Aufgrund der Vielzahl an Daten, die heutzutage im Rahmen des En­gineering anfallen, möchte nicht jeder Nutzer die Daten seiner Applikation manuell erfassen und aktualisieren. Daher fragt die Einkaufs-Abteilung die relevanten Daten bei ihren Lieferanten ab. Der Konstrukteur benötigt beispielsweise 3D-Modelle und der Elektroplaner erwartet, dass die Daten der zu verbauenden Komponenten im Format seines E-CAD-Tools zur Verfügung stehen. Darüber hinaus sind die Entwicklungsabteilungen mit den dort genutzten Engineering-Tools wie E-CAD oder M-CAD in die Software-Landschaft des Unternehmens eingebunden. Diese umfasst unter anderem ERP-Systeme für die kaufmännischen und logistischen Prozesse sowie PLM-Systeme zur entwicklungstechnischen Begleitung. In den letzten Jahren hat sich im Beschaffungsprozess mit BMEcat ein Datenaustausch-Format durchgesetzt, das vom Bundesverband Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik e.V. (BME) entwickelt wurde. BMEcat zielt darauf ab, den Austausch von Produktkatalogen zwischen den Lieferanten und den einkaufenden Unternehmen zu standardisieren und somit zu vereinfachen. Viele Anwender fordern deshalb von ihren Lieferanten Produktdaten im BMEcat-Format an, damit sie diese über eine Standard-Schnittstelle in ihr System importieren können. Neben den Stammdaten wird die Klassifizierung nach eCl@ss verlangt, die für das Warengruppen-Management sowie den Aufbau von Multi-Supplier-Katalogen notwendig ist.

Erstellung der E-CAD-Daten – bislang aufwendig

Bei den Elektro-CAD-Systemen sind in puncto Klassifizierung drei Bereiche zu betrachten:

• Artikeldaten/Stammdaten: Hierbei handelt es sich um die Artikelnummer, den Typ, die Beschreibung, Abmessungen und auswahlrelevante technische Daten wie Strom, Spannung oder Querschnitt. Diese Informationen können von zahlreichen Tools über entsprechende Import-Schnittstellen eingelesen werden.
   
• Schaltplan-Symbole der Produkte: Sie sind für die Erstellung des Schaltplans erforderlich, für jedes E-CAD-Tool spezifisch und müssen den einzelnen Produkten zugeordnet sein.
   
• Grafische Daten: Zur Platzierung der Produkte nutzen die Tools maßstäbliche Grafikformate wie dxf-Dateien zur 2D-Darstellung. E-CAD-Systeme, die auch eine 3D-Konstruktion erlauben, erzeugen aus den Abmessungen des Produkts ein Volumenmodell oder verwenden dazu das 3D-STEP-Modell des Produktes.

In Zukunft wesentlich effizienter: Indem die Produktdaten im PIM-System auf die eCl@ss-Struktur gemapped werden, lassen sie sich direkt im Zielformat darstellen.

© Phoenix Contact

Um die Anfragen der Anwender nach Produktdaten im Format der von ihnen eingesetzten E-CAD-Software umsetzen zu können, mussten sich die Anbieter bislang auf bestimmte Systeme festlegen. Bei Phoenix Contact beispielsweise sind zur Erstellung der Daten für ein E-CAD-System die notwendigen Produkt-Stammdaten im ersten Schritt im Import-Format des eigenen E-CAD-Tools anzulegen. Nach dem Daten-Import sind systemspezifische Ergänzungen im E-CAD-Tool vorzunehmen, um dem Kunden anschließend die jeweilige Datenbank über das Internet zum Herunterladen zur Verfügung zu stellen.

Im Fall von Phoenix Contact sind die Stammdaten Bestandteil des Produkt-Informationsmanagement-Systems (PIM) und werden dort gepflegt. Die vom Anwender angefragten CAE-Daten werden somit aus dem PIM-System exportiert und über einen Konverter in das Import-Format des E-CAD-Tools des entsprechenden Kunden transformiert. Dies führt zu einem hohen Aufwand, da für jede zu unterstützende E-CAD-Software ein passender Konverter erforderlich ist. Zudem ist der Prozess bei jeder neuen Version zu prüfen, was sich recht zeitaufwendig gestaltet. Kurzum: Es fehlte in der Vergangenheit an einem Standard. Das haben viele Beteiligte erkannt und sich zur Erarbeitung einer Lösung zusammengeschlossen. Allerdings sollte kein komplett neuer Ansatz geschaffen, sondern – wenn möglich – auf eine vorhandene Lösung aufgesetzt werden.

Vorhandene Standards harmonisiert und ergänzt

Im ersten Schritt haben die beteiligten Unternehmen daher ETIM als Klassifizierungs-Standard des Elektrogroßhandels sowie den branchenüber­greifenden Ansatz eCl@ss untersucht. ETIM verfügt zwar über eine hohe Verbreitung, erwies sich jedoch aufgrund seines Datenmodells als nicht geeignet. Da Klassen nur eine flache Liste von Merkmalen enthalten können, sind alle erforderlichen Attribute schon bei der Anlage der Klasse zu definieren – beispielsweise Anschlussbezeichner-1 bis Anschluss­bezeichner-56 –, um eine Standard-SPS-E/A-Karte beschreiben zu können. Ferner bestand seitens der Unterstützer kein Interesse an einer entsprechenden Erweiterung.

Das Datenmodell von eCl@ss bietet hingegen die benötigten Strukturen wie etwa die Möglichkeit, Merkmale, die zum Beispiel zur Beschreibung eines Anschlusses erforderlich sind, in einem Merkmalblock „Anschluss“ zusammenzufassen. Über eine Kardinalität kann der Block dann bei der Erfassung der Daten für ein Gerät so oft wie notwendig aufgerufen werden, beispielsweise 56 Mal bei einer Standard-SPS-E/A-Karte. Auf der Grundlage einer Förderung durch das Bundesministe­rium für Wirtschaft und Technologie (BMWI) ist eCl@ss deshalb mit ETIM sowie proficl@ss, dem Klassifizierungs-Standard der Werkzeugbranche, und nicht zuletzt Prolist International als Klassifizierungs-Standard der Prozesstechnik harmonisiert sowie um deren Klassen ergänzt worden.

Der auf einem ISO/IEC-konformen Datenmodell basierende Klassifizierungs-Standard eCl@ss zielt seit seiner Gründung auf eine branchenübergreifende Nutzung ab. Dennoch bietet er optimierte Ansätze für spezifische Themen wie die Bereitstellung von Daten für ECAD-Software-Tools. Der Datentransfer zwischen den Geschäftspartnern erfolgt dazu im Katalogaustausch über BMEcat. Hierbei handelt es sich um ein Format auf der Grundlage von xml, das seit vielen Jahren als Standard im Bereich E-Procurement fungiert.

Die CAx-Fachgruppe des eCl@ss-Vereins beschäftigt sich mit der Defi­nition der erforderlichen Strukturen zur Abbildung der Daten in den E-CAD-Tools. Sie setzt sich aus Mitarbeitern der Anbieter von E-CAD-Software, der Produkthersteller sowie der Anwender zusammen. Ziel ist es, den Standard für den Datenaustausch zwischen den Geräte-Anbietern und den E-CAD-Tools mit der eCl@ss-Ad­vanced-Version bereitzustellen. Vor diesem Hintergrund hat beispielsweise Phoenix Contact eCl@ss in seinem PIM-System so implementiert, dass die Daten aus dem internen Klassifi­zierungs-System auf das Zielsystem eCl@ss gemappt werden können. Das Vorgehen zeigt sich als vorteilhaft, weil die Daten des jeweiligen Produkts im Zielformat sofort im PIM-System überprüfbar sind.

Durch die Verwendung von eCl@ss lassen sich neben den CAE-relevanten Stammdaten jetzt sämtliche notwendigen Daten etwa eines Anschlusses wie Ausführung, Position, Anschlussrichtung und die zulässigen Leitungsquerschnitte definieren, die zum automatischen Routen der Leitungen im Schaltschrank unerlässlich sind. Am Beispiel einer Stromversorgung sollen die Vorteile dieser Vorgehensweise erläutert werden.

Optimale Unterstützung der Prozesse

Beispiel Stromversorgung: Aus der Kombination von Schaltplan-Informationen und Produkt­daten können die Leitungen nach der Platzierung der Geräte im 3D-Aufbau automatisch geroutet werden.

© Phoenix Contact

Um die Stammdaten der Stromversorgung im Zielformat des entsprechenden CAE-Tools zu erstellen, sind rund 20 Attribute zu konvertieren. Damit das automatische Routen der Leitungen möglich ist, gilt es für die Stromversorgung außerdem 13 Anschlüsse festzulegen. Wenn nur die Anschlussposition und -richtung betrachtet werden, ergeben sich bereits 26 Werte, die in das jeweilige Zielformat zu überführen sind. Es fehlen allerdings noch die Daten für Befestigungspunkte, Anschlussquerschnitte und weitere Detailangaben, die der Funktionsumfang aktueller CAE-Tools benötigt. Derartige Datenmengen lassen sich nicht mehr mit vertretbarem Aufwand in die vielen unterschiedlichen Zielformate übertragen.

Hier liegt der große Vorteil von Geräteherstellern, die mit dem eCl@ss-Standard arbeiten. Anstatt in die Entwicklung und Pflege der spezifischen Konverter für die CAE-Tools zu investieren, können sich die Mitarbeiter nun darauf konzentrieren, den Kunden die Produktdaten im eCl@ss-Format zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise werden die E-Procurement-Prozesse unterstützt und die gleichen Daten liegen ebenfalls für die Engineering-Prozesse vor. Jede Anpassung, die sich auf die Quantität und Qualität der Daten beim Gerätehersteller auswirkt, generiert somit einen n-fachen Nutzen beim Empfänger der Daten.

Mit dem nächsten eCl@ss-Release lassen sich die für die Erstellung der Schaltplan-Symbole erforderlichen Informationen mit eCl@ss beschreiben, sodass Gerätehersteller diese Daten erstmals CAE-Tool-neutral zur Verfügung stellen können.

Autor: Josef Schmelter ist Master Specialist Classification bei Phoenix Contact, Blomberg.

eCl@ss - Eine Zusammenfassung

eCl@ss ist der branchenübergreifende Produktdaten-Standard für die Klassifizierung und eindeutige Beschreibung von Produkten und Dienstleistungen. Seine vierstufige Hierarchie mit über 39.000 Klassen bildet die Basis für die Klassifizierung der Produkte unterschiedlicher Hersteller, um so beispielsweise Multi-Supplier-Katalogen erstellen zu können. Über die Merkmale, die den Klassen zugeordnet sind, lässt sich das jeweilige Produkt beschreiben. Der Anbieter eines Internet-Marktplatzes erhält die elektronischen Produktkataloge der verschiedenen Lieferanten mit den nach eCl@ss beschriebenen Produkten. Sein Kunde kann dann über die eCl@ss-Hierarchie suchen und zum Beispiel in der Klasse  „Gleichstromversorgungen“ alle Geräte, die von den unterschiedlichen Herstellern auf diesem Marktplatz angeboten werden, finden. Über die Merkmale der Klasse ist eine Einschränkung der Treffermenge möglich (beispielsweise Ausgangs­spannung = 24 V und Ausgangsstrom = 20 A), sodass nur noch die für ihn relevanten Geräte angezeigt werden.

eCl@ss auf der SPS IPC Drives 2013

Am eCl@ss-Messestand auf der SPS IPC Drives (26. bis 28. November) werden Mitglieder der CAx-Fachgruppe den aktuellen Stand der eCl@ss-Implementierung vorstellen (Halle 11, Stand 419). Zudem haben die Besucher die Möglichkeit, die geplanten weiteren Entwicklungen am eCl@ss-Standard mit den beteiligten Herstellern zu diskutieren.