Elektroteknik för specialmaskiner hos Schaeffler tar standardiserad elektrisk design till nya marknader

Schaeffler Sondermaschinenbau, ett företag fokuserat på specialiserad maskinkonstruktion, standardiserar sina elektriska konstruktioner vid företagets olika anläggningar och väljer Eplan Platform som verktyg.

Schaeffler Sondermaschinenbau hanterar cirka 4500 projekt årligen - var och en av dem är komplexa och mekatroniska, många med robotkomponenter.

Detta specialiserade maskinföretag med 1700 anställda på 13 platser är bland de stora aktörerna inom maskinbyggnation. Det som är ovanligt med företaget är dock att man hittills (nästan) bara har betjänat en enda kund - vilket antyder att det måste vara en kund med ett stort internationellt varumärke.

Konstruktion av specialmaskiner med 4500 projekt per år
Schaeffler Sondermaschinenbau utvecklar således skräddarsydda maskiner och anläggningssystem för hela företagskoncernen: Schaeffler-koncernen har cirka 84 200 anställda på 170 platser världen över och en omsättning på 14,4 miljarder euro (2019). För denna integrerade, globalt aktiva bil- och industrileverantör fokuserar Schaeffler Sondermaschinenbau på monteringssystem och testteknik för produktionslinjer.

Sammantaget tillverkar specialdivisionen den största delen av den interna produktionsutrustningen som företagskoncernen efterfrågar. Bland de senaste projekten är utvecklingen och genomförandet av komplexa monterings- och testlinjer för fordonshybridmoduler och för de nya elektriska axeldrivsystemen. Och det här är bara två av cirka 4500 projekt som denna Schaeffler-division hanterar årligen (bild 1).

Hög grad av tillverkningsexpertis
Det anmärkningsvärda utvecklingskunnandet inom produktionstekniken har en lång tradition hos företaget. 1960 inledde bröderna Dr Georg och Dr Wilhelm Schaeffler grundandet av ett »Department for Production Equipment», som fortfarande bidrar till företagets framgång idag. Som en Tier 1-leverantör för bilindustrin utvecklar och tillverkar Schaeffler mycket komplexa produkter såsom rullstabilisatorer, 48-volts drivsystem och elektriska axelmoduler, som alla tillverkas enligt högsta kvalitetsstandard och under intensiv kostnadspress. Här är en hög nivå av tillverkningskunskap en stor fördel.

Cirka 60 procent av Schaeffler Sondermaschinenbaus 1 700 anställda världen över arbetar med utveckling och design för individuellt anpassade produktionslösningar för sina kunder. Programvara spelar också en allt viktigare roll. IT-produktionslösningar är programmerade för nästan alla automatiserade projekt med monteringsteknik och kunskapen går mycket djupare. Till exempel skapade utvecklarna en app för tillståndsövervakning för att öka produktiviteten och systemtillgängligheten i krävande produktionsmiljöer.



Stefan Vietz, ingenjör inom elektrodesign på företagets anläggning i Erlangen, Tyskland, arbetar med andra nyckelanvändare för att utveckla en standardiserad ECAD-plattform baserad på Eplan.

Öppnar för externa kunder
Fram till ganska nyligen arbetade Schaeffler Sondermaschinenbau nästan uteslutande med interna projekt för företagskoncernen - och hade mycket att göra med 4500 projekt årligen. Nu kommer dock divisionen att göra sitt kunnande tillgängligt för externa kunder. Schaeffler Sondermaschinenbaus Direktör Bernd Wollenick: »Vi öppnar nya verksamhetsområden och målgrupper». Fokus ligger på monterings- och testsystem samt bearbetningsmaskiner för slipning i kombination med produktkunskap inom områdena robotik, vision- och hanteringssystem samt produktions-IT.

Standardisering av elektrisk design - Med Eplan
Denna satsning utanför koncernen var bara en av faktorerna som drev på standardiseringen av den elektriska designmjukvaran på de olika anläggningarna, till exempel i Erlangen och Bühl, Tyskland och Taicang, Kina, som alla utvecklade på sitt eget sätt. Dessa anläggningar - och andra också - arbetar med Eplan Platformen, men använder det på olika sätt.

Målet är att skapa en globalt standardiserad elektrisk design baserad på Eplan. Ett projektteam med nyckelanvändare ansvarar för uppgiften. Stefan Vietz, Electrical Design Engineer i Erlangen (bild 2): »Vi utvecklar en gemensam, harmoniserad infrastruktur på Eplan Platform, som gör det möjligt för oss att samarbeta över hela världen. Det gör att vi kan utnyttja vår kapacitet på bästa möjliga sätt och öka flexibiliteten på de olika utvecklingsanläggningarna.»

Kodkompatibla mallar, makron med utförligt data
Under standardiseringsprocessen orienterade sig teamet mot globala koder och normer, särskilt EN 81346: struktureringsprinciper och referensbeteckningar för industriella system, installationer och utrustning samt industriprodukter. Sascha Jäger, Eplan Key User i Bühl (bild 3): »Vi utvecklade kodkompatibla mallar som alla anställda kan förstå, inklusive alla inom tillverkning». Grundinformation som utrustningens identifiering och anläggnings-/platstilldelning är normerad och enhetshanteringen har också standardiserats. Och självklart så lagras varje komponent också i ERP-systemet med all relevant information.



Eplan Key User Sascha Jäger vid företagets anläggning i Bühl, Tyskland: »Vårt koncept är således: standardiserad och till stor del automatiserad teknik baserad på en enhetlig databas».

För att förenkla designen skapade teamet makron för ofta använda enheter med ett tydligt mål i åtanke: »Vi tilldelade varje enhet en datamängd som är så omfattande som möjligt. Detta gör tillverkningen enklare». Deras maxim: »Den som behöver data - oavsett vilken typ som krävs - borde få det». Detta sker mot bakgrund av att fler och fler externa kunder i framtiden kommer att begära data, till exempel för preliminär acceptans av system.

Standardisering på enhetsnivå leder också till komponenter som kan sammankopplas med ett minimum av ansträngning. Så om en kund till exempel väljer en styrenhet eller en elmotor från en annan tillverkare, är detta inget problem. Jäger: »Enheterna byts helt enkelt ut och all data från de nya komponenterna används».



Den tredimensionella kontrollskåpsdesignen med Eplan Pro Panel används redan på vissa platser. Alla anläggningar kommer att arbeta med det i framtiden.

3D-design för kontrollskåp rullas ut
I Bühl, Tyskland, använder Schaeffler redan Eplan Pro Panel för att skapa tredimensionella konstruktioner av kontrollskåp för produktionssystem (bild 4). I framtiden kommer Pro Panel att användas över hela världen eftersom dess fördelar för företaget är tydliga. Jäger ger ett exempel: »Om designern placerar en frekvensomriktare på en monteringspanel lagras borrmönstret automatiskt och data kan överföras till ett Perforex-system såsom en DXF-fil. Detta sparar tid i både design och produktion». Så datakontinuitet från ax-till-limpa är ett uppdrag - och när Rittal-kapslingar används återspeglas detta inte bara i kapslingslayouten utan också i klimatkontrollerna med Rittal Therm.

Nästa steg: Automatiserad routing och eVIEW
Nästa planerade steg inkluderar överföring av data från Pro Panel till externa kabeltillverkare. Vietz: »Vi får sedan märkta ledningar med ledarhylsor eller färdiga kabeluppsättningar. Detta sparar också tid och är mycket effektivt, särskilt för projekt som använder den amerikanska UL-standarden».



Den nya standarden: surfplattor med Eplan eVIEW hjälper teknikerna vid driftsättning.

Just nu testar nyckelanvändarna Eplan eVIEW som support, till exempel under driftsättning. Jäger: »Produktionsavdelningen eller drifttagningsteknikern kan ta fram schemat på en surfplatta och använda ett kommando för att visa detaljerna direkt (bilder 5 och 6). Då behöver du inte längre skriva ut schemat och senaste data finns alltid till hands».



Fördelarna med eVIEW: produktionsavdelningen eller driftsättningsteknikern kan ta fram schemat på en surfplatta och använda ett kommando för att visa detaljer direkt

Vietz listar ytterligare fördelar med Eplan eVIEW: »Drifttagningstekniker kan använda redlinefunktionen för att direkt markera var de har gjort några ändringar på plats. Och tre eller fyra drifttagningstekniker kan arbeta på ett system samtidigt och alltid ha samma dokumentationsstatus framför sig. Detta underlättar också kommunikationen med programmerarna - inte bara under driftsättningen».

På rätt väg till marknadsframgång
Två år efter projektets start tror nyckelanvändarna ännu inte att de har nått sina mål, men de är definitivt på rätt väg. Stora steg mot standardisering har slutförts. Schaeffler Sondermaschinenbau har redan positionerat sig på den externa marknaden och de första systemen har redan levererats till kunder utanför Schaeffler-koncernen.