Mechatronisches Engineering zur effizienten Produktentwicklung im Maschinen- und Anlagenbau (MEPROMA)

Problemstellung

Das Zusammenspiel von mechanischen Bauteilen, hochpräziser elektrischer Antriebstechnik, innovativer Sensorik und intelligenter Software macht die Produkte des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus einzigartig. Dies sichert seit Jahren die Weltmarktführerschaft dieser gesamtwirtschaftlich bedeutenden Branche.

Doch wie werden hochkomplexe Produkte entwickelt? Ein arbeitsteiliges Vorgehen der Fachexperten aus den Bereichen Mechanik, Elektrik und Software ist bislang die Regel. Die einzelnen Entwicklungen erfolgen dabei meist separat mit speziellen Tools und Hilfsmitteln in den jeweiligen Fachbereichen. Dies führt sowohl zu großen Problemen bei der Zusammenführung der Ergebnisse zu einem mechatronischen Produkt als auch sehr oft zu ineffizienten Gesamtlösungen. Es bedarf der industriellen Realisierung eines integrierten mechatronischen Entwicklungsprozesses, bei dem eine fest verzahnte und ergebnisorientierte enge Zusammenarbeit der Fachbereiche umgesetzt wird.

Zielsetzung

Die Zielsetzung des EUREKA-Projektes MEPROMA war deshalb
– die bestehenden Lösungsansätze eines mechatronischen Engineerings aus Anwendersicht zu evaluieren,
– methodische Lücken aufzuzeigen,
– Ideen, Konzepte und Lösungsansätze zu erarbeiten, wie diese Lücken zu schließen sind,
– praxisgerechte Einführungsstrategien und Schulungskonzepte zu entwickeln
– und Anforderungen abzuleiten, wie zukünftige Methoden und Werkzeuge zu gestalten sind, damit diese in der Industrie kontextspezifisch ausgewählt und effizient eingesetzt werden können.

Vorgehensweise

Zur Erreichung dieses Ziels wurde in dem Konsortium von EUREKA-MEPROMA eine Vielzahl von Anwenderunternehmen gebündelt, die ein breites Spektrum an Branchen und Unternehmensgrößen abbilden. Dies erhöht gleichermaßen die Chancen für die Anwendung wie auch die Verbreitung der Ergebnisse im deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Weiterhin konnten durch die (assoziierte) Einbindung von Unternehmen und Institutionen aus Österreich, Italien, Spanien und Schweden internationale Impulse gegeben werden.

Anhand eines Benchmarks wurden systematisch die Schwachstellen bei Werkzeugen, Methoden sowie Beschreibungssprachen untersucht. Ziel war es dabei, anhand von konkreten Anwendungen aus der industriellen Praxis aufzuzeigen, wo die bestehenden Ansätze den Innovationsprozess
nicht optimal unterstützen oder sogar hemmen.
Auf Basis dieser systematischen und strukturierten Stärken- und Schwächenanalyse der bekannten Ansätze wurden Ideen und Konzepte erarbeitet, wie Unternehmen effizienter innovative Produkte entwickeln können.
Da Unternehmen und deren Mitarbeiter auf die Behandlung des Themas Mechatronik nicht optimal vorbereitet sind, wurde innerhalb von EUREKA-MEPROMA eine Methode zur kontextspezifischen Methodenauswahl erarbeitet. Neben der Methodenauswahl wurde deren Einführung in die Prozesse des Unternehmens betrachtet. Eine auf die unternehmensspezifischen Belange anpassbare und nachhaltige Einführungsstrategie wurde in EUREKA-MEPROMA definiert.
Desweiteren wurden auf die Methodenauswahl aufbauende Schulungskonzepte erarbeitet. Diese Konzepte dienen den Unternehmen und Mitarbeitern dazu, sich auf den späteren Einsatz der im Lastenheft beschriebenen Methoden und zukünftigen Engineeringwerkzeuge vorzubereiten. Element des Schulungskonzepts war ein mechatronisches Basiswissen, welches bei allen beteiligten Mitarbeitern vorhanden sein soll.
Damit die erarbeiteten Ergebnisse nicht nur national, sondern auch international verbreitet werden können, wurden Leitfäden entwickelt. Dabei waren nationale Institutionen wie der VDMA bzw. VDI intensiv eingebunden. International betrachtet wurde durch die Mitarbeit großer internationaler Unternehmen Einfluss auf internationale Normierungsgremien genommen. In Summe tragen die Leitfäden in erheblichem Maße dazu bei, die erzielten Ergebnisse auch nach der Projektlaufzeit weiter verbreiten bzw. vermarkten zu können.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die erarbeiteten Projektergebnisse wurden in Form eines VDMA Anwender-Leitfadens systematisch aufbereitet veröffentlicht. Die Zusammenarbeit mit österreichischen Partnern im Rahmen des EUREKA Umbrellas PRO-FACTORY-PLUS ermöglichte eine umfassende, hochkarätige und branchenübergreifende Bearbeitung der Verbundprojektthematik und gewährleistet die internationale Verbreitung der Ergebnisse.

• ITQ GmbH
• KAPP Werkzeugmaschinen GmbH
• OPTIMA nonwovens GmbH
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