Aus CAD wird CAE

Bereits in der Produktentwicklung und Konstruktion müssen neue Verfahren und Techniken eingesetzt werden, um Kosten zu sparen, Zeiten zu reduzieren und die Qualität zu verbessern. Immerhin werden bereits 90% der Fertigungskosten durch die Konstruktion festgelegt. Seit Jahren erstellt man zwar bei der KCH Verfahrenstechnik Zeichnungen mit dem CAD-System AutoCAD. Zu einer weiteren Integration in ein konstruktionsgerechtes Umfeld kam es jedoch nicht. Weiterhin bestimmten manuell erstellte Layouts, Skizzen und Listen den Alltag eines Konstrukteurs. Wie in vielen Unternehmungen stellte die EDV-Infrastruktur im Verfahrensbereich keine geschlossene Einheit dar. Es existierte bis dahin eine Vielzahl an parallelen Techniken und Technologien.

Eine Analyse gab Aufschluß über die erforderlichen Aufwendungen, die notwendig wurden, um EDV-System und Arbeitsabläufe effektiver zu gestalten. So starteten die Verantwortlichen für den Bereich Verfahrenstechnik Anfang 1996 ein Projekt mit dem Ziel zum Aufbau einer DV-gestützten CAD-Konstruktion mit integriertem Verwaltungsteil. Die Schlagwörter hießen: Neues CAD, automatische Listengenerierung, Client/Server-Architektur, Datenbank.

Schon im frühen Projektstadium wurde erkannt, Informationen und Daten als Wirtschaftsgut des Unternehmens anzusehen. Neben dem erzielbaren Produktivitätsfortschritt beim Einsatz der Informations-, Daten- und Kommunikationstechnik nimmt die Bedeutung der Informationsstruktur für die Wettbewerbsfähigkeit in einer zunehmenden komplexeren und dynamischen Umwelt immer mehr zu. Organisation- und Arbeitsabläufe mußten überdacht und verändert werden. Diese Erkenntnisse führten letztlich dazu, die eigentlichen Projektvorgaben zu erweitern.

Die Anforderungen aus den Fachbereichen waren nur durch Modernisierung der CAD-Umgebung nicht mehr zu realisieren. Im Rahmen der Systemintegration war es wichtig, die – wenig oder nicht integrierten – IT-Inseln zu einem Ganzen zu vereinen.

Das neue Schlagwort hieß Computer Aided Engineering. Die Realisierung wurde in mehreren Phasen angegangen:

• Umstellung und Modernisierung der Hardware,

• Update der vorhandenen CAD-Software auf die neueste Version,

• Einführung einer CAE-Software für den Anlagenbau,

• Standardisierung und Klassifizierung der KCH-Anlagen im Bereich Verfahrenstechnik.

Die technologische Basis, Prozesse zu optimieren und zu beschleunigen, wurde mit dem Einsatz des modernen Betriebssystems Windows NT 4.0 als Serverkonzept, kombiniert mit dem Ausbau des Netzwerkes, geschaffen. Die vorhandenen CAD-Arbeitsplätze wurden entsprechend den Anforderungen aufgerüstet sowie die CAD-Software AutoCAD/Genius Version 12 auf die aktuelle Version 14 umgestellt.

Schwieriger gestaltete sich die Suche nach einer geeigneten CAE-Software. Das eigens hierfür erarbeitete Pflichtenheft verlangte neben der grundsätzlichen Voraussetzung, technologisch fortschrittlich und anwenderfreundlich zu sein, die Erfüllung einiger KCH-spezifischen Anforderungen sowie die Einbindung der Ergebnisse aus Klassifizierung und Standardisierung in die CAE-Datenbank.

Nach ausführlichen Tests mit verschiedenen Produkten fiel die Entscheidung zu Gunsten des Software-Systems Cadison, das speziell für den Einsatz im CAE-Bereich des Elektro- und Anlagenbaues entwickelt wurde. Die Module von Cadison sind so aufgeteilt, daß eine freie Konfiguration des Systems nach Anwenderwünschen ebenso wie eine nachträgliche Erweiterung jederzeit möglich sind.

Cadison ist ein objektorientiert programmiertes CAD/CAE-Softwaresystem. Der Systemkern basiert auf einem objektorientierten Datenmodell mit OODBMS (Object Oriented Database Management System). Die gesamten technischen, grafischen und, falls erforderlich, kaufmännischen Daten werden in dieser Datenbank gehalten. Cadison behandelt immer sämtliche Daten und Informationen zu einem Objekt zugehörig. So existieren Ventile, Armaturen, Schalter und sämtliche anderen „Weltobjekte“ als reale Abbildung. Dadurch ist sichergestellt, daß während der ganzen Projektierungsphase keine Daten verloren gehen.

Mit den Modulen Engineer und Designer ändert sich die Projektabwicklung für die Verfahrens- und Projektingenieure von KCH im Bereich Verfahrenstechnik von Grund auf. Mit dem Engineer werden schon die ersten Schritte, ob Angebotserstellung oder Verfahrensauslegung, durchgeführt. Alle in dieser frühen Phase eines Projektes definierten Daten können im weiteren Fortgang eines Projektes durch das Modul Designer weiter verarbeitet werden. Losgelöst von der vollen Implementierung und Nutzung der AutoCAD-Anwendung, gewährleistet Cadison durch seine Front-End-Technologie über ein eigenes Bearbeitungstool, Engineering-Funktionalität, unabhängig vom CAD-System.

Unter dem Aspekt Standardisierung und Klassifizierung führte das Projektteam von KCH eine umfangreiche Prüfung aller vom Bereich Verfahrenstechnik geplanten und gebauten Anlagen durch. Anlagen, Anlagenteile, Bauteile und Bauteilkomponenten wurden entsprechend einer Matrix als Wiederholteil (Standardteil) oder als Sonderteil definiert. Per Klassifizierung wurden diesen Bauteilen Sachmerkmale zugewiesen, die nunmehr eine eindeutige Identifizierung jeder Bauteilkomponente gewährleisten. Die Festlegung der Attribute erfolgte in Übereinstimmung mit der parallel laufenden SAP/R3-Einführung für die gesamte KCH.

Die so definierten Standardteile wurden als grafische Objekte (Symbole) erstellt und abgelegt. So entsteht nach und nach eine große Standardbibliothek. Nunmehr ist der Projektingenieur bei KCH in der Lage, ganze Anlagen durch Auswahl und Zusammensetzen von Symbolen zu generieren. Beim Zusammensetzen der Symbole wird er durch viele zusätzliche Mechanismen unterstützt. Dazu gehört ein automatisches Durchnumerieren (Blatt übergreifend) ebenso wie Symbolbibliotheken nach DIN 28004 oder andere. Rohrleitungsklassen aus dem Zusatzmodul Matpipe stellen alle notwendigen technischen Daten zur Verfügung.

Mit der automatischen Erstellung der Listen wurde die weitaus größte Einsparung erreicht. Durch die Klassifizierung aller Bauteile sind alle damit verbundenen Sachmerkmale in der Datenbank bekannt. Das bedeutet, daß alle im Laufe eines Projektes definierten Anlagenteile mit allen beschreibenden Attributen in einer auf das Projekt bezogenen Objektdatenbank stehen.

Des weiteren wurde das Office Paket MS Office 97 von Microsoft mit der Datenbank von Cadison integriert.

Somit ist es jederzeit möglich, die Standardlisten wie Motoren-, Instrumenten-, Geräte-, Behälter- oder Armaturenlisten zu generieren und auszudrucken. Eine Erweiterung hinsichtlich neuer Listen ist ebenso möglich.

Die Konsequenz aus dem neuen System sind Veränderungen der Arbeitsabläufe und Arbeitsprozesse. Arbeitsanweisungen und Arbeitsrichtlinien wurden überarbeitet und in einem neuen Konstruktionshandbuch allen Anwendern zur Verfügung gestellt. Projektmanagement muß nun tatsächlich praktiziert werden. Eine Transparenz der Kosten und Daten ist damit an jeder Stelle des Projektes gegeben. Als nächsten Schritt plant man bei KCH die Integration mit SAP und die Einführung eines komfortablen Dokumentenverwaltungssystems.

Weitere Informationen cav-261