Endress+Hauser konstruiert dank PTC University mit mehr Methode

Fallstudie
Endress+Hauser konstruiert dank
PTC University mit mehr Methode
Endress+Hauser, Maulburg, Deutschland
Entwicklung, Konstruktion und Zeichnungserstel­
lung verteilen sich in vielen Unternehmen
auf unterschiedliche Schultern. Oft haben
die Anwender Schwierigkeiten zu verstehen,
wie ihre Kollegen die CAD-Modelle aufgebaut
haben, mit denen sie weiter arbeiten sollen.
Um die Prozessdurchgängigkeit zu verbessern,
hat Endress+Hauser mit Unterstützung der
PTC University die Konstruktionsmethodik
vereinheitlicht und ein darauf abgestimmtes
Schulungsprogramm entwickelt.
Mit über 10.000 Beschäftigten und einem Jahresumsatz von knapp 1,7 Millarden
Euro ist Endress+Hauser ein international führender Anbieter von Lösungen
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und Dienstleistungen für die Prozessautomation in sämtlichen Industrien
wie z. B. der chemischen, pharmazeutischen und der Lebensmittelindustrie.
Die im Familienbesitz befindliche Firmengruppe besteht aus ca. 100
eigenständigen Gesellschaften in 44 Ländern, die sich in fünf Produktbereiche
bzw. Production Centers (PC) gliedern. Größte Einzelfirma ist die Endress+Hauser
GmbH+Co. KG in Maulburg, die das Kompetenzzentrum für die industrielle Druckund Füllstandmesstechnik bildet. Verkauft werden die Produkte als Bestandteil
von Komplettlösungen über regionale Sales Centers oder Vertriebspartner,
die als Auftraggeber der PCs fungieren und auch die Kundenanforderungen an
die Entwicklung bzw. das technische Marketing herantragen.
Endress+Hauser entwickelt am Standort Maulburg eine umfassende Palette von
Druck- und Füllstandmessgeräten, die in zig Varianten hergestellt werden.
„Im Prinzip handelt es sich um Standardprodukte, die aber aus einem Baukasten
kundenspezifisch konfiguriert werden und eine Einzelfertigung durchlaufen“,
erklärt Carsten Koch, Leiter Konstruktion in der Forschung und Entwicklung.
„Da wir in fast jedem Land eine separate Zulassung brauchen, gibt es viele
landestypische Ausprägungen. Die FDA [U.S. Food and Drug Administration]
fordert beispielsweise die Verwendung bestimmter Dichtwerkstoffe für Geräte,
die in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden sollen.“
Qualität ist neben Wirtschaftlichkeit eine wesentliche Herausforderung bei der
Entwicklung neuer Produkte, die meist auf Vorgängerprodukten aufbauen. Druckund Füllstandmessgeräte haben relativ lange Lebenszyklen, werden aber im Laufe
ihres Lebens immer wieder verändert, um bestimmte Parameter zu verbessern oder
um sie kostengünstiger herstellen zu können. Solche Konstruktionsänderungen
nehmen aber nicht mehr die Produktentwickler vor, sondern ihre Kollegen in der
Änderungskonstruktion. Auch die Personalfluktuation sorge immer wieder dafür,
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dass Konstrukteure mit CAD-Modellen von Kollegen weiter arbeiten
müssen, sagt Koch. Für die Technischen Zeichner, die ausgehend von
den Modellen die Zeichnungen für die Fertigung, die Beschaffung von
Zukaufteilen oder die technische Dokumentation erstellen, ist der
Umgang mit CAD-Modellen von Kollegen ihr tägliches Brot.
„Wir setzen Technische Zeichner ein, weil die das Jahre lang lernen
und dadurch mehr Erfahrung als die Ingenieure haben“, sagt Koch.
Fehlerhaft aufgebaute Modelle
Sowohl die Anwender in der Mechanikentwicklung, als auch ihre
Kollegen in Änderungskonstruktion und Zeichnungserstellung
arbeiten seit ca. 15 Jahren mit PTC Pro/ENGINEER, dem
para­metrischen Konstruktionssystem von PTC. Es wird bei
Endress+Hauser konzernweit eingesetzt, um die Systemadmini­
stration zu vereinfachen und den Datenaustausch zwischen den
PCs zu ermöglichen. Insgesamt stehen den Anwendern circa
100 gleichzeitig nutzbare Netzwerk-Lizenzen zur Verfügung,
wobei insbesondere die Entwickler immer nur einen Teil ihrer
Arbeitszeit am CAD-System verbringen.
Ein Mitarbeiter der Forschungs- und
Entwicklungsabteilung in Maulburg, Deutschland
In Maulburg arbeiten über 200 Mitarbeiter in der Serienentwicklung,
darunter auch viele Elektronik- und Software-Entwickler. Die
Anwender im Mechanikbereich sind zwar in der Minderheit, aber
ihre Zahl ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Organisation
von Aus- und Weiterbildung und Standardisierung haben mit dem
Wachstumstempo nicht ganz Schritt gehalten.
Koch sagt: „Einige Leute arbeiteten sehr strukturiert mit dem CADSystem, andere eher weniger, so dass die Qualität der CAD-Modelle
sehr unterschiedlich war.“ Die Folge war, dass für die 3D-Modelle
bei Änderungen die Einarbeitungszeit unnötig verlängert wurde und
das Verständnis mehr Zeit benötigt hat.
Um diese negativen Effekte zu beseitigen, entschied sich
Endress+Hauser, mit Unterstützung der PTC University klare
Vorgaben für die 3D-Modellierung festzulegen.
„Die Idee, die Schulungsexperten von PTC mit ins Boot zu holen, lag
nahe, weil wir mit der Firma seit 15 Jahren eng zusammen arbeiten.
Dadurch wussten wir, dass die PTC University auf die CAD- und
Designoptimierung spezialisiert ist“, sagt Koch.
Maulburg spielte bei der Vereinheitlichung der Konstruktions­
methoden den Vorreiter, allerdings mit der klaren Idee, die
Methodik auch in anderen PCs zu nutzen. Ungeachtet ihrer
Eigenständigkeit arbeiten die einzelnen Gesellschaften bei
der Standardisierung zusammen und versuchen beispielsweise,
bestehende Komponenten wieder zu verwenden, um sie
kostengünstiger einkaufen oder fertigen zu können.
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Füllstandmessinstrumente werden
oft an den Deckeln von Tanks platziert.
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Die Idee, die Schulungsexperten
von PTC mit ins Boot zu holen,
lag nahe, weil wir mit der Firma
seit 15 Jahren eng zusammen
arbeiten. Dadurch wussten wir,
dass die PTC University auf die
CAD- und Designoptimierung
spezialisiert ist.“
Gehäuse für neue Instrumente werden zunächst
am Computer entworfen.
Carsten Koch
Leiter Konstruktion, Forschung und Entwicklung
Analyse der methodischen Schwächen
Der Berater der PTC University identifizierte zunächst die
methodischen Schwächen in Entwicklung und Konstruktion, indem
er typische 3D-Modelle mit Hilfe der PTC University Expert Model
Analysis (XMA) untersuchte. XMA scannt die Modelle und analysiert
ihren Aufbau anhand von mehreren Messgrößen unter verschiedenen
Aspekten mit dem Ziel, ihre Komplexität zu reduzieren und den
Optimierungsbedarf sichtbar zu machen. Das Tool wurde bislang nur
im Rahmen von Beratungsgesprächen eingesetzt, soll den Kunden
aber künftig auch als Desktop-Anwendung zur Verfügung stehen. In
einem zweiten Schritt führte der Berater Interviews mit einer Reihe
von Key-Usern im Unternehmen, um die Ergebnisse der Analyse
abzusichern und die Bereiche mit dem größten Handlungsbedarf
zu identifizieren. Dabei zeigte sich, dass die Qualitätsunterschiede
vor allem den Technischen Zeichnern zu schaffen machten, die oft
Modelle ändern oder neu aufbauen mussten, um ihre Zeichnungen
ableiten zu können, wie Koch erläutert. Das geschehe zwar in
einem konstruktiven Dialog, bedeute aber dennoch unnötige und
kostenintensive Mehrarbeit.
Eine Tankanlage im Testcenter in Maulburg.
Aufbauend auf der Schwachstellenanalyse entwickelte der Berater
zusammen mit dem CAD-Systemadministrator und einer Gruppe von
Key-Usern Vorschläge für die Vereinheitlichung der Arbeitsweisen.
Sie orientieren sich zwar an den Best Practices für die parametrische
Konstruktion mit PTC’s Software, tragen aber den kundenspezifischen
Besonderheiten Rechnung – nicht nur denen von Maulburg.
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„Wir haben unsere Methoden mit den anderen PCs abgestimmt,
so dass sie technisch für alle anwendbar sind“, versichert
Koch. „Zunächst ging es darum, den Aufbau von Modellen
und Zeichnungen, die Ausrichtung von Bauteilen und ähnliche,
grundlegende Dinge unternehmensweit zu vereinheitlichen.
Zusätzlich haben wir ein Startmodell definiert, wie man es
aus der Automobilkonstruktion kennt.“
Die allgemeinen Methoden sind inzwischen freigegeben und in
Maulburg eingeführt. In einem nächsten Schritt sollen spezielle
Konstruktionsregeln definiert werden, um bestimmte Bauteile und
Baugruppen schneller konstruieren und die Konstruktionsmodelle
in den Folgeprozessen effizienter nutzen zu können. Beispielsweise
Regeln für den Umgang mit parametrisch aufgebauten Teilefamilien
sowie den entsprechenden Familientabellen. Zu den speziellen
Methoden gehört auch die Verwendung von Dummy-Modellen wie
etwa zur Erzeugung einer Beschriftung zylindrischer Bauteile oder
die Verlegung eines Kabels im Raum von Punkt A nach B sowie
dessen Ableitung der gestreckten Länge auf Zeichnungen.
Durch offenen Dialog entstehen neue Impulse
Schulungskonzept überarbeitet
Die Entwicklung einer einheitlichen Konstruktionsmethodik ist eine
Sache, sie in den Köpfen der Anwender zu verankern eine andere.
In Zusammenarbeit mit der PTC University hat Endress+Hauser
deshalb auch das Schulungskonzept grundlegend überarbeitet.
Anstelle der traditionellen Standard- und Update-Schulungen,
die nach Kochs Erfahrungen „immer nur die Hälfte der Teilnehmer
erreichen, weil die anderen den Stoff entweder schon kennen oder
damit überfordert sind“, setzt man jetzt auf halbtägige Workshops
in Kleingruppen. „Länger sind die Anwender ohnehin nicht
aufnahmefähig und das Interesse ist größer, weil sie nicht einen
ganzen Tag aus ihrer Projektarbeit gerissen werden.“ Auch das
Management begrüßte die Idee der halbtägigen Workshops,
weil sie sich besser in den Arbeitstag einbinden lassen.
Insgesamt hat Endress+Hauser im Rahmen des Precision
Learning Programs (PLP) der PTC University 20 Workshops zu
unterschiedlichen Themen durchgeführt, angefangen von Basics,
die eigentlich allen Anwendern bekannt sein sollten, bis hin zu
Spezialthemen, die bislang überhaupt nicht systematisch geschult
wurden. Um den Schulungsbedarf der einzelnen Anwender
zu ermitteln, wurde ihr Kenntnisstand mit Hilfe von Interviews
ermittelt und auch definiert, welchen Kenntnisstand sie erreichen
sollen. Dieses Delta konnte dann in den Workshops gezielt geschult
werden. Im Schnitt nahm jeder Anwender an sechs Workshops
teil, verteilt auf zwei Tranchen, wobei gute Konstrukteure natürlich
nicht die Workshops zu Basisthemen besuchen mussten.
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Der Liquiphant ist seit vielen Jahren auf dem
Weltmarkt erfolgreich.
Neue Produkte basieren immer auf Teamwork.
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„Nach anfänglicher Skepsis wurden die Veränderungen von den meisten Anwendern
positiv bewertet“, versichert Koch.
Koch ist sicher, dass die einheitliche Konstruktionsmethodik in Verbindung
mit dem neuen Schulungskonzept schnell zu einer besseren Datenqualität
in der Konstruktion führen wird. Um festzustellen, ob die neue Methodik
auch angenommen wurde, will Endress+Hauser die Modellqualität im nächsten
Jahr noch einmal durch die PTC University analysieren lassen. Außerdem plant das
Unternehmen den PTC® Creo® ModelCHECK TM einzuführen, der sich so konfigurieren
lässt, dass vor der Freigabe von Dateien automatisch die Einhaltung der Methoden
abgefragt wird. Nicht um die Mitarbeiter zu kontrollieren, sondern um ihnen die
Möglichkeit der Selbstkontrolle zu geben, wie Koch abschließend betont. „Wir wollen
keinen unnötigen Leistungsdruck aufbauen.“
Kontakt
Sprechen Sie mit einem Schulungsberater der PTC University über die möglichen
Vorteile des PTC University Precision Learning Program für Ihr Unternehmen.
PTC.com/go/training-advisor
Alle Bilder freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Endress+Hauser.
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Ermessen von PTC geändert werden.
J2852–PTCU-Endress+Hauser–1013-de
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