Elektrische Schaltpläne: Diese Software digitalisiert das Kabelbaumdesign

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Carraro Agritalia hat sich die Aufgabe gestellt, die elektrische Verkabelung und das Kabelbaumdesign bei seinen Landmaschinen zu rationalisieren. Fündig wurde das Unternehmen bei Siemens Digital Industries Software. Was die Lösung VeSys in der Praxis leistet, zeigt dieser Bericht.

Die Carraro-Gruppe wurde 1932 mit dem Ziel gegründet, die Arbeit und die Lebensqualität der Landwirte zu verbessern. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Lösungen für Landmaschinen – von Traktoren bis zu Mähdreschern – und hat sich zu einem wichtigen Partner für die weltweit führenden Hersteller von Landmaschinen entwickelt. Der globale Anbieter verfügt über neun Produktionsstätten und beschäftigt mehr als 3.000 Mitarbeiter.

Ein neues Paradigma im Bereich der Landmaschinen schafft die Carraro Group mit der Einführung von Hybrid-Traktoren sowie einer Produktlinie mit umweltfreundlichen E-Transmission-Produkten für Hybrid- und vollelektrische Fahrzeuge.

„Heute liegt unser Schwerpunkt auf der Emissionsreduzierung und der Maximierung der Maschineneffizienz bei Erdbewegungsmaschinen sowie bei Maschinen für Obstbau und Winzerei“, sagt Paolo Righetti, Leiter des elektrischen Kompetenzzen­trums bei Carraro Agritalia, der Traktoren sparte der Carraro-Gruppe.

Elektrische Schaltpläne – Mit der beschleunigten Produktion Schritt halten

Das rasche Wachstum von Carraro Agri­talia veranlasste das Team, nach neuen Werkzeugen zur Rationalisierung der elek­trischen Verkabelung und des Kabelbaumdesigns zu suchen.

Die steigenden Anforderungen an die Entwicklung von Antriebssträngen für schwere Maschinen überfordern einfachere Simulations- und Analysewerkzeuge. Die wachsende Zahl komplexer, software­gesteuerter Produkteigenschaften, Funktionen und Betriebssysteme erfordert eine hochentwickelte Softwarevalidierung und ein Revisionsmanagementsystem.

„Unsere bestehende Umgebung für die Elektroplanung war zu Beginn ausreichend“, erklärt Righetti und führt fort: „Als wir jedoch unser Team vergrößerten und mehr Projekte übernahmen, wurde eine schnelle und effiziente Fehlersuche und -behebung entscheidend.“ Das bestehende Tool war langsam und umständlich und bot keine Möglichkeit, Design Rule Checks (DRC) durchzuführen.

Carraro Agritalia benötigte eine Lösung, die das Kabelbaumdesign mit der Verdrahtung integriert und bei der man Daten einfach übertragen und während der gesamten Entwicklung wiederverwenden kann. Ziel war es, Fehlerquellen zu minimieren, den Zeitaufwand für die Zuweisung von Teilen zu reduzieren und automatisch ­benutzerdefinierte Berichte zu erstellen.

Designfehler, die sich bis zum fertigen Produkt fortsetzen, können zu obligatorischen Rückrufaktionen führen und die Glaubwürdigkeit der Marke bei Kunden und Interessenten beeinträchtigen. „Um Post-Production-Fehler zu vermeiden, ­benötigten wir ein Datenverwaltungssystem aus einer Hand und eine Möglichkeit, die Entwürfe in einem frühen Stadium des Prozesses zu testen und zu validieren, solange sie noch einfach zu korrigieren sind“, erklärt Righetti.

Das richtige Design gleich beim ersten Mal

In Zusammenarbeit mit Har-Tech entschied sich das F&E-Team von Carraro Agritalia für die VeSys-Software aus dem Xcelerator-Portfolio von Siemens Digital ­Industries Software. Das Unternehmen nutzt die Software für elektrische Schaltpläne und Kabelbäume, um die Anforderungen bei der Entwicklung für seinen wachsenden Katalog von Traktoren und Landmaschinen zu erfüllen. VeSys überzeugte durch seine Benutzerfreundlichkeit und sein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Lösung hilft Entwicklern von Kabeln und Kabelbäumen mit leistungsstarken, intuitiven Funktionen und ermöglicht einen schnellen Return on Investment (ROI). Die Software wurde außerdem für eine schnelle Bereitstellung und einfache Installation optimiert. Design- und Kabelbaum-Tools lassen sich einzeln oder gemeinsam einsetzen, wodurch die Daten des Verdrahtungsdesigns nahtlos in die zugehörigen Kabelbaumdesigns einfließen. Das reduziert den Aufwand und minimiert das Fehlerrisiko.

Mit VeSys kann das Entwicklungsteam von Carraro seine Elektro- und Kabelbaum­entwürfe von Beginn an ohne Fehler erstellen sowie die zahlreichen Validierungsfunktionen nutzen. Die Entwickler können automatisch produktionsreife Zeichnungen, Stücklisten und alle Dateien und Berichte erstellen, die für die Kalkulation und Fertigung benötigt werden. VeSys lässt sich in 3D-CAD-Systeme integrieren, so dass Ingenieure das Design modellieren und dann die elektrischen Details in VeSys konstruieren können.

Die Software lässt sich intuitiv und einfach bedienen und wird mit Video-Tutorials, Online-Schulungen und umfangreicher ­Dokumentation geliefert; eine aktive Benutzergemeinschaft sorgt für weitere Unterstützung. VeSys bietet volle Datenkompatibilität mit der Capital-Software von Siemens für die Entwicklung von E/E-Systemen, so dass Carraro Agritalia nahtlos mit Erstausrüstern (OEMs) zusammenarbeiten kann, die Capital-Lösungen verwenden.

Elektrische Schaltpläne: Integration einer Code-Bibliothek

Im Rahmen der Implementierung wird eine kundenspezifische Bibliothek von ­Modellen elektrischer Komponenten erstellt und in das Tool integriert.

Die Vereinfachung des Entwicklungs- und Überprüfungsprozesses komplexer moderner Kabel- und Kabelbaumdesigns hilft Carraro Agritalia, sich auf dem Markt für Elektrotraktoren zu etablieren. Laut der Studie „Global Autonomous Electric Tractor Market 2021“ soll dieser Markt von 2021 bis 2027 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 32,7 Prozent wachsen und bis 2027 etwa 4,23 Milliarden US-Dollar erreichen.

Elektrische Schaltpläne – Wettbewerbsvorteile durch weniger Fehler und schnellere Prüfzeiten

Seit der Einführung von VeSys hat Carraro Agritalia die Nutzung der Software von zwei auf sieben Lizenzen ausgeweitet. Dadurch konnte man die Produktivität erheblich steigern. Die Wahrscheinlichkeit von Konstruktionsfehlern ließ sich um 25 Prozent reduzieren, die Laufzeit von Funktionstests um 50 Prozent erhöhen und die Qualität der fertigen Kabelbäume um mindestens 20 Prozent verbessern. Auch die Fehlererkennung und -korrektur nach dem Test ist deutlich schneller, was sich positiv auf das Ansehen von Carraro Agritalia auswirkt.

In Zukunft wird das Unternehmen die Inte­gration von VeSys in ein mechanisches computergestütztes Design-Tool (MCAD) prüfen, um die Vorteile der VeSys-Funktionen und eine frühe Designvalidierung zu nutzen. Darüber hinaus ermöglichen die Simulationsfunktionen der Siemens-Lösung dem Team ein klares Verständnis der Konnektivität und des Schaltungsverhaltens sowie die Korrektur von Problemen in einem frühen Stadium des Designzyklus. Der Lösungspartner Har-Tech soll ein integraler Bestandteil dieses Prozesses sein, mit dem Ziel, dass die Überprüfungen der Beschaltung, des Spannungsabfalls und der Stromverläufe sowie Simulationen und Berechnungen bereits in den Entwurfsprozess einziehen.

„Unser Ziel ist es, das Leben der Arbeiter, die Land- sowie Baumaschinen bedienen, zu verbessern“, betont Righetti. „Mit VeSys können wir Maschinen von höchster Qualität schneller auf den Markt bringen und den betrieblichen Aufwand sowie das Risiko reduzieren. Und nicht zuletzt lösen wir unser Versprechen ein, die Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Maschineneffizienz zu maximieren.“

Der Autor Ralf Steck ist freier Fachjournalist in Friedrichshafen.

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