Am Anfang stand die Anfrage eines Lebensmittelherstellers, der seine Produktionslinie modernisieren wollte. Inzwischen heißt das Anlagenprojekt Showcase MI5 und wird eigenverantwortlich von 18 Studenten vorwiegend aus der TU München konstruiert und gebaut. Ihnen übertragen hat das Projekt Rainer Stetter, Geschäftsführer von ITQ: „Das Showcase soll anschaulich zeigen, wie mechatronisches Engineering idealerweise durchzuführen ist.“ Premiere hat das Projekt des Studenten-Teams auf der SPS IPC Drives. Dort werden Messebesucher nicht nur optisch angesprochen. Die Keks-Cocktail-Maschine darf auch bedient, die Endprodukte können verkostet werden. Neben den Gaumenfreuden wird dem Messebesucher über eine HMI-Plattform der Ablauf des Projekts erklärt; natürlich stehen die Studenten Rede und Antwort.
Grundlage für die Maschine ist das XTS-System von Beckhoff. Das lineare Transportsystem erinnert optisch an eine Carrera-Bahn: Eine ovale Strecke, selbst zusammengesteckt, mit beweglichen Transportelementen, den Movern. Die Strecke kann fast in jede Form gesteckt werden und in nahezu beliebiger Länge. Das System wird von einem einzigen PC über Magnetfelder gesteuert, wodurch es kabellos ist. Die Mover können beschleunigen, bremsen, positionieren und sich synchronisieren. Sie können absolute und relative Positionen zueinander einnehmen, sich gruppieren und aufstauen. Außerdem können sie sowohl auf den Hin- als auch auf ihren Rückwegen Waren transportieren. Da sie das ohne Schwingungen und ohne Spiel bewältigen, sind sie eine gute Grundlage, um die Keksburger und die Cocktails für interessierte Messegäste zusammen zu stellen.
Abstimmen und Hinterfragen
Das MI5-Team ist interdisziplinär zusammengestellt und arbeitet mit dem Luxusfaktor Zeit. Sie haben sich in verschiedene Gruppen aufgeteilt, die zum Beispiel Keks heißen, Cocktail oder HMI. Die Teams Mechanische Schnittstelle und Kommunikationsarchitektur setzen sich aus Vertretern aller Gruppen zusammen. So stellten die Studenten sicher, dass alle Aspekte bedacht und jedes Teammitglied über Fortschritte informiert wurde. Einmal wöchentlich trafen sich die Mitglieder und stellten den anderen Gruppen ihre Entwicklungen vor. Hier wurden auch Probleme, Möglichkeiten und Herausforderungen besprochen, um gemeinsam zur bestmöglichen Lösung zu kommen. Durch das Abstimmen mit anderen Teams konnten einige Verbesserungen recht früh im Prozess eingebracht werden. Zum Beispiel kann das für die Produktion passende Design für den Wartungsmechaniker eine unzugängliche Stelle bedeuten. Also wurden Skizzen gemacht, Lösungskonzepte erstellt und diese in einer großen Runde be- und ausgewertet. „Wir hinterfragen uns ständig, ob wir das, was wir machen, auch richtig machen“, erklärt Markus Händl das Vorgehen. Er beschäftigt sich mit Entwicklungsmethodik und gehört zum Team Keks.
Auch das gemeinsame Arbeiten über verschiedene Disziplinen hinweg hat die Studenten zu Erkenntnissen geführt, die ihr Arbeitsleben wahrscheinlich prägen werden. So erklärt Händl, dass „ein Informatiker komplett anderes arbeitet als ein Maschinenbauer, um das gleiche Problem zu lösen.“ Das habe das Bewusstsein geschaffen, dass es notwendig ist, zusammenzuarbeiten.
Die Software muss funktionieren
Die Maschine wird dezentral gesteuert, die Software-Architektur ist so angelegt, dass jedes System möglichst autark ist, sich im gesamten Produktionssystem einklinken und sagen kann: Ich bin jetzt hier und könnte das und das machen. Das erfordert eine ausgeklügelte Kommunikation. Also erstellten die Studenten verschiedene Ablaufdiagramme, um das Konzept der Anlage darzustellen. So legten sie fest, wo die Informationsflüsse verlaufen, wo was gespeichert werden muss und wie die Software-Architektur dahinter aussehen sollte. Auf der einen Seite sind das mechanische Themen. Allerdings kommt auch die Konzeption der Software ins Spiel, wenn es darum geht, wer wann mit wem spricht und wer den Ton angibt, wenn es zu einem Konflikt kommt. Das passierte erst einmal alles in der Theorie auf einem Whiteboard, per Diagramm. Sieht man sich das an, kann man schon Fehlerquellen ausfindig machen. Das heißt, auch bei der Software ist es wichtig, dass man zuerst spezifiziert. Das beugt Ausfällen vor. „Ausfälle kommen ja fast nur noch von der Software, da sie immer mehr zum Funktionsträger wird“, betont Oliver Wangler, Software-Spezialist im Team XTS.
Deswegen steckten die Studenten viel Zeit ins Spezifizieren der Software – natürlich in Teamarbeit –, um sie dann zu implementieren. Auf der Anlage machen sie mit allen Komponenten einen Integrationstest, wobei sie mit einem einzelnen Modul anfangen. Funktioniert das, geht es weiter in die mittlere Ebene und erst danach wird die komplette Maschine getestet. „Wichtig ist“, sagt Händl, „dass man am Anfang gründlich vorgeht. Und sich immer mal fragt, ob das, was man gemacht hat, überhaupt Sinn ergibt. Auch wenn sich das nach einem großen Zeitaufwand anhört, spart man diesen spätestens beim Kalibrieren der Anlage wieder ein.“ Das Team ist sich aber auch bewusst, dass ihre Methode in manchen Unternehmen gar nicht umsetzbar wäre. Denn es bedarf viel Vertrauen seitens der Unternehmensführung, um seine Mitarbeiter in diesem agilen Vorgehen eigenverantwortlich arbeiten zu lassen. Außerdem mussten sich die Studenten nicht an ein bestimmtes Zeitbudget halten, und sie konnten die Maschine nach ihrem Gutdünken gestalten.
Das MI5-Projekt finden Sie während der SPS IPC Drives auf dem Gemeinschaftsstand von Bayern Innovativ in Halle 1, Stand 458.
