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Klotz GmbH - Sondermaschinen und technische Software

Weil Zeit zählt

Die Klotz GmbH in Kötz wechselt in Rekordzeit auf Autodesk Inventor und Produktstream Compass.

Wer Sondermaschinen baut, muss quasi die Entwicklungen bei seinen Kunden voraussehen. Gleichzeitig bleiben für Entwicklung und Bau der Maschinen oft nur wenige Monate. Da braucht man optimale Hilfsmittel. Die Klotz GmbH in Kötz hat im Jahr 2003 eine strategische Entscheidung für Autodesk Inventor getroffen und das System ein halbes Jahr später durch die PDM-Lösung Autodesk Productstream Compass Pro ergänzt. Das operative Ergebnis: eine Erfolgsgeschichte, deren Ende noch lange nicht in Sicht ist.

Im Jahr 1962 gründete Helmut Klotz sein Konstruktionsbüro; heute ist die Klotz GmbH – in zweiter Generation inhabergeführt – ein international ausgerichteter Sondermaschinenbauer. Zum Entwicklungs- und Produktionsprogramm gehören Mess- und Prüfmaschinen, z. B. für PKW- und Nutzfahrzeug-Lenkungen, Kolben, Ventile, Motoren usw.; Vollautomaten, Großanlagen und Montagelinien zur Herstellung von Zier- und Blendringen, Zylinderköpfen und Walzen; Automatisierungs- und Handhabungstechnik, Handhabungsgeräte, Spezialgreifer usw. Seit den 70er-Jahren liefert das Unternehmen Anlagen in den EU-Raum, seit 1985 in die ganze Welt.

Optimale Werkzeuge gesucht

Fünf der zwölf Mitarbeiter sind in der Konstruktion tätig. Zu ihren Aufgaben gehören zusätzlich auch Einkauf und Arbeitsvorbereitung. Einzelteile und Baugruppen werden extern gefertigt, montiert wird dann wieder bei Klotz. “Unsere Mitarbeiter sind unser wichtigstes Kapital”, erklärt Geschäftsführer Peter Klotz, “deshalb setzen wir alles daran, ihnen die besten Arbeitsmittel zur Verfügung zu stellen.”

Was es auf dem Markt (noch) nicht gibt, wird selbst entwickelt. So besaß das Unternehmen schon früh eine eigene Zeichnungsverwaltung, die es ermöglichte, innerhalb von wenigen Minuten auf die kompletten Konstruktionsunterlagen auch “uralter” Maschinen zuzugreifen und diese auszugeben oder zu verschicken. Der Wunsch nach einem 3D-CAD-System bestand schon lange. Doch auch hier galt es, das optimale System zu finden – und deshalb beobachtete man den Markt schon seit den 80er-Jahren.

Wenig Zeit für Top-Leistung

Evaluierung und Einführung wurden zu einem Wettlauf mit der Zeit bzw. mit dem großen Auftrag eines Automobilzulieferers. “Um den Zeitdruck zu verstehen, muss man die Rolle des Sondermaschinenbauers in der ‘Supply Chain’ des Endabnehmers begreifen”, erläutert Peter Klotz. “Unser Kunde kann den Auftrag an die Anlagenbauer – also auch an uns – erst dann vergeben, wenn er selbst den entsprechenden Produktionsauftrag erhalten hat. Und weil seine Lieferfristen knapp sind, sind unsere es erst recht.”

Gleichzeitig fordern die Kunden, dass ihre Anlagen immer flexibler werden, um Modell-Laufzeiten zu reduzieren und die Rentabilität zu erhöhen. Während früher nur wenige Typen einer Baugruppe oder eines Bauteils auf der gleichen Linie produziert werden konnten, muss man heute zusätzlich auch Folgemodelle ohne teure Änderungen produzieren können. Dass diese Folgemodelle noch gar nicht entwickelt sind, wenn die Produktionsanlage konzipiert wird, macht die Angelegenheit nicht einfacher.

2D führt zu Medienbrüchen

Vor genau dieser Herausforderung stand die Klotz GmbH im Januar 2003: Ein großer Automobilzulieferer benötigte ein Prüffeld für eine vollautomatische Montagelinie für Servolenkungen bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen. Schwierig ist hier insbesondere das Andocken an die verschiedenen Lenkungstypen.

Zu 2D-Zeiten hatte man in diesen Fällen Modelle aus zusammengeklebten Schachteln gebaut, später bearbeitete man Teilprobleme mit Hilfe von Autodesk Mechanical Desktop – aber eben immer nur Teile, die später in verschiedenen Systemen nachgeführt werden mussten. Ein 3D-System sollte derartige Medienbrüche abschaffen und die nötige Flexibilität bringen.

8 Wochen für Evaluierung und Einführung

Kann man innerhalb von nur acht Wochen ein 3D-CAD-System evaluieren, einführen und dann mit voller Kraft in die Konstruktion des neuen Prüffeldes einsteigen? Das Risiko war groß, doch die Chance ebenso – und bei Klotz entschied man sich für die Chance. Es wurden drei Systeme evaluiert. Zu jeder Teststellung gab es eine Kurzschulung von einem bis zwei Tagen. Danach wechselten sich drei Konstrukteure in der Bedienung jedes Systems ab und erstellten anschließend eine Bewertung.

Obwohl die beiden anderen Lösungen dem Autodesk Inventor zu dieser Zeit funktional einiges voraushatten, überzeugten hier das Gesamtkonzept, die Handhabung, die zu erwartende kurze Einarbeitungszeit und das kompetente Team des Systemhauses. Fast zeitgleich mit dieser Entscheidung traf die Bestellung des Automobilzulieferers ein. Vier Konstrukteure im Alter von 30 bis 54 Jahren besuchten eine zweitägige Schulung beim Systemhaus und begannen eine Woche später mit der Konstruktion. Die Entscheidung von Geschäftsleitung, Projektleitern und Konstrukteuren war einstimmig gefallen: Klotz konstruiert bzw. modelliert künftig nur noch in 3D.

Erstaunliche Ergebnisse

Obwohl die Konstrukteure erst mit Autodesk Inventor vertraut werden und etliche eingespielte “2D-Prozesse” anpassen mussten, waren die Konstruktionen für die neue Anlage schneller fertig als kalkuliert. Dabei war die Qualität des Ergebnisses viel besser als früher und der Änderungsaufwand gegenüber der 2D-Konstruktion deutlich geringer.

Sowohl die Firma Klotz als auch die Kunden profitierten von der Möglichkeit, technische Problemstellungen am virtuellen 3D-Modell zu diskutieren. So verbesserte und beschleunigte sich der Informationsaustausch mit dem Kunden und auch intern. Der Abgleich mit Abteilungen, die nicht gewohnt sind, 2D-Zeichnungen zu lesen, wird erheblich einfacher: Elektroingenieure können z. B. problemlos mitreden, wenn es um Kabelführungen, Schaltschränke und die Integration von Steuer-, Mess- und Regelungstechnik geht. “Man bekommt den Einstieg ins Concurrent-Engineering praktisch gleich mit der 3D-Technologie mitgeliefert”, bilanziert Peter Klotz.

 

The entire planning of the test benches operates with Inventor at Klotz.

 

Lieber früher

Wegen der knappen Zeit wurde die geplante Einführung des PDM-Systems Productstream Compass Pro beim Start mit Autodesk Inventor verschoben. Nachdem das Klotz-Team sein Kundenprojekt und auch einige andere parallel laufende Projekte sechs Monate später sehr erfolgreich abgeschlossen hatte, startete nun die PDM-Implementierung. “Das war ein teurer Fehler”, gibt Peter Klotz zu. “Auch Compass wurde in Rekordzeit eingeführt – viel schneller als wir es erwartet hatten.” Jetzt galt es, die vorhandenen Daten nachträglich einzupflegen, und das erwies sich als sehr aufwändig.

Compass macht Träume wahr

Doch danach erfüllten sich Konstrukteursträume: Man hat stets alle Daten übersichtlich dargestellt im Zugriff. Auch die ERP-Anbindung durch eine individuell programmierte Schnittstelle klappte hervorragend. Autodesk Inventor übergibt nun Stücklisten direkt an das ERP-System, so dass man Daten im CAD-Umfeld nicht mehr doppelt eingeben muss. Compass legt auch Zeichnungen von Kunden (mit deren Zeichnungsköpfen) korrekt ab und verknüpft sie mit den entsprechenden Projekten.

Schließlich realisierte man gemeinsam mit dem Systemhaus Celos aus Neu-Ulm zahlreiche neue Arbeitsabläufe, die Productstream Compass unterstützt. Das steigerte die Produktivität nochmals erheblich:

  • Das System erzeugt zu jeder Zeichnung automatisch PDF- und TIF-Dateien.
  • Der Änderungsindex von Zeichnungen wird jetzt weitgehend automatisch gepflegt.
  • Die einer Baugruppe zugeordneten Zeichnungen können automatisch in Fremdformate konvertiert, archiviert und für die Weitergabe exportiert werden.
  • Neben der integrierten Inventor-Normteil-Bibliothek laden sich die Klotz-Ingenieure viele Zukaufteile, wie Pneumatik- oder Hydraulikteile, vom Partserver der Cadenas GmbH. Cadenas wurde ebenfalls vollständig in den Workflow integriert. Teile werden automatisch als Normteile im Productstream Compass abgelegt und mit ERP-Daten verknüpft.

 

Planned and built by Klotz: fully automatic test bench for power steering.

 

Jetzt geht es richtig los

Mit dem Fazit “Innerhalb von zwölf Monaten hat die Klotz GmbH alle Ziele der 3D-Einführung erreicht” könnte dieser Bericht nun schließen. Doch die Geschichte geht weiter: Im Januar 2004 kam der Folgeauftrag des Automobilzulieferers mit dem zusätzlichen Wunsch, die für die verschiedenen Lenkungstypen erforderlichen Adapter in einem Werkzeugmagazin innerhalb der Maschine zu lagern. Deshalb muss man für den Werkzeugwechsel eine spezielle Vorrichtung integrieren, die früher von außen über das Band zugeführt wurde. Die Konstrukteure setzten zudem ihren Ehrgeiz daran, die gesamte Anlage wesentlich kompakter zu konstruieren.

Damit schlug die große Stunde von Autodesk Inventor und Productstream Compass. Die neue Anlage wurde stark verbessert – diesen Aufwand hätte man mit einer 2D-Konstruktion allein niemals betrieben. Außer einer hoch integrierten Anlage “produzierte” man auf diese Weise einen äußerst zufriedenen Kunden.

In Zukunft: Die digitale Fabrik

Peter Klotz sieht viele Möglichkeiten, seine Konstruktionswerkzeuge noch besser auszunutzen. Im Moment geht es darum, die Anlagen mit Hilfe des Inventor-Studios schon lange vor der Produktion ins rechte Licht zu rücken und den Kunden bereits in der Angebotsphase eine “laufende” Maschine zu präsentieren. Das Klotz-Team und seine Kunden freuen sich auf die neuen Möglichkeiten künftiger Inventor-Versionen und auf die echte digitale Fabrik.

Quelle: erschienen im SolutionBuilder Magazin der CELOS Computer GmbH, Augsburg-Gersthofen