Ganzheitliches Engineering als Ziel

Andreas Gees Stellvertretender Chefredakteur develop3 systems engineering

Als technischer Leiter eines Anlagenbauunternehmens hat Georg Scharf jahrelang Erfahrung gesammelt – und er ist sich sicher: „Der Maschinenbau, so wie wir ihn heute kennen, wird sich verändern – die Zukunft gehört dem mechatronischen Ansatz sowie mechatronisch definierten Komponenten, hinter denen eine Kombination verschiedener Engineering-Disziplinen steht.“

Am Beispiel einer Pressenanlage als übergeordneter Einheit lässt sich das verdeutlichen. Der Vorschub ist hier eine untergeordnete Einheit und die Beölung der zu pressenden Bleche eine Funktion innerhalb des Vorschubs. Bevor die Bleche beölt werden können, müssen sie entstapelt werden, und diese Entstapel-Einheit stellt eine mechatronische Einheit dar – also eine Kombination aus Mechanik, Elektrotechnik und Elektronik.

„Viele Hersteller im klassischen Maschinenbau sind dazu übergegangen, ihre Anlagen aus solchen mechatronischen Einheiten zu bilden“, fährt Scharf fort, der heute bei dem Automatisierungsanbieter Bachmann Electronic im österreichischen Feldkirch Produktmanager Engineering/Programming & Runtime ist. Dazu sei es aber erforderlich, die Grenzen zwischen den klassischen Engineering-Disziplinen Mechanik-Konstruktion, Fluidtechnik, Automatisierung und Softwareentwicklung aufzulösen und einen ganzheitlichen Ansatz zu verfolgen.

Bei Bachmann arbeiten die Softwareentwickler deswegen daran, die Tools für das Engineering von automatisierten Anlagen weiterzuentwickeln. Stand der Technik ist derzeit das SolutionCenter, das als Komplettlösung alle Aspekte des Engineering-Prozesses abdeckt, beginnend bei der Konfiguration über Programmierung, Regelung, Bewegung, Kommunikation, Sicherheit und webbasierte Visualisierung bis hin zu Test und Inbetriebnahme. Das SolutionCenter selbst basiert auf der in der IT- sowie Embedded-Welt weit verbreiteten integrierten Entwicklungsumgebung Eclipse, die ein modulares Plug-in-Konzept zur Verfügung stellt. Der Vorteil: Einzelne Tools lassen sich bestmöglich auf die Geräte und Systeme des Herstellers abstimmen, gleichzeitig aber auch benutzerspezifische Funktionalitäten einbinden – die Basis für weitere Entwicklungen.

Ein weiterer Schritt werde nun sein, etablierte IT-Technologien noch stärker zu nutzen, fährt Scharf fort. Per Plug-in-Konzept lässt sich das leicht umsetzen. „Wird eine Software-Komponente benötigt, kann diese leicht vom Eclipse-Market-Place geladen und eingebunden werden“, erläutert Scharf. Ein Beispiel für den Einsatz solcher IT-Technologien ist XText, ein Open-Source-Framework für die Entwicklung von Programmiersprachen. Damit ist es möglich, eine anwendungsspezifische Sprache zu erstellen, damit in der für die jeweilige Domäne spezifischen Art und Weise programmiert werden kann. Entwickler können also eine Sprache entwickeln, mit der die Funktionen einzelner Maschinen-Komponenten detailliert beschrieben und der erforderliche Code für die Steuerungsprogrammierung erzeugt werden kann.

Ziel ist es dabei, den Modul-Begriff im Engineering-Kontext so zu erweitern, dass er auf alle Gewerke übertragen werden kann und ein ganzheitliches Modul- und Modell-basierendes Engineering möglich wird. Keine einfache Aufgabe, denn das setzt voraus, dass sich der konventionelle Workflow ändert. Noch immer ist es weit verbreitet, für eine neue Anlage zuerst die Teile zu beschaffen, sie dann zusammenzubauen und erst dann die Software zu schreiben. „Das ist leider Realität“, klagt Scharf. „Dem Softwareentwickler kommt dann meist die Aufgabe zu, die verlorene Zeit wieder aufzuholen.“ •

Der Artikel fasst die Titelstory der Ausgabe 2/2015 der neuen Zeitschrift develop3 systems engineering zusammen, die neben Industrieanzeiger und weiteren technischen Fachzeitschriften Teil des Informationsangebots der Konradin Mediengruppe ist. Details dazu finden Sie im Kasten.

Sie sind an den Vorteilen der disziplinübergreifenden Produktentwicklung – dem Systems Engineering (SE) – interessiert, damit Mechanik, Elektrotechnik und Software problemlos ineinander greifen? Methoden, Tools und Anwendungen dazu stellt neben den beteiligten Menschen und Unternehmen die neue develop3 systems engineering vor, wie der Industrieanzeiger ein Informationsangebot der Konradin Mediengruppe. Neben der ganzheitlichen Systembetrachtung stehen dabei auch aktuelle Konzepte wie Industrie 4.0 im Fokus der Berichterstattung. Themen der Ausgabe 2/2015 sind unter anderem: