Schaeffler taitaa erikoiskoneiden sähkösuunnittelun : Standardisoidun sähkösuunnittelun laajentaminen uusille markkina-alueille

Erikoiskoneiden valmistukseen keskittynyt Schaeffler Sondermaschinenbau -yritys on standardisoinut sähkösuunnitelmansa yrityksen lukuisien toimipaikkojen kesken ja luottaa tässä Eplan Platformiin.

Schaeffler Sondermaschinenbau tuottaa noin 4 500 projektia vuodessa. Näistä jokainen on kompleksinen ja mekatroninen, joista monissa käytetään robotiikkakomponentteja.

Erikoiskoneita valmistavalla yrityksellä on 1 700 työntekijää 13 toimipaikassa ja se on yksi suurimpia tekijöitä koneenrakennusalalla. Yrityksellä on kuitenkin erikoisuutena, että tähän saakka se on palvellut (lähestulkoon) vain yhtä asiakasta, mikä tarkoittaa, että asiakkaan on edustettava merkittävän mittaluokan kansainvälistä brändiä.

Erikoiskoneiden valmistus, 4 500 projektia vuodessa
Tilanne on todellakin tämä. Kyseinen yritys on Schaeffler Sondermaschinenbau, joka valmistaa räätälöityjä koneita ja laitosjärjestelmiä koko konsernille: Schaeffler Group -ryhmällä on noin 84 200 työntekijää 170 toimipaikassa ympäri maailmaa ja sen liikevaihto oli 14,4 miljardia euroa (2019). Schaeffler Sondermaschinenbau on integroitu ja globaalisti toimiva autoteollisuuden ja teollisuuden toimittaja, joka on keskittynyt tuotantolinjojen kokoonpanojärjestelmiin ja testausteknologiaan.

Erikoiskoneosasto toteuttaa yleisesti ottaen suurimman osan yrityksen sisäisistä tuotantolaitteista, joita konserniryhmässä tarvitaan. Viimeisimpiin kohokohtiin kuuluvat autoteollisuuden hybridimoduulien sekä uusien sähköakselien käyttöjärjestelmien kompleksisten kokoonpano- ja testauslinjojen kehitys ja toteutus. Ja nämä ovat vain kaksi noin 4 500 projektista, jotka kyseinen Schaeffler-osasto käsittelee vuosittain (kuva 1).

Korkeatasoinen tuotantoasiantuntemus
Tuotantoteknologian huomattavan syvällisellä kehityksellä on yrityksessä pitkä perinne. Vuonna 1960 veljekset Tri. Georg ja Tri. Wilhelm Schaeffler perustivat »tuotantolaiteosaston», joka yhä myötävaikuttaa tänäänkin yrityksen menestykseen. Schaeffler toimii autoteollisuudessa tason 1 toimittajana ja kehittää sekä valmistaa hyvin kompleksisia tuotteita kuten rullavakaajat, 48 voltin käyttöjärjestelmät ja sähköakselimoduulit. Nämä kaikki valmistetaan mitä korkeimpien laatustandardien mukaisesti ja intensiivisen kustannuspaineen alaisena. Korkeatasoinen tuotantoasiantuntemus toimii tässä merkittävänä etuna.

Noin 60 prosenttia Schaeffler Sondermaschinenbaun 1 700 työntekijästä ympäri maailmaa työskentelee asiakkaillensa yksittäin räätälöityjen tuotantoratkaisuiden kehittämisessä ja suunnittelussa. Myös ohjelmistoilla on yhä tärkeämpi rooli. IT-tuotantoratkaisut on ohjelmoitu lähes kaikkiin automaattisen kokoonpanon teknologiaprojekteihin ja tietotaito ulottuu paljon syvemmälle. Kehittäjät loivat esimerkiksi sovelluksen kunnonvalvontaan, lisätäkseen luotettavuutta ja järjestelmän käytettävyysastetta vaativissa tuotantoympäristöissä.



Stefan Vietz, sähköinsinööri, joka työskentelee Erlangenin toimipaikassa Saksassa, toimii muiden avainkäyttäjien kanssa Eplaniin perustuvan standardisoidun ECAD-alusta kehittämiseksi.

Avautuminen ulkoisille asiakkaille
Aivan viime aikoihin saakka Schaeffler Sondermaschinenbau suunnitteli ja toteutti lähes yksinomaan korporaatioryhmän sisäisiä projekteja, ja niitä oli paljon, kuten 4 500 vuotuista projektia osoittaa. Nyt osasto saattaa tietotaitonsa myös ulkoisten asiakkaiden käyttöön. Schaeffler Sondermaschinenbaun johtaja Bernd Wollenick: »Avaamme uusia toiminta-aloja ja asiakaskohderyhmiä.» Keskipisteessä ovat kokoonpano- ja testausjärjestelmät samoin kuin sorvauksen ja hionnan prosessointikoneet yhdessä tuotetiedon kanssa sellaisilla alueilla kuten robotiikka, sekä näkö- ja käsittelyjärjestelmät ja tuotannon IT.

Standardisoidut sähkösuunnitelmat Eplanin avulla
Tämä avautuminen ryhmän ulkopuolelle oli vain yksi tekijä, joka johti sähkösuunnitteluohjelmiston standardisointiin yrityksen eri toimipaikkojen kesken, erimerkkeinä Erlangen ja Bühl Saksassa ja Taicang Kiinassa, joista kullakin oli oma työskentelytapansa. Nämä toimipaikat, samoin kuin muutkin toimipaikat, käyttävät Eplan Platformia, mutta eri tavoin.

Tavoite on luoda globaalisti standardisoitu sähkösuunnnittelu Eplanin pohjalta. Avainkäyttäjien projektitiimi on vastuussa tehtävästä. Stefan Vietz, sähköinsinööri Erlangenissa (kuva 2): »Olemme kehittäneet Eplan Platformin päälle yhteisen ja harmonisoidun infrastruktuurin, jonka avulla voimme olla yhteistyössä maailmanlaajuisesti. Sen avulla voimme hyödyntää kapasiteettiamme parhaalla mahdollisella tavalla ja se lisää kehitystoimipaikkojen joustavuutta.»

Koodin mukaiset mallit, makrot rikastetulla datalla
Standardisointiprosessin aikana tiimi orientoi itsensä globaaleihin koodeihin ja normeihin, erityisesti EN 81346: teollisuusjärjestelmien, asennusten, laitteiden ja teollisuustuotteiden rakenteelliset periaatteet ja referenssisuunnitelmat. Sascha Jäger, Eplanin avainkäyttäjä Bühlissä (kuva 3): »Kehitimme koodiyhteensopivat mallit, joita jokainen työntekijä ymmärtää, mukaan lukien kaikki tuotannon henkilökunnasta.» Perustiedot kuten laitteen tunnistus sekä laitoksen/sijaintipaikan määritys on määritetty ja myös laitteiden hallinta on standardisoitu. On myös sanomattakin selvää, että jokainen komponentti ja kaikki sen oleelliset tiedot on tallennettu myös ERP-järjestelmään.



Eplan-avainkäyttäjä Sascha Jäger yrityksen Bühlin toimipaikassa Saksassa: »Konseptimme on standardisoitu ja pitkälle automatisoitu suunnittelu, joka perustuu yhdenmukaiseen tietokantaan.»

Tiimi loi usein käytetyille laitteille makroja suunnittelutyön yksinkertaistamiseksi. Heillä oli mielessä selkeä tavoite: »Olemme määrittäneet jokaiselle laitteelle mahdollisimman kattavan datajoukon. Tämä helpottaa tuotantoa.» Heidän tunnuslauseensa: »Kenen tahansa, joka tarvitsee dataa - minkä tahansa tyyppistä dataa vaaditaankin - tulisi saada se.» Taustana tälle on se, että tulevaisuudessa yhä useammat ulkoiset asiakkaat pyytävät dataa, esimerkiksi järjestelmien alustavaa hyväksyntää varten.

Laitetason standardisointi johtaa myös komponentteihin, jotka voidaan kytkeä toisiinsa mahdollisimman helposti. Joten jos asiakas esimerkiksi valitsee toisen valmistajan ohjaimen tai sähkömoottorin, se ei muodostu ongelmaksi. Jäger: »Laitteet yksinkertaisesti vaihdetaan ja kaikkea uusien komponenttien dataa käytetään.»



Ohjauskaapin kolmiulotteista Eplan Pro Panel -mallia käytetään jo osassa toimipaikkoja. Jatkossa kaikki toimipaikat tulevat käyttämään sitä.

Ohjauskaappien 3D-mallit otetaan käyttöön
Schaeffler käyttää jo Bühlissä Saksassa Eplan Pro Panelia kolmiulotteisten mallien luomiseen tuotantojärjestelmien ohjauskaapeista (kuva 4). Jatkossa Pro Panelia tullaan käyttämään maailmanlaajuisesti, koska sen edut yritykselle ovat varsin selvät. Jäger antaa esimerkin: »Jos suunnittelija sijoittaa asennuspaneeliin taajuusmuuttajan, porausmalli tallennetaan automaattisesti ja data voidaan siirtää Perforex-järjestelmään DXF-tiedostona. Tämä säästää aikaa sekä suunnittelussa että tuotannossa.» Joten alusta loppuun -dataketjun jatkuvuus ei ole ongelma - ja Rittalin koteloita käytettäessä tämä ei heijastu ainoastaan kotelon asetteluun vaan myös lämmönhallintaan Rittal Thermillä.

Seuraavat askeleet: Automatisoitu jyrsintä ja eView
Seuraavat suunnitellut askeleet sisältävät datan siirron Pro Panelista ulkoisille johtovalmistajille. Vietz: »Saamme silloin valmiiksi merkityt johdot tai valmiit johtosarjat. Myös tämä säästää aikaa ja se on erittäin tehokasta, erityisesti projekteissa, joissa käytetään amerikkalaista UL-standardia.»



Uusi standardi: Eplan eView -ohjelman sisältävät tabletit tukevat käyttöönottoteknikoita.

Juuri nyt avainkäyttäjät testaavat Eplan eView -ohjelman käyttöä tukena esimerkiksi käyttöönoton aikana. Jäger: »Tuotanto-osasto tai käyttöönottoteknikko voi hakea kaaviot tablettitietokoneella ja käyttää siirry-tomintoa nähdäkseen suoraan yksityiskohdat (kuvat 5 ja 6). Kaavioita ei enää tarvitse tulostaa ja viimeisimmät tiedot ovat aina käsillä.»



eView-ohjelman edut: tuotanto-osasto tai käyttöönottoinsinööri voi hakea kaaviot tablettitietokoneella ja käyttää siirry-käskyä nähdäkseen suoraan yksityiskohdat

Vietz listaa Eplan eView -ohjelman lisäetuja: »Käyttöönottoteknikko voi käyttää punakynätoimintoa merkitäkseen suoraan missä he ovat tehneet muutoksia paikan päällä. Samoin kolme tai neljä käyttöönottoteknikkoa voi työskennellä järjestelmän kanssa samanaikaisesti ja heillä on aina edessään samassa tilassa oleva dokumentointi. Tämä helpottaa myös viestintää ohjelmoijien kanssa - eikä ainoastaan käyttöönoton aikana.»

Oikealla reitillä kaupalliseen menestykseen
Kaksi vuotta projektin aloittamisen jälkeen avainkäyttäjät eivät vielä mielestään ole saavuttaneet tavoitteitaan, mutta he ovat ehdottomasti oikealla reitillä. Merkittäviä askelia kohti standardisointia on saatu valmiiksi. Schaeffler Sondermaschinenbau on jo sijoittanut itsensä ulkoisille markkinoille ja ensimmäiset järjestelmät on jo toimitettu Schaeffler Group -ryhmän ulkopuolisille asiakkaille.