NX Electrical Routing automatisieren: Stunden zu Minuten

NX-Electrical-Routing-Automatisierung bei einem Sondermaschinenbauer: Drei Tools, ein durchgängiger Kabelbaumprozess

Diese Fallstudie zur NX-Electrical-Routing-Automatisierung zeigt, wie ein Sondermaschinenbauer eine stundenlange, fehleranfällige Kabelbaum-Übergabe zu einer Sache von Minuten gemacht hat — eine Veränderung, die der Kunde für die anonyme Veröffentlichung bestätigt hat. Drei NX-Open-Tools tragen den Prozess: ein Manager für die Wiederverwendungsbibliothek, der die NX Reuse Library mit Teamcenter und einem Elektrotechnik-System eines Drittanbieters verbindet, ein Austausch-Manager, der PLMXML-Import und -Export als eine kontrollierte Aktion ausführt, und ein Segmentierungs-Tool, das Stocks, Overstocks und Befestigungselemente wie Kabelbinder trennt, sodass jedes Segment exakt gemessen werden kann. Rund 50 Anwender arbeiten mit der Toolchain.

Die Geschichte hier ist das unglamouröse Ende der Kabelbaumkonstruktion. Das Routing selbst war nie das Problem des Kunden — das beherrscht Siemens NX gut. Das Problem war alles drumherum: woher Komponenten kommen, wie die Konstruktion zur Elektroseite und zurück gelangt und ob den Längen, gegen die der Einkauf bestellt, zu trauen ist. Der Kunde berichtet, dass die vollständige Übergabe pro gerouteter Baugruppe von mehreren Stunden auf wenige Minuten sank und PLMXML-Exportfehler von einem wiederkehrenden Problem zu seltenen Ausnahmen wurden.

Die Ausgangslage: Längen, denen niemand traute, und Austausche, die niemand ausführen wollte

Im Sondermaschinenbau ist fast jeder Maschinenauftrag eine Variante — und fast jede Variante trägt ihren eigenen Kabelbaum. Der Kabelbaum wird in der Umgebung NX Routing (Electrical) konstruiert, aber ein geroutetes Modell allein ist kein Fertigungsdokument. Bevor jemand Draht zuschneiden oder Material bestellen kann, müssen drei Dinge stimmen: Die Komponenten im Modell entsprechen dem, womit das Unternehmen tatsächlich baut, die Konstruktionsdaten überstehen den Roundtrip zur Elektrotechnik-Seite, und die Länge jedes Segments ist exakt.

Keiner der drei Punkte — Komponentenquelle, elektrischer Roundtrip, Segmentlängen — war verlässlich. Routing-Komponenten lagen an mehreren Orten zugleich: in der NX Reuse Library, in Teamcenter und in einem Elektrotechnik-System eines Drittanbieters, ohne automatischen Abgleich dazwischen, sodass nichts garantierte, dass die drei übereinstimmten. PLMXML-Import und -Export, der Austausch, der das mechanische Routing mit der Elektroseite verbindet, war eine Abfolge manueller Schritte, und der Kunde bestätigt, dass Exportfehler ein wiederkehrendes Problem waren. Und weil Stocks, Overstocks und Befestigungselemente wie Kabelbinder im gerouteten Modell zusammenlagen, ließen sich Segmentlängen nicht sauber messen — die Zahlen für Fertigung und Einkauf abzuleiten war ein manueller Arbeitsgang, der, wie der Kunde bestätigt, mehrere Stunden pro gerouteter Baugruppe dauerte.

Der Branchenkontext zeigt: Das ist nicht das Pech eines einzelnen Unternehmens. Im CAN Newsletter (1/2020) beziffern Ulrike Hoff und Dan Scott (Siemens) die übliche Durchlaufzeit eines Kabelbaums von der Konstruktionsfreigabe bis zur Produktauslieferung auf etwa 23 bis 26 Wochen — und nennen die Eliminierung manueller Schritte, bei der Informationen automatisch von Schritt zu Schritt weiterfließen, als den Weg, sie zu verkürzen. In Wiring Harness News unterlegt John Judkins (Siemens) dieselbe Idee mit Zahlen: Ein modellbasierter Ansatz mit durchgängigem Digital Thread kann Konstruktionsfehler um 50 Prozent und die Formboard-Konstruktionszeit um bis zu 85 Prozent senken. Beide Zahlen sind Branchenkontext aus benannten Quellen, nicht Ergebnisse dieses Projekts — die eigenen Zahlen des Projekts stehen unten und tragen ihre eigenen Herkunfts-Stempel.

Was sich geändert hat: vorher und nachher

Was der Kunde berichtet

Die Zahlen unten stammen vom Kunden und wurden für die anonyme Veröffentlichung bestätigt; sie beschreiben, was das Routing-Team im Produktivbetrieb beobachtet, keine kontrollierte Studie, und die Herkunfts-Stempel weisen das aus.

Wie wird aus drei Tools ein Prozess?

Aus drei Tools wird ein Prozess, weil sie die drei Punkte abdecken, an denen Kabelbaumdaten früher verloren gingen: wo Komponenten in die Konstruktion gelangen, wo die Konstruktion zur Elektroseite wechselt und wo Längen Richtung Fertigung abfließen. Jedes ist eine NX-Open-Anwendung, jedes ist für sich nützlich, und zusammen schließen sie den Kreis.

Das darf man klar sagen: In dieser Toolchain steckt nirgendwo ein Sprachmodell. Bibliotheksabgleich, Austausch und Segmentierung sind Regeln und Geometrie — sie müssen reproduzierbar sein, und eine reproduzierbare Regel gehört nie in die Hände eines probabilistischen Systems. Wo wir bei inteliScience KI einsetzen, unterstützt sie Menschen; sie entscheidet nicht, was gefertigt wird.

Worauf die Lösung aufbaut

Verwandte Arbeiten auf demselben Feld: NX-Open-Auftragsentwicklung, NX-Workflow-Automatisierung, und, für die Programmierseite dieser Art von Arbeit, NX-Open-Programmierung für Maschinenbauer.

Was wir anders machen würden

Wir würden die gemeinsamen Konventionen klären, bevor das erste Tool geschrieben wird. Alle drei Tools berühren dieselben Objekte — Komponenten, Segmente, Attribute — und jedes braucht dieselben Antworten: was als Segment gilt, welche Attribute eine Komponente über NX, Teamcenter und das Elektrotechnik-System hinweg identifizieren, welche Bibliothek maßgeblich ist, wenn zwei sich widersprechen. Diese Antworten zuerst festzuhalten macht jedes folgende Tool günstiger. Wir würden außerdem einen automatisierten PLMXML-Roundtrip-Test — exportieren, reimportieren, vergleichen — bauen, bevor der erste Produktivaustausch läuft: Ein Austausch soll sich in einer Testumgebung beweisen, nicht in der Produktion.

Wann lohnt sich die Automatisierung des Electrical Routing?

Die Automatisierung des Electrical Routing lohnt sich, wenn Kabelbaumarbeit sich wiederholt und ihr Ergebnis von anderen weiterverwendet wird. Der Fall ist stark, wenn die meisten Maschinenaufträge ihre eigene Kabelbaumvariante tragen, die Übergabe also wöchentlich statt jährlich läuft; wenn Fertigung und Einkauf die Längen direkt verwenden, ein falscher Wert also Ausschuss oder eine Fehlbestellung bedeutet; und wenn ein separates Elektrotechnik-System den PLMXML-Roundtrip zum festen Teil des Prozesses macht. Schwach ist der Fall, wenn Kabelbäume seltene Einzelanfertigungen sind, wenn nachgelagert niemand exakte Längen verwendet oder wenn es kein zweites System gibt, das PLMXML spricht — dann ist der manuelle Arbeitsgang, so mühsam er ist, nicht die Stelle, an der das Geld liegt.