HERAUSFORDERUNGEN

• Produkte in kürzerer Zeit entwickeln
• Integrieren disziplinenübergreifender Konstruktions-Workflows
• Beseitigen von Datensilos in der Produktentwicklung
• Verbesserung der Kommunikation mit Auftragsfertigern

SCHLÜSSEL ZUM ERFOLG

• Implementierung integrierter Lösungen für die mechanische, elektrische und elektronische Konstruktion und technische Publikationen
• Unterstützung und Schulungen über ADOPT id PLM, einen Lösungspartner von Siemens

ERGEBNISSE

• Optimierte Konstruktionsiterationen
• Weniger Fehler
• Sorgfältig vorbereitete und genaue Konstruktions- und Fertigungsdokumentation

ADOPT id PLM

eNovates nutzt das Solid Edge-Portfolio und PADS für die Integration der mechanischen, elektrischen und elektronischen Konstruktion.

„Die Erstellung virtueller Prototypen hat uns dabei geholfen, die Anzahl physischer Mockups und Prototypen um 80 Prozent zu reduzieren.“

Unterstützung des Ökosystems der Elektromobilität

eNovates ist ein schnell wachsendes Technologieunternehmen, das auf Mobilität und Nachhaltigkeit ausgerichtet ist. Das Unternehmen ist 2010 aus einem Think-Tank eines Business Clubs hervorgegangen und hat seinen Schwerpunkt auf die Entwicklung und Produktion von Ladesystemen und Software für das Energiemanagement gelegt, um das Ökosystem der Elektromobilität zu unterstützen.

eNovates expandiert in der Europäischen Union und hat einen großen Marktanteil an der Bereitstellung der öffentlichen Ladeinfrastruktur, die installierten Ladestationen beliefen sich im Frühjahr 2021 auf ungefähr 80.000. Das Unternehmen erweitert seine Reichweite im Bereich des intelligenten Energiemanagements und hat kürzlich ein Vehicle-to-Grid (V2G)-Ladegerät in sein Portfolio aufgenommen. Seine Kunden sind Charge Point Operators (CPOs) – Unternehmen, die Ladestationen verkaufen, sie mit Netzwerken verbinden und warten. eNovates fungiert für seine CPO-Partner als Originalgerätehersteller (OEM).

„Einige unserer Kunden kontaktieren uns, und haben nicht mehr als eine Vorstellung davon, wie das Endprodukt aussehen soll. In diesem Fall stützen wir uns auf eine Reihe generischer Plattform-Komponenten und -Produkte, um das Produkt zu erstellen, das am besten auf die Anforderungen des Kunden zugeschnitten ist.“, erklärt Stijn Vispoel, Manager für Forschung und Entwicklung bei eNovates. „Andere kommen mit einem Gehäuse zu uns und bitten uns, ein Ladegerät dafür zu entwickeln. Wir setzen vollständige Projekte für sie um, und alle Lösungen beinhalten mechanische, elektrische, elektronische und softwaretechnische Komponenten.“

Produktentwicklung bei sich schnell ändernden Anforderungen

Technologien, Bestimmungen, Normen und Kundenanforderungen unterliegen im Ökosystem der Elektromobilität rasanten Veränderungen. „Die größte Herausforderung sind die sich kontinuierlich und schnell ändernden Richtlinien des Marktes“, so Vispoel. „Wir müssen bei allen neuen Entwicklungen vorne mitspielen und brauchen jedes Jahr ein neues Produkt. Es ist wichtig, über ausreichende F&E-Kapazitäten zu verfügen, um mit den wechselnden Anforderungen für Ladestationen mithalten zu können. Ein weiterer Faktor sind die verschiedenen Vorschriften in unterschiedlichen Ländern in Europa. Beispielsweise haben Kunden in den Niederlanden andere Anforderungen als Kunden in Frankreich.“

Vispoel leitet ein Team aus Projektmanagern und Support-Mitarbeitern mit unterschiedlichen Erfahrungen in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Elektronik. „Wir beginnen jedes Projekt mit einer Prototyping-Phase, in der wir die benötigten Leiterplatten, die elektrischen Leitungen und mechanischen Komponenten entwickeln“, erläutert Vispoel. „Sobald wir die digitalen Konstruktionsdateien vollständig geprüft haben, erstellen wir einige Prototypen und führen Testläufe durch, um sicherzustellen, dass sie den Kundenanforderungen und den Bestimmungen entsprechen. Dann kommen wir in die sogenannte Alpha-Phase, in der wir alle Komponenten neugestalten, bei denen Änderungen erforderlich sind. Wir erstellen eine weitere Charge des Produkts, ungefähr 30 bis 50 Ladegeräte, und führen eine zusätzliche Validierungsrunde durch, bei der wir Temperatur- und Hochvolt-Tests durchführen. Zudem haben wir Kunden, die sie zum Laden der Fahrzeuge einsetzen und zusätzliche Tests durchführen.“

In der nächsten Entwicklungsphase, der Beta-Phase, nimmt eNovates die notwendigen Konstruktionsänderungen vor und bestellt eine neue Serie des Produkts. „Mit den Beta-Ladegeräten gehen wir direkt zu den Zertifizierungslabors und setzen ungefähr 100 Ladegeräte vor Ort bei unseren Kunden ein, um sicherzustellen, dass das Produkt ausgereift genug und vollständig zertifiziert ist, um es auf den Markt zu bringen“, so Vispoel. „Zu diesem Zeitpunkt beschäftigen wir uns normalerweise nicht mehr mit der Entwicklung der Hardware, sondern der Schwerpunkt liegt auf der Fertigstellung der Software. Dann beginnen wir schließlich mit der Produktion für unsere Kunden.“

Getrennte Systeme und Datensilos

Im Laufe seiner Entwicklung hat eNovates Engineering-Software-Systeme für mechanisches computergestütztes Design (MCAD), zwei verschiedene PCB-Design-Lösungen und ein System für die elektrische Verkabelung und die Kabelbaumkonstruktion erworben. Die Systeme wurden auf Grundlage der Erfahrungen der Ingenieure und der Erfahrungen der Partner und Kunden bei der Anwendung der Lösungen ausgewählt.

Diese Software-Landschaft hatte aber einige Einschränkungen: Das MCAD-System bot keine Funktionen für die elektrische Konstruktion, das System für die Kabelbaumkonstruktion keine 3D-Funktionen und keines der beiden Systeme konnte Daten auf einfache Weise mit den PCB-Design-Tools austauschen. Die vier getrennten und unverbundenen Software-Lösungen schufen Datensilos, die die disziplinenübergreifende Zusammenarbeit erschwerten. Jedes Softwarepaket nutzte andere Datenformate, die die Übertragung von Daten zwischen den Disziplinen behinderten. Da die Software von verschiedenen Anbietern stammte, waren die neuen Versionen der einzelnen Softwarelösungen nicht miteinander synchronisiert und eNovates erhielt Support von vier verschiedenen Stellen.

Bei diesem Ansatz übermittelte das Team für die mechanische Konstruktion seine Konstruktionsmodelle für die Änderung an das Team für die elektrische Konstruktion, die das modifizierte Modell dann wieder an das Team für die mechanische Konstruktion zurück übertrugen. Dieser iterative Austausch von Konstruktionen verlief über Wochen und Monate und verursachte hohe Kosten für Konstruktion und Prototyping und führte zu Verzögerungen bei der Markteinführung. Die Datensilos und Barrieren zwischen den Systemen erschwerten es eNovates, die elektrischen Konstruktionen in die mechanischen Bereiche einzufügen. Sie verursachten auch Probleme bei der Übermittlung von Konstruktionsinformationen an die Auftragsfertiger. eNovates übermittelte unübersichtliche und unzusammenhängende Details der Konstruktion für die Fertigung, was Probleme mit den Anforderungen und den Vorschriften zur Folge hatte.

Integration von Konstruktionsgebieten und -lösungen

Um effizientere Workflows zu erzielen, suchte eNovates nach einem integrierten Software-Toolset, das besser für das rasante Entwicklungstempo geeignet war. Über Kontakte an der Universität Gent erfuhr das Team von eNovates von Solid Edge®, einer Software, die Teil des Xcelerator™-Portfolios von Lösungen und Services von Siemens Digital Industries Software und eine führende branchenübliche Produktentwicklungsplattform ist.

Daraufhin setzte sich eNovates mit ADOPT id PLM, einem Lösungspartner von Siemens in Belgien, in Verbindung. Nach einem ersten Treffen bereitete ADOPT id eine Präsentation über Solid Edge und die integrierten Tools für die elektrische Konstruktion und technische Publikationen für eNovates vor. Die Präsentation veranschaulichte, dass alle Anwendungen für die mechanische Konstruktion, die elektrische Verkabelung und Kabelbaumkonstruktion sowie technische Publikationen vollständig integriert waren und denselben Standard für das Datenformat und die Anwenderschnittstelle nutzten. ADOPT id stellte auch Siemens EDA (vormals Mentor) PADS Professional-Software für die Leiterplattenkonstruktion- und verifizierung vor, die ebenfalls in Solid Edge integriert ist (PADS wird durch Innofour, einen Lösungspartner von Siemens EDA, unterstützt). Die Präsentation veranschaulichte zudem den bidirektionalen Datenfluss und die Assoziativität über die Bereiche Mechanik, Elektrik und Elektronik hinweg – Konstruktionsänderungen, die in einem Bereich vorgenommen werden, sind umgehend in den anderen Bereichen sichtbar.

Die Entscheidung von eNovates für die vorgestellte Lösung von Siemens fiel aus verschiedenen Gründen schnell positiv aus. „Wir wollten erreichen, dass alle unsere Softwarewerkzeuge zusammenarbeiten, um angesichts der rasanten Entwicklung einen besseren Konstruktionsablauf zu erzielen“, erläutert Vispoel. „Angesicht komplexer Produkte mit hohen Qualitätsstandards und einer effizienten Produktion sind wir auf eine schnelle Übermittlung von Informationen angewiesen. Die Software von Siemens bot uns bessere Möglichkeiten und sorgte dafür, dass weniger Fehler in unseren Konstruktionsiterationen auftraten. Dieses Maß an Integration haben wir nirgendwo sonst auf dem Engineering Software Markt gefunden. Für uns ist Siemens ein bedeutender Technologieanbieter, Marktführer auf dem Gebiet Software und eine Marke, die für Qualität steht.“

Dokumentation der Konstruktionen für die Fertigung

„Wir lagern unsere Produktion vollständig aus“, so Vispoel. „Wir liefern dem Auftragsfertiger umfassende Informationen darüber, wie das Produkt beschaffen sein muss, wie es getestet und wie es verpackt werden soll. Dieser überträgt dann unsere Vorgaben aus der Entwicklung auf die Herstellung des Produkts. Sie beschaffen jede einzelne Komponente, stellen die Leiterplatten her und testen alles basierend auf den Anweisungen, die wir bereitstellen.“

Mit seinen früheren Softwarelösungen konnte eNovates eine 3D-Datei bereitstellen, die die mechanische Konstruktion, elektrische Zeichnungen und drei getrennte Stücklisten für die Erstellung der Zeichnung der mechanischen, elektrischen und leiterplattenbezogenen Inhalte darstellte. Doch die Daten waren nicht gut integriert und wurden nicht effizient bereitgestellt.

Solid Edge Technical Publishing bot eNovates eine bessere Lösung für die Aufbereitung der Daten für die Fertigung. Jetzt beinhaltet das Fertigungspaket eine einheitliche Stückliste für das gesamte Produkt, was insbesondere für die Preisgestaltung sehr nützlich ist. Für die Leiterplattenfertigung wird mithilfe der Software PADS Professional eine Datei im Standardformat erzeugt, die Informationen über jede einzelne physische Leiterplattenschicht enthält und Leiterplattenobjekte wie Kupferbahnen, Durchkontaktierungen, Pads und Lötmasken koordiniert. Für die elektrische Fertigung extrahiert Solid Edge Technical Publishing die Liste von Kabeln und ihre Positionen, Verknüpfungen, Schnittlängen und die Drehmomente, die für die Verbindungsschrauben erforderlich sind. All dies wird mit dem Solid Edge-Modul für die elektrische Konstruktion produziert. Mit dem 3D-Modell von Solid Edge beschreibt die Publishing-Software jeden einzelnen Schritt der Produktbestückung und der Testvorgänge.

Optimierte Workflows steigern die Effizienz

Mit dem neuen integrierten Toolset profitiert eNovates von einer besseren Effizienz während des Produktentwicklungs- und Fertigungszyklus. „Das war ein großer Vorteil für uns“, so Vispoel.

Solid Edge 3D-Konstruktion enthält Synchronous Technology. Dies ermöglicht es eNovates, CAD-Daten von jeder Quelle zu bearbeiten und integrierte Tools für das Produktdatenmanagement und die Zusammenarbeit in der Cloud zu nutzen. Solid Edge Elektrische Konstruktion erfüllt die Anforderungen von eNovates für die 3D-Verkabelungs- und Kabelbaumkonstruktion und -validierung in mechanischen Baugruppen.

Solid Edge Technical Publishing hat eNovates dabei unterstützt, die Eindeutigkeit, Genauigkeit und Vollständigkeit der Fertigungsinformationen in umfassenden Dateien zu verbessern. Die Integration von PADS Professional mit Solid Edge hat dazu beigetragen, die Kommunikation zwischen Leiterplattenkonstrukteuren und Maschinenbauern zu verbessern.