Ideen für Maschinenbauer

Foren - Bisher hat der Arbeitskreis Mechatronik drei Foren veranstaltet. Fast 500 Teilnehmer haben sie besucht. Nr. 4 folgt am 1. Februar 2007 bei Wittenstein in Igersheim. Ein kleines Fazit der bisherigen Foren. Teil 1

09. November 2006

Charakteristisch für die Foren ist zunächst einmal der Fokus auf den Maschinenbau. Keine Branche schöpft mehr Nutzen von der Mechatronik als der Maschinenbau. Das zeigt sich auch im zweiten Alleinstellungsmerkmal der Veranstaltungsreihe: der ›OpenSpace‹-Diskussion.

Mission Software

Dort werden die Themen diskutiert, wie man die Chance Mechatronik nutzt, welche Vorteile Mechatronik verschafft, und last, not least welche Erfolgsmodelle es bereits gibt. Acht Themenblöcke haben sich in den Open-Space-Konferenzen herauskristallisiert.

Ein in allen Konferenzen präsentes Thema ist die Rolle der Software in der Mechatronik. Hier reicht das Spektrum von der Frage der Software-Integration im Maschinenbau, dem Wissensmanagement, der Überlegung, wie Software-Kompetenz in die mechanische Konstruktion einfließt, über die Methoden der Softwareentwicklung zur Mechatronik zu Reifegradmodellen bis hin zu den Tools, die Mechanik, Elektronik und Software in einem Projekt synchronisieren können. Mechatronisches Arbeiten erfordert die zunehmende Integration und Synchronisation aller Disziplinen. Wie die Prozesse und Ergebnisse der einzelnen Fakultäten ineinander geführt und abgebildet werden können, war Thema dieser Diskussionsgruppe, an der 30 Teilnehmer des 3. Forums mitwirkten.

Doch die Tools sind nicht alles, was Synchronisation vorantreibt war ein Ergebnis aus dieser Arbeitsgruppe. Auch der zwischenmenschliche Umgang spielt eine wichtige Rolle. Mangelndes Verständnis und fehlende Kommunikation zwischen den Disziplinen erschwert die produktive Zusammenarbeit. »Aus Sicht des Projektmanagements sind daher wöchentliche Treffs notwendig, in denen ein Abgleich zwischen dem Soll- und dem Ist-Plan erfolgt. Anhand der Treffs können sich die einzelnen Teams synchronisieren«, formuliert Rainer Stetter, der diesen Arbeitskreis moderierte.

Simulation: Eindeutig ein Fall für Software ist auch die Simulation. Immer mehr Endkunden fordern die Maschinen- und Anlagensimulation schon vor der Fertigung der Maschine. »Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für den Maschinenbauer und seine Unterlieferanten«, lautete ein Diskussionsthema beim ersten OpenSpace zum Thema Simulation in Esslingen, das Sascha Fischer moderierte. Er vertritt Siemens A& im mechatronischen Arbeitskreis. Hinterfragen hat gute Tradition in den OpenSpace-Arbeitsgruppen, die beiden Gretchenfragen zur Simulation lauteten: »Wer schlägt den Takt an in der Simulation, und wer hat den größten Nutzen von einheitlichen Simulationsmodellen?«

In der zweiten Forumsrunde in Blomberg wurde gefragt, ob Simulation tatsächlich Mechatronik ist oder ob sie auch ohne funktioniert. Eindeutiger Tenor: Der Mechatronische Ansatz ist zwingend notwendig für eine aussagekräftige Maschinensimulation. »Denn mit einem mechatronischen Maschinenmodell lassen sich Entwicklungen absichern, Produkte schneller an den Markt bringen, Fehler einfacher finden und Inbetriebnahmen schneller vorbereiten«, so das Fazit. Und die Software soll verbinden, was ursprünglich getrennt war. »Heute werden mechanische Konstruktionen, elektrische Schaltpläne und Softwaremodule häufig noch in unabhängigen Programmen entwickelt. Doch sobald eine Komponente eine mechatronische Funktion aufweist, ist es sinnvoll, diese Funktion in Zukunft auch in einer gemeinsamen Sprache zu beschreiben. »Heute bieten Firmen 3D-CAD-Zeichnungen ihrer Produkte zum Download an. »Morgen werden es mechatronische Funktionsbausteine sein«, formulierte es Jochen Bretschneider, Siemens A& . Wie weit eine sinnvolle mechatronische Simulation gehen sollte, beschäftigte eine Arbeitsgruppe beim dritten Forum in Stuttgart. Ein Schwachpunkt ist heute noch die gängige Datenbasis der Simulation. »Gewünscht ist zum Beispiel ein Simulationstool, das Mechanik (CAD, FEM, MKS), Steuerung und Regelung innerhalb einer Benutzeroberfläche erfasst«, lautet eine Forderung aus dieser Arbeitsgruppe.

Mechatronik auf den Begriff gebracht

Wenn geklärt werden soll, was alles mit Fug und Recht den Titel Mechatronik tragen darf, sollte der Begriff Mechatronik selbst geklärt werden. Das ist leichter gesagt, als verbindlich definiert, wie die Diskussion in zwei Arbeitskreisen zeigte. In der ersten Forumsrunde in Esslingen wurden in einer Arbeitsgruppe Definitionsentwürfe aus der Sicht des Maschinenbaus besprochen. Dazu einige Statements: »Das Engineering einer Maschine kann mechatronisch ausgerüstet sein, die daraus entstehende Maschine selbst aber klassisch aufgebaut sein«, oder »Ziel der Mechatronik ist u.?a. die Abbildung eines mechanischen Gebildes wie einer Königswelle oder Kurvenscheibe als elektromechanisches System«. Ein weiterer Vorschlag: »Mechatronik sollte eine Einheit zum Beispiel aus Motor und Steuerung darstellen. Wie kompliziert, etwas auf den ersten Blick Einfaches sein kann, zeigt auch eine Frage, die in dieser Arbeitsgruppe diskutiert wurde: »Ist die komplette Maschine, die aus mehreren mechatronischen Modulen besteht, automatische ein mechatronisches Gesamtsystem?

Klar, dass bei so vielen möglichen Betrachtungen keine kurze und eindeutige Begriffsdefinition unumstößliche Wahrheit versprechen kann. Es lebe der Kompromiss und mit ihm die Grundbestandteile des Begriffs: Mechatronik besteht immer aus Mechanik, Elektronik und IT. Sie stellt die Funktionalität in den Vordergrund. Sobald einer der drei Teile fehlt, kann die Funktionalität nicht mehr erfüllt werden. Mechatronik hilft also, Maschinen nach Funktionalitäten zu modularisieren und flexibler zu machen.

Was Mechatronik bringt, hängt nicht nur von der optimalen Verbindung ihrer Teile ab. Das gute Zusammenspiel zwischen Modularisierung, Standardisierung, Miniaturisierung und der mechatronischen Entwicklung war auch beim dritten Forum in Stuttgart ein Diskussionsthema.

Dazu einige Statements aus der Arbeitsgruppe, die Wilhelm Grabbe, der Leiter des hauseigenen Maschinenbaus bei Phoenix Contact moderierte: Standardisierung ist eine Voraussetzung für eine Modularisierung mit mechatronischen Komponenten beim Maschinebauer. Mechatronik unterstützt zwar eindeutig die Modularisierung, allerdings hemmen Vorgaben und Anforderungen des Kunden häufig das Modularisieren. »Um immer auf den Kundenwunsch eingehen zu können, müssen mechatronische Module parametrierbar sein«, forderte die Arbeitsgruppe.

Koordination/Netzwerke/Engineering

Mechatronik ist immer eine Frage der Kommunikation. Entscheidend für den Erfolg mechatronischer Projekte ist, die vielen Schnittstellen frühzeitig zu koordinieren. Die Arbeitsgruppe, die dieses Thema beim ersten OpenSpace erörterte, setzt Koordination unter folgende Prämissen: Frühzeitig, das heißt schon beim Lastenheft, gehören alle Beteiligten an einen Tisch, um die Funktionalitäten zu definieren. Dann muss geklärt werden, wer was macht. Transparenz und eindeutige Aufgabenteilung ist für jeden Prozessschritt bis hin zum nächsten Quality Gate wichtig.

Keine Frage, dass der Erfolg auch davon abhängt, wie zielorientiert und wie methodisch festgelegt gearbeitet wird. Das interdisziplinäre Denken sollte bis hin zur Führung des Unternehmens reichen, »die Impulse gibt und auch bereit sein sollte, Verantwortung für den mechatronischen Weg zu übernehmen«, fordert die Arbeitsgruppe. Dazu gehöre ganz im Sinne der Mechatronik die Fähigkeit zur Kommunikation, also zuhören, aufeinander eingehen, den Mut haben nicht »besser zu wissen, sondern zu fragen«. Beim zweiten Forum wurde dieses Thema fortgesetzt. Die Frage, die im OpenSpace gestellt wurde und anschließend in die Arbeitsgruppe ging, lautete: Wie kann mechatronisches Denken in den Betrieb integriert werden? Chancen wurden in einem übergreifenden Projektmanagement gesehen, das als ›Verbindungstool‹ zwischen den Bereichen agiert: »Das Projektteam ist die Keimzelle des mechatronischen Denkens«. Mehr zum Forenfazit lesen Sie in der nächsten :K. Peter Schäfer

Peter Schäfer

Erschienen in Ausgabe: 08/2006