E. Tellbüscher, T. Loy, V. Arlt: "Auf dem Weg zur modularen Maschine"

<BODY> <H1>www.aud24.net : E. Tellbüscher, T. Loy, V. Arlt: "Auf dem Weg zur modularen Maschine"</H1> <P> <BR> [<A href="/">www.aud24.net</A>] [<A href="../index.html">back</A>] </P> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=TOP CLASS=detailBereichRedaktion>Bereich > Redaktion > <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD> <TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>08.04.2002</TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailFirma ID=topSpace>Lenze:</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>E. Tellbüscher, T. Loy, V. Arlt: "Auf dem Weg zur modularen Maschine"</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Im Interview: Erhard Tellbüscher, Theo Loy, Volker Arlt, Lenze Gruppe</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailContent> <TABLE WIDTH=1 BORDER=0 ALIGN=left CELLPADDING=0 CELLSPACING=0> <TR> <TD><IMG width=150 border=0 src="http://www.publish-industry.net/publish-industry/company-resources/publish-industry-master_1193106384.jpg"></TD> </TR> <TR> <TD CLASS=detailBildunterschrift></TD> </TR> </TABLE> Die Idee,Maschinen aus autonomen Modulen zusammenzusetzen, scheiterte bisher u.a. am zu hohen Preis und an fehlenden Leistungsreserven der Komponenten sowie hohem Engineering-Aufwand.Ob und welche Hürden zu nehmen sind, bis sich modulare Maschinen realisieren lassen und welchen Beitrag ein Antriebsspezialist leisten kann, diskutieren im Interview mit dem A&D NEWSLETTER Erhard Tellbüscher, Stellvertretender Vorsitzender des Vorstands der Lenze AG,Theo Loy, Leiter des Competence Center Vermarktung und Volker Arlt, Leiter Automation Anwendungstools, der Lenze GmbH & Co KG.<BR><BR>Ist der Trend zur dezentralen Automatisierungstechnik ein Indiz dafür, dass modulare Maschinen mit autonomen Modulen jetzt Realität werden können?<BR><BR>Tellbüscher: Versuche, Maschinenmodule wirklich autonom zu machen, gibt es seit 20 Jahren. Schon damals wurde erkannt, dass Teile der Mechanik dazu durch elektrische Funktionen zu ersetzten sind.Dieser Ansatz konnte sich aber wegen der hohen Kosten und der fehlenden Zuverlässigkeit bzw. erforderlichen Leistungsfähigkeit für die harte Synchronisation nicht durchsetzen.Obwohl heute viele dieser Probleme gelöst sind, gibt es kaum Maschinen, die wirklich als modular bezeichnet werden könnten.<BR><BR>Loy: Bisher bestehen Module in erster Linie aus einer Kombination von Mechanik und Elektrik. Als neues Element kommt dazu, dass jetzt auch die Steuerungssoftware diesen Modulen logisch zuordnet wird.Das ist ein entscheidender Schritt: Damit kommt man zwar noch nicht zu autonomen Maschinenmodulen, aber aus der Kundensicht sind modulare Einheiten realisierbar, die der Kunde nach seinen Anforderungen gestalten kann.<BR><BR>Arlt: Der Trend zur dezentralen Intelligenz bringt uns einen großen Schritt in diese Richtung. Es ist zu beobachten, dass als Folge der Dezentralisierung die Software eine größere Eigenständigkeit und Unabhängigkeit von der Hardware gewinnt. So kann z.B. die gleiche Software sowohl auf einem Antriebsregler als auch auf einer SPS ausgeführt werden.Damit ist der Maschinenbauer flexibler in der Auswahl von Antriebs- und Steuerungskonzepten _ dies erleichtert den Aufbau modularer Systeme.<BR><BR>Tellbüscher: Insbesondere in der Fördertechnik sind schon mehr modulare und zum Teil sogar autonom modulare Konzepte realisiert worden. Insofern gibt es bereits modulare Systeme. Das Modularisieren in autonome Einheiten, die nur noch über Stecker zu einem System zusammengefügt werden müssen, bleibt aber im Maschinenbau noch Vision.<BR><BR>Welche Voraussetzungen müssen geschaffen werden, um die Vision Realität werden zu lassen?<BR><BR>Loy: Sinnvolles Modularisieren heißt auch standardisieren. Standardisieren ist gleichzusetzen mit größeren Stückzahlen, die wieder zu Kosteneinsparungen führen.Die fortschreitende Standardisierung der Antriebsund Automatisierungstechnik bringt uns auf dem Weg zur modularen Maschine ein gutes Stück weiter.<BR><BR>Arlt: Entscheidend zur Reduzierung der Prozesskosten durch modulare Maschinenkonzepte ist neben der Verfügbarkeit der Gerätetechnik ein einfaches und durchgängiges Engineering mit modernen Softwarewerkzeugen. Der Maschinenbauer will durch den Aufbau von modularen Maschinen gerade bei der Inbetriebnahme und Wartung Kostenvorteile nutzen und diese nicht etwa durch einen höheren Engineering-Aufwand wieder verlieren.<BR><BR>Tellbüscher: Damit der Kunde sein Produkt modular aufbauen kann, müssen die von uns gelieferten Komponenten ebenfalls modular und flexibel sein. Modularität und Flexibilität sind daher Kernbegriffe unserer Konzepte. In Stichworten heißt das: Verfolgung des Baukastenprinzips bei der Hardware, eine abgestimmte Performanceabstufung, umfassende Schnittstellenunterstützung aber auch die Erweiterbarkeit und Plug&Play-Funktionalität der Software.<BR><BR>Was kann der Kunde beitragen?<BR><BR>Loy: Als ersten Schritt auf dem Weg zur modularen Maschine muss der Kunde beim Aufbau der Maschine auf eine entsprechende Kombination von Mechanik, Elektronik und Software achten.Dies führt aber nicht zwangsläufig zu autonomen Einheiten, dazu sind weitere Schritte nötig.<BR><BR>Tellbüscher: Der Erfolg und das Machbare im Falle der Modularisierung hängt sehr stark von der Branche und von der Losgröße ab, in der der Kunde Maschinen in Serie baut. Aufgrund der langen Lebenszyklen von Maschinen erfolgt der Einzug der Modularisierung zudem zwangsweise in größeren Zeiträumen. Unsere Kunden müssen sich allerdings häufig sehr schell auf neue Anforderungen einstellen. Es bleibt oft nicht genügend Raum, langfristig eine durchgängige Strategie zu entwickeln und zu verfolgen. Die Entwicklung erfolgt daher eher in kleinen Schritten und wird nicht selten vom Tagesgeschäft verzögert. Das heißt, bis das Ziel einer modularen Anlage erreicht werden kann, ist noch ein langer Weg zurückzulegen. Beispiele aus der Automobilindustrie zeigen,wie ein möglicher Ausweg aus diesem Dilemma aussehen könnte: Wenn sich der Endkunde, der Maschinenbau und wir für eine neue Idee gemeinsam begeistern können, besteht die Chance, etwas grundsätzlich Neues voranzutreiben.<BR><BR>Viele Ihrer Kunden fürchten gerade den Engineering- Aufwand.Wie stellt sich die Situation aus Ihrer Sicht dar?<BR><BR>Arlt: Es ist zweifellos richtig, dass die Vorteile der modularen Maschine nur dann voll zum tragen kommen können,wenn die verwendete Engineering- Methode dies auch unterstützt. Vorgedachte Softwaremodule wie z.B. die Technologiefunktionen und Antriebskonfigurationen tragen zu einer Rationalisierung beim Engineering bei.<BR><BR>Loy: Die etablierten Engineering-Methoden eigenen sich nur bedingt zum Designen von modularisierten Maschinen und Anlagen. Dies liegt zum einen darin begründet, dass die aktuellen Engineering- und Projektierungsverfahren ausgeprägt Geräte- bzw. I/O-orientiert sind. Zudem muss der Ingenieur sehr viele unterschiedliche, nicht miteinander kompatible Werkzeuge einsetzen. Das Engineering wird darüber hinaus durch die Tatsache erschwert, dass sich der Ingenieur in der Regel mit einem heterogenen System auseinandersetzen muss, also die Maschinen oder Anlagen aus Komponenten unterschiedlicher Hersteller bestehen.<BR><BR>Wie kann hier der Lösungsansatz aussehen?<BR><BR>Arlt: Unsere Philosophie ist es, einen durchgängigen Engineering-Ansatz zu verfolgen, der die Maschine und die Antriebslösung _ und nicht die einzelnen Geräte _ aus Sicht des Kunden in den Mittelpunkt stellt und schon vom Ansatz her einen modularen Aufbau der Maschine berücksichtigt. Das heißt, dass der Kunde z.B. in einer zentralen Sicht der Maschine mit ihm vertrauten Begriffen navigieren kann. Ausgehend von dieser zentralen Sicht kann der Ingenieur alle zum Engineering benötigten Werkzeuge aufrufen. Die Integration neuer und bestehender Tools, sowie eine _Single source_-Datenhaltung während des Engineering- Prozesses sind wesentliche Bestandteile. Für das Engineering dezentraler und verteilter Systeme haben wir eine einfache Konfiguration des Aufbaus und der Kommunikation realisiert, der insbesondere auch den Umgang mit dezentralen intelliwergenten Antriebssystemen wesentlich erleichtern wird.<BR><BR>Loy: Eine Beschreibung des Kundenprojekts in der Sprache des Kunden erleichtert die Navigation und den Umgang mit den unterschiedlichen Technologiefunktionen.Dies für sich genommen stellt schon eine gewaltige Verbesserung für den Kunden dar.<BR><BR>Wie sieht dann der Engineering-Prozess konkret aus?<BR><BR>Tellbüscher: Wir gehen davon aus, dass in der Praxis Servound Frequenzumrichter mit Softwarefunktionalität ausgestattet sind, d.h. der Kunde ein System entwirft, in dem Funktionen bezogen auf die Achsen verteilt werden müssen. Die Idee dabei ist, diesen Ablauf nachzuvollziehen und es ausgehend von der Gesamtansicht der Maschine zu ermöglichen, die Antriebe verteilt anzuordnen, auf die Antriebe wiederum die Funktionalitäten beispielsweise unsere Technologiefunktionen zu verteilen und dann erst in den tiefergehenden Engineering-Prozess einzusteigen. Unsere Softwareumgebung sorgt gleichzeitig für die erforderliche Dokumentation.<BR><BR>Wann wird diese Engineering-Umgebung der Öffentlichkeit vorgestellt?<BR><BR>Tellbüscher: Wir präsentieren auf der Hannover Messe eine erste Version, die als Grundlage für Gespräche mit Kunden dienen soll. Die Ergebnisse dieser Diskussionen fließen in die weitere Entwicklung des Tools ein, um den Einstieg für den Kunden in die neue Technologie möglichst einfach zu gestalten.<BR><BR>Auf der Messe werden Sie auch einen neuen Umrichter vorstellen.Wie unterstützt dieser Antrieb die diskutierten neuen Maschinenkonzepte?<BR><BR>Loy: Unsere Antriebslösungen ermöglichen es,mechanisch starre Maschinenkonzepte aufzubrechen und mechanische Funktionen mit Elektronik und Software dezentral abzubilden. Intelligente Antriebe können in Maschinenmodulen eingesetzt werden und kommen ohne zentrale Steuerung aus, da sie über ausreichende Ressourcen verfügen, um auch entsprechende SPS-Funktionen mit übernehmen zu können.Der zur Messe erstmals vorgestellte kompakte Servoumrichter ist als eine Ergänzung zu unserer Servo- Produktreihe zu sehen.Während die intelligenten Servos eher die Arbeitspferde unter den Umrichtern sind, gehört dieses Produkt zu den Sprintern. Er kann unter einer Zentralsteuerung laufen, die eine SPS oder ein intelligenter Antrieb mit SPS-Funktionen sein kann; d. h., es kann ggf. auf eine übergeordnete Steuerung vollständig verzichtet werden. In einem Portalsystem mit vier Achsen, bei dem dynamische und weniger dynamische Achsen benötigt wer den, könnte die Steuerung der weniger dynamischen Achsen ein intelligenter Antrieb übernehmen, der dann die dynamischen Achsen koordinieren könnte, die ihrerseits von den schnellen Umrichtern geregelt werden.<BR><BR>Verringern diese dezentralen Ansätze auch die Prozesskosten des Endanwenders?<BR><BR>Loy: Der Maschinenbauer ist daran interessiert, seine Herstellungskosten so gering wie möglich zu halten, und der Endanwender ist daran interessiert, so ökonomisch wie möglich zu produzieren. Das ist ein Zwiespalt. Wir müssen natürlich Nutzen für beide bieten.Unser Kunde nutzt die Möglichkeiten der Modularisierung, bzw. räumlich dezentralen Strukturen, um überwiegend seine Herstellungskosten zu reduzieren. Die Prozesskosten des Endkunden werden dabei noch kaum berücksichtigt.Der Einsatz und die Wiederverwendung von vorgefertigten und fertig projektierten Maschinenmodulen verringert allerdings die Prozesskosten auf Seiten des Maschinenbauers und des Endanwenders.<BR><BR>Arlt: Sicherlich ist es primär eine Frage der Herstellungskosten, für welche Systemlösung sich ein Kunde entscheidet: Für eine zentrale SPS mit relativ _dummen_ Achsen oder für intelligente Achsen mit einer kleineren SPS oder ohne. Die Prozesskosten lassen sich verringern,wenn ähnliche Anwendungen leicht auf verschiedene Systemlösungen übertragbar sind.Voraussetzung ist allerdings, dass Engineering- Werkzeuge diese Abläufe vernünftig unterstützen.<BR><BR>Tellbüscher: Wesentlichen Einfluss auf die Produktivität bei unserem Kunden und im Endanwender haben die eingesetzten Systeme und Komponenten, die wir zuliefern. Einflussreiche Faktoren sind hier die Leistungsfähigkeit und Intelligenz der Geräte, aber ganz wesentlich auch die Zuverlässigkeit der Produkte. Wir können mit unserem Paket aus qualitativ hochwertigen Produkten und Dienstleistungen wesentlichen zur Steigerung der Produktivität beim Maschinenund Anlagenbauer aber auch beim Endanwender beitragen. Unser Zuverlässigkeitskonzept sorgt dafür, dass wir diesen Beitrag auch in Zukunft leisten können.<BR><BR>Was steckt hinter diesem Zuverlässigkeitskonzept?<BR><BR>Tellbüscher: Aufbauend auf unser QM-System haben wir ein Zuverlässigkeitskonzept entwickelt. Unter der Überschrift _Produktivität und Zuverlässigkeit_ verfolgen wir ein ganzheitliches Konzept,welches dem Anlagenbetreiber Sicherheit bietet: Bereits zu Beginn der Entwicklung starten wir mit theoretischen Betrachtungen zur Ausfallwahrscheinlichkeit der verschiedenen Konfigurationen des Produkts. Ausgehend von dieser errechneten Fehlerrate optimieren wir das Produkt und erhöhen die Zuverlässigkeit. Neben diesen theoretischen Betrachtungen sind weitere Qualitätssicherungsprozesse Bestandteil des Zuverlässigkeitskonzepts. Ziel ist es,mit diversen Freigabetests wie z.B. mit einem Lebensdauertest in der Salzkammer oder Klimatests eine Aussage über den Alterungsprozesses des Produkts und dessen Zuverlässigkeit zu erhalten. Erst nach erfolgreichem Durchlauf dieser Testphase starten wir die Produktion, die wiederum von entsprechenden ausgefeilten Fertigungsprüfungen begleitet wird. Darüber hinaus führen wir roulierende Zuverlässigkeitstests durch, in deren Rahmen Stichproben aus der Serie entnommen werden, die dann Extremtests unterzogen werden.Mit Hilfe dieser umfassenden Test, werden Extremsituationen,wie sie in der Anwendung beim Kunden auftreten, nachvollzogen, um mögliche Schwachstellen zu identifizieren,wie sie z.B. durch der Kombination von Komponenten unterschiedlicher Chargen verursacht werden können. Ein weiteres Element unseres Zuverlässigkeitskonzepts bilden Feldbeobachtungen, d. h. wir werten alle Rückläufe, bzw. Fehlermeldungen aus, die im Feld auftreten und lassen diese Informationen wieder in die Entwicklung und Fertigung der Produkte einfließen.<BR><BR>Wenn der Kunde sich entschieden hat, wie die Systemarchitektur aussehen soll, bleibt häufig das Problem, dass die Selektion der Komponenten bzw. deren Zusammenstellung zu einer Antriebslösung viel Zeit kostet.Wie unterstützen Sie Ihre Kunden dabei, schneller diese Phase zu bewältigen?<BR><BR>Tellbüscher: Wir vereinheitlichen gegenwärtig nicht nur die interne Informations- und Abwicklungslogistik basierend auf SAP R3 unternehmensweit, sondern haben die Gelegenheit genutzt, alle erforderlichen Voraussetzungen für E-Commerce zu schaffen. Auch hier stand die Frage des Wertbeitrages für den Kunden im Vordergrund: Schnelle Orientierung, sichere Produktauswahl und Abwicklung waren die Ziele.<BR><BR>Arlt: Vor einigen Jahren haben wir daher ein Projekt gestartet, welches zum Ziel hatte, das vorhandenes Antriebswissen im Unternehmen einem breiten Arbeitskreis zur Verfügung zu stellen. Ergebnis dieser Projektarbeit ist ein Konfigurator, mit dem unsere Mitarbeiter Produkte und Lösungen zusammenstellen bzw. konfigurieren können. Dabei geht es nicht nur um die reine Erstellung von Stücklisten, sondern die Software erlaubt es, Antriebslösungen wie Fahrantriebe oder Spindelantriebe vollständig zu konfigurieren. Damit kann der Außendienst, auf bereits einmal erstellte Lösungen zurückzugreifen, die entsprechend aufbereitet und weiterverwendet werden können.Der Konfigurator _engcon_ als Kern des _Drive- Solution-Designer_ wird als eigenständiges Produkt von der Lenze-Tochter Encoway in Bremen vermarktet.Die Version 1.1 des Drive-Solution- Designers ist gegenwärtig in unserem Haus bei 300 Vertriebsmitarbeitern im Einsatz. Eine Schnittstelle zum SAP-Abwicklungssystem ist in Vorbereitung. Wir betrachten die Antriebskonfiguration auch als einen wesentlichen Bestandteil des Engineering-Prozesse.<BR><BR>Werden Sie diesen Konfigurator auch den Kunden zur Verfügung stellen?<BR><BR>Tellbüscher: Wir wollen zukünftig auch unseren Kunden dieses Werkzeug in einer adaptierten Form zur Verfügung stellen. Es ist denkbar, dass dieses Tool nicht nur als Konfigurationswerkzeug, sondern als Front-end für unser E-Commerce-Angebot dienen kann.Denkbar ist z.B., dass der Kunde direkt aus dem Tool in den Bestellprozess wechseln kann.<BR><BR>Loy: Der Vorteil für den Kunden liegt auf jeden Fall darin, dass wir ihm eine vorkonfigurierte Antriebslösung anbieten, die er nur noch geringfügig an seine speziellen Anforderungen anpassen muss und sicher sein kann, dass diese dann auch funktioniert. Zusätzlich stellen wir eine komplette Dokumentation, einschließlich der Berechnung wie z.B. der zur Verfügung stehenden Reserven bereit. Unsere Vertriebsingenieure können schon heute dank dieses Werkzeugs schneller reagieren und dem Kunden Auskunft geben, ohne erst mehrere Stunden Berechnungen durchführen zu müssen.<BR><BR>Arlt: Auch bei diesem Tool haben wir darauf besonderen Wert gelegt, dass die Sichtweise und Sprache unserer Kunden verwendet wird.Der Kunde beschreibt seine Anforderungen, das System wählt dazu die richtigen Komponenten aus. Durch die Einbettung in die Engineering- Umgebung kann man sich ausgehend von der obersten Sicht auf seine Maschine bis hinunter auf die Komponentenebene durcharbeiten und die erforderlichen antriebstechnischen Komponenten konfigurieren. Wir sehen dieses Tool als Anfangspunkt einer ganzen Werkzeugkette für das Engineering, weil viele der dort erfassten oder ermittelten Informationen für spätere Prozessschritte benötigt werden. Ein Großteil der Reglereinstellungen, die in die Projektierung einfließen müssen, stehen bereits nach der Konfiguration des Antriebsystems zur Verfügung. Hier sehen wir eine Möglichkeit für den Kunden, seine Prozesskosten zu reduzieren, da die zeitaufwändige Mehrfacherfassung von Daten entfällt.<BR><BR>Wo sehen Sie die größten Chancen, gerade mit den modularen Ansätzen in Zukunft besonders erfolgreich zu sein?<BR><BR>Tellbüscher: Aus unserer Sicht sind gerade Anwendungen im Bereich der Fördertechnik prädestiniert für modulare Architekturen. Wir profitieren nicht nur davon, dass wir schon immer in fördertechnischen Anwendungen eine starkes Standbein hatten, sondern auch davon, dass dort im Vergleich zu anderen Branchen von höheren Wachstumsraten ausgegangen werden kann. Wie wichtig zudem neue Produkte gerade auch im Bereich der Software sind, bestätigt auch unsere Umsatzverteilung: Im abgelaufenen Geschäftsjahr haben wir weltweit ca. 417 Mio.? Umsatz erzielt, davon entfielen immerhin etwa 76 % auf Elektronik und Software.Der Anteil mit jüngeren Produkten lag bei ca. 74 % des Gesamtumsatzes. Im Rahmen unserer weltweiten Bemühungen,Marktanteile als Global-Player dazuzugewinnen, gehen wir auch für das Geschäftsjahr 2002 von einem Wachstum bei Lenze aus. Wir gehen aber davon aus, dass es erst ab Herbst zu einer Erholung der Gesamtbranche kommen wird.Die Messe in Hannover wird uns zeigen, ob diese Erwartungen begründet sind.<BR><BR>Abb. 2: Funktionales Engineering am Beispiel einer Verpackungsmaschine<BR>Abb. 1: Servoregler-Reihe für Mehrachsanwendungen: Die Geräte verfügen über eine hohe Dynamik,Überlastfähigkeit und Antriebs-Performance.</TD> </TR> <TR> <TD CLASS=detailQuelle> </TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=1 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top></TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=393 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=28 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=174 HEIGHT=1 ALT=""></TD> </TR> </TABLE> <P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 13:56 Uhr aktualisiert</I></P> </BODY>