Parametreren in plaats van tekenen

Het Duitse KWS Saat SE richt zich op de ontwikkeling van nieuwe zadenvariëteiten. Daarbij maakt het bedrijf complexe machines en systemen voor de verwerking en behandeling van zaden intern met behulp van het EPLAN Platform – beginnend bij de P&I-diagrammen, die met EPLAN Preplanning worden ontworpen. Het onderliggende principe: consistente, multidisciplinaire ontwerpprocessen, van mechanische en procestechniek tot en met hydraulica en elektrotechniek.

KWS Saat SE bestaat al sinds 1856 en heeft vandaag wereldwijd zo'n 5.000 mensen in dienst. Met een omzet van ruim een miljard euro is dit een van 's werelds toonaangevende zadenproducenten. De focus ligt op zaadvariëteiten voor gematigde klimaten, zoals suikerbiet, maïs, granen en oliehoudende zaden.

Elk jaar lanceert KWS nieuwe variëteiten voor de landbouwmarkt. Het gaat dan bijvoorbeeld om zaden die een hogere opbrengst opleveren of bestand zijn tegen bepaalde pathogenen of insecticiden. De ontwikkeling van zo'n nieuwe variant - van reageerbuis tot marktintroductie - kan wel 10 tot 12 jaar in beslag nemen. Nieuw ontwikkelde variëteiten moeten eerst intensief worden getest, waarna ze kunnen worden goedgekeurd en door partnerbedrijven kunnen worden vermenigvuldigd. Zaden zijn natuurproducten, dus ze kunnen niet zomaar worden geproduceerd.

Speciale machines voor de verwerking van zaden

Om de zaden op de markt te kunnen brengen, is geavanceerde procestechnologie nodig, zoals elektrotechniek. Manfred Schaper, elektrisch en automatiseringsontwerper bij KWS: “In Einbeck werken we met de modernste zaadverwerkingsinstallatie ter wereld.” De voornaamste ontwikkelingsafdeling, die ook machines voor andere KWS-locaties ontwikkelt, is hier gevestigd.

Het werk omvat zeer specifieke, gespecialiseerde machinevormgeving. Zo combineren de verregaand geautomatiseerde systemen voor de verwerking van suikerbietzaden een hele reeks processen: reinigen, zeven, drogen, coaten (‘dressing’) en de aanbrenging van actieve ingrediënten. Het resultaat is dat de individuele zaden worden omgetoverd tot identieke korrels op een vast formaat. Die worden op hoge snelheid gezaaid door automatische zaaimachines, met een tussenruimte van ca. 22 cm. Die manier van werken zorgt dat maar liefst 98% van de geplante zaden daadwerkelijk uitkomt.

Op zoek naar geïntegreerde technische software

Zaadverwerking is een vorm van ‘campagneproductie’ met welbepaalde tijdskaders. Dit betekent dat de machines op het juiste moment beschikbaar moeten zijn. Naast het ontwerp van nieuwe machines behoort ook het retrofitten van bestaande systemen de tot de taken van de ontwerpingenieurs. Manfred Schaper, Electrical Planner Technical Innovations: “We passen bestaande systemen regelmatig aan aan de nieuwe vereisten.”

Elk project begint met een P&I-diagram

Ontwerpers van mechanische systemen zoals Uwe Domhöver ontwikkelen eerst een P&I-diagram van het te bouwen systeem, gebaseerd op gesprekken met de klant. Er wordt gewerkt met EPLAN Preplanning, waardoor een grafisch overzicht van het systeem mogelijk wordt gemaakt. In dit stadium kunnen al data over individuele meet- en verbruikspunten en over de instrumenten worden opgeslagen. Die blijven in alle latere ontwikkelingsstadia beschikbaar en vormen zo de basis voor een continue, gestandaardiseerde workflow.

Pneumatiek domineert

EPLAN wordt niet alleen gebruikt voor elektrotechniek, maar ook voor pneumatiek. Manfred Schaper: “We maken veel gebruik van pneumatiek voor de automatisering van onze systemen.” Hiervoor is EPLAN Fluid het ideale hulpmiddel: “Onze ontwerpers configureren de ventielklemmen op het Festo portal, ze sturen een code naar Festo en dan krijgen ze de bijbehorende EPLAN-data terug. Dit werkt heel goed.”

Op vlak van CAD zijn EPLAN Fluid en EPLAN Electric P8 nauw aan elkaar gekoppeld om voor consistentie te zorgen in het ontwerp van pneumatische automatiseringstechnologie. KWS maakt intensief gebruik van het EPLAN Data Portal bij de selectie van componenten, zoals frequentieomvormers. Dit vereenvoudigt het ontwerpproces aanzienlijk, want tijdens het volledige technische proces wordt met uniforme data en informatie gewerkt.

Parametreren in plaats van tekenen

De implementatie van EPLAN tools heeft de werkwijze van de ontwerpers veranderd. Manfred Schaper: “In het verleden tekenden we. Nu parametreren we.” Parametrering is ook populair omdat het de werklast aanzienlijk verlaagt: “We zijn volop aan het groeien en we ontwerpen nu installaties en machines voor meerdere locaties. Dankzij de nieuwe softwareoplossingen van EPLAN kunnen we veel efficiënter werken, zodat onze ontwerpers zich op de creatieve taken kunnen focussen in plaats van de repetitieve handelingen.” De geoptimaliseerde ontwerpprocessen betekenen ook dat de oplossingen sneller beschikbaar zijn voor collega's op de individuele productielocaties.

Dit is des te belangrijker omdat de systemen van KWS bijzonder complex zijn en het ontwerp zeer gedetailleerd in elkaar zit. Het allereerste project dat KWS intern met gebruik van EPLAN ontwikkelde, was extreem gedetailleerd. Manfred Schaper geeft een voorbeeld: “Voor de aandrijving moesten we het vermogensverlies berekenen en de torsie verifiëren.”

Complexe schakelkasten – hoge verwachtingen

KWS schakelkasten zijn meestal 2,40 tot 9 meter breed en worden decentraal geplaatst, afhankelijk van de functies en de systeemcomponenten. Vaak moet aan explosiebeveiligingsvereisten worden voldaan, dus de meeste schakelkasten zijn met brandblussystemen uitgerust. KWS maakt gebruik van het grote modulaire systeem van Siemens voor de controletechnologie, evenals van het Siemens TIA portal. Sommige van de schakelkasten worden gebouwd door dienstenleveranciers, die dan eveneens met het EPLAN Platform werken.

Vormgeving aan de hand van ‘parametreren in plaats van tekenen’ was bij KWS al snel het nieuwe normaal. En terecht: het bespaart tijd en kosten en maakt continue ontwerpactiviteit binnen de diverse vakgebieden mogelijk, waarbij de kerndatabase bij elke stap verder wordt verrijkt.

De volgende stap: schakelkasten ontwerpen in 3D

Op dit moment vinden voorbereidingen plaats om EPLAN Pro Panel te implementeren, waarmee schakelkasten in 3D kunnen worden ontworpen. Manfred Schaper is ook van plan om meer gebruik te maken van macro's, bijvoorbeeld voor klepactuators: “Ontwerpers moeten dan alleen nog de parameters invoeren, waarna de actuator automatisch wordt geselecteerd en met alle relevante data in het schakelschema wordt opgenomen. Dit bespaart nog meer tijd: We voeren de macro's in vanuit het stroomdiagram, waarna de schema's door het systeem worden aangemaakt.”

In een volgend project zou het aantal EPLAN-gebruikers dat van de dienst gebruik maakt, kunnen worden uitgebreid: “Technici in de fabriek hebben dan via een tablet of laptop toegang tot zowel de P&ID als Electric P8 en EPLAN Fluid. Daarmee worden fouten sneller opgespoord en gecorrigeerd."