Digitale Prozesskette mit SOLIDWORKS in der Nahrungsmittelindustrie.

Die Vemag Maschinenbau GmbH mit Hauptsitz in Verden entwickelt und produziert seit über 60 Jahren Maschinen und Systemkomponenten für die Nahrungsmittelindustrie. Dabei setzt das Unternehmen verstärkt auf den Systemcharakter seiner Lösungen, um diese später nahtlos in die komplexen Produktionslinien der Kunden zu integrieren. Ziel ist ein Baukastensystem aus Standardfüllern und maßgeschneiderten Vorsatzgeräten, das flexibel auf die speziellen Anforderungen der Anwender zugeschnitten werden kann. Das Unternehmen ist weltweit aktiv und erreicht einen Exportanteil von circa 70 Prozent. Die Produktentwicklung setzt das 3D-CAD-System SOLIDWORKS Professional und SOLIDWORKS Flow Simulation zur Strömungssimulation ein. Die Beratung, Implementierung sowie alle Supportdienstleistungen rund um die Software führt der autorisierte Vertriebspartner Bechtle PLM durch.

Mit dem ROBOT 500 hat Vemag mit über 4.000 produzierten und verkauften Einheiten die weltweit meistgebaute Vakuumfüllmaschine im Sortiment. In der Konstruktion wurde in besonderem Maße auf den zuverlässigen Einsatz auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen Wert gelegt. Alle hoch beanspruchten Komponenten – wie Fördersystem und Getriebe – sind auf lange Lebensdauer, Verschleißarmut und geringen Wartungsaufwand ausgelegt. „Innovative Lösungen mit einer hohen Qualität über den gesamten Lebenszyklus sind die Basis für unseren Erfolg“, erzählt Stephan Janke, CAD-Koordinator bei der Vemag Maschinenbau GmbH. „Um noch näher am Kunden zu sein, haben wir neben der Serienkonstruktion seit vielen Jahren auch eine Sonderkonstruktion aufgebaut, die speziellen Anforderungen gerecht wird und seit geraumer Zeit zunehmend an Bedeutung gewinnt. Der Schritt von 2D auf 3D war daher die logische Konsequenz, unsere Entwicklung flexibler, schneller und gleichzeitig zukunftssicher aufzustellen.“

Flexible Konstruktion und präzise Blechabwicklung mit SOLIDWORKS.

Sowohl die Serien- als auch die Sonderkonstruktion hat Aufgaben des klassischen Maschinenbaus zu erfüllen. Neben der Konstruktion von Dreh-, Guss- und Frästeilen werden auch alle Blechteile intern entwickelt. Bei einer Anzahl von durchschnittlich 300 bis 700 verschiedenen Einzelteilen bei 30 bis 70 Baugruppen pro Produkt eine komplexe Angelegenheit, die sich nur mit einem modernen CAD-System bewältigen lässt. Die Kernkompetenz in der Serienkonstruktion liegt laut Stephan Janke bei den Füllmaschinen: „Das ist unser Hauptgeschäft. Wir arbeiten hier jeweils mit einem Basismodell, das mit verschiedenen Optionen belegt ist. Etwa ob ein Aufzug angebracht werden soll und wenn ja, an welcher Position, oder auch welche Größe der Trichter aufweisen solle. So kann der Kunde seine Maschine individuell zusammenstellen. In der Sonderkonstruktion erfolgt eine Neuentwicklung komplett nach Kundenwunsch.“

Bereits 2004 hat sich das Unternehmen für SOLIDWORKS Anwendungen entschieden. Ein Ziel war es, den Datenaustausch mit den Partnerunternehmen, die schon länger mit SOLIDWORKS 3D-CAD arbeiteten, zu vereinfachen. Auch intern sollten verschiedene Bereiche, wie die automatische Abwicklung von Bleichteilen, optimiert werden. „Bis zu dem Zeitpunkt wurden die Abwicklungen unserer Gehäuse von Hand berechnet und bei Änderungen manuell angepasst. Gerade bei häufigeren Iterationen nahm das sehr viel Zeit in Anspruch. Zudem hatten wir immer wieder Probleme mit der Passgenauigkeit. SOLIDWORKS erstellt die Abwicklungen automatisch, was uns deutliche Vorteile verschafft hat. Zudem sind die Abwicklungen so präzise, dass wir auch die Fertigung angleichen konnten. Vorher waren hier ebenfalls manuelle Anpassungen erforderlich – das ist nun Geschichte.“

Schneller zu besseren Lösungen mit SOLIDWORKS Flow Simulation.

Neben den bereits genannten Blech-Features nutzen die Anwender bei der Vemag die gesamte Bandbreite der SOLIDWORKS Funktionen, einschließlich des Simulation Xpress-Werkzeugs zur ersten Festigkeitsberechnung. „Um bei Flanschen und geschweißten Stellen die Belastungsspitzen zu erkennen, wird die im CAD-System integrierte Analyse verwendet“, so Stephan Janke. „Das ersetzt zwar keine Komplettberechnung, ist aber schnell im laufenden Konstruktionsprozess anwendbar und liefert eine erste Einschätzung, von der aus wir weiterentwickeln. Insgesamt konnten wir seit der Einführung von SOLIDWORKS die Qualität unserer Produkte deutlich erhöhen: 3D gibt einen besseren Über- und Einblick in Bauräume und zeigt die Machbarkeit eines Entwurfs auf.“

Neue Serien starten mit dem Bau von Prototypen, gehen dann in die Vor- und anschließend in die End-Serie über. Seit Anfang 2012 nutzt Vemag auch die Flüssigkeitsanalyse mit SOLIDWORKS Flow Simulation. „Wir befinden uns noch in der Einführungs- beziehungsweise Findungsphase, sehen aber ein großes Potential“, erklärt Janke. „Die große Herausforderung in der Nahrungsmittelindustrie liegt in der Verarbeitung von sehr unterschiedlichen Materialien. Die Definition der Fluide, also der zu verarbeitenden Produkte unserer Kunden, sind extrem unterschiedlich. Wir haben es mit Gulasch, das eher große Stücke aufweist, ebenso zu tun wie mit Teigen oder Hackfleisch. Hier müssen wir geeignete Parameter finden, die die Prozesse unserer Kunden optimal abbilden und simulieren. Derzeit werden von dem ersten mit SOLIDWORKS Flow Simulation berechneten Gerät Prototypen gebaut und im Anschluss getestet.“

Für die Neuentwicklung einer speziellen Düse konnte bereits aufgrund der Erkenntnisse einer Flow Simulation eine konstruktive Verbesserung umgesetzt werden, die ohne die Software in dieser Form sicher nicht zustande gekommen wäre. „SOLIDWORKS Flow Simulation erlaubt uns, auch ungewöhnliche Ideen zu simulieren, die als realer Prototyp vermutlich nie gebaut worden wären. Damit konnten wir in diesem Fall für dieses Projekt zwei bis drei Monate Verzögerung vermeiden, sowie weitere Prototypen und Testreihen einsparen.“  

3D-CAD-Daten effizient für Präsentation und Dokumentation nutzen.

Die SOLIDWORKS Modelldaten werden bei Vemag aber nicht nur in der Konstruktion, sondern auch als Basis für Animationen genutzt, die sowohl in Kundenpräsentationen als auch auf Messen gezeigt werden. „Bilder sind ansprechender als Zeichnungen und haben einen stärkeren Einfluss auf Entscheidungen. Daher haben wir außerdem SOLIDWORKS Composer im Einsatz. Mit dieser Dokumentationssoftware können auch andere Unternehmensbereiche von den SOLIDWORKS CAD-Daten profitieren“, so Stephan Janke. „Eines der ersten Projekte war die Erzeugung von webbasierten elektronischen Ersatzteilkatalogen. Bislang hatte diese Arbeit ein externer Dienstleister übernommen, der anhand der Stückliste und Montagezeichnungen die Kataloge zu den einzelnen Vemag-Produkten von Hand aufbaute. Heute generieren wir direkt aus dem 3D-CAD eine SMG-Datei, importieren diese in SOLIDWORKS Composer und erzeugen dort Explosionsansichten mit allen erforderlichen Informationen. Als Datendrehscheibe fungiert unser SAP-System, in dem alle Daten zu einem 3D-Modell hinterlegt sind. Heute sind wir deutlich schneller geworden: Was vorher Wochen und Monate dauerte, ist heute ein paar Mausklicks entfernt.“ Ebenso in der Planung ist die Erstellung von Servicedokumenten und Montageanleitungen. Neben der Erzeugung von SMG-Dateien wird der Automatisierungsgrad weiter erhöht durch die automatische Erzeugung von STEP- und DXF-Dateien für Lieferanten oder STL-Dateien für eine separate Teilewiederverwendungssoftware.

Durchgängige Prozesse und schneller Support aus einer Hand.

„Wir sind seit der Implementierung von SOLIDWORKS in der Konstruktion deutlich schneller und durchgängiger geworden“, so Janke. „Von jedem Teil werden außerdem automatisch Vorschaubilder als JPG erstellt und, neben der Zeichnung, über das ERP-System zugänglich gemacht. Damit haben auch Mitarbeiter in der Fertigung, dem Vertrieb oder dem Verkauf Zugriff und wissen, um welches Teil es sich handelt. Mit SOLIDWORKS Composer haben wir die Einsatzgebiete der 3D-Daten nochmals erweitern können. Weitere Vorteile für uns sind, dass die Lösungen ineinandergreifen und wir alles aus einer Hand über Bechtle PLM erhalten haben. Letztlich war dies auch ein Entscheidungsgrund für SOLIDWORKS Composer.“ 

Die Bechtle PLM punktet neben der örtlichen Nähe zur Vemag auch mit dem Support. Janke lobt die kurzen Antwortzeiten, die zwischen 15 Minuten und maximal zwei Stunden liegen. Die gute Zusammenarbeit mit SOLIDWORKS und Bechtle PLM hält an.