Durchgängige Entwicklung und Konstruktion

Die Elektrokonstrukteure von Phoenix Contact arbeiten seit vielen Jahren mit der EPLAN Plattform. Neu sind die Verbindung zu Teamcenter und die Nutzung eines durchgängigen Product Lifecycle Management-Systems. Der „Pilot“ im Unternehmen ist der eigene Maschinenbau – und die ersten Erfahrungen sind durchweg positiv.

Welche Auswirkungen wird die Digitalisierung auf die industrielle Produktion haben? Die Verantwortlichen von Phoenix Contact können diese Frage aus zwei Blickwinkeln beantworten. Der erste: Als ein weltweit führender Hersteller von Automatisierungssystemen treibt das Unternehmen diese Entwicklung intensiv voran und unterstützt seine Kunden mit Komponenten, Systemen und Lösungen, die zum Beispiel eine agilere Fertigung oder die effiziente Produktion in sehr kleinen Losgrößen ermöglichen.

Durchgängige Digitalisierung in Entwicklung und Produktion

Die zweite Antwort gibt Phoenix Contact aus der Anwenderperspektive – das heißt als Produktionsunternehmen mit umfangreichen Fertigungskapazitäten in zehn Ländern. Dort werden Komponenten und Systeme der Verbindungs- und Automatisierungstechnik produziert, zum Beispiel Reihen- und Sonderklemmen, Steckverbinder, elektronische Interfaces, Stromversorgungen und Automatisierungssysteme auf Basis von Profinet, Ethernet, Wireless und sonstigen Bussystemen.

Die Wertschöpfungskette geht sogar noch einen Schritt weiter: In Blomberg verfügt das Unternehmen über einen leistungsfähigen eigenen Maschinenbau mit 160 Mitarbeitern, die den Großteil der Maschinen für die weltweiten Produktionsstätten entwickeln und bauen. Hier nutzt Phoenix Contact also die Möglichkeit, die Digitalisierung der Produktion im eigenen Hause voranzutreiben.

Schnittstelle von EPLAN Electric P8 zu Teamcenter

Dass die Entwickler im Maschinenbau des Unternehmens mit modernsten Werkzeugen arbeiten, versteht sich von selbst. Dipl.-Ing. Stephan Meier, Senior Specialist CAE bei Phoenix Contact: „Wir nutzen seit 2004 im Unternehmen die EPLAN Plattform.“ In der Elektrokonstruktion kommt neben EPLAN Electric P8 auch das Modul EPLAN Pro Panel für die 3D-Konstruktion von kleineren Schaltkästen und –boxen zum Einsatz. Der Maschinenbau arbeitet zusätzlich mit dem Modul EPLAN Fluid für die Fluidkonstruktion und EEC One als Software für die automatisierte Elektrokonstruktion.

Die neueste Erweiterung der EPLAN Plattform ist die Schnittstelle zum weltweit meistgenutzten PLM-System Teamcenter. Diese Schnittstelle ist Teil der „Initialzündung“ für die unternehmensweite Einführung von Teamcenter bei Phoenix Contact. Der Schritt ist bestens vorbereitet und wurde notwendig, weil sich abzeichnete, dass das vorhandene PLM-System in Zukunft nicht weiter unterstützt wird.

Ziel: Unternehmensweite Nutzung von Teamcenter

Stephan Meier, verantwortlich für das Projekt „EPLAN Integration in Teamcenter“: „Unser Ziel ist es, alle Produkte mit sämtlichen zugehörigen Informationen im neuen PLM abzubilden und alle Gewerke der Entwicklung – Elektrotechnik, Mechanik, Software-Programmierung – zu integrieren.“

Nach einer zweijährigen Evaluationsphase entschied sich Phoenix Contact für Teamcenter und begann – unterstützt durch PLM-Experten – mit der Modellierung des Systems. Für diesen Prozess hat man sich ebenfalls viel Zeit genommen. Stephan Meier: „Die Implementierung von PLM ist ähnlich komplex wie eine SAP-Einführung. Und sie trifft Festlegungen, die über viele Jahre gültig sein sollen. Deshalb ist große Sorgfalt erforderlich.“

Eigener Maschinenbau als Pilot-Anwender

Als Pilot-Anwender für die Schnittstelle und generell für die Nutzung des neuen PLM-Systems wurde der eigene Maschinenbau gewählt – aus guten Gründen. Stephan Meier: „Das ist ein überschaubares Projekt in einem Unternehmen mit 14.800 Mitarbeitern.“ Zudem bleiben die Maschinen, deren Daten im PLM abgebildet sind, im eigenen Hause. Und das Spektrum der Anlagen, die der Maschinenbau entwickelt, ist groß. Anlagen zum Fügen und Bestücken gehören ebenso dazu wie Produktionsanlagen und ganze Linien für die Fertigung von Klemmen bis hin zu kompletten Automatisierungssystemen.

Zentrale Plattform für alle produktbezogenen Daten

Basis für sämtliche Produktions- und Konstruktionsdaten von Phoenix Contact ist künftig das PLM-System. Stephan Meier: „Wir haben dann nur eine zentrale Datenquelle. Schon die Angebote, die der Maschinenbau für die einzelnen Unternehmensbereiche erarbeitet, werden in Teamcenter erstellt.“ Dort sind auch die Vorlage- und Basisprojekte gespeichert.

Wenn der Konstrukteur die Elektrotechnik einer Maschine plant, greift er ebenfalls auf die Daten aus Teamcenter zurück – allerdings ohne es zu bemerken: Der Zugriff auf die PLM-Daten erfolgt aus EPLAN heraus. Der Konstrukteur muss also nicht Teamcenter beherrschen, sondern bewegt sich auf der ihm bekannten Bedienoberfläche.

Funktionsübergreifende Module vereinfachen die Konstruktion

Das EEC One ist für den Maschinenbau von Phoenix Contact der „Speicher“ für die Makros und Standards der Elektrokonstruktion. Für die Granulierung der Module wurden bewusst kleine Einheiten gewählt. Stephan Meier: „Fast all´ unsere Maschinen sind mit Zuführeinheiten ausgestattet. Wir haben jedoch kein Modul für Zuführeinheiten definiert, sondern für deren Komponenten wie elektromechanische Zylinder, Positionsschalter und Greifer. Das hat den Vorteil, dass wir die Komponenten funktionsübergreifend verwenden können.“ So sind zum Beispiel Makros für Zylinder mit allen Daten hinterlegt, die bei der Schaltplangenerierung automatisch verknüpft werden.

„Wir wollen Schaltpläne generieren, nicht zeichnen“

Mit diesen und anderen Schritten kommt Phoenix Contact dem Ziel nahe, die Elektrokonstruktion so weit wie möglich und sinnvoll zu automatisieren: „Wir wollen Schaltpläne generieren, nicht zeichnen.“ Aktuell entstehen auf diese Weise – je nach Projekt – 50 bis 70% des Arbeitsumfangs. Die Elektrokonstrukteure müssen sich also kaum um Wiederholarbeiten kümmern und haben Freiraum für die eigentliche Konstruktion gewonnen. Damit wird auch Entwicklungszeit eingespart, und das war ein weiteres klares Ziel von Phoenix Contact. Stephan Meier: „Projektlaufzeiten von einem Jahr, wie sie früher üblich waren, gibt es heute nicht mehr – zumal wir mit den Maschinen eigene Produkte herstellen, die so rasch wie möglich den Märkten zur Verfügung stehen sollen. Da zählt jeder Zeitgewinn, den wir in der Entwicklung erzielen.“

„Gelebte“ Mechatronik

Wichtig bei der Einführung des neuen PLM-Systems war für Phoenix Contact auch die mechatronische Sichtweise auf die Konstruktion. Sie ist in Teamcenter verwirklicht. So fasst das PLM zum Beispiel die Konstruktionsdaten aus Mechanik und Elektrokonstruktion zur gemeinsamen Stückliste zusammen, die an das ERP-System übergeben wird. Auch auf der Prozessebene wird die Mechatronik stärker betont, denn neben der gemeinsamen IT-Plattform gibt es nun auch gewerkeübergreifende Entwicklungsteams.

Klare Strukturen bei Datenverwaltung und Revisionierung

Zu den Vorteilen, die Phoenix Contact im Datenaustausch von EPLAN und Teamcenter sieht, gehören auch eine transparente Rechtevergabe und Revisionsverwaltung. Änderungen wie z.B. eine zusätzliche Lichtschranke dürfen nach dem „Freeze“ nur von dazu autorisierten Konstrukteuren vorgenommen werden und werden dann automatisch auf alle Ebenen der Produktdaten übertragen.

Diese Transparenz hat dazu geführt, dass das PLM-System auch von Anwendern genutzt wird, die vorher nicht auf diese Daten zurückgriffen. Stephan Meier: „Die Mitarbeiter im Service arbeiten jetzt verstärkt mit EPLAN und Teamcenter, wenn sie Anlagen in Betrieb nehmen und warten. Das ist einfacher als mehrere hundert Seiten Dokumentation im Schaltschrank nachzuschlagen, zumal die Daten auch auf dem Tablet eingesehen werden können. Es gibt seitdem auch neue EPLAN User.“

Der nächste Schritt: „Rollout“ im Unternehmen

Mit der Einführung von Teamcenter und der umfassenden Schnittstelle zu EPLAN hat Phoenix Contact ein plattform- und gewerkeübergreifendes Datenmodell realisiert, das die Konstruktion beschleunigt, die Konsistenz der Daten über die gesamte Produktlebensdauer sicherstellt und auch die Zusammenarbeit der einzelnen Gewerke in der Konstruktion fördert. Eine zentrale Voraussetzung dafür ist der umfassende Datenaustausch zwischen EPLAN und Teamcenter, der über die von EPLAN entwickelte Schnittstelle erfolgt. Damit ist die Pionier-Anwendung aus Sicht von Phoenix Contact erfolgreich, und künftig werden weitere Abteilungen des Unternehmens vom neuen PLM-System und dem EPLAN Integrationsmodul profitieren.

Autor: Gerald Scheffels, freier Fachjournalist, Wuppertal