Post on 30-Sep-2020
Sensorik für die flexible Fabrikautomation
Automatisierung S. 44
Hohe Leistungen bei parallelen Prozessen
Workstations S. 58
Innovationszwang: E-Fahr-zeuge noch nicht marktreif
Elektromobilität S. 16
P R O M O T I O N
Projekt mit Leuchtturmwirkung
C H R Y S L E R : M I G R AT I O N D E R C A D - M O D E L L E V O N C AT I A Z U N X
8/11 Oktober/November ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90
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7/11 September/Oktober ISSN 1618-002XEine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D: Euro 14,40 CH: SFr 24,50 A: Euro 14,90
Einbaufertige Linear-einheiten von MISUMI
Antriebstechnik S. 36
Praxisberichte: Stahlbau und durchgängige CNC-Fertigung
Metallbearbeitung S. 46
Kostenreduktion durch Prototypen-Fertigung
3D-Drucker S. 18
P R O M O T I O N
Wirtschaftliche Anlagenplanung
C O M O S F E E D V O N S I E M E N S I N D U S T R Y S O F T WA R E
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2 Ausgaben gratis
Zeitschrift für
Produktentwicklung,
CAx-Technologien,
Datenmanagement
und Integration
Warten auf ein bezahlbares Elektrofahrzeug
Liebe Leser,
die Faszination am Automobil ist unge-
brochen. Dies hat wieder einmal ein-
drucksvoll die Internationale Automo-
bilausstellung IAA gezeigt, die vom 15.
bis 25. September in Frankfurt stattfand.
Knapp 930.000 Besucher waren vor Ort
und informierten sich über die neues-
ten Modelle der in- und ausländischen
Autobauer. Über 180 Fahrzeuge hatten
ihre Weltpremiere – mehr als vor zwei
Jahren.
Besonders gespannt waren natürlich
viele Besucher, was es im Bereich Elek-
tromobilität Neues zu sehen geben wür-
de. Kann man vielleicht schon bald sein
jetziges Fahrzeug durch ein familien-
taugliches E-Fahrzeug ablösen, das nicht
viel mehr kostet als das vorhandene und
eine praxistaugliche Reichweite ermög-
licht? Die Antwort lautet: Nein. Natürlich
sind schon heute E-Fahrzeuge zu haben,
meist aber nur Kleinfahrzeuge, deren
Batterieladung – bei Idealbedingungen
– maximal eine Fahrstrecke von 130 bis
150 Kilometern ermöglicht. Und der An-
schaff ungspreis liegt dabei deutlich über
dem eines vergleichbaren Fahrzeugs mit
Verbrennungsmotor.
Daneben wurden auf der IAA viele
E-Fahrzeuge, wie bereits auf den vergan-
genen IAAs, als Konzeptstudien gezeigt.
Irgendwie hat man den Eindruck, dass
der Markt der Elektrofahrzeuge nicht
richtig an Fahrt gewinnt. Trotz vollmun-
diger Ankündigungen der Automobil-
hersteller gibt es bisher nur wenige Elek-
trofahrzeuge zu kaufen. Fahrzeuge wie
der Mitsubishi i-MiEV, Nissan Leaf und
Tesla Roadster sind im Gesamtmarkt mit
einem Anteil von weniger als 0,1 Prozent
eher ein Tropfen auf den heißen Stein.
Und dies wird sich wahrscheinlich auch in
den nächsten 10 bis 15 Jahren nicht gra-
vierend ändern. Das bestätigt jetzt auch
eine aktuelle Studie von Oliver Wyman
mit dem Titel „Elektromobilität 2025“. Die
Experten der internationalen Manage-
mentberatung erwarten in den nächsten
15 Jahren einen Marktanteil von Elektro-
fahrzeugen im weltweiten Fahrzeugge-
schäft von gerade einmal drei Prozent.
Enorme Mehrkosten von derzeit bis zu
20.000 Euro für ein Fahrzeug der Golf-
Klasse und beschränkte Reichweiten im
realen Fahrbetrieb sind sicherlich die
gravierendsten Hindernisse für eine stär-
kere Verbreitung.
Dass Elektrofahrzeuge nicht von heu-
te auf morgen ihre Marktreife erlangen
können, ist natürlich klar. Was aber die
gesamte Automobilindustrie in den letz-
ten Jahren in Sachen E-Mobilität erreicht
hat, ist auch kein Ruhmesblatt. Ich kann
mich des Eindrucks nicht erwehren, dass
gerade unsere deutschen Automobilis-
ten hier mit angezogener Handbremse
agieren und den asiatischen Herstellern
so einen Innovationsvorsprung ermög-
licht haben.
Erst jetzt schalten die OEMs und Zulie-
ferer einen Gang höher und packen das
Thema strategischer an. Ein Beweis da-
für sind beispielsweise mehr Kooperati-
onen und Partnerschaften zwischen Au-
tomobilherstellern sowie strategischen
Schlüsselzulieferern und Forschungs-
instituten. Dies wird allerdings nicht rei-
chen. Vielmehr benötigen wir ein dich-
tes Netzwerk für die Elektromobilität mit
horizontalen Kooperationen zwischen
Herstellern und Zulieferern. Denn eines
ist ziemlich sicher: Aufstrebende Au-
tomobilnationen wie China wollen die
etablierten PKW-Hersteller angreifen.
Langfristig kommt die Konkurrenz nicht
aus dem eigenen Land, sondern häufi g
aus Fernost. Dies gilt besonders für die
Schlüsseltechnologien des Elektroan-
triebs wie Batteriezellen und Leistungs-
elektronik. Deshalb werden sich OEMs
zur Sicherung der strategischen Zulie-
ferbasis vermehrt an Komponentenliefe-
ranten beteiligen müssen, insbesondere
an Anbietern von Akkuzellen und -mo-
dulen. Mehr zur Elektromobilität lesen
Sie in unserem großen Schwerpunkt ab
Seite 16.
Rainer Trummer, Chefredakteur
8 / 2 0 1 1
3 Editorial
8 / 2 0 1 1
4 Inhalt
PDM-Anbieter CONTACT Software erwirbt Fast Concept Modeller für frühe Produktentwicklungsphase. 38
Mangel Formenbau – Hersteller von Spritzgussformen – steigert mit fl exibler ERP-Lösung Transparenz und Produktivität. 40
Simulation & Visualisierung
Crash-Simulation
Schwankungen numerischer Simul-ationen in den Griff bekommen durch robuste multikriterielle Optimierung. 42
Automatisierung
Größer denn je: Messe SPS/IPC/DRIVES im November in Nürnberg. 44
Lösung der SICK AG für Fluidsensorik: innovative Sensorlösungen für die Messung von Füllstand, Druck, Temperatur und Durchfl uss. 45
Dr. Thomas Steff en, Geschäftsführer FuE bei Rittal, über Erfolgsfaktoren der Produkte sowie Trends und Herausforderungen. 48
Drahtlose Sensor-/Aktoranbindung von Balluff ermöglicht fl exiblereFertigungslösungen. 50
Titelstory: CoreTechnologie migriert Chryslers CAD-Daten von CATIA zu NX. 32
Aktuell
Aktuelle WirtschaftsmeldungenMenschen und Märkte 6
Dassault Systèmes auf Wachstumskurs: Neue Büroräume in Stuttgart feierlich eröff net. 7
Neuer, informativer Webauftritt des DIGITAL ENGINEERING Magazins. 8
Aktuelle TechnikmeldungenTrends und Technologien 10
Veranstaltungskalender 14
Im Fokus
Elektromobilität
Oliver Wyman-Studie „Elektromobi-lität 2025“: nie gekannter Investitions-bedarf, äußerst geringes Ertragspoten-zial für OEMs. 16
Bis 2020 eine Million Ladepunkte? – Antworten zu Ladeinfrastruktur, Lade-modus, Ladestecker. 20
Stromversorgung von Elektromobilen bietet großes Innovationspotenzial von Ladestationen bis zu Smart Grids. 22
Fraunhofer IWES erforscht Speicher-verhalten mit „virtuellen Batterien“. 24
Spiralisiertes Ladekabel mit Formgedächtnis. 25
E-Fahrzeugkonzepte müssen sich der Batterietechnik anpassen – Hybrid-lösungen sind Wegbereiter. 26
Management
50 Jahre Rittal: verstärkte internati-onale Investitionen bei fi nanzieller Unab-hängigkeit als Familienunternehmen. 29
Praxisbericht: Krones AG nutzt fi rmen-spezifi sche Stammdaten-Klassifi kation und Suchmaschine für Bauteildaten. 30
CAD & Design
Automatisierter Migrationsprozessvon CATIA zu NX mit Features, Modell-strukturen und fi rmeneigenen Toleranzen bei Chrysler. 32
Neutrale Datenformate für den prozessübergreifenden Datenaustausch im Schiff bau. 34
SolidWorks Version 2012: Verbesserte Kostenkalkulation und Analyse der Umwelteinfl üsse von Entwürfen. 36
Im Fokusthema Elektromobilität fi nden Sie
Experteneinschätzungen über die Marktent-
wicklung und die gravierenden Herausfor-
derungen in den nächsten Jahren, aber auch
Praxisberichte über konkrete Lösungen für
den Elektrofahrzeugmarkt, wie sie zum Teil
bereits in diesem Jahr auf der IAA zu sehen
waren. (Seite 16).
Praxisbericht: modulares Sicherheits-konzept für die Wafer-Produktion bei Meyer Burger. 52
Lichtschranken ohne Refl ektor von Baumer – die sicherste und komforta-belste Art der Objekterkennung. 54
Daten & Prozesse
Intelligente Planungsmethoden in CATIA V5 und MS Offi ce für Montageprozesse. 56
Hardware
Workstations – stationär und mobil
Dell Precision R5500:leistungsfähige und im Fernbetrieb nutzbare Rack-Workstation. 58
HP Z800 Workstation mit Sechs-kern-CPUs von Intel ermöglicht hohe Leistung bei parallelen Prozessen. 59
EUROCOM Panther 3.0 – Charakteristik einer mobilen Workstation der Profi -Klasse. 60
XI-MACHINES: Norddeutsche Spezialisten für individuell leistungs-optimierte und leise Workstations. 62
Panasonic Toughbook CF-31 mk2: leistungsfähiger und fl exibler in der „Full Ruggedized“-Schutzklasse. 64
Redaktionell erwähnte Firmen in dieser AusgabeAutoForm Engineering S. 13, Balluff S. 50, Baumer
S. 54, B&R S. 8, CONTACT Software S. 38, CT Core-
Technologie S. 32, Dassault Systèmes S. 7, Dell
S. 58, Eplan S. 10, 58, Euchner S. 52, Eurocom
S. 60, Facton S. 6, Fraunhofer IGD S. 34, Fraunho-
fer IWES S. 24, Fraunhofer IWU S. 56, Fraunhofer
SCAI S. 42, HP S. 59, Konica Minolta S. 65, Krones
S. 30, U.I. Lapp S. 25, LPKF S. 6, Mangel Formen-
bau S. 40, Maplesoft S. 8, 10, Mastercam S. 12,
Mecadat S. 13, Mesago S. 44, Microsonic S. 11,
Mitsubishi Electric S. 10, Objet S. 10, Océ S. 12,
Oliver Wyman S. 16, Panasonic S. 64, Phoenix
Contact S. 20, PricewaterhouseCoopers S. 26,
Proto Laps S. 8, Rittal S. 9, 48, RS Components S. 8,
Schneider Electric S. 22, Schunk S. 11, Sescoi S. 40,
Sick S. 45, Siemens PLM S. 13, 34, Simus systems
S. 30, SolidWorks S. 36, ThyssenKrupp System
Engineering S. 56, transtec S. 11, TU Hamburg-
Harburg S. 34, xi-Machines S. 62.
Funktionsweise dreidimensionaler Messsysteme in der Produktent-wicklung: das Laserscan-Verfahren. 65
EDITORIAL 3
TITELBILD-HINWEIS 6
IMPRESSUM 66
VORSCHAU 67
DIGITAL ENGINEERING-Marktplatz 47
Titelthemen
Automatisierungslö-
sungen für die Fluid-
sensorik, die drahtlose
Sensor-/Aktoranbindung
für fl exiblere Fertigungs-
lösungen, für modulare
Sicherheitstechnik im
Produktionsumfeld und
für Lichtschranken ohne
Refl ektor zur sicheren
Objekterkennung.
(Seite 44).
Die neuesten
Engineering-Work-
stations und ihre
Leistungseigen-
schaften für den
stationären, den
mobilen und den
Einsatz über Fern-
zugriff . (Seite 58).
Strukturen und Dokumente schnell
aus Teamcenter®
effi zient und einfach
verteilen
konvertieren
mit DOC4TC professionell
Drucken über Printserver
Dokumentationen produzieren
Prozesse (Fertigung,
Beschaffung, ...) bedienen
Professional Output Managementfor YOU!
SEAL Systems bietet Lösungen
und Produkte zur Erzeugung,
Verwaltung und Verteilung von
Dokumenten und technischen Unterlagen.
Einfach, sicher, schnell und effi zient.
8 / 2 0 1 1
6 Aktuell Menschen und Märkte
Der Dienstleister IPF für Prototypenbau in
Großbritannien setzt bereits mit Erfolg das
transparente und das ABS-ähnliche Material
von Objet (anwendbar auf Objets 3D-Dru-
ckern) ein. Objet VeroClear ist ein festes und
fast farbloses Material mit hervorragender
Formstabilität, das sich für allgemeine An-
wendung, die Herstellung von feinen Details
sowie visuelle Simulation transparenter Ther-
moplaste wie PMMA eignet.
Der Produktkonfi gurator P’X5 der Perspectix
AG unterstützt künftig den Vertrieb der Rhein-
metall MAN Military Vehicles GmbH (RMMV).
Der Komplettanbieter für militärische Radfahr-
zeuge, ein Joint Venture von Rheinmetall AG
und MAN Nutzfahrzeuge AG, modernisiert mit
dieser Entscheidung den wichtigen IT-Bereich
Produktkonfi guration und verzahnt durch eine
zukunftsfähige Lösung den Vertrieb enger mit
der Fertigung. Die Software P’X5 ermöglicht
RMMV zusätzlich, das Produktwissen eigen-
ständig zu pfl egen und auszubauen und mit
3D-Visualisierungen die Lösungskommunika-
tion zu erweitern.
Das internationale Modeunternehmen s.Oli-
ver setzt die Version 6 der PLM-Lösung von
Dassault Systèmes als globale Plattform für
Design und Entwicklung ein. Damit hält s.Oli-
ver alle Informationen, die nötig sind, um
neue Kollektionen zu entwerfen und herzu-
stellen, stets aktuell verfügbar. Das Unterneh-
men verwendet die DS-Lösung ENOVIA Versi-
on 6, um die Komplexität der Produktlinien zu
bewältigen, die Durchlaufzeiten zu verkürzen
und die globale Zusammenarbeit zu verbes-
sern. ENOVIA Apparel Accelerator for Design
& Development ermöglicht die Abbildung
von spezifi schen Prozessen für Design und
Produktion, die ganz auf die Bedürfnisse der
Modeindustrie zugeschnitten sind.
Die Abteilung Aerospace Engineering der
Hyde Group nutze die CAE-Simulationslö-
sung HyperWorks von Altair Engineering,
um so die Produktivität zu steigern und sein
Angebot für Kunden zu erweitern. Neben den
Geschäftsvorteilen, die sich aus HyperWorks
selbst ergeben, waren für das Hyde-Enginee-
ring-Team der gute Service und Support so-
wie die einfache Einarbeitung in HyperWorks
die maßgeblichen Gründe, sich dafür zu ent-
scheiden.
Die GAUDLITZ GmbH mit Hauptsitz in Coburg
hat sich für die Einführung von proALPHA als
neue Unternehmenslösung entschieden.
GAUDLITZ steht seit mehr als 70 Jahren für die
wirtschaftliche Fertigung von Kunststoff präzi-
sionsteilen aus duro- und thermoplastischen
Rohstoff en sowie die Entwicklung und Herstel-
lung hochwertiger Formen. Zunächst werden
etwa 100 Anwender in Coburg mit der neuen
ERP-Komplettlösung arbeiten.
Im Einsatz Titelbild:
CT CoreTechnologie
Die Produkte von CT
CoreTechnologie er-
möglichen den effi zi-
enten und verlustfreien
Austausch komplexer
Datenstrukturen zwi-
schen unabhängigen und heterogenen 3D-CAx-
Softwarelösungen im PLM-Umfeld.
Mit leistungsstarken, unabhängigen Nativschnitt-
stellen für alle führenden Systeme und zur Um-
wandlung in alle gebräuchlichen 3D-Formate ge-
währleistet 3D_Evolution die Interoperabilität der
unterschiedlichsten IT-Lösungen.
Zu den Kunden zählen mehr als 350 Unternehmen
aus Automobil-, Aerospace-, Maschinenbau- und
Konsumgüterindustrie. Mit innovativen Produkten
und in enger Partnerschaft mit seinen Kunden hat
CT CoreTechnologie sein Produktportfolio weiter-
entwickelt und ist heute Technologieführer in
Sachen Interoperabilität.
CT CoreTechnologie hat Niederlassungen in Möm-
bris bei Frankfurt/Main sowie in Frankreich, Italien,
Japan und den USA. Der deutsch-französische
Softwarehersteller stellt seine Lösungen auf der
diesjährigen EuroMold vom 29.11. bis zum 2.12 in
Frankfurt in Halle 11.0 am Stand D 148 vor.
CT CoreTechnologie GmbH
Am Kreuzberg 7
D - 63776 Mömbris
Tel: +49 (0) 6029 99 43 86
Fax: +49 (0) 6029 99 43 87
info@de.coretechnologie.com
4 . F A C T O N - K O N G R E S S I N B E N S B E R G B E I K Ö L N
OEM und Zulieferer suchen gemeinsame Wege
Die Suche nach neuen Wegen der Zusam-
menarbeit zwischen OEM und Zulieferern
steht im Zentrum des diesjährigen FACTON-
Kongresses zum Kostenmanagement in der
Automobilindustrie. Unter der Überschrift „Neue
Qualität oder alte Verhaltensmuster“ trafen sich
Hersteller und Zulieferer am 13. Oktober 2011
auf Schloss Bensberg. Vertreter der AutoValue
GmbH, Daimler AG, Mercedes Car Group und der
WOCO Gruppe standen mit interessanten Vorträ-
gen auf der Rednerliste. Veranstalter des Kongres-
ses war die FACTON GmbH, einer der führenden
Anbieter für Enterprise-Product-Costing-Lösun-
gen für die Automobilindustrie. Zu ihren Kun-
den zählen unter anderem Airbus, Behr, Magna
Powertrain, Porsche, und Siemens. Der Kongress
fand wie im letzten Jahr im Grandhotel Schloss
Bensberg bei Köln statt. Die Veranstaltung richte-
te sich an Manager und Führungskräfte bei Auto-
mobilherstellern und deren Zulieferern.
L P K F
Neue Leitung für China
Seit mehr als 20 Jahren ist Volker Kühnle (43)
geschäftlich mit China verbunden, seit mehr
als zehn Jahren lebt er dort: Der Diplomkauf-
mann übernimmt mit sofortiger Wirkung die
Geschäftsleitung der sieben LPKF-Nieder-
lassungen in China. Vom Standort Shanghai
aus koordiniert er die Aktivitäten in Cheng-
du, Shenzen, Suzhou, Tianjin, Bejing und
Hongkong. Er verfügt über umfangreiche Er-
fahrungen im Vertrieb für deutsche Maschi-
nenbau-Unternehmen. Für LPKF wird er das
Sales- und Service-Netzwerk ausbauen und
verstärkt die Themengebiete LaserScribing
für Solarmodule und das Laser-Kunststoff -
schweißen in den Fokus stellen. Das Distribu-
tor Meeting, das in der zweiten September-
woche im Hauptquartier Garbsen stattfand,
war ein guter Einstieg. Mehr als 100 Teilneh-
mer aus 40 Ländern informierten sich über
Portfolios, Beispielanwendungen und aktu-
elle Entwicklungen der LPKF-Geschäftsbe-
reiche.
Volker Kühnle verschaff t sich beim Distributor
Meeting in Garbsen einen umfassenden Über-
blick über die Produktpalette. Bild: LPKF
7AktuellMenschen und Märkte
Eine Messe der DEMAT GmbHwww.euromold.com
“Von der Idee bis zur Serie”
29. Nov. – 02. Dez. 2011Frankfurt/Main, Messegelände
Weltmesse für Werkzeug- und Formenbau,Design und ProduktentwicklungGastland Korea
D A S S A U L T S Y S T È M E S E R Ö F F N E T N E U E B Ü R O R Ä U M E I N S T U T T G A R T
Weiter auf Wachstumskurs
Dassault Systèmes (DS) eröff nete Mit-
te September vor geladenen Publikum
die neu bezogenen Büroräume in der
Deutschland-Niederlassung des Unter-
nehmens im Stuttgarter Engineering
Park. In den neuen Räumlichkeiten ar-
beiten rund 200 Mitarbeiter von DS. Zu
den Gästen zählten unter anderen der
Botschafter der Französischen Republik
in Deutschland, Maurice Gourdault-Mon-
tagne, Dr. Nils Schmid, Minister für Finan-
zen und Wirtschaft des Landes Baden-
Württemberg, der Oberbürgermeister
der Stadt Stuttgart, Dr. Wolfgang Schus-
ter, sowie Dr. Karl Epple, Mitglied des Vor-
stands der L-Bank, Staatsbank für Baden-
Württemberg.
Eröff net wurde die Veranstaltung mit
dem Motto „Wir eröff nen neue Dimensi-
onen“ von Jörg Schiebel, Vice President
Business Transformation Europe North
und Geschäftsführer der Dassault Sys-
tèmes Deutschland GmbH, und Achim
Löhr, Senior Director PLM Value So-
lutions bei Dassault Systèmes. Beide
Sprecher skizzierten die Entwicklung
des Unternehmens weltweit wie auch
in Deutschland. 1981 mit dem Schwer-
punkt 2D an den Start gegangen, entwi-
ckelte sich DS innerhalb weniger Jahre
zum Weltmarktführer für 3D- und PLM-
Lösungen. In Deutschland begann man
im Juni 2005 mit 15 Mitarbeitern. Durch
Akquisitionen und den Aufbau einer
Service-Organisation wuchs das Unter-
nehmen kontinuierlich an. Heute arbei-
ten in Deutschland rund 700 Mitarbeiter
für DS. „Wir in Deutschland tragen rund
20 Prozent zum Gesamtergebnis des
Konzerns bei und darauf sind wir auch
stolz“, machte Achim Löhr deutlich. Jörg
Schiebel ergänzte: „Unsere neuen Räum-
lichkeiten bieten noch Platz für weiteres
Wachstum.“
Der Französische Botschafter stellte
in seinem Grußwort die Dynamik des
Unternehmens heraus: „Wenn man von
Dassault Systèmes spricht, spricht man
von Wachstum.“ Zudem unterstrich
Maurice Gourdault-Montagne die Be-
deutung der deutsch-französischen Zu-
sammenarbeit für die Weiterentwick-
lung Europas.
Minister Dr. Nils Schmid hob das her-
vorragende Umfeld der Region Stutt-
gart mit ihren erstklassigen Hochschu-
len und Forschungseinrichtungen für
die IT-Industrie hervor und freute sich,
dass „Dassault Systèmes einen Beitrag
dazu leistet, dass sich Stuttgart mit ei-
nem weiteren wichtigen Unternehmen
schmücken kann.“
Auch der Stuttgarter Oberbürger-
meister Dr. Wolfgang Schuster freute
sich, dass DS nun mit einer Niederlas-
sung in Stuttgart vertreten sei und wies
auf die ausgezeichnete Standortqualität
hin. Außerdem hob er die enge Verbun-
denheit der Stadt mit dem Nachbarland
hervor, die nicht zuletzt in der Städte-
partnerschaft mit Straßburg seinen Nie-
derschlag fi nde.
8 / 2 0 1 1
8 Aktuell Menschen und Märkte
N E U E R W E B - A U F T R I T T
Übersichtliche Gestaltung
Auf der Startseite fi nden Sie die Top-News sowie
die Themen-Rubriken, in denen die Meldungen
und Beiträge – zur besseren Übersichtlichkeit –
einsortiert werden. Dies sind CAD/CAM/Design,
PDM & PLM, Simulation, Visualisierung & VR, Digi-
tale Fabrik, Rapid Prototyping, Hardware, Dienst-
leistungen, Antriebstechnik, Automatisierung,
Elektrotechnik, Fluidtechnik, Konstruktionsele-
mente, Verbindungstechnik und Werkstoff e.
Neuer HTML-NewsletterIn unserem neuen, wöchentlichen HTML-Newsletter präsentiert Ih-
nen die Redaktion des DIGITAL ENGINEERING Magazins die interes-
santesten News aus den Bereichen CAD, CAM, PLM, Hardware, Veran-
staltungen, Forschung, Konstruktionskomponenten und Werkstoff e.
Unter der Rubrik „Newsletter“ können Sie den News letter schnell und
unkompliziert abonnieren.
M A P L E S O F T U N D B & R
Flexible physikalische Modellierung
Mit der technischen Kooperation mit Maplesoft
ermöglicht B&R den Anwendern von Automa-
tion Studio die Integration der physikalischen
Modellierung in ihren Entwicklungs-Workfl ow.
Auf Basis von MapleSimTM können Automati-
on-Studio-Anwender schnell und einfach Ma-
schinen- und Anlagenmodelle erstellen und
mittels automatischer Codegenerierung auf
die Echtzeitplattform von B&R übertragen. In
Automation Studio lassen sich dann auf Basis
der so implementierten „Virtuellen Maschine“
effi ziente Steuerungsfunktionen entwickeln
und testen.
R S C O M P O N E N T S
F E I E R T E R F O L G V O N
D E S I G N S P A R K
Wachstum der Online Commu-nity für Elektro-nikentwickler
Seit dem Start im Juli
2010 ist DesignSpark zu
einer der am schnells-
ten wachsenden Online
Communities für Ingeni-
eure im Bereich der Elek-
tronik geworden und ver-
fügt bereits über mehr
als 50.000 registrierte
Mitglieder. Eine Umfrage
unter Anwendern bestä-
tigte den Bedarf nach ge-
sicherten und zuverlässi-
gen Online-Ressourcen
für Entwicklungsingeni-
eure, die Informationen
über Entwicklungen, von
Anwendern erstellte Be-
wertungen und kostenlo-
se Tools zur Erleichterung
und Beschleunigung des
Entwicklungsprozesses
umfassen. Das mit vielen
Funktionen ausgestatte-
te und kostenlose Werk-
zeug DesignSpark PCB
hat für zahlreiche Besu-
cher der Online Commu-
nity eine hohe Attrakti-
vität und wurde seit der
Einführung vor einem
Jahr über 100.000 Mal
heruntergeladen. Über
dieses Tool erhalten Ent-
wickler Zugriff auf eine
umfangreiche Sammlung
von Video- und Online-
Kursen, Anwendungsbei-
spiele und eine Bibliothek
von Komponenten. Der
Wert dieses professionel-
len Werkzeugs wird von
Ingenieuren hoch einge-
schätzt und hat viele dazu
bewogen, von anderen
industriellen Web-Tools
zu DesignSpark PCB zu
wechseln.
P R O T O L A B S
Frischer Wind in deutscher Vertriebsleitung
Proto Labs ernennt Thomas Langensiepen
mit sofortiger Wirkung zum Country Manager
für Deutschland, Österreich und die Schweiz.
Thomas Langensiepen dazu: „Meine Aufga-
be ist es, durch einen weiteren Ausbau der
Vertriebsstrukturen eine bessere
Marktdurchdringung und letztlich
einen deutlich höheren Marktan-
teil zu erreichen. Wir wollen uns auf
dem Markt als ein führendes Un-
ternehmen für die Herstellung von
Prototypen etablieren – die Mittel
dazu haben wir. Unternehmen sol-
len sich auf ihre Kernkompetenzen
konzentrieren, und wir helfen ih-
nen, ihre neuen Produkte schneller auf den
Markt zu bringen. Europäische Fertigungs-
unternehmen werden ihre Wettbewerbs-
fähigkeit gegenüber asiatischen Anbietern
behaupten, wenn sie die Dienstleistung mo-
dernster Unternehmen wie
Proto Labs im Bereich der
Prototypenfertigung in An-
spruch nehmen.“
Thomas Langensiepen ist aus-
gebildeter Diplom-Wirtschafts-
ingenieur und war seit 1986 in
verschiedenen Vertriebspositio-
nen tätig.
Automatische
Codegenerie-
rung auf Basis
von Maple-
SimTM oder
Simulink.
9Aktuell
M S C S O F T W A R E
Lösungsport-folio erweitert
MSC Software Corporation,
Anbieter von Simulations-
software und Dienstleis-
tungen, hat den Spezialis-
ten für Akustiksimulationen
Free Field Technologies
übernommen. FFT ist ein
global agierendes Unter-
nehmen mit Hauptsitz in
Belgien und mit der Soft-
warefamilie Actran Spezi-
alist für Akustiksimulation
und die Berechnung von
Schwingungs- und Ge-
räuschdämpfung in Fahr-
zeugen (Noise, Vibration,
Harshness – NVH). Die Lö-
sungen von FFT werden im
Fahrzeugbau, der Luft- und
Raumfahrt, im Konsumgü-
terbereich und vielen wei-
teren Industriezweigen
eingesetzt. Die Software
von FFT wird mit den be-
reits bestehenden NVH-Lö-
sungen von MSC Nastran
verknüpft. MSC Software
kann so eine umfassende
Lösung für Akustik- und
NVH-Berechnungen an-
bieten.
Menschen und Märkte
S A P Ü B E R N I M M T A N B I E T E R V O N 3 D - V I S U A L I S I E R U N G S S O F T W A R E
3D-Technologie und mobile Applikationen
SAP übernimmt Right Hemisphere, einen An-
bieter von Lösungen für die Visualisierung
von Geschäftsdaten. Seine modellbasierten
3D-Technologien für Visualisierung und Kom-
munikation sollen SAP-Software erweitern.
Dies soll die visuelle Navigation durch Infor-
mationen sowie visualisierte Abfragen zu Pro-
dukten und Prozessen mitsamt dazugehöri-
gen Daten in einer einheitlichen Umgebung
ermöglichen. Die Kernprodukte von SAP wer-
den damit um Funktionen für Datenvisualisie-
rung erweitert.
Diese Übernahme ist ein weiterer Schritt in der
Strategie von SAP, organisch zu wachsen und
sich durch gezielte Akquisitionen zu verstär-
ken. Beide Unternehmen haben bereits zahl-
reiche gemeinsame Kunden. Die Einbindung
der Technologien von Right Hemisphere in die
SAP Business Suite soll animierte Ansichten
von Produkten und Unternehmensressourcen
ermöglichen. Für Mitarbeiter in der Fertigung
und im Service vereinfacht dies die Entwick-
lung, den Zusammenbau und die Wartung
komplexer Produkte und Ressourcen.
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Integrierte und durchgängige CFD-Lösung
Altair Engineering kündigt die Unterzeichnung
einer Vereinbarung mit Intelligent Light an.
Durch die Partnerschaft wird in vollem Umfang
FieldView13, Intelligent Lights Postprozessor, in
Altairs CFD- (Computational-Fluid-Dynamics-)
Lösung AcuSolve integriert. Diese Vereinba-
rung unterstreicht das Engagement von Altair,
branchenführende CFD-Lösungen für seine
Kunden verfügbar zu machen. Die fortschritt-
lichen Funktionen von FieldView13 statten
AcuSolve mit leistungsstarken Möglichkeiten
im Bereich CFD-Postprocessing aus und hel-
fen dabei, dessen Führungsrolle im CFD-Markt-
umfeld weiter auszubauen. Kunden von Altair
können in Kürze über ihre bereits vorhandenen
HyperWorks Units auf diese AcuSolve-CFD-
Lösung zugreifen. FieldView gehört zu den in
der Industrie am häufi gsten genutzten CFD-
Postprozessoren. Die HyperWorks-OEM-Versi-
on von FieldView, Markenname AcuFieldView,
basiert auf FieldView13 mit einer verbesserten
und vereinheitlichten Anwenderoberfl äche.
Die Software ermöglicht durch Sweep Caching
die interaktive Untersuchung transienter Daten
und enthält CFD-Datenmanagement-Funktio-
nen. Sie kann stationäre und instationäre Da-
ten jeder Größe schnell und interaktiv verarbei-
ten. Komplexe Strömungssimulationen lassen
sich somit innerhalb von AcuSolve auswerten
und visualisieren.
8 / 2 0 1 1
10 Aktuell Trends und Technologien
O B J E T
Bioverträgliches 3D-Druckmaterial
Objet, Entwickler von 3D-Drucksystemen
für Rapid Prototyping und generative Ver-
fahren, gab die Einführung seines neu-
en bioverträglichen 3D-Druckmaterials
(MED610) bekannt, das für den 3D-Druck
im medizinischen und zahnmedizini-
schen Bereich gut geeignet ist. Das neue
Material ist ideal für längeren Hautkontakt
von über 30 Tagen und Kontakt mit der
Schleimhautmembran von bis zu 24 Stun-
den. Das Material hat fünf medizinische
Zulassungen gemäß der harmonisierten
Norm ISO 10993-1 erhalten: Zytotoxizität,
Genotoxizität, Typ-IV-Allergie, Irritation
und Kunststoff e nach USP Class VI.
Dazu Avi Cohen, Abteilungsleiter
für medizinische Lösungen bei Objet:
„Das neue bioverträgliche Material ist
dank seinen verbesserten physikali-
schen Eigenschaften, seiner Festigkeit
und Transparenz sehr gut für 3D-Druck-
anwendungen im medizinischen und
zahnmedizinischen Bereich geeignet.
Es bietet Zahnärzten beispielsweise die
Möglichkeit, individuell angepasste,
transparente chirurgische Schablonen
ganz einfach mithilfe des 3D-Drucks her-
zustellen und sorgt für eine bessere Be-
obachtung des Weichgewebes im Mund,
um einen sicheren und erfolgreichen
zahnärztlichen Eingriff zu gewährleisten.
„Das bioverträgliche Material von Objet
wird unter der ISO-13485:2003-Zertifi -
zierung hergestellt, die ein umfassendes
Qualitätsmanagementsystem im Blick
auf seine Biokompatibilität, unter ande-
rem GC-FID, vorsieht. Dadurch werden
die höchsten Biokompatibilitätsstan-
dards für medizinische und zahnmedizi-
nische Anwendungen gewährleistet. Das
bioverträgliche Material kann mit allen
Objet-Connex- und Eden-3D-Druckern
verwendet werden und ist ab sofort er-
hältlich. Bestandskunden können es nach
einem Software-Upgrade einsetzen.
M A P L E S O F T
MapleSim hilft, Kraftstoff zu sparen
Maplesoft hat die Maple-
Sim Driveline Component
Library, eine Sammlung von
Komponenten für die Model-
lierung von Antrieben, vorge-
stellt. Diese mit Beteiligung
mehrerer Getriebehersteller
entwickelte Ergänzung für
Maple Sim deckt alle Teile der
Kraftübertragung vom Motor
bis zum Diff erentialgetriebe,
den Rädern und den Radlas-
ten sowie der Fahrzeugdyna-
mik ab.
Maplesoft ist ein Lieferant
von Hochleistungssoftware-
werkzeugen für Technik, Wis-
senschaft und Mathematik.
Zu den Kerntechnologien des
Unternehmens gehören eine
der weltweit fortschrittlichs-
ten Engines für symbolische
Berechnungen und Techni-
ken zur Erstellung physika-
lischer Modelle. Kombiniert
ermöglichen diese Technolo-
gien die Schaff ung moderner
Werkzeuge für die Konstrukti-
on, die Modellierung und die
Simulation mit hoher Leis-
tung. Die Produkte von Map-
lesoft helfen dabei, Fehler zu
vermeiden, Entwicklungs-
zeiten zu verkürzen, Kosten
zu sparen und bessere Er-
gebnisse zu erreichen. Das
Maplesoft-Produkts-
ortiment umfasst
MapleTM, die Umge-
bung für technische
Berechnungen und
Dokumentation, und
MapleSimTM, ein Mul-
ti-Domain-Werkzeug
mit hoher Leistung
zur Modellierung und
Simulation physikali-
scher Systeme.
Bioverträgliches
3D-Druckmateri-
al für den zahn-
medizinischen
Bereich.
Bild: Objet
M I T S U B I S H I E L E C T R I C U N D E P L A N
EPLAN-Daten jetzt auf dem EPLAN Data Portal verfügbarEPLAN-Anwender können
Daten zur elektrischen Verka-
belung von modularen SPS
und Servo-/Motion-Control-
Produkten von Mitsubishi
Electric ab sofort direkt vom
EPLAN Data Portal in ihre CAE-
Projekte (Computer-Aided
Engineering, rechnergestütz-
te Entwicklung) importieren.
Das Portal vereinfacht und
beschleunigt die Komponen-
tenauswahl und -konfi gura-
tion in Softwareprojekten.
Der Zugang ist unkompli-
ziert über EPLAN Electric P8
möglich. Neben einer intelli-
genten Projektierung zählen
die sichere Montage und die
bessere Verdrahtung zu den
wichtigsten Vorteilen.
Anwender, die CAD-Infor-
mationen (Computer-Aided
Design, rechnergestützte
Konstruktion) zu Produk-
ten von Mitsubishi Electric
suchen, können die Daten
einfach per „Drag & Drop“ in
ihre Software-Entwicklungs-
projekte einbinden. Die so-
fort einsatzbereite CAD-Datei
enthält sämtliche Angaben,
die zur Integration von Mit-
subishi-Electric-Automatisie-
rungsprodukten in ein größe-
res System benötigt werden.
Die auf dem EPLAN Data
Portal verfügbaren Gerä-
tedaten sind stets aktuell.
So müssen Anwender nicht
ihre eigenen Stammdaten
erstellen; umfangreiche und
unhandliche Printkataloge
sind damit passé. Das Por-
tal ermöglicht den direkten
Zugriff auf geprüfte und
zertifi zierte Daten, die in
Zusammenarbeit mit Kom-
ponentenzulieferern entwi-
ckelt wurden. Vor allem aber
stehen EPLAN-Anwendern
alle wichtigen Geräteinfor-
mationen und -Updates
zeitnah zur Verfügung.
Sämtliche EPLAN-Daten
für Mitsubishi-Electric-Kom-
ponenten sind außerdem auf
der Website von Mitsubishi
Electric Factory Automation
(www.mitsubishi-automati-
on.com) im My-Mitsubishi-
Bereich abrufbar.Bild: Maplesoft
8 / 2 0 1 1
11AktuellTrends und Technologien
M I C R O S O N I C - S E N S O R E N
Chemieresistente und druckfeste Sensoren
Die hps+Ultraschallsensoren
von microsonic sind standard-
mäßig mit einer chemieresis-
tenten Tefl onfolie ausgestattet.
Diese ist mit einem O-Ring aus
FFKM hermetisch gegen das
Gehäuse aus Edelstahl 1.4571
beziehungsweise PVDF abge-
dichtet. Damit wird eine sehr
gute Widerstandsfähigkeit ge-
genüber aggressiven Medien
erzielt. Die hps+Sensoren kön-
nen sowohl für Füllstandsmes-
sungen in Tanks bis zu einem
Überdruck von 6 bar als auch
in Normaldruck eingesetzt
werden. Spezielle Software-
Filter erlauben auch den Ein-
satz in Behältern, die von oben
befüllt werden oder über ein
Rührwerk verfügen. Der druck-
dichte Einbau in den Tank er-
folgt über einen – beziehungs-
weise 2-Zoll-Gewindefl ansch.
Die hps+Ultraschallsenso-
ren sind in vier Reichweiten
mit einem Messbereich von
30 Millimetern bis 8 Metern
erhältlich und verfügen über
zwei pnp-Schaltausgänge be-
ziehungsweise einen Analog-
ausgang mit zusätzlichem
Schaltausgang.
T R A N S T E C N I M M T H P C - D A T E N B A N K L Ö S U N G
P A R S T R E A M I N S P O R T F O L I O
Massendaten nahezu in Echtzeit analysieren
transtec, der Lösungsanbieter
für High Performance Com-
puting (HPC), bietet Kunden
ab sofort ParStream als hoch-
performante Datenbanklö-
sung für die Analyse von Big
Data an. ParStream ist bis zu
1.000 Mal schneller als bishe-
rige Systeme und benötigt
bis zu zwanzigfach weniger
Hardware-Kapazitäten. Ent-
wickelt wurde ParStream von
dem gleichnamigen deut-
schen Start-up-Unternehmen
aus Köln. ParStream macht
effi zienten Gebrauch von
der hohen Parallelität aktuel-
ler Multiprozessor-Architek-
turen – von Standard-CPUs
bis hin zu hochparallelen
NVIDIA-Tesla-GPUs. Zudem
wird ein neuartiges Indizie-
rungsverfahren, der „Highly
Parallel Compressed Index“
verwendet. ParStream kann
Daten bereits simultan zum
Import durchsuchen und lie-
fert damit Suchergebnisse
nahezu in Echtzeit, auch bei
Datenmengen von mehreren
PByte. Anwendungsszenari-
en für ParStream gibt es bei
Unternehmen unterschiedli-
cher Branchen, in denen Big
Data Analysis eine Heraus-
forderung darstellt. Beispiele
hierfür sind die Netzüberwa-
chung in der Telekommunika-
tionsindustrie, Webanalysen
im E-Commerce, die Steue-
rung von intelligenten Strom-
netzen – den sogenannten
Smart Grids – im Energiesek-
tor oder die Aufdeckung von
Kreditkartenbetrug in der Fi-
nanzwirtschaft. Auch ist Par-
Stream in der Wissenschaft
zum Beispiel zur Analyse von
Klimamodellen und in der
Genforschung anwendbar.
hps+ chemieresistenter Ultra-
schallsensor. Bild: Microsonic
S C H U N K : S P A N N T E C H N I K / S T A T I O N Ä R E S P A N N S Y S T E M E
Elektrisches Nullpunktspannmodul
Mit der elektrischen Versi-
on des Nullpunktspannmo-
duls VERO-S NSE mini will
der Kompetenzführer für
Spanntechnik und Greifsys-
teme SCHUNK künftig ei-
nen wichtigen Beitrag zur
Elektrifi zierung von Werk-
zeugmaschinen leisten.
Statt über Druckluft wird
die Technologiestudie des
Elektromoduls über ei-
nen Torquemotor betätigt.
Dazu ist keine separate Mo-
torregelung erforderlich.
Ein patentiertes Antriebs-
konzept ermöglicht Ein-
zugskräfte bis 1500 N. Wie
alle Nullpunktspannmo-
dule des innovativen Fa-
milienunternehmens wird
auch das Elektromodul
selbsthemmend und form-
schlüssig über ein Federpa-
ket verriegelt.
In gespanntem Zustand
verbraucht es daher keiner-
lei Energie. Lediglich zum
Ver- beziehungsweise Ent-
riegeln wird der Motor für
wenige Sekunden aktiviert.
Weil sich der Spannzustand
über den Torquemotor be-
sonders einfach abfragen
lässt, ist das Elektromodul
insbesondere für die au-
tomatisierte Großserien-
fertigung interessant. Mit
einem Durchmesser von
90 mm und einem Spann-
bolzendurchmesser von
20 mm bietet es ideale Vo-
raussetzungen, um den Ma-
schinenraum voll zu nutzen
und selbst kleine Werkstü-
cke direkt zu spannen.
Beim sekundenschnel-
len Spannvorgang wird
der Spannbolzen zunächst
über Kurzkegel positio-
niert, anschließend mit drei
Spannschiebern fi xiert und
schließlich mit einer Wie-
derholgenauigkeit < 0,005
mm gespannt. Sämtliche
Funktionsteile, wie Grund-
körper, Spannbolzen und
Spannschieber sind in rost-
freiem Stahl ausgeführt.
Als Teil des weltweit
größten Systembaukastens
für die hocheffi ziente Werk-
stückspannung wird sich
das Modul künftig mit ei-
ner Vielzahl von Spannpa-
letten, Spannmitteln und
Mehrfachspannstationen
kombinieren lassen.
Das Modul soll 2012 ins
Standardprogramm von
SCHUNK aufgenommen
werden.
Das Elektromodul VERO-S NSE mini von SCHUNK soll den Weg zur
fl uidfreien Werkzeugmaschine bahnen. Bild: Schunk
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12 Aktuell Trends und Technologien
O C É C O L O R W A V E 3 0 0 P L O T T E R
Die zweite Generation eingeführt
Mit der Einführung der Océ
ColorWave300 2. Edition
geht Océ in die nächste Ge-
neration der All-in-One-Sys-
teme für großformatiges
Drucken, Scannen und Ko-
pieren in Farbe und Schwarz-
weiß. 2010 führte Océ die
Océ ColorWave 300 ein, die
über einen integrierten Pro-
zessor verfügt. Darüber hi-
naus ist sie mit einem integ-
rierten Scanner und Kopierer
ausgestattet, wodurch der
Platzbedarf gesenkt wird. Mit
der zweiten Generation bie-
tet Océ Anwendern aus Ar-
chitektur, Konstruktion und
Druckdienstleistern noch
produktivere Druckmöglich-
keiten. Dieses System eignet
sich vor allem für Unterneh-
men mit begrenztem Platz-
angebot, die nach hoher In-
vestitionsrückführung bei
ihrer Dokumentenproduk-
tion suchen. Die Océ Color-
Wave 300 2. Edition ergänzt
das Konzept der Océ Color-
Wave 300 durch produktive
Features. Die Auswahl aus
zwei integrierten Online-Falt-
einheiten ermöglicht einen
vollautomatischen Work-
fl ow für eine konstante und
hochwertig gefaltete Ausga-
be. Die Online-Falteinheiten
sind vollständig integriert,
so dass Anwender Zugriff
auf die Scan- und Druckfunk-
tionen haben, ohne dazu
die Falteinheit entfernen zu
müssen.
Mit der Océ ColorWave 300
2. Edition können Anwender
großformatige Dokumente
in Farbe und Schwarzweiß
in einem Durchlauf dru-
cken, kopieren und scannen
– allein durch ein Betätigen
der grünen Taste. Die Océ-
Image-Logic-Technologie
wird durch Scan- und Ko-
pierfeatures für gefaltete Do-
kumente sowie Dokumente
mit Farbanmerkungen er-
gänzt. Océ Image Logic kom-
pensiert automatisch Faltlini-
en und Hintergründe, ohne
dass dabei Informationen
verloren gehen. Farbanmer-
kungen wie fl uoreszierendes
Gelb werden beibehalten
und reproduziert.
Der leistungsstarke Con-
troller wickelt alle Datenfor-
mate – HP-Gl/2, PDF, DWF,
JPEG – ohne Einbußen bei
der Geschwindigkeit zügig
ab. Darüber hinaus ist es
möglich, Dokumente über
ein USB-Flash-Laufwerk zu
drucken und zu scannen. Die
Océ ColorWave 300 2. Editi-
on produziert schwarzweiße
technische CAD-Zeichnun-
gen auf wirtschaftliche Weise,
ergänzt Farbe, um technische
Dokumente zu optimieren,
und stellt farbige Werbema-
terialien her. Sie bietet die
Anwenderfreundlichkeit und
die Workfl ow-Effi zienz eines
Schwarzweiß-Systems und
die Vielseitigkeit eines Farb-
druckers.
Océ ColorWave
300 2.
Bild: Océ
M A S T E R C A M
Mastercam präsentiert
Zusatzprodukt Robotmaster
Herkömmliche Roboteranwen-
dungen wie Trimmen, Schwei-
ßen, Entgraten oder Polieren
nehmen aufgrund der Kos-
teneffi zienz und der vorhan-
denen, leistungsfähigen Pro-
grammierlösungen weiter zu.
Immer öfter werden Roboter
aber auch für die spanabneh-
mende Bearbeitung einge-
setzt. Viele Unternehmen ha-
ben erkannt, dass kosten- und
zeitintensive Vorgänge wie
Schruppen und Vorschlich-
ten mit einer robotergestütz-
ten Fertigungslösung kosten-
günstiger verwirklicht werden
können. Anschließend lässt
sich auf herkömmlichen CNC-
Maschinen die endgültige
Schlichtbearbeitung durch-
führen. Das Resultat: Eine
Oberfl äche in der gewünsch-
ten Genauigkeit.
Roboterhersteller und Ent-
wickler robotergestützter
CAD/CAM-Software stellen
deshalb neue Roboter und
Programmierlösungen bereit,
um dem wachsenden Markt
gerecht zu werden. Daneben
entwickeln die Hersteller eine
neue Generation von Steue-
rungen. Zum Beispiel bietet
die KUKA-Steuerung KR C4 ei-
nen neuen Bewegungsplaner
mit der Option, durch CAD/
CAM-Software generierte G-
Code-Programme ablaufen
zu lassen. Damit kann ein Fer-
tigungsbetrieb mithilfe eines
Roboters nun jegliches Ma-
terial – mit Ausnahme von
ex trem harten Werkstoff en –
präzise bearbeiten.
Bei der Erzeugung von Off -
line-Programmen stellt ein
sechsachsiger Roboter eine
große Herausforderung dar:
Singularitäten, Reichweiten-
und Gelenkgrenzen, Nach-
laufwege, Kollisionen und vie-
les mehr müssen berechnet
werden, um fehlerfreie Robo-
terprogramme zu generieren.
Ein durch herkömmliche CAD/
CAM-Frässoftware erzeugtes
G-Code-Programm funktio-
niert nicht einfach so auf ei-
nem Roboter, ohne zeitrau-
bende, manuelle Änderungen
mithilfe einer zusätzlichen Ro-
botersimulationssoftware in
Kauf zu nehmen.
Robotmaster liefert innova-
tive Tools, damit ohne großen
Aufwand Roboterprogram-
me erzeugt und optimiert
werden können. Schnell und
einfach lassen sich fehlerfreie
Roboterbahnen erstellen. Sin-
gularitätszonen, Kollisionen
mit dem Roboter, dem Werk-
zeug oder Werkstück lassen
sich ausschließen. Das inno-
vative Optimierungs-Tool von
Robotmaster erlaubt es dem
Anwender, innerhalb weniger
Sekunden optimierte Bahn-
kurven zu generieren.
Zukunftsweisende
Technologie: Das Mas-
tercam-Zusatzprodukt
Robotmaster.
Bild: InterCAM
8 / 2 0 1 1
13AktuellTrends und Technologien
M E C A D A T
Füllsimulation für Thermoplastspritzgießen
Die MECADAT CAD/CAM Computersys-
teme GmbH stellt das neue VISI-Modul
Flow Lite vor. „VISI Flow Lite wurde zwar
bereits in Version 18 eingeführt, aber
in der neuen VISI-Version 19 nochmals
optimiert. Flow Lite ist eine einfach an-
zuwendende Füllsimulation für Ther-
moplastspritzgießen. Da die Kosten für
Änderungen in den Projektphasen Kon-
struktion, Werkzeugbau und Serienan-
lauf jeweils um den Faktor 10 steigen,
können mit Flow Lite schon sehr früh
entsprechende Probleme an Bauteil und
Werkzeug erkannt sowie Optimierungen
vorgenommen werden“, berichtet Ralph
Schmitt, Geschäftsführer von MECADAT.
Durch die direkte Integration in die
VISI-Funktionalität für die Werkzeugkon-
struktion erlaubt Flow Lite dem Kons-
trukteur, schnell und einfach werkzeu-
grelevante Konstruktionsaspekte wie
optimaler Anspritzpunkt oder die beste
Lage der Auswerfer zu überprüfen. Auch
ein Stand-alone-Einsatz von VISI Flow
Lite, beispielsweise in der Angebotspha-
se, ist möglich. Artikelkonstruktionen
können mit den Standardschnittstellen
(Iges, Step, Parasolid, Solid Works, So-
lid Edge und STL) einfach übernommen
werden. Direktschnittstellen zu den gro-
ßen Produktentwicklungssystemen ste-
hen optional zur Verfügung. Auch ein
konstruktives Modifi zieren der Modelle,
zum Beispiel das Ändern von Wandstär-
ken, ist jederzeit machbar.
Bei VISI Flow Lite erfolgt eine vollauto-
matische Vernetzung und Wandstärken-
analyse. Nach Eingabe des entsprechen-
den Materials – unverstärkt oder verstärkt
– und der Festlegung des Anspritzpunk-
tes werden die Prozessparameter wie
Einspritzzeit, Schmelze- und Werkzeug-
temperatur aus den Standardvorgaben
des Programms übernommen. Diese Pa-
rameter sind aber jederzeit auf entspre-
chende Erfahrungswerte änderbar.
Nun berechnet Flow Lite wichtige rele-
vante Kenngrößen wie Fließfront, Druck-
bedarf und Temperaturverlauf. Durch
den Verlauf der Fließfront ist einfach zu
erkennen, ob die Kavität balanciert ge-
füllt wird oder wie Dome und Rippen an-
geströmt werden. Die zu erwartenden
Bindenähte und Lufteinschlüsse wer-
den graphisch angezeigt. Darüber hi-
naus werden die Scherspannung und die
entsprechende Kühlzeit ermittelt. Durch
eine neuartige Qualitätsanalyse ist Flow
Lite in der Lage, dem Anwender anzu-
zeigen, welche Kenngrößen kritisch sind
und welche Kenngrößenänderung einen
eventuell noch optimaleren Prozess be-
wirken würde.
Füllsimulation und Darstellung des Optimierungs-
potenzials. Bild:Mecadat
S I E M E N S P L M
Neue Version von Teamcenter Mobility
Siemens PLM Software hat
Teamcenter Mobility 2.0
veröff entlicht, eine neue
Version seiner App für mo-
bile Endgeräte. Das Update
erlaubt nicht nur den Zu-
griff auf alle PLM-Prozesse,
die mit Teamcenter verwal-
tet werden. Anwender kön-
nen mit der erweiterten
Version auch eigene Datei-
en hinzufügen, Relationen
erzeugen und aktiv Pro-
zesse anstoßen. Damit sind
mobile Mitarbeiter, vom
Manager bis hin zum War-
tungspersonal, schnell und
direkt vor Ort in der Lage,
auf aktuelle Ereignisse zu
reagieren. Teamcenter Mo-
bility 2.0 bietet folgende
Vorteile:
Anwender können Daten
aus Teamcenter nicht mehr
nur abrufen, sondern neue
Produktdaten selbst hinzu-
fügen, und zwar von überall
dort, wo ein Zugang zum In-
ternet möglich ist.
Darüber hinaus erlaubt
Teamcenter Mobility 2.0,
neue Prozesse aufzusetzen
und zu starten.
Erweiterungen in dem
Bereich Produktstruktur er-
möglichen die Navigation
der einzelnen Stücklisten-
ebenen und zusätzlich Ver-
wendungsnachweise von
Objekten.
Das neue Release unter-
stützt Mark-ups. Damit las-
sen sich Kommentare an
Dokumente und Bilder anfü-
gen, um auf bestimmte Pro-
bleme hinzuweisen oder An-
weisungen weiterzugeben.
Das aktuelle Release ist
ab sofort im App Store von
Apple verfügbar.
A U T O F O R M E N G I N E E R I N G
Hotforming und Abschreckprozesse
Die AutoForm Engineering
GmbH hat den AutoForm-
ThermoSolver entwickelt.
Die Software bietet eine effi -
ziente Simulation von Hotfor-
ming und Abschreckprozes-
sen. Komponenten mit hoher
Festigkeit, anspruchsvoller
Geometrie und minimier-
ten Rückfederungseff ekten
können mit AutoForm-Ther-
moSolver in kurzer Zeit und
zu niedrigeren Kosten ent-
wickelt werden. Die mittels
Hotforming und Abschre-
cken produzierten Kompo-
nenten zeichnen sich durch
hohe Festigkeit, reduzierte
Rückfederungseff ekte und,
falls nötig, komplexe Formen
aus. AutoForm-ThermoSolver
unterstützt das direkte und
indirekte Hotforming und
berücksichtigt zudem den
Wärmefl uss und die Phasen-
transformation während des
Abschreckens. Ingenieuren
einen besseren Einblick in
die strukturelle Transforma-
tion des Materials und damit
eine zweckmäßige Kontrol-
le darüber. Auch Automo-
bilhersteller sowie Zulieferer
können mit dieser Software
zuverlässig die Prozesse von
warmumgeformten Bautei-
len für neue Fahrzeuge ent-
wickeln und defi nieren.
Bild: AutoForm Engineering
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14 Aktuell Veranstaltungskalender
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O L I V E R - W Y M A N - S T U D I E „ E L E K T R O M O B I L I T Ä T 2 0 2 5 “
Elektrofahrzeugmarkt braucht Zeit und GeldV O N A N D R E A S T E V E R D I N G
Das Elektrofahrzeug fährt auch in den nächsten Jahren noch in der Verlustzone. Bis 2025 werden reine Elek-
trofahrzeuge weltweit nur einen Marktanteil von rund drei Prozent erzielen. Der Staat muss massiv in einen
„Deutschlandpakt 2025 für Elektromobilität“ investieren, um die neue Technologie anzuschieben. Das sind
Kernergebnisse der Oliver-Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“.
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Am Markt verfügba-
re Elektroautos: Tesla
Roadster (oben), Mitsu-
bishi i-MiEV, Nissan Leaf,
TH!NK City (von links).
Bilder: Archiv
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In den nächsten 15 Jahren kommen
Elektrofahrzeuge im weltweiten Fahr-
zeuggeschäft gerade einmal auf ei-
nen Marktanteil von drei Prozent. Enor-
me Mehrkosten von derzeit bis zu 20.000
Euro für ein Fahrzeug der Golf-Klasse
und beschränkte Reichweiten im realen
Fahrbetrieb verhindern eine starke Ver-
breitung. Laut der aktuellen Studie von
Oliver Wyman „Elektromobilität 2025“
sollte der momentane Hype um das Elek-
trofahrzeug zwar beendet werden, auf
lange Sicht geht aber am Elektroantrieb
kein Weg vorbei – denn Elektrofahrzeuge
entscheiden über die langfristige Über-
lebensfähigkeit der Automobilindustrie.
Bis dahin steht ein nie gekannter Inves-
titionsbedarf dem äußerst geringen Er-
tragspotenzial gegenüber.
Elektroautos noch
in minimalen Stückzahlen
Trotz vollmundiger Ankündigungen
der Automobilhersteller gibt es bisher
nur wenige Elektrofahrzeuge zu kau-
fen. Im Jahr 2009 werden weltweit nicht
einmal 10.000 Pkws abgesetzt, die rein
batteriebetrieben fahren. Fahrzeuge
wie Mitsubishi i-MiEV, Nissan Leaf, Tes-
la Roadster oder TH!NK City sind im Ge-
samtmarkt mit einem Anteil von weni-
ger als 0,1 Prozent ein Tropfen auf den
heißen Stein. Auch der weltweite Be-
stand an ungefähr 2,5 Millionen Hybrid-
fahrzeugen ist angesichts von mehr als
850 Millionen Pkws eher eine Rander-
scheinung. Im Jahr 2010 fahren gerade
einmal zwei Prozent der neu verkauften
Fahrzeuge elektrisch unterstützt oder
rein elektrisch. Bis 2025 steigt deren
Marktanteil auf 16 Prozent – dann aber
haben mindestens 76 Millionen Fahr-
zeuge beziehungsweise 84 Prozent im-
mer noch einen Verbrennungsantrieb.
CO2-Reduktion ist und bleibt damit das
Top-Thema der Automobilindustrie. Die
Automobilhersteller investieren dafür
bereits heute etwa ein Drittel des welt-
weiten Forschungs- und Entwicklungs-
aufwands von 75 Milliarden Euro.
Das neue Elektrospiel
mit vielen Unbekannten
Neue Fahrzeug- und Antriebskonzep-
te sind Schlüsselelemente für das Auto-
mobil und zugleich Voraussetzung, um
langfristig im Wettbewerb mit anderen
Verkehrsträgern und -konzepten zu be-
stehen. Dabei kommt der Elektrifi zierung
des Antriebs eine entscheidende Rolle
zu, denn damit wird entweder der Ver-
brennungsmotor elektrisch unterstützt
(Mild-Hybrid), zeitweise im Fahrbetrieb
ersetzt (Voll-Hybrid, Plug-in-Hybrid) oder
ganz ersetzt (Elektrofahrzeug, Brenn-
stoff zellenfahrzeug). Bis auf Mild-Hybrid
ermöglichen diese neuen Antriebskon-
zepte ein zumindest lokal emissionsfrei-
es Fahren. Das neue Elektrospiel ist al-
lerdings eines mit vielen Unbekannten:
Kundenerwartungen, Märkte, Fahrzeug-
konzepte, Antriebstechnologien, Kosten,
Marktteilnehmer und Geschäftsmodelle
führen zu einem noch nie dagewesenen
Wettkampf beziehungsweise Powerplay
in der Automobilindustrie. Hinzu kommt
die große Unsicherheit über künftige
Marktperspektiven der neuen Antriebe
für die nächsten 15 bis 20 Jahre.
Reichweite und Kosten
haben Top-Priorität
Eine im Rahmen der Oliver-Wyman-Stu-
die „Elektromobilität 2025“ gemeinsam
mit puls Marktforschung durchgeführ-
te Kundenbefragung zeigt, dass der Au-
tokäufer keine Abstriche bei Nutzen,
Fahrkomfort oder Sicherheit machen
wird. Insbesondere eine unzureichende
Reichweite ist für die befragten Kunden
Hauptargument gegen den Kauf eines
Elektrofahrzeugs; nur 13 Prozent akzep-
tieren eine Reichweite unter 250 Kilome-
tern. Langfristig wird es für die Automo-
bilhersteller und -zulieferer darum gehen
müssen, Reichweiten von bis zu 400 Ki-
lometern zu realisieren, um dem Elektro-
fahrzeug aus einer kleinen Nische zu ei-
ner starken Verbreitung zu verhelfen.
Alle Beteiligten müssen deshalb die
Elektrifi zierung des Antriebs vorantrei-
ben. Die Kostenmodellierung zeigt je-
doch, dass die Herstellkosten eines
durchschnittlichen Elektrofahrzeugs
heute um den Faktor 2,5 beziehungs-
weise 150 Prozent über denen eines
Fahrzeugs mit Verbrennungsantrieb lie-
gen. Selbst im Jahr 2025 sind die Her-
stellkosten noch um 60 Prozent höher.
Zwar wird das Elektrofahrzeug bei man-
chen traditionellen Fahrzeugumfängen
günstiger – so entfallen Komponenten
oder sie werden für das Elektrofahr-
zeug kostenoptimiert –, doch Batterie,
Elektromaschinen und Leistungselekt-
ronik verteuern das Fahrzeug drastisch.
Nur 2.200 Euro „Elektroaufschlag“
werden akzeptiert
Laut Kundenbefragung sind jedoch le-
diglich 14 Prozent der Autokäufer bereit,
für ein Elektrofahrzeug mehr zu bezah-
len. Im Durchschnitt lassen sich gerade
einmal 2.200 Euro „Elektroaufschlag“ er-
zielen. Nur bei einer Betrachtung der an-
fallenden Lebenszykluskosten kann die
Rechnung für den Kunden künftig aufge-
hen. Werden die vergleichsweise günsti-
gen Stromkosten berücksichtigt, kann ein
Fahrzeug der unteren Mittelkasse trotz
Elektroantrieb nicht nur gleichziehen,
sondern in einer vierjährigen Betrach-
tung der Lebenszykluskosten das mit
Fahrzeugherstellkosten nach AntriebstechnologieDurchschnittlicher PKW, Verbrennungsfahrzeug 2010 = Index 100
104
103
100
122115
122
144
130
154146
190
225
168
235
247
2010 2015 2020 2025
Verbrennungsfahrzeug
Voll-Hybridfahrzeug
Plug-in-Hybridfahrzeug
Elektrofahrzeug
Mild-Hybridfahrzeug
Quelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“
Trotz starker Kostendegression bleiben die Herstellkosten vor allem beim Elektrofahrzeug im
Jahr 2025 deutlich höher als beim Verbrennungsfahrzeug. Grafi ken: Oliver Wyman
17Im FokusElektromobilität
8 / 2 0 1 1
18 Im Fokus Elektromobilität
Verbrennungsmotor angetriebene Fahr-
zeug sogar überholen: Im Jahr 2025 sind
demnach die Lebenszykluskosten des
Elektrofahrzeugs um etwa 3.500 Euro be-
ziehungsweise zirka zehn Prozent nied-
riger, trotz höherer Anschaff ungspreise.
In absehbarer Zeit geht diese Rechnung
allerdings noch nicht auf, da das Elekt-
rofahrzeug bei vergleichsweise hohem
Wertverlust von Fahrzeug und insbeson-
dere Batterie in vier Jahren Mehrkosten
von mehr als 12.000 Euro einfährt.
Plug-in-Voll-Hybride
die bessere Alternative
Der Markt für Elektrofahrzeuge wird
wachsen, allerdings nur langsam. Reine
Elektrofahrzeuge kommen im Jahr 2025
im Wettbewerb mit verbrennungsmo-
torgetriebenen Fahrzeugen nur auf 3,2
Millionen verkaufte Einheiten. Bis dahin
werden sich im Markt weltweit etwa 15
Millionen Elektrofahrzeuge befi nden, das
sind weniger als 1,5 Prozent des dann
vorhandenen Fahrzeugbestands. Mild-
und Voll-Hybride starten zwar durch, er-
reichen aber in fünfzehn Jahren nur ei-
nen Marktanteil von zusammen neun
Prozent. Mild-Hybride werden jedoch zu
einer Art Basistechnologie für mittlere bis
große Fahrzeuge, während Voll-Hybride
sich insbesondere in Nordamerika und
Asien durchsetzen, vor allem bei SUVs
(Sport Utility Vehicle). Plug-in-Hybride
(Marktanteil 2025: 3,5 Prozent), sprich:
Voll-Hybride mit einer deutlich größeren,
an der Steckdose wiederaufl adbaren Bat-
terie, sind bei einer Kosten-Nutzen-Ab-
wägung die bessere Alternative.
Plug-ins können sich überall dort verbrei-
ten, wo Strecken von mehreren Hundert
Kilometern mit der Möglichkeit zum rein
elektrischen Fahren von bis zu 50 Kilome-
tern kombiniert werden. Auf diese Wei-
se lassen sich mit traditionellem Antrieb
weite Strecken über Land bewältigen, um
dann innerstädtisch rein elektrisch zu fah-
ren. In den kleinen Fahrzeugsegmenten
wie Opel Corsa oder Smart Fortwo kom-
men die reinen Elektroantriebe immer
dort zum Zuge, wo die tägliche Strecke
üblicherweise 60 bis 80 Kilometer nicht
übersteigt. Reine Elektrofahrzeuge spie-
len in Fahrzeugsegmenten oberhalb der
Mittelklasse wie der E-Klasse von Merce-
des-Benz keine größere Rolle mehr. Aus-
genommen sind Kleintransporter, die
innerstädtisch kurze Strecken im Verteiler-
verkehr oder im Handwerk zurücklegen.
E-Auto-Zulieferer und
After-Sales-Markt profi tabel
Angesichts geringer Stückzahlerwartun-
gen für die nächsten Jahre, eines hohen
Investitionsbedarfs und überbordender
Mehrkosten für das Elektrofahrzeug stellt
sich mehr denn je die Frage nach der Pro-
fi tabilität des Elektrofahrzeugs. Eine Bei-
spielrechnung aus der aktuellen Oliver-
Wyman-Studie für ein Elektrofahrzeug
der Golf-Klasse zeigt, dass trotz 3.000
Euro am Markt zu erzielendem „Elektro-
aufschlag“ ein Automobilhersteller heute
rund 12.000 Euro an einem solchen Fahr-
zeug verlieren würde. Für die nächsten
zehn Jahre bleibt das Elektrofahrzeug in
Summe über die gesamte Wertschöp-
fungskette in der Verlustzone.
Gewinnbringend sind diejenigen Wert-
schöpfungsstufen, die dem Verkauf der
Autos vor- oder nachgelagert sind. Vor-
gelagert entsteht ein neuer Markt aus in-
novativen, hochanspruchsvollen Elektro-
antriebskomponenten. So wird sich zum
Beispiel der Markt für Lithium-Ionen-
Batterien, Elektromaschinen und Hoch-
volt-Leistungselektroniken im Jahr 2025
bereits auf rund 80 Milliarden Euro be-
laufen. Das sind rund sieben Prozent der
gesamten Komponentenwertschöpfung
der Automobilindustrie. Nachgelagert er-
öff nen sich zahlreiche neue Chancen, die
die Automobilhersteller zwingend nut-
zen müssen, um in den nächsten Jahren
Verluste entlang der Wertschöpfungsket-
te auszugleichen oder zumindest abzu-
mildern. Dabei spielen zunehmend die
Energieversorgungsunternehmen eine
wichtige Rolle, sei es als Wettbewerber
oder als Partner für Hersteller, um mit die-
1 Fixkosten (inklusive Steuer, Versicherung), Wartung und Reparatur, FahrzeugpflegeQuelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“
Lebenszykluskosten im Vergleich: Elektro- vs. VerbrennungsfahrzeugIn Euro, durchschnittlicher PKW, Haltedauer 4 Jahre, 15.000 km Laufleistung pro Jahr
12.100
27.200
16.600
18.900
6.000
2.000
9.000
2.900
8.000
9.000
11.000
11.300
Verbrennungsfahrzeug
Elektrofahrzeug
Verbrennungsfahrzeug
Elektrofahrzeug
2010
2025
26.100
38.200
36.600
33.100
WertverlustKraftstoff- bzw.
Stromkosten Sonstiges1
Für den Endkunden ist ein Elektrofahrzeug heute um fast 50 Prozent teurer als ein Verbren-
nungsfahrzeug – bedingt durch den Wertverlust von Fahrzeug und Batterie.
32,6
3,1
2,0
39,5
22,4
1,3
1,3
26,2
13,8
2,1
1,0
17,6
7,8
8,1
Fahrzeugabsatz 2025 nach Antriebstechnologie und RegionIn Millionen PKW1
Asien und Mittlerer Osten Europa NAFTA Restder Welt
Verbrennungsfahrzeuge
Mild-HybridfahrzeugeVoll-Hybridfahrzeuge
Plug-in-Hybridfahrzeuge
0,9
0,90,7
0,5
0,3
0,4Elektrofahrzeuge
1 Inklusive Pickup, PKW-basierter Van und Micro Van (ohne Transporter)Quelle: Oliver Wyman-Studie „Elektromobilität 2025“
0,10,10,1
3,25,82,6
76,6
3,2
Im Jahr 2025 werden weltweit nicht mehr als 3,2 Millionen Elektrofahrzeuge abgesetzt. Asien
ist Hauptregion für den Absatz alternativ angetriebener Fahrzeuge.
8 / 2 0 1 1
19Im FokusElektromobilität
sen beispielsweise spezielle „Autostrom-“
oder Leasing-Pakete zu schnüren.
Der Staat kann Elektroautos
attraktiver machen
Für eine starke Verbreitung von Elektro-
fahrzeugen lassen sich zwei Haupttreiber
ausmachen. Zum einen dürfen sich in ei-
ner Betrachtung der Lebenszykluskos-
ten keine Kostennachteile im täglichen
Betrieb dieser Fahrzeuge ergeben. So-
mit hängt die Verbreitung nicht nur von
einer deutlichen Kostendegression der
Batterie und damit vom Wertverlust des
Elektrofahrzeugs ab, sondern insbeson-
dere auch vom weiteren Anstieg der Roh-
öl- und Kraftstoff preise. Darüber hinaus
kommen jetzt Staat und Kommunen ins
Spiel. Wenn sie künftig den Kauf und den
Betrieb von Elektrofahrzeugen fördern
oder den Verbrennungsantrieb sanktio-
nieren, hat das erheblichen Einfl uss auf
den Absatz von Elektrofahrzeugen.
So wird Großbritannien den Kauf eines
Elektrofahrzeugs ab 2011 mit 2.500 bis
6.000 Euro unterstützen, China mit etwa
6.500 Euro, Japan sogar mit bis zu 11.000
Euro. Der Staat wird zu einem neuen und
gewichtigen Spieler im Powerplay na-
tionaler Interessen. Und er fordert: Pro
Kauf eines Elektrofahrzeugs sollte eine
„E-Fahrzeug-Prämie“ von bis zu 10.000
Euro gewährt werden. Daneben kann
bei Neuverkäufen auch eine Befreiung
von der Umsatzsteuer, der Kfz-Steuer
oder der Umsatzsteuer auf den Strom-
verbrauch des Elektrofahrzeugs ange-
setzt werden. Diese eher temporär als
Anschubfi nanzierung gedachten Mittel
lassen sich mittelfristig durch attraktive
Angebote im innerstädtischen Verkehr
ergänzen, beispielsweise Mitbenutzung
der Busspuren und spezielle Parkräume
für Elektrofahrzeuge. Drastischer wirken
innerstädtische Mautgebühren oder Zu-
fahrtsbeschränkungen für CO2-aussto-
ßende Fahrzeuge.
Notwendig ist ein Deutschlandpakt
2025 für Elektromobilität
Deutschland und die deutsche Automo-
bilindustrie als Schlüsselindustrie müs-
sen ihrer technologischen Vorreiterrolle
auch beim Elektrofahrzeug gerecht wer-
den können. Nicht kleckern, sondern
klotzen, lautet deshalb die Devise. Das
entspricht einer Fördersumme in Höhe
von 15 Milliarden Euro, verteilt auf die
nächsten zehn Jahre. Die aktuellen För-
derprogramme reichen nicht aus, um die
führende Rolle im Elektro-Powerplay der
Nationen zu spielen.
Nach dem „100.000-Dächer-Pro-
gramm“ für Solardächer Ende der 1990er-
Jahre ist jetzt ein „1.000.000-E-Fahrzeug-
Programm“ notwendig, damit in den
nächsten Jahren der Kauf eines Elektro-
fahrzeugs trotz deutlich höherem An-
schaff ungspreis und Wertverlust attrak-
tiver wird. Der Staat ist gefordert, seine
Forschungs- und Industriepolitik auf die
Elektromobilität auszurichten, um nicht
weiter den Anschluss zu verlieren. Zudem
muss er ein umfangreiches Marketing für
Elektromobilität betreiben, dessen Fokus
auf einer Verantwortungsgesellschaft für
Nachhaltigkeit liegt.
Von neuen Kooperationen
profi tieren
Nicht erst mit dem Elektrofahrzeug sind
aufstrebende Automobilnationen wie Chi-
na in der Lage, die etablierten Unterneh-
men der Automobilindustrie anzugreifen.
Langfristig kommt die Konkurrenz nicht
aus dem eigenen Land, sondern aus Fern-
ost. Das gilt für die Schlüsseltechnologien
des Elektroantriebs – allen voran Batterie-
zellen und Leistungselektronik – ebenso
wie für Elektrofahrzeuge an sich. Automo-
bilhersteller werden sich zur Sicherung
der strategischen Zulieferbasis an Kom-
ponentenlieferanten beteiligen müssen,
insbesondere bei Batteriezellen und -mo-
dulen, aber auch bei werthaltigen Schlüs-
selkomponenten der Elektromaschinen
wie etwa Permanentmagneten.
Mit Blick auf die immensen Investitio-
nen, die in den nächsten Jahren von allen
Beteiligten notwendig sein werden, geht
es jetzt darum, neue Kooperationen und
Beteiligungen einzugehen. Vertikale
Partnerschaften eines Automobilherstel-
lers mit strategischen Schlüsselzuliefe-
rern und Forschungsinstituten sind durch
horizontale Kooperationen zwischen
Herstellern oder zwischen Zulieferern zu
ergänzen, um ein dichtes Netzwerk für
Elektromobilität zu knüpfen. Für etablier-
te Spieler im traditionellen Verbren-
nungsantrieb gilt es zudem, den Spagat
zu schaff en, mit geeigneten Migrations-
strategien den Schritt in die Elektrifi zie-
rung des Antriebsstrangs zu vollziehen,
gleichzeitig aber weiter in den heutigen
Wettbewerbsvorsprung des Verbren-
nungsmotors zu investieren, um diesen
möglichst lange zu erhalten. to
Die Zehn-Punkte-Agenda „Elektromobilität 2025“1. Markenpositionierung
Die Elektromobilitätsstrategie konse-
quent an Markenpositionierung und
markentypischer Innovationsstrategie
ausrichten.
2. Marktintelligenz
Marktintelligenz für „Elektro“ und
relevante Umfeldindikatoren je Markt
aufbauen sowie entsprechende
Marktszenarien und alternative/optio-
nale Strategiepfade defi nieren.
3. Produktportfolio
Das Produktportfolio nach Fahrzeug-
segmenten selektiv mit alternativen
Antriebs- und spezifi schen Fahrzeug-
konzepten durchdringen.
4. Mobilitätsangebote
Neue, auf das Elektrofahrzeug bezoge-
ne Downstream-Angebote und Mehr-
wertdienste schaff en, um zusätzliche
Gewinnzonen der Elektromobilität zu
adressieren.
5. Kooperationen, Fusionen und
Übernahmen
Durch vertikale und horizontale Ko-
operationen, Unternehmenszukäufe
und -zusammenschlüsse den Zugang
zu Schlüsseltechnologien und -part-
nern sichern.
6. Kompetenzfokus Forschung und
Entwicklung (FuE)
„Elektro“ als FuE-Kernkompetenz von
Herstellern durch Umschichtung der
FuE-Ressourcen und -Budgets signi-
fi kant aufbauen – Ziel sind 10 bis 15
Prozent für Elektrofahrzeuge.
7. Investmentfokus Produktion
In die Produktion werthaltiger Kompo-
nenten des Elektroantriebs investie-
ren, inklusive Transformationsplan
für traditionelle Komponenten- und
Aggregatewerke.
8. Zuliefergeschäfte
Neue Zuliefergeschäftsmodelle bei
Schlüsselkomponenten und -systemen
aufbauen, auch in Zusammenarbeit
mit Zulieferern außerhalb der Automo-
bilindustrie.
9. Staatliche Förderung
Ein staatliches Förderprogramm wie
einen „Deutschlandpakt 2025 für Elek-
tromobilität“ für eine Million Elektro-
fahrzeuge bereitstellen – Größenord-
nung etwa 15 Milliarden Euro.
10. Kommunikation
Integrierte und unternehmensüber-
greifende Marktkommunikation zu
Potenzialen und Realitäten der Elektro-
mobilität betreiben.
8 / 2 0 1 1
20 Im Fokus Elektromobilität
Elektromobilität ist Chance und He-
rausforderung – für alle Beteiligten.
Nur wenn die Integration der Elek-trofahrzeuge in die Netze gelingt, kann
Elektromobilität zuverlässig funktionie-
ren und sich zum Vorteil für Nutzer und
Netzbetreiber entwickeln.
Künftige Lade-Infrastrukturen für Elek-
trofahrzeuge werden nach Zugänglich-
keit und Aufstellort unterschieden:
• Öff entliches Laden: etwa auf öff entli-
chen Plätzen oder am Straßenrand
• Halböff entliches Laden auf Privatge-
lände: Parkhaus, Kaufhaus- oder Hotel-
parkplatz
• Halbprivates Laden auf Privatgelände:
Lademöglichkeiten für Pendler sowie
Dienst- und Firmenwagen auf dem Fir-
mengelände
• Privates Laden auf Privatgelände:
etwa daheim in der Garage
Netzintegration hat oberste Priorität
Wertet man das Fahrverhalten in den
Modellregionen aus, zeigt sich: Gefahren
wird, wo öff entliche Ladestationen verfüg-
bar sind – geladen wird aber in 90 Prozent
aller Fälle im Privatbereich. Auch die Nati-
onale Plattform Elektromobilität weist der
Lade-Infrastruktur für halbprivates und
privates Laden in ihrem Zwischenbericht
eine hohe Bedeutung zu. Die Anforderun-
gen an die Systeme sind zum Teil mit de-
nen an das öff entliche Laden vergleichbar
– etwa bei den Sicherheitsfunktionen. An-
dere Anforderungen unterscheiden sich
und sind zum Teil geringer.
Durch das häufi ge Laden im privaten
Bereich ist die Integration in das Ener-
gienetz erforderlich. Schon eine geringe
Anzahl von Elektrofahrzeugen kann im
ungünstigen Fall zu einer lokalen Über-
lastung im Niederspannungsnetz des
Netzbetreibers führen. Im Firmennetz
kann ein ungesteuertes Laden der Flot-
ten- oder Pendlerfahrzeuge den Spitzen-
lastbedarf deutlich erhöhen und sich so
L A D E - I N F R A S T R U K T U R E N U N D N E T Z I N T E G R A T I O N
Erst laden, dann fahrenV O N T H O R S T E N T E M M E
Die Politik hat das Ziel vorgegeben: Eine Million Elektrofahrzeuge bis zum Jahr 2020. Damit hat die
Nationale Plattform Elektromobilität den Bedarf an Lademöglichkeiten für den öffentlichen und privaten
Bereich skizziert. Bis 2020 sind nahezu eine Million Ladepunkte notwendig. Worauf es bei den Themen
Lade-Infrastruktur, Lademodus, Ladestecker und Ladestationen ankommt, zeigt dieser Beitrag.
E-Mobilität in der Praxis –
die Mitarbeiter von Phoenix
Contact in Blomberg nutzen
bereits Elektro-Smarts für kür-
zere Dienstfahrten.
Topologie einer Lade-Infrastruktur für die Aufl adung in Lademodus 3 – auf der Basis der aktu-
ellen Normenentwürfe.
21Im Fokus
8 / 2 0 1 1
Elektromobilität
negativ auf den Leistungspreis bei Son-
dervertragskunden auswirken. Mittels
Last- und Energie-Management werden
aber auch wirtschaftliche Vorteile erzielt.
Denn die Novelle des Erneuerbare-Ener-
gien-Gesetzes von 2010 fördert durch
entsprechende Vergütungen den Eigen-
verbrauch von Solarstrom – hier ist das
Elektro fahrzeug ein potenzieller Abneh-
mer. Um auf eine attraktive Eigenver-
brauchsquote von über 30 oder gar 50
Prozent zu kommen, ist ein integriertes
Energie-Management notwendig.
Lademodus und Ladestecker
Das Laden von Elektrofahrzeugen be-
schreibt die Norm IEC 61851-1. Für das
Laden am Wechselstrom netz sind die La-
demodi 1 bis 3 defi niert. Der Lademodus
1, bei dem das Fahrzeug direkt mit dem
Netz verbunden wird, ist aus Sicherheits-
gründen bedenklich, er erlaubt auch
nur eine rudimentäre Steuerung des La-
devorgangs. Im Lademodus 2 sitzt zwi-
schen Fahrzeug und Haushaltssteckdose
eine so genannte In-Cable-Control-Box,
die Sicherheits funktionen wie Schutz-
leiter-Überwachung übernimmt. Hier ist
auf Fahrzeugseite bereits ein Ladeste-
cker nach IEC 62196 erforderlich. Erst im
Lademodus 3, bei dem Sicherheitsfunk-
tionen und die Vorgabe des Ladestroms
in der Ladesäule über einen so genann-
ten Control-Pilot fest integriert sind, ist
auch ein Last- oder Energie-Manage-
ment möglich (Bild 1). Für diesen Lade-
modus, der im Privatbereich bevorzugt
angewendet werden sollte, sind sowohl
auf Fahrzeug- als auch auf Lade-Infra-
struktur-Seite Steckvorrichtungen nach
IEC 62196 vorzusehen.
Prinzipiell sind hier verschiedene Ste-
cker möglich: Typ 1, 2 oder 3. Phoenix
Contact favorisiert für das Laden im Pri-
vatbereich den Ladestecker Typ 2 (Bild 2).
Dieses robuste und in der Anwendung
einfache Stecksystem ermöglicht eine
hohe Leistung: einphasig bis 3,7 kW, drei-
phasig sogar bis 43 kW.
Aufbau von Ladestationen
Die Ladestation im privaten Carport oder
in der Garage lässt sich um einige Funkti-
onen reduzieren. Identifi kation ist meist
nicht erforderlich. Energiemessung dient
vielfach nur der Information und muss
nur bei speziellen Fahrstromverträgen
eichrechtkonform sein. Häufi g wird das
System als so genannte Wall-Box aus-
geführt – entweder mit einer Steckdose
und losem Kabel oder einem an der La-
destation fest angeschlagenen Ladeka-
bel und fahrzeugseitigem Ladestecker.
Die Ladestation sollte auch unter widri-
gen Bedingungen wie Frost oder direkter
Sonnen einstrahlung zuverlässig arbei-
ten. Über Kommunikationsschnittstel-
len wird die Ladestation auch an die In-
formationstechnik im Haus geschlossen.
Denkbar ist die Fernanzeige der gelade-
nen Energiemenge auf dem Smartphone
oder der Fernzugriff durch den Energie-
versorger, der Tarifsignale an die Ladesta-
tion sendet. Hier bieten sich Systeme mit
integriertem Web-Server an, die sich pro-
blemlos in IT-Strukturen integrieren las-
sen, wie sie heute in nahezu jedem Haus-
halt vorhanden sind.
Im semiprivaten Firmennetz muss die
Konfektionierung der Lade-Infrastruktur
diff erenzierter betrachtet werden. Hier
können Identifi kation sowie eichrecht-
konforme Fahrstrom-Erfassung erfor-
derlich sein. Das System kann dann eine
Kompaktsteuerung – etwa eine ILC-Steu-
erung von Phoenix Contact – in einem
zentralen Schalt schrank enthalten. Von
diesem Schaltschrank aus werden meh-
rere Satelliten gesteuert, die nur noch
eine geringe Intelligenz benötigen. Die
sichere kommunikative Anbindung der
Ladestation an die IT-Infrastruktur des
Betreibers kann über Ethernet erfolgen –
per Draht oder per Funk.
Integration in SQL-
Datenbank
Das hier gezeigte Au-
tomatisierungskon-
zept verzichtet bei der
Kommunikation zur
Leitebene auf propri-
etäre System-Schnitt-
stellen. Die Integration
der Lade-Infrastruktur
erfolgt allein auf der
Basis von Standards
und Schnittstellen aus
Automatisierung und
Informationstechnik.
Die Automatisierungs-Software PC Worx
etwa unterstützt die direkte Kommunika-
tion mit einem Datenbank Management-
System (DBMS) – etwa MS-SQL-Server.
Die Abfragesprache SQL (Structured
Query Language) erlaubt die Defi nition
von Daten strukturen sowie das Schrei-
ben und Lesen von Daten in relationalen
Datenbanken durch die Steuerung.
Hat sich der Nutzer an den Ladesäulen
legitimiert – etwa über RFID oder gesen-
deter SMS – liest die Steuerung den zur
Kennung gehörenden Datensatz aus der
SQL-Datenbank aus und der Ladevorgang
kann beginnen. Gibt es ein Energie-Ma-
nagement-System im Hintergrund, lassen
sich aus der aktuellen und aus der zu er-
warteten Netzlast Ladevorgänge regelba-
siert anpassen (Bild 3). So kann einem
Fahrzeug mit geringer Priorität signali siert
werden, nur noch mit geringer Leistung
zu laden. Mit geeigneten Werkzeugen
kann man auch webbasierte Portal-Lö-
sungen schnell realisieren. r t
Der Autor Thorsten Temme arbeitet im Bereich
Technology Management/Corporate Techno-
logy bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG
in Blomberg.
Ladestecker und La-
debuchse vom Typ
2 nach IEC 62196-2
sind im privaten
und im öff entlichen
Bereich einsetzbar.
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8 / 2 0 1 1
22 Im Fokus Elektromobilität
Das Elektroauto fährt auf der Sieger-
straße. Die einst als bessere Roller
belächelten Vehikel haben sich zu
alltagstauglichen Gefährten gewandelt
und sind damit für immer mehr Bürger
eine Alternative zum Benziner. Laut ei-
ner Umfrage des BITKOM können sich
immerhin mehr als 60 Prozent von 1.000
Befragten vorstellen, in Zukunft auf ein E-
Mobil umzusteigen. „Die Akzeptanz von
Elektroautos ist sehr stark gestiegen“, be-
stätigt BITKOM-Präsidiumsmitglied Mar-
tina Koederitz den Trend. „Die meisten
Menschen haben sich geöff net für neue
Formen der Mobilität.“
Dabei hat sich die Einstellung der Deut-
schen zum ökologiebewussten Fahren in
den vergangenen Monaten erheblich ge-
ändert. Im Februar 2010 etwa konnten
sich erst 39 Prozent der Befragten vor-
stellen, in Zukunft Strom statt Benzin zu
tanken. Ein Grund für den Sinnes-
wandel mögen die Medien sein:
Automagazine wie Tageszeitungen
sind voller Berichte über innovative
neue Entwicklungen mit der Batte-
rie- und Antriebstechnik. Der fl otte
Tesla etwa hat einer großen Öff ent-
lichkeit gezeigt, dass Elektroautos
längst die Phase von langsamen
und experimentellen Fahrzeugen
hinter sich gelassen haben.
Die Steckdose allerdings kommt
bei dieser Debatte oft zu kurz: Zwar dreht
sich in der Diskussion um neue Antriebs-
technologien eine Menge um den Strom,
seine CO2-Neutralität und die effi zien-
teste Weise, ihn in PS zu verwandeln.
Wie genau er in die Batterien der Käu-
fer gelangen soll, wird jedoch eher in
geschlossenen Fachkreisen diskutiert.
Dabei bietet gerade dieser Aspekt viele
spannende Möglichkeiten, die mit neu-
en Entwicklungen auf dem Energiemarkt
zusammenhängen. Besonders die neuen
Technologien wie Smart Grids eröff nen
für neue automobile Lösungen reichlich
Potenzial.
Smart Grids bringen Stromproduzen-
ten auf intelligente Weise mit Stromkon-
sumenten zusammen. Dabei werden
alle notwendigen Netzdaten über IP-ba-
sierte Kanäle übertragen, um Angebot
und Nachfrage nach elektrischer Ener-
gie optimal zu steuern. Hinzu kommt ein
Austausch von Energieströmen in beide
Richtungen und eine automatische Opti-
mierung des Verbrauchs. Auf diese Weise
werden die Kraftwerke wie die Netze ins-
gesamt gleichmäßiger ausgenutzt und
lassen sich somit effi zienter betreiben.
Durch eine intelligente Laststeuerung, die
sich am Bedarf orientiert, können zudem
Lastspitzen effi zient vermieden werden
und der CO2-Ausstoß sinkt beträchtlich.
„Die Elektromobilität ist Treiber wie
Nutznießer dieser Entwicklung. Durch
die Smart-Grid-Technologie ist es bei-
spielweise möglich, die Ladephasen von
Elektromobilen in der Nacht mit über-
schüssiger Windenergie zu synchroni-
sieren. Zudem können sogar die Batteri-
en angeschlossener Elektrofahrzeuge als
Stromspeicher und Netzpuff er dienen“,
sagt Carl Tille, Vice President Electromo-
bility bei Schneider Electric.
„E-Mobility bedeutet sehr viel mehr
als nur den Tank durch eine Batterie und
S T R O M V E R S O R G U N G V O N E L E K T R O M O B I L E N B I E T E T I N N O V A T I O N S P O T E N Z I A L
Strom, der mehr kann Experten rechnen fest damit, dass schon in wenigen Jahren ein Großteil der Auto-
flotte mit Stromantrieb unterwegs ist. Neue Technologien bieten mehr Komfort
beim Aufladen und nutzen die Möglichkeiten von Smart Grids optimal aus. Mit La-
desäulen, die sich aufgrund flexibler Einsatzmöglichkeiten im privaten und ge-
werblichen Bereich für den Aufbau intelligenter Ladenetze eignen, stellt sich
Schneider Electric dieser Herausforderung.
Die Ladesäulen
von Schneider
Electric verfügen
über ein integ-
riertes Überwa-
chungssystem für
das Energiema-
nagement.
Carl Tille ist Vice President Electromobility bei
Schneider Electric.
Elektromobilität
den Ottomotor durch ei-
nen Elektroantrieb zu erset-
zen“, beschreibt BITKOM-
Präsident August-Wilhelm
Scheer die Entwicklung
der neuen Technologie. „Im
Zentrum der Elektromo-
bilität steht ein hochkom-
plexes Informations- und
Kommunikationsnetz. Es
managt Fahrzeuge, Ener-
giebereitstellung und Ver-
kehrsströme.“ Die Etab-
lierung von Smart Grids
stellt allerdings eine große
fi nanzielle Herausforderung
dar. Experten schätzen das
weltweite Investitionsvo-
lumen auf rund 300 Mil-
liarden Euro pro Jahr. Die
großen Energieanbieter
haben das Potenzial dieses
Themas durchaus erkannt.
Wenn es um die letzten Me-
ter geht, den Weg aus den
Stromnetzen zur Steck-
dose, kommen allerdings
Unternehmen zum Zug,
die in Sachen Energiema-
nagement ihr Hauptbetäti-
gungsfeld sehen.
Damit Elektromobilität
sich auf breiter Front durch-
setzen kann, muss schließ-
lich das Land mit einem Netz
aus Stromtankstellen ver-
sorgt werden. Wie dies kon-
kret aussehen kann, zeigt
das Beispiel Frankreich. Dort
startete im vergangenen
Jahr ein groß angelegtes
Gemeinschaftsprojekt der französischen
Agentur für Umwelt und Energie-Ma-
nagement mit Schneider Electric. Kern der
mit 6,5 Millionen Euro geförderten Initiati-
ve sind 100 Elektrofahrzeuge von Renault
und Nissan, die im Departement Yvelines
von ausgewählten Teilnehmern im Alltag
getestet werden. Ein wichtiger Faktor war
dabei von Anfang an die problemlose Ver-
fügbarkeit von Strom. „Wir haben als Part-
ner für diesen Bereich ein umfangreiches
Netz aus Ladestationen zu Hause, am Ar-
beitsplatz, in Parkhäusern und öff entli-
chen Straßen aufgebaut“, berichtet Carl
Tille. Rund 135 intelligente Ladestationen
baute der französische Technologiekon-
zern allein in der Stadt Straßburg auf. Die
Geräte erlauben das sichere „Betanken“
von unterschiedlichen batteriebetriebe-
nen Fahrzeugen und können in einem so
genannten Smart Grid arbeiten.
Darüber lässt sich Strom aus erneuer-
barer Energie gezielt abrufen. Durch die
eingebaute Telekommunikationstechnik
sind die Stationen zudem in der Lage,
Autofahrer jederzeit über verfügbare An-
laufpunkte und den Aufl adezustand zu
informieren. So kann beispielsweise eine
SMS darüber aufklären, dass die Fahrt
mit voller Batterie weitergehen kann. „Es
gibt in diesem Bereich eine Menge in-
teressanter Zusatzdienste rund um das
Thema Stromversorgung des Autos“, er-
klärt Tille. Denkbar sind beispielsweise
Parkhäuser, in denen Kunden kostenlos
während ihres Einkaufs Strom tanken
können. Schneider Electric hat die ver-
schiedenen Ladesituationen in Katego-
rien wie „Sleep and Charge“, „Park and
Charge“ , „Work and Charge“ und „Coff ee
and Charge unterteilt und dafür nicht nur
technische Lösungen entwickelt, son-
dern auch Abrechnungs-, Nutzungs- und
Marketingszenarien konzipiert.
„Wenn wir den Elektroautos in Deutsch-
land eine Chance geben wollen, müssen
wir auch über das Management von
Energie und natürlich auch über Ab-
rechnungsmodelle reden. Nur dann sind
die neuen Fahrzeuge auch wirklich mo-
bil“, erläutert Rada Rodriguez, Country-
Präsidentin Schneider Electric Deutsch-
land. „Einfach nur ein Stromkabel in die
Garage ziehen – so trivial ist das Thema
leider nicht.“ Die Steckdosen von mor-
gen werden auch deshalb mit den Mo-
dellen von heute nur noch wenig ge-
meinsam haben. bw
FACHKONGRESS Digitale Fabrik@Produktion
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- Entwicklungstrends
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Rada Rodriguez ist Country-Präsidentin bei
Schneider Electric Deutschland.
Bilder: Schneider Electric
8 / 2 0 1 1
24 Im Fokus Elektromobilität
Virtuelle Systeme sind Nachbildun-
gen realer Systeme, die so geregelt
werden, dass sie sich an den An-
schlüssen wie ihre realen Vorbilder ver-
halten. Grundlage dafür sind sehr gute
mathematische Modelle der verwende-
ten Komponenten und die echtzeitfä-
hige Implementierung der Modelle auf
den genutzten Steuerrechnern. Bild 1
zeigt eine virtuelle Batterie, die anstel-
le einer realen in ein Bordnetz eingefügt
wurde. Eine geregelte Spannungsquel-
le wird dabei über ein mathematisches
Batteriemodell gesteuert, das zu den
Messwerten des Klemmenstroms die
Sollwerte für die Klemmenspannung
berechnet.
Solche Spannungsquellen stehen kom-
merziell in vielen Varianten zur Verfügung.
Die elektrischen Daten der Spannungs-
quelle müssen dabei zum Verwendungs-
zweck passen: Bei Starterbatterien muss
die Quelle Spannungen bis zu 15 Volt
und Ströme bis zu 1.000 Ampere liefern.
Traktionsbatterien erfordern dagegen ty-
pischerweise Spannungen bis 600 Volt,
dafür aber geringere Ströme. Natürlich
müssen die geregelten Spannungsquel-
len bestimmte dynamische Eigenschaf-
ten haben, die sich aus den dynamischen
Eigenschaften der simulierten Batterien
ergeben. Bild 2 zeigt beispielhaft den
Laboraufbau einer virtuellen Starterbat-
terie. Im Unterschied zu realen Batterien
können bei virtuellen beliebige Batterie-
zustände sehr schnell und sehr genau ein-
gestellt werden, ohne das zum Beispiel
sehr langsame thermische Ausgleichsvor-
gänge, die in der Regel über zehn Stun-
den dauern, abgewartet werden müssen.
Weiterhin lassen sich problemlos unter-
schiedliche Batterien nachbilden und mit-
einander vergleichen. Ein weiterer Vorteil
ist die absolute Reproduzierbarkeit des
Batterieverhaltens. Mit virtuellen Batteri-
en ist auch eine einfache Untersuchung
von Alterungseff ekten und deren Einfl uss
auf das Bordnetz möglich. So kann durch
einfache Parameteränderungen das Ver-
halten gealterter Batterien im Bordnetz
untersucht werden. Auch beim Bench-
marking unterschiedlicher Batteriesyste-
me ist eine virtuelle Batterie ein nützliches
Entwicklungswerkzeug.
Das „Gehirn“ virtueller Batterien sind
mathematische Modelle, die das dynami-
sche Verhalten der emulierten Systeme
mit hinreichender Genauigkeit beschrei-
ben. Solche Modelle mit passenden Soft-
waremodulen werden vom Fraunho-
fer IWES seit vielen Jahren entwickelt.
Sie beschreiben das elektrochemische
Verhalten typischer Speichertechnologi-
en durch Systeme partieller Diff erential-
gleichungen, die in semidiskreter Form
unter den wichtigsten kommerziellen Si-
mulationsumgebungen verwendet wer-
den können. Die Echtzeitvarianten dieser
Software lassen sich unter Echtzeitbe-
triebssystemen oder speicherprogram-
mierbaren Steuerungen einsetzen [1].
Bild 3 zeigt die Verifi kation einer virtu-
ellen Starterbatterie an einem Fahrzeug
mit Verbrennungsmaschine am Beispiel
eines Startvorgangs. Bei einer Tempera-
tur von 20 Grad Celsius betrug der Lade-
zustand der Batterie in zwei aufeinander
folgenden Versuchen mit realer und vir-
tueller Batterie jeweils 95 Prozent.
Der zeitliche Versatz der Meßergebnisse
dient der besseren Unterscheidbarkeit der
Versuche. Beim Betrachten der Ergebnisse
lässt sich kaum erkennen, welche Zeitver-
läufe zur realen und zur virtuellen Batterie
gehören. Da der Zustand realer Batterien
nur mit einer gewissen Unsicherheit er-
fasst werden kann, sind Vergleiche dieser
Art nicht einfach umzusetzen und erfor-
dern eine genaue Vorbereitung. Umso
eindrucksvoller ist die gute Übereinstim-
mung der Ergebnisse. bw
[1]: Caselitz, P. Modelling and Simulation
of Lithium Ion Batteries for Hybrid and Elec-
tric Vehicles 7. Symposium Hybrid Vehicles,
Electric Vehicles and Energy Management,
Braunschweig February 2010
V I R T U E L L E B A T T E R I E N I N D E R E N T W I C K L U N G V O N E L E K T R O F A H R Z E U G E N
Spart Zeit und GeldV O N M A T T H I A S P U C H T A U N D D O M E N I K S C H L E D D E
Energiespeicher besetzen eine Schlüsselposition in der Elektromobilität. Für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
spielen die dynamischen Eigenschaften und das Alterungsverhalten der Speicher eine wichtige Rolle. In der
Forschung und Entwicklung können anstelle realer virtuelle Batterien verwendet werden, die das Klemmen-
verhalten realer Batterien physikalisch mit hoher Genauigkeit nachbilden. Dies ist mit vielen Vorteilen ver-
bunden, die zu Zeit- und Kostenreduktionen führen.
Bild 1: Funktionsprinzip einer virtuellen Batterie.
Bild 2: Virtuelle Starterbatterie im Laborbe-
trieb. Bilder: Fraunhofer IWES
8 / 2 0 1 1
25Im FokusElektromobilität
– die LAPP HELIX spart Gewicht, Kosten
und Platz – das sind drei Fliegen mit ei-
ner Klappe.“
Die Komponenten der LAPP HELIX ba-
sieren auf dem vorhandenen Ladesystem
LAPP CHARGE. Das Kabel ist halogenfrei,
fl ammwidrig, ölbeständig und für einen
Temperaturbereich von –40 bis +90 Grad
ausgelegt. Daher eignet es sich gut für
Einsatzbedingungen mit starker Bean-
spruchung. In Design und Farbgebung
kann es, wie die LAPP CHARGE, an die Be-
dürfnisse der Kunden angepasst und
zum Beispiel mit dem Logo des Herstel-
lers versehen werden. Als Ladestecker
empfi ehlt Lapp den gemeinsam mit dem
Kooperationspartner Bals Elektrotechnik
entwickelten Stecker nach VDE-Standard.
Die komplette Steckvorrichtungsreihe
besteht hier aus Stecker und verschiede-
nen Ausführungen der Anbaudosen.
Über zusätzliche Kontakte in den Steck-
vorrichtungen erfolgt künftig der Daten-
austausch zwischen Fahrzeug und Ener-
gieversorgung. Selbstverständlich lässt
sich die LAPP HELIX auch mit anderen auf
dem Markt befi ndlichen Steckertypen
einsetzen. r t
wirkt sich direkt in einem vergrößerten
Aktionsradius des Fahrzeugs aus.
Weniger Material bedeutet auch nied-
rigere Kosten. Die Ersparnis für den Her-
steller liegt bei rund 25 Prozent.
Zusätzlich profi tiert der Endverbrau-
cher durch das geringere Gewicht. Das
Ladekabel ist damit beim Ladevorgang
einfacher und leichter zu handhaben.
Ist die Batterie voll, rollt sich die LAPP
HELIX einfach wieder ein und ist damit
immer sauber verstaut.
Schneckenkabel
mit Formgedächtnis
Lapp hat für seine Ladelösung eine inno-
vative Fertigungstechnik entwickelt, bei
der das Ladekabel horizontal spiralisiert
wird. Die Rückstellkraft, mit der sich das
Kabel nach dem Ladeprozess automa-
tisch in seine Grundposition zurückzieht,
ist vergleichbar mit der eines herkömm-
lich gewendelten Kabels. Die LAPP HE-
LIX hat quasi ein Formgedächtnis. Sieg-
bert Lapp: „Bei Elektroautos zählt jedes
Gramm, mehr noch als bei konventionell
angetriebenen Fahrzeugen. Aufwändi-
ge Leichtbaumaßnahmen sind oft teuer
Leichtbau, Kostenersparnis, Vorteile
beim Packaging – in der Automobilin-
dustrie sind diese drei Faktoren wich-
tige Wettbewerbsvorteile. Das gilt für
Elektro- und Hybridfahrzeuge in beson-
derem Maße. Jeder weiß: Nur bei markt-
fähigen Preisen und mit alltagstauglichen
Reichweiten werden sie sich langfristig
durchsetzen können. Einen Beitrag, Kos-
ten, Gewicht und Packaging zu optimie-
ren, liefert die Stuttgarter Lapp Gruppe,
Anbieter von integrierten Lösungen und
Markenprodukten für Kabel- und Verbin-
dungstechnik, mit ihrem Produkt LAPP
HELIX für die Ladetechnik.
Die patentierte Ladelösung LAPP HE-
LIX funktioniert im Gegensatz zu einem
gewendelten Ladekabel wie eine Schne-
cke, die sich aus ihrem Schneckenhäus-
chen ausrollt, wenn sie auf der Suche
nach Futter ist und sich dann, wenn sie
satt ist, wieder zurückzieht.
Die Vorteile von LAPP HELIX:
Durch die „Schneckenform“ ergibt sich
eine große Platzersparnis. Im Vergleich zu
einem gewendelten Ladekabel braucht
die LAPP HELIX bei einer Auszugslänge
von vier Metern rund 60 Prozent weni-
ger Platz. Dadurch ergeben sich für die
Industrie bessere Möglichkeiten für das
Packaging, zum Beispiel im Koff erraum
oder in den Fahrzeugtüren oder der
Heckklappe. Auch wenn eine Ladesäu-
le mit fest installiertem Ladesystem aus-
gestattet werden soll, lässt sich die LAPP
HELIX ohne weiteren Schutz, etwa unter
einer Klappe, verstauen.
Da für das Kabel nur halb so viel Ma-
terial benötigt wird wie bei einer gewen-
delten Variante, ist die LAPP HELIX auch
leichter: rund 40 Prozent beträgt die Ge-
wichtsersparnis. Das geringere Gewicht
N E U H E I T F Ü R D I E L A D E T E C H N I K : L A P P H E L I X
Laden mit innovativer e-SchneckeDie diesjährige IAA in Frankfurt hat gezeigt, dass das Interesse an der Elektromobilität zunimmt. Neben den
Fahrzeugen selbst rücken dabei auch immer mehr Peripherielösungen für E-Fahrzeuge ins Rampenlicht. Mit
dem Produkt HELIX bietet die Lapp Gruppe eine patentierte Ladelösung an, die mehrere Vorteile gegenüber
einem gewendelten Ladekabel besitzt.
Das Ladesystem
LAPP HELIX spart
Gewicht, ist be-
sonders kompakt
und gleichzeitig
kostengünstiger
als herkömmliche
Systeme.
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26 Im Fokus Elektromobilität
Der Mitsubishi iMiEV, der seit diesem
Jahr für mehr als 40.000 Euro auf
dem deutschen Markt zu haben ist,
schaff t mit einem 200 Kilogramm schwe-
ren Batteriesystem (Energiedichte 109
Wh/kg) eine Leistung von 64 PS sowie
eine Reichweite von 144 Kilometern. Der
100.000 Euro teure Elektrosportwagen
Tesla Roadster speichert in seinem rund
450 Kilo schweren Batteriesystem (6.831
Lithium-Ionen-Laptop-Akkus, Energie-
dichte: 120 Wh/kg) Energie für etwa 350
KIlometer ohne Steckdosenstopp, zumin-
dest theoretisch. Bei sportlicher Fahrwei-
se kann jedoch nach nur 100 KIlometern
Schluss sein.
Forscher gehen davon aus, dass mit
bekannten Batteriekonzepten auf Lithi-
um-Ionen-Basis langfristig eine Energie-
dichte von bis zu 300 Wh/kg erreichbar
ist. Jedoch sind solche Energiedichten in
der Entwicklung und Fertigung kostenin-
tensiv und auch sicherheitskritisch. Mit
rund 50 Prozent der Gesamtkosten ent-
scheidet vor allem das verwendete Mate-
rial für die Kathode über Preis und auch
Sicherheit des Batteriesystems.
Für den Großteil der Autofahrer der
westlichen Welt, die durch ihre verbren-
nungsmotorisch angetriebenen Fahrzeu-
ge faktisch uneingeschränkte Mobilität
gewohnt sind, reichen die aktuellen Leis-
tungsdaten (vor allem Reichweite, Lade-
dauer, Preis) jedoch nicht aus, um sie vom
Kauf eines Elektromobils zu überzeugen.
Moderne Hybridkonzepte
Damit elektrifi zierte Antriebe in den ent-
wickelten Märkten breitere Akzeptanz
fi nden, führt nach Meinung von Exper-
ten kein Weg an Hybridkonzepten vorbei.
Aktuelle Hybridautos setzen zwar noch
auf den Verbrennungsmotor als Hauptan-
triebsquelle, ergänzt durch eine vergleichs-
weise kleine Batterie:
fünf Kilometer per
Elektromotor sind
hier das Maximum.
Bereits im kommen-
den Jahr wird man
jedoch erste Model-
le kaufen können,
die den Elektromotor
ins Zentrum des An-
triebs rücken, etwa
den Opel Ampera,
dessen kleiner Ver-
brennungsmotor le-
diglich dafür sorgt,
dass die Batterie stets
ausreichend geladen
ist und so die Reichweite auf 500 Kilome-
ter verlängert (Range-Extender-Konzept).
Die absolute Leistungsanforderung an die
Batterie ist somit geringer (Energiedichte
90 Wh/kg, elektrische Reichweite 60 Kilo-
meter). Opel bietet den Ampera ab 43.000
Euro an, die Sonderedition zur Einführung
der Baureihe im Herbst dieses Jahres kos-
tet 48.000 Euro.
Mehrere OEMs forschen zudem an wei-
teren emissionsfreien Evolutionsstufen
hybrider Antriebe, die momentan noch
komplex und damit nicht billig sind. Die
Hersteller gehen hier in mehrere Rich-
tungen, etwa die Kombination von Bat-
terien mit Hochleistungskondensatoren,
Batterien mit Range Extenders auf Brenn-
stoff zellenbasis oder auch reine Brenn-
stoff zellenkonzepte, zum Beispiel der F-
Cell der Daimler AG.
Das Elektroauto verändert die
Wertschöpfungskette
Die Weiterentwicklung der Batterietech-
nologie konzentriert sich auf Energie-
dichte, Nutzungssicherheit, Zyklenbe-
ständigkeit und Lebensdauer. Bei einer
dezidiert„grünen“ Technologie gehö-
ren selbstverständlich auch Life-Cycle-
Analysen dazu, also die Betrachtung der
ökologischen und ökonomischen Ge-
samtkosten der Batterie von der Roh-
stoff verfügbarkeit bis hin zum Recycling.
Diese Themen sind für Automobilherstel-
ler größtenteils neu. Bisher konnten die
OEMs mit ihrer Expertise in der konventi-
onellen Antriebstechnologie den Löwen-
anteil der Wertschöpfung am Automobil
für sich beanspruchen.
F A H R Z E U G K O N Z E P T E M Ü S S E N S I C H D E R B A T T E R I E T E C H N I K A N P A S S E N
Batterieleistung entscheidetV O N H A N S J Ö R G A R N O L D , F E L I X K U H N E R T , R A L F K U R T Z , D R . W I L H E L M B A U E R
Autofahrer und Experten aus Industrie und Forschung sind sich einig: Die Weiterentwicklung der Batterie-
technologie wird über Erfolg oder Misserfolg der Elektromobilität in Deutschland entscheiden. Speicherka-
pazität und Ladedauer der Batterie bestimmen das Nutzungskonzept, ihre Energiedichte und geometri-
schen Ausmaße das Design und Fahrzeugkonzept und ihre hohen Material- und Fertigungskosten den Preis
beziehungsweise das zugehörige Geschäftsmodell.
Entwicklung der Energiedichte von Batterietechnologien (Jahr/Technologie) im
Vergleich zur Energiedichte von Diesel.
8 / 2 0 1 1
27Im FokusElektromobilität
Doch Wissen um Verbrennungsmotoren
oder Getriebe ist beim Elektromobil nicht
mehr gefragt. In der Batterietechnologie
mit Lithium-Ionen-Akkus haben andere
Unternehmen, etwa aus der Chemie- und
Elektronikbranche, rund 20 Jahre Erfah-
rungsvorsprung (Ersteinsatz der Techno-
logie: 1991 in einer Hi88mm-Videokame-
ra von Sony). Dementsprechend drängen
diese Unternehmen jetzt in den sich elek-
trifi zierenden Automobilmarkt und ver-
ändern dadurch die Wertschöpfung für
die OEMs dramatisch. Statt eines Know-
how-Anteils von 63 Prozent beim Ver-
brennungsmotor könnten beim Elektro-
motor gerade einmal 15 Prozent auf die
Automobilindustrie entfallen.
Viele OEMs mit Ambitionen im Bereich
E-Mobility sind Kooperationen mit Batte-
rieherstellern eingegangen, um von deren
Know-how zu profi tieren. Hauptziel der
Zusammenarbeit ist neben der Verbesse-
rung der fahrzeugrelevanten Batteriecha-
rakteristika natürlich die Senkung der be-
trächtlichen Kosten dieser Komponente.
Schwere Batterie
erfordert Leichtbau-Karosse
Die Batterie ist nicht nur teuer, sondern
auch groß und schwer, was gänzlich neue
Anforderungen an den Karosseriebau
stellt. Die Automobilhersteller sind da-
durch gezwungen, sowohl in der Mate-
rial- und Komponententechnologie als
auch in ihren Produktionsverfahren völlig
neue Wege zu beschreiten. Konsequen-
ter Leichtbau lautet das Zauberwort, will
man das Gesamtgewicht des Fahrzeugs
trotzdem niedrig halten und damit die
Reichweite vergrößern. Die bei hoher Ver-
windungssteifi gkeit leichten kohlenstoff -
faserverstärkten Kunststoff e bieten sich für
innovative Karosseriekonzepte an. Die Fer-
tigung solcher Komponenten ist momen-
tan noch kostenintensiv. Doch es muss
nicht immer Karbon
sein. Im Konzeptfahr-
zeug „Light Car“ des
Engineering-Part-
ners EDAG kamen
etwa Basaltfasern für
Fahrzeugstrukturtei-
le zum Einsatz.
Nicht nur für den
energiesparenden
Leichtbau ist Mate-
rialkompetenz von
Bedeutung, auch
Sicherheitsaspekte
spielen hier eine gro-
ße Rolle. Kommt es
zu einem Unfall, dür-
fen weder das hohe
Gewicht der Batterie
noch die in ihr ge-
speicherte Energie
zusätzliche Risiken
für die Insassen dar-
stellen. Durch Über-
hitzung und Überladung explodierende
Mobiltelefon- und Laptop-Akkus haben
bereits öff entliche Debatten über die Si-
cherheit der Lithium-Ionen-Technologie
ausgelöst. Bei einem Elektroauto sind die
Sicherheitsanforderungen ungleich grö-
ßer, da bei einem höheren Spannungs-
niveau ein Vielfaches an Energie gespei-
chert wird.
Neuartiges Energiemanagement
Um den von der Batterietechnologie vor-
gegebenen Leistungsrahmen maximal
auszunutzen, ist das gesamte Energie-
management des Fahrzeugs von Bedeu-
tung. Beim Verbrennungsmotorfahrzeug
steuert ein Riementrieb oft diverse Ne-
benaggregate: Klimakompressor, Licht-
maschine und hydraulische Servolen-
kung. Doch beim Elektromobil gibt es
keinen Riementrieb, alles muss elektrisch
Fächerstrategie der OEMs bei der Entwicklung automobiler Antriebe – Konzepte
im Überblick. Bilder: PwC
„Bei den aktuellen Debatten zum Thema „emissionsfreies Fahren“ wird
momentan fast ausschließlich das rein batteriebetriebene Elektroauto als
Lösung öff entlich wahrgenommen. Den Bau von kleinen und günstigen
Elektroautos werden chinesische Hersteller aber besser realisieren kön-
nen als wir. Vor allem in Deutschland haben wir eine starke Kompetenz im
Bau von Premiumfahrzeugen, wo wir weltweit führend sind. Das müssen
wir uns unbedingt erhalten. Hier sehe ich den Hybridantrieb eindeutig als
beste Lösung, da wir so die Leistungsanforderungen der Premiumkund-
schaft weltweit erhalten können.“
Dr. Gerald Eifl er, Geschäftsführer, ElringKlinger Motortechnik GmbH
8 / 2 0 1 1
28 Im Fokus Elektromobilität
gesteuert werden. Ein intelligentes Sys-
tem muss also den Energiefl uss zu die-
sen Geräten bedarfsgerecht und effi zient
regeln, damit die eingesparte Energie in
höhere Leistung oder Reichweite umge-
setzt werden kann. Allein durch ein intel-
ligentes Energiemanagement sind laut
Experten bei einem E-Fahrzeug noch bis
zu 25 Prozent mehr Reichweite möglich.
Kosteneffi ziente Umsetzung
von E-Strategien
Die OEMs stehen an dieser Stelle vor ei-
nem weitreichenden Konfl ikt: Einerseits
müsste ein erfolgreiches E-Fahrzeug
unter den Gesichtspunkten Sicherheit,
Reichweite und zusätzlicher Kundennut-
zen an die E-Technologie angepasst wer-
den – es würde sich also in Konzept und
Design stark vom herkömmlichen Auto
unterscheiden. Andererseits ist es für die
OEMs eminent wichtig, dass Elektrofahr-
zeuge einen möglichst hohen gemein-
samen Anteil an den Plattform-, Modul-
und Gleichteilestrategien ihrer restlichen
Flotte besitzen, um über Skaleneff ekte
die hohen Produktionskosten zu begren-
zen. Durch den zu erwartenden geringen
Marktanteil von Elektroautos wird dieser
Konfl ikt zusätzlich verschärft.
Eine F&E-Fächerstrategie ist deshalb
aus ökonomischer wie ökologischer Sicht
sinnvoll: also die Elektrifi zierung des An-
triebsstrangs bis zur Entwicklung von E-
Fahrzeugen vorantreiben und gleichzei-
tig die Optimierung der konventionellen
Verbrennungsmotortechnologie fördern.
Denn diese wird nach Meinung von Ex-
perten auch in zehn Jahren noch über 90
Prozent der Fahrzeuge antreiben. Damit
besitzen Autos mit Verbrennungsmotor
als Gesamtfl otte das mit Abstand größte
Potenzial zur Reduzierung der CO2-Emissi-
onen des Individualpersonenverkehrs. Al-
lein im Ottomotor stecken noch mal gut
20 Prozent Optimierungspotenzial, die
sich durch Downsizing und intelligentes
Energiemanagement herausholen ließen.
Durch Kooperation schrittweise
in die Elektromobilität
Konversionsfahrzeuge – also umgebau-
te Verbrennungsfahrzeuge – sind zwar
kurzfristig notwendig, um einen schnel-
len Einstieg in die Elektro-
mobilität zu gewährleisten.
Den Durchbruch der Elekt-
romobilität schaff t jedoch
nur ein wahrhaft innovatives
Fahrzeugkonzept, das auf
die Batterietechnologie aus-
gelegt ist und den Kunden
mit bis dato ungekannten
Vorteilen für die neue Tech-
nologie begeistern kann.
Um die hohen Entwick-
lungskosten für den Einstieg
in die Elektromobilität und
ihren Ausbau in den Griff zu
bekommen, sind Kooperati-
onen mit Know-how-Trägern aus Batterie-
technologie und Leichtbau für die OEMs
von großem Wert. Die Hersteller sind hier
bereits aktiv und konnten so innerhalb
kurzer Zeit Kompetenzen aufbauen, die
sie mit ihren aktuellen Testfl otten de-
monstrieren. Mehrere Konversionsfahr-
zeuge stehen kurz vor dem Markteintritt.
Kooperationen mit den neuen, auf Elek-
tromobile spezialisierten Herstellern wie
Tesla, Th!nk oder CCT können ebenfalls
sinnvoll sein, um deren Wissen und Kre-
ativität für die Entwicklung von Purpose-
Design-Fahrzeugen zu nutzen. Weiterhin
wären aber auch Kooperationen zwi-
schen den etablieren Herstellern ange-
bracht, um gemeinsam Skaleneff ekte in
Entwicklung, Teileeinkauf und Fertigung
von Elektroautos zu erzielen.
Langes Zögern können sich die Her-
steller nicht leisten. Ein Entwicklungszyk-
lus dauert in der Automobilindustrie gut
fünf Jahre: Damit liegt das Jahr 2020 nur
eine Modellgeneration entfernt. Bereits
2012 tritt eine vom EU-Parlament be-
schlossene Flotten-Emissionsobergrenze
von 130 g CO2/km in Kraft, die im Jahr
2020 auf drastische 95 g CO2/km herab-
gesetzt wird. Spätestens dann wird also
jeder Hersteller den E-Fahrzeugen in sei-
nem Modellportfolio enorme Bedeutung
zumessen. to
Die komplette Studie wurde erstmalig von
PricewaterhouseCoopers und Fraunhofer
IAO 2010 veröff entlicht und kann herun-
tergeladen werden unter: http://www.iao.
fraunhofer.de/images/downloads/elektro-
mobilitaet.pdf
Hier lasen Sie überarbeitete Auszüge aus
der „These 3“.
Entwicklung der
globalen Pkw-Pro-
duktion und Anteil
der Elektrofahr-
zeuge von 2010 bis
2020: Die globale
Produktion soll von
64,9 auf 92,6 Milli-
onen Pkw pro Jahr
2020 wachsen – mit
einem Anteil von je
nach Szenario 0,8
bis 2,6 Millionen
Elektrofahrzeugen
2020, also maximal
drei Prozent an der
Gesamtfahrzeug-
produktion.
E-Fahrzeuge sind nicht selbst-
verständlich ökologisch. Mit
dem aktuellen deutschen
Strommix emittiert ein Elek-
troauto etwa 115 g CO2/km.
Aktuelle Kleinwagen begnü-
gen sich mit 100 g/km.
Bild: Bundesministerium für Umwelt
8 / 2 0 1 1
29ManagementRittal setzt 50-jährige Erfolgsgeschichte fort
sich unter anderem über die Neubau-Pro-
jekte am Fraport informieren, die mit Sys-
temtechnik von Rittal ausgestattet wer-
den. Beispiele dafür sind Schaltschränke
und Outdoor-Gehäuse, Stromver teilungs-
und Klimatisierungstechnik sowie IT-Lö-
sungen wie Netzwerk- und Serverracks
sowie USV-Systeme.
Energieeffizienz bei der
Produktion
Am zweiten Tag stand vor der Presse-
konferenz in der Herborner Firmenzen-
trale der Besuch des größten Rittal-Werks
am Standort Rittershausen auf dem Pro-
gramm. Ein wichtiger Punkt war die Ener-
gieeffi zienz bei der Produktion. In Ritters-
hausen konnte so in den letzten fünf
Jahren der Verbrauch bei Strom, Gas und
Wasser bis zu 30 Prozent gesenkt werden.
Umfangreiche Effi zienzmaßnahmen wie
der Betrieb eines Blockheizkraftwerks
oder der Einsatz von Niedertemperatur-
Pulver bei den Lackierprozessen, mach-
ten dies möglich.
Welchen Stellenwert der Bereich For-
schung und Entwicklung bei Rittal hat, le-
sen Sie im Interview mit dem Geschäfts-
führer F&E Dr. Thomas Steff en auf den
Seiten 48 und 49.
Höhepunkt der Jubiläums-Pressekon-
ferenz „50 Years Rittal. Power and Vi-
sion“ in der Herborner Firmenzen-
trale war der Auftritt von Friedhelm Loh,
Inhaber und Vorsitzender der Geschäfts-
führung von Rittal. „Die Power von ges-
tern und heute ist der Ausgangspunkt für
unsere mutige Vision von morgen“, fasst
Friedhelm Loh den Status des Unterneh-
mens nach 50 Jahren Erfolgsgeschich-
te zusammen. „Bis 2015 planen wir einen
Jahresumsatz von 3 Milliarden Euro. Dies
geht einher mit einem stark wachsenden
Personalbedarf, verbunden mit Karriere-
chancen in der ganzen Welt“, so Loh und
stellte klar: „Wir wollen diese Ziele in fi nan-
zieller Unabhängigkeit als Familienunter-
nehmen erreichen. Unsere Plattform „Rit-
tal – Das System.“ wird auch in Zukunft
den Weltstandard der Gehäusetechnik,
der Klimatisierung und der IT-Welt ent-
scheidend prägen.“ Durch die permanen-
te Verbesserung von Produkten und Ser-
viceleistungen sowie die Schaff ung neuer
Produkte werde Rittal seine Innovations-
kraft weiterentwickeln, so der Rittal-Chef.
Um die ambitionierten Wachstumszie-
le zu erreichen, will Rittal insbesondere
auch international weiter wachsen. Ein
Schwerpunkt liegt dabei auf Wachstums-
regionen wie Brasilien, Russland, China
und Indien. Am Standort Rittershausen
sind ebenfalls Investitionen geplant: Hier
soll die Fertigung rationalisiert und fl exi-
bilisiert werden, um kürzere Durchlauf-
zeiten zu ermöglichen.
Grundlage für diese Investitionsentschei-
dungen ist unter anderem die positive
Geschäftsentwicklung der letzten Mona-
te. So liegen die Umsätze von Rittal nach
den ersten sechs Monaten 2011 über
Plan. Der Inlandsumsatz kletterte gegen-
über dem Vorjahresvergleichszeitraum
um mehr als 25 Prozent, der Export leg-
te um fast 27 Prozent zu. Dank der guten
Auftragslage sind die Werke ausgelas-
tet, und Rittal wird 2011 das Niveau von
2008 überschreiten. Der erhöhte Perso-
nalbedarf wird kontinuierlich gedeckt:
Seit Jahresbeginn haben bereits 800 zu-
sätzliche Beschäftigte ihre Tätigkeit auf-
genommen.
„In diesem Jahr haben wir schon eine
ganze Reihe toller Aufträge an Land zie-
hen können“, freute sich Loh. Darunter
sind beispielsweise die koreanische Börse
mit der größten jemals von Rittal verkauf-
ten unterbrechungsfreien Stromversor-
gung (USV) sowie der Energieversorger
Orion, der im neuseeländischen Christ-
church ein großes Outdoor-Container-
Rechenzentrum installiert hat.
Darüber vergisst das Unternehmen je-
doch nicht seine gesellschaftliche Ver-
antwortung. So spendeten Inhaber und
Mitarbeiter allein in den letzten zehn Jah-
ren mehr als 2,5 Millionen Euro an soziale
und kulturelle Institutionen.
Am ersten Tag der Presseveranstaltung
versammelten sich die Medienvertreter
am Frankfurter Flughafen und konnten
J U B I L Ä U M S - P R E S S E V E R A N S T A L T U N G M I T F R I E D H E L M L O H
Drei Milliarden Euro Umsatz bis 2015V O N R A I N E R T R U M M E R
Anfang September hat Rittal anläßlich seines 50-jährigen Bestehens eine Gruppe von Fachjournalisten
zu einer Jubiläums-Presseveranstaltung geladen. Das DIGITAL ENGINEERING Magazin war mit dabei und
konnte sich an den Stationen Frankfurter Flughafen, Werk Rittershausen und Firmenzentrale Herborn
über die Firmenphilosophie und Lösungspalette von Rittal aus erster Hand informieren.
„Bis 2015 planen wir einen Jahresumsatz von
3 Milliarden Euro. Dies geht einher mit einem
stark wachsenden Personalbedarf, verbunden
mit Karrierechancen in der ganzen Welt.“
Friedhelm Loh, Inhaber und Vorsitzender der
Geschäftsführung von Rittal.
Bild
: Rit
tal G
mb
H &
Co
. KG
8 / 2 0 1 1
30 Management Automatische Datenklassifi zierung
Die Krones AG mit Hauptsitz in Neu-
traubling bei Regensburg plant, ent-
wickelt und fertigt Maschinen und
komplette Anlagen für die Prozess-, Ab-
füll- und Verpackungstechnik sowie die
Intralogistik. Weltweit beschäftigt der
Systemhersteller über 10.500 Mitarbeiter
und bedient eine große Bandbreite von
Zielbranchen. Insbesondere bei Geträn-
keherstellern gehören Krones-Anlagen
gewissermaßen zum Standard.
Die globale Präsenz des Konzerns
spiegelt sich ebenso in der Vielzahl der
Stammdaten wider, die seit der Grün-
dung 1951 inzwischen den Millionenbe-
reich erreicht hat. Bei dem Sondermaschi-
nenbauer Krones entwickeln mehrere
hundert Konstrukteure hochgradig in-
dividuelle Anlagen, die passgenau den
Kundenwünschen entsprechen.
Die Menge der Stammdaten verlang-
te umfassendere Suchoptionen. Die tex-
tuellen Möglichkeiten des ERP-Systems
reichten nicht aus, um die Komplexität
angemessen zu beherrschen. In der Folge
wuchs die Teilevielfalt zudem stetig an.
Jeder neu angelegte Materialstamm ver-
ursacht Verwaltungskosten. Studien ge-
hen davon aus, dass ein Bauteil während
seines Lebenszyklus von der Konstrukti-
on über die Produktion und das Lagerwe-
sen bis hin zum Einkauf und der Ersatz-
teilversorgung etwa 1.000 Euro Aufwand
verursacht.
Den Anstieg der Teilevielfalt bedingen
bei Krones die vielen Sonderteile und
Neuentwicklungen, aber auch Standard-
teile, die teilweise mehrfach angelegt
wurden. „Wie jeder Maschinenbauer ha-
ben wir Dubletten im System. Das ließ
sich nicht vermeiden. Jetzt entwickeln
wir Strategien, Dopplungen zu eliminie-
ren oder zumindest das Anwachsen der
Datenbank zu bremsen“, beschreibt Tho-
mas Weiss, Projektleiter aus dem Prozess-
management von Krones.
Zwei komplementäre Lösungswege
wurden identifi ziert: Einerseits soll ein
neues Suchwerkzeug die bisherigen ERP-
Funktionen ergänzen und andererseits
will Krones durch weitreichende Auto-
matismen eine höhere Datenqualität er-
reichen. Die Optimierung soll wiederum
K O M P L E X I T Ä T V O N B A U T E I L - D A T E N B E G R E N Z E N
Höhere Qualität für Millionen von StammdatenV O N P H I L I P P M I K S C H L
Die Krones AG, Entwickler und Hersteller von Getränkeabfüll- und Verpackungstechnik, nutzt die Klassifizie-
rungsexpertise der simus systems GmbH, um die Qualität ihrer Stammdaten zu erhöhen. Eine firmenspezifi-
sche Klassifikation, eine selbsttätige Datenklassifizierung und eine anwenderorientierte Suchmaschine un-
terstützen den Anlagenbauer, die Komplexität der Bauteil-Datenbank zu verringern und die Neuanlage von
Materialstämmen auf das Notwendigste zu begrenzen. Das neu strukturierte und von Dubletten befreite Tei-
lespektrum trägt dazu bei, unternehmensweit die Verwaltungskosten zu reduzieren.
Die Abfüllanlage ErgoBloc
L steht für Ressourcenscho-
nung, Umweltschutz und
Nachhaltigkeit. Bilder: Krones
8 / 2 0 1 1
31ManagementAutomatische Datenklassifi zierung
dazu dienen, das Suchen nach Bauteilen
zu beschleunigen.
Im Auswahlverfahren überzeugte der
Klassifi kationsspezialist simus systems,
der nicht nur eine leistungsstarke Such-
software, sondern auch eine automati-
sche Klassifi zierung von Stammdaten
und 3D-CAD-Modellen anbot. Mit sei-
ner Expertise in Klassenstrukturen sowie
Datenstrukturierung und -aufbereitung
konnte der Karlsruher Dienstleister ein
Lösungspaket schnüren, das den Anfor-
derungen von Krones entsprach.
Höhere Datenqualität durch auto-
matische Klassifi zierung
Die Software simus classmate analysiert
nach ihrem patentierten Verfahren die
Stammdaten des Unternehmens und er-
fasst charakteristische Merkmale, die als
Grundlage für die fi rmenspezifi sche Klas-
sendefi nition genutzt werden. Für die
automatische Umsetzung in die Klassifi -
kation lässt sich mittels eines grafi schen
Editors ein Regelwerk entwickeln und
anschließend verfeinern. Damit reichert
die Software die Daten um weitere Klas-
sifi kationsinformationen an, vereinheit-
licht deren Bezeichnungen und ordnet
sie in die entsprechenden Klassen ein.
Das Ergebnis ist eine übersichtliche Klas-
sifi kationsstruktur, die bereits automa-
tisch bewertete Elemente enthält. Für die
Analyse eines 3D-CAD-Modells greift si-
mus classmate im Anschluss an den Kon-
struktionsprozess auf minimale Geome-
trieinformationen zurück und ermittelt
daraus die Merkmale und die Klasse des
Bauteils.
Zum Projektstart legte Krones die An-
forderungen an die Klassifi kation in Form
von Klassenbeschreibungen fest und
übergab simus systems 2.000 Modelle
als Testobjekte. Schrittweise wurde das
Regelwerk verfeinert und angepasst, bis
eine Richtigteilquote von über 95 Pro-
zent erreicht wurde. Spätere Massen-
versuche mit wesentlich mehr Objekten
bestätigten den sehr hohen Wert. Um
diesen weiter zu verbessern, wird das
Feintuning des Regelwerks kontinuier-
lich fortgesetzt.
Insgesamt umfasst die Krones-Klassifi -
kation 430 Klassen mit rund 3.500 Merk-
malen. Etwa 2.500 defi nierte Regeln
ermitteln unter Berücksichtigung von
Abhängigkeitsbeziehungen Klassen und
Merkmale der Bauteile. Bevor ein neu-
es Objekt durch die Software analysiert
wird, entscheiden 3.800 Textschlüssel da-
rüber, ob manuell oder automatisch klas-
sifi ziert wird.
Momentan verzichtet Krones noch
auf die vollautomatischen Möglichkei-
ten, die simus classmate bereithält. Nach
Abschluss der Entwicklung
startet der Konstrukteur die
Klassifi zierung, lässt Klas-
se und Merkmale durch die
Software berechnen und
kontrolliert noch einmal ma-
nuell das Ergebnis. Wenn
genügend Erfahrungen ge-
sammelt wurden, soll künf-
tig der letzte Schritt von der
vollständig selbsttätigen
Klassifi zierung übernom-
men werden.
„Mit simus classmate kön-
nen wir unsere Konstrukteure
von lästigen Routineaufga-
ben befreien. Sie wollen ent-
wickeln und nicht Stamm-
daten pfl egen. Aber noch
fokussieren wir auf die Datenqualität und
eine weniger stark anwachsende Teile-
vielfalt – die Zeitgewinne kommen dann
eben etwas später“, erläutert Weiss.
Bauteilsuche leicht gemacht
Neben der höheren Qualität der Daten-
bank erleichtert die ebenfalls kunden-
spezifi sch angelegte Software classmate
Finder die Suche nach vorhandenen Bau-
teilen. Bei Krones geben mehrere vordefi -
nierte Auswahlmöglichkeiten und Pikto-
gramme dem Anwender Hilfestellung bei
der Eingabe der richtigen Suchkriterien.
In wenigen Sekunden präsentiert die
Software die entsprechenden Ergebnis-
se. Vorschaubilder, Einzeldatenkataloge
sowie eine interaktive 3D-Sicht des Bau-
teils erleichtern die Identifi kation. Bei
ähnlichen Teilen lassen sich die Daten-
sätze vergleichen und die Unterschiede
farblich hervorheben. „Die Benutzerober-
fl äche ist gut strukturiert. Die Anwender
fi nden sich rasch zurecht“, erklärt Weiss.
„Zusätzlich benötigt das Programm we-
nig Arbeitsspeicher, so dass nur minima-
le Wartezeiten entstehen.“
Die Einführung des Systems stößt
beim überwiegenden Teil der Anwen-
der auf positive Resonanz. Weitere Schu-
lungen, Informationsveranstaltungen
und später E-Learnings sollen helfen, die
noch vorhandene Skepsis abzubauen.
Zusätzlich ließ Krones in die Software ein
Neuigkeitswesen implementieren. Bei
Programmstart werden zentrale Memos
und Nachrichten der Systemadminist-
ratoren angezeigt und so sukzessive die
Informationen an die Benutzer verteilt.
Sammlungen von Tipps und Tricks sol-
len eine einfache Selbstaneignung ohne
unangenehme Nachfragen ermöglichen.
Neben den mehreren hundert
Konstrukteuren nutzen ebenso Anwen-
der aus anderen Bereichen, beispiels-
weise im Einkauf oder Ersatzteildienst,
die Software als Nachschlagewerk oder
Suchmaschine, so dass insgesamt weit
mehr als 1.000 Personen regelmäßig auf
das System zurückgreifen.
Anhand von Rückmeldungen hat
Thomas Weiss die Gewissheit, dass
der Einsatz von simus classmate die
gewünschten Eff ekte mit sich bringt. „Die
automatische Klassifi zierung einzufüh-
ren, war eine strategische Entscheidung,
die sich in den nächsten Jahren auszah-
len wird. Allein die höhere Datenqualität
bringt uns viele Vorteile“, sagt Weiss.
Gegen Jahresende plant Krones
eine umfassendere Nutzenevaluation.
Durch einen Vergleich der Neuanlagen
der Jahre 2008 bis 2010 mit denen von
2011 soll detailliert eruiert werden, in
welcher Höhe der Anstieg der Teileviel-
falt eingeschränkt werden konnte.
Momentan forciert Krones die Planun-
gen, mit Hilfe der neuen Klassifi kation die
Teilevielzahl durch Dubletteneliminie-
rung bei den Norm- und Kaufteilen zu
reduzieren. Weitere erhebliche Kosten-
einsparungen werden erwartet, da mit
Ende der Lebenszyklen immer mehr Bau-
teile aus dem System fallen. bw
3D-Vorschaubilder erleichtern Konstrukteuren die Bauteil-Suche.
32 CAD & Design
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Publireportage: CAD-Datenaustausch und -konvertierung
Automobilhersteller Chrysler führte
einen vierwöchigen Anbieterver-
gleich durch, um einen geeigneten
Partner für das Migrationsprojekt seiner
CAD-Daten zu fi nden. Es wurden 15 reprä-
sentative Baugruppen getestet. Zunächst
verglichen die Chrysler-Ingenieure die
generell verfügbaren Tools und Fähigkei-
ten der Programme. Im Benchmark wur-
de laut Chrysler nicht nur die Software,
sondern auch die Proaktivität der Bewer-
ber und die Kreativität zur Lösung spezi-
eller Anforderungen bewertet. Nachdem
CoreTechnologie als Partner ausgewählt
worden war, konnte die Konvertierung
der ersten Produktivdaten bereits nach
drei Wochen starten. Auch Schulungen in
den USA und in Indien wurden innerhalb
dieser Setup-Phase durchgeführt. In die-
sem Rahmen wird von CoreTechnologie
ein Projektmanager eingesetzt, der in en-
gem Kontakt den Chrysler-Mitarbeitern
vor Ort sowie Entwicklern in Frankreich
die schnelle Umsetzung der Chrysler-
spezifi schen Anpassungen ermöglicht.
Bei Chrysler in Detroit arbeitet ein fünf-
köpfi ges Migrationsteam, in Indien führt
aktuell ein 50 Mann starkes Team die Mi-
gration durch.
Workfl ow „Automatisierter
Migrationsprozess“
Die Feature-Migration der CAD-Daten
liefert alle Modell-Links. Feature-Namen
und alle Feature-Gruppierungen werden
aufrechterhalten, wodurch das Design
nicht verändert wird (CAD Design Me-
thodology). Die Ausgangsdaten bleiben
bestehen und werden nicht verändert,
sodass auch alle Beziehungen zwischen
Assemblies,Teilen und Zeichnungen be-
stehen bleiben. Die Anforderungen an
den zu realisierenden Workfl ow „automa-
tisierter Migrationsprozess“ sind:
• Migration mit Features, das heißt auto-
matisches Remastering featurebasieren-
der Modelle sowie zusätzlich die gleich-
zeitige Erstellung von NX B-REP-Daten
• Beibehaltung der Modellstrukturen
• Beibehaltung der Eigenschaften, Attri-
bute und Layer
• Beibehaltung der fi rmeneigenen Tole-
ranzen und
• Verwendung der Chrysler-Startmodelle
• Validiereng der konvertierten CAD-Daten
innerhalb einer angegebenen Toleranz
Die seitens Chrysler gestellten Anforde-
rungen an den automatisierten Migra-
tionsprozess beinhalten unter anderem
auch die Überprüfung der Genauigkeit
des entstehenden NX-Modells. Ein integ-
riertes Batch-Programm dient dazu, den
Prozess zu koordinieren, zu überwachen
und zu validieren. Die Handhabung von
CATIA Multi-Model Links (die auf NX-Sei-
te Wave Technology heißen), die Durch-
führung eines Modell-Update sowie An-
legen von Smart Models aus V4-Daten
innerhalb des Batch-Prozesses gehören
zu den weiteren Anforderungen.
Im Rahmen des Chrysler-Projekts rea-
lisierte man jüngst auch die Konvertie-
rung der 2D-Zeichnungen mit voller As-
soziativität zum 3D-Modell. Interessant
ist hierbei, dass die Zeichnung wahlweise
an das B-REP- oder das featurebasieren-
de Modell „geheftet“ werden kann.
Zum kompletten Migrationsprozess
gehört auch die Migration der PDM-
Daten von ENOVIA VPM zu Teamcenter.
Hierbei werden alle Produktstrukturen,
Metadaten und Fahrzeugkonfi guratio-
nen migriert. Release Levels werden bei-
behalten, JT-Dateien erzeugt und in
Teamcenter importiert.
Die automatischen Prozesse bestehen
beispielsweise im Herausschreiben der
M I G R A T I O N V O N C A T I A Z U N X B E I C H R Y S L E R
Projekt mit LeuchtturmwirkungV O N A R M I N B R Ü N I N G
Die Chrysler Gruppe hat CoreTechnologie als Partner für die Konvertierung ihrer CATIA-V5- und -V4-Daten nach
NX PLM für alle Fahrzeug- sowie Powertrain-Daten ausgewählt. Hierbei hat sich CoreTechnologie im Chrysler
Benchmark als proaktiver Partner mit dem momentan innovativsten Produkt am Markt durchgesetzt.
Im Rahmen des Chrys-
ler-Projekts wurden mit
hohem Automatisie-
rungsanteil umfangrei-
che CATIA-V4- und -V5-
Daten featurebasiert in
NX PLM übertragen.
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33CAD & DesignPublireportage: CAD-Datenaustausch und -konvertierung
Daten aus dem PDM-System und dem
Einlesen der CATIA-V4- und -V5-Quellda-
ten sowie einiger Pro/E-Teile. Bei V4-Daten
erfolgt die Durchführung eines CATIA-V4-
Updates sowie des Smart-Model-Befehls.
Ebenfalls automatisch wurden NX-Fea-
ture- und NX B-REP-Modelle erstellt und
überprüft. Die manuellen Prozesse be-
schränken sich auf die Korrektur der nicht
konvertierten Features in NX, die Verwen-
dung der Finalization Tools sowie den Im-
port dieser Daten in Teamcenter.
Featurekonvertierung im Detail
3D_Evolution verfügt über Nativschnitt-
stellen zur Konvertierung von CAD-Mo-
dellen mit Historie und Parametrik, ohne
dass hierfür eine Lizenz des Quellsystems
notwendig ist. Dies schaff t größtmögli-
che Unabhängigkeit, um den Prozess zu
gestalten, da alle benötigten Informa-
tionen direkt aus den Nativdaten ohne
Lizenz oder API des Quellsystems ge-
wonnen werden. Diese Schnittstellen-
Technologie ist momentan einzigartig.
Generell können mit der Software CAD-
Modelle zwischen gängigen Systemen
wie CATIA V4 und V5 sowie SolidWorks,
Pro/E, IDEAS, Inventor und NX mit Histo-
rie und Parametrik konvertiert werden.
Aufgrund des Chrysler-Projekts weist die
Verbindung zwischen V5 und NX hierbei
momentan die höchste Funktionalität auf.
Nativschnittstellen lesen B-REP, Features
und Parametrik sowie Product Manufac-
turing Information (PMI) und Metadaten.
Erst diese Technologie ermöglicht es,
alle Informationen zu gewinnen, die auch
dem CAD-System selbst zur Verfügung
stehen, und macht in der Praxis einen
entscheidenden Unterschied in Sachen
Qualität und Lesegeschwindigkeit aus.
Betrachtet man die komplette Liste der
Feature-Typen, dürften an dieser Stelle
heute keine Lücken mehr
existieren. Generell wer-
den die Featuretypen wie
Sketchbased, Surfacebased,
Surface Operation, Transfor-
mation und Dressup sowie
Boolean unterstützt. Spezi-
elle Features wie UDF, die im
Zielsystem nicht eins zu eins
vorhanden sind, können
mit Hilfe eines Mappings in
eine optimale Beschreibung
konvertiert werden. Die den
Features zugrunde liegen-
den Sketch Constraints und
Bemaßungen werden
auch übertragen und
sind wichtig, um dem
Anwender eine maxi-
male Funktion bei der
Weiterbearbeitung der
konvertierten Model-
le im Zielsystem zu er-
möglichen.
Bei Modellen, die im-
portierte Geometrie –
wie Surface Split Fea-
tures oder Imported
Solids – beinhalten,
stellen die automatischen Prüf- und Kor-
rekturfunktionen (Healing) sicher, dass
diese sauber in die Zielsoftware über-
tragen werden. Die fl exible 3D_Evoluti-
on-Datenstruktur erlaubt die Korrektur
von B-REP-Geometrie innerhalb der Mo-
dellstruktur, ohne die Historie und Para-
metrik des Modells zu opfern. Fehler wie
Selbstüberschneidungen, Twists, Krüm-
mungsdefekte sowie Überlappungen
und Lücken werden zuverlässig beseitigt
und so der automatische Aufbau im Ziel-
system ermöglicht.
Prozessautomatisierung
Die Steuerung des Konvertierungspro-
zesses erledigt der Enterprise Batchma-
nager, der auch von CoreTechnologie
geliefert wird und über sein Webinter-
face den Anwendern im Firmennetzwerk
Zugriff auf eine zentrale Jobliste ermög-
licht. Der Jobmanager verteilt die Kon-
vertierungsaufgaben aus der Jobliste,
so dass mehrere im Netzwerk verteilte
Computer zur Konvertierung größerer
Datenmengen genutzt werden können.
Die Verknüpfung der Prozesse wird mit
Hilfe der systemeigenen Scriptsprache
realisiert. Hierbei können auch exter-
ne Prozesse gesteuert und ausgewertet
werden. Die API des Batchmanagers er-
laubt wiederum die einfache Einbindung
seiner Funktionalität in übergeordnete
Systeme.
Validierung mit Modellvergleich
Besonderes Augenmerk legte man be-
reits bei der Konzeption des Konverters
auf einen zuverlässigen Validationspro-
zess, der durch einen geometrischen Mo-
dellvergleich erreicht wird. 3D_Evolution
vergleicht nach der Konvertierung auto-
matisch die Form des Ausgangs- sowie
des konvertierten Modells. Hierbei wer-
den Formunterschiede, die eine benut-
zerdefi nierte Toleranz überschreiten, pro-
tokolliert und auf dem Modell, das heißt
in einem speziellen Viewer-Format, abge-
speichert. Ein Farbverlauf kennzeichnet
die Unterschiede, und die Viewer-Datei
enthält spezielle Filterfunktionen, die eine
gezielte Darstellung der Abweichungen
ermöglichen. Die „Lightweight“-Modelle
können auch im 3D_Analyzer Viewer ein-
gelesen und so einer breiteren Anwender-
schaft verfügbar gemacht werden.
Optimale Performance wird durch den
Einsatz von 64-Bit-Technologie erreicht,
die nicht nur 3D_Evolution selbst um-
fasst, sondern auch die CoreTechnologie-
Plug-ins zum automatischen Remaste-
ring im jeweiligen Zielsystem. Besonders
wichtig ist dies für die Speicherverwal-
tung, denn mit Hilfe der 64-Bit-Techno-
logie ist das Remastering sehr großer
Modelle mit einer hohen Anzahl von Fea-
ture-Operationen problemlos möglich.
Die im Chrysler-Projekt gewonnenen
Erfahrungen sind bereits in die Version
3D_Evolution 2012 eingefl ossen. to
Die verlustfreie Konvertierung komplexer Bauteile mit B-REP-Features inner-
halb der Historie ist durch Healing möglich. Bilder: CoreTechnologie
Geometrischer Modellvergleich nach der Konvertie-
rung mit Hilfe von Farbverläufen. Die Ergebnisse des
Vergleichs werden zusätzlich in einer Logdatei in HTML
oder als PDF protokolliert.
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34 CAD & Design Neutrale Datenformate
Wie lässt sich der Datenaustausch
vereinfachen und gleichzeitig in
der Qualität steigern? Abhilfe kann
hier die Nutzung eines defi nierten, off e-
nen, nicht proprietären Austauschdaten-
formats schaff en, das keine explizite Appli-
kationsbindung aufweist. Das verringert
die Zahl der Schnittstellen (siehe Bild 1) in-
nerhalb der Werft und standardisiert dabei
auch den Austauschweg, wenn die Werft
von allen Zulieferern die Daten in dem
gleichen neutralen Format bekommt.
Ein Format für den prozessüber-
greifenden Datenaustausch in
möglichst allen Lebenszyklus-
phasen muss zudem alle we-
sentlichen Anforderungen an
den Funktionsumfang abde-
cken. Für den Praxiseinsatz we-
sentlich ist zusätzlich die Un-
terstützung des Formats durch
existierende CAD-Systeme. Im
Rahmen des vom BMWi ge-
P R O Z E S S Ü B E R G R E I F E N D E R D A T E N A U S T A U S C H I M S C H I F F B A U
Mehr Qualität im Schiffbau-EngineeringV O N D R . - I N G . A X E L F R I E D E W A L D , P R O F . D R . - I N G . H A B I L . H E R M A N N L Ö D D I N G , P R O F . D R . - I N G . U W E F R E I -
H E R R V O N L U K A S , B E N J A M I N M E S I N G , M A T T H I A S R O T H , S E B A S T I A N S C H L E U S E N E R U N D F E D O R T I T O V
Der intensive Austausch von Modelldaten im Schiffbau zwischen Zulieferer und Werft sowie zwischen ver-
schiedenen Anwendungen innerhalb der Werft ist für eine moderne virtuelle Produktentwicklung besonders
wichtig. Viele Werften halten die Daten gegenwärtig in verschiedenen Quell- und Zielsystemen vor, was zu
einer Vielzahl von Schnittstellen ohne standardisierte Konvertierungswege führt. Dies erschwert es, die Da-
ten in benötigter Qualität und notwendigem Umfang in die Systeme der Werft zu integrieren. Abhilfe kann
ein neutrales Datenformat schaffen.
Bild 1: Direktschnittstellen versus Neutralschnittstellen.
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35CAD & DesignNeutrale Datenformate
förderten Forschungsprojekts POWER-VR
wurde ein systematischer Vergleich der
Leistungsfähigkeit verschiedener neutra-
ler Formate durchgeführt [1]. Dabei be-
fragte man Werften und Zulieferer, um die
relevanten Beurteilungskriterien zu ermit-
teln. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem
Einsatz für Visualisierungszwecke. Die Er-
gebnisse sind in diesem Beitrag zusam-
mengefasst.
Zur Vorbereitung des Benchmarks wur-
den die Anforderungen von Werften und
Zulieferern in einer Kriterienliste festge-
halten und nach ihrer Bedeutung gewich-
tet. Beispiele sind die Übertragung von
Metadaten oder der Erhalt der Baugrup-
penstruktur. Die Kriterien teilen sich auf
in Anforderungen an das Datenformat
sowie Anforderungen an die Qualität der
Konvertierungen aus den Ausgangsfor-
maten. Zusätzlich wurde dabei zwischen
Muss- und Kann-Kriterien unterschieden.
Die Kann-Kriterien wurden entsprechend
ihrer Relevanz gewichtet. Die Liste ermög-
licht eine einfache Bewertung der Daten-
formate sowie exemplarisch durchgeführ-
ter Testkonvertierungen.
Für die Datenformate hat man den spe-
zifi zierten Funktionsumfang mit den An-
forderungen der Anwender abgeglichen.
Die Exportfähigkeiten der Autorensyste-
me in die neutralen Formate wurde mit
Hilfe von Testkonvertierungen anhand
eines Motorenmodells von MAN Diesel &
Turbo SE bewertet, das mit zusätzlichen
Daten (Metadaten, Material, Textur usw.)
angereichert wurde. Für die Bewertung
des Exports betrachtete man die Expor-
te in Viewern. Diese können sich in der
Unterstützung des jeweiligen neutralen
Formats unterscheiden, was zu Abwei-
chungen bei den Ergebnissen führt. Aus
diesem Grund wurden zwei verschiede-
ne hochqualitative Viewer verwendet
(Deep Exploration und Teamcenter Visu-
alization) und das entsprechend bessere
Ergebnis ausgewählt, worauf im Folgen-
den referenziert wird.
Als Quell- und Zielsysteme kamen die
CAD-Lösungen NX, Pro/Engineer, Inventor
und CATIA zum Einsatz. Die Untersuchung
beschränkt sich auf die im Schiff bau ver-
breiteten und von den meisten Systemen
unterstützten neutralen Formate IGES,
STEP, X3D/VRML und JT. In diesem Bei-
trag werden die Kriterien und Ergebnisse
zusammengefasst dargestellt, eine detail-
lierte Übersicht fi ndet sich in [1].
Datenformate
Bei der Bewertung der spezifi zierten Fä-
higkeiten der Formate lagen die Schwer-
punkte auf der Unterstützung der Visu-
alisierung, zum Beispiel Level of Detail,
Texturen und Transparenz, auf der Mög-
lichkeit, produktspezifi sche Metadaten zu
speichern wie Volumen, Masse und Ferti-
gungsinformationen und auf der Leicht-
gewichtigkeit. Für die Visualisierung sind
JT und X3D/VRML97 gut geeignet, wohin-
gegen die Unterstützung durch STEP ge-
ring ist. Allerdings unterstützt X3D/VRML
nur generische Meta-Informationen und
erfüllt das Muss-Kriterium zur Speicher-
möglichkeit defi nierter ingenieursbezo-
gener Metainformationen nicht. Tabelle
1 fasst die Formatbewertung zusammen.
Konverter
Exemplarische Konvertierungen aus Auto-
rensystemen zeigen bei der Umwandlung
nach JT und STEP eine hohe Datenqualität,
wobei die STEP-Dateien häufi g sehr groß
sind. Die Konvertierungen nach VRML ha-
ben einige Kriterien, beispielsweise das
Übertragen der Hilfsgeometrien oder
Fertigungsinformationen, nicht erfüllt
und sind deshalb im Kontext eines gene-
rellen Austauschformats nur als befriedi-
gend anzuse-
hen. Bild 2 stellt
die besten Kon-
vertierungser-
gebnisse in Ab-
hängigkeit von
den verwendeten Viewern, stark zusam-
mengefasst dar. Die dabei maximal zu er-
zielende Punktzahl beträgt 21.
Es fällt auf, dass der direkte Export aus
NX nach JT eine hohe Punktzahl aufweist.
Da Siemens, der Hersteller von NX, we-
sentlich an der Entwicklung von JT be-
teiligt ist, war dies zu erwarten. JT hat je-
doch auch bei den anderen getesteten
Autorensystemen als neutrales Datenfor-
mat gut abgeschnitten.
Ein weiteres, für den Praxiseinsatz
wichtiges Kriterium, ist das notwendige
Datenvolumen. Aufgrund der neueren
Kompressionsalgorithmen bei moder-
nen leichtgewichtigen Formaten wie JT
ist die Dateigröße hier wesentlich ge-
ringer. Ähnliche Dateigrößen sind da-
her auch bei 3D-XML und 3D-PDF zu er-
warten, die jedoch aufgrund fehlender
Standardisierungsbestrebungen oder
fehlender Akzeptanz durch die Autoren-
systeme im Benchmark nicht behandelt
wurden. Bild 3 zeigt die Größe der ver-
schiedenen Formate im Vergleich zum
Ausgangsformat. Zu beachten ist, dass
wegen des exemplarischen Charakters
der Konvertierungen die Benchmark-
Ergebnisse nicht allgemeingültig sein
müssen, da die Werte stark von den ge-
wählten Konvertereinstellungen abhän-
gen. Zudem hat das Ausgangsformat ei-
nen starken Einfl uss auf die jeweiligen
Dateigrößen, wie am maximalen Wert
bei IGES zu sehen ist.
Zusammenfassung
Insgesamt stellt sich JT als ein sehr kom-
paktes und vollständiges Dateiformat für
den Austausch dar, auch wenn die Kon-
vertierung aus NX nicht berücksichtigt
wird. In einzelnen Fällen kann aber auch
die Benutzung der anderen Formate Vor-
teile haben und muss jeweils geprüft
werden. Die detaillierte Ergebnistabelle
aus dem vollständigen Bericht [1] bietet
Unterstützung bei der Auswahl eines ge-
eigneten Austauschformats. r t
Literatur-Hinweis:
[1] Friedewald, Axel; Lödding, Hermann; von Lukas, Uwe;
Mesing, Benjamin; Roth, Mathias; Schleusener, Sebasti-
an; Titov, Fedor (2011): Benchmark neutraler Formate für
den prozessübergreifenden Datenaustausch im Schiff -
bau. Fraunhofer Berichtsnummer 11rp001 – FIGDR, www.
power-vr.de/fileadmin/literatur/Benchmarkbericht_Au-
gust_2011.pdf
Tabelle 1: Zusammenfassung der Formateigenschaften.
IGES STEP VRMLNX 7.5
Inventor 2011CATIA V5 R19
Pro/E WF5
Schnitt
JT
Bild 2: Zusammenfassung der Konvertierungsergebnisse.
Bild 3: Dateigrößen im Vergleich (neutral zu nativ).
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36 CAD & Design SolidWorks Version 2012
Die 200 Neuerungen der Version So-
lidWorks 2012 – ein Großteil von An-
wendern eingebracht – zielen ins-
besondere auf das optimierte Arbeiten in
Konstruktionsteams sowie erhöhte Pro-
duktivität ab. Die wichtigsten Neuerun-
gen im Einzelnen:
• Kostenkalkulation – ein fl exibles
Werkzeug, das die Kalkulation von Fer-
tigungskosten für Blech und Maschi-
nenteile automatisiert. Konstrukteure
können während des Konstruktionsvor-
gangs fundierte, kostenbasierende Ent-
scheidungen treff en und kontinuierlich
neue Szenarien für sofortige minuten-
genaue Fertigungskostenschätzun-
gen mit veränderten Teilekonfi guratio-
nen erstellen. Mit dem Werkzeug sind
Konstrukteure in der Lage, leichter
Konstruktionsentscheidungen auf der
Grundlage der Herstellungskosten zu
treff en. Hersteller können leichter Kos-
tenvoranschläge für Kunden erstellen.
Hieraus ergibt sich ein integrierter Ent-
wicklungs- und Konstruktionsprozess,
da Baugruppen zum Beispiel nach dem
Austausch eines Materials sich sofort
auf die Belastbarkeit simulieren und
auch mit Blick auf die Umweltverträg-
lichkeit checken lassen.
Konstruktionsprüfung
und -optimierung
• Revision großer Konstruktionen –
erlaubt das direkte Öff nen und Prüfen
sehr großer Baugruppen oder einzelner
Komponenten mit folgenden Funktio-
nen: Navigieren durch den Feature Ma-
nager, Messen von Entfernungen, Erstel-
len von Querschnitten, Ausblenden und
Einblenden von Komponenten, Erstel-
len, Bearbeiten und Wiedergeben von
virtuellen Anlagen-Besichtigungen, Er-
stellen und Wiedergeben von Moment-
aufnahmen. Ein besonders leistungsfä-
higer Computer oder Vorbereitungen
von Dateien sind nicht erforderlich. Ge-
laden wird eine OpenGL-Datei für das
Viewing; durch Anklicken können Teile
oder Baugruppen zur Bearbeitung in
SolidWorks geöff net werden.
• Einfrieren von Features – verhindert
die unerwünschte Neuberechnung von
Features, indem alle Features innerhalb
einer gesetzten Markierung gesperrt
werden. Dadurch wird die Konstrukti-
on komplexer Modelle beschleunigt, da
die Neuberechnung spezieller Features
nicht erforderlich ist. Die Features sind
jederzeit wieder reaktivierbar.
• Bewegungsoptimierung – Konstruk-
tionen lassen sich rasch optimieren,
indem Anwender die Konfi guration ei-
nes Mechanismus zur Anpassung von
Motoren und Stellantrieben genau ab-
stimmen und dadurch sicherstellen,
dass die Bereichsgrenzen oder Aufl a-
V E R B E S S E R T E K O S T E N K A L K U L A T I O N U N D U M W E L T B I L A N Z V O N E N T W Ü R F E N
Kosten und Umwelt im BlickV O N T H O M A S O T T O
SolidWorks 2012 bietet Verbesserungen in der Kostenkalkulation, bei der Überprüfung sehr großer Bau-
gruppen, in der Kommunikation mit ECAD-Systemen sowie im integrierten Modul zur Bewertung der Um-
weltverträglichkeit einer Konstruktion.
Änderungen durchführen, die daraus resultierenden Teilekosten präsentieren oder Angebote
erstellen dank automatischer Kostenberichte. Bilder: SolidWorks
Die Bewegungs-
optimierung er-
laubt eine schnel-
le Beurteilung
verschiedener
Konfi gurationen
eines Mechanis-
mus und die Aus-
wahl der besten
Variante.
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37CAD & DesignSolidWorks Version 2012
gerlasten nicht überschritten werden.
Die Bewegungsoptimierung verwendet
automatisch Bewegungsstudienergeb-
nisse, um virtuelle „Sensoren“ zu erstel-
len und Aspekte von Maschinen, etwa
Motorgröße, Aufl agerlasten und Hub-
weg, zu verfeinern. Anwender können
ihre Eingaben dynamisch anpassen und
sehen sofort die Veränderungen an den
Zwangsbedingungen oder Zielen. Dies
ermöglicht die frühzeitige Bewertung
von Mechanismen, die Auslegung von
Motoren/Aktuatoren, die Verbesserung
von Qualität und Leistungsfähigkeit
und somit eine Kosteneinsparung.
• ECAD-Kommunikation – CircuitWorks
unterstützt nun das neue ProStep-For-
mat EDMD. Viele führende ECAD-An-
bieter wie Mentor, Cadence und Zuken
setzen auf ProStep.
Die EDMD-Schnittstelle in SolidWorks
2012 verspricht eine verbesserte Kom-
munikation zwischen Elektrik- und Me-
chanik-CAD-Anwendern. Mit ProStep-
EDMD werden alle Änderungen erfasst
und kommuniziert, um sicherzustellen,
dass beide Teams, die Mechanik und die
Elektronik, eff ektiver zusammenarbeiten.
Verbessert wurde auch das in Solid-
Works integrierte Modul für Strömungs-
simulation. Die neue Version erlaubt es
nun, Tracer-Studien durchzuführen, statt
ein Modell neu zu rechnen. Das Simula-
tionstool liefert genauere Ergebnisse mit
weniger Gitterzellen, also bei verkürzter
Rechenzeit, und bietet Verbesserungen
bei der Multi-Core-Performance.
Erweiterte Funktionen
für Team-Zusammenarbeit
Mit zunehmender Globalisierung in der
Fertigung wird die Zusammenarbeit
an Konstruktionen zwischen verteilten
Teams unterschiedlicher Größe wichti-
ger denn je. Die neue Version ermöglicht
eine integrierte Suche, Anpassung und
umfangreiche Unterstützung durch So-
lidWorks Enterprise PDM (EPDM). Durch
die Integration in den Windows Explorer
haben Konstrukteure einfachen Zugriff
auf bevorzugte Suchvorgänge und um-
fassende Suchwerkzeuge. Zusätzlich un-
terstützt SolidWorks EPDM auch MS Of-
fi ce 2010 und den x64-Webclient.
In EPDM ist nun auch ein DraftSight
Add-in verfügbar. Es erlaubt einfachen
Zugriff auf gängige EPDM-Befehle (Draft-
Sight Premium Pack ist notwendig).
DraftSight ist ein Werkzeug zum Erstel-
len, Bearbeiten und Ansehen von DWG-
Dateien und wird von SolidWorks kosten-
los als Stand-alone-Lizenz angeboten.
Umweltbilanz von
Entwürfen bewerten
Dank der neuen, erweiterten Benutzer-
oberfl äche von SolidWorks Sustainability
können Anwender
Produkte mit „Was-wä-
re-wenn“-Szenarien
akkurater modellieren
und einzigartige so-
wie benutzerdefi nierte
Materialien besser un-
terstützen. Außerdem
lassen sich Prozesse
mit Parametern wie
recycelte Inhalte und
Nutzungsdauer ge-
nau erstellen. Darüber
hinaus erfolgt der Zu-
griff auf die neuesten
Zusatzmaterialien von
SolidWorks Sustaina-
bility direkt und immer
dann, wenn sie verfüg-
bar sind.
Und zurück zum
traditionellen CAD-
Handwerk: Die Version
2012 bietet Werkzeu-
ge für die Erstellung
besserer und genau-
erer Zeichnungen. So
werden veränderte
Bemaßungen automa-
tisch hervorgehoben
und vorherige Werte
angezeigt, um Revisionen zu erleichtern.
Sequenzielle Stücklistenanordnung und
magnetische Linien helfen dabei, Stück-
listensymbole automatisch zu ordnen
und zu positionieren, sodass Anwender
weniger Zeit für die Detaillierung und
Ausrichtung von Zeichnungen aufwen-
den müssen.
Beziehen Sie Position! NORTEC 2012: Präsentieren Sie Ihr Unternehmen den Entscheidern des Nordens.
nortec-hamburg.de
Schneller Zugriff auf große Baugruppen zu Überprüfungszwecken und direktes Öff nen zur
CAD-Bearbeitung.
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38 CAD & Design Frühe Phase und Absicherung
DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM):
Herr Zachries, CONTACT Software hat im
Juli 2011 die von der ForceFive AG ent-
wickelte CAD-Optimierungssoftware
„Fast Concept Modeller“ (FCM) über-
nommen. Welche Beweggründe haben
CONTACT Software zu dieser Übernah-
me bewogen?
Karl Heinz Zachries: CONTACT Software
ist einer der führenden Anbieter von PDM-
und PLM-Lösungen mit hervorragenden
Schnittstellen in die CAD-Welt. Ein wich-
tiger Grund für die Akquisition war die
Erweiterung der bisherigen Lösungspa-
lette in Richtung frühe Phase und damit
die Unterstützung und Integration der
CAE-Tools und dazugehörigen Prozesse.
DEM: Was heißt das genau?
Oliver Meier-Kunzfeld: Bei der Übernah-
me des Fast Concept Modeller standen
zwei technische Aspekte im Mittelpunkt:
Zum einen, Daten mit Hilfe des FCM in
einer frühen Phase sehr effi zient für den
CAE-Prozess erzeugen zu können und
zum anderen die Verwaltung der Daten
– und zwar nicht
nur die der CAE-
Daten, sondern
auch der Styling-,
Berechnungs- und
Package-Daten.
DEM: Bitte erläu-
tern Sie unseren Le-
sern in ein paar Sät-
zen die Arbeitsweise von Fast Concept
Modeller…
Oliver Meier-Kunzfeld: Der Fast Concept
Modeller (FCM) ist zum Beispiel in das
marktführende Produkt CATIA eingebet-
tet. Die Arbeitsweise des FCM entspricht
der alltäglichen Praxis in der Konzept-
arbeit, das heißt, man kann sehr schnell
Konzepte im CAD-System erstellen und
im Folgeprozess absichern. Das Beson-
dere am FCM sind zum einen die Kopp-
lungen und der Datentransfer zwischen
CAD und CAE, was ein durchgängiges
Arbeiten mit Berechnungsdaten und Ma-
terialeigenschaften erlaubt, und zum an-
deren die Kopplung der Styling- und der
Package-Prozesse mit den Konstruktions-
prozessen. Die fachgruppenübergreifen-
de interdisziplinäre
Arbeitsweise wird
deutlich verbessert.
Dabei spielen Da-
tenmanagement-
Aspekte natürlich
eine wichtige Rolle.
DEM: Welche Ziele
verfolgt CONTACT
Software mit der akquirierten Lösung?
Karl Heinz Zachries: Kurz- und mittel-
fristige Ziele sind für uns die weiterhin er-
folgreiche Vermarktung und Weiterent-
wicklung des Fast Concept Modeller als
Stand-alone-Produkt sowie die Kopplung
zu den anderen Produkten von CONTACT
Software. Der wichtigste Schritt ist dabei
die erfolgreiche Integration des ehema-
ligen ForceFive-Teams in CONTACT Soft-
ware. Mit dieser Mannschaft wollen wir
den FCM mit unseren anderen Produk-
ten kombinieren und diese integrierten
Lösungen im Markt positionieren. Mich
freut es, dass wir im Moment schon wei-
ter sind, als wir uns das vor Wochen vor-
gestellt haben. Sicherlich haben bei der
Übernahme auch Aspekte wie ein bes-
serer Zugang zur Automobilindustrie in
ausländischen Märkten und da insbeson-
dere im asiatischen Raum eine wichtige
Rolle gespielt.
E R W E I T E R T E L Ö S U N G S P A L E T T E R I C H T U N G C A E - D A T E N M A N A G E M E N T
Beschleunigter Entwicklungsprozess Nach einer Neuausrichtung des bisherigen Investors hat CONTACT Software im Juli die von der Münchener
ForceFive AG entwickelte CAD-Optimierungssoftware Fast Concept Modeller (FCM) übernommen. Was
die Lösung für die frühe Entwicklungsphase bietet und welche Ziele das Unternehmen mit FCM verfolgt,
erläuterten uns der Geschäftsführer Karl Heinz Zachries und Oliver Meier-Kunzfeld, Business Development
Manager CAE-Technologien, von CONTACT Software.
Wollen den Fast Concept Modeller mit
den anderen Produkten von CONTACT
Software kombinieren und diese integ-
rierten Lösungen erfolgreich im Markt
positionieren: Karl Heinz Zachries (links),
Geschäftsführer, und Oliver Meier-
Kunzfeld, Business Development
Manager CAE-Technologien, bei der
CONTACT Software GmbH.
„Ein wichtiger Grund für die Ak-
quisition von Fast Concept Mo-
deller war die Erweiterung der
bisherigen Lösungspalette in
Richtung frühe Phase.“
Frühe Phase und Absicherung
DEM: Wie lässt sich der Fast Concept Mo-
deller sinnvoll im Produktspektrum von
CONTACT Software positionieren?
Oliver Meier-Kunzfeld: Der Fast Con-
cept Modeller ergänzt sich sehr gut mit
den unterschied-
lichen Produk-
ten von CON-
TACT Software.
Eine Möglichkeit
ist die Kopplung
des FCM mit dem
Workspace Ma-
nager, um so den
Kunden – insbe-
sondere auch den
Automobil-OEMs – eine integrierte Lö-
sung für die Konzeptphase im Umfeld ih-
rer PDM-Systeme anbieten zu können. So
lassen sich Geometrie- und Simulations-
modelle zusammenhängend dokumen-
tieren. Die Rückverfolgbarkeit von Ergeb-
nissen ist zu 100 Prozent gewährleistet.
Im Zusammenspiel mit der Projektma-
nagement-Lösung Project Offi ce können
wir eine perfekte Reifegradsteuerung auf
Funktionsebene abbilden.
DEM: Wie sehen die konkreten Vortei-
le der Lösung für die Anwender im Pro-
duktentwicklungsprozess aus?
Oliver Meier-Kunzfeld: Wir reduzieren
drastisch Aufwände und Reibungsver-
luste in der Konzeptphase mit der Durch-
gängigkeit von der frühen Phase bis hin
zur Serienentwicklung. Im Grunde schlie-
ßen wir mit dem Fast Concept Model-
ler einige Lücken,
und zwar nicht
nur auf der Daten-
management-Sei-
te, sondern auch
bei der funktiona-
len, der produkt-
technischen und
bei der geomet-
rischen Integra-
tion. In der Kon-
zeptphase lässt sich mit dem FCM früher
und eff ektiver modellieren als mit einem
CAD-System. Dabei gibt es Ansätze, wie
man bei der Datengeometrie-Erzeugung
bis zu 60 Prozent schneller sein kann als
mit CATIA V5. Dieses Ergebnis stammt
aus einer Praxis-Untersuchung, die wir
auch veröff entlichen werden. Besonders
bei der Gesamtfahrzeug-Auslegung und
beim Styling besitzt der FCM gegenüber
CAD-Systemen wichtige Vorteile und
kann so den Entwicklungsprozess signi-
fi kant verkürzen.
DEM: Welches Potenzial sehen Sie für
den Fast Concept Modeller in der auto-
mobilen Zuliefer-
industrie?
Karl Heinz Zach-
ries: Der FCM bie-
tet substanzielle
Vorteile vor allem
für große Zuliefe-
rer und Enginee-
ring-Dienstleister,
die beispielswei-
se auch gesam-
te Fahrzeugkonzepte realisieren wollen.
Dabei geht es nicht nur um die Berech-
nungsseite, sondern auch um die Ma-
nagement-Prozesse insgesamt. Die
OEMs erwarten von den Partnern mehr
Kompetenz, insbesondere Gesamtfahr-
zeugkompetenz. Schließlich steht die ge-
samte Automotive-Branche vor großen
Herausforderungen, zum Beispiel bei der
Entwicklung von neuen Antriebskonzep-
ten. Die Zahl der Fahrzeugprojekte steigt
damit dramatisch und die frühe Phase im
Engineering spielt dadurch eine immer
bedeutendere Rolle. Mit dem FCM lassen
sich auf Basis von fundierten Aussagen
Produktentscheidungen früher treff en.
DEM: Welche Auswirkungen sehen Sie
durch den Fast Concept Modeller auf das
internationale Geschäft von CONTACT?
Karl Heinz Zachries: Nehmen wir als
Beispiel die
so genannten
Third-Party-Engi-
neering-Dienstleis-
ter in Indien oder
China. Diese wer-
den für die Auto-
motive-OEMs und
Zulieferer immer
interessanter und
stellen ein relevan-
tes Kundenpotenzial für uns dar, sei es für
den Fast Concept Modeller oder für unsere
PDM/PLM-Lösungen. Gerade der chinesi-
sche Markt wird für uns immer interessan-
ter – etwa durch die Übernahme von Volvo
durch den chinesischen Geely-Konzern.
DEM: Herr Zachries, Herr Meier-Kunzfeld,
vielen Dank für das Gespräch.
Die Fragen stellte Rainer Trummer.
Vom Kundenwunsch zum Serviceversprechen· Lean Thinking im Servicemanagement· Kundenorientierte Servicekonzepte:
Anforderungen erkennen und in zugeschnittene Lösungen umsetzen
· Qualitätsmanagement zur Verbesserung und zum Ausbau des Servicegeschäftes
· Effizienzsteigerung durch Kooperation in Serviceprozessen und -produkten
Frankfurt am Main6. und 7. Dezember 2011
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2. Deutsche Fachkonferenz
After Sales Service
Anz_After_Sales_2011_75x297.indd 1 27.09.11 09:43
„Wir reduzieren drastisch Aufwän-
de und Reibungsverluste in der
Konzeptphase mit der Durchgän-
gigkeit von der frühen Phase bis
hin zur Serienentwicklung.“
„Es gibt Ansätze, wie man mit
dem Fast Concept Modeller bei der
Datengeometrie-Erzeugung bis
zu 60 Prozent schneller sein kann
als mit CATIA V5.“
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40 CAD & Design Automatisierte CAD/CAM-Datenanalyse
Fast jeder Werkzeug- und Formenbau-
Betrieb braucht heutzutage Unterstüt-
zung durch ein PPS- oder ERP-System
(Produktionsplanungs- und Steuerungs-
beziehungsweise Enterprise-Resource-
Planning-System). Denn es herrscht ein
harter Wettbewerb, in dem nur die über-
leben, die exakt und schnell kalkulieren,
qualitativ hochwertige Produkte fertigen
und zuverlässig liefern. Ein ERP-System
bietet hier die notwendige Hilfestellung
beim Planen und Optimieren von Arbeits-
kraft, Materialien, Ressourcen und Zeiten.
Außerdem ermöglicht es den Verantwort-
lichen, jederzeit die Kontrolle über alle
Vorgänge zu behalten.
Derartige Vorteile hat die Mangel For-
menbau GmbH im niederösterreichischen
Roggendorf realisiert. Der Lohnformen-
bau stellt ausschließlich Spritzgusswerk-
zeuge her und ist
besonders auf die Zwei-
Komponenten-Techno-
logie und die Fertigung
hochpräziser Kavitäten
für die Lichttechnik spe-
zialisiert. Gründer und
Geschäftsführer des
15 Mitarbeiter starken
Unternehmens Walter
Mangel beschreibt: „Un-
ser Hauptgeschäftsfeld
sind Lichtsysteme für
die Automobilzuliefer-
industrie. Wir beliefern aber auch Unter-
nehmen der Unterhaltungs- und Haus-
haltselektronik sowie der Medizintechnik,
wo wir jeweils branchenspezifi sches Fach-
wissen im Bereich der Kunststoff teile vor-
weisen können.“
Das Angebot des Formenbau-Spezia-
listen Mangel beginnt bei rheologischen
Analysen und setzt sich in der Konstruk-
tion von Spritzgussformen fort, die an-
schließend auf einem hochmodernen
Maschinenpark gefertigt werden. „Damit
unsere Kunden ihre Formwerkzeuge bis
hin zu Erstmustern inklusive Erstmuster-
prüfberichten schnellstmöglich bekom-
men, arbeiten wir stets auf dem aktuellen
Stand der Technik – was Maschinen und
Software, aber auch die Weiterbildung
der Mitarbeiter anbelangt“, erklärt Philipp
Mangel, der gemeinsam mit seinem Bru-
der Christian den Vater in den Bereichen
Auftragsabwicklung und Kundenbetreu-
ung unterstützt. „Das hebt uns von ande-
ren Anbietern ab. Denn durch unser mo-
dernes Equipment sind wir in der Lage,
dem Kunden hochqualitative Formen zu
einem günstigen Preis zu liefern und die
Durchlaufzeiten kurz zu halten.“
Managementsoftware steigert
die Wettbewerbsfähigkeit
Um auf solch hohem Niveau arbeiten zu
können, sind Investitionen notwendig. Al-
lein in den Jahren 2009 und 2010 wurden
fünf Maschinen mit Linearmotoren in allen
Achsen angeschaff t, um höchste Wieder-
holgenauigkeiten und damit eine gleich-
bleibend hohe Qualität gewährleisten zu
können. Walter Mangel weist auf die Fir-
menphilosophie hin, in der hohe Qualität
in allen Bereichen verankert ist. Die Kon-
sequenz: „Maschinenseitig haben wir nur
hochwertige Maschinen im Einsatz, wobei
keine Anlage älter als fünf Jahre ist. Jüngs-
W O R K P L A N E N T E R P R I S E V E R E I N F A C H T O R G A N I S A T I O N U N D P L A N U N G
Flexible ERP-Lösung für FormenbauerProjektorientierte Unternehmen wie Werkzeug- und Formenbauer haben besondere Anforderungen an ihre
Organisation und somit an die eingesetzte PPS- oder ERP-Software. WorkPlan Enterprise von Sescoi ist spezi-
ell für diese Firmen konzipiert und flexibel angepasst. Das Unternehmen Mangel Formenbau, Hersteller von
Spritzgussformen, setzt seit längerer Zeit WorkPlan ein und konnte damit die Transparenz und Produktivität
in Organisation, Planung und Fertigung steigern.
Mit WorkPlan ist Mangel in der Lage, jeden Auftrag mittels einer
laufenden Bilanz zu verfolgen.
Ein Touchscreen erleichtert es, erbrachte Leistungen ins
ERP-System zurückzumelden.
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41CAD & DesignAutomatisierte CAD/CAM-Datenanalyse
te Errungenschaft ist eine GS 1000/5-T der
Firma Alzmetall. Mit ihren Möglichkeiten
zur 5-Achs-Bearbeitung wird sie uns in der
Fräsbearbeitung noch ein weiteres Stück
fortschrittlicher machen.“
Doch ein hochwertiger Maschinenpark
allein ist noch kein Garant für den Erfolg.
Dazu gehören auch Softwarelösungen,
die gut ausgebildete Mitarbeiter und mo-
derne Maschinen optimal unterstützen.
Mangel Formenbau verfügt über eine
Simulationssoftware für die Erstellung
von rheologischen Analysen, eine leis-
tungsfähige CAD-Software mit zusätzli-
chen Modulen für die 2,5D-Bearbeitung,
eine Software für Draht- beziehugnswei-
se Senkerosion sowie eine 3D-CAM-Soft-
ware für die 3- und 5-Achs-Bearbeitung.
Die laufenden Aufträge
unter permanenter Kontrolle
Im Jahr 2009 entschloss sich Mangel, in
ein ERP-System zu investieren, das die
Unternehmensorganisation, Planung
und Fertigung vereinfachen und sich
möglichst gut auf die gewachsenen Pro-
zesse abstimmen lassen sollte.
Die Entscheidung für das ERP/PPS-Sys-
tem WorkPlan Enterprise hat im Detail
mehrere Gründe. Zum einen war dem Un-
ternehmen der Softwarespezialist Sescoi
über die CAD/CAM-Software WorkNC be-
reits bekannt. Zum anderen beeinfl ussten
Kundenreferenzen die Entscheidung. Die
Präsentation von Sescoi im Haus Mangel
arbeitete schließlich wichtige WorkPlan-
Merkmale heraus, etwa die sehr gute
Übersicht über laufende Aufträge und die
automatisch in Echtzeit mitlaufende Nach-
kalkulation. Sie waren die Hauptgründe
für die Entscheidung. Philipp Mangel er-
gänzt: „Ein weiterer Faktor bestand darin,
dass diese – eine – Software auch die
Personalzeit- sowie die Maschinenzeiten
erfasst. Den letzten Ausschlag gaben die
einfache Handhabung im Alltag und der
vergleichsweise attraktive Preis.“
WorkPlan Enterprise ist modular aufge-
baut. Zur Verfügung stehen Funktionen
zur Ressourcenplanung, die die Automati-
sierung und Verwaltung von entscheiden-
den betrieblichen Tätigkeiten erlauben.
So gibt es Module zu den Bereichen An-
gebot, Auftragsabwicklung, Planung und
Simulation, Bestellwesen und Lagerver-
waltung, Zeit-, Qualitäts-, Leistungs- sowie
Informationsmanagement. Daneben bie-
tet das System viele Optionen, die speziell
für die Werkzeug- und Formenbau-Bran-
che entwickelt wurden.
Dazu gehört unter an-
derem eine spezielle Da-
tenbankstruktur, die alle
Änderungen aufzeich-
net und die Rückverfol-
gung von Angebotsda-
ten und Kosten erlaubt.
Schließlich ist es üblich,
dass im Lebenszyklus
eines Projekts mehrere
Änderungen an den Pro-
jektdaten erfolgen. Die
Verfolgbarkeit ist auch
für die spätere Koordina-
tion von Kundendienst
und Reparaturleistun-
gen nützlich.
WorkPlan übernimmt wesentliche
Bestandteile der Prozesskette
Mangel Formenbau nutzt aufgrund der
Vielfältigkeit der Software und der knap-
pen Zeitressourcen nicht alle Module. Phi-
lipp Mangel konkretisiert: „Unsere Auf-
tragslage ist seit dem Erwerb der Software
2009 steil angestiegen, so dass die Zeit
für eine durchgängige Einführung fehlte.
Mit Hilfe von Sescoi haben wir jedoch in
wenigen Wochen die für uns wichtigen
Elemente installiert.“ Heute übernimmt
WorkPlan in der Prozesskette bei Man-
gel wesentliche Bestandteile wie die An-
gebotslegung, Auftragsbestätigung und
Fertigungsplanung. Außerdem läuft die
interne Fertigungsfreigabe und perma-
nente Fertigungskontrolle über die Soft-
ware. Selbst Lieferschein und Rechnung
werden mit WorkPlan erstellt. So konnte
eine durchschnittliche Durchlaufzeit von
acht bis zehn Wochen erreicht werden.
Am Erfolg des ERP-Systems gibt es im
Hause Mangel keinen Zweifel. Philipp
Mangel erklärt: „Wir haben bei der täg-
lichen Anwendung von WorkPlan beste
Erfahrungen gesammelt und sind uns ei-
nig, dass die wohl größte Stärke der Soft-
ware in der einfachen Bedienung liegt.“
Außerdem konnten die für Mangel über-
aus wichtigen Kriterien Qualität und Lie-
fertreue durch den Einsatz von WorkPlan
deutlich gesteigert werden. Weitere Plus-
punkte vergeben die Verantwortlichen
für die Möglichkeit, die Software frei an
eigene Bedürfnisse anzupassen, sowie
für die im Hintergrund automatisch ge-
sammelten Daten. Sie lassen es zu, mit
wenigen Mausklicks professionelle Aus-
wertungen zu generieren.
Transparenz verschaff t Zeit- und
Kostenvorteile
Der größte wirtschaftliche Nutzen liegt –
laut Philipp Mangel – in der Zeitersparnis
beim Auffi nden von Angeboten, Rech-
nungen, Lieferscheinen und in der un-
komplizierten Dokumentation des Her-
stellprozesses. Informationen darüber,
welcher Mitarbeiter welches Teil wann
auf welcher Maschine gefertigt hat, seien
jederzeit unkompliziert abrufbar. Mangel
hebt zudem hervor, durch die Echtzeit-
anzeige des Fortschritts eventuellen Ver-
zögerungen rechtzeitig entgegenwirken
zu können.
Schnelle Korrekturen der Spritzguss-
werkzeuge sind bei Mangel Formenbau
ebenfalls ein wichtiges Thema, das durch
WorkPlan Unterstützung erfährt. Denn in
der Software werden Korrekturen genau
dokumentiert, so dass der Kunde stets
vom letzten Stand Informationen erhält.
„Die automatische Indexierung und die
Dokumentation in Form von Qualitätsab-
weichungsberichten in WorkPlan ist da-
bei sehr hilfreich“, lobt Firmenchef Walter
Mangel. bw
Mangel Formenbau
stellt ausschließlich
Spritzgusswerkzeu-
ge her und ist auf die
Zwei-Komponenten-
Technologie und die
Fertigung hochpräziser
Kavitäten für die Licht-
technik spezialisiert.
Bilder: Sescoi
Hohe Präzision und Oberfl ächenqualität sind Voraus-
setzung, um als Lohnfertiger bestehen zu können. Dazu
kommt zeitnahe Lieferfähigkeit.
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42 Simulation & Visualisierung Crash-Simulation
„Crash-Simulationen sind extrem
instabile Prozesse, die selbst un-
ter den winzigsten Störungen
leiden können“, erklärt Clemens-August
Thole vom Fraunhofer SCAI. „Mit der Soft-
ware Diff Crash fahren wir das Auto quasi
mehrfach gegen die Wand und nehmen
dabei kleinste Änderungen vor, etwa bei
der Massenverteilung.“ Zeigen sich dabei
große Unterschiede selbst bei solchen
geringfügigen Variationen, machen sich
die Experten auf die Suche nach den Ur-
sachen dieser kritischen Instabilitäten.
„Wir besprechen dann mit den Ingenieu-
ren, ob man betroff ene Komponenten so
umbauen kann, dass das Auto robuster
gegen Schwankungen wird“, berichtet
Clemens-August Thole. Dr. Tanja Clees
vom Fraunhofer SCAI arbeitet daran, den
Einfl uss solcher Schwankungen zu ana-
lysieren und sie besser zu beherrschen.
„Robust Design“ nennen Experten die
Methode, mit Hilfe von Computerbe-
rechnungen herauszufi nden, was Tole-
ranzen im Endprodukt bewirken und wie
empfi ndlich dessen Verhalten von Ma-
terialeigenschaften, Prozessparametern,
Variationen der Geometrie und anderen
externen Einfl üssen abhängt.
Wesentlich weniger Simulations-
aufwand für Robust Design
„Es genügt, nur eine kleine Menge von
Parameter-Variationen zu untersuchen
und auf Basis dieser Berechnungen ein
Modell des Bauteilverhaltens zu erstellen,
mit dem sich die Einfl üsse von
Toleranzen dann ohne großen
Aufwand abschätzen lassen“,
erklärt Clees. Genau das tut die
SCAI-Software „DesParO“: Über
einen Versuchsplan wird eine
erste kleine Menge von Para-
metersätzen bestimmt, für die
Simulationen beziehungswei-
se Experimente durchgeführt
werden sollen. Deren Ergeb-
nisse werden genutzt, um über
Interpolationsverfahren ein so
genanntes Metamodell („Re-
sponse Surface“) zu erstellen.
Das so erstellte Modell wird de-
tailliert in seiner Güte bewertet, und bei
Bedarf werden gezielt weitere Simulatio-
nen angefordert und zum Modell hinzu-
gefügt.
Das Metamodell ersetzt danach die
aufwändige Simulation, etwa für statis-
tische Analysen beziehungsweise Opti-
mierungsaufgaben: Ergebnisse für wei-
tere Parametersätze, die „zwischen“ den
simulierten liegen, müssen nicht mehr
S C H W A N K U N G E N N U M E R I S C H E R S I M U L A T I O N E N I N D E N G R I F F B E K O M M E N
Robuste multikriterielle OptimierungV O N D R . T A N J A C L E E S U N D C H R I S T I A N B U C K
Oft passen die Ergebnisse aus verschiedenen Durchläufen von Crash-Simulationen im Vergleich nicht zusam-
men. Physikalische Verzweigungen im Modell und numerische Instabilitäten im eingesetzten Simulationspaket
führen häufig zu einer sehr empfindlichen Abhängigkeit der Ergebnisse von selbst kleinsten Änderungen im
Modell oder auch der Simulationsumgebung, etwa Zahl und Reihenfolge der Rechenknoten. Unter solchen
Schwankungen und Instabilitäten leiden Robustheit und Qualität von Produktionsprozessen. Das Fraunhofer-
Institut für Algorithmen und wissenschaftliches Rechnen SCAI in Sankt Augustin bietet innovative Softwarelö-
sungen für die rechnergestützte Analyse und robuste multikriterielle Optimierung von Produkten.
Stabilitätsanalyse eines Neon-Modells von Chrysler.
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43Simulation & VisualisierungCrash-Simulation
über weitere kostspielige Simulations-
läufe berechnet werden – man erhält sie
durch die wesentlich schnellere Auswer-
tung des Metamodells. „Der Nutzer kann
über DesParOs grafi sche Benutzerober-
fl äche außerdem alle Parameter interak-
tiv erforschen“, sagt Clees.
DesParO kann dabei nicht nur einfache
Ausgabewerte wie Gesamtmasse, Kraft-
stoff verbrauch oder summarische Sicher-
heitskriterien interpolieren, sondern auch
hoch aufgelöste Simulationsergebnisse. Je
nach Größe sieht der Anwender dann fast
in Echtzeit auf seinem Monitor, wie sich
die Komponente beispielsweise aufgrund
von Fertigungstoleranzen verändern wür-
de. Die Software ist bereits seit Jahren im
industriellen Einsatz und wird von Clees’
Team ständig weiterentwickelt.
Dazu will auch Dr. Silke Sommer vom
Fraunhofer-Institut für Werkstoff me-
chanik (IWM) in Freiburg einen Beitrag
leisten. Sie beschäftigt sich mit den
Schweißpunkten, die die Einzelteile ei-
ner Karosserie zusammenhalten und von
denen die Robustheit eines Autos ganz
wesentlich abhängt. Heute übernehmen
meist Roboter die Aufgabe, die zahlrei-
chen Schweißpunkte an der Karosserie
anzubringen – aber auch die Maschinen
arbeiten nicht ohne Schwankungen: „Je
nach Dicke der Bleche haben die Schweiß-
punkte einen Soll-Durchmesser von
vier bis acht Millimetern“, sagt Sommer.
„Da die Elektrodenkappen der Schweiß-
zangen während des Schweißprozes-
ses hochbelastet sind und verschleißen,
kann die Größe der Schweißpunkte vom
vorgegebenen Wert abweichen, was na-
türlich Auswirkungen auf die Tragfähig-
keit der Bauteile hat.“
Durchmesser der Schweißpunkte
entscheidet über Stabilität
der Karosserie
In einem gemeinsamen Forschungspro-
jekt untersuchen Clees und Sommer seit
Herbst letzten Jahres, welchen Einfl uss
variierende Schweiß-
punktdurchmesser auf
die Stabilität einer Ka-
rosserie haben. „Mit Hil-
fe von DesParO kom-
men wir mit viel weniger
Rechnungen aus als bei
herkömmlichen Simu-
lationen, um den Ein-
fl uss von variierenden
Schweißpunktdurchmes-
sern zu untersuchen“,
berichtet Sommer. „Trotzdem liefert uns
das Programm sehr gute Analysen.“ Ziel
von Clees und Sommer ist es, bis Anfang
2013 auf der Basis von DesParO eine Soft-
ware zu entwickeln, die die Auswirkun-
gen schwankender Schweißpunktdurch-
messer auf die Stabilität von Karosserien
berechnen kann und die die Automobil-
hersteller für eigene Optimierungen nut-
zen können.
Neue Herausforderungen
durch Aluminiumlegierungen
Auch Professor Margot Ruschitzka von
der Fakultät für Fahrzeugsysteme und
Produktion an der Fachhochschule Köln
will das Einsatzgebiet von DesParO er-
weitern helfen. Die Expertin für virtuelle
Produktentwicklung kooperiert mit SCAI
bei der Grundlagenforschung, und die
Ergebnisse der Kooperation mit Clees
fl ießen in DesParO ein. Ruschitzka
interessiert sich beispielsweise für neue
Materialien in der Automobilproduktion:
„Wir untersuchen den Einfl uss und die
Wechselwirkungen verschiedener Spu-
renelemente auf die Eigenschaften von
Aluminiumlegierungen. Ziel ist es, vor-
hersagen zu können, aus welchen Beimi-
schungen eine Aluminiumlegierung her-
gestellt werden muss, damit sie den
Anforderungen entspricht“, so Ruschitz-
ka. „Das ist derzeit ein sehr aktives
Forschungsgebiet, und wir versuchen das
Problem mit ähnlichen Methoden zu
lösen, wie sie bereits heute in DesParO
verwendet werden.“ Dabei entwickeln die
Kölner Experten zusammen mit dem
Team vom SCAI grundlegende mathema-
tische Verfahren, die vom SCAI in die Des-
ParO-Software integriert werden. to
Prozesskette von Daimler effi zient analysiert mit SCAI-Tools
Mit Robust Design werden Simulationspro-
zesse noch realer. Die SCAI-Anwendungen
DesParO und DIFF-CRASH übernehmen
in diesem Kontext wichtige Aufgaben. Ein
Anwendungsbereich, in dem DesParO und
DIFF-CRASH gleich für mehrere Teilaufga-
ben zum Einsatz kommen, ist die Analyse
von Prozessketten wie etwa „Umformen
zum Crash“ oder „Gießen zum Crash“.
Im Fraunhofer-Projekt CAROD wurde – mit
Unterstützung der Daimler AG – die Blech-
schale einer B-Säule unter Robustheits-
gesichtspunkten analysiert. Die Analyse
folgte dem Herstellungsprozess. Zunächst
analysierte man den Umformprozess.
Das Ausgangssimulationsmodell wurde
mit DIFF-CRASH auf seine Stabilität hin
untersucht.
Robuste Optimierung einer B-Säule
Anschließend wurde mit der Software
DesParO für einen großen Satz von Mate-
rial- und Prozessparametern (zum Beispiel
Ziehsickenkraft) der Einfl uss realistischer
Variationen auf die lokalen Blechdicken,
Spannungen und Vorschädigungen
bewertet (Simulationsresultate auf feinen
Gittern). Damit ließen sich die Parameter
in ihrer Bedeutung klassifi zieren, eine
Reduktion des „Design-Raums“ vornehmen
und die robuste Optimierung vorberei-
ten. Danach begann die Vorbereitung der
zweiten Stufe des Prozesses: ein extremer
Komponenten-Crash-Versuch.
Nach der Konstruktion einer effi zient
reduzierten Datenbasis mit steuerbarer
Genauigkeit (wesentliches Variationsverhal-
ten bleibt erhalten) wurde diese mit dem
SCAIMapper als Input für die Crash-Simu-
lationen übertragen. Das Vorgehen für den
Crash-Versuch ähnelte der Methodik bei
der Analyse des Umformprozesses. Nach ei-
ner Stabilitätsanalyse des Ausgangsmodells
sowie zusätzlich zweier extremer Varianten
mit der Software DIFF-CRASH folgte wieder
eine Sensitivitätsanalyse mit DesParO.
Schließlich wurde für die komplette Kette
eine multikriterielle Optimierungsaufgabe
unter Berücksichtigung von Robustheitsas-
pekten aufgesetzt und mit DesParO gelöst.
Indem man Herstellungsvariationen mit
einbezieht, wird die Optimierung realisti-
scher. Durch die Sensitivitätsanalyse der
Prozesskette wurde das Zusammenspiel
eines Risses der B-Säule mit einem Knick
(Kompensationseff ekt) deutlich. Dieses
Ergebnis entspricht physikalischen Expe-
rimenten, aber es mussten keine teuren
Bauteile zerstört werden.
Die Benutzeroberfl äche
der Software DesParO
mit den Hauptkompo-
nenten Control, Explorer
und Geometry Viewer.
Bilder: PhotoStocker/Fotolia
und Fraunhofer SCAI
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44 Automatisierung SPS/IPC/Drives 2011
Energieeffi zienz, Industrial Identifi -
cation und Safety and Security als
Trendthemen der SPS/IPC/DRIVES
2011 in Nürnberg spiegeln die Bedeu-
tung dieser Inhalte wieder. Auf den Mes-
seständen werden Produkte und Lösun-
gen dazu gezeigt. Auch auf den Foren
und im Kongress stehen sie bei Vorträ-
gen und Diskussionen im Mittelpunkt.
Aussteller aus fast 40 Ländern nehmen
an der SPS/IPC/DRIVES 2011 teil. Das ent-
spricht einer Steigerung von 20 Prozent.
Mit derzeit 76 Unternehmen ist Italien
auch in diesem Jahr die stärkste ausstel-
lende Nation aus dem Ausland, gefolgt
von der Schweiz (36), China (35) und Ös-
terreich (27).
Nach dem Besucherrekord 2010 ist auch
für 2011 mit deutlich über 50.000 Fach-
besuchern zu rechnen. Die neu hinzuge-
nommene Halle 3 mit 10.000 Quadratme-
tern Ausstellungsfl äche widmet sich der
Thematik Antriebs- und Steuerungstech-
nik. Halle 8 hat neben der Steuerungs-
technik den neuen Themenschwerpunkt
Bedienen und Beobachten.
Ein umfassendes Rahmenprogramm
bieten die Gemeinschaftsstände „wire-
less in automation“, „AMA Zentrum für
Sensorik, Mess- und Prüftechnik“ sowie
„open source meets industry“; sie liefern
den Besuchern einen gezielten Überblick
zum jeweiligen Thema. Auf den beiden
Messeforen der Verbände VDMA und
ZVEI fi nden Vorträge und Podiumsdis-
kussionen zu Themen statt, die die Bran-
che aktuell bewegen.
Nach dem Erfolg im letzten Jahr ver-
leiht der Veranstalter Mesago Messe-
management im Rahmen der SPS/IPC/
DRIVES wieder zwei Young Engineer
Awards, einen Award im Bereich Auto-
mation und einen im Bereich Drives. An-
hand der eingereichten Abstracts hat
das Kongresskomitee eine Vorauswahl
getroff en. Die Nominierten sind speziell
im Kongressprogramm unter www.me-
sago.de/sps/programm gekennzeich-
net. Mit dem Award fördert der Veran-
stalter Mesago Messemanagement den
Nachwuchs und bietet jungen Ingenieu-
ren eine Plattform zur Präsentation ihrer
Arbeit
Kongress erstmals
mit Anwender-Sessions
Neu im Kongressprogramm der SPS/
IPC/DRIVES 2011 sind vier speziell ein-
gerichtete Anwender-Sessions, in denen
Anwender vorstellen, wie spezifi sche
Applikationen innovativ und kreativ er-
folgreich realisiert wurden. Sie laden zum
intensiven Dialog zwischen Kongressbe-
suchern und Anwendern ein und verspre-
chen interessante Erfahrungsberichte di-
rekt vom anwendenden Unternehmen.
Diese fi nden jeweils am Dienstag- und
Mittwochvormittag parallel zu den übri-
gen Kongresszügen statt. 69 Vorträge zu
Themen der elektrischen Automatisie-
rung, eine Trendsession sowie drei Tuto-
rials umfasst das Gesamtprogramm des
SPS/IPC/DRIVES-Kongresses 2011.
Die Möglichkeit für Teilnehmer, das
Kongress-Get-Together zu besuchen, bie-
tet wieder allen Beteiligten zusätzliche
Chancen für Networking. bw
S P S / I P C / D R I V E S 2 0 1 1 – 2 2 . B I S 2 4 . N O V E M B E R 2 0 1 1 I N N Ü R N B E R G
Spitzenergebnisse erwartetDie Fachmesse zur elektrischen Automatisierung, die SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg, präsentiert sich 2011 grö-
ßer und internationaler als je zuvor. Erstmals werden zwölf Messehallen und mehr als 100.000 Quadratmeter
Ausstellungsfläche belegt sein. Nahezu 1.400 Aussteller aus dem In- und Ausland werden erwartet.
Bild
er:
Me
sag
o
8 / 2 0 1 1
45AutomatisierungFluidsensoren
Domaine Refl ectometry) zu einem guten
Preis-Leistungsverhältnis für Standardappli-
kationen in der Fabrikautomation nutzbar
gemacht. Bei diesem Prinzip des geführ-
ten Radars werden hochfrequente, niedri-
genergetische Mikrowellenimpulse in die
Sensorsonde des LFP cubic eingekoppelt
und an ihr entlang geführt. Triff t dieser Im-
puls auf die Oberfl äche der zu erfassenden
Flüssigkeit, wird ein Teil des Impulses dort
refl ektiert und läuft an der Sonde entlang
wieder zur Elektronik zurück. Aus der Zeit-
diff erenz zwischen dem ausgesandten und
dem empfangenen Impuls errechnet das
Gerät mit einer Genauigkeit von wenigen
Millimetern den aktuellen Füllstand. Durch
dieses Verfahren vereint der LFP cubic kon-
tinuierliche Niveaumessung und Grenz-
standerfassung in einem Sensor. Das spart
den Einbau separater Sensoren zur Erfas-
sung von Einzelschaltpunkten, beispiels-
weise für eine Min-Max-Regelung, weil sich
diese über die Elektronik des LFP cubic sehr
präzise realisieren lassen. Dank integrierter
IO-Link-Funktionalität ist diese Parametrie-
rung sowie die Abfrage von Statusinforma-
tionen direkt von einem übergeordneten
Automatisierungssystem oder von der Be-
Das Portfolio der Fluidsensorik von SICK
orientiert sich primär an den Anfor-
derungen des Maschinen- und Anla-
genbaus – also an einem der Kundenseg-
mente, in denen SICK mit Sensorlösungen
für die Fabrikautomation weltweit zu den
führenden Anbietern gehört. Ziel ist es, mit
einem breiten Portfolio die technologische
Lücke der Fluidsensorik zwischen einfa-
chen elektromechanischen beziehungs-
weise elektromagnetischen Schaltern auf
der einen Seite und der High-End-Prozess-
instrumentierung für chemische und pet-
rochemische Prozesse auf der anderen Sei-
te zu schließen. Das Ergebnis sind etwa 20
für die Fabrikautomation optimierte Sen-
sor-Produktfamilien für verschiedene Pro-
zessparameter, die aus einer Hand verfüg-
bar sind und sich fl exibel, vielseitig sowie
unabhängig von den Einbaubedingungen
einsetzen lassen. Die in der Fabrikautoma-
tion üblichen Signalausgänge werden bei
vielen Sensoren ergänzt durch die Punkt-
zu-Punkt-Kommunikation IO-Link, die zum
Beispiel den Füllstandsensor LFP cubic
oder den Druckschalter PBS zu intelligen-
ten, weil kommunikationsfähigen Partnern
in innovativen Automatisierungsstruktu-
ren macht.
Füllstandsensoren
Kontinuierliche Niveaumessung und Grenz-
standerfassung, einzeln oder auch kombi-
niert in einem Sensor, medienberührend
oder berührungslos, für Flüssigkeiten und
Schüttgüter – all diese Optionen eröff net
die Füllstandsensoren von SICK. Verschie-
dene Technologien, darunter Hydrostatik,
Ultraschall oder Vibration, ermöglichen ef-
fi ziente Lösungen, etwa für Vorratstanks in
der Lebensmittelverarbeitung, für Schütt-
güter in Rohstoff silos, für Puff ertanks oder
Tauchbecken in industriellen Prozessen
oder als Pumpenschutz in Rohrleitungen.
Dass sich anspruchsvolle, kontinuierliche
Messaufgaben genauso installations- und
integrationsfreundlich lösen lassen wie
eine einfache Grenzstanderfassung, be-
weisen der neue Füllstandsensor LFP cubic
und der Grenzstandschalter MHF15.
Mit dem LFP cubic werden die Vorteile
der High-Tech-Messtechnologie TDR (Time
U N I V E R S E L L E L Ö S U N G E N M I T Z U K U N F T S S I C H E R E N T E C H N O L O G I E N
Alles aus einer HandV O N C H R I S T O P H M Ü L L E R
Die SICK AG – seit Jahrzehnten Technologie- und Marktführer bei Sensorik für die Fabrikautomation – setzt
auch in der Fluidsensorik auf den Einsatz innovativer Technologien. Die Sensorlösungen für die Messung von
Füllstand, Druck, Temperatur und Durchfluss sowie für die Positionserfassung in Zylindern zeichnen sich
durch innovative Lösungen, universelle Einsetzbarkeit, Bedienfreundlichkeit und Prozesssicherheit aus.
Fluidsensoren von SICK umfassen Lösungen für die Messung von Füllstand, Druck, Temperatur
und Durchfl uss sowie für die Positionserfassung in Zylindern. Bilder: Sick AG
Der Druckschalter PBS wird unter anderem
zur Drucküberwachung in Hydrauliksystemen
von Werkzeugmaschinen und Pressen oder
auch in Kühlwasserkreisläufen eingesetzt.
8 / 2 0 1 1
46 Automatisierung Fluidsensoren
dieneinheit einer Maschine durchführbar.
Ein weiterer, großer Vorteil besteht darin,
dass der Füllstandsensor unabhängig von
Einbau- und Medieneinfl üssen sowie der
Form der Metallbehälter ist. Dadurch eignet
er sich für nahezu alle wasser- und ölbasier-
ten Flüssigkeiten, zum Beispiel Kühlmittel,
Schleif- und Hydrauliköle oder Gemische
mit Säuberungs-, Entfettungs- und Reini-
gungsmitteln. Für den Betrieb bedeutet
dies zudem, dass der Füllstandsensor nicht
neu konfi guriert werden muss, wenn sich
die physikalischen Eigenschaften der Flüs-
sigkeiten ändern.
Wie es gelingen kann, bewährte Detekti-
onsprinzipien der Fabrikautomation erfolg-
reich auf die Anforderungen der Prozess-
instrumentierung zu adaptieren, beweist
der Grenzstandschalter MHF15. Auf der
technologischen Basis einer Refl exions-
lichtschranke wurde ein optisch tastender
Grenzschalter im IP69K-Edelstahlgehäu-
se mit G1/2“-Prozessgewinde entwickelt.
Eingesetzt wird er für die Maximum- und
Minimum-Überwachung wasserbasierter
Medien in Prozesstanks und Behältern so-
wie als Trockenlauf- und Pumpenschutz
für Rohrleitungen. Einmal eingeschraubt,
muss der MHF15 nur noch elektrisch an-
geschlossen werden. Ein Medienabgleich
bei der Inbetriebnahme ist ebenso wenig
erforderlich wie wiederholte Rekalibrierun-
gen im Langzeitbetrieb.
Drucksensoren
Die elektronischen Druckmessumformer
und Druckschalter zeichnen sich durch
ihr industriegerechtes Design aus. Wider-
standsfähige Materialien und hochwerti-
ge Verarbeitung gewährleisten höchste
Robustheit und Verfügbarkeit. Zudem
bieten die einfache Bedienung und die
intelligenten Sensorkonzeptionen dem
Anwender entscheidende Mehrwerte
über die präzise Messtechnik und die ver-
schiedenen Messbereiche hinaus. Deut-
lich wird dies beim Druckschalter PBS,
der beispielsweise zur Drucküberwa-
chung in Hydrauliksystemen von Werk-
zeugmaschinen und Pressen oder auch
in Kühlwasserkreisläufen eingesetzt wird.
Der PBS ist Messumformer, Druckschal-
ter und Displayeinheit in einem einzigen
kompakten Sensorgehäuse. Für eine op-
timale Montage lassen sich das Gehäuse
und der Sensorkopf beliebig verdrehen.
Zur bestmöglichen Ablesbarkeit kann
die Anzeige elektronisch um 180 Grad
gedreht werden. Die Einstellung des PBS
erfolgt auf einfache Weise über drei Tas-
ten. Im Blick auf die Datenkommunika-
tion bietet der PBS je nach Version ein
oder zwei digitale Schaltausgänge, ein
analoges Ausgangssignal wahlweise als
Strom- oder Spannungsausgang, vielfäl-
tige programmierbare Schaltfunktionali-
täten sowie IO-Link-Kommunikation.
Für die gleichen Messbereiche, die der
Druckschalter PBS abdeckt, hat SICK mit
dem Druckmessumformer PBT, der mit
einem analogen Ausgangssignal, einer
besonders kleinen Bauform sowie einer
Vielzahl von Prozessanschlüssen und
elektrischen Anschlussoptionen ein All-
roundtalent für Standardapplikationen
darstellt. Unter der Bezeichnung PFT, das
heißt mit längerem Sensorgehäuse, er-
höhen sich die zulässigen Mediumstem-
peraturen von 100 (PBT) auf bis zu 150
Grad.
Temperatursensorik
Entsprechend den unterschiedlichen An-
forderungen an die Bauform und Aus-
stattung, wie sie aus der Druckmess-
technik bekannt sind, bieten auch die
Einschraub- und Einsteckthermometer
für die Temperaturmessung universelle
Lösungsmöglichkeiten. Basislösung für
die Messaufgaben ist der TSP, ein kleiner,
kompakter und preiswerter Platin-Mess-
fühler. Auch das Einschraubthermometer
TCT arbeitet mit einem Pt100-Widerstand-
selement, bietet aber einen zusätzlichen
Analogausgang von 4 bis 20 mA sowie di-
verse Prozessanschlüsse und unterschied-
liche Einbaulängen. Darüber hinaus eig-
net es sich aufgrund der abgesetzten und
vergossenen Elektronik für Temperaturen
bis 150 Grad.
Durchfl usssensorik
Für Prozesse, in denen es auf den Durch-
fl uss von Flüssigkeiten oder den Materi-
aldurchsatz von Schüttgütern ankommt,
bietet SICK für zahlreiche Applikationen
geeignete Lösungen. Mit Bulkscan, einem
2D-Lasermesssensor, lassen sich Schütt-
gutprofi le, beispielsweise auf einem För-
derband, präzise erfassen und daraus
– zusammen mit der Fördergeschwin-
digkeit – Volumenströme sehr genau be-
rechnen. Für die Durchfl ussmessung von
Flüssigkeiten, etwa in einem Kühlkreis-
lauf, perfekt geeignet ist der Durchfl uss-
sensor FFU. Die Eignung für leitende und
nicht leitende Medien, die chemische und
thermische Beständigkeit sowie der dich-
tungs- und damit verschleißfreie Aufbau
zeichnen diesen Ultraschall-Durchfl uss-
sensor aus.
Magnetische Zylindersensoren
Ein wichtiger Bestandteil von Fluid-Pro-
zessen ist die optimale Steuerung von Hy-
draulik- und Pneumatikzylindern. Hier
melden Zylindersensoren über die Positi-
on des Kolbenmagneten analoge oder di-
gitale Druckzustände. Das Besondere am
SICK-Portfolio ist, dass es Lösungen bietet
für alle Arten von Zylinder, für alle gängi-
gen Befestigungen innerhalb und außer-
halb von Nuten sowie für Zylinder aller
Hersteller mit ihren unterschiedlich star-
ken Kolbenmagneten. Zu den besonders
erfolgreichen magnetischen Zylindersen-
soren gehören der ultrakurze und dank
Exzenterbefestigung „unverlierbare“
MZT8 mit einem Schaltpunkt, der MZ2Q
als kompakte Lösung für Anwendungen
mit zwei Schaltpunkten sowie der analo-
ge MPS, mit dem der Messbereich indivi-
duell defi niert werden kann. Über den
Teach-Knopf lassen sich Null- und End-
punkt einlernen. Die dazwischen liegen-
den Kolbenpositionen werden für den je-
weils festgelegten Messbereich mit
optimaler Aufl ösung als Analogsignale
ausgegeben – entweder als 4 bis 20 mA
Stromausgang oder als 0 bis 10 V Span-
nungssignal. Insgesamt überzeugen die
magnetischen Zylindersensoren in den
verschiedenen Applikationen durch ihre
besonders guten Schalteigenschaften.
Die Gründe hierfür sind, dass SICK sowohl
die eigene ASIC-Technologie als auch im
Unternehmen gefertigte GMR-Sonden
verwendet und so ein hohes Maß an Ma-
terial- und Fertigungsqualität sicherstel-
len kann. bw
Der Druckschalter PBS ist Messumformer,
Druckschalter und Display-Einheit in einem
einzigen kompakten und bedienfreundlichen
Sensorgehäuse.
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Ein Unternehmen der Bechtle Gruppe
8 / 2 0 1 1
48 Automatisierung Schaltschranktechnik
DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM):
Herr Dr. Steff en, dieses Jahr feiert Rittal
sein fünfzigjähriges Bestehen. Der ers-
te Standard für die Serienfertigung von
Schaltschränken wurde vor 50 Jahren
von Rudolf Loh – dem Gründer von Rittal
– erfunden und auf den Weg gebracht.
Heute ist das Unternehmen in der Schalt-
schranktechnik international führend
und belegt mit weltweit 1.500 Patenten
eine hohe Innovationskultur.
Was sind die Erfolgsfaktoren der Pro-
dukte von Rittal?
Dr. Thomas Steff en: Der Erfolg von Rit-
tal ist nicht nur an Produkten festzuma-
chen. Im Rückblick auf unsere 50-jähri-
ge Unternehmensgeschichte waren es
drei Entwicklungen, die Rittal erfolgreich
gemacht haben. Da ist erstens die Erfi n-
dung des ersten standardisierten Serien-
schaltschranks, der ab Lager zur Verfü-
gung stand. Damit haben wir 1961 den
Markt revolutioniert. Zweitens basiert
unser Erfolg auf dem Mut, diese Idee
nicht nur in Deutschland, sondern auch
in Europa und Übersee konsequent ver-
folgt zu haben. Und drittens war die Er-
weiterung unseres Produktportfolios mit
Klima- und Stromverteilungslösungen
ein entscheidender Schritt nach vorne.
Derzeit befi nden wir uns mit unserem
Programm „Rittal – Das System.“ in der
vierten Entwicklungsstufe. Wir wollen
unseren Kunden technisch und operativ
ein fl exibles, durchgängiges System und
eine effi ziente und wirtschaftliche Ge-
samtlösung anbieten.
DEM: Produkt-Innovationen entstehen
häufi g im engen Austausch mit Kunden.
Auf welche Art und Weise bindet Rittal
seine Kunden in den Innovationsprozess
ein?
Dr. Thomas Steff en: Unsere Kunden
werden frühzeitig in die Entwicklung
mit eingebunden, um zukunftsweisende
Produkt lösungen auf den Markt zu brin-
gen. Durch unsere Fachberater und Bran-
chenmanager haben wir das Ohr perma-
nent am Markt. Ein gutes Beispiel für eine
Neuentwicklung ist die Eco-Mode-Steue-
rung der „Blue-e“-Kühlgeräte, mit der wir
eine deutlich höhere Effi zienz der Geräte
erreicht haben. Der Anstoß kam dabei di-
rekt aus der Automobilindustrie. Über 12
Monate wurde eine neue von uns entwi-
ckelte Steuerungstechnik mit herkömm-
lichen Kühlgeräten auf Energieverbrauch
getestet. Die Ergebnisse überzeugten,
sodass wir die Neuentwicklung als Stan-
dardlösung ins Programm aufgenom-
men haben. Darüber hinaus setzen wir
auf ein Ideenmanagement, das unsere
Mitarbeiter stark miteinbezieht. Für alle
Bereiche haben wir einen kontinuierli-
chen Verbesserungsprozess (KVP) etab-
liert. Dabei arbeiten wir mit toolbasierten
Ideenmeldungs- und Bewertungsprozes-
sen und veranstalten Workshops intern
und extern.
F O R S C H U N G U N D E N T W I C K L U N G B E I R I T T A L
Innovativ seit fünf JahrzehntenOb Automatisierungs-, Kommunikations- oder Energietechnik – Rittal bietet für viele Anforderungsprofile
der Industrietechnik die passenden Gehäuse und Schaltschränke. Die Weichen für die Innovationen werden
dabei in der Forschung und Entwicklung gestellt. Im Gespräch mit dem DIGITAL ENGINEERING Magazin ge-
währte Dr. Thomas Steffen, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung bei Rittal, Einblicke in diesen wichti-
gen Unternehmensbereich.
Dr. Thomas Steff en ist
Geschäftsführer For-
schung und Entwicklung
bei Rittal in Herborn.
„Unsere Kunden werden
frühzeitig in die Entwicklung
mit eingebunden, um zukunfts-
weisende Produkt lösungen
auf den Markt zu bringen.“
8 / 2 0 1 1
49AutomatisierungSchaltschranktechnik
DEM: Welche Rolle spielt das Thema
Energieeffi zienz bei der Entwicklung
neuer Produkte?
Dr. Thomas Steff en: Eine sehr starke. Der
Energieverbrauch unserer Kühlgeräte
stand vor etwa sechs Jahre nicht so sehr
im Fokus, nun ist er ein großes Zukunfts-
thema und hier sind wir mit unseren Lö-
sungen weltweit führend. Ein ganz einfa-
ches Beispiel: Vor einigen Jahren war die
Baugröße von Klimakomponenten ein
sehr wichtiges Designkriterium der Ma-
schinenbauer. Das heißt, es ging für uns
darum, immer kompakter zu bauen und
Lösungen immer kleiner machen. Das
führte dazu, dass auch Kühlgeräte und
Wärmetauscher in ihrer Größe optimiert
wurden. Mit der Energieeffi zienz-Dis-
kussion schwenkte das um. Das Haupt-
designkriterium war für uns nicht mehr
die Größe, sondern ist nun die Energie-
effi zienz. Daher wurden zum Beispiel in
Kühlgeräten die Wärmetauscherkasset-
ten wieder etwas größer – und dafür die
Kompressoren etwas kleiner. In Summe
hat Rittal die Geräte signifi kant effi zien-
ter gemacht.
DEM: Wieviel investiert Rittal jährlich in
F&E?
Dr. Thomas Steff en: Der Anteil der For-
schungs- und Entwicklungskosten am
Umsatz liegt insgesamt bei 5 bis 7 Pro-
zent. (Anmerkung der Redaktion: Dies
entspricht in etwa 110 bis 155 Millionen
Euro für 2011.)
DEM: Rittal bietet mit „Rittal – Das Sys-
tem.“ eine branchenübergreifende Sys-
temarchitektur an. Was sind deren wich-
tigste Bestandteile und welche Rolle
spielen dabei die Engineering-Tools von
Rittal?
Dr. Thomas Steff en: „Rittal – Das Sys-
tem.“ ist der Name für das komplette
Lösungsprogramm von Rittal: ein um-
fassender, modularer Baukasten für den
Aufbau von Anlagen über alle Branchen
hinweg von der Industrie bis zur Infor-
mationstechnologie (IT). Dabei reicht
das Lösungsspektrum von Schaltschrän-
ken über Stromverteilungs- und Klima-
technik bis zu IT-Infrastrukturlösungen
wie Racks, Serverkühlungen, unterbre-
chungsfreie Stromversorgungen und
Überwachungslösungen. Auch Soft-
ware und Service zählen zum umfas-
senden Programm. Termin- und Kosten-
druck bestimmen den Alltag etwa im
Schaltschrankbau. Hierzu bieten unsere
Software-Tools enorme Einsparpoten-
ziale. Dabei kommen dem softwarege-
stützten Engineering, dem Wärmema-
nagement und der Dokumentation eine
besondere Bedeutung zu.
DEM: Welches Engineering-Know-how
beziehungsweise welche Engineering-
Leistungen kann Rittal seinen Kunden
anbieten?
Dr. Thomas Steff en: Mit unserer Soft-
ware RiCAD 3D lässt sich durch die Ver-
netzung mit etablierten CAD-Systemen
der Aufwand für die Planung, Konstruk-
tion und Fertigung von Schaltschränken
deutlich minimieren. Über die Bauteilebi-
bliothek erhält der Konstrukteur direkten
Zugriff auf die dreidimensional hinter-
legten Original-Daten der Artikel von Rit-
tal. Während man früher 3D-Modelle für
eine Konstruktion mit viel Aufwand ma-
nuell erstellen musste, reichen heute ein
paar Mausklicks aus. Dank der Planungs-
software Power Engineering 6.0 können
Anlagenbauer im Weiteren Niederspan-
nungsstromverteilungen und Schaltan-
lagen schnell und sicher konfi gurieren.
Die Klimaberechnungssoftware Rittal
Therm liefert schließlich die bedarfsge-
rechte Kühldimensionierung, in der alle
Leistungs- und Umgebungsbedingun-
gen berücksichtigt werden. Setzt man
diese Rittal Engineering-Werkzeuge in
Verbindung mit Softwarelösungen un-
seres Schwesterunternehmens EPLAN
gemeinsam ein, lassen sich unterschied-
lichste Engineering-Daten durchgängig
in allen Phasen der Produkt- und Anla-
genplanung nutzen. Die Vorteile sind: ein
durchgängiges Datenkonzept zur me-
chanischen, elektrischen und klimatech-
nischen Bearbeitung, verkürzte Durch-
laufzeiten und sinkende Kosten.
DEM: Produkte oder Technologien von
Marktführern werden gerne kopiert. Wie
schützt Rittal sein geistiges Eigentum im
Bereich der Produktentwicklung?
Dr. Thomas Steff en: Rittal steht als inno-
vativer Trendsetter und Marktführer per-
manent im Fokus dubioser Kopierer. Ei-
nen hundertprozentigen Schutz gibt es
nicht. Einschläge Erfahrungen hatten wir
zuletzt mit einem chinesischen Hersteller
gemacht, der unseren TS 8 Schaltschrank
1:1 nachbaute, allerdings mit erheblichen
Qualitätsmängeln. Wir gehen in der Regel
auf Nummer sicher, indem wir Neuent-
wicklungen frühzeitig als Patent anmel-
den und im Falle eines Plagiats rechtliche
Schritte einleiten. Allerdings ist es für uns
wichtig, Kunden frühzeitig in Neuentwick-
lungen einzubinden. Wir diskutieren unse-
re Ideen off en, insbesondere auf Messen.
DEM: Was sind Ihrer Meinung nach die
Trends bei Schaltschrank-, Klimatisie-
rungs- und IT-Infrastrukturlösungen?
Dr. Thomas Steff en: Künftig werden
sich die Materialien ändern, vor allem im
Bereich der Oberfl ächen und Dichtungs-
systeme. Die Verschlusssysteme werden
ebenfalls innovativer. Vielleicht lassen
sich Schaltschränke schon bald wie ein
Auto öff nen. Schaltschränke werden au-
ßerdem kompakter, weil sich das Bauvo-
lumen der Schaltanlagen reduziert. Bei
der Kombination von Schaltschrank und
Klimakomponenten arbeiten wir inten-
siv an einer tieferen Integration. Innova-
tiv wäre ein Schaltschrank mit integrier-
ter Klimatechnik, der sich auf +/-5 Grad
selbst klimatisiert, sodass sich der Kun-
de keine Gedanken machen muss, wo er
seine Klimatisierung unterbringt.
DEM: Herr Dr. Steff en, vielen Dank für das
Gespräch.
Die Fragen stellte Rainer Trummer.
Mit „Rittal – Das System.“ bietet Rittal ein Lösungspro-
gramm für die Industrie. In einer Synthese aus Produkten,
Engineering-Tools und Services bündelt der Hersteller sei-
ne gesamte Kompetenz zu einem einzigen Systempaket.
„Rittal steht als innovativer Trend-
setter und Marktführer permanent
im Fokus dubioser Kopierer.“
8 / 2 0 1 1
50 Automatisierung Sensor-Technologie
Im Gegensatz zu konventionellen Mon-
tagelinien, bei denen ein Werkzeug-
wechsel an einer Bearbeitungsstati-
on zumeist nur dann ansteht, wenn eine
neue Produktlinie gefertigt wird, ist in der
smarten Fertigungszelle der kontinuier-
liche Werkzeugwechsel die Regel. Herz-
stück der Anlage sind zwei alternierend
arbeitende Roboterarme und ein Palet-
ten-Positionierungssystem für die räumli-
che Positionierung der Werkstücke in den
drei Raumachsen. Während der eine Arm
noch mit der Montage des Werkstücks
beschäftigt ist, bereitet sich der zweite
schon durch einen Wechsel des Greifers
auf den nächsten Montageschritt vor. So
lassen sich sämtliche Fertigungsschritte
unterbrechungsfrei innerhalb einer Fer-
tigungszelle durchführen und dies sogar
im Mischbetrieb, wenn unterschiedliche
Komponenten zu fertigen sind.
Der schnelle Wechsel stellt Kabelverbin-
dungen jedoch vor besondere Herausfor-
derungen. Diese müssen in der fl exiblen
Automation den vielfältigen Bewegungen
innerhalb der Zelle folgen. An besonders
beanspruchten Stellen können Kontaktie-
rungen und Leitungen den Bewegungen
nur eine begrenzte Zeit lang standhalten
und so kommt es früher oder später durch
Verschleiß zum Bruch der Verbindungen.
Drahtlose Energie-
und Datenübertragung
Gelöst hat das Unternehmen dieses Pro-
blem durch den Einsatz der induktiven
Koppler BIC von Balluff . Die industrie-
tauglichen Systeme neuester Generation
im robusten M30-Gehäuse aus Edelstahl
in der Schutzart IP 67 übertragen Energie
und Signale drahtlos über einen Luftspalt
von bis zu fünf Millimeter und ersetzen
D R A H T L O S E S E N S O R - / A K T O R - A N B I N D U N G
Flexible Fertigung V O N R O M E O P O P E S C U
Dynamische Märkte verlangen eine flexible Skalierung der Produktionsmenge, die Möglichkeit zur schnellen
Anpassung an neue Produkte und Produktvarianten, um rasch auf geänderte Kundennachfragen reagieren
zu können. Neue, smarte Fertigungszellen mit schnellem automatischem Werkzeugwechsel könnten die
richtige Antwort auf diese Herausforderung sein. Comau Inc., ein weltweit führender Anbieter von Ferti-
gungslösungen, setzt dabei ganz auf IO-Link und den Einsatz induktiver Koppler zur drahtlosen Energie- und
Signalübertragung. Die Komponenten lieferte der Sensorik-Spezialist und Networking-Anbieter Balluff.
Herzstück der smarten Ferti-
gungszelle sind zwei alternie-
rend arbeitende Roboterarme
und ein Paletten-Positionie-
rungssystem für die räumliche
Positionierung der Werkstücke
in den drei Raumachsen.
8 / 2 0 1 1
51AutomatisierungSensor-Technologie
damit feste Kabelverbindungen. Instal-
lation und Montage oder auch ein Aus-
tausch per Plug and Play gestalten sich
dank komfortablem M12-Steckanschluss
an Base- und Remote-Einheit einfach,
wobei gut sichtbare LED-Anzeigen für Be-
triebsspannung und Betriebsbereitschaft
im Kopf der Einheiten Montage und Jus-
tierung ganz erheblich erleichtern. Dabei
erfüllen die Systeme ihre Aufgabe auch
noch bis zu einem Winkelversatz von 18
Grad bei einer entsprechenden Anpas-
sung des Abstands.
Die Maschinenbauer stellten hohe An-
forderungen an die Produktionsrate und
Zuverlässigkeit der Anlage. Bis zu 16 Sen-
soren und pneumatische Greifer müssen
schnell und kontinuierlich gewechselt
werden. Dies erfordert eine Reduzierung
der Werkzeugwechselzeiten und der Feh-
lerquote auf ein absolutes Minimum.
Die ursprünglich angefachte Verkabe-
lung auf Maschinenebene der Sensoren
und Greifer mit Profi bus war jedoch diesen
hohen Herausforderungen nicht gewach-
sen. Zwar verbesserten sich Zuverlässigkeit
und Fehlerrate signifi kant, die Anlagenver-
fügbarkeit nach einem Werkzeugwechsel
konnte jedoch den hohen Anforderungen
keineswegs gerecht werden.
Maschinenverkabelung –
IO-Link statt Profi bus
Die Konstrukteure entschieden sich des-
halb für den Einsatz von IO-Link in der
Maschine und damit zur transparenten
Erweiterung ihres Profi bus-Netzwerks.
Das Resultat bestätigte ihre hohen Er-
wartungen. Die Bootzeit reduzierte sich
nach einem Werkzeugwechsel auf eine
Sekunde. Darüber hinaus vereinfachte
sich die Verkabelung spürbar.
Mit IO-Link verwenden die Maschi-
nenbauer kein neuartiges Bussystem,
sondern einen vielseitigen Kommunika-
tionsstandard, der mit der USB-Schnitt-
stelle im Rechnerumfeld vergleichbar
ist. Beides sind kostengünstige Punkt-
zu-Punkt-Verbindungen für die Signal-
und Energieübertragung, die sich nach
Plug-and-Play-Manier betreiben lassen.
So verdichten spezielle IO-Link-Sensor-
hubs von Balluff in der Anlage die Schalt-
ausgänge der binären Sensoren zu einer
einzigen seriellen IO-Link-Verbindung,
um sie dann über eine einfach steckba-
re Dreidrahtleitung via IO-Link-Profi bus
Master desselben Herstellers an die Ma-
schinensteuerung zu übertragen.
Dies rechnet sich natürlich auch in Euro
und Cent. Denn neben der aufwändigen
Parallelverdrahtung in der Maschine ent-
fallen Klemmenkästen und Reihenklem-
men, die häufi g symbolisch als Verbindung
zwischen Maschinen- und Feldebene ge-
sehen werden. An ihre Stellen treten ein-
fach steckbare Verbindungen zwischen
vormontierter Maschine und ortsfester In-
stallationstechnik, was zu erheblichen Ein-
sparungen bei der Arbeitszeit führt.
Der besondere Clou daran: die Energie-
und Signalübertragung zwischen Sensor-
hub und Profi bus-Master erfolgt in dieser
Applikation drahtlos. Zum Einsatz kommt
eine neue Variante des bereits erwähnten
induktiven Koppler-Systems BICl mit IO-
Link-Schnittstelle, die somit jegliche Ka-
belverbindung überfl üssig macht. Die IO-
Link-Signale von bis zu 16 Sensoren lassen
sich so gleichzeitig, drahtlos und vollkom-
men verschleißfrei übertragen.
Toolident-System
für die Fehlervermeidung
Damit Fehler beim automatischen Werk-
zeugwechsel so gut wie ausgeschlossen
sind, verfügt jede Anlage über ein effi zi-
entes Tool-Identsystem auf RFID-Basis. Je-
des Werkzeug trägt dazu einen eigenen
RFID-Chip mit individueller Identnummer.
Vor jedem Bearbeitungs- beziehungswei-
se Montageschritt wird jedes Mal automa-
tisch überprüft, ob tatsächlich das richti-
ge Werkzeug eingespannt ist. So lassen
sich Schäden an Werkzeug, Maschine und
Werkstück zuverlässig vermeiden.
Die Kernkomponente des Tool-Ident-
systems sind robuste Datenträger in Mi-
niaturbauweise, eine Schreib- und eine
Auswerteeinheit. Die Kommunikation er-
folgt berührungslos und damit verschleiß-
frei durch induktiven Datenaustausch. Der
Datenträger empfängt das Energiesignal,
baut daraus seine Versorgungsspannung
auf und sendet danach seine Daten als
pulsweitenmoduliertes Signal in Richtung
Lesekopf, der ebenfalls über eine IO-Link-
Schnittstelle verfügt und so bequem per
einfacher Dreidrahtleitung über den IO-
Link-Master in die IO-Link-Installation mit
eingebunden ist, ohne dass eine Verwal-
tungseinheit dazu erforderlich wäre.
Anwendernutzen
Der Einsatz der smarten Fertigungszelle ist
für den Anwender mit erheblichen Einspa-
rungen auf der Kostenseite verbunden. So
senkt der Kommunikationsstandard IO-
Link nicht nur den Aufwand für die Maschi-
nenverkabelung drastisch, er verbessert
auch die Performance des Werkzeugwech-
sels und des Produktionsablaufs. Dank
drahtloser Daten- und Energieübertra-
gung an kritischen Stellen der Anlage per
induktivem Kopplersystem verlängern
sich die Wartungsintervalle. Ermüdungser-
scheinungen an Kabeln und Kontakten
sind somit so gut wie ausgeschlossen. Der
Anwender kann fl exibel die Anzahl der
„smart cells“ je nach Bedarf an veränderte
Produktionsraten anpassen. Damit resul-
tieren erhebliche Einsparungen bei fl exib-
len und fi xen Kosten. Beispielsweise lässt
sich so die Produktion mit einer einzigen
Fertigungszelle und kleinen Stückzahlen
starten, um später dann in einem paralle-
len Workfl ow weitere Zellen entsprechend
dem Bedarf zu integrieren. Und naht das
Ende des Produkt-Lebenszyklus, können
nicht mehr benötigte Fertigungseinheiten
einem anderen Verwendungszweck zuge-
führt werden. r t
Unter IO-Link sinkt nicht nur der Aufwand für die Maschi-
nenverkabelung drastisch, er verbessert auch die Perfor-
mance des Werkzeugwechsels und des Produktionsab-
laufs. Dank drahtloser Daten- und Energieübertragung an
kritischen Stellen der Anlage per induktivem Kopplersys-
tem verlängern sich die Wartungsintervalle.
Die industrietauglichen Systeme neuester
Generation im robusten M30-Gehäuse aus
Edelstahl in der Schutzart IP 67 übertragen
Energie und Signale drahtlos über einen Luft-
spalt von bis zu fünf Millimetern und ersetzen
damit feste Kabelverbindungen.
8 / 2 0 1 1
52 Sicherheitstechnik im Maschinenbau Automatisierung
Der Gewinnung von elektrischer Ener-
gie aus Solarzellen wird ein großes
Potenzial zugeschrieben. Für die Her-
stellung von Photovoltaikmodulen müs-
sen mehrere Produktionsprozesse durch-
laufen werden. Ausgangsmaterial ist das
Element Silizium. Aus diesem werden so
genannte Wafer (einzelne Siliziumschei-
ben) hergestellt, die anschließend über
eine Vielzahl von Prozessschritten zu kom-
pletten Solarpanels weiterverarbeitet wer-
den. Durch Kapselung und Verdrahtung
mehrerer Zellen entstehen fertige Pho-
tovoltaikmodule. Das Know-how für die
Herstellung der entsprechenden Maschi-
nen liegt hauptsächlich in Europa, auch
wenn der Großteil der Anlagen in asiati-
sche Länder exportiert wird.
Einer der führenden Zulieferer auf dem
Gebiet von innovativen Produktionsan-
lagen und Systemen für die Herstellung
von PV-Wafern, -Zellen und -Modulen
ist die Technologiegruppe Meyer Bur-
ger. Diese besteht aus mehreren Unter-
nehmen und bietet ihren Kunden um-
fassende Lösungen und komplementäre
Technologien entlang der gesamten PV-
Wertschöpfungskette sowie gebäudein-
tegrierte Solarsysteme als Endprodukt für
die Schweiz an.
Als Spezialist für die Verarbeitung von
Silizium zu dünnsten Wafern bietet die
Meyer Burger AG unter anderem Drahtsä-
gemaschinen an – ausgerüstet mit EUCH-
NER-Sicherheitstechnik.
Die Herstellung von Wafern
Bei der Herstellung von Wafern werden
Siliziumblöcke (so genannte Bricks) mit-
tels einer Drahtsägemaschine in dünnste
Scheiben (140 bis 180 μm) geschnitten. In
dieser wird ein Draht von einer Spule ab-
gewickelt und auf zwei berillten Drahtfüh-
rungsrollen (DFR) aufgezogen. Die DFR
sind in einem klar vordefi nierten Abstand
eingekerbt. Der Draht durchläuft jede ein-
zelne der bis zu 3.000 Rillen der DFR, um
schließlich ein komplettes Drahtfeld zu bil-
den. Die in Rotation versetzten Drahtfüh-
rungsrollen bewegen das Drahtfeld in nur
eine, oder, je nach Anwendungsgebiet, al-
ternierende Richtung. Der Draht wird am
Ende wieder auf eine Spule gewickelt. Eine
Suspension, gewöhnlich eine Mischung
aus Siliziumkarbid und Polyethylengly-
kol (Slurry), wird durch Düsen auf das sich
bewegende Drahtfeld aufgegeben und
verursacht einen mechanischen Abrieb.
Während das zu trennende Werkstück in
das Drahtfeld abgesenkt wird, schneiden
die mit Suspension behafteten Drähte das
Material in Scheiben (Wafer), deren Dicke
durch den Abstand der Berillung der DFR
vorgegeben ist.
Hohe Sicherheitsanforderungen
Bei der Auswahl der Sicherheitstechnik
wurden von der Meyer Burger AG höchste
Ansprüche gestellt, um die Fertigung von
hohen Stückzahlen an Drahtsägemaschi-
nen so effi zient und fehlerfrei wie möglich
zu gestalten und andererseits alle sicher-
heitstechnischen Anforderungen abzude-
cken. Zudem ist das Schneidemittel we-
gen des Glykols aggressiv und fl üchtig.
Um eine effi ziente Herstellung zu er-
möglichen, ist es äußerst wichtig, den
Montage- und Verdrahtungsaufwand auf
ein Minimum zu reduzieren und kalkulier-
bar zu halten. Auch für die Funktionsprü-
fung sollte ein System gefunden werden,
mit dem alle Bauteile der Sicherheitstech-
nik einfach getestet werden können.
Speziell an den Schutztüren der Draht-
sägemaschinen musste darauf geach-
tet werden, dass Schalter mit Zuhaltung
zum Einsatz kommen, die fl exibel in der
Anbringung sowie problemlos den rau-
en Umgebungsbedingungen durch den
Einsatz des Schneidemittels standhalten.
Weiterhin muss gewährleistet sein, dass
die Schutzeinrichtungen während des
Prozesses nicht unkontrolliert geöff net
P R A X I S B E R I C H T : W A F E R - P R O D U K T I O N B E I M E Y E R B U R G E R A G
Modulares SicherheitskonzeptV O N F R A N K K R E T Z S C H M A R
Sicherheitstechnik von EUCHNER mit integriertem AS-Interface-Safety-at-Work-Anschluss ermöglicht ein
flexibles, modulares Sicherheitskonzept bei der Wafer-Produktion.
Kurzprofi l: EUCHNER Die EUCHNER GmbH + Co. KG in
Leinfelden ist ein international
tätiges Familienunternehmen und
beschäftigt weltweit 500 Mitarbeiter.
14 Vertriebs-Tochtergesellschaften,
darunter acht in Europa, vier in Asien
und zwei in Nord- und Südamerika
verteilen sich mit 28 autorisierten
Vertriebsbüros rund um den Erdball.
Geschäftsführende Gesellschafter des
schwäbischen Unternehmens sind die
Brüder Michael und Stefan Euchner.
Seit mehr als 50 Jahren werden bei
EUCHNER Schaltgeräte entwickelt. Die-
se fi nden ihren Einsatz hauptsächlich
im Maschinenbau. Eine Spitzenstellung
nimmt das Unternehmen im Bereich
der Sicherheitstechnik ein. EUCHNER
Sicherheitsschalter überwachen
elektromechanisch und elektronisch
zuverlässig die Stellung von Schutztü-
ren von Maschinen und Anlagen.
Drahtsägemaschine DS-271 von Meyer Burger.
53Sicherheitstechnik im Maschinenbau Automatisierung
werden können. Dies hätte Drahtrisse und
eine irreversible Zerstörung des ganzen
Bricks zur Folge. Das heißt, neben dem
Personen- ist auch der Prozessschutz von
hoher Wichtigkeit.
Auswahl der Sicherheitstechnik
Aufgrund dieser speziellen Rahmenbe-
dingungen entschied sich die Meyer Bur-
ger AG für den Einsatz von AS-Interface
Safety at Work, ein einfaches und off enes
System, das seit Jahren über ein sicheres
Protokoll verfügt und durch das hersteller-
unabhängige ASi-Konsortium entwickelt
wurde. Durch die Übergabe der Signale
über einen ASi-DP-Link direkt via Profi safe
an die sichere SPS und damit an die siche-
ren Antriebssysteme hat sich jegliche kon-
ventionelle Verdrahtung erübrigt. Nicht
nur das Verdrahten der einzelnen Kom-
ponenten entfällt, auch die Diagnose des
gesamten Systems gestaltet sich über die
beiden Busse, ASi und Profi bus, und die
Applikationssoftware anwenderfreund-
lich. Als willkommener Nebeneff ekt ste-
hen alle Daten auch der Prozesssteue-
rung direkt zur Verfügung. Eine schlanke
und moderne Lösung, die die Umsetzung
der EN ISO13849 voll unterstützt, erreicht
doch das ASi-Safety-System Kat.4 und er-
füllt die Forderungen für PLe.
ASi benötigt eine Zykluszeit von maxi-
mal 5 Millisekunden und ermöglicht in ei-
nem Strang eine Länge bis zu 100 metern,
die einfach auf bis zu 300 Meter erweitert
werden kann. Maximal sind bis zu 31 Teil-
nehmer (Slaves) wie Sicherheitsschalter,
Not-Aus usw. an einem
ASi-Strang möglich.
Nachdem Meyer Bur-
ger ein System gefun-
den hatte, das die An-
forderungen für die
Fertigung in idealer
Weise erfüllte, musste
ein passender Sicher-
heitsschalter evaluiert
werden, der problemlos in den ASi-Bus
integriert werden kann. Bei der Auswahl
fi el die Entscheidung schnell auf die Fir-
ma EUCHNER und ihre elektro-mechani-
schen Sicherheitsschalter TP und STP mit
integrierter ASi-Schnittstelle. Diese Aus-
führung zeichnet sich durch ihre robuste,
aber schlanke und Platz sparende Bauwei-
se aus. Das glasfaserverstärkte Kunststoff -
gehäuse mit Schutzart IP67 erlaubt den
Einsatz in rauer Umgebung. Die schmale
Bauform und einstellbare Anfahrrichtun-
gen ermöglichen, dass die ASi-Schalter
fl exibel an den verschiedenen Schutztü-
ren der Drahtsägemaschine gleicherma-
ßen eingesetzt werden können.
Die Anbindung der TP- und STP-Schal-
ter an den ASi-Bus erfolgt über die übliche
vierpolige M12-Leitung. Diese werden
einfach mittels Steckverbinder an den Si-
cherheitsschalter sowie über einen passi-
ven Adapter an die ASi-Flachkabel ange-
schlossen. Dies erlaubt die gewünschte
rationelle und fehlerfreie Installation. Alle
sicherheitsrelevanten Signale und natür-
lich auch die Meldesignale wie beispiels-
weise die Stellung der Schutztür oder
auch Fehlermeldungen stehen dem ASi-
Master und in diesem Fall auch der SPS
zur Verfügung. Die integrierte Zuhaltung
der STP und TP ASi-Schalter mit Zuhal-
tungsüberwachung und Zuhaltekräften
von bis zu 2.500 N verhindert, dass wäh-
rend der Wafer-Herstellung unkontrolliert
eine der Schutzeinrichtungen geöff net
werden kann und garantiert dadurch ei-
nen kontinuierlichen und wirtschaftlichen
Prozessablauf.
Durch die Kombination aus dem AS In-
terface Safety at Work und den Sicher-
heitsschalter TP und STP ASi von EUCH-
NER können die Anforderungen der Meyer
Burger AG in idealer Weise erfüllt werden.
Besonders der ASi-Bus spielt seine Vorteile
der einfachen Parametrierung und Instal-
lation bei hohen Fertigungsstückzahlen
voll aus. to
Sägeraum mit
vier Bricks beim
Sägevorgang.
Bilder: Meyer
Burger/EUCHNER
Freigelegter
Sicherheits-
schalter von
EUCHNER an
der Schutztü-
re zum Säge-
raum.
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8 / 2 0 1 1
54 Optoelektronische Sensoren Automatisierung
Um die sicherste Art der optischen
Objekterkennung, nämlich eine
Lichtschranke, nutzen zu können,
muss in einer Maschine zusätzlich zum
Sensor ein separater Refl ektor oder Emp-
fänger montiert werden. Vor allem in
kleinen Maschinen, etwa in Handlings-
automaten, fehlt dafür jedoch häufi g der
Platz. Auch in größeren Maschinen triff t
man auf ein ähnliches Problem, wenn kei-
ne Fläche für die Montage des Refl ektors/
Empfängers zur Verfügung steht. In bei-
den Fällen musste bisher eine rechtzeiti-
ge Anpassung am Design der Maschine
stattfi nden oder eine Befestigungsmög-
lichkeit nachträglich eingebaut werden.
Auch der Austausch von Empfängern zu
Wartungszwecken oder von zerstörten
Refl ektoren – anzutreff en vor allem in der
Lebensmittelindustrie, da hier besonders
aggressive Reinigungsmittel verwendet
werden – bedeutet einen Mehraufwand.
Dieser Aufwand und die daraus resultie-
renden Kosten können dank der Smart-
Refl ect-Lichtschranke von Baumer nun
erheblich reduziert werden.
Das SmartRefl ect-Prinzip
Bei den SmartRefl ect-Lichtschranken sind
Sender und Empfänger im gleichen Ge-
häuse untergebracht, was den separaten
Empfänger überfl üssig macht. Darüber
hinaus benötigt der SmartRefl ect aber
auch keinen Refl ektor, um den Lichtstrahl
zu schließen. Der Lichtstrahl wird durch
die Refl exion des Lichts von einer belie-
bigen Oberfl äche innerhalb des Erfas-
sungsbereichs geschlossen. Diese kann
hell oder dunkel, aus Kunststoff oder Me-
tall sein. In einer Maschine mit beengten
Platzverhältnissen oder ohne Montage-
möglichkeit für Refl ektoren kann diese
Oberfl äche ein Teil der Maschine sein.
Die ausgeklügelte Optik und die intelli-
gente Auswertung, die das SmartRefl ect-
Prinzip ausmachen, geben dem Anwen-
der hohe Sicherheit für die zuverlässige
Funktion des Sensors.
Sobald ein Objekt den geschlosse-
nen Lichtstrahl physikalisch unterbricht,
schaltet der Sensor; das Schrankenprin-
zip sorgt für eine absolut zuverlässige
Objektdetektion. Dabei kann die Smart-
Refl ect-Lichtschranke Objekte un-
abhängig von ihrer Form, Farbe und
Oberfl ächenbeschaff enheit zuverläs-
sig detektieren. Außerdem hat sie ent-
scheidende Vorteile gegenüber her-
kömmlichen Refl exions-Lichtschranken:
SmartRefl ect-Lichtschranken sind nicht
nur farbunabhängig, sondern erkennen
selbst spiegelnde Objekte einwandfrei.
Darüber hinaus weisen sie keinen Blind-
bereich vor ihrer Frontscheibe auf.
Einfache Installation
und Inbetriebnahme
Dadurch, dass nur der Sensor und kein
separater Empfänger oder Refl ektor
in die Anlage integriert werden muss,
S I C H E R E U N D K O M F O R T A B L E A R T D E R O B J E K T D E T E K T I O N M I T S M A R T R E F L E C T
Lichtschranken ohne ReflektorV O N A L E X A N D E R B E R T S C H
Die sicherste Art der Objektdetektion im Bereich der optoelektronischen Sensoren ist die physikalische Un-
terbrechung des geschlossenen Lichtstrahls einer Lichtschranke durch ein Objekt. Es gelten daher auch Re-
flexions- und Einweg-Lichtschranken als zuverlässigste Lösungen für Aufgaben der Objekterkennung. Bei
den SmartReflect-Lichtschranken von Baumer wird der geschlossene Lichtstrahl zwischen dem Sensor und
zum Beispiel einem Maschinenteil aufgebaut. Ein separater Reflektor ist deshalb überflüssig. Dies reduziert
Betriebskosten und erhöht die Prozesssicherheit.
1
2
3
1 2 3SmartReflect Lichtschranke
geschlossener Lichtstrahl
Maschinenteil schliesst den Lichtstrahl
Funktionsprin-
zip: Ein Objekt
unterbricht
den geschlos-
senen Licht-
strahl zwischen
Sensor und
Maschinenteil.
EHEDG-zertifi zierte SmartRefl ect-Lichtschranken für den
Hygienebereich.
Optoelektronische Sensoren
werden 50 Prozent der Installationszeit
sowie laufender Wartungs- und Reini-
gungsaufwand gespart. Darüber hi naus
vereinfachen weitere Eigenschaften
die Integration der SmartRefl ect-Licht-
schranken in die Anlage. So arbeiten sie
zum Beispiel mit Rotlicht, was die Aus-
richtung des Sensors erleichtert. Um die
Inbetriebnahme der Sensoren für den
Anwender so einfach wie möglich zu ge-
stalten, verfügen die SmartRefl ect-Licht-
schranken über eine komfortable Teach-
in-Funktion: Bei den Sensoren wurde
ein Ein-Punkt-Teach-in eingeführt. Die
Lichtschranke wird anhand ihres Licht-
strahls auf den Hintergrund ausgerich-
tet, dieser wird über den Teach-in-Knopf
bestätigt und dann ist der Sensor be-
triebsbereit.
Zusätzlich wurde der Teach-in der Sen-
soren für die Lebensmittelindustrie um
eine unterstützende Funktion erweitert.
Im Justierungs-Modus zeigt der Sensor
an, wann das empfangene Lichtsignal
qualitativ am besten für eine zuverlässi-
ge Detektion ist. Dies kann vor allem bei
schrägen Flächen, wie sie in Lebensmit-
telmaschinen vorkommen, von Vorteil
sein und bringt eine weitere Zeiterspar-
nis bei der Sensorinstallation.
Einsatzmöglichkeiten
Für verschiedene Anwendungen mit
unterschiedlichen Platz- und Umge-
bungsanforderungen kann aus diversen
SmartRefl ect-Varianten gewählt werden:
Die SmartRefl ect-Lichtschranken im Hy-
giene- und Washdown-Design wurden
speziell für Edelstahloberfl ächen opti-
miert, wie sie in Lebensmittel verarbei-
tenden Maschinen zu fi nden sind. Diese
EHEDG-zertifi zierten Sensoren im Edel-
stahlgehäuse erreichen bei einer Refl e-
xion auf Edelstahl eine Reichweite von
800 Millimetern. So werden die in der
Lebensmittelverarbeitung meist rund
60 Zentimeter breiten Förderbänder op-
timal überwacht. Die Eliminierung der
Schwachstelle Refl ektor sorgt zudem
für eine erhöhte Prozesssicherheit. Dank
des SmartRefl ect-Prinzips wird die Sen-
sorfunktion auch durch Verschmutzung
oder prozessbedingte Veränderung des
Maschinenteils nicht beeinträchtigt.
Für Automatisierungsanwendungen im
Non-Food-Bereich eignen sich die Smart-
Refl ect-Lichtschranken im kompakten
Kunststoff gehäuse der Serie 14. Für diese
Sensoren ist umfangreiches Montagezu-
behör wie beispielsweise der Zargenad-
apter erhältlich. Dieser Kunststoff adapter
erlaubt eine einfache Montage der Sen-
soren ohne Schrauben und Werkzeuge.
Mit zwei einfachen Klicks sind sie mon-
tiert – schnell und effi zient. Die Miniatur-
sensoren der Serie 07 mit einer Baugröße
von nur 8 x 16,2 x 10,8 Millimetern sind
sehr gut für den platzsparenden Einsatz
im Industrieumfeld geeignet. Sie erzielen
Reichweiten bis 45 Millimeter und wer-
den vor allem in kompakten Handlings-
automaten verwendet.
Zuverlässig und kostensparend
Die SmartRefl ect-Lichtschranken erhö-
hen die Flexibilität bei optischer Detek-
tion, reduzieren die Betriebskosten und
sind für den Anwender leicht zu hand-
haben. Sie bieten die richtige Lösung
sowohl im Hygienebereich, wenn Reini-
gungsmittel den Refl ektor zerstören
können oder Hygiene das oberste Ge-
bot ist, als auch bei beengten Platzver-
hältnissen, wenn kein Platz für Refl ektor
oder Empfänger beziehungsweise der
Montageaufwand für einen Refl ektor zu
hoch ist. Weiterentwicklungen des Prin-
zips werden künftig weitere Vorteile in
Richtung zuverlässiger Objektdetektion
bringen. bw
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Varianten der
SmartRefl ect-
Lichtschranke
für die richtige
Lösung.
Bilder: Baumer
8 / 2 0 1 1
56 Daten & Prozesse Digitale Fabrik
Zeit ist Geld – und einer der entschei-
dendsten Erfolgsfaktoren bei der
Einführung neuer Produkte. Für das
Erreichen ambitionierter Entwicklungs-
zyklen muss man daher alle Entwick-
lungsstufen und -bereiche mit Blick auf
ihre Effi zienz überprüfen und gegebe-
nenfalls verbessern. Durch permanent
steigende Qualitätsanforderungen und
die Notwendigkeit, diese an weltwei-
ten Produktionsstandorten abzusichern,
wird dieser Optimierungsprozess weiter
verkompliziert.
An aktuellen Planungsprozessen lässt
sich zudem beobachten, dass der Anteil
nichtkreativer Tätigkeiten deutlich zuge-
nommen hat. So lag der Anteil der plane-
rischen Tätigkeiten 1980 noch über der
Hälfte der Gesamtarbeitszeit. Dieser An-
teil ist mittlerweile auf rund 30 Prozent
gesunken und wird zudem durch stei-
gende Beschaff ungs-, Verwaltungs- und
Dokumentationsaufgaben ersetzt.
Mensch steht im Mittelpunkt
der Überlegungen
Daher hat sich das Fraunhofer IWU ge-
meinsam mit Thyssen Krupp System En-
gineering (TKSE) in einem durch die SAB
(Sächsische Aufbaubank) geförderten
Projekt aktuelle Vorgehensweisen der
Montageplanung analysiert und neue,
intelligente Planungsmethoden entwi-
ckelt. Im Zentrum der Überlegungen
stand dabei immer der Mensch, der die
Systeme intuitiv bedienen und seine Kre-
ativität entfalten soll. Wichtig für die Um-
setzung war daher die Einbeziehung von
Ingenieuren, die mit ihrem Wissen über
Prozesse, Technologien und Vorgehens-
weisen die Entwicklung der Methoden
entscheidend beeinfl usst haben. Außer-
dem sollten bestehende beziehungswei-
se derzeit genutzte Softwarewerkzeuge
erhalten und durch effi ziente Makros er-
gänzt werden, die Automatisierungslö-
sungen für verschiedene wiederkehren-
de Tätigkeiten zur Verfügung stellen.
Aus diesem Grunde wurde eine Tool-
box geschaff en, die die am meisten ge-
nutzten Programme des Montagepla-
nungsprozesses bei TKSE, insbesondere
CATIA V5 und MS Offi ce, um verschiede-
ne Funktionalitäten erweitert. Natürlich
lassen sich die in eine Toolbox imple-
mentierten Methoden problemlos an
andere Programme oder CAD-Systeme
anpassen.
Zunächst wurden Schnittstellen entwi-
ckelt, die sowohl verschiedene Informa-
tionen (Bauteileigenschaften, Fügeinfor-
mationen, Spannstellen usw.) aus den
CAD-Daten unterschiedlicher OEMs als
auch die Bauteile selbst (als VRML-File)
automatisch extrahieren. Die Steuerung
erfolgt dabei über verschiedene zusätzli-
che User-Interfaces aus MS Excel. Durch
diese Schnittstelle ist es möglich, schnell,
fehlerlos und reproduzierbar CAD-Pro-
duktstammbäume inklusive ausge-
wählter Bauteileigenschaften in MS Ex-
cel nachzubauen (Bild 1). Aber auch die
Bauteile selbst können automatisiert als
VRML-File exportiert und somit einer
Vielzahl anderer Programme zugänglich
gemacht werden.
Der off ene VRML-Standard wurde au-
ßerdem genutzt, um verschiedene Be-
rechnungen an den Bauteilen durch-
zuführen. So kann man automatisch
Bauteilkonturen, Bauteildicken oder Bau-
teilschnitte bestimmen. Beispielsweise
ist die Ermittlung der Bauteildicken an
den Fügestellen einer kompletten Ka-
rosserie und das Ausspielen der zuge-
hörigen Bauteilschnitte innerhalb von
wenigen Minuten möglich und weist
somit eine enorme Zeitersparnis
und Fehlerreduktion gegenüber
einer manuellen Vorgehenswei-
se auf. Weiterhin ist die rechneri-
sche Ermittlung und mathemati-
sche Optimierung von Fügefolgen
durchführbar. Hierfür wurde die
P L A N U N G V O N M O N T A G E A U F G A B E N
Mehr Kreativität durch intuitive Bedienung In Zeiten der digitalen Fabrik werden Mitarbeiter des Produktentstehungsprozesses mit einer Vielzahl unter-
schiedlicher Softwarelösungen konfrontiert. Gerade aber in der Planung von Montageaufgaben bereitet die
nahezu unendliche Anzahl unterschiedlicher Datenformate, Strukturierungen und Zielvorgaben große Proble-
me. In einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt des Fraunhofer IWU und Thyssen Krupp System Engineering
wurden für diese Problematik praxisnahe Lösungen für den Automotive- und Aircraft-Bereich entwickelt.
V O N A N D R E A S R I C H T E R, M A R C E L R Ö B E R; M A R KO P F E I F E R
( A L L E F R A U N H O F E R I W U ) U N D M AT T H I A S V O I G T, J E N S
S C H U L Z E ( B E I D E T HYS S E N K R U P P S YS T E M E N G I N E E R I N G )
Bild 1: Die automatische Extraktion von
CAD-Daten und deren Eigenschaften
erfordert keine zusätzliche Software,
reduziert aber Bearbeitungszeiten und
Fehlerwahrscheinlichkeiten erheblich.
Die Steuerung der Datenextraktion
erfolgt dabei über intuitiv bedienbare
Interaktionsschaltfl ächen.
57Daten & Prozesse
stehenden Schnittstellen manuelle Da-
tentransformationen beseitigt, Fehler-
quellen minimiert und somit ein homo-
generer Workfl ow gewährleistet.
Neben einem deutlich effi zienteren
Workfl ow wurden alle Methoden in die
derzeitige Arbeitsumgebung integriert
und keine zusätzliche Software geschaf-
fen. Gerade dadurch konnte man eine
hohe Akzeptanz der Nutzer, die zum Teil
auch schon im Entwicklungsprozess der
Planungsmethoden mit eingebunden
waren, erzielen.
Außerdem wurden durch die enge Zu-
sammenarbeit mit Planungsingenieuren
weitere Schwachstellen festgestellt und
mögliche Verbesserungsvarianten erar-
beitet, zum Beispiel die Erweiterung der
Toolbox auf andere CAD-Systeme oder
um weiterführende Methoden aus dem
Bereich der künstlichen Intelligenz; diese
können weitere Effi zienzsteigerungen
herbeiführen. r t
Digitale Fabrik
Software MATLAB genutzt, die jedoch für
die Ausführung der Methoden nicht be-
nötigt wird und somit keine weiteren Li-
zenzkosten verursacht.
Effi ziente Unterstützung
im Dokumentationsprozess
Da insbesondere die Dokumentation
festgelegter Eigenschaften und Prozesse
häufi g einen erheblichen Zeitbedarf er-
fordert und dazu noch eine äußerst ein-
tönige Tätigkeit darstellt, legte man auf
diese Problematik ein besonderes Au-
genmerk. Es wurde eine ganze Reihe von
Funktionen entwickelt, die Bearbeiter bei
der Auswertung und Darstellung von In-
formationen unterstützen. Hierfür lassen
sich Methoden nutzen, die hochwertige
Bauteilbilder aus unterschiedlichen Ka-
meraperspektiven automatisch erzeugen
und zugleich verschiedene, wählbare Ei-
genschaften wie Spannpunkte, Schweiß-
punkte, -nähte usw. mit abbilden. Für die
in Bild 2 dargestellte Anordnung und Be-
schriftung der Bilder in MS Excel oder MS
Powerpoint wurden ebenfalls intuitiv be-
dienbare Add Ins entwickelt und als zu-
sätzliche Symbolleiste mit eingebunden.
Weiterhin ist es möglich, vorher erstellte
Fügefolgen in unterschiedlicher Art und
Weise darzustellen oder mittels „Drag
and Drop“ noch einmal zu modifi zieren.
Derartige Ergebnisse lassen sich über
spezielle Exportfunktionen wieder ande-
ren Programmen, speziell CATIA V5, zu-
gänglich machen.
Es wurden außerdem eine ganze Rei-
he weiterer Funktionen implementiert,
die an dieser Stelle nicht alle Erwähnung
fi nden können. Viele dieser Methoden
dienen zugleich auch einer geordneten
Datenhaltung, die vor allem bei der Zu-
sammenarbeit mit unterschiedlichen
OEMs einer besonderen Schwierigkeit
unterliegt. Daher wurde versucht, weit-
reichende Standardisierungen einzufüh-
ren, Redundanzen zu vermeiden und das
Datenmanagement zu vereinfachen. Ins-
besondere der Umgang mit unterschied-
lichen Datenständen stellte und stellt
eine Herausforderung dar. Als Vertreter
einer dieser Methoden sei an dieser Stel-
le eine Funktion genannt, die innerhalb
kürzester Zeit gesamte Produktstamm-
bäume bildlich und übersichtlich dar-
stellt (Bild 3) und damit ebenfalls einen
Beitrag zu einer strukturierten Datenhal-
tung liefert.
Viele der neu entstandenen Hilfsmit-
tel wurden bereits während der Ent-
wicklungsphase bei TKSE eingesetzt und
zeigten, dass sich bei zeitaufwändigen,
wiederkehrenden Tätigkeiten mehr als
80 Prozent der bisherigen Arbeitszeit
einsparen lässt. Zusätzlich werden ins-
besondere durch die neu zur Verfügung
Bild 2: Ausgewählte Merkmale und Eigen-
schaften von Bauteilen werden über-
sichtlich angeordnet und entsprechend
eingefärbt. Die automatische Erzeugung
und komfortable Änderung derartiger
Vorschläge lässt den Bearbeitern mehr
Zeit für kreative Tätigkeiten.
Bild 3: Produktstammbäume sind
nahezu die einzige Möglichkeit, um
komplexe Baugruppen übersichtlich
darzustellen. Die oben gezeigte bildli-
che Aufgliederung in MS Excel verein-
facht die Analyse und Weiterverarbei-
tung der CAD-Daten deutlich. Bilder:
Fraunhofer IWU
58 Hardware & Peripherie
8 / 2 0 1 1
Workstations stationär und mobil
Egal, ob man komplexe Berechnun-
gen durchführen, mit CAD-Modellen
arbeiten oder Fertigungsprozesse
analysieren möchte – die Dell Precision
R5500 bietet genügend Power für alle
Anwendungen und erreicht dieselben
Leistungswerte wie eine Desktop-Work-
station vom Typ Precision T7500. Durch
den Dual-Socket-Rack-Formfaktor ist die
R5500 ideal für den Einsatz in Rechenzen-
tren geeignet. Dazu ist sie ISV-zertifi ziert
und bietet eine hohe Zuverlässigkeit so-
wie bequeme Verwaltungsoptionen.
Mithilfe des FX100-Remote-Zugriff s-
geräts kann die Leistung der Precision
R5500 per Fernzugriff abgerufen wer-
den, während sie im Server-Rack unter-
gebracht ist. Das FX100 ist kompakt und
strahlt kaum Wärme ab. Damit kann es
an Orten ohne Serverraum oder sogar im
Freien genutzt werden, wenn Staub oder
Hitze den lokalen Einsatz einer Worksta-
tion unmöglich machen. Die Precision
R5500 lässt sich mithilfe des FX100 auch
über weite Entfernungen hinweg ver-
wenden, abhängig von der Geschwin-
digkeit der Netzwerkanbindung.
Der Remote-Zugriff auf die Precision
R5500 wird mit hardwarebasierter PC-
over-IP-Komprimierungstechnologie
von Teradici realisiert. Dabei werden
nur die Pixeldaten gerenderter Grafi ken
über das Netz übertragen, was eine ge-
nauso schnelle Reaktion und zügiges
Arbeiten wie mit einer herkömmlichen
Desktop-Workstation-Lösung ermög-
licht, ohne dabei an einen bestimmten
Ort gebunden zu sein. Falls der Zugriff
auf die R5500 einmal per Soft-Client
erfolgen muss, bietet die Workstation
zudem die Unterstützung für VMware
View an.
Zur Ausstattung der Precision R5500
gehören Intel-Xeon-Prozessoren mit bis
zu sechs Rechenkernen. Optional lassen
sich bis zu zwei Grafi kkarten der NVIDIA-
Quadro-Serie mit bis zu 450 Watt Leis-
tung einsetzen. Es stehen zudem fünf
Standard-PCI-Express-X16-Kartenslots
zur Verfügung. Die Steckplätze können
mit NVIDIA-Tesla-GPUs erweitert und
zur Berechnung von komplexen Gra-
fi k- und Gleitkomma-Operationen ge-
nutzt werden. Der Systemspeicher lässt
sich auf bis zu 192 GByte ECC-registrier-
ten DIMM-RAM ausbauen, um selbst bei
sehr großen Datenmengen eine hohe
Produktivität zu ermöglichen. Um aus-
reichend Speicherplatz bereitstellen zu
können, bietet die Precision R5500 bis zu
fünf Schächte für 2,5-Zoll-SATA-Festplat-
ten mit jeweils bis zu 1 TByte oder sechs
2,5-Zoll-SAS-Festplatten mit jeweils bis
zu 900 GByte Kapazität.
Optional lassen sich auch zwei redun-
dante Netzteile mit jeweils 1.100 Watt
Leistung nutzen, um einen ununterbro-
chenen Betrieb zu gewährleisten. Die
Dell Precision R5500 ist auch eine stabile
und fl exible Plattform für Hochleistungs-
rechencluster (High-Performance-Com-
puting-Cluster, HPCC). Als Betriebssyste-
me können Microsoft Windows 7, Vista
oder Enterprise Linux 6 verwendet wer-
den. Die Workstation ist zudem von füh-
renden Softwareanbietern wie Autodesk,
Dassault Systèmes, PTC, Siemens PLM
Software, Softimage, Schlumberger, ESRI,
Dynamic Graphics, CNC, Landmark Gra-
phics und vielen anderen zertifi ziert.
Für die Precision R5500 bietet Dell zu-
dem umfangreiche Support-Leistungen.
Zusätzliche Service-Optionen sorgen da-
für, dass das System bei einem möglichen
Ausfall wieder schnell hergestellt und Aus-
fallzeiten minimiert werden. Dazu gehört
beispielsweise der optionale Dell Con-
fi guration Service, der einen einfachen
und schnellen Einsatz der IT ermöglicht.
Mit dem Premium-Support-Service bietet
Dell zudem rund um die Uhr eine Hotline
zu speziell ausgebildeten Technikern in
der näheren Umgebung. Der Dell-ProSup-
port leistet darüber hinaus selbst dann
Hilfe, wenn Probleme mit der Hardware
oder der Software eines Drittanbieters be-
stehen. Dell arbeitet mit mehr als 75 Dritt-
anbietern zusammen und dient dabei als
zentraler Ansprechpartner für die Lösung
des Problems.
Weitere Informationen zu Precision-
Workstations fi nden sich unter www.dell.
de/precision. bw
W O R K S T A T I O N F Ü R R E C H E N Z E N T R E N
Ideale Lösung für den FerneinsatzDie neue Precision R5500 ist eine leistungsfähige und im Fernbetrieb
nutzbare Rack-Workstation. Sie ist speziell für Anwender geeignet, die
unter schwierigen Umweltbedingungen arbeiten und deshalb vor Ort
nicht auf physikalisch vorhandene Geräte zugreifen können.
Bild
er:
De
ll
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59Hardware & PeripherieWorkstations - stationär und mobil
Während in der Vergangenheit nicht
selten die Hardware den theoreti-
schen Multitasking-Möglichkei-
ten eine Grenze gesetzt hat, ist dies heute
nicht mehr der Fall. Mit einer leistungs-
starken Workstation sind umfangreiche
Analyseprozesse im Hintergrund sowie
2D-CAD-Anwendungen im Vordergrund
kein Problem mehr. Und dabei können
auch noch ohne Einschränkungen foto-
realistische Bilder für die Präsentation am
nächsten Tag gerendert werden.
Ein Beispiel für hohe Leisung ist die HP-
Z800-Workstation, die – ausgestattet mit
Sechskern-CPUs von Intel – eine hohe
Leistung bei parallel stattfi ndenden Pro-
zessen ermöglicht. Anwendungen mit
verschiedenen Verarbeitungsebenen lau-
fen mit der neuen Intel-Xeon-Processor-
5600-Reihe bis zu 45 Prozent schneller als
noch die Vorgängerversion. Für Anwender
aus den Bereichen CAD und DCC bedeutet
das, dass beispielsweise bei recheninten-
siven Prozessen aus Tagen Stunden und
aus Stunden Minuten werden. Grund da-
für sind die skalierbaren Multicore-Tech-
nologien von HP und Intel.
Kapazitäten nutzen –
mit durchschlagender Wirkung
Die Leistung einer Workstation setzt sich
aus verschiedenen Faktoren zusammen:
der Power des Prozessors, der Speicher-
kapazität und -geschwindigkeit, dem Um-
fang des Puff erspeichers, der Anzahl von
Rechnerkernen, der starken Massenspei-
chersysteme, der Grafi kkarte sowie dem
Chipsatz, der den Datenaustausch zwi-
schen allen Komponenten regelt. HP stellt
für Kunden, die sich bei den verschiede-
nen Konfi gurationsmöglichkeiten nicht si-
cher sind, den so genannten Workstation
Finder zur Verfügung: www.hp.eu/work-
stationfi nder.
Neben den stärksten Prozessoren setzt
HP bei einer ganzen Reihe seiner Work-
stations auch auf leistungsstarke Grafi k-
karten wie die AMD-FirePro-Serie, die bei-
spielsweise in der HP Z800, aber auch den
mobilen Workstations HP EliteBook 8560w
und 8760w verbaut sind. Mit bis zu 2 GByte
Grafi kspeicher können damit nicht nur 3D-
Modelle fl üssig bearbeitet werden, mit Hil-
fe der Programmiersprache OpenCL lässt
sich auch der Grafi kprozessor (GPU) bei
Berechnungen zusätzlich zur CPU nutzen,
beispielsweise für Renderings und Simu-
lationen. Auf diese Weise wird die Perfor-
mance der Workstation nochmals massiv
erhöht – die OpenCL-Implementierung
eines Programms läuft bis zu zwölfmal
schneller als auf einer Quad-Core-CPU.
Die Entwicklung, GPUs für rechenintensi-
ve Prozesse hinzuzuziehen, wird HP in Zu-
sammenarbeit mit den Grafi kkarten-Her-
stellern weiter vorantreiben.
Volle Mobilität
bei vollem Überblick
Neben den Spezifi kationen sollte vor einer
Kaufentscheidung mit einbezogen wer-
den, ob eine Desktop- oder eine mobile Lö-
sung den individuellen Anforderungen am
besten entspricht. Arbeit fi ndet schon lan-
ge nicht mehr ausschließlich an einem fes-
ten Arbeitsplatz statt, gerade in einem kre-
ativen Umfeld verschwimmen die Grenzen
zwischen privater und berufl icher Umge-
bung. Mobilität muss dabei nicht auf Kos-
ten von Leistung gehen – das beweisen die
HP EliteBooks 8560w und 8760w, die die
aktuellsten Workstation-Technologien bie-
ten und so auch unterwegs die Anwen-
dung von leistungshungrigen CAD/CAM/
CAE-Applikationen ermöglichen. Dank der
ATI-Eyefi nity-Technologie können die Elite-
Books an bis zu vier hochaufl ösende Moni-
tore gleichzeitig angeschlossen werden
und verwandeln sich so in einen vollwerti-
gen Desktop-Ersatz. Auf diese Weise lassen
sich entweder mehrere Applikationen pa-
rallel anwenden und so die Produktivität
steigern oder mehrere Monitore zu einem
großen Desktop vereinigen – ideal für Kon-
struktion, Überprüfung oder Digital Mock-
up. Dabei sind beliebige Kombinationen
von Monitoren nutzbar, von unterschiedli-
chen Größen, Aufl ösungen und Orientie-
rungen. HP bietet in diesem Umfeld ein
breites Portfolio an professionellen Dis-
plays, beispielweise die neuen Modelle der
HP-ZRw-Serie, die mit Diagonalen zwi-
schen 22 und 30 Zoll, schnellen Reaktions-
zeiten und einer ruckelfreien, scharfen Dar-
stellung ideal für die 3D-Modellierung
geeignet sind. Dank der Leistung, die eine
Workstation liefert, können Prozesse
schneller abgeschlossen werden, was wert-
volle Arbeitszeit und damit letztlich Geld
spart. bw
M I T W O R K S T A T I O N S S C H N E L L E R U N D E F F I Z I E N T E R A R B E I T E N
Volle Kraft vorausMultitasking ist zu einem gängigen Begriff geworden, wenn es um die
heutigen Smartphones und mobilen Betriebssysteme geht. Dabei spielt
diese Funktion auch im Geschäftsumfeld in Verbindung mit Computer
Aided Design und 3D-Programmierung eine bedeutende Rolle.
Bild
er:
HP
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60 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil
Gegenwärtig müssen mobile Work-
stations einige Merkmale aufweisen,
um als eine Workstation überhaupt
in Betracht gezogen zu werden. Eine Pro-
fi -Grafi kkarte ist ebenso obligatorisch wie
ein Spitzenprozessor, ein schneller, redun-
danter Massenspeicher mit großer Spei-
cherkapazität und ein großer Hauptspei-
cher.
Eine GPU, auch Grafi kprozessor ge-
nannt, ist eine Komponente, die den Pro-
zessor bei den komplexen Berechnungen
für auszugebende Bilder unterstützt.
Aufgrund der Fülle verschiedener Grafi k-
anwendungen ist es sinnvoll, dass Grafi k-
karten für unterschiedliche Anwendun-
gen optimiert werden. Die beiden zurzeit
größten Grafi kkartenhersteller, NVIDIA
und AMD, haben daher sowohl Grafi kkar-
ten für Endverbraucher und Liebhaber als
auch solche für Profi s entwickelt.
In Bezug auf Firmware unterscheiden
sich Grafi kkarten für Endverbraucher und
Profi s wesentlich. NVIDIA und AMD inves-
tieren reichlich Zeit, um auf Profi -Anwen-
dungen optimierte Lösungen zu entwi-
ckeln. Da diese Grafi kprozessoren für viele
der führenden CAD/CAM-Anwendungen
zertifi ziert werden, profi tiert der Benut-
zer durch kürzere Ausfallzeiten und ein
vermindertes Bug- und Absturzrisiko. Op-
tional, dennoch wichtig, ist ein stabiler
Prozessor der Profi -Klasse. Ein weiteres
Schlüsselmerkmal mobiler Workstations
für Profi s ist ein großer Hauptspeicher.
Der EUROCOM Panther 3.0 unterstützt
24 GByte DDR3-1600-Speicher. Einigen
Anwendern ermöglicht dies, zwölf und
mehr virtuelle Umgebungen auf einer
einzigen Hardware auszuführen. Damit
wird die Effi zienz gesteigert, die Benut-
zung vereinfacht und keine weitere Hard-
ware benötigt.
Neben GPU, Prozessor und Hauptspei-
cher muss eine mobile Workstation auch
mit einer großen Kapazität an qualitativ
hochwertigem Massenspeicher ausge-
stattet sein. Heute werden zwei Haupt-
typen an Massenspeicher auf dem Markt
angeboten: Solid State Drives (SSDs) und
herkömmliche Festplatten (HDD) mit ro-
tierenden Bauteilen. Solid-State-Lauf-
werke nutzen Flash-Speicher auf NAND-
Basis als Speichermedium. Diese können
Daten ohne Stromversorgung speichern.
Ein Controller fungiert dabei als Brücke
zwischen NAND-Speicher und Computer.
Festplatten nutzen rotierende Scheiben,
um Daten zu speichern. Die Daten werden
magnetisch von Köpfen, die oberhalb der
Platte schweben, von dieser gelesen be-
ziehungsweise auf diese geschrieben.
Der EUROCOM Panther 3.0 ist ein voll
aufrüstbarer Computer vom Prozessor
über Grafi kkarte, Massenspeicher, LCD-
Bildschirm, WiFi-Karten und Speicher bis
zum Betriebssystem. Weil er voll aufrüst-
bar und anpassbar ist, können sich Kun-
den das System zusammenstellen, das
ihren Bedürfnissen entspricht, ohne für
Komponenten zahlen zu müssen, die
sie nicht benötigen. Unterstützt werden
auch Desktop-Prozessoren der Intel-Core-
i7-Extreme-Edition und der Intel-Xeon-
X5600-Serie. Zudem unterstützt das Sys-
tem zwei Grafi kkarten der Profi - und der
Endverbraucher-Klasse, zum Beispiel NVI-
DIA Quadro 5010M, NVIDIA Geforce 580M
und AMD Radeon HD 6990M.
Viele Unternehmen unterschiedlichster
Branchen setzen mobile Workstations von
EUROCOM ein, beispielsweise profi tieren
die Techniker eines innovativen Endver-
braucher-Elektronikherstellers bei den Ge-
staltungs- und Entwicklungsprozessen
von der Kapazität und der Mobilität der
mobilen Workstations. Das fertige Design
wird Kunden und Endnutzern direkt in den
3D-Modellierungsprogrammen und der
CAD-Software gezeigt, sodass es von ver-
schiedenen Seiten und Blickwinkeln be-
trachtet werden kann. Auch das Design-
Team eines Kraftwerks, bestehend aus
verschiedenen Fachleuten wie Elektrikern,
Mechanikern, Architekten, Grafi kde-
signern, Projektmanagern, Bauunterneh-
mern, Ziviltechnikern, Umwelttechnikern
usw. wurden mit einer mobilen Worksta-
tion ausgestattet, die ihre individuellen
Anforderungen erfüllte. Während der Kon-
struktionsphase ersetzten die mobilen
Workstations die Papierzeichnungen, die
üblicherweise bei herkömmlichen Kon-
struktionsprozessen zum Einsatz kommen.
Die Kopien wurden nicht mehr ausge-
druckt, sondern direkt am 18,4-Zoll-Full-
HD-Bildschirm der mobilen EUROCOM-
Workstation mit einer Aufl ösung von 1.920
x 1.080 angezeigt. Nach Beendigung der
Bauphase wurde die Kontroll-Software der
mobilen Workstations zur Überwachung
der Leistung des Kraftwerks eingesetzt.
Dabei erwies sich die Portabilität wiede-
rum als vorteilhaft. bw
A N F O R D E R U N G E N M O B I L E R W O R K S T A T I O N S , U M Z U R P R O F I - K L A S S E Z U Z Ä H L E N
Workstation ist nicht gleich WorkstationEine mobile Workstation ist ein mobiles Rechenkraftwerk, das in seiner
Leis tungsfähigkeit mit stationären Desktop-Systemen konkurrieren, ja
diese sogar übertreffen kann und gleichzeitig die Vorteile der Mobilität
und einen kleinen Formfaktor mit sich bringt.
EUROCOM Panther 3.0.
Bilder: Eurocom
Moderation: Gerd Marx, Leiter Energie effizienz und erneuerbare Energien, Klimaschutz, EnergieAgentur.NRW
Ihre Referenten(Innen) und Diskussionspartner(Innen):Holger Gassner, Leiter Märkte und Politik, RWE Innogy GmbH • Matthias Wil-lenbacher, Mitglied des Vorstandes, juwi Wind GmbH • Jens Ullrich, Geschäfts-führer, Rheinenergie Windkraft GmbH • Dr. Gernot Blanke, Vorstand, wpd AG • Egbert Terholsen, Regionalleiter Westdeutschland, ENERCON GmbH • Nils Brodersen, Account Manager, MeteoGroup Deutschland GmbH • Dr. Walter Döring, stv. Vorstandsvorsitzender, Windreich AG • Andreas Eichler, Director Sales Germany, Vestas Deutschland GmbH • Dr. Wolfgang von Geldern, Vorstand, Wirtschaftsverband Windkraftwerke e.V. • Dr. Reinhard Nierer, Rechtsanwalt, Luther Nierer Rechtsanwälte Partnerschaft • Klaus Horstick, Geschäftsführer, Trianel Windkraftwerk Borkum GmbH & Co. KG
Weitere Informationen unter +49 (0)2421 12177-21 oder wolfsberger@mcc-seminare.deThe Communication Company · Scharnhorststraße 67a · 52351 Düren www.mcc-seminare.de
k Politische, rechtliche und technische Rahmen-bedingungen in NRW – Was bringt der neue Wind energie-Erlass?
k Moderne Windenergietechnik – Marktentwicklung und Akzeptanzförderung
k Möglichkeiten zur Ausgestaltung eines Windpark-Portfolios für Stadtwerke und institutionelle Investoren
k Risikomanagement bei Offshore Windparks – Erste Erfahrungen
k Dezentrale Speichersysteme und Anwendungs-modelle für Stadtwerke und Regionalversorger
k Innovative Kommunikationsstrategien mit dem/der „mündigen“ Bürger/in
28. und 29. November 2011 Köln
MCC-FACHFORUM
„Mit frischem Wind“ ins regenerative Zeitalter?
Beide Tage separat buchbar!
Unter der Schirmherrschaft von:
KEYNOTE SPEAKER:Johannes RemmelMinister für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- u. Verbraucherschutz des Landes Nord rhein-Westfalen
Moderation: Dr. Martin Kleimaier, Leiter der Task Force „Energiespeicher“ d. VDE (ETG), VDE e.V.
Ihre Referenten(Innen) und Diskussionspartner(Innen):Dr. Johannes Lambertz, Vorstandsvorsitzender, RWE Power AG
• Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter Forschung & Innovation, EnBW Energie Baden-Württemberg AG • Thomas Schulz, Mitglied des Vorstands, Entelios AG • Dr. Oliver Weinmann, Geschäftsführer, Vattenfall Europe Innovation GmbH • Annegret-Cl. Agricola, Bereichsleiterin Energiesysteme und En-ergiedienstleistungen, Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) • Dr. Ulrich Ehmes, CEO, Leclanche SA • Prof. Dr. Oliver Mayer, Principal Scientist, General Electric Global Research • Stephan Rieke, Leiter Vertrieb, Solar Fuel GmbH • Robert Werner, Vorstand, Greenpeace Energy eG • Holger Schuh, Geschäftsführer, Saft Batterien GmbH • Werner Diwald, Vorstand, ENERTRAG AG • Martha Schreiber, Geschäftsführung, Cellstrom GmbH • Dr. Bert Droste-Franke, Projektkoordinator, Europäische Akademie GmbH • Dr. Hans-Peter Buchkremer, Direktor Instituts für Energie- und Kli-maforschung (IEK-1), Forschungszentrum Jülich • Dr. Johannes Huynen, President, Sogecom Energy Holding BV • Dr. Klaus Peter Röttgen, Head of E.ON Innovation Center Energy Storage
Weitere Informationen unter +49 (0)2421 12177-21 oder wolfsberger@mcc-seminare.deThe Communication Company · Scharnhorststraße 67a · 52351 Düren www.mcc-seminare.de
k Erfolgreiche Geschäftsmodelle mit stationären und mobilen Batteriespeichern
k Speicherbedarf im Energie-System der Zukunft – Welche Technologie setzt sich durch?
• Druckluftspeicher • Wasserstoff • REDOX-Flow-Batterien • Bleiakku-mulator • Natrium-Schwefel-Batterie • Litium-Ionen-Akkumulatoren • Pump speicherkraftwerke • Super-Kondensator
k Speicher für Wind und Sonne: Wie weit reichen Europas Wasserspeicherkapazitäten?
k Regulierungsbedarf und Auswirkungen auf Strom handel und -preise
k Effektive Integration Erneuerbarer Energien durch Speicher, Netzausbau und Smart Technologies
k Stadtwerke und Regionalversorger: Dezentrale Speichersysteme und Anwendungs-modelle auf dem Prüfstand
17. und 18. November 2011 in Köln
MCC-FACHFORUM
- ACHILLESFERSE DES ENERGIEWANDELS? -
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62 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil
Auch 2011 gilt für alle recheninten-
siven Anwendungen ein simp-
ler Grundsatz: Mehr ist mehr. Das
Problem ist dabei weniger die pure Re-
chenpower, sondern das Zusammen-
spiel aller Komponenten innerhalb des
Systems. Aufgrund individueller Ent-
wicklungsprogramme und Arbeitsum-
gebungen müssen herkömmliche Work-
stations teilweise aufwendig angepasst
werden – das kostet Zeit und erfordert
dezidiertes Fachwissen. Ungenügende
Betriebssysteminstallationen und inef-
fi ziente Kombinationen von Bauteilen
sorgen dafür, dass komplexe Projekt-
anforderungen im Bereich Entwicklung
und Simulation nicht vollständig erfüllt
werden können.
Ein nicht zu unterschätzender Nach-
teil bei Standard-Systemen ist beispiels-
weise die eingeschränkte Erweiterbar-
keit sowie die Nutzung von einfachen
Mainboards mit nicht optimaler Steu-
erung des Datenfl usses. Dieser resul-
tiert aufgrund der oftmals auftretenden
Bandbreitenteilung zwischen einzelnen
Komponenten in einer limitierten Ar-
beitsgeschwindigkeit. Werden beispiels-
weise PCIe-Steckplätze nicht korrekt
bestückt und Datenzugriff sprioritäten
defi niert, arbeitet das PC-System nicht
optimal. Ungenügende BIOS-Einstellun-
gen lassen den PC ineffi zient laufen, was
zu hohen Lärmpegeln, verminderter
Verarbeitungsleistung und vermeidba-
rem Energieverbrauch führt.
Die erklärte Herausforderung der Spe-
zialisten von XI-MACHINES ist, genau das
zu verhindern. Auf der einen Seite müs-
sen Hochleistungsrechnersysteme op-
timal und unter Volllast über lange Zeit
zuverlässig funktionieren. Auf der ande-
ren Seite sollen Workstations aufgrund
der fortschreitenden Miniaturisierung
mit geringen Geräuschemissionen ohne
teuren und aufwendig gekühlten Gerä-
teraum auskommen.
Diese vermeintlich off ensichtlichen
Gegensätze lassen sich technisch gese-
hen nicht ohne eine hohe Anzahl von
internen Testreihen und Qualitätskon-
trollen überbrücken. Kompromisse ge-
hen im rauen 24/7-Betrieb aufgrund
der minimalen Kühlung sehr schnell auf
die Systemstabilität und Lebenserwar-
tung der verbauten Komponenten. Des-
halb werden bei der Konzeption jeder
XI-MACHINES-Workstation ausschließ-
lich getestete Baugruppen installiert,
die geräuschlos oder mit minimalen
Betriebsgeräuschen arbeiten. Dazu ge-
hören unter anderem die in Kooperati-
on mit dem österreichischen Institut für
Ventilatorentechnik und Wärmeüber-
tragung (ÖIWV) entwickelten tempera-
turgesteuerten High-End-Silent-Lüfter
sowie die hochwertigen Tower-Heat-
pipe-CPU-Kühler, die selbst unter Voll-
last eine leise und kontinuierliche CPU-
Kühlung gewährleisten.
Zum professionellen Workfl ow zählt
neben einer hohen Rechenleistung für
XI-MACHINES auch die Datensicherheit.
Deshalb kommen in fast allen Systemen
RAID-Arrays zum Einsatz. Die für den
Dauereinsatz getesteten RAID-Installati-
onen leisten zum Beispiel im redundan-
ten RAID-5-Modus Datentransfer raten
von bis zu 2 TByte pro Sekunde. SSD-
basierte RAID-Arrays arbeiten sogar noch
schneller und bieten zudem unglaublich
kurze Zugriff szeiten von etwa 0,1 Milli-
sekunden. Neben Multi-GPU und Multi-
CPU-Systemen für den Bereich High Per-
formance Computing sowie individuellen
Speicherlösungen befi nden sich unter
anderem auch speziell angefertigte
Transport-Cases für den rauen Outdoor-
Einsatz im Portfolio des Hamburger Un-
ternehmens. bw
I N D I V I D U E L L E W O R K S T A T I O N S U N D S E R V E R L Ö S U N G E N
In der Ruhe liegt die KraftV O N E R O L E R G Ü N
Was haben Audi, Dräger, Daimler, Cadence Design Systems, BFFT Gesellschaft für Fahrzeugtechnik und die
Deutsche Telekom gemein? Alle Unternehmen setzen Workstations des Hamburger Unternehmens XI-MA-
CHINES ein. DIGITAL ENGINEERING wollte wissen, warum immer mehr Ingenieure das Know-how der nord-
deutschen Spezialisten für individuelle Workstations und Serverlösungen nutzen.
Fast alle XI-MACHINES-Workstations arbeiten
mit RAID-Arrays, um im rauen 24/7-Betrieb
sowohl den benötigten Speicherbedarf als
auch die Datensicherheit zu gewährleisten.
Bild: XI-MACHINES
Dell Precision T3500 Workstation
®
® ®
€2.113,44
Was ist AMD Eyefinity?
Drei Monitore, doppelt soviel Arbeitsspeicher*, alles auf einer Karte Die neue AMD FirePro V5900 ist jetzt für Dell Precision Workstations bestellbar.
© 2011 Advanced Micro Devices, Inc. Alle Rechte vorbehalten. AMD, das AMD Arrow Logo, FireGL, FirePro und deren verschiedene Kombinationen sind Warenzeichen von Advanced Micro Devices, Inc. Alle anderen Markennamen, Produktnamen oder Warenzeichen gehören ihren jeweiligen Eigentümern. Microsoft, Windows, Windows XP und Windows 7 Professional sind Warenzeichen der Microsoft-Unternehmensgruppe. Intel, Intel Logo, Intel Xeon sind Warenzeichen der Intel Corporation
zu verteilen. Der Einsatz von mehr als zwei Monitoren erfordert zusätzliche Monitore mit nativen DisplayPort™-Anschlüssen und/oder aktiven DisplayPort™-konformen Adaptern, welche die Verbindung zwischen dem nativen Eingang Ihres Monitors
Für jede Bestellung bitte den Dell E-Value Code angeben.
Rufen Sie an 0844 444 3530 oder gehen
Sie zu www.dell.de
Dell empfiehlt Windows® 7.
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64 Hardware & Peripherie Workstations stationär und mobil
Das Toughbook-CF-31-Performance-
Modell von Panasonic verbindet
hohe Grafi kleistung mit überlegener
Robustheit und wurde speziell für Anwen-
der entwickelt, die im Outdoor-Einsatz auf
erweiterte grafi sche Funktionen oder Kar-
tierungsapplikationen angewiesen sind.
Das Modell bietet mit dem Intel-Core-i5-
2540M-vPro-Prozessor der zweiten Ge-
neration und AMD-Radeon-HD-6750M-
Grafi k variable Einstellungsoptionen:
damit ist es möglich, zwischen erweiter-
ter und integrierter Intel-HD-3000-Grafi k
zu wechseln und so bei Bedarf Strom zu
sparen. Das Standard-Modell nutzt einen
Intel-Core-i5-2520M-vPro-Prozessor mit
Intel-HD-3000-Grafi k.
Mit im Programm ist auch das neue
Toughbook Dashboard, das entwickelt
wurde, um jedes Toughbook einfach und
komfortabel den bevorzugten Einstellun-
gen des jeweiligen Kunden anzupassen,
und stellt eine nutzerfreundliches Quick-
Launch-Bedienoberfl äche zur Verfügung.
Das Toughbook Dashboard erlaubt da-
rüber hinaus auch das einfache Manage-
ment des Geräts inklusive hilfreicher Tools,
etwa die Panasonic-Power-Management-
Utilities-Technologie sowie den Panasonic
PC Viewer.
Für Militär-Zwecke ist das CF-31 mit ei-
nem Tarn-Modus für den Einsatz in mis-
sionsentscheidenden Umgebungen
ausgestattet. Mit diesem Feature kann
das Toughbook in einen Silence Mode
wechseln, in dem der Lüfter, die Hinter-
grundbeleuchtung, die Status-LEDs, die
Lautsprecher sowie die Kommunikations-
verbindungen (3G, W-LAN, Bluetooth) ab-
geschaltet werden.
Um sicherzustellen, dass Mitarbeiter un-
terwegs jederzeit in Verbindung bleiben,
kann das Toughbook CF-31 mk2 optional
mit einem integrierten Ericsson-F5521gw-
HSPA+ (DL: 21 Mbps) Wireless-Modul
samt Verbindungsmanager und optiona-
lem „Wak- On-Wireless“-Modus ausgerüs-
tet werden. Um sicherzustellen, dass Feld-
techniker und Ingenieure mit ihrem Gerät
selbst bei fehlender Stromversorgung so
lange arbeiten können, wie sie es selbst
tun, hat das CF-31-Standard-Modell eine
Akkulaufzeit von bis zu 13,5 Stunden im
Windows-7-Betrieb. Sowohl das Perfor-
mance- als auch das Standard-Modell ver-
fügen zudem über die Panasonic-Power-
Management-Utilities-Technologie, mit
der die Energieeffi zienz aller von der CPU
abhängigen Prozesse je nach Anwendung
oder der Defi nition individueller Nutzer-
profi le optimiert werden kann.
Selbst für die Nutzung im Außendienst
sind Daten und Applikationen im hellen
Sonnenlicht zu sichtbar, was von beson-
derer Wichtigkeit ist. Das CF-31 nutzt Pa-
nasonics Circular-Polarisator-Technologie,
um eine große Klarheit mit einer Display-
Helligkeit von 1,200cd/m2 und sehr gerin-
gen Refl exionen auf dem 13.1-Zoll-XGA-
Touchscreen zu erreichen. Die spezielle
schwimmende Aufhängung schützt das
CF-31 LCD vor Stößen und Vibrationen.
Dank seines vollständigen Magnesium-
gehäuses und Panasonics Anti-Kratzer-
Beschichtung bleibt das CF-31 mk2 das
robusteste Modell der Toughbook-Pa-
lette. Es entspricht den Militärstandards
(MIL-STD) für Stürze und ist geschützt vor
Wasser, Staub, Vibrationen und Tempera-
turen gemäß IP65 und MIL STD 810G. Mit
einem zusätzlichen Stoß- und Vibrations-
schutz und einer Heizung für die Festplat-
te sowie robusten Schutzklappen für die
Schnittstellen bleibt das CF-31 auch unter
widrigen Bedingungen zuverlässig und
einsatzbereit. Für die Wärmeableitung aus
dem Inneren des Geräts ist das CF-31 mit
einem Hybrid-Cooling-System ausgestat-
tet, das passive und aktive Kühlung ver-
bindet. Im passiven Prozess wird Hitze
über Heat Pipes von hitzekritischen Berei-
chen in den Kühlungs-Hub verlagert.
Damit das Gerät ideal an kundenspezifi -
sche Anforderungen angepasst werden
kann, ist das CF-31 mit vielfältigen Schnitt-
stellen beziehungsweise Konfi gurations-
möglichkeiten ausgestattet: in der Grund-
ausstattung gehören neben Bluetooth
und WLAN vier USB-Anschlüsse, ein HD-
MI-Port sowie eine serielle Schnittstelle
dazu. Optional erhältlich sind SmartCard
Reader, Fingerabdruck-Scanner, GPS so-
wie eine Webcam. Auf Projektbasis er-
möglicht Panasonic seinen Kunden, bei
der Bestellung einen zusätzlich eingebau-
ten Konfi gurationsschacht mit einem
zweiten LAN-Port, Firewire oder Modem
zu belegen. bw
H O H E R E C H E N L E I S T U N G U N D V E R B E S S E R T E M A N A G E M E N T - F U N K T I O N E N
Mehr Leistung und größere FlexibilitätFür die Anwendung in besonders rauer Umgebung oder unter klima-
tisch widrigen Bedingungen wurden die so genannten Ruggedized-
Notebooks konzipiert, die so robust ausgeführt sind, dass sie sich für
Freiluft- und Freilandeinsatz eignen. Panasonic bietet mit dem Tough-
book CF-31 mk2 das Flaggschiff der „Full-Ruggedized“-Schutzklasse,
das mit dem Modell-Update eine gestiegene Leistung und höhere Fle-
xibilität verbuchen kann.
Toughbook CF-31 Performance.
Bilder: Panasonic
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65Hardware & Peripherie3D-Laserscanner
gesteuerten Spiegels abgelenkt und
über das Scanobjekt bewegt. Die am Ob-
jekt refl ektierte Laserline wird dann über
vorgeschaltete Wechselobjektive, die
auch die unterschiedlichen Messfelder
festlegen, erfasst und zum Sensor gelei-
tet. Weiterhin ermöglichen es spezielle
Datenverarbeitungsalgorithmen in der
dazugehörigen Ansteuerungssoftware,
auch glänzende oder schwarze Teile
ohne das Aufbringen eines Mattierungs-
sprays zu erfassen.
Der digitale Datenerstellungsprozess
läuft in verschiedenen Schritten ab. Nach-
dem das System kalibriert wurde, was bei
einem Laserscanner sehr einfach und in
nur wenigen Minuten über das Einmes-
sen eines Referenzcharts in verschiede-
nen Positionen geschieht, kann sofort mit
der Messung begonnen werden. Falls das
Einscannen des Objekts nicht manuell,
sondern automatisch erfolgen soll, lässt
sich auch ein Drehtisch über die Software
ansteuern. Dieser ermöglicht es, durch ein
vorheriges Festlegen der Drehtischachse
und der vorgebenden Winkeldrehschrit-
te die Scans automatisch auszurichten,
ohne dass manuell Referenzpunkte bei
der Überlappung der Scans gesucht wer-
der umgekehrte Weg vom
Scan zum CAD-Modell
über eine Flächenrückfüh-
rung oder im Rapid-Proto-
typing-Verfahren ist eine
der vielen Anwendun-
gen für dreidimensionale
Messsysteme. Hier kann
zum Beispiels durch das
Einscannen eines handge-
fertigten Modells, gefolgt
von einer softwaregestütz-
ten Flächenrückführung,
basierend auf der einge-
scannten Oberfl äche des
Objekts, ein parametrischer CAD-Daten-
satz erstellt werden. Dieser ermöglicht es
etwa, sofort mit der Vorbereitung zur Se-
rienfertigung des Teils zu beginnen, um
die Zeit bis zum Produktionsstart zu ver-
kürzen. Auch das Überprüfen von einge-
scannten Objekten mit Hilfe der erstell-
ten CAD-Daten an virtuellen Prüfständen,
zum Beispiel auf das von der Geometrie
abhängige Belastungsverhalten von Tei-
len, stellt hier eine weitere wichtige An-
wendung von 3D-Scans dar.
Ein Laserscanner arbeitet
in den meisten Fällen mit
dem Triangulationsverfah-
ren und einem Laser der
Klasse 2. In wenigen Se-
kunden wird ein Messob-
jekt etwa per Laserline ab-
getastet, das refl ektierende
Licht triff t hierbei auf einen
CMOS-Sensor, der die Signa-
le in hochaufl ösende 3D-Ko-
ordinaten umwandelt. Der
Laserstrahl wird dabei, um
möglichst wenige mechani-
sche Komponenten im Ein-
satz zu haben, mit Hilfe ei-
nes durch ein Piezoelement
Optische Messgeräte sind heute aus
vielen Bereichen der Industrie nicht
mehr wegzudenken. Die dreidi-
mensionale Erfassung von Bauteilen fi n-
det vor allem in der Qualitätssicherung,
dem Rapid Prototyping und auch in Be-
reichen des Reverse Engineering Anwen-
dung. Hier ermöglichen die optischen
Messverfahren eine enorme Zeiterspar-
nis oder Aufwandsminderung. Einer der
Vorteile liegt darin, komplexe Formen in-
nerhalb kürzester Zeit einscannen und
die Oberfl äche der Objekte mit mehre-
ren Millionen Messpunkten präzise dar-
stellen zu können. Dies steht im Gegen-
satz zu taktilen Messverfahren, wo jeder
Messpunkt einzeln angefahren werden
muss und somit nur eine geringere An-
zahl von Messpunkten möglich ist. Vor al-
lem bei Freiformfl ächen erhält man hier
durch das Hinzuladen der CAD-Daten als
Referenz sehr schnell einen detaillierten
Überblick über die Maßhaltigkeit der ge-
samten Fläche, und zusätzlich kann auch
jeder einzelne Punkt des Scans zur ei-
ner nachträglichen genaueren Überprü-
fung herangezogen werden. Aber auch
F U N K T I O N S W E I S E D R E I D I M E N S I O N A L E R M E S S S Y S T E M E
Vom Laser erfasstDreidimensionale Messtechnik ist heute nicht mehr aus den Produktentwicklungs- und
Fertigungsprozessen wegzudenken. Der Beitrag erläutert Vorteile und Funktionsweise
dieser Messsysteme anhand des Laserscan-Verfahrens.
Mobiler
Scan-Auf-
bau eines
Range7 auf
großem
Messstativ.
Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Konica-Minolta-
Range7-Laserscanners.
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66 Hardware & Peripherie
Konica Minolta
Range7 mit
Wechsel-
objektiven.
3D-Laserscanner
den müssen. D a n e -
ben gibt es auch die Option,
die Scans automatisch mit Hilfe von
auf dem Objekt aufgebrachten Refe-
renzmarkern auszurichten, um auch
Teile, die nicht für die Verwendung
auf einem Drehtisch geeignet sind,
automatisch einscannen zu können.
Nach dem Einscannen und dem
Ausrichten der Teilscans anhand
der Geometrie oder der Referenz-
marken werden die Teile zu einem
3D-Datensatz verschmolzen – das
so genannte „Mergen“ der Scans zu
einem Gesamtdatensatz. Jetzt kann
der fertige Datensatz, der zunächst
als Punktewolke vorliegt, abhängig
vom Einsatzzweck der Daten ent-
weder direkt zur Vermessung gegen
CAD-Daten eingesetzt oder mit Hil-
fe spezieller Software und einer Flä-
chenrückführung in einen parame-
trisierten CAD-Datensatz überführt
werden.
Der Messbereich eines Laserscan-
ners kann zwischen wenigen Milli-
metern bis zu mehreren Metern lie-
gen, oder sogar bei mehreren Kilo-
metern im Falle von terrestrischen
Laserscannern. Ein Vorteil eines La-
serscanners besteht hierbei – im Ge-
gensatz zum Streifenlichtprojekti-
onsverfahren – darin, dass durch die
höhere Lichtemission eines Lasers
unabhängig vom Umgebungslicht
gearbeitet werden kann. Aufgrund
dessen fi nden lasergestützte Syste-
me auch oft im Freien in Bereichen
der Architektur und Geodäsie An-
wendung, wo sich schwankende
Lichtverhältnisse oft störend auswir-
ken können. Darüber hinaus hat
auch die beim Laserscanner einge-
setzte Laserdiode mit 50.000 Be-
triebsstunden und mehr eine deut-
lich höhere Lebensdauer als die bei
den Streifenlichtprojektoren genutz-
ten Lampen, die nach einem gewis-
sen Zeitraum ersetzt werden müssen
und so Folgekosten verursachen.
Auch in puncto Datenqualität stehen
heutige High-End-Laserscanner wie
beispielsweise der Konica Minolta
Range7 den Streifenlichtsystemen in
nichts mehr nach. Vor allem durch
die variable Anpassung der Laserin-
tensität an die verschiedenen Ober-
fl ächen- oder Farbeigenschaften der
zu erfassenden Objekte wird das Ein-
scannen fast jedes Materials möglich.
Durch die einfachere Handhabung
der Konica-Minolta-Systeme und de-
ren höhere Mobilität bietet sich hier
zusätzlich eine größere Bandbreite
für den Einsatz eines Laserscanners.
Aus diesem Grund sind die Geräte
heute in klimatisierten Messräumen
genauso zu fi nden wie auch inline im
Fertigungsprozess, integriert in den
Werkshallen, oder auch batteriege-
stützt in dunklen, staubigen ägypti-
schen Gräbern, um dort hochpräzise
Messungen vorzunehmen und Da-
ten zu erfassen. bw
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14. Jahrgang
Erscheinungsweise: achtmal jährlich
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ISSN 1618-002X, VKZ B 47697
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Auswertung und Gra-
fi k der Messdaten.
Bilder: Konica Minolta
67 Vorschau
8 / 2 0 1 1
Im nächsten Heft (erscheint am 28. November 2011)
SPECIAL
Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing
Rapid Prototyping ist ein vergleichswei-
se junger Markt. Die Anbieter zeigen im-
mer wieder Innovationen, um die Lö-
sungen praxistauglicher zu machen:
Fusion-Konzepte bei den Maschinen,
neue Materialien mit umfassenderen
Leistungsdaten und Anwendungsgebie-
ten, reproduzierbare Parameter für den
Bauprozess, verkürztes und vereinfach-
tes Pre- und Postprocessing der Bautei-
le, egal, ob für Prototypen-Studien oder
kommerzielle Kleinserien.
Der neue Stratasys-3D-Drucker
Fortus 250mc soll kostengünstig
und trotzdem fl exibel sein.
Bild: StratasysBRANCHE
Werkzeug- und Formenbau
Die Maschinen- & Formenbau Leinetal MFL GmbH konzipiert
hochwertige Produkte für namhafte Hersteller. Einer dieser
Kunden ist ein Spezialist für Industrie- und Bauhelme. Der Tra-
gekomfort sollte weiter verbessert werden, das Bauteil leichter
und möglichst automatisiert gefertigt werden können inklu-
sive der nachgelagerten Montagetätigkeiten, so dass sich die
Stückkosten verringern. Unterstützt wurde MFL bei diesen Pro-
duktverbesserungen durch VISI, eine CAD/CAM-Lösung für den
Werkzeug- und Formenbau.
AKTUELL
EuroMold
Die Halle 11 bildet als „House of Creation“ ein Highlight der
EuroMold. Die Themenbereiche „design+engineering“, „Werk-
stoff e“, „Simulation + VR“ sowie „Rapid Prototyping und Manu-
facturing“ sind hier vereint. Zudem ist die EuroMold bei den Ad-
ditiven Verfahren (Rapid-Technologien) der größte Marktplatz
in Europa, wieder mit der Sonderschau „e-Production für jeder-
mann“.
EuroMold vom 29. 11. bis 2. 12. in Frankfurt/Main. Bild: DEMAT
Praxisberichte
Innovative Baugruppen und KomponentenWelche innovativen und kostensparenden
Technologielösungen neu im Markt sind – das
lesen Sie in Anwender- und Praxisberichten
aus der Antriebstechnik, Automatisierung,
Fluid- und Elektrotechnik im nächsten Heft.
Das Spritzgießwerk-
zeug „Helm“ (links) wird
bereits in der Serien-
produktion erfolgreich
eingesetzt. Durchgängi-
ge VISI-Lösung im CAM-
Bereich: Schieberme-
chanik und Helmschale
(rechts). Bilder: MFL
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