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Standardisiertes Getriebemodell

Getriebedaten einfach austauschen

| Autor / Redakteur: Moritz Keuthen / Stefanie Michel

Datenaustausch in der Getriebeentwicklung: ein 3-stufiges Parallelwellengetriebe von SEW in Bearinx und der FVA-Workbench.
Datenaustausch in der Getriebeentwicklung: ein 3-stufiges Parallelwellengetriebe von SEW in Bearinx und der FVA-Workbench. (Bild: FVA)

Wer in der Getriebeentwicklung zusammenarbeitet, stellt schnell fest: die eingesetzte Software ist vielfältig, einen Standard zum Datenaustausch gibt es nicht. Das will ein Forschungsprojekt ändern und gleichzeitig einen Datencontainer für den Digital Twin schaffen.

In einer Zeit, in der die Vernetzung auf allen Ebenen der Gesellschaft und Industrie immer wichtiger wird, bildet die Software-Landschaft, die im Bereich der Getriebeentwicklung, -berechnung und -fertigung eingesetzt wird, ein sehr heterogenes Bild. Obwohl diese Programme unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen haben, ist ihre Datenbasis zu großen Teilen identisch. Es hat sich aber bis zur heutigen Zeit kein industrieweiter Standard zum Austausch von Getriebedaten etabliert. Dies führt zu vielen kosten- und pflegeintensiven Sonderlösungen sowie zu vermeidbarer Doppelarbeit.

Die Lösung: Standardisierte Schnittstelle zum Austausch von Getriebedaten

„Ziel ist es, die unterschiedlichen Systeme mit ihren eigenen Berechnungsschwerpunkten effizient und effektiv nutzen zu können, beispielsweise Bearinx, Simpack oder FVA-Workbench“, erklärt Dr. Heinrich Bolz, Leiter Berechnung und Simulation in der Entwicklung Getriebe der SEW-Eurodrive GmbH & Co KG.

Dass eine konsequente Standardisierung wesentlich zum Erfolg beiträgt, beweist die Historie des deutschen Maschinenbaus, der bereits 1918 mit der Normung von Maschinenelementen startete. Und was vor 100 Jahren mit der Normierung von Kegelstiften begann, muss in Zeiten der Digitalisierung und Industrie 4.0 auf Softwareebene fortgeführt werden.

Die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) hat sich zum Ziel gesetzt, einen industrieweiten Standard zum Austausch von Getriebedaten zu etablieren. Unter dem Namen „REXS“ (Reusable Engineering Exchange Standard) wird die Schnittstelle in enger Zusammenarbeit mit Industrie und Forschung entwickelt.

REXS definiert normübergreifend und branchenweit eine einheitliche Modellierung und Nomenklatur des Getriebes und seiner Bestandteile und basiert auf der detaillierten Begriffswelt von 25 projektbegleitenden Ausschüssen der FVA. Durch ihre langjährige Erfahrung und die breite Verwurzelung in Industrie und Forschung ist die FVA in der Lage einen branchenweiten Standard zu etablieren.

Für die FVA-Partner SEW-Eurodrive und Schaeffler liegt der Fokus vorrangig auf dem Austausch von Getriebedaten im Rahmen der Lagerberechnung. Anstelle jedoch eine weitere spezialisierte Sonderlösung zu entwickeln, engagieren sich beide Unternehmen für das FVA-Vorhaben „Standardisierung der Getriebemodellierung“ und haben damit den Grundstein für die Schnittstelle gelegt. Durch ihre langjährige Erfahrung im Bereich Getriebesoftware wird die Praxistauglichkeit der entwickelten Konzepte im industriellen Umfeld gewährleistet.

„Wir haben uns zu diesem Zweck bewusst für die Entwicklung eines gemeinsamen Standards mit der FVA entschieden, da dieser Ansatz enormes Potenzial für die Zukunft birgt.“, führen Dr. Heinrich Bolz und Stephan Evert, Leiter CAE Application Development im Bereich R&D Processes, Methods and Tools der Schaeffler Technologies AG & Co. KG, weiter aus.

Als erste praktische Anwendung wurde der Datenaustausch zwischen der FVA-Workbench, Bearinx von Schaeffler und Wesilab von SEW mithilfe von REXS realisiert.

Die neue Schnittstelle liefert ein Plus an Effizienz und Qualität

Die Vorteile der REXS-Schnittstelle liegen auf der Hand: Sie reduziert Fehler beim Datenaustausch und minimiert den Pflegeaufwand bei der Kommunikation zwischen verschiedenen Programmen. Die Entwicklung neuer Schnittstellen ist sehr aufwendig. Dadurch ist die Hemmschwelle neue Verknüpfungen zwischen bestehenden Softwaretools zu schaffen hoch. Mithilfe einer einheitlichen Schnittstelle lässt sich eine solche neue Verknüpfung sehr effizient umsetzen, um den Produktentwicklungszyklus zu beschleunigen und zu verbessern.

„Mit REXS können Getriebedaten schnell und fehlerfrei übermittelt werden. Damit liefert die Schnittstelle einen wesentlichen Beitrag zur Optimierung unseres Innovationsprozesses.“, so Dr. Heinrich Bolz. „Mithilfe von REXS können wir den Aufwand für die software-technische Kopplung von CAE-Werkzeugen reduzieren und dabei gleichzeitig die IT-Architekturen vereinfachen“, ergänzt Stephan Evert.

Allgemeingültiges Schema zur Beschreibung eines Getriebes und dessen Struktur

In REXS werden die Komponenten eines Getriebes auf Basis üblicher Parameter beschrieben. Die REXS-Spezifikation beinhaltet alles, was zur Definition eines Getriebemodells benötigt wird. Im Wesentlichen sind das Maschinenelemente, deren Attribute und Relationen mit denen die Beziehungen zwischen Maschinenelementen definiert werden. Durch die einfache und generische Struktur von REXS ist es möglich, sowohl Einzelkomponenten als auch Baugruppen und komplexe Getriebestrukturen abzubilden.

Die Schnittstelle hat eine offene Architektur, sodass Firmen auch eigene Erweiterungen definieren können, ohne den Standard zu beeinflussen. Somit eignet sich die Schnittstelle sowohl zum Datenaustausch mit Standardprogrammen als auch für den internen Einsatz in eigenen Softwarelösungen.

Die erste Version der Schnittstelle ist ab sofort verfügbar

Die erste Version der REXS-Schnittstelle wurde unter der Creative Commons Lizenz (CC-BY-SA) zur alljährlichen FVA-Informationstagung am 29. November 2017 veröffentlicht und ist frei zugänglich. Schaeffler und die FVA haben an ihren Ausstellungsständen im Rahmen der FVA-Informationstagung mit ihrer Software Bearinx und FVA-Workbench die einfache Datenübertragung mit REXS 1.0 live demonstriert.

Treffpunkt der Antriebstechnik-Experten

Forschungsvereinigung Antriebstechnik

Treffpunkt der Antriebstechnik-Experten

07.12.16 - Am 29. und 30. November 2016 trafen sich zahlreiche Antriebstechnik-Experten wieder zum alljährlichen Höhepunkt des Jahres: der FVA-Informationsveranstaltung. Diese Veranstaltung stellt zum einen FVA-Forschungsaktivitäten in den Mittelpunkt, bietet aber auch die Möglichkeit Kontakte zu knüpfen und mit Antriebsexperten aus verschiedenen Branchen zu sprechen. lesen

„REXS definiert eine sehr einfache, erweiterbare Datenstruktur, die bereits bei der Konzeption als Standard angelegt wurde und über die freie Lizensierung ihre Verbreitung finden wird.“, ist sich Stephan Evert sicher.

Während der Fokus der aktuellen Version der Schnittstelle noch auf der Beschreibung von Getrieben für Berechnungsprogramme liegt, sind die Weiterentwicklungsmöglichkeiten vielfältig. Nach dem Motto „Wer Großes erreichen will, muss sich hohe Ziele setzen“ hat die FVA die Vision, mit REXS eine Schnittstelle für alle CAE-Anwendungen im Bereich Antriebsstrang zu etablieren.

„REXS ist ein richtiger Schritt in Richtung neuer Geschäftsmodelle auf Basis digitaler Services und kann hier als standardisierter Datencontainer für Digital Twins genutzt werden“, erklärt Stephan Evert. Hartmut Rauen, Geschäftsführer der FVA, sieht ebenfalls eine große Bedeutung der Schnittstelle für die Digitalisierung: „Ein wesentlicher Meilenstein für die Industrie 4.0 ist die Verbreitung und Etablierung von Standards. Das REXS-Format hat das Potenzial dieses Ziel zu erreichen."

REXS in der FVA-Workbench 5.0

Die FVA-Workbench ist der Rahmen, in dem bereits während der Weiterentwicklung von REXS neue Konzepte implementiert und auf Praxistauglichkeit getestet werden. Ab der Version 5.0 wird die FVA-Workbench mit jedem neuen Release stets den aktuellsten Stand der REXS-Schnittstelle unterstützen und damit einen wesentlichen Beitrag zum effizienten Datenaustausch leisten. Dem Anwender steht somit eine Referenzsoftware für die Implementierung der Schnittstelle zur Verfügung.

„Um die Vorteile der Digitalisierung zu nutzen ist es zwingend, dass Daten über Systemgrenzen hinweg ausgetauscht werden. Hier helfen proprietäre Datenformate nicht, da diese den Aufwand in einer digitalen Welt multiplizieren. Daher sehen wir die FVA-Workbench nicht nur als Berechnungsplattform für die Community, sondern viel mehr als gemeinsamen Datenhub und Enabler für die Digitalisierung in der Antriebstechnik“, erklärt Norbert Haefke, Geschäftsführer der FVA GmbH. MM

* Dr. Moritz Keuthen ist Softwareentwickler bei der FVA GmbH in 60528 Frankfurt

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