Disziplinübergreifende Konstruktion

Im Projekt arbeitete Wächter Packautomatik zusammen mit dem Fraunhofer IEM in Paderborn. Die Abteilung Produktentstehung, in der rund 30 der 80 Mitarbeiter des Institutes tätig sind, erforschen u.a. die neue Konstruktionsmethodik des Systems Engineering und entwickeln sie zur Praxistauglichkeit weiter. Mit diesem Begriff bezeichnet man – vereinfacht gesagt – eine gewerke- und disziplinübergreifende Konstruktion von Maschinen und Anlagen und somit eine Abkehr von der schrittweisen Abfolge durch die einzelnen Gewerke Mechanik, Elektrotechnik und Programmierung. Ziel einer Konstruktion nach dem Prinzip des Systems Engineering ist die mechatronische Systembeschreibung einer Maschine.

Beschreibung eines vorhandenen Anlagentyps

Eine solche Beschreibung nahmen die Projektbeteiligten des IEM und von Wächter Packautomatik zunächst für einen vorhandenen Tray- und Wrap-Around-Packer vor. Diese Maschinen, die unter dem Markennamen Cartojet weltweit im Einsatz sind, bestehen aus mehreren Stationen und eignen sich somit gut für die Modularisierung. Aus der virtuellen Aufteilung der Maschinen resultierte ein Baukasten, aus dem im zweiten Schritt ein Produktkonfigurator entstand. Konkret wurden zunächst die denk- und realisierbaren Funktionen einer Cartojet-Anlage hierarchisch gegliedert dargestellt, mit allen relevanten Konstruktionsdaten aller beteiligten Gewerke. Diese Funktionen – es sind mehr als fünfzig – lassen sich zu Systemelementen zusammenfügen, wobei der Konfigurator so intelligent ist, dass er auf vorhandene Lösungen zurückgreifen und inkompatible Lösungen ausblenden kann. Im Idealfall bedeutet diese Vorgehensweise: Der Konstrukteur wählt im Konfigurator Funktionsmodule und Systemelemente aus, die zu kompletten kundenspezifischen Maschinen und Anlagen verknüpft werden können. Dabei bestehen die Module jeweils aus Konstruktionsdaten verschiedener Gewerke. Das verlangt die Abkehr von der traditionellen Methodik, ein Gewerk nach dem anderen zu konstruieren und die Konstruktionsdaten von der Mechanik über die Elektrotechnik bis zur SPS-Programmierung sozusagen durchzureichen und zu bearbeiten.