Was kommt zuerst Tool oder Methode? · Was kommt zuerst Tool oder Methode? Ergebnisse und Erfahrungsbericht Kapp Werkzeugmaschinen GmbH •

Was kommt zuerst Tool oder Methode?

Ergebnisse und Erfahrungsbericht

Kapp Werkzeugmaschinen GmbH

• Wälzschleifen von 8 bis 1.250 mm Werkstückdurchmesser

• Profilschleifen von 8 bis 8.000 mm Werkstückdurchmesser

Bandbreite der Bearbeitungsmöglichkeiten

Wälzschleifmaschine KAPP KX 100 DYNAMIC / Referenzen: ZF, VW, Skoda Profilschleifmaschine NILES ZP 80 / Referenz: Changzhou Tianshan

Fahrzeugtechnik 1%

Europa

14%

40%

46%

Antriebstechnik

56%

7%

Bahntechnik

Werkzeugmaschinen

Bau-/Bergbaumaschinen

Kompressoren und Pumpen

Luft- und Raumfahrt

Lohnfertiger

17%

8%

3%

7%

1%

nach Bereichen

Asien

Amerika

nach Regionen

Umsatzverteilung 2013/2014

Notwendigkeit zum Handeln

• Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus agieren in einer globalen Welt

• Steigende Unberechenbarkeit des Marktes

• Es braucht Flexibilität und Agilität in Entwicklungsprozessen

Industrie 4.0 bedeutet nicht nur

intelligente Sensoren

Industrie 4.0 bedeutet auch eine notwendige

Revolution in den Entwicklungsprozessen

Quelle: ITQ

Ist die Antwort: Industrie 4.0 ???

MEPROMA unterstützt dieses Handeln

MEPROMA zeigt:

• Elemente eines gesunden Entwicklungsprozesses

• Mechatronisches Referenzmodell

• Methoden und Best Practices im mechatronischen Engineering

Quelle: MEPROMA-Leitfaden

Prozesse zum mechatronischen Engineering

Analyse Mechatronischer Produktbaukasten

Organisation und Methoden Tools

PufferPufferPufferPufferPufferPuffer


Schritt 1 – Analyse

• Firmen haben unterschiedliche Reifegrade im mechatronischen Engineering

• Ermittlung des jeweiligen Reifegrades auf Basis der Methodiken aus BESTVOR: • Selbstbewertung per Leitfragen in mehreren Prozeßgebieten (Interviews Mitarbeiter / -gruppen)

• Einordnung in Reifegrade

(z.B. Umfang Informationsaustausch zwischen Disziplinen, Grad der Toolunterstützung, …)

• Benchmark und Definition der eigenen Ziele

• Festlegung konkreter Handlungsmaßnahmen

• Darauf aufbauend MEPROMA-Referenzmodell: • Inhaltliche Einordnung in Prozessgebiete (Anforderungsmanagement, Systementwurf, Systemrealisierung, …)

• Zeitliche Zuordnung der Aktionen und Aktivitäten zu den einzelnen Phasen des Quality Gate - Konzeptes

Schritt 2 – Mechatronischer Produktbaukasten

• Funktionale Strukturierung des Produktes vom Vertrieb bis zur Montage

• Definieren der Schnittstellen zwischen den mechatronischen Einheiten

• Stücklisten mit mehreren Sichten (bspw. funktional, ortsbezogen)

• Funktionale Struktur auch in den Entwicklungswerkzeugen (M-CAD, E-CAD, SPS, …)

• Erfahrung: • Umstellung der Denkweisen benötigt Zeit

• Pilotierung anhand Pilotprojekt

• Gründliche Auswertung und Revision

• Anschließend in die Breite streuen

Schritt 2 – Mechatronischer Baukasten

für Auftragsabwicklung und Neukonstruktion

Template Grundmaschine

Vorschubachse

Zustellachse

Shiftachse

...

WS-Achse

WZ-Achse

Bedienertür

Hydr.aggregat

Schmierung

Pneumatik

Ausstattung

Abrichter

Reitstock

Messen

KSS-Düse

linear

Template Automation (Portal, Band)

Horizontalachse

Vertikalachse

Greifer

...

Band

Stopper-1

Stopper-2

Wendemodul SPC/NIO Schublade

Anbindung an M-CAD, E-CAD, Fluid, Virtuelle IBN

Komplexes

Template

Einfaches

Template

kein

Template

manuelle

Anbindung

konfigurierte

Anbindung

Schritt 3 – Organisation und Methoden

• Entwicklungsprozess, z.B. nach Quality Gate

• Projektteam bestehend aus allen notwendigen Disziplinen

• Bereits in frühen Phasen (Anforderungen, Konzept) disziplinübergreifend arbeiten

• Disziplinübergreifende und flache Organisationsstrukturen = bessere Zusammenarbeit

• Erfahrung: • Frühzeitig alle Mitarbeiter mit einbeziehen, zumindest zu regelmäßiger Abstimmung

• Prozesse müssen von Mitarbeitern gelebt werden -- Mitarbeiter sind die Spezialisten

• Gemeinsam die firmenspezifisch anzuwendende Ausprägung der theoretischen Methoden finden



Schritt 3 – Organisation und Methoden Scrum / CCPM

Scrum



P3P3P2P2

P1P1

P2P2

P3P3

P1P1

Critical Chain-Projektmanagement

(CCPM)

Quelle:

Wolfram Müller, Alexander Kriegisch – Scrum und CCPM+ –

© Speed4Projects.Net und Scrum-Master.de



• Agile Methoden nicht nur im Softwarebereich

• Anpassung der Methoden auf die praktischen Anforderungen

(bspw. Kombination CCPM / Scrum)

Schritt 3 – Organisation und Methoden Scrum / CCPM

Quelle:

Wolfram Müller, Alexander Kriegisch – Scrum und CCPM+ –

© Speed4Projects.Net und Scrum-Master.de





P3P3P2P2

P1P1

P2P2

P3P3

P1P1

Critical Chain-Projektmanagement

(CCPM)

Scrum Agile / Scrum / Ultimate & Reliable Scrum

anwenden bei: • Viel kleine Aufgaben

• Relativ gleichartig

• Möglichst unabhängig

• „Continuous flow“

CCPM anwenden bei: • Unterschiedlichen Aufgaben

• Hohe Streuungen

• Harte Abhängigkeiten

• Termin

• Externe Partner

Praktische Umsetzung im mechatronischen Umfeld:

• Grundkenntnisse agiler Methoden vermitteln

• Start mit Pilotprojekt zur weiteren Schulung und “Feintuning” der Methode in Praxis

Schritt 4 – Werkzeug-Landschaft

Konstruktion

Mechanik

Konstruktion

Elektro

SPS-/NC-

Program-

mierung

Regelungs-

technik

HMI-Software

/ Test

M-CAD E-CAD E-CAD Reg.-Tool

• Einzeltools verfügbar

• Weitergabe der Daten und Informationen in diversen Text-/ Tabellendokumenten oder

mündlich (Entwicklungsheft, Funktionsbeschreibung, Sensor-/ Aktorliste, …)

NC-/SPS-Tool Hochsprachen

Konstruktion

Fluid

Schritt 4 – Werkzeug-Landschaft - Verbesserungen

• Schnittstellen zwischen den einzelnen Tools

• Unterstützung bei Erstellung und Speicherung der mechatronischen Einheiten

• Erfassen aller Daten und Informationen des Entwicklungsprozesses • Anforderungen, Testfälle, Konzeptstudien, …

• Phasen aus dem Quality Gate bilden sich in Entwicklung und Toolkette ab

• Workflow (RFLP) • Step 1(R): define Requirements (Kundensicht)

• Step 2(F): decompose Functions (Lösungsansatz, Lieferant)

• Step 3(L): attach Logic (BMK, Logik, Ablauf)

• Step 4(P): describe Physics (lineare und rotatorische Achsen, Gelenke, Federn)

Erfahrungen bei der Einführung des MCD bei KAPP

Innerhalb von MEPROMA wurden Tools verschiedener Hersteller betrachtet.

KAPP testet das Siemens-Tool MCD – Mechatronik Concept Designer

• MCD unterstützt in Verbindung mit NX (M-CAD) frühe Phasen im Entwicklungsprozess

• Erstellen von Konzeptstudien („Klötzchenmodelle“)

• Disziplinübergreifender Ansatz – Softwaretest bereits mit „Klötzchenmodelle“

Anforderungen

Teamcenter

Konstruktion

Mechanik

Konstruktion

Fluid Konstruktion

Elektro

SPS-/NC-

Program-

mierung

Regelungs-

technik

HMI-Software

/ Test

NX EPLAN EPLAN STEP7

Texteditor CMC/Sizer Virtuelle

NC / PLC

Vor-

entwicklung

MCD

Anforderungen

Funktionen

3D-Maschinen-

modell (Entwurf)

Logik (Sensorik /

Aktorik)

Physik Start der Detailentwicklung

erst nach Validierung der

Lösung mit allen beteiligten

Disziplinen

Anforderungen

Konstruktion

Mechanik

Konstruktion

Fluid Konstruktion

Elektro

SPS-/NC-

Program-

mierung

Regelungs-

technik

HMI-Software

/ Test

NX EPLAN EPLAN STEP7

Texteditor CMC/Sizer Virtuelle

NC / PLC

Vor-

entwicklung

MCD

Teamcenter

Detail-

konstruktion

Sensorik /

Aktorik

Fluidpläne

Sensorik /

Aktorik

Stromlauf-

pläne

Sicherheits-

technik

SPS-

Programm

Auslegung

der Antriebe

Maschinen-/

Antriebs-

daten

Modultests

Virtuelle IBN

am 3D-Modell

(SPS, NC-

Programme,

HMI)

Simulation

MCD

Simit

Simba-Box

PLC

ProfiBus

ProfiNet

TCPIP

NCU-720.3 mit Compile-Zyklus PCU-50

OP 15 A

Bedientafel

3D-Modell mit Aktoren

Sensoren, Kinematik

Abbild der Feldbusmodule

Durchschleusen aller

NC und PLC Informationen

Original-PLC Programm

Original-NC Programm

mit simulierten Achsen

TCPIP

Zuordnung Sensoren und Aktoren

zwischen MCD und Simba-Box

PLC-Connect HW-Archiv aus PLC-Projekt

Simulation

1 Requirements

- Zusammenstellen der Anforderungen

2 Function

- 3D-Modell (Gruppierung von Bauteilen)

3 Logik

- Anbringen der Logik (Aktoren, Sensoren, BMK)

4 Physic

- Physik und Sequenzen (Achsen, Gelenke, ..)

Simulation

Die Realität • real.avi

Die virtuelle IBN virtual.wmv

real.avi

virtual.wmv

Prozesse zum mechatronischen Engineering

Analyse

Organisation und Methoden



Mechatronischer Produktbaukasten

Tools

Analyse Mechatronischer Produktbaukasten

Organisation und Methoden Tools




• Tools benötigen eine Basis zum sinnvollen und effektiven Einsatz

• Diese Basis ist die mechatronische Prozesskette


1. Analyse

2. Mechatronischer Produktbaukasten

3. Organisation und Methoden

4. Tool PufferPufferPufferPufferPufferPuffer


Mechatronische Prozesskette

Resümee / Aufforderung

Toolhersteller: Hört zu und versteht die Anforderungen der Nutzer!

Maschinenbauer: Geht den Weg des mechatronischen Engineerings. Jetzt!

MEPROMA Stellt den Leitfaden bereit.

MI5 Zeigt praktisches Beispiel des mechatronischen Engineering.

Bei weiteren Fragen können Sie gern die Mitgestalter von MEPROMA ansprechen

Alfred Tenner / KAPP Werkzeugmaschinen GmbH

Vielen Dank für

Ihre Aufmerksamkeit!

Präzision bewegt

KAPP Gruppe • Callenberger Str. 52 • 96450 Coburg • Deutschland • Telefon: +49 9561 866-0 • Telefax: +49 9561 866-1003 • E-Mail: [email protected] • Internet: www.kapp-niles.com

KAPP Technologie GmbH

Gärtnersleite 2

96450 Coburg

Deutschland

Telefon: +49 9561 866-0

Telefax: +49 9561 866-2003

KAPP Werkzeugmaschinen GmbH

Callenberger Str. 52

96450 Coburg

Deutschland

Telefon: +49 9561 866-0

Telefax: +49 9561 866-1003

KAPP TECHNOLOGIES L.P.

2870 Wilderness Place

Boulder, CO 80301

USA

Telefon: +1 303 447 1130

Telefax: +1 303 447 1131

NILES Werkzeugmaschinen GmbH

Nordring 20

12681 Berlin

Deutschland

Telefon: +49 30 93033-0

Telefax: +49 30 93033-4003

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