A clever combination

Windhoff Bahn- und Anlagentechnik GmbH utnyttjar fördelarna med en kombination av elektroteknik och fluidteknik vid utveklingen av rälsfordon: CAx-systemen från EPLAN för de båda områdena är perfekt anpassade till varandra. På så sätt kan t.ex. elektropneumatiska bromssystem konstrueras på kort tid och med en minimal risk för fel. Windhoff använder då ett modulsystem som även det påskyndar konstruktionen.

Den som ofta åker tåg känner säkert till rälsfordonen från Windhoff Bahn- und Anlagentechnik GmbH i Rheine, även om han inte kan njuta av att åka med ett sådant fordon. För Windhoff – ett företag inom Georgsmarienhütte-gruppen – utvecklar och tillverkar rälsfordon för reparation av rälsanläggningar och luftledningar, t.ex. för slipning av räls eller underhåll samt specialfordon för brandbekämpning och livräddning, rälsfordon för Cargo-området eller rangeringslokomotiv. Ett annat verksamhetsområde tillverkar stationära anläggningar för järnvägsteknik som t.ex. vagnhissar och ett tredje har specialiserat sig på anläggningar för industriteknik. 

Rälsfordonen från Windhoff efterfrågas i hela världen – för tillfället tillverkas i Rheine t.ex. reparationsfordon för en nederländsk höghastighetssträcka, specialfordon för brandbekämpning och livräddning för schweiziska järnvägen samt underhållsfordon för en höghastighetssträcka i Taiwan. 

Uppdragsspecifik tillverkning – modulär utveckling
Fordonen tillverkas alltid uppdragsspecifikt och redan de enskilda järnvägsbolagens olika bestämmelser förhindrar att Windhoff kan ta tillvara på ”standard”-utvecklingar. De ca 15 till 20 medarbetarna inom konstruktion har alltså mycket att göra. Andreas Hellweg, dipl.-ing. elektroteknik på Windhoff: ”För att påskynda arbetet och förbättra kvaliteten, började vi för några år sedan att konceptionera moduler, som sedan endast måste anpassas till de individuella kraven”.

Elektroteknik och fluidteknik: Planering från ett ställe
Därför bestämde man sig på Windhoff för användningen av fluidPLAN (nu EPLAN Fluid): Detta CAE-system underlättar planeringen av fluidtekniken avsevärt och arbetar dessutom på en gemensam plattform med EPLAN 5 (nytt: EPLAN Electric P8) för elektrokonstruktionen. Verena Köster, teknisk ritare E-teknik inom verksamhetsområdet järnvägsteknik (bild): ”Vår målsättning var och är en modularisering av konstruktionen efter funktioner. Då är en så tät förbindning som möjligt mellan fluid- och elektroteknik meningsfullt, eftersom de fluidtekniska systemen i våra rälsfordon nästan alltid styrs elektriskt. Dessutom är tillvägagångssättet inom konstruktion mycket lika.” Verena Köster kan bedömma detta, eftersom hon i början uteslutande arbetade inom elektrokonstruktion och nu arbetar 50% inom fluidteknik.

Nytt tillvägagångssätt: Områden bearbetas parallellt i stället för efter varandra
Konstruktörerna som tidigare använde ritningar från liknande projekt som grund och sedan anpassade dem till de individuella kraven, kan nu hämta en projektneutral grundmodul, alltså ett mallprojekt t.ex. för funktionen ”lyftkran”. Denna modul innehåller en komponent för både fluid- och elektrotekniken. Komponenterna utvecklas parallellt, samtidigt övertas de relevanta ändringarna automatiskt i den andra modulen. Verena Köster: ”På detta sätt kan elektro- och fluidtekniker arbeta parallellt med ett projekt: Detta sparar utvecklingstid.” För Windhoff är detta en viktig faktor, eftersom utvecklarna och även tillverkningen har fullt upp att göra.

Gemensam utveckling medför kommunikation
Samtidigt kontrolleras även att schemana för båda områden är identiska, t.o.m. bladnumren och komponenternas numrering. Men inte bara detta: Utvecklingen sker också gemensamt – det som tidigare genomfördes på två åtskiljda avdelningar, åtgärdas nu i nära samarbete och medför även ett positivare resultat. Andreas Hellweg: ”Den gemensamma utvecklingen av fluid- och elektroteknik leder snabbare till målet och medför en modulär utveckling. Tack vare introduktionen av fluidPLAN blev ett nytänkande och annat arbetssätt nödvändigt”.

Skepsis i början som snabbt försvann
Detta gällde konstruktionen fluidteknik och även tillverkningen, och för dem var implementeringen med säkerhet en större omställning än för elektroteknikerna. Men de lärde sig snabbt att uppskatta fördelarna med en tät förbindning till E-tekniken, dessutom arbetar även många underleverantörer till Windhoff, t.ex. tillverkarna av lastkranar, också med fluidPLAN: Detta underlättar arbetet. Och medan det tidigare – när den mekaniska konstruktionen även ansvarade för hydrauliken – ibland uppstod anpassningsproblem mellan hydraulik och elektroteknik, när det t.ex. gällde placeringen och anslutningen av komponenter, hör dessa problem nu till det förflutna.

Allt på ett schema
Därför skapades alla aktuella projekt på Windhoff med EPLAN 5.70 och fluidPLAN – och konstruktörerna förväntar sig ytterligare fördelar med den nya EPLAN-plattformen. 

Licenserna för EPLAN Electric P8 och även för EPLAN Fluid har redan köpts in, men med implementeringen startar man först i april. August Teepe, IT-chef för Windhoff Bahn- und Anlagentechnik: ”Hos oss är CAD-systemen – inklusive den mekaniska konstruktionen – anslutna till SAP-systemet via EDM-systemet från keytech. Vi har därmed fått ett genomgående dataflöde från den första konstruktionsritningen, via detaljkonstruktionen och till affärsdatan: På så sätt genererar keytech t.ex. automatiskt stycklistor i SAP-systemet, som inköpsavdelningen övertar som behov direkt för en beställning.” Eftersom leverantören av EDM-systemet fördigställde gränssnittet för den nya EPLAN Electric P8 först i början av året, väntade man på detta och implementerar inom kort direkt även förbindningen till SAP, för att upprätthålla det genomgående dataflödet.

Fluid-programvara för tryckluft, hydraulolja och vatten
Windhoff-konstruktörerna använder fluidPLAN även för pneumatikkonstruktionen. Till rälsfordonens pneumatiska komponenter hör bl.a. aktiveringen av kommutatorerna, bromsarna och signaleringen samt ytterligare styrningar. Dessutom används programvaran även till konstruktionen av oljehydrauliken samt till t.ex. vattenförsörjningen av slipanläggningarna för rälsen.

Tågsäkerhetssystem / bromssystem: Tät förbindning mellan områdena
Ett särskilt utvecklingsintensivt område är de mycket komplexa tågsäkerhetssystemen, som skiljer sig beroende på nation och järnvägsbolag. Dokumentationen av ett system / rälsfordon omfattar bl.a. flera hundra blad elektroteknik samt flera blad med pneumatik och hydraulik. Även detta dokumenterar den täta förbindningen mellan elektroteknik och fluidtechnik, som Windhoff nu även har förverkligat på konstruktionsnivå. Detsamma gäller för bromsmodulen, som konstruktörerna själva har utvecklat: Här har alla pneumatiska och elektriska komponenter sammanfattats i en kompakt modul.

Mycket hjälp vid det dagliga arbetet
På Windhoff ser man dock även andra fördelar med användningen av fluidPLAN resp. framtida EPLAN Fluid. Verena Köster: ”CAx-förbindningen mellan elektro- och fluidtekniken passar bra till den nya postnormen EN 61346, som sorterar postbeteckningarna enhetligt och områdesövergripande efter funktioner. Dessutom sparar den direkta förbindningen till databaser, som t.ex. online-katalogerna, mycket tid.”

Sensorkomponenter som temperatursensorer i hydraultanken eller trycksensorer i ledningarna kan även de enklare läggas till i konstruktionen, eftersom de måste läggas till i modulen fluid- och även elektrotekniskt. Datan, som sensorerna levererar, bearbetas sedan vidare i PLC för motsvarande system. Och för fasta kombinationer, som t.ex. proportionalventiler och deras aktivering, har de tekniska ritarna sparat makron, som de hämtar med ett musklick.

En logisk förbindning
Därmed påverkar förbindningen mellan elektro- och fluidteknik konstruktionen mycket positivt av flera skäl – på Windhoff registrerar man effektivare förlopp och även mindre inkonsekvens mellan de enskilda områdena. Dessa fördelar blir ännu tydligare, när den nya EPLAN-plattformen installeras i april: Då använder de båda områdena exakt samma databas och visar, enkelt sagt, en annan aspekt av den kompletta konstruktionen.