Neue Synergien im Engineering: Gemeinsame Datenverwaltung unterschiedlicher Disziplinen

Eine gemeinsame Datenbasis für alle Elektro-Planungs-Schritte und korrespondierende Systeme bietet mehr Sicherheit und reduziert den Schnittstellen-Aufwand, der heute noch der Preis ist für die allseits geforderte Durchgängigkeit. Ein Beispiel: Antriebe, die in einer Anlage eingesetzt werden, beinhalten heute viel mehr Daten als noch vor wenigen Jahren, unterhalten Beziehungen zu anderen Objekten oder Informationen und können auf vielerlei Dokumenten ihre Spuren hinterlassen. Die Antriebe sind nicht mehr nur auf einem Stromlaufplan dargestellt, sondern kommen auch als Ziel in einer Kabelbelegungsliste oder einem Klemmenplan vor, in einer Anlagenübersicht als Einstrichschema oder in der Stückliste. Sie unterhalten Beziehungen zur Steuerungssoftware, die sie kontrolliert – und falls sie eine eigene Intelligenz an Bord haben, besitzen sie gegebenenfalls noch eine Bus-Adresse. Sollten sie eine Pumpe antreiben, kann dies Bezüge zur Hydraulik mit ihren entsprechenden Dokumenten nach sich ziehen. Ergänzend zu diesen Datenspuren, die ein Objekt allein in der automatisierungstechnischen Betrachtung hinterlässt, gibt es die mechanischen Spuren, wie die Repräsentanz in einem 3D-Modell oder den Wunsch, Zugriff auf Datenblätter oder Beschreibungen des Geräteherstellers zu haben. In einer bestehenden Anlage kommen dazu noch die Verwaltung des Antriebs als Anlagengegenstand oder die entsprechenden Wartungspläne. Je nach Einsatzfall lässt sich diese Liste noch lange fortführen. Während Beteiligte an Planungsprozessen aus dieser Datenmenge gezielt Informationen nutzen oder bearbeiten wollen, stellt sich für diejenigen, die diese Daten administrieren müssen, die Frage, wie man sie sicher verwaltet, archiviert, bereitstellt und verwahrt. PDM-Archivierung macht Dokumente \’dumm\‘ Da die Autorensysteme, also die Werkzeuge, mit denen Daten oder Dokumente geschaffen werden, lange Zeit jeweils nur eine der vielen Disziplinen abdeckten, haben sich mit dem Ziel der Vereinheitlichung der Datenhaltung und -Bereitstellung Systeme für das Elektronische Dokumentenmanagement (EDM), Produktdatenmanagement (PDM) oder (Product Lifecycle Management (PLM) herausgebildet. Sie bilden die gemeinsame Klammer um alle Autorensysteme, indem sie die geschaffenen Daten aufnehmen, katalogisieren und bei Bedarf für die Bearbeitung im Originalformat, aber auch zur Ansicht in einem neutralen Format (TIFF, PDF) wieder bereitstellen. Dabei sind diese Systeme gezwungen, sich auf den kleinsten gemeinsamen Nenner zu beschränken, das heißt die Daten der einzelnen Autorensysteme werden gekapselt (im Container) gehalten. Dadurch jedoch verlieren die in den Containern enthaltenen Objekte ihre Vernetzung. Das beispielhafte Antriebsaggregat findet sich also auf dem Stromlaufplan im ECAD-System (und damit in dessen Container), im Hydraulikplan in einem weiteren System usw. Mit viel Glück findet man heraus, auf welchen Dokumenten der Antrieb auftaucht, doch eine direkte Navigation zwischen den Dokumenten der einzelnen Disziplinen ist in der Regel nur mit viel Aufwand in der Datenaufbereitung möglich. Wenn man, wie so oft, die Dokumente der Elektrotechnik als einzelne PDF- oder TIFF-Seiten ins PDM eincheckt, ist selbst dort der hohe Vernetzungsgrad der Daten (Verdrahtung, Verweise, Mehrfachdarstellungen usw.) weder wiederzufinden noch für intelligente Navigation nutzbar. Mit anderen Worten: Die Daten sind sicher aufgehoben, Dokumente sind über ihre Katalogisierung auffindbar, aber inhaltlich sind sie \’verdummt\‘. Kombination von Autorensystem und intelligenter Datenbasis Der Ausweg aus diesem Dilemma kommt heute von Seiten der Autorensysteme. Dazu betrachteten Software-Profis die Disziplinen grundsätzlich danach, ob deren Arbeitsgebiete eng oder lose miteinander verknüpft sind. Entscheidend war nicht, dass die beteiligten Menschen oder Abteilungen bisher eng zusammenarbeiten, sondern das Potenzial zur Zusammenarbeit. Eine hohe Affinität ist z.B. gegeben, wenn dasselbe reale Objekt einer Anlage in unterschiedlichen logischen Zusammenhängen in der Dokumentation oder im Engineering auftaucht. Besonders interessant wird es, wenn zwischen den Dokumenten auch Verweise benötigt werden und spätere Nutzer der Daten z.B. in der Anlagenbetreuung diese zur Navigation nutzen könnten. Die Aucotec AG, dessen Planungssoftware bisher auf elektrotechnische Dokumentation ausgerichtet war, hat diese Chance erkannt und ein System einer neuen Lösungskategorie geschaffen. Das Systemhaus entwickelte mit Engineering Base (EB) ein Autorensystem zur logischen Anlagenbeschreibung mit datenbankbasierter Client/Server-Architektur, das auch die Daten weiterer beteiligter Systeme (3D-Mechanik, Steuerungssoftware usw.) verwalten kann. Dieser Ansatz ist sehr effektiv, da logische Daten den höchsten Vernetzungsgrad haben, so wie zwischen Hydraulikplänen und Stromlaufplan bzw. zwischen den Seiten des Stromlaufplans untereinander. Die bisher einzigartige Plattform beschränkt sich jedoch nicht auf grafische Dokumente, sondern modelliert die Anlagenobjekte selbst. Obwohl der Anwender des elektrotechnischen Autorensystems gewohnheitsgemäß im Stromlaufplan arbeitet, legt Engineering Base nicht nur alle Objekte als Symbole ab, sondern beschreibt sie komplett alphanumerisch. Dadurch können mehr Informationen vorgehalten werden, als für die reine Verbindungsplanung notwendig sind – z.B. Materialdaten und Spezifikationen. Kooperationsplattform für Anlagenplaner, -bauer & -betreuer Die Anwender können dasselbe Objekt auch rein alphanumerisch in einer Listenansicht oder in anpassbaren Dialogen bearbeiten. Die notwendige Konsistenz ist durch die gemeinsame Datenbasis gesichert. So sind mehrere Disziplinen wie Hydraulik, Elektrik und Stücklistenbearbeitung in einem Autorensystem mit verbundener Datenhaltung integriert. Weitere Kandidaten für diese enge Kopplung sind alle Disziplinen mit starken logischen Zusammenhängen, wie Einstrichschemata, mechanische 2D-Aufbaupläne (Schaltschrank) oder Hallenpläne mit Kabelverlegung. Daneben bietet das Tool die Möglichkeit, zu den Dokumenten anderer Systeme zu verknüpfen. Diese Vernetzungen können sowohl zu externen Daten stattfinden als auch innerhalb der Datenbank (Fremddaten-Einbettung); letzteres macht besonders dann Sinn, wenn die Daten projektspezifisch sind, also z.B. mit dem Projekt an Endkunden verschickt werden. MCAD-Integration bei der Schaltschrank-Planung Auch bei Daten anderer Autorensysteme arbeitet Aucotec daran, deren Navigierbarkeit zu nutzen. So kann man beispielsweise von dem anfangs genannten Antrieb nicht nur erkennen, in welchem 3D-Modell er angeordnet ist, sondern direkt dorthin navigieren und in einem weiteren Schritt die gemeinsamen Daten, wie beschreibende Attribute, direkt aus der Engineering-Datenbank in das 3D-System zurückführen. Im Zusammenhang mit dem Schaltschrankbau ist so ein Vorgehen bereits gelungen. Kern der Maschinenbau-Lösung von EB ist der Schaltschrankbau mit 2D- und 3D-Komponenten. Sein Routing ermittelt selbstständig und automatisch den optimalen Weg der Leitungen im Schaltschrank und berechnet gleichzeitig deren genaue Länge. Dabei berücksichtigt das Tool die EMV-Klassen. Danach zeigt EB den prozentualen Füllgrad aller benutzten Kabelkanäle in einer Tabelle an. Aufgelistet sind darin außerdem die Abzweigungs-Koordinaten der Drähte sowie alle Kanäle, die ein Draht im Schaltschrank durchlaufen muss. Mithilfe des 3D-Schaltschrank-Konfigurators von EB erscheinen sämtliche 2D-Platzierungen im Nu auch im 3D-Modell – ohne dass spezielle 3D-Kenntnisse des Anwenders gefordert sind. Die 3D-Lösung, in Kooperation mit Solid Works-Partnern entwickelt, ermöglicht die Feinstabstimmung von Platzierungen im Modell ebenso wie das Einfügen mechanischer Zusatzteile, z.B. Befestigungen oder Ablagesysteme. Anschließend kann der Konstrukteur mit Solid Works dickere Leitungen außerhalb der Kabelkanäle unkompliziert per Hand verlegen. Die Festlegungen in 3D werden per Konfigurator zurück in EBs Datenmodell geschickt, wo die Informationen in allen Sichten verfügbar sind. Ein Prototyp wird überflüssig, man spart teures Leitungsmaterial, und die Kollisionsüberprüfung ergibt sich aus dem Modell. Die Schaltschrankfertigung bedient das System automatisch mit Verdrahtungs- und Zuschneidelisten sowie einem maschinenlesbaren Format zur Montageplatten-Fertigung. Zudem lassen sich die Drahtwege im Schrank bündelweise oder einzeln anzeigen, und die baugruppenbezogene Fertigungsstückliste ist jederzeit aktuell abrufbar. Die Etiketten- und Label-Ausgabe unterstützt EB automatisch durch die Weitergabe entsprechender Listen zum Druck. Der Weg zum vollintegrierten Engineering ist damit beschritten und bietet gleich mehrere interessante Perspektiven für das noch junge 21. Jahrhundert. Hannover Messe 2011 / Stand 17, Halle E50