Durchdacht und effizient: SAP-gestützte Prozesskette bei POLYRACK.

Von der Entwicklung bis zur Katalogproduktion.

Vor über 30 Jahren wurde die Polyrack Electronic-Aufbausysteme GmbH gegründet. Firmenchef Horst Rapp startete 1979 mit der Fertigung von Gehäusen für Elektroniksysteme; inzwischen ist aus der Zwei-Mann-Firma eine ganze Unternehmensgruppe mit etwa 300 Mitarbeitenden geworden. Ein wichtiges Element der Firmenphilosophie ist die Lieferung von kompletten Systemlösungen und Engineering-Dienstleistungen. Der Anteil kundenspezifischer Produkte liegt bei etwa 75 Prozent, der Rest teilt sich in Standardgehäuse und weitere zehn Prozent kundenspezifischer Teile, die als Modifikation von Standardprodukten entstehen. Oft kommt vom Kunden lediglich ein Designvorschlag oder ein Modell der Elektronik, und die Gestaltung und Auslegung des Gehäuses wird vom Polyrack-Teamdurchgeführt. Dabei sind die Losgrößen sehr unterschiedlich: während manche Gehäuse tatsächlich nur einmal gebaut werden, laufen andere in Serien von 200 bis 300 Stück pro Monat vom Band.

Integrierte Lösungen.

Seit dem Jahr 2001 nutzt Polyrack das CAD-System SOLIDWORKS. Inzwischen sind mehrere Lizenzen im Einsatz, nicht nur in der Konstruktion, sondern auch in der Fertigung und im Bereich Kunststofftechnik. Von Anfang an war es Philosophie im Hause Polyrack, die CAD-Installation nicht als Insellösung zu etablieren, sondern sehr stark in die anderen IT-Prozesse im Haus zu integrieren. Die Verknüpfung zwischen SOLIDWORKS und SAP ist dabei ein integraler Bestandteil, die Verbindung bis in die Fertigung die andere. Schließlich wurden auch die Dokumentation und Erstellung von Katalogen in den Prozess integriert. Polyrack wurde bei der Umsetzung durch das Team der Bechtle PLM Deutschland GmbH unterstützt, die nicht nur beraten und Support leisten, sondern auch Makros erstellten, um beispielsweise die Verknüpfung zur Stanz-Laser-Blechfertigung sehr effizient macht.

„Wir nennen es ‘intelligente DXFs‘“, sagt Konstruktionsleiter Bernd Knab. „Wir erstellen die DXF-Dateien aus dem 3D-Modell des Blechteils, das wir in SOLIDWORKS abwickeln. Dann startet ein mit SOLIDWORKS gemeinsam entwickeltes Makro, das bestimmte Geometrien mithilfe einer Feature-Erkennung identifiziert und durch Ein- und Ausblenden von Features bestimmte 3D-Symbolgeometrien erstellt. Dann werden zur Abwicklung diese Geometrien als eindeutige Symbole in das 2D-Format sichtbar. Die Software, die wir zur NC-Programmierung der Blechfertigungsmaschinen verwenden, erkennt diese Symbole und ersetzt sie durch Serien von Bearbeitungsschritten.“

SOLIDWORKS-ERP-Kopplung.

Ein gutes Beispiel ist ein Gewindedurchzug. Dieser entsteht, indem das Blech gelocht und dann ‘düsenförmig‘ gezogen wird. Danach wird in diese Düse ein Gewinde geschnitten. Dieser wird im DXF durch zwei konzentrische Kreise definierter Größe symbolisiert. Beim Einlesen in das NC-Programmiersystem werden an dieser Stelle die Bearbeitungsschritte ‘Loch stanzen‘, ‘Düse ziehen‘ sowie ‘Gewinde schneiden‘ eingesetzt. „Ursprünglich hat Bechtle PLM die Makros entwickelt, aber inzwischen passen wir sie an neue Softwareversionen selbst an“, ergänzt Knab. Im Jahr 2003 realisierte Polyrack eine Direktkopplung zwischen SOLIDWORKS und dem ERP-System SAP mittels der von Bechtle PLM entwickelten Schnittstelle Porta~X. Knab erinnert sich: „Wir wollten aus mehreren Gründen direkt an SAP koppeln, ohne ein PDM-System dazwischenzuschalten. Der erste und einfachste Grund war, dass wir so nur einen Ansprechpartner haben, zudem hätte eine zusätzliche Softwareschicht den Administrationsaufwand erhöht. Der wichtigste Grund ist allerdings, dass wir möchten, dass die Daten aus der Konstruktion im ganzen Unternehmen zur Verfügung stehen. Das Porta~X-Bedienkonzept – das grob gesagt so aussieht, dass sich die Schnittstelle möglichst unauffällig in SOLIDWORKS einfügt und dem Konstrukteur möglichst weitestgehend die Arbeit mit SAP erspart – gefiel mir sehr gut, und so fiel die Entscheidung leicht.“

Analyse zur Optimierung der Wärmeabfuhr.

Im Jahr 2008 erweiterte Knab die Entwicklungsumgebung mit der Strömungssimulation SOLIDWORKS Flow Simulation. Dies wird überwiegend im Dienst der Kunden genutzt, um die Wärmeverteilung und die Wärmeabfuhr in den Gehäusen zu simulieren und die Einhaltung der gewünschten Grenzwerte zu überprüfen. Bernd Knab erläutert: „Wir berücksichtigen dabei die 3D-Modelle der elektronischen Einbauten ebenso wie die Wärmequellen. Vor einiger Zeit konnten wir einem Kunden Hilfestellung geben, wie er sein Motherboard und seine Steckkarten umplanen muss, um eine optimale Wärmeabfuhr gewährleisten zu können.“ Als Ergebnis konnte Polyrack ein optimiertes Design für das Motherboard und angepasste Platinen liefern. Später wurde dasselbe Gerät nochmals analysiert, um zu klären, ob das Design mit stärkeren Prozessoren, die mehr Abwärme produzieren, noch die Grenzwerte einhalten würde. Dank der leistungsfähigeren Computerhardware konnten fast fünf Millionen Zellen in 24 Stunden berechnet werden.

Das Ergebnis lag bis auf zwei Grad an den Messungen des Kunden am realen Produkt. „Wir haben gerade das SOLIDWORKS Modul Electronic Cooling gekauft, um mit realen Modellen statt der bisher verwendeten Ersatzmodelle für die elektronischen Bauteile arbeiten zu können.“ erklärt Bernd Knab die weiteren Pläne für die Simulationen.

Fotorealistische Bilder direkt aus CAD.

Konstrukteur Thomas Fretz, der mit SOLIDWORKS Composer arbeitet, erläutert: „Bisher hatten wir die Bilder in SOLIDWORKS erzeugt, indem wir das Modell so positionierten, wie wir es wollten und dann ein JPG-Bild exportierten. Die von SOLIDWORKS erzeugten Ansichten sind jedoch nicht so ansprechend wie diejenigen, die SOLIDWORKS Composer generiert. Der Composer kann Bilder erzeugen, die dem gängigen Illustrationsstil mit verschiedenen Strichstärken entsprechen. Sie sind dadurch wesentlich klarer und schneller erfassbarer als die SOLIDWORKS Ansichten, die jede Kante in derselben Strichstärke darstellen.“ Fretz weiter: „In SOLIDWORKS Composer lässt es sich extrem effizient arbeiten, weil man die Einstellungen, wie man Abbildungen haben möchte, nur einmal hinterlegt, und diese dann einfach auf verschiedene Modelle anwendet, um eine ganze Reihe von Bildern zu erzeugen. Das Ein- und Ausblenden von Bauelementen, um die gewünschten Einblicke zu bieten, ist ebenfalls sehr einfach. So kann man sehr viele Abbildungen für einen Katalog schnell erstellen.“ Bechtle PLM hat uns hier sehr schnell und flexibel geholfen. Derzeit arbeiten wir gemeinsam mit Bechtle PLM daran, Animationen erstellen zu können, beispielsweise für Montageanleitungen für die Produkte unseres Kunststofftechnikbereichs.“ Die Fotos im Katalog wurden in PhotoView erstellt. Einige Gehäuse waren zum Zeitpunkt der Katalogerstellung noch nicht als reales Produkt verfügbar, weil sie noch nicht gefertigt oder schon an Kunden ausgeliefert waren. So hätte man Prototypen extra für das Fotografieren fertigen müssen, was langwierig und wesentlich teurer gewesen wäre als die Renderings, die Thomas Fretz selbst anfertigte und die im Katalog völlig real wirken.