Bordnetzprozess 4.0 Zeit für einen Paradigmenwechsel

Wachsende Komplexität erfordern eine Überarbeitung der etablierten Designmethoden.
Andere Branchen, wie die Software-Industrie, haben Lösungen gefunden, von denen auch die Kabelsatzentwicklung profitieren kann

Standardformate wie KBL oder VEC stellen wichtige Schritte in Richtung einer digitalen Beschreibung von Kabelsatzdaten dar. Die wachsende Komplexität sowohl der Bordnetze als auch der Entwicklungsprozesse erfordern jedoch eine Überarbeitung der etablierten Designmethoden.

Das Thema Industrie 4.0 ist derzeit in aller Munde. Die Kommunikation zwischen Maschinen und Anlagen schickt sich an, über die Grenzen der Werkhallen hinaus zu wachsen und sich zu einem Unternehmen und Wertschöpfungsketten umspannenden Netzwerk auszuweiten, in denen Materialien, Halbzeuge und Produkte einen weitgehend autonomen Prozess von der individuell konfigurierten Bestellung bis hin zur Auslieferung durchlaufen.

Ein ähnliches Phänomen beobachten wir derzeit beim Automobil: Sicherheits-, Regel- und Komfortsysteme werden in naher Zukunft nicht nur innerhalb des Fahrzeugs miteinander kommunizieren, sondern auch mit anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur umfangreiche Informationen in Echtzeit austauschen. Dem Bordnetz als einem der Hauptinnovationsträger im Fahrzeug kommt bei dieser Entwicklung eine Schlüsselrolle zu.

Es gibt somit gute Gründe, in Anlehnung an den Begriff „Industrie 4.0“ auch von einem „Bordnetzprozess 4.0“ zu sprechen, denn die erweiterten Anforderungen an das Bordnetz der Zukunft werden ebenso wie die Anforderungen an die erweiterte Wertschöpfungskette im Sinne von Industrie 4.0 neue Anforderungen an den Produktentstehungsprozess nach sich ziehen. An erster Stelle ist hier in beiden Disziplinen das Stichwort „Digitalisierung“ zu nennen: Um in einer unternehmensübergreifenden Wertschöpfungskette im Sinne von Industrie 4.0 in einem weitgehend autonomen Prozess automatisiert produziert werden zu können, muss jeder Lieferbestandteil vollumfänglich digital beschrieben sein.

Ausgangspunkt: Der aktuelle Bordnetzprozess

Diesem Anspruch müssen auch das automobile Bordnetz und sein Entstehungsprozess genügen. So beginnt der Bordnetzprozess heute in der Regel mit einer Konzeptstudie, bei der verschiedene Implementierungsalternativen einer Bordnetzarchitektur unter den Gesichtspunkten Bauraumbedarf, Kosten, Gewicht und Haltbarkeit gegenüber Umwelteinflüssen bewertet werden. Das ausgewählte Konzept wird dann zunächst im Rahmen eines Gesamtschaltplans sowie eines digitalen 3D-Modells dargestellt und zur Detaillierung an die elektrotechnische Kon­struktion weitergegeben. Schließlich wird der auf diese Weise erstellte digitale Kabelsatz in einem standardisierten Format beschrieben und an den Kabelsatzfertiger als Produktionsgrundlage transferiert.

Zu diesem Zweck wurde vom VDA in der Arbeitsgruppe Fahrzeugelektrik im Arbeitskreis CAD/CAM auf der Basis des STEP-AP-212-Formats das Datenaustauschformat KBL entwickelt (Bild 1). KBL steht für das deutsche Wort „Kabelbaumliste“ und ist die offizielle Empfehlung des VDA für den systemneutralen Austausch standardisierter Kabelsatzdaten. Durch die Definition von KBL wurden die Voraussetzungen geschaffen, dass Fahrzeughersteller (OEMs) und Kabelsatzhersteller über ein neutrales Datenformat firmenübergreifend zusammenarbeiten können.

In der Praxis transportiert die nackte KBL-Datei heute nicht 100 % der Daten, die zum Bau oder zur Wareneingangskontrolle eines Kabelsatzes benötigt werden. Daher spielt die Grafik – sprich die explizite Kabelsatzzeichnung – nach wie vor eine wichtige Rolle. Beispiele für fehlende Informationen im KBL-Format sind etwas spezielle Bemaßungen oder Verbauungsanweisungen, die üblicherweise als Textanweisung oder als grafische Symbolik der Zeichnung mit auf den Weg gegeben werden. Ein typisches Beispiel sind die „Ausbindungsuhren“, die die Abgangsrichtung eines Bündels visualisieren.

Um einen effektiven Austausch-Prozess trotzdem zu unterstützen, hat Zuken eine temporäre Lösung entwickelt: In dieser Lösungen bildet das KBL-File die Basis, zu der die Kabelsatzzeichnung als SVG-Grafik gepackt und verlinkt wird. Beides wird dann in einen Container gezippt und kann als „Ein-File-Transfer“ an die Prozesspartner transferiert werden. Ergänzend dazu wird ein Werkzeug (Produktname: E³.Harness Analyzer) angeboten, das diese Container-Daten anzeigen und analysieren kann (Bild 2).

Die nächste Entwicklungsstufe ist ein Datenmodell, das ohne grafische Zusatzinformationen auskommt und dem man in der Kabelsatzfertigung blind folgen kann. Diesen Anspruch erhebt das von ProSTEP und VDA aus der Taufe gehobene Format VEC, oder Vehicle Electric Container. VEC stellt eine umfassende Weiterentwicklung von KBL dar, da es nicht nur den einzelnen Kabelbaum, sondern das gesamte elek­trische System abdeckt. Zuken unterstützt das VEC-Format und arbeitet intensiv im ECAD-Implementor-Forum mit.