Präzision durch Simulation

Nach Einschätzung von Martin Greif, Manger in der Business Unit Industrie bei Bachmann electronic, sieht der europäische Maschinenbau zu Recht den Trend, dass sein Know-how zunehmend nach China abwandert. „Zu befürchten ist, dass von dort eine gute Technologie zu wesentlich günstigeren Kosten zurückkommt“, erklärt er dazu. Die chinesischen Maschinenbauer holen technologisch massiv auf, sie benötigen lediglich noch wenig Optimierung, um zum europäischen Standard aufzuschließen.

Eine Folge sei, schließt Martin Greif daraus, dass sich die europäischen Hersteller zunehmend gegen potenzielle Low-Cost-Anbieter aus China behaupten müssten. Als Konsequenz daraus folgert er, dass europäische Hersteller darauf reagieren und einen Weg finden sollten, um auch in Zukunft bestehen zu können.

Eine der größten Herausforderung wird nach seiner Meinung darin bestehen, genügend Differenzierungsmöglichkeiten zu finden: „Das fehlende Vertrauen der Endkunden in chinesische Maschinen und der vermeintlich schlechtere Service ist endlich. Unsere Kunden merken außerdem, dass die Auftragslage im klassischen Serienmaschinebau rückläufig ist. Jeder Kunde möchte heute eine individuelle Maschine.“ Das schlägt sich jedoch in der Komplexität nieder. Um die damit verbundenen Anforderungen zu erfüllen, sind zunehmend leistungsfähigere Entwicklungsprozesse erforderlich.“

Bachmann electronic, feste Größe in den Bereich Industrie und der erneuerbaren Energien, möchte den europäischen Maschinenbau wieder stärker in den Fokus rücken. Als Martin Greif 2013 die Leitung der Business Unit Industrie übernommen hat bestand seine Aufgabe darin, eine Strategie zu entwickeln, mit der das Unternehmen seine Position im Maschinen- und Anlagenbau weiter stärken kann: „Wir haben uns im klassischen Schwermaschinenbau umgesehen, bei der Hüttentechnik, bei Walzwerken und bei der Gießereitechnik. Wir haben Sinterpressen und die Umformtechnik analysiert und uns überall dort kundig gemacht, wo im großen Stil Metall verarbeitet wird.“

Doch auch dieser Bereich ist nach Einschätzung Greifs permanenten Veränderungen unterworfen, und das Know-how der Kunden hat sich weiterentwickelt. Mit der klassischen Regelungstechnik, so die Erfahrungen, lassen sich viele der heute komplexen Aufgaben nicht mehr lösen. „Die Kunden kämpfen in der Regel mit zu vielen Maschinenvarianten und sind aufgrund der daraus resultierenden Kosten kaum mehr in der Lage, die auch hier geforderte Individualität zu liefern.“

Da auch die klassischen Schwermaschinenbauer gezwungen sind, effizient zu arbeiten, besteht eine der Herausforderungen darin, Zukunftsthemen, aktuelle Trends und moderne Technologien aufzugreifen. Als eine solche Technologie sieht Greif die modellbasierte Entwicklung beispielsweise für die Regelung von Pressen, bei der nicht mehr programmiert sondern lediglich parametriert wird. Mithilfe physikalischer Modelle lassen sich solche sehr komplexen Aufgabenstellungen einfach analysieren und strukturieren.

„Unsere Aufgabe besteht nun darin, die modellbasierte Entwicklung mit dem regelungstechnischen Know-how des Prozesses möglichst schnell für den Maschinenbauer in die Anwendung zu bringen“, so Martin Greif.

Deshalb betrachtet er es heute als Glücksfall, mit der Firma Cosateq zusammen gekommen zu sein. Das Unternehmen verfügt über umfangreiche Kompetenzen, wenn es darum geht, komplexe Prozesse modellbasiert zu analysieren und zu optimieren. „Bei den ersten Gesprächen haben wir schnell Synergien gefunden. Aus den bei Cosateq erstellten physikalischen Modellen und Simulationen kann einfach der entsprechende Code für die M1-Steuerungen generiert werden“, erläutert Martin Greif. Gemeinsam ist man heute in der Lage, die Kunden vollumfänglich zu beraten.

Der Prozess beginnt bei der Analyse einer bestehenden Maschine hinsichtlich Hydraulik oder Servoelektrik, Sensorik sowie den Regelungseigenschaften. Darauf basierend erfolgt die Optimierung der Regelung, was zu einer deutlich höheren Präzision im Prozess führt. Das gilt beispielsweise für eine Metallpulverpresse, bei der Veränderungen im Mikrometerbereich sowie bei der Zykluszeit bereits zur Optimierung der Qualität führen. „Dass wir anschließend auf einfache Weise den Steuerungscode generieren können, schließt die Kette“, so Martin Greif.

Ein Vorteil dieser Arbeitsweise besteht darin, die optimierten Betriebseigenschaften zurück ins Modell spielen zu können, sodass ein Hardware-in-the-Loop-Aufbau entsteht. Damit sind die Anwender in der Lage, die eigene Applikation weiter zu optimieren.

Sowohl Bachmann als auch Cosateq bewegen sich in der Simulink-Umgebung von Mathworks. Deshalb lassen sich Daten ohne Verluste austauschen und aus den Modellen auf einfache Weise Programm-Code für die Steuerungen generieren. Cosateq nutzt mit M-Target die Bachmann-Schnittstelle zu Simulink. Wie bereits erwähnt hat Cosateq unter anderem einen Regler für Metallpulverpressen oder Ziehkissen entwickelt, der sich sehr schnell auf die Steuerungen von Bachmann portieren lässt.

„Da der Maschinenbau zunehmend auf Experten setzt, deren Spezialität nicht die Steuerungsprogrammierung sondern die modellbasierte Entwicklung ist, tragen wir mit unserer Kooperation einem aktuellen Trend Rechnung“, bestätigt Greif.

Ziel der beiden Partner ist es nun, die gemeinsame Beratungs-Kompetenz weiter auszubauen und in der Stahl- und Schwerindustrie stärker Fuß zu fassen bzw. gemeinsam neue Märkte zu erschließen. Die Unternehmen kennen die Prozesse der Kunden, sie kennen die Hersteller und ihre Technologien.

„Bei allen Unternehmen, mit denen wir erste Projekte durchgeführt haben, werden weitere folgen“, prognostiziert Martin Greif. Da mithilfe der modellbasierten Entwicklung schnell Ergebnisse erzielt werden können, lässt sich in kürzester Zeit eine vertrauensvolle Zusammenarbeit aufbauen. I

Bachmann electronic GmbH

Feldkirch/A

Tel. +43 5522 34 97-0

Hannover Messe:

Halle 27, Stand M34

Mehr Informationen über die Regelungstechnik von Cosateq:

http://t1p.de/k9ro