Standardisieren – aber wie?

Die Nutzung von Synergie-Effekten mit Vorgängerprojekten ist Ziel eines jeden Maschinenbauers. Die systematische Wiederverwendung mechatronischer Module ist ein probates Mittel hierzu. Doch welcher Detaillierungsgrad...

Die Nutzung von Synergie-Effekten mit Vorgängerprojekten ist Ziel eines jeden Maschinenbauers. Die systematische Wiederverwendung mechatronischer Module ist ein probates Mittel hierzu. Doch welcher Detaillierungsgrad ist bei der Modularisierung der Produktionstechnik im Einzelfall zu wählen?

Die zunehmenden Vernetzung von Mechanik, Elektronik und Software im Maschinenbau ruft förmlich nach der Einführung mechatronischer Entwicklungsprozesse. Ziel dabei ist die Zusammenführung und Integration der bisher getrennt existierenden Standards und die Integration der mechatronischen Disziplinen in einem domänenübergreifenden System. Ein mechatronisches Modul beinhaltet demzufolge mechanische, elektrische und softwaretechnische Informationen, die in Form von Zeichnungen, Schaltplan-Makros, Code-Fragmenten oder ähnlichem hinterlegt sind.

Durch ständige Pflege der mechatronischen Module erreichen diese einen höheren Reifegrad, als dies für eine Einzelentwicklung denkbar ist. Neben den Qualitätsvorteilen ist die Zeitersparnis ein gewichtiges Argument für einen solchen Ansatz. Allerdings: Der Aufwand zur Erstellung und Pflege der Standards steigt mit deren Gliederungstiefe, was sich letztlich auf der Kostenseite niederschlägt. Ergo gilt es, die Vor- und Nachteile beziehungsweise das Aufwand-Nutzen-Verhältnis einer Standardisierung im Einzelfall exakt abzuwägen.

Die 80:20-Regel

Eine mechatronische Entwicklung startet mit der Projektierungsphase. Hier erfolgt das Zusammenfügen und Parametrieren einer neuen Maschine zum „80 %“-Stand auf der Basis der vorhandenen Mechatronik-Module. Im Anschluss werden durch klassisches Engineering die Restumfänge zu 100 % auskonstruiert. Dieses Vorgehen reduziert die Engineering-Umfänge, löst sequenzielle Vorgehensweisen auf und synchronisiert die Prozesse.

Mit dem Einsatz moderner Engineering-Werkzeuge lassen sich weite Teile der Projektierung automatisieren. Dazu ist es notwendig, die Gesamtheit der erstellten mechatronischen Module in einem Baukasten abzubilden. Hierbei handelt es sich in der Regel um digitale Daten und letztendlich Software. Damit stellt sich für Unternehmen die Frage, wie das Baukastensystem langfristig zu beherrschen ist, damit nicht die Gefahr einer „Baukastenkrise“ droht. Ergo gilt es zu klären, wie im Einzelfall ein mechatronischer Standard für eine Maschinentechnik aufzubauen ist und wie sich der Standardisierungsprozess organisatorisch umsetzen lässt.

Eine zentrale Aufgabenstellung in diesem Zusammenhang ist zunächst die Einteilung einer Maschine in Untereinheiten anhand verschiedener Kriterien. Diese mechatronische Modularisierung kann funktional oder komponentenorientiert erfolgen. Bei einer funktionsorientierten Vorgehensweise werden die einzelnen Module eines Systems entsprechend der Funktion definiert, die sie erfüllen. Dabei lassen sich mehrere Hierarchie-Ebenen unterscheiden: Zum einen Basisfunktionen wie beispielsweise Transportieren, Fügen oder Prüfen; zum anderen gekapselte Funktionen, die mehrere Basisfunktionen zusammenfassen.

Generell lässt sich das Einführungsvorgehen in drei Phasen aufteilen. Zunächst wird in einer Vorentwicklungsphase ein Benchmark über verfügbare Engineering-Tools und für ein oder mehrere Systeme jeweils ein Pilotprojekt durchgeführt. Dabei ist es wichtig, dass ein Kernteam aus möglichst wenigen und kompetenten Fachleuten aus allen betroffenen Disziplinen erste Erfahrungen mit dem neuen System sammelt und Methodenwissen erwirbt.

Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt in der zweiten Phase die Vorbereitung der Einführung. Dazu muss zum einen entschieden werden, wie die mechatronische Standardisierung umgesetzt werden soll. Zum anderen sind danach entsprechende Richtlinien zu erarbeiten. Bei der darauf folgenden Integration der definierten Standards und Abläufe in eine Organisation ist auf eine möglichst schnelle Umsetzung zu achten, damit diese nicht durch das Projektgeschäft nach altem Muster „überlebt“ werden. Entscheidend ist dabei die Betreuung und Durchsetzung durch das Kernteam als Treiber in begleitenden Schulungen, wobei an dieser Stelle gezielt Multiplikatoren beziehungsweise Motivatoren eingesetzt werden sollten, um möglichst viele Beteiligte aus allen Disziplinen zu erreichen. Langfristig muss die Organisation die Aufgaben der Erstellung neuer Standards und der Pflege des Bestands selbstständig durchführen, während sich das Kernteam aus dieser Aufgabe zurückzieht. (Günter Herkommer)