen. Außerdem

lassen sich Prozesse

mit Parametern wie

recycelte Inhalte und

Nutzungsdauer ge-

nau erstellen. Darüber

hinaus erfolgt der Zu-

griff auf die neuesten

Zusatzmaterialien von

SolidWorks Sustaina-

bility direkt und immer

dann, wenn sie verfüg-

bar sind.

Und zurück zum

traditionellen CAD-

Handwerk: Die Version

2012 bietet Werkzeu-

ge für die Erstellung

besserer und genau-

erer Zeichnungen. So

werden veränderte

Bemaßungen automa-

tisch hervorgehoben

und vorherige Werte

angezeigt, um Revisionen zu erleichtern.

Sequenzielle Stücklistenanordnung und

magnetische Linien helfen dabei, Stück-

listensymbole automatisch zu ordnen

und zu positionieren, sodass Anwender

weniger Zeit für die Detaillierung und

Ausrichtung von Zeichnungen aufwen-

den müssen.

Beziehen Sie Position! NORTEC 2012: Präsentieren Sie Ihr Unternehmen den Entscheidern des Nordens.

nortec-hamburg.de

Schneller Zugriff auf große Baugruppen zu Überprüfungszwecken und direktes Öff nen zur

CAD-Bearbeitung.

8 / 2 0 1 1

38 CAD & Design Frühe Phase und Absicherung

DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM):

Herr Zachries, CONTACT Software hat im

Juli 2011 die von der ForceFive AG ent-

wickelte CAD-Optimierungssoftware

„Fast Concept Modeller“ (FCM) über-

nommen. Welche Beweggründe haben

CONTACT Software zu dieser Übernah-

me bewogen?

Karl Heinz Zachries: CONTACT Software

ist einer der führenden Anbieter von PDM-

und PLM-Lösungen mit hervorragenden

Schnittstellen in die CAD-Welt. Ein wich-

tiger Grund für die Akquisition war die

Erweiterung der bisherigen Lösungspa-

lette in Richtung frühe Phase und damit

die Unterstützung und Integration der

CAE-Tools und dazugehörigen Prozesse.

DEM: Was heißt das genau?

Oliver Meier-Kunzfeld: Bei der Übernah-

me des Fast Concept Modeller standen

zwei technische Aspekte im Mittelpunkt:

Zum einen, Daten mit Hilfe des FCM in

einer frühen Phase sehr effi zient für den

CAE-Prozess erzeugen zu können und

zum anderen die Verwaltung der Daten

– und zwar nicht

nur die der CAE-

Daten, sondern

auch der Styling-,

Berechnungs- und

Package-Daten.

DEM: Bitte erläu-

tern Sie unseren Le-

sern in ein paar Sät-

zen die Arbeitsweise von Fast Concept

Modeller…

Oliver Meier-Kunzfeld: Der Fast Concept

Modeller (FCM) ist zum Beispiel in das

marktführende Produkt CATIA eingebet-

tet. Die Arbeitsweise des FCM entspricht

der alltäglichen Praxis in der Konzept-

arbeit, das heißt, man kann sehr schnell

Konzepte im CAD-System erstellen und

im Folgeprozess absichern. Das Beson-

dere am FCM sind zum einen die Kopp-

lungen und der Datentransfer zwischen

CAD und CAE, was ein durchgängiges

Arbeiten mit Berechnungsdaten und Ma-

terialeigenschaften erlaubt, und zum an-

deren die Kopplung der Styling- und der

Package-Prozesse mit den Konstruktions-

prozessen. Die fachgruppenübergreifen-

de interdisziplinäre

Arbeitsweise wird

deutlich verbessert.

Dabei spielen Da-

tenmanagement-

Aspekte natürlich

eine wichtige Rolle.

DEM: Welche Ziele

verfolgt CONTACT

Software mit der akquirierten Lösung?

Karl Heinz Zachries: Kurz- und mittel-

fristige Ziele sind für uns die weiterhin er-

folgreiche Vermarktung und Weiterent-

wicklung des Fast Concept Modeller als

Stand-alone-Produkt sowie die Kopplung

zu den anderen Produkten von CONTACT

Software. Der wichtigste Schritt ist dabei

die erfolgreiche Integration des ehema-

ligen ForceFive-Teams in CONTACT Soft-

ware. Mit dieser Mannschaft wollen wir

den FCM mit unseren anderen Produk-

ten kombinieren und diese integrierten

Lösungen im Markt positionieren. Mich

freut es, dass wir im Moment schon wei-

ter sind, als wir uns das vor Wochen vor-

gestellt haben. Sicherlich haben bei der

Übernahme auch Aspekte wie ein bes-

serer Zugang zur Automobilindustrie in

ausländischen Märkten und da insbeson-

dere im asiatischen Raum eine wichtige

Rolle gespielt.

E R W E I T E R T E L Ö S U N G S P A L E T T E R I C H T U N G C A E - D A T E N M A N A G E M E N T

Beschleunigter Entwicklungsprozess Nach einer Neuausrichtung des bisherigen Investors hat CONTACT Software im Juli die von der Münchener

ForceFive AG entwickelte CAD-Optimierungssoftware Fast Concept Modeller (FCM) übernommen. Was

die Lösung für die frühe Entwicklungsphase bietet und welche Ziele das Unternehmen mit FCM verfolgt,

erläuterten uns der Geschäftsführer Karl Heinz Zachries und Oliver Meier-Kunzfeld, Business Development

Manager CAE-Technologien, von CONTACT Software.

Wollen den Fast Concept Modeller mit

den anderen Produkten von CONTACT

Software kombinieren und diese integ-

rierten Lösungen erfolgreich im Markt

positionieren: Karl Heinz Zachries (links),

Geschäftsführer, und Oliver Meier-

Kunzfeld, Business Development

Manager CAE-Technologien, bei der

CONTACT Software GmbH.

„Ein wichtiger Grund für die Ak-

quisition von Fast Concept Mo-

deller war die Erweiterung der

bisherigen Lösungspalette in

Richtung frühe Phase.“

Frühe Phase und Absicherung

DEM: Wie lässt sich der Fast Concept Mo-

deller sinnvoll im Produktspektrum von

CONTACT Software positionieren?

Oliver Meier-Kunzfeld: Der Fast Con-

cept Modeller ergänzt sich sehr gut mit

den unterschied-

lichen Produk-

ten von CON-

TACT Software.

Eine Möglichkeit

ist die Kopplung

des FCM mit dem

Workspace Ma-

nager, um so den

Kunden – insbe-

sondere auch den

Automobil-OEMs – eine integrierte Lö-

sung für die Konzeptphase im Umfeld ih-

rer PDM-Systeme anbieten zu können. So

lassen sich Geometrie- und Simulations-

modelle zusammenhängend dokumen-

tieren. Die Rückverfolgbarkeit von Ergeb-

nissen ist zu 100 Prozent gewährleistet.

Im Zusammenspiel mit der Projektma-

nagement-Lösung Project Offi ce können

wir eine perfekte Reifegradsteuerung auf

Funktionsebene abbilden.

DEM: Wie sehen die konkreten Vortei-

le der Lösung für die Anwender im Pro-

duktentwicklungsprozess aus?

Oliver Meier-Kunzfeld: Wir reduzieren

drastisch Aufwände und Reibungsver-

luste in der Konzeptphase mit der Durch-

gängigkeit von der frühen Phase bis hin

zur Serienentwicklung. Im Grunde schlie-

ßen wir mit dem Fast Concept Model-

ler einige Lücken,

und zwar nicht

nur auf der Daten-

management-Sei-

te, sondern auch

bei der funktiona-

len, der produkt-

technischen und

bei der geomet-

rischen Integra-

tion. In der Kon-

zeptphase lässt sich mit dem FCM früher

und eff ektiver modellieren als mit einem

CAD-System. Dabei gibt es Ansätze, wie

man bei der Datengeometrie-Erzeugung

bis zu 60 Prozent schneller sein kann als

mit CATIA V5. Dieses Ergebnis stammt

aus einer Praxis-Untersuchung, die wir

auch veröff entlichen werden. Besonders

bei der Gesamtfahrzeug-Auslegung und

beim Styling besitzt der FCM gegenüber

CAD-Systemen wichtige Vorteile und

kann so den Entwicklungsprozess signi-

fi kant verkürzen.

DEM: Welches Potenzial sehen Sie für

den Fast Concept Modeller in der auto-

mobilen Zuliefer-

industrie?

Karl Heinz Zach-

ries: Der FCM bie-

tet substanzielle

Vorteile vor allem

für große Zuliefe-

rer und Enginee-

ring-Dienstleister,

die beispielswei-

se auch gesam-

te Fahrzeugkonzepte realisieren wollen.

Dabei geht es nicht nur um die Berech-

nungsseite, sondern auch um die Ma-

nagement-Prozesse insgesamt. Die

OEMs erwarten von den Partnern mehr

Kompetenz, insbesondere Gesamtfahr-

zeugkompetenz. Schließlich steht die ge-

samte Automotive-Branche vor großen

Herausforderungen, zum Beispiel bei der

Entwicklung von neuen Antriebskonzep-

ten. Die Zahl der Fahrzeugprojekte steigt

damit dramatisch und die frühe Phase im

Engineering spielt dadurch eine immer

bedeutendere Rolle. Mit dem FCM lassen

sich auf Basis von fundierten Aussagen

Produktentscheidungen früher treff en.

DEM: Welche Auswirkungen sehen Sie

durch den Fast Concept Modeller auf das

internationale Geschäft von CONTACT?

Karl Heinz Zachries: Nehmen wir als

Beispiel die

so genannten

Third-Party-Engi-

neering-Dienstleis-

ter in Indien oder

China. Diese wer-

den für die Auto-

motive-OEMs und

Zulieferer immer

interessanter und

stellen ein relevan-

tes Kundenpotenzial für uns dar, sei es für

den Fast Concept Modeller oder für unsere

PDM/PLM-Lösungen. Gerade der chinesi-

sche Markt wird für uns immer interessan-

ter – etwa durch die Übernahme von Volvo

durch den chinesischen Geely-Konzern.

DEM: Herr Zachries, Herr Meier-Kunzfeld,

vielen Dank für das Gespräch.

Die Fragen stellte Rainer Trummer.

Vom Kundenwunsch zum Serviceversprechen· Lean Thinking im Servicemanagement· Kundenorientierte Servicekonzepte:

Anforderungen erkennen und in zugeschnittene Lösungen umsetzen

· Qualitätsmanagement zur Verbesserung und zum Ausbau des Servicegeschäftes

· Effizienzsteigerung durch Kooperation in Serviceprozessen und -produkten

Frankfurt am Main6. und 7. Dezember 2011

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2. Deutsche Fachkonferenz

After Sales Service

Anz_After_Sales_2011_75x297.indd 1 27.09.11 09:43

„Wir reduzieren drastisch Aufwän-

de und Reibungsverluste in der

Konzeptphase mit der Durchgän-

gigkeit von der frühen Phase bis

hin zur Serienentwicklung.“

„Es gibt Ansätze, wie man mit

dem Fast Concept Modeller bei der

Datengeometrie-Erzeugung bis

zu 60 Prozent schneller sein kann

als mit CATIA V5.“

8 / 2 0 1 1

40 CAD & Design Automatisierte CAD/CAM-Datenanalyse

Fast jeder Werkzeug- und Formenbau-

Betrieb braucht heutzutage Unterstüt-

zung durch ein PPS- oder ERP-System

(Produktionsplanungs- und Steuerungs-

beziehungsweise Enterprise-Resource-

Planning-System). Denn es herrscht ein

harter Wettbewerb, in dem nur die über-

leben, die exakt und schnell kalkulieren,

qualitativ hochwertige Produkte fertigen

und zuverlässig liefern. Ein ERP-System

bietet hier die notwendige Hilfestellung

beim Planen und Optimieren von Arbeits-

kraft, Materialien, Ressourcen und Zeiten.

Außerdem ermöglicht es den Verantwort-

lichen, jederzeit die Kontrolle über alle

Vorgänge zu behalten.

Derartige Vorteile hat die Mangel For-

menbau GmbH im niederösterreichischen

Roggendorf realisiert. Der Lohnformen-

bau stellt ausschließlich Spritzgusswerk-

zeuge her und ist

besonders auf die Zwei-

Komponenten-Techno-

logie und die Fertigung

hochpräziser Kavitäten

für die Lichttechnik spe-

zialisiert. Gründer und

Geschäftsführer des

15 Mitarbeiter starken

Unternehmens Walter

Mangel beschreibt: „Un-

ser Hauptgeschäftsfeld

sind Lichtsysteme für

die Automobilzuliefer-

industrie. Wir beliefern aber auch Unter-

nehmen der Unterhaltungs- und Haus-

haltselektronik sowie der Medizintechnik,

wo wir jeweils branchenspezifi sches Fach-

wissen im Bereich der Kunststoff teile vor-

weisen können.“

Das Angebot des Formenbau-Spezia-

listen Mangel beginnt bei rheologischen

Analysen und setzt sich in der Konstruk-

tion von Spritzgussformen fort, die an-

schließend auf einem hochmodernen

Maschinenpark gefertigt werden. „Damit

unsere Kunden ihre Formwerkzeuge bis

hin zu Erstmustern inklusive Erstmuster-

prüfberichten schnellstmöglich bekom-

men, arbeiten wir stets auf dem aktuellen

Stand der Technik – was Maschinen und

Software, aber auch die Weiterbildung

der Mitarbeiter anbelangt“, erklärt Philipp

Mangel, der gemeinsam mit seinem Bru-

der Christian den Vater in den Bereichen

Auftragsabwicklung und Kundenbetreu-

ung unterstützt. „Das hebt uns von ande-

ren Anbietern ab. Denn durch unser mo-

dernes Equipment sind wir in der Lage,

dem Kunden hochqualitative Formen zu

einem günstigen Preis zu liefern und die

Durchlaufzeiten kurz zu halten.“

Managementsoftware steigert

die Wettbewerbsfähigkeit

Um auf solch hohem Niveau arbeiten zu

können, sind Investitionen notwendig. Al-

lein in den Jahren 2009 und 2010 wurden

fünf Maschinen mit Linearmotoren in allen

Achsen angeschaff t, um höchste Wieder-

holgenauigkeiten und damit eine gleich-

bleibend hohe Qualität gewährleisten zu

können. Walter Mangel weist auf die Fir-

menphilosophie hin, in der hohe Qualität

in allen Bereichen verankert ist. Die Kon-

sequenz: „Maschinenseitig haben wir nur

hochwertige Maschinen im Einsatz, wobei

keine Anlage älter als fünf Jahre ist. Jüngs-

W O R K P L A N E N T E R P R I S E V E R E I N F A C H T O R G A N I S A T I O N U N D P L A N U N G

Flexible ERP-Lösung für FormenbauerProjektorientierte Unternehmen wie Werkzeug- und Formenbauer haben besondere Anforderungen an ihre

Organisation und somit an die eingesetzte PPS- oder ERP-Software. WorkPlan Enterprise von Sescoi ist spezi-

ell für diese Firmen konzipiert und flexibel angepasst. Das Unternehmen Mangel Formenbau, Hersteller von

Spritzgussformen, setzt seit längerer Zeit WorkPlan ein und konnte damit die Transparenz und Produktivität

in Organisation, Planung und Fertigung steigern.

Mit WorkPlan ist Mangel in der Lage, jeden Auftrag mittels einer

laufenden Bilanz zu verfolgen.

Ein Touchscreen erleichtert es, erbrachte Leistungen ins

ERP-System zurückzumelden.

8 / 2 0 1 1

41CAD & DesignAutomatisierte CAD/CAM-Datenanalyse

te Errungenschaft ist eine GS 1000/5-T der

Firma Alzmetall. Mit ihren Möglichkeiten

zur 5-Achs-Bearbeitung wird sie uns in der

Fräsbearbeitung noch ein weiteres Stück

fortschrittlicher machen.“

Doch ein hochwertiger Maschinenpark

allein ist noch kein Garant für den Erfolg.

Dazu gehören auch Softwarelösungen,

die gut ausgebildete Mitarbeiter und mo-

derne Maschinen optimal unterstützen.

Mangel Formenbau verfügt über eine

Simulationssoftware für die Erstellung

von rheologischen Analysen, eine leis-

tungsfähige CAD-Software mit zusätzli-

chen Modulen für die 2,5D-Bearbeitung,

eine Software für Draht- beziehugnswei-

se Senkerosion sowie eine 3D-CAM-Soft-

ware für die 3- und 5-Achs-Bearbeitung.

Die laufenden Aufträge

unter permanenter Kontrolle

Im Jahr 2009 entschloss sich Mangel, in

ein ERP-System zu investieren, das die

Unternehmensorganisation, Planung

und Fertigung vereinfachen und sich

möglichst gut auf die gewachsenen Pro-

zesse abstimmen lassen sollte.

Die Entscheidung für das ERP/PPS-Sys-

tem WorkPlan Enterprise hat im Detail

mehrere Gründe. Zum einen war dem Un-

ternehmen der Softwarespezialist Sescoi

über die CAD/CAM-Software WorkNC be-

reits bekannt. Zum anderen beeinfl ussten

Kundenreferenzen die Entscheidung. Die

Präsentation von Sescoi im Haus Mangel

arbeitete schließlich wichtige WorkPlan-

Merkmale heraus, etwa die sehr gute

Übersicht über laufende Aufträge und die

automatisch in Echtzeit mitlaufende Nach-

kalkulation. Sie waren die Hauptgründe

für die Entscheidung. Philipp Mangel er-

gänzt: „Ein weiterer Faktor bestand darin,

dass diese – eine – Software auch die

Personalzeit- sowie die Maschinenzeiten

erfasst. Den letzten Ausschlag gaben die

einfache Handhabung im Alltag und der

vergleichsweise attraktive Preis.“

WorkPlan Enterprise ist modular aufge-

baut. Zur Verfügung stehen Funktionen

zur Ressourcenplanung, die die Automati-

sierung und Verwaltung von entscheiden-

den betrieblichen Tätigkeiten erlauben.

So gibt es Module zu den Bereichen An-

gebot, Auftragsabwicklung, Planung und

Simulation, Bestellwesen und Lagerver-

waltung, Zeit-, Qualitäts-, Leistungs- sowie

Informationsmanagement. Daneben bie-

tet das System viele Optionen, die speziell

für die Werkzeug- und Formenbau-Bran-

che entwickelt wurden.

Dazu gehört unter an-

derem eine spezielle Da-

tenbankstruktur, die alle

Änderungen aufzeich-

net und die Rückverfol-

gung von Angebotsda-

ten und Kosten erlaubt.

Schließlich ist es üblich,

dass im Lebenszyklus

eines Projekts mehrere

Änderungen an den Pro-

jektdaten erfolgen. Die

Verfolgbarkeit ist auch

für die spätere Koordina-

tion von Kundendienst

und Reparaturleistun-

gen nützlich.

WorkPlan übernimmt wesentliche

Bestandteile der Prozesskette

Mangel Formenbau nutzt aufgrund der

Vielfältigkeit der Software und der knap-

pen Zeitressourcen nicht alle Module. Phi-

lipp Mangel konkretisiert: „Unsere Auf-

tragslage ist seit dem Erwerb der Software

2009 steil angestiegen, so dass die Zeit

für eine durchgängige Einführung fehlte.

Mit Hilfe von Sescoi haben wir jedoch in

wenigen Wochen die für uns wichtigen

Elemente installiert.“ Heute übernimmt

WorkPlan in der Prozesskette bei Man-

gel wesentliche Bestandteile wie die An-

gebotslegung, Auftragsbestätigung und

Fertigungsplanung. Außerdem läuft die

interne Fertigungsfreigabe und perma-

nente Fertigungskontrolle über die Soft-

ware. Selbst Lieferschein und Rechnung

werden mit WorkPlan erstellt. So konnte

eine durchschnittliche Durchlaufzeit von

acht bis zehn Wochen erreicht werden.

Am Erfolg des ERP-Systems gibt es im

Hause Mangel keinen Zweifel. Philipp

Mangel erklärt: „Wir haben bei der täg-

lichen Anwendung von WorkPlan beste

Erfahrungen gesammelt und sind uns ei-

nig, dass die wohl größte Stärke der Soft-

ware in der einfachen Bedienung liegt.“

Außerdem konnten die für Mangel über-

aus wichtigen Kriterien Qualität und Lie-

fertreue durch den Einsatz von WorkPlan

deutlich gesteigert werden. Weitere Plus-

punkte vergeben die Verantwortlichen

für die Möglichkeit, die Software frei an

eigene Bedürfnisse anzupassen, sowie

für die im Hintergrund automatisch ge-

sammelten Daten. Sie lassen es zu, mit

wenigen Mausklicks professionelle Aus-

wertungen zu generieren.

Transparenz verschaff t Zeit- und

Kostenvorteile

Der größte wirtschaftliche Nutzen liegt –

laut Philipp Mangel – in der Zeitersparnis

beim Auffi nden von Angeboten, Rech-

nungen, Lieferscheinen und in der un-

komplizierten Dokumentation des Her-

stellprozesses. Informationen darüber,

welcher Mitarbeiter welches Teil wann

auf welcher Maschine gefertigt hat, seien

jederzeit unkompliziert abrufbar. Mangel

hebt zudem hervor, durch die Echtzeit-

anzeige des Fortschritts eventuellen Ver-

zögerungen rechtzeitig entgegenwirken

zu können.

Schnelle Korrekturen der Spritzguss-

werkzeuge sind bei Mangel Formenbau

ebenfalls ein wichtiges Thema, das durch

WorkPlan Unterstützung erfährt. Denn in

der Software werden Korrekturen genau

dokumentiert, so dass der Kunde stets

vom letzten Stand Informationen erhält.

„Die automatische Indexierung und die

Dokumentation in Form von Qualitätsab-

weichungsberichten in WorkPlan ist da-

bei sehr hilfreich“, lobt Firmenchef Walter

Mangel. bw

Mangel Formenbau

stellt ausschließlich

Spritzgusswerkzeu-

ge her und ist auf die

Zwei-Komponenten-

Technologie und die

Fertigung hochpräziser

Kavitäten für die Licht-

technik spezialisiert.

Bilder: Sescoi

Hohe Präzision und Oberfl ächenqualität sind Voraus-

setzung, um als Lohnfertiger bestehen zu können. Dazu

kommt zeitnahe Lieferfähigkeit.

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42 Simulation & Visualisierung Crash-Simulation

„Crash-Simulationen sind extrem

instabile Prozesse, die selbst un-

ter den winzigsten Störungen

leiden können“, erklärt Clemens-August

Thole vom Fraunhofer SCAI. „Mit der Soft-

ware Diff Crash fahren wir das Auto quasi

mehrfach gegen die Wand und nehmen

dabei kleinste Änderungen vor, etwa bei

der Massenverteilung.“ Zeigen sich dabei

große Unterschiede selbst bei solchen

geringfügigen Variationen, machen sich

die Experten auf die Suche nach den Ur-

sachen dieser kritischen Instabilitäten.

„Wir besprechen dann mit den Ingenieu-

ren, ob man betroff ene Komponenten so

umbauen kann, dass das Auto robuster

gegen Schwankungen wird“, berichtet

Clemens-August Thole. Dr. Tanja Clees

vom Fraunhofer SCAI arbeitet daran, den

Einfl uss solcher Schwankungen zu ana-

lysieren und sie besser zu beherrschen.

„Robust Design“ nennen Experten die

Methode, mit Hilfe von Computerbe-

rechnungen herauszufi nden, was Tole-

ranzen im Endprodukt bewirken und wie

empfi ndlich dessen Verhalten von Ma-

terialeigenschaften, Prozessparametern,

Variationen der Geometrie und anderen

externen Einfl üssen abhängt.

Wesentlich weniger Simulations-

aufwand für Robust Design

„Es genügt, nur eine kleine Menge von

Parameter-Variationen zu untersuchen

und auf Basis dieser Berechnungen ein

Modell des Bauteilverhaltens zu erstellen,

mit dem sich die Einfl üsse von

Toleranzen dann ohne großen

Aufwand abschätzen lassen“,

erklärt Clees. Genau das tut die

SCAI-Software „DesParO“: Über

einen Versuchsplan wird eine

erste kleine Menge von Para-

metersätzen bestimmt, für die

Simulationen beziehungswei-

se Experimente durchgeführt

werden sollen. Deren Ergeb-

nisse werden genutzt, um über

Interpolationsverfahren ein so

genanntes Metamodell („Re-

sponse Surface“) zu erstellen.

Das so erstellte Modell wird de-

tailliert in seiner Güte bewertet, und bei

Bedarf werden gezielt weitere Simulatio-

nen angefordert und zum Modell hinzu-

gefügt.

Das Metamodell ersetzt danach die

aufwändige Simulation, etwa für statis-

tische Analysen beziehungsweise Opti-

mierungsaufgaben: Ergebnisse für wei-

tere Parametersätze, die „zwischen“ den

simulierten liegen, müssen nicht mehr

S C H W A N K U N G E N N U M E R I S C H E R S I M U L A T I O N E N I N D E N G R I F F B E K O M M E N

Robuste multikriterielle OptimierungV O N D R . T A N J A C L E E S U N D C H R I S T I A N B U C K

Oft passen die Ergebnisse aus verschiedenen Durchläufen von Crash-Simulationen im Vergleich nicht zusam-

men. Physikalische Verzweigungen im Modell und numerische Instabilitäten im eingesetzten Simulationspaket

führen häufig zu einer sehr empfindlichen Abhängigkeit der Ergebnisse von selbst kleinsten Änderungen im

Modell oder auch der Simulationsumgebung, etwa Zahl und Reihenfolge der Rechenknoten. Unter solchen

Schwankungen und Instabilitäten leiden Robustheit und Qualität von Produktionsprozessen. Das Fraunhofer-

Institut für Algorithmen und wissenschaftliches Rechnen SCAI in Sankt Augustin bietet innovative Softwarelö-

sungen für die rechnergestützte Analyse und robuste multikriterielle Optimierung von Produkten.

Stabilitätsanalyse eines Neon-Modells von Chrysler.

8 / 2 0 1 1

43Simulation & VisualisierungCrash-Simulation

über weitere kostspielige Simulations-

läufe berechnet werden – man erhält sie

durch die wesentlich schnellere Auswer-

tung des Metamodells. „Der Nutzer kann

über DesParOs grafi sche Benutzerober-

fl äche außerdem alle Parameter interak-

tiv erforschen“, sagt Clees.

DesParO kann dabei nicht nur einfache

Ausgabewerte wie Gesamtmasse, Kraft-

stoff verbrauch oder summarische Sicher-

heitskriterien interpolieren, sondern auch

hoch aufgelöste Simulationsergebnisse. Je

nach Größe sieht der Anwender dann fast

in Echtzeit auf seinem Monitor, wie sich

die Komponente beispielsweise aufgrund

von Fertigungstoleranzen verändern wür-

de. Die Software ist bereits seit Jahren im

industriellen Einsatz und wird von Clees’

Team ständig weiterentwickelt.

Dazu will auch Dr. Silke Sommer vom

Fraunhofer-Institut für Werkstoff me-

chanik (IWM) in Freiburg einen Beitrag

leisten. Sie beschäftigt sich mit den

Schweißpunkten, die die Einzelteile ei-

ner Karosserie zusammenhalten und von

denen die Robustheit eines Autos ganz

wesentlich abhängt. Heute übernehmen

meist Roboter die Aufgabe, die zahlrei-

chen Schweißpunkte an der Karosserie

anzubringen – aber auch die Maschinen

arbeiten nicht ohne Schwankungen: „Je

nach Dicke der Bleche haben die Schweiß-

punkte einen Soll-Durchmesser von

vier bis acht Millimetern“, sagt Sommer.

„Da die Elektrodenkappen der Schweiß-

zangen während des Schweißprozes-

ses hochbelastet sind und verschleißen,

kann die Größe der Schweißpunkte vom

vorgegebenen Wert abweichen, was na-

türlich Auswirkungen auf die Tragfähig-

keit der Bauteile hat.“

Durchmesser der Schweißpunkte

entscheidet über Stabilität

der Karosserie

In einem gemeinsamen Forschungspro-

jekt untersuchen Clees und Sommer seit

Herbst letzten Jahres, welchen Einfl uss

variierende Schweiß-

punktdurchmesser auf

die Stabilität einer Ka-

rosserie haben. „Mit Hil-

fe von DesParO kom-

men wir mit viel weniger

Rechnungen aus als bei

herkömmlichen Simu-

lationen, um den Ein-

fl uss von variierenden

Schweißpunktdurchmes-

sern zu untersuchen“,

berichtet Sommer. „Trotzdem liefert uns

das Programm sehr gute Analysen.“ Ziel

von Clees und Sommer ist es, bis Anfang

2013 auf der Basis von DesParO eine Soft-

ware zu entwickeln, die die Auswirkun-

gen schwankender Schweißpunktdurch-

messer auf die Stabilität von Karosserien

berechnen kann und die die Automobil-

hersteller für eigene Optimierungen nut-

zen können.

Neue Herausforderungen

durch Aluminiumlegierungen

Auch Professor Margot Ruschitzka von

der Fakultät für Fahrzeugsysteme und

Produktion an der Fachhochschule Köln

will das Einsatzgebiet von DesParO er-

weitern helfen. Die Expertin für virtuelle

Produktentwicklung kooperiert mit SCAI

bei der Grundlagenforschung, und die

Ergebnisse der Kooperation mit Clees

fl ießen in DesParO ein. Ruschitzka

interessiert sich beispielsweise für neue

Materialien in der Automobilproduktion:

„Wir untersuchen den Einfl uss und die

Wechselwirkungen verschiedener Spu-

renelemente auf die Eigenschaften von

Aluminiumlegierungen. Ziel ist es, vor-

hersagen zu können, aus welchen Beimi-

schungen eine Aluminiumlegierung her-

gestellt werden muss, damit sie den

Anforderungen entspricht“, so Ruschitz-

ka. „Das ist derzeit ein sehr aktives

Forschungsgebiet, und wir versuchen das

Problem mit ähnlichen Methoden zu

lösen, wie sie bereits heute in DesParO

verwendet werden.“ Dabei entwickeln die

Kölner Experten zusammen mit dem

Team vom SCAI grundlegende mathema-

tische Verfahren, die vom SCAI in die Des-

ParO-Software integriert werden. to

Prozesskette von Daimler effi zient analysiert mit SCAI-Tools

Mit Robust Design werden Simulationspro-

zesse noch realer. Die SCAI-Anwendungen

DesParO und DIFF-CRASH übernehmen

in diesem Kontext wichtige Aufgaben. Ein

Anwendungsbereich, in dem DesParO und

DIFF-CRASH gleich für mehrere Teilaufga-

ben zum Einsatz kommen, ist die Analyse

von Prozessketten wie etwa „Umformen

zum Crash“ oder „Gießen zum Crash“.

Im Fraunhofer-Projekt CAROD wurde – mit

Unterstützung der Daimler AG – die Blech-

schale einer B-Säule unter Robustheits-

gesichtspunkten analysiert. Die Analyse

folgte dem Herstellungsprozess. Zunächst

analysierte man den Umformprozess.

Das Ausgangssimulationsmodell wurde

mit DIFF-CRASH auf seine Stabilität hin

untersucht.

Robuste Optimierung einer B-Säule

Anschließend wurde mit der Software

DesParO für einen großen Satz von Mate-

rial- und Prozessparametern (zum Beispiel

Ziehsickenkraft) der Einfl uss realistischer

Variationen auf die lokalen Blechdicken,

Spannungen und Vorschädigungen

bewertet (Simulationsresultate auf feinen

Gittern). Damit ließen sich die Parameter

in ihrer Bedeutung klassifi zieren, eine

Reduktion des „Design-Raums“ vornehmen

und die robuste Optimierung vorberei-

ten. Danach begann die Vorbereitung der

zweiten Stufe des Prozesses: ein extremer

Komponenten-Crash-Versuch.

Nach der Konstruktion einer effi zient

reduzierten Datenbasis mit steuerbarer

Genauigkeit (wesentliches Variationsverhal-

ten bleibt erhalten) wurde diese mit dem

SCAIMapper als Input für die Crash-Simu-

lationen übertragen. Das Vorgehen für den

Crash-Versuch ähnelte der Methodik bei

der Analyse des Umformprozesses. Nach ei-

ner Stabilitätsanalyse des Ausgangsmodells

sowie zusätzlich zweier extremer Varianten

mit der Software DIFF-CRASH folgte wieder

eine Sensitivitätsanalyse mit DesParO.

Schließlich wurde für die komplette Kette

eine multikriterielle Optimierungsaufgabe

unter Berücksichtigung von Robustheitsas-

pekten aufgesetzt und mit DesParO gelöst.

Indem man Herstellungsvariationen mit

einbezieht, wird die Optimierung realisti-

scher. Durch die Sensitivitätsanalyse der

Prozesskette wurde das Zusammenspiel

eines Risses der B-Säule mit einem Knick

(Kompensationseff ekt) deutlich. Dieses

Ergebnis entspricht physikalischen Expe-

rimenten, aber es mussten keine teuren

Bauteile zerstört werden.

Die Benutzeroberfl äche

der Software DesParO

mit den Hauptkompo-

nenten Control, Explorer

und Geometry Viewer.

Bilder: PhotoStocker/Fotolia

und Fraunhofer SCAI

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44 Automatisierung SPS/IPC/Drives 2011

Energieeffi zienz, Industrial Identifi -

cation und Safety and Security als

Trendthemen der SPS/IPC/DRIVES

2011 in Nürnberg spiegeln die Bedeu-

tung dieser Inhalte wieder. Auf den Mes-

seständen werden Produkte und Lösun-

gen dazu gezeigt. Auch auf den Foren

und im Kongress stehen sie bei Vorträ-

gen und Diskussionen im Mittelpunkt.

Aussteller aus fast 40 Ländern nehmen

an der SPS/IPC/DRIVES 2011 teil. Das ent-

spricht einer Steigerung von 20 Prozent.

Mit derzeit 76 Unternehmen ist Italien

auch in diesem Jahr die stärkste ausstel-

lende Nation aus dem Ausland, gefolgt

von der Schweiz (36), China (35) und Ös-

terreich (27).

Nach dem Besucherrekord 2010 ist auch

für 2011 mit deutlich über 50.000 Fach-

besuchern zu rechnen. Die neu hinzuge-

nommene Halle 3 mit 10.000 Quadratme-

tern Ausstellungsfl äche widmet sich der

Thematik Antriebs- und Steuerungstech-

nik. Halle 8 hat neben der Steuerungs-

technik den neuen Themenschwerpunkt

Bedienen und Beobachten.

Ein umfassendes Rahmenprogramm

bieten die Gemeinschaftsstände „wire-

less in automation“, „AMA Zentrum für

Sensorik, Mess- und Prüftechnik“ sowie

„open source meets industry“; sie liefern

den Besuchern einen gezielten Überblick

zum jeweiligen Thema. Auf den beiden

Messeforen der Verbände VDMA und

ZVEI fi nden Vorträge und Podiumsdis-

kussionen zu Themen statt, die die Bran-

che aktuell bewegen.

Nach dem Erfolg im letzten Jahr ver-

leiht der Veranstalter Mesago Messe-

management im Rahmen der SPS/IPC/

DRIVES wieder zwei Young Engineer

Awards, einen Award im Bereich Auto-

mation und einen im Bereich Drives. An-

hand der eingereichten Abstracts hat

das Kongresskomitee eine Vorauswahl

getroff en. Die Nominierten sind speziell

im Kongressprogramm unter www.me-

sago.de/sps/programm gekennzeich-

net. Mit dem Award fördert der Veran-

stalter Mesago Messemanagement den

Nachwuchs und bietet jungen Ingenieu-

ren eine Plattform zur Präsentation ihrer

Arbeit

Kongress erstmals

mit Anwender-Sessions

Neu im Kongressprogramm der SPS/

IPC/DRIVES 2011 sind vier speziell ein-

gerichtete Anwender-Sessions, in denen

Anwender vorstellen, wie spezifi sche

Applikationen innovativ und kreativ er-

folgreich realisiert wurden. Sie laden zum

intensiven Dialog zwischen Kongressbe-

suchern und Anwendern ein und verspre-

chen interessante Erfahrungsberichte di-

rekt vom anwendenden Unternehmen.

Diese fi nden jeweils am Dienstag- und

Mittwochvormittag parallel zu den übri-

gen Kongresszügen statt. 69 Vorträge zu

Themen der elektrischen Automatisie-

rung, eine Trendsession sowie drei Tuto-

rials umfasst das Gesamtprogramm des

SPS/IPC/DRIVES-Kongresses 2011.

Die Möglichkeit für Teilnehmer, das

Kongress-Get-Together zu besuchen, bie-

tet wieder allen Beteiligten zusätzliche

Chancen für Networking. bw

S P S / I P C / D R I V E S 2 0 1 1 – 2 2 . B I S 2 4 . N O V E M B E R 2 0 1 1 I N N Ü R N B E R G

Spitzenergebnisse erwartetDie Fachmesse zur elektrischen Automatisierung, die SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg, präsentiert sich 2011 grö-

ßer und internationaler als je zuvor. Erstmals werden zwölf Messehallen und mehr als 100.000 Quadratmeter

Ausstellungsfläche belegt sein. Nahezu 1.400 Aussteller aus dem In- und Ausland werden erwartet.

Bild

er:

Me

sag

o

8 / 2 0 1 1

45AutomatisierungFluidsensoren

Domaine Refl ectometry) zu einem guten

Preis-Leistungsverhältnis für Standardappli-

kationen in der Fabrikautomation nutzbar

gemacht. Bei diesem Prinzip des geführ-

ten Radars werden hochfrequente, niedri-

genergetische Mikrowellenimpulse in die

Sensorsonde des LFP cubic eingekoppelt

und an ihr entlang geführt. Triff t dieser Im-

puls auf die Oberfl äche der zu erfassenden

Flüssigkeit, wird ein Teil des Impulses dort

refl ektiert und läuft an der Sonde entlang

wieder zur Elektronik zurück. Aus der Zeit-

diff erenz zwischen dem ausgesandten und

dem empfangenen Impuls errechnet das

Gerät mit einer Genauigkeit von wenigen

Millimetern den aktuellen Füllstand. Durch

dieses Verfahren vereint der LFP cubic kon-

tinuierliche Niveaumessung und Grenz-

standerfassung in einem Sensor. Das spart

den Einbau separater Sensoren zur Erfas-

sung von Einzelschaltpunkten, beispiels-

weise für eine Min-Max-Regelung, weil sich

diese über die Elektronik des LFP cubic sehr

präzise realisieren lassen. Dank integrierter

IO-Link-Funktionalität ist diese Parametrie-

rung sowie die Abfrage von Statusinforma-

tionen direkt von einem übergeordneten

Automatisierungssystem oder von der Be-

Das Portfolio der Fluidsensorik von SICK

orientiert sich primär an den Anfor-

derungen des Maschinen- und Anla-

genbaus – also an einem der Kundenseg-

mente, in denen SICK mit Sensorlösungen

für die Fabrikautomation weltweit zu den

führenden Anbietern gehört. Ziel ist es, mit

einem breiten Portfolio die technologische

Lücke der Fluidsensorik zwischen einfa-

chen elektromechanischen beziehungs-

weise elektromagnetischen Schaltern auf

der einen Seite und der High-End-Prozess-

instrumentierung für chemische und pet-

rochemische Prozesse auf der anderen Sei-

te zu schließen. Das Ergebnis sind etwa 20

für die Fabrikautomation optimierte Sen-

sor-Produktfamilien für verschiedene Pro-

zessparameter, die aus einer Hand verfüg-

bar sind und sich fl exibel, vielseitig sowie

unabhängig von den Einbaubedingungen

einsetzen lassen. Die in der Fabrikautoma-

tion üblichen Signalausgänge werden bei

vielen Sensoren ergänzt durch die Punkt-

zu-Punkt-Kommunikation IO-Link, die zum

Beispiel den Füllstandsensor LFP cubic

oder den Druckschalter PBS zu intelligen-

ten, weil kommunikationsfähigen Partnern

in innovativen Automatisierungsstruktu-

ren macht.

Füllstandsensoren

Kontinuierliche Niveaumessung und Grenz-

standerfassung, einzeln oder auch kombi-

niert in einem Sensor, medienberührend

oder berührungslos, für Flüssigkeiten und

Schüttgüter – all diese Optionen eröff net

die Füllstandsensoren von SICK. Verschie-

dene Technologien, darunter Hydrostatik,

Ultraschall oder Vibration, ermöglichen ef-

fi ziente Lösungen, etwa für Vorratstanks in

der Lebensmittelverarbeitung, für Schütt-

güter in Rohstoff silos, für Puff ertanks oder

Tauchbecken in industriellen Prozessen

oder als Pumpenschutz in Rohrleitungen.

Dass sich anspruchsvolle, kontinuierliche

Messaufgaben genauso installations- und

integrationsfreundlich lösen lassen wie

eine einfache Grenzstanderfassung, be-

weisen der neue Füllstandsensor LFP cubic

und der Grenzstandschalter MHF15.

Mit dem LFP cubic werden die Vorteile

der High-Tech-Messtechnologie TDR (Time

U N I V E R S E L L E L Ö S U N G E N M I T Z U K U N F T S S I C H E R E N T E C H N O L O G I E N

Alles aus einer HandV O N C H R I S T O P H M Ü L L E R

Die SICK AG – seit Jahrzehnten Technologie- und Marktführer bei Sensorik für die Fabrikautomation – setzt

auch in der Fluidsensorik auf den Einsatz innovativer Technologien. Die Sensorlösungen für die Messung von

Füllstand, Druck, Temperatur und Durchfluss sowie für die Positionserfassung in Zylindern zeichnen sich

durch innovative Lösungen, universelle Einsetzbarkeit, Bedienfreundlichkeit und Prozesssicherheit aus.

Fluidsensoren von SICK umfassen Lösungen für die Messung von Füllstand, Druck, Temperatur

und Durchfl uss sowie für die Positionserfassung in Zylindern. Bilder: Sick AG

Der Druckschalter PBS wird unter anderem

zur Drucküberwachung in Hydrauliksystemen

von Werkzeugmaschinen und Pressen oder

auch in Kühlwasserkreisläufen eingesetzt.

8 / 2 0 1 1

46 Automatisierung Fluidsensoren

dieneinheit einer Maschine durchführbar.

Ein weiterer, großer Vorteil besteht darin,

dass der Füllstandsensor unabhängig von

Einbau- und Medieneinfl üssen sowie der

Form der Metallbehälter ist. Dadurch eignet

er sich für nahezu alle wasser- und ölbasier-

ten Flüssigkeiten, zum Beispiel Kühlmittel,

Schleif- und Hydrauliköle oder Gemische

mit Säuberungs-, Entfettungs- und Reini-

gungsmitteln. Für den Betrieb bedeutet

dies zudem, dass der Füllstandsensor nicht

neu konfi guriert werden muss, wenn sich

die physikalischen Eigenschaften der Flüs-

sigkeiten ändern.

Wie es gelingen kann, bewährte Detekti-

onsprinzipien der Fabrikautomation erfolg-

reich auf die Anforderungen der Prozess-

instrumentierung zu adaptieren, beweist

der Grenzstandschalter MHF15. Auf der

technologischen Basis einer Refl exions-

lichtschranke wurde ein optisch tastender

Grenzschalter im IP69K-Edelstahlgehäu-

se mit G1/2“-Prozessgewinde entwickelt.

Eingesetzt wird er für die Maximum- und

Minimum-Überwachung wasserbasierter

Medien in Prozesstanks und Behältern so-

wie als Trockenlauf- und Pumpenschutz

für Rohrleitungen. Einmal eingeschraubt,

muss der MHF15 nur noch elektrisch an-

geschlossen werden. Ein Medienabgleich

bei der Inbetriebnahme ist ebenso wenig

erforderlich wie wiederholte Rekalibrierun-

gen im Langzeitbetrieb.

Drucksensoren

Die elektronischen Druckmessumformer

und Druckschalter zeichnen sich durch

ihr industriegerechtes Design aus. Wider-

standsfähige Materialien und hochwerti-

ge Verarbeitung gewährleisten höchste

Robustheit und Verfügbarkeit. Zudem

bieten die einfache Bedienung und die

intelligenten Sensorkonzeptionen dem

Anwender entscheidende Mehrwerte

über die präzise Messtechnik und die ver-

schiedenen Messbereiche hinaus. Deut-

lich wird dies beim Druckschalter PBS,

der beispielsweise zur Drucküberwa-

chung in Hydrauliksystemen von Werk-

zeugmaschinen und Pressen oder auch

in Kühlwasserkreisläufen eingesetzt wird.

Der PBS ist Messumformer, Druckschal-

ter und Displayeinheit in einem einzigen

kompakten Sensorgehäuse. Für eine op-

timale Montage lassen sich das Gehäuse

und der Sensorkopf beliebig verdrehen.

Zur bestmöglichen Ablesbarkeit kann

die Anzeige elektronisch um 180 Grad

gedreht werden. Die Einstellung des PBS

erfolgt auf einfache Weise über drei Tas-

ten. Im Blick auf die Datenkommunika-

tion bietet der PBS je nach Version ein

oder zwei digitale Schaltausgänge, ein

analoges Ausgangssignal wahlweise als

Strom- oder Spannungsausgang, vielfäl-

tige programmierbare Schaltfunktionali-

täten sowie IO-Link-Kommunikation.

Für die gleichen Messbereiche, die der

Druckschalter PBS abdeckt, hat SICK mit

dem Druckmessumformer PBT, der mit

einem analogen Ausgangssignal, einer

besonders kleinen Bauform sowie einer

Vielzahl von Prozessanschlüssen und

elektrischen Anschlussoptionen ein All-

roundtalent für Standardapplikationen

darstellt. Unter der Bezeichnung PFT, das

heißt mit längerem Sensorgehäuse, er-

höhen sich die zulässigen Mediumstem-

peraturen von 100 (PBT) auf bis zu 150

Grad.

Temperatursensorik

Entsprechend den unterschiedlichen An-

forderungen an die Bauform und Aus-

stattung, wie sie aus der Druckmess-

technik bekannt sind, bieten auch die

Einschraub- und Einsteckthermometer

für die Temperaturmessung universelle

Lösungsmöglichkeiten. Basislösung für

die Messaufgaben ist der TSP, ein kleiner,

kompakter und preiswerter Platin-Mess-

fühler. Auch das Einschraubthermometer

TCT arbeitet mit einem Pt100-Widerstand-

selement, bietet aber einen zusätzlichen

Analogausgang von 4 bis 20 mA sowie di-

verse Prozessanschlüsse und unterschied-

liche Einbaulängen. Darüber hinaus eig-

net es sich aufgrund der abgesetzten und

vergossenen Elektronik für Temperaturen

bis 150 Grad.

Durchfl usssensorik

Für Prozesse, in denen es auf den Durch-

fl uss von Flüssigkeiten oder den Materi-

aldurchsatz von Schüttgütern ankommt,

bietet SICK für zahlreiche Applikationen

geeignete Lösungen. Mit Bulkscan, einem

2D-Lasermesssensor, lassen sich Schütt-

gutprofi le, beispielsweise auf einem För-

derband, präzise erfassen und daraus

– zusammen mit der Fördergeschwin-

digkeit – Volumenströme sehr genau be-

rechnen. Für die Durchfl ussmessung von

Flüssigkeiten, etwa in einem Kühlkreis-

lauf, perfekt geeignet ist der Durchfl uss-

sensor FFU. Die Eignung für leitende und

nicht leitende Medien, die chemische und

thermische Beständigkeit sowie der dich-

tungs- und damit verschleißfreie Aufbau

zeichnen diesen Ultraschall-Durchfl uss-

sensor aus.

Magnetische Zylindersensoren

Ein wichtiger Bestandteil von Fluid-Pro-

zessen ist die optimale Steuerung von Hy-

draulik- und Pneumatikzylindern. Hier

melden Zylindersensoren über die Positi-

on des Kolbenmagneten analoge oder di-

gitale Druckzustände. Das Besondere am

SICK-Portfolio ist, dass es Lösungen bietet

für alle Arten von Zylinder, für alle gängi-

gen Befestigungen innerhalb und außer-

halb von Nuten sowie für Zylinder aller

Hersteller mit ihren unterschiedlich star-

ken Kolbenmagneten. Zu den besonders

erfolgreichen magnetischen Zylindersen-

soren gehören der ultrakurze und dank

Exzenterbefestigung „unverlierbare“

MZT8 mit einem Schaltpunkt, der MZ2Q

als kompakte Lösung für Anwendungen

mit zwei Schaltpunkten sowie der analo-

ge MPS, mit dem der Messbereich indivi-

duell defi niert werden kann. Über den

Teach-Knopf lassen sich Null- und End-

punkt einlernen. Die dazwischen liegen-

den Kolbenpositionen werden für den je-

weils festgelegten Messbereich mit

optimaler Aufl ösung als Analogsignale

ausgegeben – entweder als 4 bis 20 mA

Stromausgang oder als 0 bis 10 V Span-

nungssignal. Insgesamt überzeugen die

magnetischen Zylindersensoren in den

verschiedenen Applikationen durch ihre

besonders guten Schalteigenschaften.

Die Gründe hierfür sind, dass SICK sowohl

die eigene ASIC-Technologie als auch im

Unternehmen gefertigte GMR-Sonden

verwendet und so ein hohes Maß an Ma-

terial- und Fertigungsqualität sicherstel-

len kann. bw

Der Druckschalter PBS ist Messumformer,

Druckschalter und Display-Einheit in einem

einzigen kompakten und bedienfreundlichen

Sensorgehäuse.

47

6 / 2 0 0 9

Digital Engineering-Marktplatz Markt

8 / 2 0 1 1

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Ein Unternehmen der Bechtle Gruppe

8 / 2 0 1 1

48 Automatisierung Schaltschranktechnik

DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM):

Herr Dr. Steff en, dieses Jahr feiert Rittal

sein fünfzigjähriges Bestehen. Der ers-

te Standard für die Serienfertigung von

Schaltschränken wurde vor 50 Jahren

von Rudolf Loh – dem Gründer von Rittal

– erfunden und auf den Weg gebracht.

Heute ist das Unternehmen in der Schalt-

schranktechnik international führend

und belegt mit weltweit 1.500 Patenten

eine hohe Innovationskultur.

Was sind die Erfolgsfaktoren der Pro-

dukte von Rittal?

Dr. Thomas Steff en: Der Erfolg von Rit-

tal ist nicht nur an Produkten festzuma-

chen. Im Rückblick auf unsere 50-jähri-

ge Unternehmensgeschichte waren es

drei Entwicklungen, die Rittal erfolgreich

gemacht haben. Da ist erstens die Erfi n-

dung des ersten standardisierten Serien-

schaltschranks, der ab Lager zur Verfü-

gung stand. Damit haben wir 1961 den

Markt revolutioniert. Zweitens basiert

unser Erfolg auf dem Mut, diese Idee

nicht nur in Deutschland, sondern auch

in Europa und Übersee konsequent ver-

folgt zu haben. Und drittens war die Er-

weiterung unseres Produktportfolios mit

Klima- und Stromverteilungslösungen

ein entscheidender Schritt nach vorne.

Derzeit befi nden wir uns mit unserem

Programm „Rittal – Das System.“ in der

vierten Entwicklungsstufe. Wir wollen

unseren Kunden technisch und operativ

ein fl exibles, durchgängiges System und

eine effi ziente und wirtschaftliche Ge-

samtlösung anbieten.

DEM: Produkt-Innovationen entstehen

häufi g im engen Austausch mit Kunden.

Auf welche Art und Weise bindet Rittal

seine Kunden in den Innovationsprozess

ein?

Dr. Thomas Steff en: Unsere Kunden

werden frühzeitig in die Entwicklung

mit eingebunden, um zukunftsweisende

Produkt lösungen auf den Markt zu brin-

gen. Durch unsere Fachberater und Bran-

chenmanager haben wir das Ohr perma-

nent am Markt. Ein gutes Beispiel für eine

Neuentwicklung ist die Eco-Mode-Steue-

rung der „Blue-e“-Kühlgeräte, mit der wir

eine deutlich höhere Effi zienz der Geräte

erreicht haben. Der Anstoß kam dabei di-

rekt aus der Automobilindustrie. Über 12

Monate wurde eine neue von uns entwi-

ckelte Steuerungstechnik mit herkömm-

lichen Kühlgeräten auf Energieverbrauch

getestet. Die Ergebnisse überzeugten,

sodass wir die Neuentwicklung als Stan-

dardlösung ins Programm aufgenom-

men haben. Darüber hinaus setzen wir

auf ein Ideenmanagement, das unsere

Mitarbeiter stark miteinbezieht. Für alle

Bereiche haben wir einen kontinuierli-

chen Verbesserungsprozess (KVP) etab-

liert. Dabei arbeiten wir mit toolbasierten

Ideenmeldungs- und Bewertungsprozes-

sen und veranstalten Workshops intern

und extern.

F O R S C H U N G U N D E N T W I C K L U N G B E I R I T T A L

Innovativ seit fünf JahrzehntenOb Automatisierungs-, Kommunikations- oder Energietechnik – Rittal bietet für viele Anforderungsprofile

der Industrietechnik die passenden Gehäuse und Schaltschränke. Die Weichen für die Innovationen werden

dabei in der Forschung und Entwicklung gestellt. Im Gespräch mit dem DIGITAL ENGINEERING Magazin ge-

währte Dr. Thomas Steffen, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung bei Rittal, Einblicke in diesen wichti-

gen Unternehmensbereich.

Dr. Thomas Steff en ist

Geschäftsführer For-

schung und Entwicklung

bei Rittal in Herborn.

„Unsere Kunden werden

frühzeitig in die Entwicklung

mit eingebunden, um zukunfts-

weisende Produkt lösungen

auf den Markt zu bringen.“

8 / 2 0 1 1

49AutomatisierungSchaltschranktechnik

DEM: Welche Rolle spielt das Thema

Energieeffi zienz bei der Entwicklung

neuer Produkte?

Dr. Thomas Steff en: Eine sehr starke. Der

Energieverbrauch unserer Kühlgeräte

stand vor etwa sechs Jahre nicht so sehr

im Fokus, nun ist er ein großes Zukunfts-

thema und hier sind wir mit unseren Lö-

sungen weltweit führend. Ein ganz einfa-

ches Beispiel: Vor einigen Jahren war die

Baugröße von Klimakomponenten ein

sehr wichtiges Designkriterium der Ma-

schinenbauer. Das heißt, es ging für uns

darum, immer kompakter zu bauen und

Lösungen immer kleiner machen. Das

führte dazu, dass auch Kühlgeräte und

Wärmetauscher in ihrer Größe optimiert

wurden. Mit der Energieeffi zienz-Dis-

kussion schwenkte das um. Das Haupt-

designkriterium war für uns nicht mehr

die Größe, sondern ist nun die Energie-

effi zienz. Daher wurden zum Beispiel in

Kühlgeräten die Wärmetauscherkasset-

ten wieder etwas größer – und dafür die

Kompressoren etwas kleiner. In Summe

hat Rittal die Geräte signifi kant effi zien-

ter gemacht.

DEM: Wieviel investiert Rittal jährlich in

F&E?

Dr. Thomas Steff en: Der Anteil der For-

schungs- und Entwicklungskosten am

Umsatz liegt insgesamt bei 5 bis 7 Pro-

zent. (Anmerkung der Redaktion: Dies

entspricht in etwa 110 bis 155 Millionen

Euro für 2011.)

DEM: Rittal bietet mit „Rittal – Das Sys-

tem.“ eine branchenübergreifende Sys-

temarchitektur an. Was sind deren wich-

tigste Bestandteile und welche Rolle

spielen dabei die Engineering-Tools von

Rittal?

Dr. Thomas Steff en: „Rittal – Das Sys-

tem.“ ist der Name für das komplette

Lösungsprogramm von Rittal: ein um-

fassender, modularer Baukasten für den

Aufbau von Anlagen über alle Branchen

hinweg von der Industrie bis zur Infor-

mationstechnologie (IT). Dabei reicht

das Lösungsspektrum von Schaltschrän-

ken über Stromverteilungs- und Klima-

technik bis zu IT-Infrastrukturlösungen

wie Racks, Serverkühlungen, unterbre-

chungsfreie Stromversorgungen und

Überwachungslösungen. Auch Soft-

ware und Service zählen zum umfas-

senden Programm. Termin- und Kosten-

druck bestimmen den Alltag etwa im

Schaltschrankbau. Hierzu bieten unsere

Software-Tools enorme Einsparpoten-

ziale. Dabei kommen dem softwarege-

stützten Engineering, dem Wärmema-

nagement und der Dokumentation eine

besondere Bedeutung zu.

DEM: Welches Engineering-Know-how

beziehungsweise welche Engineering-

Leistungen kann Rittal seinen Kunden

anbieten?

Dr. Thomas Steff en: Mit unserer Soft-

ware RiCAD 3D lässt sich durch die Ver-

netzung mit etablierten CAD-Systemen

der Aufwand für die Planung, Konstruk-

tion und Fertigung von Schaltschränken

deutlich minimieren. Über die Bauteilebi-

bliothek erhält der Konstrukteur direkten

Zugriff auf die dreidimensional hinter-

legten Original-Daten der Artikel von Rit-

tal. Während man früher 3D-Modelle für

eine Konstruktion mit viel Aufwand ma-

nuell erstellen musste, reichen heute ein

paar Mausklicks aus. Dank der Planungs-

software Power Engineering 6.0 können

Anlagenbauer im Weiteren Niederspan-

nungsstromverteilungen und Schaltan-

lagen schnell und sicher konfi gurieren.

Die Klimaberechnungssoftware Rittal

Therm liefert schließlich die bedarfsge-

rechte Kühldimensionierung, in der alle

Leistungs- und Umgebungsbedingun-

gen berücksichtigt werden. Setzt man

diese Rittal Engineering-Werkzeuge in

Verbindung mit Softwarelösungen un-

seres Schwesterunternehmens EPLAN

gemeinsam ein, lassen sich unterschied-

lichste Engineering-Daten durchgängig

in allen Phasen der Produkt- und Anla-

genplanung nutzen. Die Vorteile sind: ein

durchgängiges Datenkonzept zur me-

chanischen, elektrischen und klimatech-

nischen Bearbeitung, verkürzte Durch-

laufzeiten und sinkende Kosten.

DEM: Produkte oder Technologien von

Marktführern werden gerne kopiert. Wie

schützt Rittal sein geistiges Eigentum im

Bereich der Produktentwicklung?

Dr. Thomas Steff en: Rittal steht als inno-

vativer Trendsetter und Marktführer per-

manent im Fokus dubioser Kopierer. Ei-

nen hundertprozentigen Schutz gibt es

nicht. Einschläge Erfahrungen hatten wir

zuletzt mit einem chinesischen Hersteller

gemacht, der unseren TS 8 Schaltschrank

1:1 nachbaute, allerdings mit erheblichen

Qualitätsmängeln. Wir gehen in der Regel

auf Nummer sicher, indem wir Neuent-

wicklungen frühzeitig als Patent anmel-

den und im Falle eines Plagiats rechtliche

Schritte einleiten. Allerdings ist es für uns

wichtig, Kunden frühzeitig in Neuentwick-

lungen einzubinden. Wir diskutieren unse-

re Ideen off en, insbesondere auf Messen.

DEM: Was sind Ihrer Meinung nach die

Trends bei Schaltschrank-, Klimatisie-

rungs- und IT-Infrastrukturlösungen?

Dr. Thomas Steff en: Künftig werden

sich die Materialien ändern, vor allem im

Bereich der Oberfl ächen und Dichtungs-

systeme. Die Verschlusssysteme werden

ebenfalls innovativer. Vielleicht lassen

sich Schaltschränke schon bald wie ein

Auto öff nen. Schaltschränke werden au-

ßerdem kompakter, weil sich das Bauvo-

lumen der Schaltanlagen reduziert. Bei

der Kombination von Schaltschrank und

Klimakomponenten arbeiten wir inten-

siv an einer tieferen Integration. Innova-

tiv wäre ein Schaltschrank mit integrier-

ter Klimatechnik, der sich auf +/-5 Grad

selbst klimatisiert, sodass sich der Kun-

de keine Gedanken machen muss, wo er

seine Klimatisierung unterbringt.

DEM: Herr Dr. Steff en, vielen Dank für das

Gespräch.

Die Fragen stellte Rainer Trummer.

Mit „Rittal – Das System.“ bietet Rittal ein Lösungspro-

gramm für die Industrie. In einer Synthese aus Produkten,

Engineering-Tools und Services bündelt der Hersteller sei-

ne gesamte Kompetenz zu einem einzigen Systempaket.

„Rittal steht als innovativer Trend-

setter und Marktführer permanent

im Fokus dubioser Kopierer.“

8 / 2 0 1 1

50 Automatisierung Sensor-Technologie

Im Gegensatz zu konventionellen Mon-

tagelinien, bei denen ein Werkzeug-

wechsel an einer Bearbeitungsstati-

on zumeist nur dann ansteht, wenn eine

neue Produktlinie gefertigt wird, ist in der

smarten Fertigungszelle der kontinuier-

liche Werkzeugwechsel die Regel. Herz-

stück der Anlage sind zwei alternierend

arbeitende Roboterarme und ein Palet-

ten-Positionierungssystem für die räumli-

che Positionierung der Werkstücke in den

drei Raumachsen. Während der eine Arm

noch mit der Montage des Werkstücks

beschäftigt ist, bereitet sich der zweite

schon durch einen Wechsel des Greifers

auf den nächsten Montageschritt vor. So

lassen sich sämtliche Fertigungsschritte

unterbrechungsfrei innerhalb einer Fer-

tigungszelle durchführen und dies sogar

im Mischbetrieb, wenn unterschiedliche

Komponenten zu fertigen sind.

Der schnelle Wechsel stellt Kabelverbin-

dungen jedoch vor besondere Herausfor-

derungen. Diese müssen in der fl exiblen

Automation den vielfältigen Bewegungen

innerhalb der Zelle folgen. An besonders

beanspruchten Stellen können Kontaktie-

rungen und Leitungen den Bewegungen

nur eine begrenzte Zeit lang standhalten

und so kommt es früher oder später durch

Verschleiß zum Bruch der Verbindungen.

Drahtlose Energie-

und Datenübertragung

Gelöst hat das Unternehmen dieses Pro-

blem durch den Einsatz der induktiven

Koppler BIC von Balluff . Die industrie-

tauglichen Systeme neuester Generation

im robusten M30-Gehäuse aus Edelstahl

in der Schutzart IP 67 übertragen Energie

und Signale drahtlos über einen Luftspalt

von bis zu fünf Millimeter und ersetzen

D R A H T L O S E S E N S O R - / A K T O R - A N B I N D U N G

Flexible Fertigung V O N R O M E O P O P E S C U

Dynamische Märkte verlangen eine flexible Skalierung der Produktionsmenge, die Möglichkeit zur schnellen

Anpassung an neue Produkte und Produktvarianten, um rasch auf geänderte Kundennachfragen reagieren

zu können. Neue, smarte Fertigungszellen mit schnellem automatischem Werkzeugwechsel könnten die

richtige Antwort auf diese Herausforderung sein. Comau Inc., ein weltweit führender Anbieter von Ferti-

gungslösungen, setzt dabei ganz auf IO-Link und den Einsatz induktiver Koppler zur drahtlosen Energie- und

Signalübertragung. Die Komponenten lieferte der Sensorik-Spezialist und Networking-Anbieter Balluff.

Herzstück der smarten Ferti-

gungszelle sind zwei alternie-

rend arbeitende Roboterarme

und ein Paletten-Positionie-

rungssystem für die räumliche

Positionierung der Werkstücke

in den drei Raumachsen.

8 / 2 0 1 1

51AutomatisierungSensor-Technologie

damit feste Kabelverbindungen. Instal-

lation und Montage oder auch ein Aus-

tausch per Plug and Play gestalten sich

dank komfortablem M12-Steckanschluss

an Base- und Remote-Einheit einfach,

wobei gut sichtbare LED-Anzeigen für Be-

triebsspannung und Betriebsbereitschaft

im Kopf der Einheiten Montage und Jus-

tierung ganz erheblich erleichtern. Dabei

erfüllen die Systeme ihre Aufgabe auch

noch bis zu einem Winkelversatz von 18

Grad bei einer entsprechenden Anpas-

sung des Abstands.

Die Maschinenbauer stellten hohe An-

forderungen an die Produktionsrate und

Zuverlässigkeit der Anlage. Bis zu 16 Sen-

soren und pneumatische Greifer müssen

schnell und kontinuierlich gewechselt

werden. Dies erfordert eine Reduzierung

der Werkzeugwechselzeiten und der Feh-

lerquote auf ein absolutes Minimum.

Die ursprünglich angefachte Verkabe-

lung auf Maschinenebene der Sensoren

und Greifer mit Profi bus war jedoch diesen

hohen Herausforderungen nicht gewach-

sen. Zwar verbesserten sich Zuverlässigkeit

und Fehlerrate signifi kant, die Anlagenver-

fügbarkeit nach einem Werkzeugwechsel

konnte jedoch den hohen Anforderungen

keineswegs gerecht werden.

Maschinenverkabelung –

IO-Link statt Profi bus

Die Konstrukteure entschieden sich des-

halb für den Einsatz von IO-Link in der

Maschine und damit zur transparenten

Erweiterung ihres Profi bus-Netzwerks.

Das Resultat bestätigte ihre hohen Er-

wartungen. Die Bootzeit reduzierte sich

nach einem Werkzeugwechsel auf eine

Sekunde. Darüber hinaus vereinfachte

sich die Verkabelung spürbar.

Mit IO-Link verwenden die Maschi-

nenbauer kein neuartiges Bussystem,

sondern einen vielseitigen Kommunika-

tionsstandard, der mit der USB-Schnitt-

stelle im Rechnerumfeld vergleichbar

ist. Beides sind kostengünstige Punkt-

zu-Punkt-Verbindungen für die Signal-

und Energieübertragung, die sich nach

Plug-and-Play-Manier betreiben lassen.

So verdichten spezielle IO-Link-Sensor-

hubs von Balluff in der Anlage die Schalt-

ausgänge der binären Sensoren zu einer

einzigen seriellen IO-Link-Verbindung,

um sie dann über eine einfach steckba-

re Dreidrahtleitung via IO-Link-Profi bus

Master desselben Herstellers an die Ma-

schinensteuerung zu übertragen.

Dies rechnet sich natürlich auch in Euro

und Cent. Denn neben der aufwändigen

Parallelverdrahtung in der Maschine ent-

fallen Klemmenkästen und Reihenklem-

men, die häufi g symbolisch als Verbindung

zwischen Maschinen- und Feldebene ge-

sehen werden. An ihre Stellen treten ein-

fach steckbare Verbindungen zwischen

vormontierter Maschine und ortsfester In-

stallationstechnik, was zu erheblichen Ein-

sparungen bei der Arbeitszeit führt.

Der besondere Clou daran: die Energie-

und Signalübertragung zwischen Sensor-

hub und Profi bus-Master erfolgt in dieser

Applikation drahtlos. Zum Einsatz kommt

eine neue Variante des bereits erwähnten

induktiven Koppler-Systems BICl mit IO-

Link-Schnittstelle, die somit jegliche Ka-

belverbindung überfl üssig macht. Die IO-

Link-Signale von bis zu 16 Sensoren lassen

sich so gleichzeitig, drahtlos und vollkom-

men verschleißfrei übertragen.

Toolident-System

für die Fehlervermeidung

Damit Fehler beim automatischen Werk-

zeugwechsel so gut wie ausgeschlossen

sind, verfügt jede Anlage über ein effi zi-

entes Tool-Identsystem auf RFID-Basis. Je-

des Werkzeug trägt dazu einen eigenen

RFID-Chip mit individueller Identnummer.

Vor jedem Bearbeitungs- beziehungswei-

se Montageschritt wird jedes Mal automa-

tisch überprüft, ob tatsächlich das richti-

ge Werkzeug eingespannt ist. So lassen

sich Schäden an Werkzeug, Maschine und

Werkstück zuverlässig vermeiden.

Die Kernkomponente des Tool-Ident-

systems sind robuste Datenträger in Mi-

niaturbauweise, eine Schreib- und eine

Auswerteeinheit. Die Kommunikation er-

folgt berührungslos und damit verschleiß-

frei durch induktiven Datenaustausch. Der

Datenträger empfängt das Energiesignal,

baut daraus seine Versorgungsspannung

auf und sendet danach seine Daten als

pulsweitenmoduliertes Signal in Richtung

Lesekopf, der ebenfalls über eine IO-Link-

Schnittstelle verfügt und so bequem per

einfacher Dreidrahtleitung über den IO-

Link-Master in die IO-Link-Installation mit

eingebunden ist, ohne dass eine Verwal-

tungseinheit dazu erforderlich wäre.

Anwendernutzen

Der Einsatz der smarten Fertigungszelle ist

für den Anwender mit erheblichen Einspa-

rungen auf der Kostenseite verbunden. So

senkt der Kommunikationsstandard IO-

Link nicht nur den Aufwand für die Maschi-

nenverkabelung drastisch, er verbessert

auch die Performance des Werkzeugwech-

sels und des Produktionsablaufs. Dank

drahtloser Daten- und Energieübertra-

gung an kritischen Stellen der Anlage per

induktivem Kopplersystem verlängern

sich die Wartungsintervalle. Ermüdungser-

scheinungen an Kabeln und Kontakten

sind somit so gut wie ausgeschlossen. Der

Anwender kann fl exibel die Anzahl der

„smart cells“ je nach Bedarf an veränderte

Produktionsraten anpassen. Damit resul-

tieren erhebliche Einsparungen bei fl exib-

len und fi xen Kosten. Beispielsweise lässt

sich so die Produktion mit einer einzigen

Fertigungszelle und kleinen Stückzahlen

starten, um später dann in einem paralle-

len Workfl ow weitere Zellen entsprechend

dem Bedarf zu integrieren. Und naht das

Ende des Produkt-Lebenszyklus, können

nicht mehr benötigte Fertigungseinheiten

einem anderen Verwendungszweck zuge-

führt werden. r t

Unter IO-Link sinkt nicht nur der Aufwand für die Maschi-

nenverkabelung drastisch, er verbessert auch die Perfor-

mance des Werkzeugwechsels und des Produktionsab-

laufs. Dank drahtloser Daten- und Energieübertragung an

kritischen Stellen der Anlage per induktivem Kopplersys-

tem verlängern sich die Wartungsintervalle.

Die industrietauglichen Systeme neuester

Generation im robusten M30-Gehäuse aus

Edelstahl in der Schutzart IP 67 übertragen

Energie und Signale drahtlos über einen Luft-

spalt von bis zu fünf Millimetern und ersetzen

damit feste Kabelverbindungen.

8 / 2 0 1 1

52 Sicherheitstechnik im Maschinenbau Automatisierung

Der Gewinnung von elektrischer Ener-

gie aus Solarzellen wird ein großes

Potenzial zugeschrieben. Für die Her-

stellung von Photovoltaikmodulen müs-

sen mehrere Produktionsprozesse durch-

laufen werden. Ausgangsmaterial ist das

Element Silizium. Aus diesem werden so

genannte Wafer (einzelne Siliziumschei-

ben) hergestellt, die anschließend über

eine Vielzahl von Prozessschritten zu kom-

pletten Solarpanels weiterverarbeitet wer-

den. Durch Kapselung und Verdrahtung

mehrerer Zellen entstehen fertige Pho-

tovoltaikmodule. Das Know-how für die

Herstellung der entsprechenden Maschi-

nen liegt hauptsächlich in Europa, auch

wenn der Großteil der Anlagen in asiati-

sche Länder exportiert wird.

Einer der führenden Zulieferer auf dem

Gebiet von innovativen Produktionsan-

lagen und Systemen für die Herstellung

von PV-Wafern, -Zellen und -Modulen

ist die Technologiegruppe Meyer Bur-

ger. Diese besteht aus mehreren Unter-

nehmen und bietet ihren Kunden um-

fassende Lösungen und komplementäre

Technologien entlang der gesamten PV-

Wertschöpfungskette sowie gebäudein-

tegrierte Solarsysteme als Endprodukt für

die Schweiz an.

Als Spezialist für die Verarbeitung von

Silizium zu dünnsten Wafern bietet die

Meyer Burger AG unter anderem Drahtsä-

gemaschinen an – ausgerüstet mit EUCH-

NER-Sicherheitstechnik.

Die Herstellung von Wafern

Bei der Herstellung von Wafern werden

Siliziumblöcke (so genannte Bricks) mit-

tels einer Drahtsägemaschine in dünnste

Scheiben (140 bis 180 μm) geschnitten. In

dieser wird ein Draht von einer Spule ab-

gewickelt und auf zwei berillten Drahtfüh-

rungsrollen (DFR) aufgezogen. Die DFR

sind in einem klar vordefi nierten Abstand

eingekerbt. Der Draht durchläuft jede ein-

zelne der bis zu 3.000 Rillen der DFR, um

schließlich ein komplettes Drahtfeld zu bil-

den. Die in Rotation versetzten Drahtfüh-

rungsrollen bewegen das Drahtfeld in nur

eine, oder, je nach Anwendungsgebiet, al-

ternierende Richtung. Der Draht wird am

Ende wieder auf eine Spule gewickelt. Eine

Suspension, gewöhnlich eine Mischung

aus Siliziumkarbid und Polyethylengly-

kol (Slurry), wird durch Düsen auf das sich

bewegende Drahtfeld aufgegeben und

verursacht einen mechanischen Abrieb.

Während das zu trennende Werkstück in

das Drahtfeld abgesenkt wird, schneiden

die mit Suspension behafteten Drähte das

Material in Scheiben (Wafer), deren Dicke

durch den Abstand der Berillung der DFR

vorgegeben ist.

Hohe Sicherheitsanforderungen

Bei der Auswahl der Sicherheitstechnik

wurden von der Meyer Burger AG höchste

Ansprüche gestellt, um die Fertigung von

hohen Stückzahlen an Drahtsägemaschi-

nen so effi zient und fehlerfrei wie möglich

zu gestalten und andererseits alle sicher-

heitstechnischen Anforderungen abzude-

cken. Zudem ist das Schneidemittel we-

gen des Glykols aggressiv und fl üchtig.

Um eine effi ziente Herstellung zu er-

möglichen, ist es äußerst wichtig, den

Montage- und Verdrahtungsaufwand auf

ein Minimum zu reduzieren und kalkulier-

bar zu halten. Auch für die Funktionsprü-

fung sollte ein System gefunden werden,

mit dem alle Bauteile der Sicherheitstech-

nik einfach getestet werden können.

Speziell an den Schutztüren der Draht-

sägemaschinen musste darauf geach-

tet werden, dass Schalter mit Zuhaltung

zum Einsatz kommen, die fl exibel in der

Anbringung sowie problemlos den rau-

en Umgebungsbedingungen durch den

Einsatz des Schneidemittels standhalten.

Weiterhin muss gewährleistet sein, dass

die Schutzeinrichtungen während des

Prozesses nicht unkontrolliert geöff net

P R A X I S B E R I C H T : W A F E R - P R O D U K T I O N B E I M E Y E R B U R G E R A G

Modulares SicherheitskonzeptV O N F R A N K K R E T Z S C H M A R

Sicherheitstechnik von EUCHNER mit integriertem AS-Interface-Safety-at-Work-Anschluss ermöglicht ein

flexibles, modulares Sicherheitskonzept bei der Wafer-Produktion.

Kurzprofi l: EUCHNER Die EUCHNER GmbH + Co. KG in

Leinfelden ist ein international

tätiges Familienunternehmen und

beschäftigt weltweit 500 Mitarbeiter.

14 Vertriebs-Tochtergesellschaften,

darunter acht in Europa, vier in Asien

und zwei in Nord- und Südamerika

verteilen sich mit 28 autorisierten

Vertriebsbüros rund um den Erdball.

Geschäftsführende Gesellschafter des

schwäbischen Unternehmens sind die

Brüder Michael und Stefan Euchner.

Seit mehr als 50 Jahren werden bei

EUCHNER Schaltgeräte entwickelt. Die-

se fi nden ihren Einsatz hauptsächlich

im Maschinenbau. Eine Spitzenstellung

nimmt das Unternehmen im Bereich

der Sicherheitstechnik ein. EUCHNER

Sicherheitsschalter überwachen

elektromechanisch und elektronisch

zuverlässig die Stellung von Schutztü-

ren von Maschinen und Anlagen.

Drahtsägemaschine DS-271 von Meyer Burger.

53Sicherheitstechnik im Maschinenbau Automatisierung

werden können. Dies hätte Drahtrisse und

eine irreversible Zerstörung des ganzen

Bricks zur Folge. Das heißt, neben dem

Personen- ist auch der Prozessschutz von

hoher Wichtigkeit.

Auswahl der Sicherheitstechnik

Aufgrund dieser speziellen Rahmenbe-

dingungen entschied sich die Meyer Bur-

ger AG für den Einsatz von AS-Interface

Safety at Work, ein einfaches und off enes

System, das seit Jahren über ein sicheres

Protokoll verfügt und durch das hersteller-

unabhängige ASi-Konsortium entwickelt

wurde. Durch die Übergabe der Signale

über einen ASi-DP-Link direkt via Profi safe

an die sichere SPS und damit an die siche-

ren Antriebssysteme hat sich jegliche kon-

ventionelle Verdrahtung erübrigt. Nicht

nur das Verdrahten der einzelnen Kom-

ponenten entfällt, auch die Diagnose des

gesamten Systems gestaltet sich über die

beiden Busse, ASi und Profi bus, und die

Applikationssoftware anwenderfreund-

lich. Als willkommener Nebeneff ekt ste-

hen alle Daten auch der Prozesssteue-

rung direkt zur Verfügung. Eine schlanke

und moderne Lösung, die die Umsetzung

der EN ISO13849 voll unterstützt, erreicht

doch das ASi-Safety-System Kat.4 und er-

füllt die Forderungen für PLe.

ASi benötigt eine Zykluszeit von maxi-

mal 5 Millisekunden und ermöglicht in ei-

nem Strang eine Länge bis zu 100 metern,

die einfach auf bis zu 300 Meter erweitert

werden kann. Maximal sind bis zu 31 Teil-

nehmer (Slaves) wie Sicherheitsschalter,

Not-Aus usw. an einem

ASi-Strang möglich.

Nachdem Meyer Bur-

ger ein System gefun-

den hatte, das die An-

forderungen für die

Fertigung in idealer

Weise erfüllte, musste

ein passender Sicher-

heitsschalter evaluiert

werden, der problemlos in den ASi-Bus

integriert werden kann. Bei der Auswahl

fi el die Entscheidung schnell auf die Fir-

ma EUCHNER und ihre elektro-mechani-

schen Sicherheitsschalter TP und STP mit

integrierter ASi-Schnittstelle. Diese Aus-

führung zeichnet sich durch ihre robuste,

aber schlanke und Platz sparende Bauwei-

se aus. Das glasfaserverstärkte Kunststoff -

gehäuse mit Schutzart IP67 erlaubt den

Einsatz in rauer Umgebung. Die schmale

Bauform und einstellbare Anfahrrichtun-

gen ermöglichen, dass die ASi-Schalter

fl exibel an den verschiedenen Schutztü-

ren der Drahtsägemaschine gleicherma-

ßen eingesetzt werden können.

Die Anbindung der TP- und STP-Schal-

ter an den ASi-Bus erfolgt über die übliche

vierpolige M12-Leitung. Diese werden

einfach mittels Steckverbinder an den Si-

cherheitsschalter sowie über einen passi-

ven Adapter an die ASi-Flachkabel ange-

schlossen. Dies erlaubt die gewünschte

rationelle und fehlerfreie Installation. Alle

sicherheitsrelevanten Signale und natür-

lich auch die Meldesignale wie beispiels-

weise die Stellung der Schutztür oder

auch Fehlermeldungen stehen dem ASi-

Master und in diesem Fall auch der SPS

zur Verfügung. Die integrierte Zuhaltung

der STP und TP ASi-Schalter mit Zuhal-

tungsüberwachung und Zuhaltekräften

von bis zu 2.500 N verhindert, dass wäh-

rend der Wafer-Herstellung unkontrolliert

eine der Schutzeinrichtungen geöff net

werden kann und garantiert dadurch ei-

nen kontinuierlichen und wirtschaftlichen

Prozessablauf.

Durch die Kombination aus dem AS In-

terface Safety at Work und den Sicher-

heitsschalter TP und STP ASi von EUCH-

NER können die Anforderungen der Meyer

Burger AG in idealer Weise erfüllt werden.

Besonders der ASi-Bus spielt seine Vorteile

der einfachen Parametrierung und Instal-

lation bei hohen Fertigungsstückzahlen

voll aus. to

Sägeraum mit

vier Bricks beim

Sägevorgang.

Bilder: Meyer

Burger/EUCHNER

Freigelegter

Sicherheits-

schalter von

EUCHNER an

der Schutztü-

re zum Säge-

raum.

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Kooperationspartner: Veranstalter:

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Network Press Germany GmbH

8 / 2 0 1 1

54 Optoelektronische Sensoren Automatisierung

Um die sicherste Art der optischen

Objekterkennung, nämlich eine

Lichtschranke, nutzen zu können,

muss in einer Maschine zusätzlich zum

Sensor ein separater Refl ektor oder Emp-

fänger montiert werden. Vor allem in

kleinen Maschinen, etwa in Handlings-

automaten, fehlt dafür jedoch häufi g der

Platz. Auch in größeren Maschinen triff t

man auf ein ähnliches Problem, wenn kei-

ne Fläche für die Montage des Refl ektors/

Empfängers zur Verfügung steht. In bei-

den Fällen musste bisher eine rechtzeiti-

ge Anpassung am Design der Maschine

stattfi nden oder eine Befestigungsmög-

lichkeit nachträglich eingebaut werden.

Auch der Austausch von Empfängern zu

Wartungszwecken oder von zerstörten

Refl ektoren – anzutreff en vor allem in der

Lebensmittelindustrie, da hier besonders

aggressive Reinigungsmittel verwendet

werden – bedeutet einen Mehraufwand.

Dieser Aufwand und die daraus resultie-

renden Kosten können dank der Smart-

Refl ect-Lichtschranke von Baumer nun

erheblich reduziert werden.

Das SmartRefl ect-Prinzip

Bei den SmartRefl ect-Lichtschranken sind

Sender und Empfänger im gleichen Ge-

häuse untergebracht, was den separaten

Empfänger überfl üssig macht. Darüber

hinaus benötigt der SmartRefl ect aber

auch keinen Refl ektor, um den Lichtstrahl

zu schließen. Der Lichtstrahl wird durch

die Refl exion des Lichts von einer belie-

bigen Oberfl äche innerhalb des Erfas-

sungsbereichs geschlossen. Diese kann

hell oder dunkel, aus Kunststoff oder Me-

tall sein. In einer Maschine mit beengten

Platzverhältnissen oder ohne Montage-

möglichkeit für Refl ektoren kann diese

Oberfl äche ein Teil der Maschine sein.

Die ausgeklügelte Optik und die intelli-

gente Auswertung, die das SmartRefl ect-

Prinzip ausmachen, geben dem Anwen-

der hohe Sicherheit für die zuverlässige

Funktion des Sensors.

Sobald ein Objekt den geschlosse-

nen Lichtstrahl physikalisch unterbricht,

schaltet der Sensor; das Schrankenprin-

zip sorgt für eine absolut zuverlässige

Objektdetektion. Dabei kann die Smart-

Refl ect-Lichtschranke Objekte un-

abhängig von ihrer Form, Farbe und

Oberfl ächenbeschaff enheit zuverläs-

sig detektieren. Außerdem hat sie ent-

scheidende Vorteile gegenüber her-

kömmlichen Refl exions-Lichtschranken:

SmartRefl ect-Lichtschranken sind nicht

nur farbunabhängig, sondern erkennen

selbst spiegelnde Objekte einwandfrei.

Darüber hinaus weisen sie keinen Blind-

bereich vor ihrer Frontscheibe auf.

Einfache Installation

und Inbetriebnahme

Dadurch, dass nur der Sensor und kein

separater Empfänger oder Refl ektor

in die Anlage integriert werden muss,

S I C H E R E U N D K O M F O R T A B L E A R T D E R O B J E K T D E T E K T I O N M I T S M A R T R E F L E C T

Lichtschranken ohne ReflektorV O N A L E X A N D E R B E R T S C H

Die sicherste Art der Objektdetektion im Bereich der optoelektronischen Sensoren ist die physikalische Un-

terbrechung des geschlossenen Lichtstrahls einer Lichtschranke durch ein Objekt. Es gelten daher auch Re-

flexions- und Einweg-Lichtschranken als zuverlässigste Lösungen für Aufgaben der Objekterkennung. Bei

den SmartReflect-Lichtschranken von Baumer wird der geschlossene Lichtstrahl zwischen dem Sensor und

zum Beispiel einem Maschinenteil aufgebaut. Ein separater Reflektor ist deshalb überflüssig. Dies reduziert

Betriebskosten und erhöht die Prozesssicherheit.

1

2

3

1 2 3SmartReflect Lichtschranke

geschlossener Lichtstrahl

Maschinenteil schliesst den Lichtstrahl

Funktionsprin-

zip: Ein Objekt

unterbricht

den geschlos-

senen Licht-

strahl zwischen

Sensor und

Maschinenteil.

EHEDG-zertifi zierte SmartRefl ect-Lichtschranken für den

Hygienebereich.

Optoelektronische Sensoren

werden 50 Prozent der Installationszeit

sowie laufender Wartungs- und Reini-

gungsaufwand gespart. Darüber hi naus

vereinfachen weitere Eigenschaften

die Integration der SmartRefl ect-Licht-

schranken in die Anlage. So arbeiten sie

zum Beispiel mit Rotlicht, was die Aus-

richtung des Sensors erleichtert. Um die

Inbetriebnahme der Sensoren für den

Anwender so einfach wie möglich zu ge-

stalten, verfügen die SmartRefl ect-Licht-

schranken über eine komfortable Teach-

in-Funktion: Bei den Sensoren wurde

ein Ein-Punkt-Teach-in eingeführt. Die

Lichtschranke wird anhand ihres Licht-

strahls auf den Hintergrund ausgerich-

tet, dieser wird über den Teach-in-Knopf

bestätigt und dann ist der Sensor be-

triebsbereit.

Zusätzlich wurde der Teach-in der Sen-

soren für die Lebensmittelindustrie um

eine unterstützende Funktion erweitert.

Im Justierungs-Modus zeigt der Sensor

an, wann das empfangene Lichtsignal

qualitativ am besten für eine zuverlässi-

ge Detektion ist. Dies kann vor allem bei

schrägen Flächen, wie sie in Lebensmit-

telmaschinen vorkommen, von Vorteil

sein und bringt eine weitere Zeiterspar-

nis bei der Sensorinstallation.

Einsatzmöglichkeiten

Für verschiedene Anwendungen mit

unterschiedlichen Platz- und Umge-

bungsanforderungen kann aus diversen

SmartRefl ect-Varianten gewählt werden:

Die SmartRefl ect-Lichtschranken im Hy-

giene- und Washdown-Design wurden

speziell für Edelstahloberfl ächen opti-

miert, wie sie in Lebensmittel verarbei-

tenden Maschinen zu fi nden sind. Diese

EHEDG-zertifi zierten Sensoren im Edel-

stahlgehäuse erreichen bei einer Refl e-

xion auf Edelstahl eine Reichweite von

800 Millimetern. So werden die in der

Lebensmittelverarbeitung meist rund

60 Zentimeter breiten Förderbänder op-

timal überwacht. Die Eliminierung der

Schwachstelle Refl ektor sorgt zudem

für eine erhöhte Prozesssicherheit. Dank

des SmartRefl ect-Prinzips wird die Sen-

sorfunktion auch durch Verschmutzung

oder prozessbedingte Veränderung des

Maschinenteils nicht beeinträchtigt.

Für Automatisierungsanwendungen im

Non-Food-Bereich eignen sich die Smart-

Refl ect-Lichtschranken im kompakten

Kunststoff gehäuse der Serie 14. Für diese

Sensoren ist umfangreiches Montagezu-

behör wie beispielsweise der Zargenad-

apter erhältlich. Dieser Kunststoff adapter

erlaubt eine einfache Montage der Sen-

soren ohne Schrauben und Werkzeuge.

Mit zwei einfachen Klicks sind sie mon-

tiert – schnell und effi zient. Die Miniatur-

sensoren der Serie 07 mit einer Baugröße

von nur 8 x 16,2 x 10,8 Millimetern sind

sehr gut für den platzsparenden Einsatz

im Industrieumfeld geeignet. Sie erzielen

Reichweiten bis 45 Millimeter und wer-

den vor allem in kompakten Handlings-

automaten verwendet.

Zuverlässig und kostensparend

Die SmartRefl ect-Lichtschranken erhö-

hen die Flexibilität bei optischer Detek-

tion, reduzieren die Betriebskosten und

sind für den Anwender leicht zu hand-

haben. Sie bieten die richtige Lösung

sowohl im Hygienebereich, wenn Reini-

gungsmittel den Refl ektor zerstören

können oder Hygiene das oberste Ge-

bot ist, als auch bei beengten Platzver-

hältnissen, wenn kein Platz für Refl ektor

oder Empfänger beziehungsweise der

Montageaufwand für einen Refl ektor zu

hoch ist. Weiterentwicklungen des Prin-

zips werden künftig weitere Vorteile in

Richtung zuverlässiger Objektdetektion

bringen. bw

www.automobilforum-graz.de

20. und 21. Oktober 2011congress | graz

13. AUTOMOBIL FORUM GRAZ

UNSERE THEMEN:

– Globalisierung

– Die Mobilität von morgen

– Geschäftsmodelle: lokal und doch global

THINK GLOBALPRODUKTION – INNOVATION – STRATEGIE

DIE REFERENTEN (AUSZUG):

Prof. KR Ing.

Siegfried Wolf,

GAZ, CEO Russian

Machines

Ulrich Kranz,

Leiter project i,

BMW Group

Andreas Wüllner,

Geschäftsführer,

SGL Automotive

Carbon Fibers

Hans Demant, Koordination

Internationaler

Projekte, Volkswagen AG

Dr. Stefan Wolf,

Vorstandsvor-

sitzender,ElringKlinger AG

Mag. Peter

Engert, Geschäftsführer

Raiffeisen Leasing GmbH

Jean-Luc di

Paola-Galloni,

Vice-President, Sustainable

Development and External

Affairs, Valeo SA

Dipl.-Ing. Mag.

Wolfgang Pell,

Sonderbeauftragter Forschung und

Entwicklung Verbund (Österreichische

Elektrizitätswirtschafts AG)

Peter J. Marks, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH, zuständig für die Koordination der Aktivitäten in Nord- und Südamerika

Tel. +49 (0) 8191/125-111Fax +49 (0) 8191/125-404 oder -600

Tel. +49 (0) 8191/125-547Fax +49 (0) 8191/125-279

Eine Veranstaltung von In Zusammenarbeit mit

APForum_Graz_75x297_AP11.indd 1 23.09.11 10:50

Verschiedene

Varianten der

SmartRefl ect-

Lichtschranke

für die richtige

Lösung.

Bilder: Baumer

8 / 2 0 1 1

56 Daten & Prozesse Digitale Fabrik

Zeit ist Geld – und einer der entschei-

dendsten Erfolgsfaktoren bei der

Einführung neuer Produkte. Für das

Erreichen ambitionierter Entwicklungs-

zyklen muss man daher alle Entwick-

lungsstufen und -bereiche mit Blick auf

ihre Effi zienz überprüfen und gegebe-

nenfalls verbessern. Durch permanent

steigende Qualitätsanforderungen und

die Notwendigkeit, diese an weltwei-

ten Produktionsstandorten abzusichern,

wird dieser Optimierungsprozess weiter

verkompliziert.

An aktuellen Planungsprozessen lässt

sich zudem beobachten, dass der Anteil

nichtkreativer Tätigkeiten deutlich zuge-

nommen hat. So lag der Anteil der plane-

rischen Tätigkeiten 1980 noch über der

Hälfte der Gesamtarbeitszeit. Dieser An-

teil ist mittlerweile auf rund 30 Prozent

gesunken und wird zudem durch stei-

gende Beschaff ungs-, Verwaltungs- und

Dokumentationsaufgaben ersetzt.

Mensch steht im Mittelpunkt

der Überlegungen

Daher hat sich das Fraunhofer IWU ge-

meinsam mit Thyssen Krupp System En-

gineering (TKSE) in einem durch die SAB

(Sächsische Aufbaubank) geförderten

Projekt aktuelle Vorgehensweisen der

Montageplanung analysiert und neue,

intelligente Planungsmethoden entwi-

ckelt. Im Zentrum der Überlegungen

stand dabei immer der Mensch, der die

Systeme intuitiv bedienen und seine Kre-

ativität entfalten soll. Wichtig für die Um-

setzung war daher die Einbeziehung von

Ingenieuren, die mit ihrem Wissen über

Prozesse, Technologien und Vorgehens-

weisen die Entwicklung der Methoden

entscheidend beeinfl usst haben. Außer-

dem sollten bestehende beziehungswei-

se derzeit genutzte Softwarewerkzeuge

erhalten und durch effi ziente Makros er-

gänzt werden, die Automatisierungslö-

sungen für verschiedene wiederkehren-

de Tätigkeiten zur Verfügung stellen.

Aus diesem Grunde wurde eine Tool-

box geschaff en, die die am meisten ge-

nutzten Programme des Montagepla-

nungsprozesses bei TKSE, insbesondere

CATIA V5 und MS Offi ce, um verschiede-

ne Funktionalitäten erweitert. Natürlich

lassen sich die in eine Toolbox imple-

mentierten Methoden problemlos an

andere Programme oder CAD-Systeme

anpassen.

Zunächst wurden Schnittstellen entwi-

ckelt, die sowohl verschiedene Informa-

tionen (Bauteileigenschaften, Fügeinfor-

mationen, Spannstellen usw.) aus den

CAD-Daten unterschiedlicher OEMs als

auch die Bauteile selbst (als VRML-File)

automatisch extrahieren. Die Steuerung

erfolgt dabei über verschiedene zusätzli-

che User-Interfaces aus MS Excel. Durch

diese Schnittstelle ist es möglich, schnell,

fehlerlos und reproduzierbar CAD-Pro-

duktstammbäume inklusive ausge-

wählter Bauteileigenschaften in MS Ex-

cel nachzubauen (Bild 1). Aber auch die

Bauteile selbst können automatisiert als

VRML-File exportiert und somit einer

Vielzahl anderer Programme zugänglich

gemacht werden.

Der off ene VRML-Standard wurde au-

ßerdem genutzt, um verschiedene Be-

rechnungen an den Bauteilen durch-

zuführen. So kann man automatisch

Bauteilkonturen, Bauteildicken oder Bau-

teilschnitte bestimmen. Beispielsweise

ist die Ermittlung der Bauteildicken an

den Fügestellen einer kompletten Ka-

rosserie und das Ausspielen der zuge-

hörigen Bauteilschnitte innerhalb von

wenigen Minuten möglich und weist

somit eine enorme Zeitersparnis

und Fehlerreduktion gegenüber

einer manuellen Vorgehenswei-

se auf. Weiterhin ist die rechneri-

sche Ermittlung und mathemati-

sche Optimierung von Fügefolgen

durchführbar. Hierfür wurde die

P L A N U N G V O N M O N T A G E A U F G A B E N

Mehr Kreativität durch intuitive Bedienung In Zeiten der digitalen Fabrik werden Mitarbeiter des Produktentstehungsprozesses mit einer Vielzahl unter-

schiedlicher Softwarelösungen konfrontiert. Gerade aber in der Planung von Montageaufgaben bereitet die

nahezu unendliche Anzahl unterschiedlicher Datenformate, Strukturierungen und Zielvorgaben große Proble-

me. In einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt des Fraunhofer IWU und Thyssen Krupp System Engineering

wurden für diese Problematik praxisnahe Lösungen für den Automotive- und Aircraft-Bereich entwickelt.

V O N A N D R E A S R I C H T E R, M A R C E L R Ö B E R; M A R KO P F E I F E R

( A L L E F R A U N H O F E R I W U ) U N D M AT T H I A S V O I G T, J E N S

S C H U L Z E ( B E I D E T HYS S E N K R U P P S YS T E M E N G I N E E R I N G )

Bild 1: Die automatische Extraktion von

CAD-Daten und deren Eigenschaften

erfordert keine zusätzliche Software,

reduziert aber Bearbeitungszeiten und

Fehlerwahrscheinlichkeiten erheblich.

Die Steuerung der Datenextraktion

erfolgt dabei über intuitiv bedienbare

Interaktionsschaltfl ächen.

57Daten & Prozesse

stehenden Schnittstellen manuelle Da-

tentransformationen beseitigt, Fehler-

quellen minimiert und somit ein homo-

generer Workfl ow gewährleistet.

Neben einem deutlich effi zienteren

Workfl ow wurden alle Methoden in die

derzeitige Arbeitsumgebung integriert

und keine zusätzliche Software geschaf-

fen. Gerade dadurch konnte man eine

hohe Akzeptanz der Nutzer, die zum Teil

auch schon im Entwicklungsprozess der

Planungsmethoden mit eingebunden

waren, erzielen.

Außerdem wurden durch die enge Zu-

sammenarbeit mit Planungsingenieuren

weitere Schwachstellen festgestellt und

mögliche Verbesserungsvarianten erar-

beitet, zum Beispiel die Erweiterung der

Toolbox auf andere CAD-Systeme oder

um weiterführende Methoden aus dem

Bereich der künstlichen Intelligenz; diese

können weitere Effi zienzsteigerungen

herbeiführen. r t

Digitale Fabrik

Software MATLAB genutzt, die jedoch für

die Ausführung der Methoden nicht be-

nötigt wird und somit keine weiteren Li-

zenzkosten verursacht.

Effi ziente Unterstützung

im Dokumentationsprozess

Da insbesondere die Dokumentation

festgelegter Eigenschaften und Prozesse

häufi g einen erheblichen Zeitbedarf er-

fordert und dazu noch eine äußerst ein-

tönige Tätigkeit darstellt, legte man auf

diese Problematik ein besonderes Au-

genmerk. Es wurde eine ganze Reihe von

Funktionen entwickelt, die Bearbeiter bei

der Auswertung und Darstellung von In-

formationen unterstützen. Hierfür lassen

sich Methoden nutzen, die hochwertige

Bauteilbilder aus unterschiedlichen Ka-

meraperspektiven automatisch erzeugen

und zugleich verschiedene, wählbare Ei-

genschaften wie Spannpunkte, Schweiß-

punkte, -nähte usw. mit abbilden. Für die

in Bild 2 dargestellte Anordnung und Be-

schriftung der Bilder in MS Excel oder MS

Powerpoint wurden ebenfalls intuitiv be-

dienbare Add Ins entwickelt und als zu-

sätzliche Symbolleiste mit eingebunden.

Weiterhin ist es möglich, vorher erstellte

Fügefolgen in unterschiedlicher Art und

Weise darzustellen oder mittels „Drag

and Drop“ noch einmal zu modifi zieren.

Derartige Ergebnisse lassen sich über

spezielle Exportfunktionen wieder ande-

ren Programmen, speziell CATIA V5, zu-

gänglich machen.

Es wurden außerdem eine ganze Rei-

he weiterer Funktionen implementiert,

die an dieser Stelle nicht alle Erwähnung

fi nden können. Viele dieser Methoden

dienen zugleich auch einer geordneten

Datenhaltung, die vor allem bei der Zu-

sammenarbeit mit unterschiedlichen

OEMs einer besonderen Schwierigkeit

unterliegt. Daher wurde versucht, weit-

reichende Standardisierungen einzufüh-

ren, Redundanzen zu vermeiden und das

Datenmanagement zu vereinfachen. Ins-

besondere der Umgang mit unterschied-

lichen Datenständen stellte und stellt

eine Herausforderung dar. Als Vertreter

einer dieser Methoden sei an dieser Stel-

le eine Funktion genannt, die innerhalb

kürzester Zeit gesamte Produktstamm-

bäume bildlich und übersichtlich dar-

stellt (Bild 3) und damit ebenfalls einen

Beitrag zu einer strukturierten Datenhal-

tung liefert.

Viele der neu entstandenen Hilfsmit-

tel wurden bereits während der Ent-

wicklungsphase bei TKSE eingesetzt und

zeigten, dass sich bei zeitaufwändigen,

wiederkehrenden Tätigkeiten mehr als

80 Prozent der bisherigen Arbeitszeit

einsparen lässt. Zusätzlich werden ins-

besondere durch die neu zur Verfügung

Bild 2: Ausgewählte Merkmale und Eigen-

schaften von Bauteilen werden über-

sichtlich angeordnet und entsprechend

eingefärbt. Die automatische Erzeugung

und komfortable Änderung derartiger

Vorschläge lässt den Bearbeitern mehr

Zeit für kreative Tätigkeiten.

Bild 3: Produktstammbäume sind

nahezu die einzige Möglichkeit, um

komplexe Baugruppen übersichtlich

darzustellen. Die oben gezeigte bildli-

che Aufgliederung in MS Excel verein-

facht die Analyse und Weiterverarbei-

tung der CAD-Daten deutlich. Bilder:

Fraunhofer IWU

58 Hardware & Peripherie

8 / 2 0 1 1

Workstations stationär und mobil

Egal, ob man komplexe Berechnun-

gen durchführen, mit CAD-Modellen

arbeiten oder Fertigungsprozesse

analysieren möchte – die Dell Precision

R5500 bietet genügend Power für alle

Anwendungen und erreicht dieselben

Leistungswerte wie eine Desktop-Work-

station vom Typ Precision T7500. Durch

den Dual-Socket-Rack-Formfaktor ist die

R5500 ideal für den Einsatz in Rechenzen-

tren geeignet. Dazu ist sie ISV-zertifi ziert

und bietet eine hohe Zuverlässigkeit so-

wie bequeme Verwaltungsoptionen.

Mithilfe des FX100-Remote-Zugriff s-

geräts kann die Leistung der Precision

R5500 per Fernzugriff abgerufen wer-

den, während sie im Server-Rack unter-

gebracht ist. Das FX100 ist kompakt und

strahlt kaum Wärme ab. Damit kann es

an Orten ohne Serverraum oder sogar im

Freien genutzt werden, wenn Staub oder

Hitze den lokalen Einsatz einer Worksta-

tion unmöglich machen. Die Precision

R5500 lässt sich mithilfe des FX100 auch

über weite Entfernungen hinweg ver-

wenden, abhängig von der Geschwin-

digkeit der Netzwerkanbindung.

Der Remote-Zugriff auf die Precision

R5500 wird mit hardwarebasierter PC-

over-IP-Komprimierungstechnologie

von Teradici realisiert. Dabei werden

nur die Pixeldaten gerenderter Grafi ken

über das Netz übertragen, was eine ge-

nauso schnelle Reaktion und zügiges

Arbeiten wie mit einer herkömmlichen

Desktop-Workstation-Lösung ermög-

licht, ohne dabei an einen bestimmten

Ort gebunden zu sein. Falls der Zugriff

auf die R5500 einmal per Soft-Client

erfolgen muss, bietet die Workstation

zudem die Unterstützung für VMware

View an.

Zur Ausstattung der Precision R5500

gehören Intel-Xeon-Prozessoren mit bis

zu sechs Rechenkernen. Optional lassen

sich bis zu zwei Grafi kkarten der NVIDIA-

Quadro-Serie mit bis zu 450 Watt Leis-

tung einsetzen. Es stehen zudem fünf

Standard-PCI-Express-X16-Kartenslots

zur Verfügung. Die Steckplätze können

mit NVIDIA-Tesla-GPUs erweitert und

zur Berechnung von komplexen Gra-

fi k- und Gleitkomma-Operationen ge-

nutzt werden. Der Systemspeicher lässt

sich auf bis zu 192 GByte ECC-registrier-

ten DIMM-RAM ausbauen, um selbst bei

sehr großen Datenmengen eine hohe

Produktivität zu ermöglichen. Um aus-

reichend Speicherplatz bereitstellen zu

können, bietet die Precision R5500 bis zu

fünf Schächte für 2,5-Zoll-SATA-Festplat-

ten mit jeweils bis zu 1 TByte oder sechs

2,5-Zoll-SAS-Festplatten mit jeweils bis

zu 900 GByte Kapazität.

Optional lassen sich auch zwei redun-

dante Netzteile mit jeweils 1.100 Watt

Leistung nutzen, um einen ununterbro-

chenen Betrieb zu gewährleisten. Die

Dell Precision R5500 ist auch eine stabile

und fl exible Plattform für Hochleistungs-

rechencluster (High-Performance-Com-

puting-Cluster, HPCC). Als Betriebssyste-

me können Microsoft Windows 7, Vista

oder Enterprise Linux 6 verwendet wer-

den. Die Workstation ist zudem von füh-

renden Softwareanbietern wie Autodesk,

Dassault Systèmes, PTC, Siemens PLM

Software, Softimage, Schlumberger, ESRI,

Dynamic Graphics, CNC, Landmark Gra-

phics und vielen anderen zertifi ziert.

Für die Precision R5500 bietet Dell zu-

dem umfangreiche Support-Leistungen.

Zusätzliche Service-Optionen sorgen da-

für, dass das System bei einem möglichen

Ausfall wieder schnell hergestellt und Aus-

fallzeiten minimiert werden. Dazu gehört

beispielsweise der optionale Dell Con-

fi guration Service, der einen einfachen

und schnellen Einsatz der IT ermöglicht.

Mit dem Premium-Support-Service bietet

Dell zudem rund um die Uhr eine Hotline

zu speziell ausgebildeten Technikern in

der näheren Umgebung. Der Dell-ProSup-

port leistet darüber hinaus selbst dann

Hilfe, wenn Probleme mit der Hardware

oder der Software eines Drittanbieters be-

stehen. Dell arbeitet mit mehr als 75 Dritt-

anbietern zusammen und dient dabei als

zentraler Ansprechpartner für die Lösung

des Problems.

Weitere Informationen zu Precision-

Workstations fi nden sich unter www.dell.

de/precision. bw

W O R K S T A T I O N F Ü R R E C H E N Z E N T R E N

Ideale Lösung für den FerneinsatzDie neue Precision R5500 ist eine leistungsfähige und im Fernbetrieb

nutzbare Rack-Workstation. Sie ist speziell für Anwender geeignet, die

unter schwierigen Umweltbedingungen arbeiten und deshalb vor Ort

nicht auf physikalisch vorhandene Geräte zugreifen können.

Bild

er:

De

ll

8 / 2 0 1 1

59Hardware & PeripherieWorkstations - stationär und mobil

Während in der Vergangenheit nicht

selten die Hardware den theoreti-

schen Multitasking-Möglichkei-

ten eine Grenze gesetzt hat, ist dies heute

nicht mehr der Fall. Mit einer leistungs-

starken Workstation sind umfangreiche

Analyseprozesse im Hintergrund sowie

2D-CAD-Anwendungen im Vordergrund

kein Problem mehr. Und dabei können

auch noch ohne Einschränkungen foto-

realistische Bilder für die Präsentation am

nächsten Tag gerendert werden.

Ein Beispiel für hohe Leisung ist die HP-

Z800-Workstation, die – ausgestattet mit

Sechskern-CPUs von Intel – eine hohe

Leistung bei parallel stattfi ndenden Pro-

zessen ermöglicht. Anwendungen mit

verschiedenen Verarbeitungsebenen lau-

fen mit der neuen Intel-Xeon-Processor-

5600-Reihe bis zu 45 Prozent schneller als

noch die Vorgängerversion. Für Anwender

aus den Bereichen CAD und DCC bedeutet

das, dass beispielsweise bei recheninten-

siven Prozessen aus Tagen Stunden und

aus Stunden Minuten werden. Grund da-

für sind die skalierbaren Multicore-Tech-

nologien von HP und Intel.

Kapazitäten nutzen –

mit durchschlagender Wirkung

Die Leistung einer Workstation setzt sich

aus verschiedenen Faktoren zusammen:

der Power des Prozessors, der Speicher-

kapazität und -geschwindigkeit, dem Um-

fang des Puff erspeichers, der Anzahl von

Rechnerkernen, der starken Massenspei-

chersysteme, der Grafi kkarte sowie dem

Chipsatz, der den Datenaustausch zwi-

schen allen Komponenten regelt. HP stellt

für Kunden, die sich bei den verschiede-

nen Konfi gurationsmöglichkeiten nicht si-

cher sind, den so genannten Workstation

Finder zur Verfügung: www.hp.eu/work-

stationfi nder.

Neben den stärksten Prozessoren setzt

HP bei einer ganzen Reihe seiner Work-

stations auch auf leistungsstarke Grafi k-

karten wie die AMD-FirePro-Serie, die bei-

spielsweise in der HP Z800, aber auch den

mobilen Workstations HP EliteBook 8560w

und 8760w verbaut sind. Mit bis zu 2 GByte

Grafi kspeicher können damit nicht nur 3D-

Modelle fl üssig bearbeitet werden, mit Hil-

fe der Programmiersprache OpenCL lässt

sich auch der Grafi kprozessor (GPU) bei

Berechnungen zusätzlich zur CPU nutzen,

beispielsweise für Renderings und Simu-

lationen. Auf diese Weise wird die Perfor-

mance der Workstation nochmals massiv

erhöht – die OpenCL-Implementierung

eines Programms läuft bis zu zwölfmal

schneller als auf einer Quad-Core-CPU.

Die Entwicklung, GPUs für rechenintensi-

ve Prozesse hinzuzuziehen, wird HP in Zu-

sammenarbeit mit den Grafi kkarten-Her-

stellern weiter vorantreiben.

Volle Mobilität

bei vollem Überblick

Neben den Spezifi kationen sollte vor einer

Kaufentscheidung mit einbezogen wer-

den, ob eine Desktop- oder eine mobile Lö-

sung den individuellen Anforderungen am

besten entspricht. Arbeit fi ndet schon lan-

ge nicht mehr ausschließlich an einem fes-

ten Arbeitsplatz statt, gerade in einem kre-

ativen Umfeld verschwimmen die Grenzen

zwischen privater und berufl icher Umge-

bung. Mobilität muss dabei nicht auf Kos-

ten von Leistung gehen – das beweisen die

HP EliteBooks 8560w und 8760w, die die

aktuellsten Workstation-Technologien bie-

ten und so auch unterwegs die Anwen-

dung von leistungshungrigen CAD/CAM/

CAE-Applikationen ermöglichen. Dank der

ATI-Eyefi nity-Technologie können die Elite-

Books an bis zu vier hochaufl ösende Moni-

tore gleichzeitig angeschlossen werden

und verwandeln sich so in einen vollwerti-

gen Desktop-Ersatz. Auf diese Weise lassen

sich entweder mehrere Applikationen pa-

rallel anwenden und so die Produktivität

steigern oder mehrere Monitore zu einem

großen Desktop vereinigen – ideal für Kon-

struktion, Überprüfung oder Digital Mock-

up. Dabei sind beliebige Kombinationen

von Monitoren nutzbar, von unterschiedli-

chen Größen, Aufl ösungen und Orientie-

rungen. HP bietet in diesem Umfeld ein

breites Portfolio an professionellen Dis-

plays, beispielweise die neuen Modelle der

HP-ZRw-Serie, die mit Diagonalen zwi-

schen 22 und 30 Zoll, schnellen Reaktions-

zeiten und einer ruckelfreien, scharfen Dar-

stellung ideal für die 3D-Modellierung

geeignet sind. Dank der Leistung, die eine

Workstation liefert, können Prozesse

schneller abgeschlossen werden, was wert-

volle Arbeitszeit und damit letztlich Geld

spart. bw

M I T W O R K S T A T I O N S S C H N E L L E R U N D E F F I Z I E N T E R A R B E I T E N

Volle Kraft vorausMultitasking ist zu einem gängigen Begriff geworden, wenn es um die

heutigen Smartphones und mobilen Betriebssysteme geht. Dabei spielt

diese Funktion auch im Geschäftsumfeld in Verbindung mit Computer

Aided Design und 3D-Programmierung eine bedeutende Rolle.

Bild

er:

HP

8 / 2 0 1 1

60 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil

Gegenwärtig müssen mobile Work-

stations einige Merkmale aufweisen,

um als eine Workstation überhaupt

in Betracht gezogen zu werden. Eine Pro-

fi -Grafi kkarte ist ebenso obligatorisch wie

ein Spitzenprozessor, ein schneller, redun-

danter Massenspeicher mit großer Spei-

cherkapazität und ein großer Hauptspei-

cher.

Eine GPU, auch Grafi kprozessor ge-

nannt, ist eine Komponente, die den Pro-

zessor bei den komplexen Berechnungen

für auszugebende Bilder unterstützt.

Aufgrund der Fülle verschiedener Grafi k-

anwendungen ist es sinnvoll, dass Grafi k-

karten für unterschiedliche Anwendun-

gen optimiert werden. Die beiden zurzeit

größten Grafi kkartenhersteller, NVIDIA

und AMD, haben daher sowohl Grafi kkar-

ten für Endverbraucher und Liebhaber als

auch solche für Profi s entwickelt.

In Bezug auf Firmware unterscheiden

sich Grafi kkarten für Endverbraucher und

Profi s wesentlich. NVIDIA und AMD inves-

tieren reichlich Zeit, um auf Profi -Anwen-

dungen optimierte Lösungen zu entwi-

ckeln. Da diese Grafi kprozessoren für viele

der führenden CAD/CAM-Anwendungen

zertifi ziert werden, profi tiert der Benut-

zer durch kürzere Ausfallzeiten und ein

vermindertes Bug- und Absturzrisiko. Op-

tional, dennoch wichtig, ist ein stabiler

Prozessor der Profi -Klasse. Ein weiteres

Schlüsselmerkmal mobiler Workstations

für Profi s ist ein großer Hauptspeicher.

Der EUROCOM Panther 3.0 unterstützt

24 GByte DDR3-1600-Speicher. Einigen

Anwendern ermöglicht dies, zwölf und

mehr virtuelle Umgebungen auf einer

einzigen Hardware auszuführen. Damit

wird die Effi zienz gesteigert, die Benut-

zung vereinfacht und keine weitere Hard-

ware benötigt.

Neben GPU, Prozessor und Hauptspei-

cher muss eine mobile Workstation auch

mit einer großen Kapazität an qualitativ

hochwertigem Massenspeicher ausge-

stattet sein. Heute werden zwei Haupt-

typen an Massenspeicher auf dem Markt

angeboten: Solid State Drives (SSDs) und

herkömmliche Festplatten (HDD) mit ro-

tierenden Bauteilen. Solid-State-Lauf-

werke nutzen Flash-Speicher auf NAND-

Basis als Speichermedium. Diese können

Daten ohne Stromversorgung speichern.

Ein Controller fungiert dabei als Brücke

zwischen NAND-Speicher und Computer.

Festplatten nutzen rotierende Scheiben,

um Daten zu speichern. Die Daten werden

magnetisch von Köpfen, die oberhalb der

Platte schweben, von dieser gelesen be-

ziehungsweise auf diese geschrieben.

Der EUROCOM Panther 3.0 ist ein voll

aufrüstbarer Computer vom Prozessor

über Grafi kkarte, Massenspeicher, LCD-

Bildschirm, WiFi-Karten und Speicher bis

zum Betriebssystem. Weil er voll aufrüst-

bar und anpassbar ist, können sich Kun-

den das System zusammenstellen, das

ihren Bedürfnissen entspricht, ohne für

Komponenten zahlen zu müssen, die

sie nicht benötigen. Unterstützt werden

auch Desktop-Prozessoren der Intel-Core-

i7-Extreme-Edition und der Intel-Xeon-

X5600-Serie. Zudem unterstützt das Sys-

tem zwei Grafi kkarten der Profi - und der

Endverbraucher-Klasse, zum Beispiel NVI-

DIA Quadro 5010M, NVIDIA Geforce 580M

und AMD Radeon HD 6990M.

Viele Unternehmen unterschiedlichster

Branchen setzen mobile Workstations von

EUROCOM ein, beispielsweise profi tieren

die Techniker eines innovativen Endver-

braucher-Elektronikherstellers bei den Ge-

staltungs- und Entwicklungsprozessen

von der Kapazität und der Mobilität der

mobilen Workstations. Das fertige Design

wird Kunden und Endnutzern direkt in den

3D-Modellierungsprogrammen und der

CAD-Software gezeigt, sodass es von ver-

schiedenen Seiten und Blickwinkeln be-

trachtet werden kann. Auch das Design-

Team eines Kraftwerks, bestehend aus

verschiedenen Fachleuten wie Elektrikern,

Mechanikern, Architekten, Grafi kde-

signern, Projektmanagern, Bauunterneh-

mern, Ziviltechnikern, Umwelttechnikern

usw. wurden mit einer mobilen Worksta-

tion ausgestattet, die ihre individuellen

Anforderungen erfüllte. Während der Kon-

struktionsphase ersetzten die mobilen

Workstations die Papierzeichnungen, die

üblicherweise bei herkömmlichen Kon-

struktionsprozessen zum Einsatz kommen.

Die Kopien wurden nicht mehr ausge-

druckt, sondern direkt am 18,4-Zoll-Full-

HD-Bildschirm der mobilen EUROCOM-

Workstation mit einer Aufl ösung von 1.920

x 1.080 angezeigt. Nach Beendigung der

Bauphase wurde die Kontroll-Software der

mobilen Workstations zur Überwachung

der Leistung des Kraftwerks eingesetzt.

Dabei erwies sich die Portabilität wiede-

rum als vorteilhaft. bw

A N F O R D E R U N G E N M O B I L E R W O R K S T A T I O N S , U M Z U R P R O F I - K L A S S E Z U Z Ä H L E N

Workstation ist nicht gleich WorkstationEine mobile Workstation ist ein mobiles Rechenkraftwerk, das in seiner

Leis tungsfähigkeit mit stationären Desktop-Systemen konkurrieren, ja

diese sogar übertreffen kann und gleichzeitig die Vorteile der Mobilität

und einen kleinen Formfaktor mit sich bringt.

EUROCOM Panther 3.0.

Bilder: Eurocom

Moderation: Gerd Marx, Leiter Energie effizienz und erneuerbare Energien, Klimaschutz, EnergieAgentur.NRW

Ihre Referenten(Innen) und Diskussionspartner(Innen):Holger Gassner, Leiter Märkte und Politik, RWE Innogy GmbH • Matthias Wil-lenbacher, Mitglied des Vorstandes, juwi Wind GmbH • Jens Ullrich, Geschäfts-führer, Rheinenergie Windkraft GmbH • Dr. Gernot Blanke, Vorstand, wpd AG • Egbert Terholsen, Regionalleiter Westdeutschland, ENERCON GmbH • Nils Brodersen, Account Manager, MeteoGroup Deutschland GmbH • Dr. Walter Döring, stv. Vorstandsvorsitzender, Windreich AG • Andreas Eichler, Director Sales Germany, Vestas Deutschland GmbH • Dr. Wolfgang von Geldern, Vorstand, Wirtschaftsverband Windkraftwerke e.V. • Dr. Reinhard Nierer, Rechtsanwalt, Luther Nierer Rechtsanwälte Partnerschaft • Klaus Horstick, Geschäftsführer, Trianel Windkraftwerk Borkum GmbH & Co. KG

Weitere Informationen unter +49 (0)2421 12177-21 oder wolfsberger@mcc-seminare.deThe Communication Company · Scharnhorststraße 67a · 52351 Düren www.mcc-seminare.de

k Politische, rechtliche und technische Rahmen-bedingungen in NRW – Was bringt der neue Wind energie-Erlass?

k Moderne Windenergietechnik – Marktentwicklung und Akzeptanzförderung

k Möglichkeiten zur Ausgestaltung eines Windpark-Portfolios für Stadtwerke und institutionelle Investoren

k Risikomanagement bei Offshore Windparks – Erste Erfahrungen

k Dezentrale Speichersysteme und Anwendungs-modelle für Stadtwerke und Regionalversorger

k Innovative Kommunikationsstrategien mit dem/der „mündigen“ Bürger/in

28. und 29. November 2011 Köln

MCC-FACHFORUM

„Mit frischem Wind“ ins regenerative Zeitalter?

Beide Tage separat buchbar!

Unter der Schirmherrschaft von:

KEYNOTE SPEAKER:Johannes RemmelMinister für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- u. Verbraucherschutz des Landes Nord rhein-Westfalen

Moderation: Dr. Martin Kleimaier, Leiter der Task Force „Energiespeicher“ d. VDE (ETG), VDE e.V.

Ihre Referenten(Innen) und Diskussionspartner(Innen):Dr. Johannes Lambertz, Vorstandsvorsitzender, RWE Power AG

• Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter Forschung & Innovation, EnBW Energie Baden-Württemberg AG • Thomas Schulz, Mitglied des Vorstands, Entelios AG • Dr. Oliver Weinmann, Geschäftsführer, Vattenfall Europe Innovation GmbH • Annegret-Cl. Agricola, Bereichsleiterin Energiesysteme und En-ergiedienstleistungen, Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) • Dr. Ulrich Ehmes, CEO, Leclanche SA • Prof. Dr. Oliver Mayer, Principal Scientist, General Electric Global Research • Stephan Rieke, Leiter Vertrieb, Solar Fuel GmbH • Robert Werner, Vorstand, Greenpeace Energy eG • Holger Schuh, Geschäftsführer, Saft Batterien GmbH • Werner Diwald, Vorstand, ENERTRAG AG • Martha Schreiber, Geschäftsführung, Cellstrom GmbH • Dr. Bert Droste-Franke, Projektkoordinator, Europäische Akademie GmbH • Dr. Hans-Peter Buchkremer, Direktor Instituts für Energie- und Kli-maforschung (IEK-1), Forschungszentrum Jülich • Dr. Johannes Huynen, President, Sogecom Energy Holding BV • Dr. Klaus Peter Röttgen, Head of E.ON Innovation Center Energy Storage

Weitere Informationen unter +49 (0)2421 12177-21 oder wolfsberger@mcc-seminare.deThe Communication Company · Scharnhorststraße 67a · 52351 Düren www.mcc-seminare.de

k Erfolgreiche Geschäftsmodelle mit stationären und mobilen Batteriespeichern

k Speicherbedarf im Energie-System der Zukunft – Welche Technologie setzt sich durch?

• Druckluftspeicher • Wasserstoff • REDOX-Flow-Batterien • Bleiakku-mulator • Natrium-Schwefel-Batterie • Litium-Ionen-Akkumulatoren • Pump speicherkraftwerke • Super-Kondensator

k Speicher für Wind und Sonne: Wie weit reichen Europas Wasserspeicherkapazitäten?

k Regulierungsbedarf und Auswirkungen auf Strom handel und -preise

k Effektive Integration Erneuerbarer Energien durch Speicher, Netzausbau und Smart Technologies

k Stadtwerke und Regionalversorger: Dezentrale Speichersysteme und Anwendungs-modelle auf dem Prüfstand

17. und 18. November 2011 in Köln

MCC-FACHFORUM

- ACHILLESFERSE DES ENERGIEWANDELS? -

8 / 2 0 1 1

62 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil

Auch 2011 gilt für alle recheninten-

siven Anwendungen ein simp-

ler Grundsatz: Mehr ist mehr. Das

Problem ist dabei weniger die pure Re-

chenpower, sondern das Zusammen-

spiel aller Komponenten innerhalb des

Systems. Aufgrund individueller Ent-

wicklungsprogramme und Arbeitsum-

gebungen müssen herkömmliche Work-

stations teilweise aufwendig angepasst

werden – das kostet Zeit und erfordert

dezidiertes Fachwissen. Ungenügende

Betriebssysteminstallationen und inef-

fi ziente Kombinationen von Bauteilen

sorgen dafür, dass komplexe Projekt-

anforderungen im Bereich Entwicklung

und Simulation nicht vollständig erfüllt

werden können.

Ein nicht zu unterschätzender Nach-

teil bei Standard-Systemen ist beispiels-

weise die eingeschränkte Erweiterbar-

keit sowie die Nutzung von einfachen

Mainboards mit nicht optimaler Steu-

erung des Datenfl usses. Dieser resul-

tiert aufgrund der oftmals auftretenden

Bandbreitenteilung zwischen einzelnen

Komponenten in einer limitierten Ar-

beitsgeschwindigkeit. Werden beispiels-

weise PCIe-Steckplätze nicht korrekt

bestückt und Datenzugriff sprioritäten

defi niert, arbeitet das PC-System nicht

optimal. Ungenügende BIOS-Einstellun-

gen lassen den PC ineffi zient laufen, was

zu hohen Lärmpegeln, verminderter

Verarbeitungsleistung und vermeidba-

rem Energieverbrauch führt.

Die erklärte Herausforderung der Spe-

zialisten von XI-MACHINES ist, genau das

zu verhindern. Auf der einen Seite müs-

sen Hochleistungsrechnersysteme op-

timal und unter Volllast über lange Zeit

zuverlässig funktionieren. Auf der ande-

ren Seite sollen Workstations aufgrund

der fortschreitenden Miniaturisierung

mit geringen Geräuschemissionen ohne

teuren und aufwendig gekühlten Gerä-

teraum auskommen.

Diese vermeintlich off ensichtlichen

Gegensätze lassen sich technisch gese-

hen nicht ohne eine hohe Anzahl von

internen Testreihen und Qualitätskon-

trollen überbrücken. Kompromisse ge-

hen im rauen 24/7-Betrieb aufgrund

der minimalen Kühlung sehr schnell auf

die Systemstabilität und Lebenserwar-

tung der verbauten Komponenten. Des-

halb werden bei der Konzeption jeder

XI-MACHINES-Workstation ausschließ-

lich getestete Baugruppen installiert,

die geräuschlos oder mit minimalen

Betriebsgeräuschen arbeiten. Dazu ge-

hören unter anderem die in Kooperati-

on mit dem österreichischen Institut für

Ventilatorentechnik und Wärmeüber-

tragung (ÖIWV) entwickelten tempera-

turgesteuerten High-End-Silent-Lüfter

sowie die hochwertigen Tower-Heat-

pipe-CPU-Kühler, die selbst unter Voll-

last eine leise und kontinuierliche CPU-

Kühlung gewährleisten.

Zum professionellen Workfl ow zählt

neben einer hohen Rechenleistung für

XI-MACHINES auch die Datensicherheit.

Deshalb kommen in fast allen Systemen

RAID-Arrays zum Einsatz. Die für den

Dauereinsatz getesteten RAID-Installati-

onen leisten zum Beispiel im redundan-

ten RAID-5-Modus Datentransfer raten

von bis zu 2 TByte pro Sekunde. SSD-

basierte RAID-Arrays arbeiten sogar noch

schneller und bieten zudem unglaublich

kurze Zugriff szeiten von etwa 0,1 Milli-

sekunden. Neben Multi-GPU und Multi-

CPU-Systemen für den Bereich High Per-

formance Computing sowie individuellen

Speicherlösungen befi nden sich unter

anderem auch speziell angefertigte

Transport-Cases für den rauen Outdoor-

Einsatz im Portfolio des Hamburger Un-

ternehmens. bw

I N D I V I D U E L L E W O R K S T A T I O N S U N D S E R V E R L Ö S U N G E N

In der Ruhe liegt die KraftV O N E R O L E R G Ü N

Was haben Audi, Dräger, Daimler, Cadence Design Systems, BFFT Gesellschaft für Fahrzeugtechnik und die

Deutsche Telekom gemein? Alle Unternehmen setzen Workstations des Hamburger Unternehmens XI-MA-

CHINES ein. DIGITAL ENGINEERING wollte wissen, warum immer mehr Ingenieure das Know-how der nord-

deutschen Spezialisten für individuelle Workstations und Serverlösungen nutzen.

Fast alle XI-MACHINES-Workstations arbeiten

mit RAID-Arrays, um im rauen 24/7-Betrieb

sowohl den benötigten Speicherbedarf als

auch die Datensicherheit zu gewährleisten.

Bild: XI-MACHINES

Dell Precision T3500 Workstation

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€2.113,44

Was ist AMD Eyefinity?

Drei Monitore, doppelt soviel Arbeitsspeicher*, alles auf einer Karte Die neue AMD FirePro V5900 ist jetzt für Dell Precision Workstations bestellbar.

© 2011 Advanced Micro Devices, Inc. Alle Rechte vorbehalten. AMD, das AMD Arrow Logo, FireGL, FirePro und deren verschiedene Kombinationen sind Warenzeichen von Advanced Micro Devices, Inc. Alle anderen Markennamen, Produktnamen oder Warenzeichen gehören ihren jeweiligen Eigentümern. Microsoft, Windows, Windows XP und Windows 7 Professional sind Warenzeichen der Microsoft-Unternehmensgruppe. Intel, Intel Logo, Intel Xeon sind Warenzeichen der Intel Corporation

zu verteilen. Der Einsatz von mehr als zwei Monitoren erfordert zusätzliche Monitore mit nativen DisplayPort™-Anschlüssen und/oder aktiven DisplayPort™-konformen Adaptern, welche die Verbindung zwischen dem nativen Eingang Ihres Monitors

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Rufen Sie an 0844 444 3530 oder gehen

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Dell empfiehlt Windows® 7.

8 / 2 0 1 1

64 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil

Das Toughbook-CF-31-Performance-

Modell von Panasonic verbindet

hohe Grafi kleistung mit überlegener

Robustheit und wurde speziell für Anwen-

der entwickelt, die im Outdoor-Einsatz auf

erweiterte grafi sche Funktionen oder Kar-

tierungsapplikationen angewiesen sind.

Das Modell bietet mit dem Intel-Core-i5-

2540M-vPro-Prozessor der zweiten Ge-

neration und AMD-Radeon-HD-6750M-

Grafi k variable Einstellungsoptionen:

damit ist es möglich, zwischen erweiter-

ter und integrierter Intel-HD-3000-Grafi k

zu wechseln und so bei Bedarf Strom zu

sparen. Das Standard-Modell nutzt einen

Intel-Core-i5-2520M-vPro-Prozessor mit

Intel-HD-3000-Grafi k.

Mit im Programm ist auch das neue

Toughbook Dashboard, das entwickelt

wurde, um jedes Toughbook einfach und

komfortabel den bevorzugten Einstellun-

gen des jeweiligen Kunden anzupassen,

und stellt eine nutzerfreundliches Quick-

Launch-Bedienoberfl äche zur Verfügung.

Das Toughbook Dashboard erlaubt da-

rüber hinaus auch das einfache Manage-

ment des Geräts inklusive hilfreicher Tools,

etwa die Panasonic-Power-Management-

Utilities-Technologie sowie den Panasonic

PC Viewer.

Für Militär-Zwecke ist das CF-31 mit ei-

nem Tarn-Modus für den Einsatz in mis-

sionsentscheidenden Umgebungen

ausgestattet. Mit diesem Feature kann

das Toughbook in einen Silence Mode

wechseln, in dem der Lüfter, die Hinter-

grundbeleuchtung, die Status-LEDs, die

Lautsprecher sowie die Kommunikations-

verbindungen (3G, W-LAN, Bluetooth) ab-

geschaltet werden.

Um sicherzustellen, dass Mitarbeiter un-

terwegs jederzeit in Verbindung bleiben,

kann das Toughbook CF-31 mk2 optional

mit einem integrierten Ericsson-F5521gw-

HSPA+ (DL: 21 Mbps) Wireless-Modul

samt Verbindungsmanager und optiona-

lem „Wak- On-Wireless“-Modus ausgerüs-

tet werden. Um sicherzustellen, dass Feld-

techniker und Ingenieure mit ihrem Gerät

selbst bei fehlender Stromversorgung so

lange arbeiten können, wie sie es selbst

tun, hat das CF-31-Standard-Modell eine

Akkulaufzeit von bis zu 13,5 Stunden im

Windows-7-Betrieb. Sowohl das Perfor-

mance- als auch das Standard-Modell ver-

fügen zudem über die Panasonic-Power-

Management-Utilities-Technologie, mit

der die Energieeffi zienz aller von der CPU

abhängigen Prozesse je nach Anwendung

oder der Defi nition individueller Nutzer-

profi le optimiert werden kann.

Selbst für die Nutzung im Außendienst

sind Daten und Applikationen im hellen

Sonnenlicht zu sichtbar, was von beson-

derer Wichtigkeit ist. Das CF-31 nutzt Pa-

nasonics Circular-Polarisator-Technologie,

um eine große Klarheit mit einer Display-

Helligkeit von 1,200cd/m2 und sehr gerin-

gen Refl exionen auf dem 13.1-Zoll-XGA-

Touchscreen zu erreichen. Die spezielle

schwimmende Aufhängung schützt das

CF-31 LCD vor Stößen und Vibrationen.

Dank seines vollständigen Magnesium-

gehäuses und Panasonics Anti-Kratzer-

Beschichtung bleibt das CF-31 mk2 das

robusteste Modell der Toughbook-Pa-

lette. Es entspricht den Militärstandards

(MIL-STD) für Stürze und ist geschützt vor

Wasser, Staub, Vibrationen und Tempera-

turen gemäß IP65 und MIL STD 810G. Mit

einem zusätzlichen Stoß- und Vibrations-

schutz und einer Heizung für die Festplat-

te sowie robusten Schutzklappen für die

Schnittstellen bleibt das CF-31 auch unter

widrigen Bedingungen zuverlässig und

einsatzbereit. Für die Wärmeableitung aus

dem Inneren des Geräts ist das CF-31 mit

einem Hybrid-Cooling-System ausgestat-

tet, das passive und aktive Kühlung ver-

bindet. Im passiven Prozess wird Hitze

über Heat Pipes von hitzekritischen Berei-

chen in den Kühlungs-Hub verlagert.

Damit das Gerät ideal an kundenspezifi -

sche Anforderungen angepasst werden

kann, ist das CF-31 mit vielfältigen Schnitt-

stellen beziehungsweise Konfi gurations-

möglichkeiten ausgestattet: in der Grund-

ausstattung gehören neben Bluetooth

und WLAN vier USB-Anschlüsse, ein HD-

MI-Port sowie eine serielle Schnittstelle

dazu. Optional erhältlich sind SmartCard

Reader, Fingerabdruck-Scanner, GPS so-

wie eine Webcam. Auf Projektbasis er-

möglicht Panasonic seinen Kunden, bei

der Bestellung einen zusätzlich eingebau-

ten Konfi gurationsschacht mit einem

zweiten LAN-Port, Firewire oder Modem

zu belegen. bw

H O H E R E C H E N L E I S T U N G U N D V E R B E S S E R T E M A N A G E M E N T - F U N K T I O N E N

Mehr Leistung und größere FlexibilitätFür die Anwendung in besonders rauer Umgebung oder unter klima-

tisch widrigen Bedingungen wurden die so genannten Ruggedized-

Notebooks konzipiert, die so robust ausgeführt sind, dass sie sich für

Freiluft- und Freilandeinsatz eignen. Panasonic bietet mit dem Tough-

book CF-31 mk2 das Flaggschiff der „Full-Ruggedized“-Schutzklasse,

das mit dem Modell-Update eine gestiegene Leistung und höhere Fle-

xibilität verbuchen kann.

Toughbook CF-31 Performance.

Bilder: Panasonic

8 / 2 0 1 1

65Hardware & Peripherie3D-Laserscanner

gesteuerten Spiegels abgelenkt und

über das Scanobjekt bewegt. Die am Ob-

jekt refl ektierte Laserline wird dann über

vorgeschaltete Wechselobjektive, die

auch die unterschiedlichen Messfelder

festlegen, erfasst und zum Sensor gelei-

tet. Weiterhin ermöglichen es spezielle

Datenverarbeitungsalgorithmen in der

dazugehörigen Ansteuerungssoftware,

auch glänzende oder schwarze Teile

ohne das Aufbringen eines Mattierungs-

sprays zu erfassen.

Der digitale Datenerstellungsprozess

läuft in verschiedenen Schritten ab. Nach-

dem das System kalibriert wurde, was bei

einem Laserscanner sehr einfach und in

nur wenigen Minuten über das Einmes-

sen eines Referenzcharts in verschiede-

nen Positionen geschieht, kann sofort mit

der Messung begonnen werden. Falls das

Einscannen des Objekts nicht manuell,

sondern automatisch erfolgen soll, lässt

sich auch ein Drehtisch über die Software

ansteuern. Dieser ermöglicht es, durch ein

vorheriges Festlegen der Drehtischachse

und der vorgebenden Winkeldrehschrit-

te die Scans automatisch auszurichten,

ohne dass manuell Referenzpunkte bei

der Überlappung der Scans gesucht wer-

der umgekehrte Weg vom

Scan zum CAD-Modell

über eine Flächenrückfüh-

rung oder im Rapid-Proto-

typing-Verfahren ist eine

der vielen Anwendun-

gen für dreidimensionale

Messsysteme. Hier kann

zum Beispiels durch das

Einscannen eines handge-

fertigten Modells, gefolgt

von einer softwaregestütz-

ten Flächenrückführung,

basierend auf der einge-

scannten Oberfl äche des

Objekts, ein parametrischer CAD-Daten-

satz erstellt werden. Dieser ermöglicht es

etwa, sofort mit der Vorbereitung zur Se-

rienfertigung des Teils zu beginnen, um

die Zeit bis zum Produktionsstart zu ver-

kürzen. Auch das Überprüfen von einge-

scannten Objekten mit Hilfe der erstell-

ten CAD-Daten an virtuellen Prüfständen,

zum Beispiel auf das von der Geometrie

abhängige Belastungsverhalten von Tei-

len, stellt hier eine weitere wichtige An-

wendung von 3D-Scans dar.

Ein Laserscanner arbeitet

in den meisten Fällen mit

dem Triangulationsverfah-

ren und einem Laser der

Klasse 2. In wenigen Se-

kunden wird ein Messob-

jekt etwa per Laserline ab-

getastet, das refl ektierende

Licht triff t hierbei auf einen

CMOS-Sensor, der die Signa-

le in hochaufl ösende 3D-Ko-

ordinaten umwandelt. Der

Laserstrahl wird dabei, um

möglichst wenige mechani-

sche Komponenten im Ein-

satz zu haben, mit Hilfe ei-

nes durch ein Piezoelement

Optische Messgeräte sind heute aus

vielen Bereichen der Industrie nicht

mehr wegzudenken. Die dreidi-

mensionale Erfassung von Bauteilen fi n-

det vor allem in der Qualitätssicherung,

dem Rapid Prototyping und auch in Be-

reichen des Reverse Engineering Anwen-

dung. Hier ermöglichen die optischen

Messverfahren eine enorme Zeiterspar-

nis oder Aufwandsminderung. Einer der

Vorteile liegt darin, komplexe Formen in-

nerhalb kürzester Zeit einscannen und

die Oberfl äche der Objekte mit mehre-

ren Millionen Messpunkten präzise dar-

stellen zu können. Dies steht im Gegen-

satz zu taktilen Messverfahren, wo jeder

Messpunkt einzeln angefahren werden

muss und somit nur eine geringere An-

zahl von Messpunkten möglich ist. Vor al-

lem bei Freiformfl ächen erhält man hier

durch das Hinzuladen der CAD-Daten als

Referenz sehr schnell einen detaillierten

Überblick über die Maßhaltigkeit der ge-

samten Fläche, und zusätzlich kann auch

jeder einzelne Punkt des Scans zur ei-

ner nachträglichen genaueren Überprü-

fung herangezogen werden. Aber auch

F U N K T I O N S W E I S E D R E I D I M E N S I O N A L E R M E S S S Y S T E M E

Vom Laser erfasstDreidimensionale Messtechnik ist heute nicht mehr aus den Produktentwicklungs- und

Fertigungsprozessen wegzudenken. Der Beitrag erläutert Vorteile und Funktionsweise

dieser Messsysteme anhand des Laserscan-Verfahrens.

Mobiler

Scan-Auf-

bau eines

Range7 auf

großem

Messstativ.

Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Konica-Minolta-

Range7-Laserscanners.

8 / 2 0 1 1

66 Hardware & Peripherie

Konica Minolta

Range7 mit

Wechsel-

objektiven.

3D-Laserscanner

den müssen. D a n e -

ben gibt es auch die Option,

die Scans automatisch mit Hilfe von

auf dem Objekt aufgebrachten Refe-

renzmarkern auszurichten, um auch

Teile, die nicht für die Verwendung

auf einem Drehtisch geeignet sind,

automatisch einscannen zu können.

Nach dem Einscannen und dem

Ausrichten der Teilscans anhand

der Geometrie oder der Referenz-

marken werden die Teile zu einem

3D-Datensatz verschmolzen – das

so genannte „Mergen“ der Scans zu

einem Gesamtdatensatz. Jetzt kann

der fertige Datensatz, der zunächst

als Punktewolke vorliegt, abhängig

vom Einsatzzweck der Daten ent-

weder direkt zur Vermessung gegen

CAD-Daten eingesetzt oder mit Hil-

fe spezieller Software und einer Flä-

chenrückführung in einen parame-

trisierten CAD-Datensatz überführt

werden.

Der Messbereich eines Laserscan-

ners kann zwischen wenigen Milli-

metern bis zu mehreren Metern lie-

gen, oder sogar bei mehreren Kilo-

metern im Falle von terrestrischen

Laserscannern. Ein Vorteil eines La-

serscanners besteht hierbei – im Ge-

gensatz zum Streifenlichtprojekti-

onsverfahren – darin, dass durch die

höhere Lichtemission eines Lasers

unabhängig vom Umgebungslicht

gearbeitet werden kann. Aufgrund

dessen fi nden lasergestützte Syste-

me auch oft im Freien in Bereichen

der Architektur und Geodäsie An-

wendung, wo sich schwankende

Lichtverhältnisse oft störend auswir-

ken können. Darüber hinaus hat

auch die beim Laserscanner einge-

setzte Laserdiode mit 50.000 Be-

triebsstunden und mehr eine deut-

lich höhere Lebensdauer als die bei

den Streifenlichtprojektoren genutz-

ten Lampen, die nach einem gewis-

sen Zeitraum ersetzt werden müssen

und so Folgekosten verursachen.

Auch in puncto Datenqualität stehen

heutige High-End-Laserscanner wie

beispielsweise der Konica Minolta

Range7 den Streifenlichtsystemen in

nichts mehr nach. Vor allem durch

die variable Anpassung der Laserin-

tensität an die verschiedenen Ober-

fl ächen- oder Farbeigenschaften der

zu erfassenden Objekte wird das Ein-

scannen fast jedes Materials möglich.

Durch die einfachere Handhabung

der Konica-Minolta-Systeme und de-

ren höhere Mobilität bietet sich hier

zusätzlich eine größere Bandbreite

für den Einsatz eines Laserscanners.

Aus diesem Grund sind die Geräte

heute in klimatisierten Messräumen

genauso zu fi nden wie auch inline im

Fertigungsprozess, integriert in den

Werkshallen, oder auch batteriege-

stützt in dunklen, staubigen ägypti-

schen Gräbern, um dort hochpräzise

Messungen vorzunehmen und Da-

ten zu erfassen. bw

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14. Jahrgang

Erscheinungsweise: achtmal jährlich

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tigung wird vorausgesetzt. Gleichzeitig versichert der Verfasser, dass die

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ISSN 1618-002X, VKZ B 47697

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Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG:

Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTURING,

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Magazin

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DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog,

Partnerlösungen für HP Systeme

Auswertung und Gra-

fi k der Messdaten.

Bilder: Konica Minolta

67 Vorschau

8 / 2 0 1 1

Im nächsten Heft (erscheint am 28. November 2011)

SPECIAL

Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Rapid Prototyping ist ein vergleichswei-

se junger Markt. Die Anbieter zeigen im-

mer wieder Innovationen, um die Lö-

sungen praxistauglicher zu machen:

Fusion-Konzepte bei den Maschinen,

neue Materialien mit umfassenderen

Leistungsdaten und Anwendungsgebie-

ten, reproduzierbare Parameter für den

Bauprozess, verkürztes und vereinfach-

tes Pre- und Postprocessing der Bautei-

le, egal, ob für Prototypen-Studien oder

kommerzielle Kleinserien.

Der neue Stratasys-3D-Drucker

Fortus 250mc soll kostengünstig

und trotzdem fl exibel sein.

Bild: StratasysBRANCHE

Werkzeug- und Formenbau

Die Maschinen- & Formenbau Leinetal MFL GmbH konzipiert

hochwertige Produkte für namhafte Hersteller. Einer dieser

Kunden ist ein Spezialist für Industrie- und Bauhelme. Der Tra-

gekomfort sollte weiter verbessert werden, das Bauteil leichter

und möglichst automatisiert gefertigt werden können inklu-

sive der nachgelagerten Montagetätigkeiten, so dass sich die

Stückkosten verringern. Unterstützt wurde MFL bei diesen Pro-

duktverbesserungen durch VISI, eine CAD/CAM-Lösung für den

Werkzeug- und Formenbau.

AKTUELL

EuroMold

Die Halle 11 bildet als „House of Creation“ ein Highlight der

EuroMold. Die Themenbereiche „design+engineering“, „Werk-

stoff e“, „Simulation + VR“ sowie „Rapid Prototyping und Manu-

facturing“ sind hier vereint. Zudem ist die EuroMold bei den Ad-

ditiven Verfahren (Rapid-Technologien) der größte Marktplatz

in Europa, wieder mit der Sonderschau „e-Production für jeder-

mann“.

EuroMold vom 29. 11. bis 2. 12. in Frankfurt/Main. Bild: DEMAT

Praxisberichte

Innovative Baugruppen und KomponentenWelche innovativen und kostensparenden

Technologielösungen neu im Markt sind – das

lesen Sie in Anwender- und Praxisberichten

aus der Antriebstechnik, Automatisierung,

Fluid- und Elektrotechnik im nächsten Heft.

Das Spritzgießwerk-

zeug „Helm“ (links) wird

bereits in der Serien-

produktion erfolgreich

eingesetzt. Durchgängi-

ge VISI-Lösung im CAM-

Bereich: Schieberme-

chanik und Helmschale

(rechts). Bilder: MFL

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