Wie am Schnürchen:Reibungsloser Konstruktionsprozess durch enge Verknüpfung von 2D/3D-CAD und PDM

Bei der Suche nach einem neuen CAD-System legten die Konstrukteure der Wekal Maschinenbau GmbH besonderen Wert auf eine optimierte Zeichnungsverwaltung, einen einfacheren Datenabgleich zwischen den zwei Standorten Fritzlar und Lichtenstein und – ganz gegen den allgemeinen 3D-Trend – auf eine hohe Leistungsfähigkeit im Bereich der 2D-Funktionalitäten.

Seit Mitte 2002 sorgen CADdy⁺⁺ Maschinenbau und CADdy⁺⁺ PDM der Mönchengladbacher DataSolid GmbH gemeinsam dafür, dass nicht nur der Fertigungsprozess bei den Kunden des Spezialunternehmens für Verkettungssysteme, sondern auch die Konstruktion der Anlagen wie am Schnürchen läuft.

Produktionsprozesse in Bewegung bringen und in Gang zu halten – das ist die Zielsetzung der Wekal Maschinenbau GmbH, die das Unternehmen mit seinen Verkettungssystemen, Waschanlagen und seiner Handhabungstechnik verfolgt. Seit Jahrzehnten – das Unternehmen feierte im letzten Jahr sein 25-jähriges Bestehen – ist Wekal dabei verbunden mit der Automobilindustrie. So zählen Konzerne wie Volkswagen, Opel oder DaimlerChrysler zu den Kunden, aber auch mittelständische Betriebe optimieren ihre Produktionsprozesse mit den Anlagen von Wekal. Stammhaus des Unternehmens ist das nordhessische Fritzlar. Hier arbeiten mehr als 80 Mitarbeiter. Neben der Konstruktion sind auch die Endmontage und die mechanische Fertigung mit Dreh- und Fräsmaschinen im Hauptsitz angesiedelt. Im Zweigwerk im sächsischen Lichtenstein fertigen rund 60 Mitarbeiter vor allem Waschanlagen und Rollenbahnen sowie Bauteile für die in Fritzlar endmontierten Anlagen. Dazu entstand hier ein in dieser Leistungsklasse nahezu einzigartiges Laserschneid- und Kant-Zentrum, ergänzt durch einen CNC-Maschinenpark für die Präzisionsfertigung.

Produktionsprozesse in Gang halten
Eines der Hauptprodukte von Wekal ist das WPS (= Wekal Palettensystem), das besonders für die Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen eingesetzt wird. Basierend auf einem Aluminium-Strangpressprofil, einer Kunststoff-Kardankette und einem U-Gleitprofil aus Stahl lassen sich individuelle Paletten auf das Fördersystem aufsetzen, mit denen unterschiedlichste Bauteile bis zu 30 kg (bei der Schwerlast-Ausführung) transportiert werden können. Das System zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, hohe Robustheit und ein Minimum an Wartung aus. Mit dem Wekal-WPS lassen sich Bauteile berührungslos und in definierter Lage an den Bearbeitungspunkt transportieren – besonders wichtig zum Beispiel bei Zahnrädern. Daneben bietet Wekal auch das FlexLink-System an, mit dem Teile auch über Steigungen und Gefälle befördert werden können. Die Wekal-Waschanlagen werden direkt in den Transportprozess integriert und sorgen für hohe Sauberkeit und Qualität der Bauteile. Abgerundet wird das Produktportfolio durch Rollenbahnen, Rohteilzuführsysteme und die Wekal Portaltechnik zur Handhabung von Bauteilen.

Neues CAD-System zur Optimierung des Konstruktionsprozesses
Für die Entwicklung und Konstruktion dieser Anlagen ist der Stammsitz in Fritzlar mit zehn CAD-Arbeitsplätzen, das Werk Lichtenstein mit sechs Arbeitsplätzen ausgestattet. Durch die Fertigung von Komponenten in Lichtenstein für die Montage in Fritzlar ist ein regelmäßiger Datenabgleich zwischen den beiden Standorten erforderlich. Zusätzlich ist der Konstruktionsprozess dadurch gekennzeichnet, dass zwar zahlreiche Bauteile immer wieder in den Konstruktionen verwendet werden können, jedoch für jede Anlage individuelle Änderungen dieser Bauteile notwendig sind. Dies erfordert nicht nur eine CAD-Lösung mit unkomplizierten, effektiven Änderungsfunktionen, sondern auch eine leistungsstarke Zeichnungsverwaltung. Um die Effizienz der Konstruktion weiter zu erhöhen und die Entwicklungsprozesse zu optimieren, entschied sich Wekal daher 2001, ein modernes CAD-System einzuführen. Die Wahl fiel Anfang 2002 auf das 2D/3D-System CADdy⁺⁺ Maschinenbau des Mönchengladbacher Systemanbieters DataSolid GmbH.

Diese 2D/3D-Lösung erlaubt das durchgängige Arbeiten an zweidimensionalen Zeichnungen und dreidimensionalen Modellen. Bei Wekal wird die 3D-Modellierung allerdings kaum genutzt. Dennoch entschied man sich bewusst für ein System, das den Konstrukteuren den Weg in die 3D-Welt offen lässt, um so auch für zukünftige Anwendungen gerüstet zu sein. Doch auch die 2D-Funktionalitäten von CADdy⁺⁺ Maschinenbau alleine konnten überzeugen: Das CAD-System bietet eine Vielzahl komfortabler Werkzeuge, von der assoziativen Bemaßung und Schraffur, über eine übersichtliche Bauteil- und Baugruppenverwaltung, bis hin zur dialoggestützten Definition von Form-, Lagetoleranzen und Oberflächenzeichen.

2D war gefragt!
Die hohe Leistungsfähigkeit im 2D-Bereich war denn auch einer der Hauptgründe für die Entscheidung zu Gunsten von CADdy⁺⁺ Maschinenbau, wie Frauke Siedentopf, mitverantwortlich für die Einführung des neuen CAD-Systems, hervorhebt: „Wir zeichnen häufig Layouts mit ebenen Profilstrecken, die dafür notwendigen Komponenten liegen uns im 2D vor und können übernommen werden. Gleichzeitig besteht bei CADdy⁺⁺ jedoch die Möglichkeit, Neukonstruktionen im 3D zu erstellen. Bei der Suche nach einem neuen CAD-System mussten wir feststellen, dass die meisten Lösungen nur noch auf 3D ausgelegt waren!“

Zweiter, ausschlaggebender Grund für die Entscheidung für CADdy⁺⁺ Maschinenbau war jedoch, dass Wekal bereits seit über acht Jahren mit der Vorgänger-Lösung des Systems arbeitete. Rüdiger Strack aus der Konstruktion/Projektierung von Wekal dazu: „Das neue System passte hervorragend zum alten CADdy und die Datenübernahme funktionierte hervorragend.“ Den Umstieg selbst führte Wekal dabei schrittweise durch: Zeichnungen bzw. Bauteile werden erst dann in das neue CADdy⁺⁺ Maschinenbau importiert, wenn sie in aktuellen Projekten benötigt werden. Dabei werden sie auch gleich nachbearbeitet bzw. aktualisiert.

Und hier kommen die Stärken von CADdy⁺⁺ Maschinenbau im 2D-Bereich besonders zum Tragen, wie Frauke Siedentopf verdeutlicht: „Wenn ich zum Beispiel im alten CADdy Teile verlängern oder verkürzen will, empfinde ich das mittlerweile als sehr umständlich. Im neuen System sind deutlich weniger Schritte notwendig, die Arbeit mit CADdy⁺⁺ Maschinenbau geht somit wesentlich schneller!“ Die Möglichkeit der 3D-Konstruktion wird zunehmend für Neukonstruktionen und in der Verkaufsabteilung genutzt. In der Verkaufsabteilung des Unternehmens werden zum Beispiel 3D-Darstellungen generiert, mit denen sich der Kunde ein besseres Bild der zukünftigen Anlage machen kann.

Zeichnungen effizient verwalten
Zur Verwaltung der Zeichnungen hat Wekal zeitgleich CADdy⁺⁺ PDM implementiert, eine speziell an CADdy⁺⁺ Maschinenbau angepasste Variante des PDM-Systems SMARTEAM der SmarTeam Corporation. Strack dazu: „Primär suchten wir eine Lösung für eine vernünftige Verwaltung der im Palettensystem verwendeten Gleichteile.“ Hier steckte noch einiges an Rationalisierungspotenzial drin, denn vor der Einführung des neuen Systems enthielt eine Zeichnung häufig mehrere Bauteile, die nur durch die Positionsnummer zu unterscheiden waren. Das Resultat dieser in der Automobilindustrie nicht unüblichen Vorgehensweise: Schon einmal konstruierte Bauteile lassen sich nur schwer wieder finden. Dies wiederum hatte zur Folge, dass ein und dasselbe Bauteil mehrmals gezeichnet wurde und in verschiedenen Zeichnungen vorhanden war. Mit der Einführung von CADdy⁺⁺ PDM rieten die Experten von DataSolid dazu, diese Systematik zu ändern – heute wird jedes Bauteil in einer eigenen Zeichnung abgespeichert. Über das PDM-System kann jetzt zielsicher nach einer Zeichnungsnummer oder anderen Merkmalen eines Bauteils gesucht werden, Mehrfach-Entwürfe werden effizient vermieden. Die Masken zur Verwaltung der Zeichnungen und damit die möglichen Suchkriterien wurden von DataSolid individuell auf die Anforderungen von Wekal zugeschnitten. Durch die enge Verknüpfung von PDM und CAD können die erforderlichen Daten und Bezeichnungen für das Schriftfeld der Zeichnung automatisch aus dem PDM-System übernommen werden. Gleichzeitig sind die Zugriffsrechte auf die Konstruktionen in CADdy⁺⁺ PDM festgelegt. So hat zum Beispiel der Verkauf einen Arbeitsplatz mit reinen Leserechten. Daneben hat auch die Arbeitsvorbereitung direkten Zugriff auf das System, um erforderliche Teile zu bestellen oder Materialanfragen durchzuführen.

Standortübergreifender Datenabgleich

Das PDM-System erleichtert auch den Datenabgleich zwischen den zwei Standorten Fritzlar und Lichtenstein. Beide Standorte arbeiten mit für sich eigenständigen Datenbanken, deren Inhalte miteinander abgeglichen werden müssen. In der Vergangenheit fand dieser Datenaustausch immer bei Bedarf und „manuell“ statt: Die entsprechenden Dateien wurden zum Beispiel bei einer Bestellung per FritzCard von Fritzlar nach Lichtenstein gesendet, wo sie wiederum explizit eingelesen werden mussten. Heute sichert ein eigens hierfür von der DataSolid GmbH entwickeltes Programm den automatischen Abgleich der Datenbanken und der Vaults, also der Bereiche auf dem Server, auf dem die Daten letztendlich landen. So ist sichergestellt, dass die Produktion die richtigen Daten zur richtigen Zeit zur Verfügung hat. Eine neu eingerichtete Verbindung beider Niederlassungen über eine Standleitung ermöglicht darüber hinaus einen kontinuierlichen Abgleich der Daten. Sollte die Standleitung einmal nicht zur Verfügung stehen, kann der Datenabgleich jedoch auch weiterhin „bei Bedarf“, z. B. per E-Mail, durchgeführt werden.

Umstieg sorgfältig vorbereitet

Um den Umstieg vom alten CADdy auf das moderne CADdy⁺⁺ Maschinenbau möglichst reibungslos durchzuführen, wurde Wekal von den DataSolid-Experten schon im Vorfeld der Entscheidung umfassend beraten. In einem eigens angefertigten Projektbuch stellte DataSolid die einzelnen Schritte des Umstiegs explizit dar. Mit diesem genauen Plan und den darin detailliert beschriebenen Aktionen hatten die Wekal-Mitarbeiter schon einen genauen Eindruck von Aufwand und Kosten des Umstiegs. Nach der Entscheidung für die Gesamtlösung von DataSolid und der Vergabe des Auftrags erstellte DataSolid zusammen mit den Konstrukteuren von Wekal ein umfassendes Pflichtenheft, in dem die Wünsche und Erwartungen von Wekal ausführlich festgehalten wurden. Christian Sons, der als Kundenbetreuer bei der DataSolid an der Erstellung des Pflichtenheftes mitgewirkt hat, erinnert sich: „Zunächst war Wekal von der Idee eines Pflichtenheftes nicht begeistert, doch nachdem das System hierdurch ganz genau auf die Bedürfnisse von Wekal zugeschnitten werden konnte, hat sich die Meinung geändert.“ Und so bringt es Rüdiger Strack auch auf den Punkt: „Ich bin inzwischen überzeugt, das die Erstellung des Pflichtenheftes sinnvoll ist. Denn die dadurch entstehenden Kosten wurden durch die schnelle und detaillierte Umsetzung des Projektes schnell wieder kompensiert.“