„Die virtuelle Inbetriebnahme ist für uns zum Erfolgsfaktor geworden“

Interview mit Jörg Thomas, dem technischer Leiter der Klotz GmbH.

Die Klotz GmbH ist ein Unternehmen – mit Hauptsitz in Kötz bei Günzburg (Deutschland) und einem Standort in Shanghai (China) – das sich seit über 30 Jahren auf den Bau von Prüfständen und Montageanlagen für KFZ-Lenkungen spezialisiert hat, die weltweit zum Einsatz kommen.
In den letzten Jahren hat Klotz ein umfangreiches Know-how für elektrisch unterstützte Lenksysteme aufgebaut und bietet heute unter anderem Prüfstände und Montageanlagen für Rack- und Column-EPS-Systeme sowie deren Komponenten wie Sensoren, Motoren und Powerpacks an.
Das Unternehmen arbeitet eng mit seinen Auftraggebern zusammen, um maßgeschneiderte Anlagenlösungen zu entwickeln, die exakt den Anforderungen des Kunden und der jeweiligen Branche gerecht werden.
Neben dem Sondermaschinenbau ist die technische Software eine Kernkompetenz von Klotz. Mit „KinRig“ hat das Unternehmen ein flexibles Produkt geschaffen, das Automatisierungs- und Prüfaufgaben schnell und standardisiert umsetzt, was eine höhere Effizienz und Produktivität in der Produktion ermöglicht.
Zum großen Software-Know-how von Klotz gehört auch die virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen. In den letzten fünf Jahren hat das Unternehmen eine umfangreiche Modellbibliothek entwickelt, die es ermöglicht, extrem schnell digitale Zwillinge von Anlagen aufzubauen.
Der Name „Klotz“ steht heute oft synonym für automatische End-of-Line-, Leistungs- und Lebensdauer-Prüfungen und Montagelinien in der industriellen Produktion. Das Unternehmen hat sich im Laufe der Jahre seines ausgezeichneten Rufes verdient gemacht und gilt heute als zuverlässiger und innovativer Partner der Automobilindustrie.

Wie hat der Einsatz von fe.screen-sim den Workflow in Ihrem Unternehmen verändert?

Thomas: Durch den Einsatz von fe.screen-sim konnten wir den Workflow erheblich verbessern: Rund 90% der Anlagen können nun virtuell in Betrieb genommen werden, was Zeit und Kosten spart. Die Software ermöglicht es, eventuell auftretende Probleme bereits in der Planungsphase zu identifizieren und zu beheben – was die Effizienz der Projekte optimiert.
Ebenso wurde die Qualität der PCL-Software erhöht, da automatisierte Tests durchgeführt werden können, ohne, dass Menschen gefährdet werden. Die Fehleranalyse kann in einer professionellen Entwicklungsumgebung durchgeführt werden, was den Fehlerbehebungsprozess extrem beschleunigt.

Außerdem verkürzt die Einsatz einer Simulationssoftware die tatsächliche Inbetriebnahmezeit – unter anderem die Inbetriebnahme-Zeiten beim Kunden vor Ort – ermöglicht Codeanpassungen während der Anlagenverlagerung, erhöht die Anpassungsfähigkeit und spart Kosten.
Darüber hinaus wird durch die Inbetriebnahme im Home-Office die Flexibilität weiter gesteigert. Die virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht zudem eine frühzeitige Erkennung von Fehlern in der Planung und Konstruktion, was ebenfalls Zeit und Kosten minimiert und die Produktqualität maximiert.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes der virtuellen Inbetriebnahme ist, dass die Zusammenarbeit der Abteilungen im Unternehmen deutlich verbessert wurde: Durch die Möglichkeit, alle Abteilungen gleichzeitig auf einer Plattform zusammenarbeiten zu lassen, wurden Silos aufgebrochen und die Zusammenarbeit erheblich erleichtert. Dies führt zu einer verbesserten Kommunikation zwischen den einzelnen Teams – was wiederum zu einer effektiveren und effizienteren Arbeitsweise führt.

Wird jede Anlage bei Ihnen virtuell in Betrieb genommen?

Thomas: Wir streben an, rund 90% der Anlagen virtuell in Betrieb zu nehmen. Ziel ist die Inbetriebnahme schneller, sicherer und kostengünstiger durchzuführen. Dies ist möglich durch den Einsatz von fe.screen-sim und einer großen eigenen Modellbibliothek zur schnellen Abbildung der Anlagenmodelle. Es gibt jedoch Ausnahmen, insbesondere bei Anlagen mit zu komplexen externen Schnittstellen oder zu einfachen kleinen Modulen, bei denen keine virtuelle Inbetriebnahme erforderlich ist. Grundsätzlich wird aber immer angestrebt, die virtuelle Inbetriebnahme zu nutzen, um den Workflow zu optimieren und die Produktqualität zu verbessern.

Wie hoch ist der Automatisierungsgrad bei der Erstellung der virtuellen Modelle?

Thomas: Der Automatisierungsgrad bei der Erstellung unserer virtuellen Modelle steigt mit jedem Projekt. Klotz hat eine große Bibliothek mit über 800 Standardobjekten und Plugins entwickelt, um die automatisierte Virtualisierung von CAD-Modellen zu ermöglichen. Die CAD-Daten werden automatisiert mit der Klotz-Bibliothek verglichen und die Anlagenmodelle vollautomatisch generiert. Was zu Beginn einen Mitarbeiter eine Woche beschäftigt hat, wird heute in drei Minuten erledigt. Dies gilt vor allem für Anlagen, die hauptsächlich aus Standardobjekten besteht.
Der Grad der Automatisierung hängt von der Art des Projekts ab, aber Klotz strebt danach, den Automatisierungsgrad ständig zu erhöhen, um die Effizienz zu steigern und die Qualität der Arbeit zu verbessern. Klotz arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung weiterer Automatisierungs-Tools, um die Automatisierung zu unterstützen und die Zeit zur Erstellung des virtuellen Modells zu verkürzen. Hierfür ist die fe.screen-sim-API unerlässlich.

Welche Schnittstellen und Datenquellen werden genutzt?

Thomas: Eine wichtige Datenquelle sind die CAD-Daten aus Autodesk Inventor, die eine genaue geometrische Darstellung der Objekte liefern und deren physikalische Eigenschaften beschreiben. Wir verwenden auch Dokumentationen zu den Aktoren und Sensoren, um zusätzliche Informationen über das Verhalten und die Eigenschaften der Objekte zu erhalten.
Für den Ablauf der Simulation nutzen wir verschiedene Schnittstellen wie TwinCAT, um die Verbindung zwischen unserer Simulationssoftware und dem von Klotz entwickelten „KinRig" herzustellen. Je nach Roboter wird auch hier die passende Schnittstelle verwendet.
Zusätzlich verwenden wir Schnittstellen zu Datenbanken, TCP/IP, UDP und FTP – um Daten aus verschiedenen Quellen abzurufen und zu verarbeiten. Einige dieser Schnittstellen haben wir selbst entwickelt, um den spezifischen Anforderungen der Simulation gerecht zu werden.
Insgesamt ermöglichen uns diese Schnittstellen und Datenquellen eine genaue und umfassende Simulation unseres VIBN-Systems. Wir können verschiedene Szenarien testen und das Verhalten der Objekte in verschiedenen Umgebungen analysieren, um Optimierungen vorzunehmen und die Leistung zu verbessern.

Welche Hauptvorteile sehen Sie in der offenen SDK/API und wie nutzen Sie diese für die Modellierung?

Thomas: Ich sehe viele Vorteile in der offenen SDK/API für die Modellierung, insbesondere für die Flexibilität und die Möglichkeit zur individuellen Programmierung. Mit der offenen SDK/API haben wir die Möglichkeit, eigene Schnittstellen zu entwickeln und Plugins oder SceneObjects zu schreiben, um unsere Modellierung zu erweitern.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit zur Automatisierung, die durch die offene SDK/API erhöht wird. Wir können unsere Prozesse automatisieren und dadurch Zeit und Ressourcen sparen.
Im Hinblick auf die API ermöglicht sie einen einfachen Zugriff von außen für das Teilehandling und automatische Testen. Die API kann auch verwendet werden, um externe Software zu verbinden und somit den Workflow zu optimieren.
Zusammenfassend bietet die offene SDK/API viele Vorteile für die Modellierung – darunter Anpassungsfähigkeit, Automatisierung, individuelle Programmierung und die Möglichkeit zur Integration mit externer Software. Wir nutzen diese Vorteile, um unsere Prozesse zu optimieren und die Leistung unserer Modellierung zu verbessern.

Wo sehen Sie Trends im Digitalen Engineerings speziell in Ihrem Unternehmen?

Thomas: Im digitalen Engineering gibt es viele Trends, die auch bei Klotz eine entschiedenede Rolle spielen. Wir sehen die virtuelle Inbetriebnahme und virtuelle Vorabnahme als wichtige Entwicklungen, die uns helfen, Systeme und Prozesse zu testen und zu optimieren, bevor sie physisch implementiert werden. Dies ermöglicht es uns, Zeit und Kosten zu sparen sowie unseren Workflow effizienter zu gestalten.
Darüber hinaus nutzen wir KI-Technologien und Datenanalysen, um Daten zu verarbeiten und Muster zu erkennen – um dann wiederum unseren Workflow zu optimieren. Das hilft uns, unsere Leistung und Effizienz zu verbessern.
Eine weitere grundlegende Entwicklung ist die Automatisierung, die es uns ermöglicht, Prozesse zu automatisieren und dadurch Zeit und Ressourcen zu sparen. Ebenso wird eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit unserer Prozesse ermöglicht.
Schließlich ist die Standardisierung ein wesentlicher Trend im digitalen Engineering, die es uns ermöglicht, Prozesse und Systeme zu optimieren und die Kompatibilität mit anderen Prozessen und Systemen zu erhöhen.
Bei KLOTZ sehen wir diese Trends als wichtige Möglichkeiten, unseren Workflow zu optimieren und unsere Fähigkeiten im digitalen Engineering kontinuierlich zu verbessern. Wir integrieren diese Technologien in unsere Arbeitsweise und arbeiten daran, unsere Fähigkeiten und Kompetenzen in diesen Bereichen kontinuierlich zu verbessern.

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