kieselmann

CAD-CAM REPORT N

r. 2 Februar 2008

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SolidWorks bei Kieselmann: Das weitere Wachstum absichern

Kieselmann, aus Knittlingen im baden-württembergischen Enzkreis, hat in seiner 70-jährigen Unterneh-mensgeschichte eine führende Posi-tion in der Fertigung von Prozessar-maturen und Anlagen aus Edelstahl für die Nahrungsmittelbranche, die chemische und pharmazeutische Industrie sowie die Biotechnolo-gie errungen. Die Firmen-Gruppe ist heute in drei sich ergänzenden Geschäftsfeldern tätig. Das Angebot aus der Komponenten- und Ventil-technik, zum Teil mit elektronischer Steuerung und Überwachung, zählt zur Premium-Produktpalette der Branche. Der Leistungsumfang des zweiten Geschäftsbereiches, der sich auf den Anlagenbau konzent-riert, umfasst die Planung, Fertigung und Installation von individuellen Anlagenteilen bis hin zum komple-xen Prozess-Anlagenbau. Dafür sind Fachingenieure, Getränketechno-logen sowie ein Montageteam bei Kieselmann tätig. Im dritten Ge-schäftsbereich, dem Getränkerohr-

leitungshandel zählt Kieselmann mit einem Rohrlager, in dem etwa eine Gesamtmenge von 200.000 Meter Edelstahlrohr untergebracht ist, inzwischen zu den Größten in Deutschland. Die Kieselmann-Pro-dukte und Leistungen werden der-zeit durch ein Tochterunternehmen in China, ein Joint-Venture in In-dien sowie 21 Vertretungen welt- weit vertrieben.

Variantenkonstruktion und Änderungen beschleunigen

»Um die anhaltend starke Wachstumsperiode langfristig absi-chern zu können, haben wir schon im Jahre 2006 die Entscheidung gefällt, die Arbeitsabläufe in der Konstruktion und Entwicklung zu optimieren«, erklärt Kieselmann-Ge-schäftsführer Klaus Dohle. »Speziell die Variantenkonstruktion und auch der Änderungsdienst wurden von der bisherigen Engineering-Lösung nur unzureichend unterstützt, so

dass hier dringender Handlungsbe-darf bestand.« Folglich wurde die bestehende CAD/PDM-Lösung dies-bezüglich mit den verschiedensten am Markt verfügbaren Software-Pa-keten verglichen, um zu entschei-den, ob eine andere CAD/PDM-Lö-sung die Kieselmann-Anforderungen effizienter unterstützen kann. Nach einem intensiven Vergleich fiel die Wahl der Verantwortlichen bei Kie-selmann auf die Kombination der CAD-Software SolidWorks mit dem PDM-System keytech.

Durch innovative Produkt-entwicklungen auf der Grundlage von neuen Anforderungen aus der Industrie sowie beharrlicher For-schungstätigkeit ist Kieselmann in der Lage, modernste Technik zu lie-fern und die bestehende Produktpa-lette ständig anwendungsgerecht zu optimieren. Dadurch konnten unter anderem mit den selbst ent-wickelten k-flex-Dichtungen sowie den kürzlich vorgestellten asep-tischen Doppeldichtventilen neue

Von der guten Welt- konjunktur hat das Unter- nehmen Kieselmann im letzten Jahr überdurchschnitt-lich profitiert, in dem es sein Umsatzziel von 50 Millionen Euro weit überspringen konnte und mit rund 60 Millionen Euro eine Umsatzsteigerung von etwa 30 Prozent präsentierte. Diese überaus positive Bilanz ist Ansporn für die Zukunft, muss aber gleichzeitig durch entsprechende Infrastrukturen, unter anderem durch leistungs-fähige Engineering-Lösungen, abgesichert werden.

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Maßstäbe gesetzt werden. An die Dichtungen werden besondere An-forderungen gestellt, denn sie müs-sen bei hoher Beanspruchung eine störungsfreie Funktion der Ventile und Verbindungen gewährleisten. Da sie die sensibelsten Teile von Ventilen und Verbindungen sind, hat die Kieselmann-Entwicklung genau hier nach einem besonde-ren Material geforscht und es mit k-flex gefunden.

Die Kieselmann-Konstruktion konzentriert sich im Gegensatz dazu auf das Projektgeschäft und arbei-

tet die Aufträge ab, die di-rekt von den Kunden oder auch aus dem unterneh-mensinternen Anlagenbau kommen, dazu gehören bei-spielsweise Wärmetauscher, Kurzzeiterhitzungsanlagen für die Pasteurisierung, Molch-Einheiten, Ventile zur sicheren Produkttrennung sowie Reinigungsanlagen für die Prozessindustrie.

»Diese Tätigkeit kann auch als Kleinanlagenbau bezeichnet werden und um-fasst hauptsächlich die CAD-Modell- und Zeichnungs-erstellung mit dem Ziel, möglichst schnell die Ferti-gungsdokumente bereitzu-stellen, damit die Produkti-on starten kann«, erläutert Maico Ludwig, der bei Kie-selmann die Entwicklung und Konstruktion leitet. »Bei dem hohen Auftragsvolu-men, das wir im letzten Jahr abarbeiten mussten, waren Effektivität, Effizienz und Schnellig-keit besonders gefragt. Denn zusätz-lich zu der hohen Auslastung wurde mit dem Umstieg auf SolidWorks be-gonnen, für den natürlich auch eine intensive Schulung der Mitarbeiter notwendig war.«

Durch die Einführung des neu-en CAD-Systems wurden zwar auch Zeiteinsparungen bei der eigent-

lichen 3D-Modellierung erzielt, aber die haupt-sächlichen Einsparungen waren bei der Varian-tenkonstruktion, beim Änderungswesen und bei der Zeichnungsab-leitung zu verzeichnen. Wenn beispielsweise früher bei einer Anlage die Nennweite von 50 auf 60 Millimeter ge-ändert werden musste, waren vielfältige Modifi-kationen manuell durch-zuführen und es bestand immer die Unsicherheit, ob auch wirklich sämt-liche Änderungen in al-len Dokumenten vollzo-gen worden waren.

»Im Laufe des letzten Jahres konnten wir eine erhebliche Be-schleunigung beim Änderungsdienst registrieren, denn alle Änderungen im 3D-Modell werden aufgrund der Assoziativität auch in den Zeich-nungen durchgeführt«, berichtet Maico Ludwig. Folglich können nach einer Modifikation schnellstens ak-tuelle Zeichnungen generiert wer-den. Ein weiterer wichtiger Vorteil zusätzlich zur einfachen Varianten-erzeugung ist das Speichern von unterschiedlichen Konfigurationen innerhalb einer Baugruppe. Außer-dem wurden für die Konstruktion und Entwicklung zusätzliche neue Mitarbeiter mit SolidWorks-Know-how eingestellt.

Mehrere Konfigurationen in einer Baugruppe speichern

In diesem Zusammenhang be-tont der Leiter der Entwicklung und Konstruktion: »Die Schwierigkeit beim Umgang mit der neuen Engi-neering-Software besteht nicht dar-in, damit ein 3D-Modell aufzubauen, sondern die neue Philosophie der 3D-Konstruktion zu verinnerlichen,

Ex-ternes

Know-how wurde genutzt,

um gemeinsam einen komplexen Wärmetauscher

mit SolidWorks zu realisieren.

Durch innovative Produktentwicklungen sowie konsequente Forschungstätigkeit ist Kieselmann in der Lage, modernste Technik zu liefern und die bestehende Produktpalette ständig zu optimieren.



um einen umfassenden und lang-fristigen Nutzen zu erzielen. Dazu mussten die Beteiligten frühzeitig mit ins Boot genommen werden, und zwar sowohl aus der Entwick-lung, um die dortigen Modellie-rungsanforderungen zu berücksich-tigen, als auch aus der Konstruktion, da dort eine andere Vorgehensweise vorherrscht.« In der Anfangspha-se wurden gemeinsame Workshops mit dem Solidworks-Anbieter DPS Software zu unterschiedlichen The-menbereichen durchgeführt, um gemeinsam Schritt für Schritt eine Konstruktionsmethode zu erarbeiten, die den Kieselmann-Anforderungen am besten entspricht.

Die Entwicklung des neuen aseptischen Gembra-Ventilpro-gramms wurde von Kieselmann als erstes Projekt auserkoren, bei dem die grundlegenden Erfahrungen mit SolidWorks bezüglich der Konstruk-tionsmethodik gesammelt werden sollten. Basis dieses Ventilkonzeptes sind prozesssichere, standfeste Ste-rildichtungen. Diese zeichnen sich durch Druck-, Vakuum- und Tempe-raturfestigkeit aus, um einen wirt-schaftlichen Betrieb zu sichern. Bei der Entwicklung der Gembra-Ventil-baureihe wurde unter anderem auf eine besonders gute Reinigungs-fähigkeit geachtet und auf eine si-chere und langlebige Membran-

dichtung. Dieses wurde durch eine Sinus-Dichtungsmembran erreicht, die abgewandt von der Hauptströ-mung liegt, ein zähes mechanisch abriebfestes k-flex-Schild mit einer aufvulkanisierten Elastomerstütze hat, wobei ein Edelstahlstützkörper den Prozessdruck abfängt.

Zunächst »intelligente« Grundmodelle definieren

Die Mitarbeiter in der Entwick-lungsabteilung von Kieselmann ar-beiten jetzt seit rund zwölf Monaten mit dem neuen CAD-System und ha-ben schon umfassende SolidWorks-Kenntnisse erworben. Dadurch sind sie in der Lage, den SolidWorks-Neu-lingen in der Konstruktion entspre-chende Unterstützung zu geben, um eine schnelle Problemlösung zu fin-den. »Wir haben festgestellt, dass der Aufbau eines internen Supports zwin-gend notwendig ist, damit auch bei auftretenden Problemen ein zügiges Arbeiten garantiert werden kann«, formuliert Maico Ludwig und ergänzt. »Gleichzeitig müssen eventuell vor-handene Ängste ernst genommen und in persönlichen Gesprächen ab-gebaut werden, damit keine unnöti-gen Hemmnisse entstehen.«

Heute lässt sich beispielsweise eine Variante für ein Scheibenventil in zwei bis drei Stunden realisieren,

wofür früher rund zwei Tage kalkuliert wer-den musste. Um auf diesen Stand zu kom-men, waren jedoch zunächst die entspre-chenden Vorleistungen zu erbringen. Denn als erstes mussten »intel-ligente« Grundmodelle definiert werden, be-vor die Anwender mit einer schnellen und einfachen Generierung von umfangreichen Baureihen belohnt wer-den konnten. Über den Gesamtprozess gesehen muss die Kommuni-kation zwischen allen Projektbeteiligten opti-miert werden, das gilt insbesondere für die

Kommunikation zwischen Entwick-lung und Konstruktion sowie zwi-schen Konstruktion und Fertigung.

Ein weiterer Vorteil der neuen Engineering-Lösung erschließt sich, wenn es um die Einbindung von ex-ternen Ressourcen geht. Dieses ist jetzt einfacher denn je, da SolidWorks und ähnlich arbeitende Systeme sehr weit verbreitet sind. Außerdem sind neue Mitarbeiter mit SolidWorks-Know-how auf dem Arbeitsmarkt leichter zu finden als Spezialisten für das bisherige System. »Diese Situa-tion haben wir schon in der Einfüh-rungsphase genutzt und zwei zusätz-liche Entwickler beziehungsweise Konstrukteure mit umfangreichen SolidWorks-Know-how eingestellt«, berichtet Maico Ludwig.

Das externe Know-how eines In-genieurbüros wurde unter anderem genutzt, um gemeinsam einen kom-plexen Wärmetauscher mit Solid-Works zu realisieren. Als nachträglich dann noch wesentliche Änderungen durchgeführt werden mussten, rechnete Kieselmann aufgrund von früheren Erfahrungen mit einem Auf-wand von einigen Arbeitstagen. Aber überraschenderweise waren die not-wendigen Modifikationen schon nach wenigen Stunden vollzogen, so dass die entsprechenden Informationen in die Fertigung übergeben werden konnten. »Das Wesentliche im Pro-

Der Anlagenbau von Kieselmann umfasst nicht nur die Planung, Fertigung und Installation von individuellen Anlagenteilen, sondern auch die Realisierung von Projekten im komplexen Prozess-Anlagenbau.

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jektgeschäft ist die Schnelligkeit«, betont Maico Ludwig »um sich dies-bezüglich vom Wettbewerb abheben zu können, müssen wir uns zunächst ein umfangreiches Grundgerüst so-wie die notwendige Infrastruktur auf-bauen, um auch den relativ späten Änderungswünschen eines Kunden noch gerecht werden zu können.« Dazu ergänzt Geschäftsführer Klaus Dohle: »Wir wollen im Dialog mit un-seren Kunden Vordenker sein. Unse-re Stärke dabei sind die motivierten und qualifizierten Mitarbeiter mit ih-rem hohen Qualitätsbewußtsein, was auch durch eine überdurchschnitt-liche Betriebstreue belegt wird.«

Mit Skizzen lassen sich Rahmen konstruieren

Der Wärmetauscher ist jedoch nicht nur ein Beispiel für das be-schleunigte Änderungswesen, son-dern insgesamt für die effiziente CAD-Modellierung mit SolidWorks. Wurden mit dem bisherigen Sys-tem acht Wochen für einen ent-sprechenden Wärmetauscher benö-tigt, so waren mit SolidWorks nur vier Wochen notwendig und es ist davon auszugehen, dass die fol-genden Wärmetauscherprojekte in noch kürzerer Zeit realisierbar sein werden. Begeistert sind die Kiesel-mann-Konstrukteure auch von der SolidWorks-Funktionalität für die Rahmenkonstruktion. Damit lässt sich ein Rahmen ganz einfach auf Grund-

lage einer Skizze de-finieren und auch modifizieren. Ebenso werden Blechver-kleidungen, die am Rahmen angebracht sind, bei Änderungen automatisiert an die neuen Gegebenhei- ten angepasst. »Für uns ist die neue CAD/PDM-Lösung eine strategische Investi-tion für die nächsten fünf bis zehn Jahre«, erklärt Maico Lud-wig. »Deshalb war auch die Investiti-onssicherheit für uns ein entscheidendes Kriterium. Diesen As-pekt sehen wir einer-seits durch die hohe Wachstumsraten des Unternehmens Solid-Works abgedeckt und andererseits durch Dassault Systèmes, die Muttergesellschaft von SolidWorks.« Bezüglich der Datenverwaltung hat sich Kieselmann für das PDM-System Keytech vom gleichnamigen An-bieter entschieden, unter anderem aufgrund der einfachen Handha-bung, der komfortablen grafischen Benutzeroberfläche sowie den um-fassenden Suchfunktionen. Eben-so sollten mit der PDM-Lösung die internen Arbeitsabläufe (Workflow)

bei Kieselmann unterstützt werden, wobei neben den eigentlichen CAD-Modellen und -Zeichnungen auch e-Mails und sonstige Dokumente, die zu einem Projekt gehören, zu speichern und zu verwalten sind. Zusätzlich wurde eine einfache Up-date-Realisierung ohne aufwändige Anpassungsarbeiten erwartet.

Konvertierung mit Hilfe des STEP-Formates

Im Laufe des Februar 2008 wer-den von den Firmen DPS, Keytech und ASCAD in einer gemeinsamen Aktion die Informationen aus dem bisherigen Datenmanagement-system in die neue PDM-Lösung Keytech übertragen. Die Konvertie-rung der vorhandenen Daten wird mit Hilfe des Standardformates STEP durchgeführt. Dazu müssen rund 120 Gigabyte Daten von über 46.000 Bauteilen in das neue PDM-System übertragen werden. Ziel ist es, am 1. März 2008 die alte PDM-Software abzuschalten, wobei die alten CAD-Zeichnungen auch im Originalformat (ME10) in Keytech verwaltet werden. Außerdem soll

Im Jahr 2007 investierte Kieselmann insgesamt 5 Millionen Euro für den Neubau einer Produktionshalle, in die Erweiterung des Maschinenparks sowie in ein Hochregallager für Rohmaterial.



der Zugriff auf Zeichnungen, die alle zusätzlich in einem Standard-format abgelegt sind, mit Visualisie-rungslösungen ermöglicht werden. Bisher war schon eine ähnliche Lö-sung im Einsatz. Bei der Freigabe einer Zeichnung wird automatisch eine e-Mail an die Arbeitsvorbe-reitung geschickt. Dort kann dann mit Hilfe der Visualisierungslösung von Keytech die Zeichnung als TIF-Datei betrachtet werden. Zukünf-tig lassen sich zusätzlich auch die 3D-CAD-Modelle visualisieren. Eine entsprechende Workflow-Unterstüt-zung soll ebenfalls bis zum 1. März in Betrieb gehen. Außerdem bietet die eDrawings-Software von Solid-Works vielfältige Möglichkeiten, um die Kommunikation zwischen allen Projektbeteiligten zu optimieren.

Zusätzlich zur Einführung der PDM-Lösung von Keytech birgt aber auch die SolidWorks-Software noch ein erhebliches Einsparpotenzial. Nachdem die Grundlagen einer effizi-enten firmenspezifischen CAD-Model-lierung gelegt wurden, können jetzt spezialisierte Anwendungen wie das Piping-Modul für die Rohrleitungs-konstruktion oder auch FEM-Berech-nungen ins Auge gefasst werden. Weiteres Optimierungspotenziale wurde im Bereich der Technischen Dokumentation registriert. An die

Realisierung eines Produktkonfigu-rators wird ebenfalls gedacht, aber zunächst müssen die dringenderen Probleme und Anforderungen ab-gearbeitet werden. Eine weitere Zu-kunftsvision ist eine erweiterte digi-tale Bereitstellung der Produktdaten für die Kunden, um den herkömm-lichen Kieselmann-Katalog zu ergän-zen oder langfristig gar zu ersetzen. Bisher veröffentlicht Kieselmann je-des Jahr eine CD-Produktdaten, auf der die CAD-Modelle im IGES-, STEP- und SAT-Formate enthalten sind, auf Wunsch können diese zusätzlich als DXF-Dateien geliefert werden.

Produktivitätsschub durch neue Software und Hardware

Auch eine Kopplung der PDM-Lösung mit der ERP-Software ABAS ist anvisiert, dazu wird gerade das Pflichtenheft erstellt. Zukünftig soll nur noch in ABAS ein Artikelstamm angelegt werden und nicht mehr zusätzlich in der CAD/PDM-Applikati-on, da diese dann den Artikelstamm automatisiert aus dem ERP-System übernehmen kann. Ein weiterer Vor-teil liegt darin, dass zukünftig jeder Berechtigte auf den aktuellen Infor-mationsstand zugreifen kann und nicht mehr bis zur Freigabe einer Zeichnung warten muss.

Rückblickend auf das erste Jahr der Einführung der neuen Enginee-ring-Lösung resümiert Maico Lud-wig: »Wir mussten längere Zeiträu-me für die Umstellung einplanen als zunächst erwartet, da die Aufgaben des Tagesgeschäftes absoluten Vor-rang hatten. Trotz allem konnten wir schon einen erheblichen Produkti-vitätsgewinn erreichen, und das ist ja erst der Anfang. Das Update auf die neue SolidWorks-Version, das wir gleichzeitig mit der Installation von neuen Workstations und einem aktuelleren Betriebssystem dem-nächst angehen werden, wird zu einem weiteren Produktivitätsschub führen.« Außerdem ergänzt er: »Prinzipiell wäre es sinnvoll gewe-sen, einen Projektverantwortlichen für die Einführung freizustellen. Das konnten wir uns aufgrund des drän-genden Tagesgeschäftes aber nicht leisten. Folglich war die Kommuni-kation und Koordination zwischen den beteiligten Systempartnern DPS, Keytech und ASCAD nicht immer op-timal, so dass unnötige Zeitverzöge-rungen auftraten.«

Dass bei Kieselmann auch wei-terhin kräftig in die Zukunft inves-tiert wird, steht außer Frage. Schon im letzten Jahr konnte die Anzahl der Mitarbeiter um 20 auf 255 auf-gestockt werden. Ferner wurden insgesamt 5 Millionen Euro für den Neubau einer Produktionshalle mit einer Gesamtnutzfläche von 3.800 Quadratmetern sowie in die Erweite-rung des Maschinenparks investiert. Die Fertigstellung der Halle mit Sozi-alräumen, einem Hochregallager für Rohmaterial sowie einer modernen Galvanikanlage feierte die komplette Kieselmann-Mannschaft gemeinsam mit dem 70-jährigen Firmenjubi-läum Mitte letzten Jahres. »Für das Jahr 2008 planen wir zusätzliche Produktionserweiterungen und ein neues Verwaltungsgebäude mit ins-gesamt mehr als 2.600 Quadratme-tern Nutzfläche, dessen Bau noch in der ersten Jahreshälfte starten soll«, berichtet Geschäftsführer Klaus Doh-le nicht ohne Stolz und formuliert abschließend: »Unsere Kunden und Partner können sicher sein, dass bei ihnen und bei uns auch zukünftig alles im Fluss bleiben wird.« -fr-

Kieselmann hat in seiner 70-jährigen Unternehmensgeschichte eine führende Position in der Fertigung von Prozessarmaturen und Anlagen aus Edelstahl für die Nahrungsmittelbranche, die chemische und pharmazeutische Industrie sowie die Biotechnologie errungen.

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