Getriebe „Kein Standard ist der neue Standard“

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Mit der Getriebeplattform Flender One will Flender einen neuen Standard in der Getriebetechnik etablieren, die Rede ist gar von einer Revolution. Warum das gelingen kann, erklären Gesamtprojektleiter Jan Reimann und Chef des Konfigurations- und Datenmanagements Peter Hensel.

Mit dem Flender-Zahnradgetriebe hat Flender in den 90-er Jahren einen „grauen Standard“ gesetzt. Was ist darunter zu verstehen?

Jan Reimann: Bei Industriegetrieben gibt es keine genormten Anschlüsse oder Aufstellmaße. So hat jeder Getriebeanbieter seinen eigenen „Fußabdruck“ entwickelt. Flender hat als erstes Unternehmen am Markt mit den Zahnradgetrieben FZG einen Standardgetriebe-Baukasten herausgebracht. Alle anderen Unternehmen haben sich im Anschluss daran orientiert. Damit hat Flender einen „grauen Standard“ im Markt geschaffen.

Einen solchen grauen Standard will Flender mit der Getriebeplattform Flender One nun erneut etablieren. Worin liegt der revolutionäre Ansatz?

Jan Reimann: Die Markteinführung unserer Zahnradgetriebe FZG liegt 30 Jahre zurück. In dieser Zeit haben wir sehr viel Erfahrungen gesammelt, zahllose Kundenlösungen entwickelt, das Produkt überarbeitet, die Leistungsdaten erhöht, die Kosten gesenkt – alles, was zu einem Produktlebenszyklus gehört.

Dennoch stößt ein solches Baukastensystem irgendwann an seine Grenzen. Mit dem einstufigen Getriebe Flender One, das wir im letzten Jahr erfolgreich eingeführt haben, läuten wir eine Revolution ein. Bisherige Baukastengetriebe waren im Grunde genommen ein Kompromiss. Mit dem Flender One denken wir das Baukastenkonzept ganz neu. Morgen werden wir kundenindividuelle Getriebe anbieten, die wirklich in jedem Punkt individuell sind bis hin zu den Anschlussmaßen. Und das genauso schnell und zuverlässig, als bestelle der Kunde ein Getriebe aus dem Katalog. Er bekommt ein Sondergetriebe so mühelos, wie er es von Standardgetrieben kennt.

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Bedeutet das, dass Flender in Losgröße 1 fertigt, also für jeden Kunden ein ganz spezielles Getriebe?

Peter Hensel: Mit dem Vorgängergetriebe haben wir eine Variantenvielfalt von 10⁸⁷ verschiedenen Einzelstücken erreicht und das bei einer Wiederholrate von ungefähr 1,4. Das heißt, nur jedes bisher gefertigte Standardgetriebe haben wir im Schnitt nur 1,4 mal in genau dieser Ausführung wieder gebaut. Um diese Variantenvielfalt in der vom Markt geforderten Geschwindigkeit und Preisperformance zu beherrschen, die der Markt verlangt, haben wir im Rahmen dieses Projektes auch neue Werkzeuge entwickelt. Die helfen uns dabei, den Automatisierungsgrad für diese Getriebevarianten von angestrebten 70 Prozent zu erreichen. Bei den Vorgängergetrieben lag dieser Wert bei 12 Prozent.

Jan Reimann: Produktentwicklung Auftragsabwicklung und Produktion sind hier untrennbar miteinander verbunden. Mit den technischen Weiterentwicklungen an den Getrieben haben wir das Produkt auf ein neues IT-Level gehoben. Es ist uns gelungen, den Prozess vollständig zu digitalisieren. Wir haben sowohl das Produkt, als auch den Prozess standardisiert und geben Informationen automatisiert von Prozess zu Prozess weiter. So erhöhen wir den Automatisierungsgrad unserer gesamten Auftrags- und Angebotsabwicklung und können uns auf die wesentlichen Dinge konzentrieren, nämlich die Interaktion mit dem Kunden.

Individuelle Getriebelösung

Flender stellt maßgeschneidertes Getriebe vor

Die Nachfrage nach kundenindividuellen Getrieben aus dem Markt ist also sehr hoch?

Jan Reimann: Kundenindividuelle Getriebe und Lösungen zu liefern, gehörte schon immer zum Selbstverständnis des Flender-Industriegetriebebereichs, das können wir. Mit Flender One tun wir das aber auf einem ganz anderen Level bezogen auf den Automatisierungsgrad, die Geschwindigkeit sowie den Ressourceneinsatz im Engineering.

Bei den neuen Getrieben ist es gelungen, den weltweit engsten Übersetzungsbereich mit 103 Stufen zwischen 1 und 7,1 je Baugröße zu entwickeln. Wie haben Sie das erreicht?

Jan Reimann: Diese Individualisierung der Drehzahl ist nur eine technische Weiterentwicklung, zu den weiteren gehören unter anderem die deutlich verbesserte Wärmegrenzleistung, die verbesserte Effizienz des Getriebes oder die tiefe Integration von Sensorik unter dem Namen AIQ. Bei den einstufigen Getrieben soll das Getriebe möglichst exakt die Übersetzung treffen, die der Kunde benötigt. Anwender wollen bei diesen kleinen Getrieben nicht zusätzlich noch mit Frequenzumrichtern arbeiten, sie möchten gerne mechanisch eine möglichst exakte Drehzahl erreichen. Für die Umsetzung haben wir einen cleveren Weg gewählt, nämlich das digitale Engineering.

Peter Hensel: Das digitale Engineering lässt sich am Beispiel des Radsatzes erklären. Mit Hilfe von Algorithmen und Regelwerken können wir diesen Radsatz in einem bestimmten Lösungsraum kundenspezifisch generieren. Dies schließt ausdrücklich die Automatisierung der dafür notwendigen Konstruktionsleistung mit ein. So entsteht ein individueller Radsatz angefangen bei der Kundeneingabe über unseren neuen Konfigurator, weiter über die PLM-Systeme bis zum ERP-System sowie der Übergabe zur Fertigung mit allen relevanten Informationen und teilweise sogar bis zur Bestellung im automatisierten Einkauf, in einem vollständig digitalisierten Prozess.

Welche Tools setzen Sie für die automatisierten Engineering- und Konstruktionsprozesse ein?

Peter Hensel: Die klassische Produktentwicklung sieht vor, dass man den Radsatz – um beim Beispiel zu bleiben – vordenkt und dann auskonstruiert ablegt. Er hat nun eine Materialnummer und kann wiederverwendet werden. Die Algorithmen und Regeln für die Erstellung des Radsatzes haben wir digitalisiert und nutzen sie dann für die automatisierte Erstellung des kundenindividuellen Radsatzes. Wir nutzen also eine voll parametrische Produktentwicklung.

Wir haben also nicht nur ein Produkt erfunden, sondern auch eine digitale Prozesskette entwickelt. Eine solche digitale Prozesskette setzt eine digitale Produktentwicklung voraus. Deshalb haben wir auch für die Produktentwicklung Methoden und Programme entwickelt, um die Entwicklungs- und Konstruktionsdaten so aufzubereiten, dass wir sie in der Kette wieder verwenden und anreichern können. Man könnte sagen, dass sich der klassische Konstrukteur immer mehr zum Datenbankexperten entwickelt.

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Was ist neu an dem Konfigurationsprozess?

Jan Reimann: In vielen Fällen läuft die Produktauswahl zusammen mit unseren Beratern im Vertrieb und unseren Technikern beim Kunden ab. Da wird gemeinsam die beste Lösung für den Kunden gesucht, es entsteht die Spezifikation eines Getriebes, die wir als Auftrag abarbeiten und dem Kunden als seine individuelle Lösung liefern. Aber die Prozesse bei unseren Kunden verändern sich auch. Wir stellen immer öfter fest, dass unsere Kunden weniger Zeit haben, sich so intensiv mit der Antriebstechnik auseinanderzusetzen. Die Jobprofile bei unseren Kunden verändern sich, Kosten und Geschwindigkeit spielen eine immer wichtigere Rolle. Daher haben wir unsere Konfiguration überdacht. Wir ermöglichen es unseren Kunden nun, mit wenigen Eingaben schnell zu einer Lösung zu kommen, mit der sie weiterarbeiten können. Dieser Lösungsvorschlag besteht aus einem funktionsfähigen Getriebe oder Antrieb und beinhaltet die dazugehörigen 3D-Modelle, den Preis, die Lieferzeiten sowie die Zeichnungen. Falls notwendig können wir in einem Kundengespräch können wir dann diesen Antrieb noch weiter anpassen.

Peter Hensel: Während der Projektlaufzeit wurden wir als Flender GmbH von Siemens unabhängig. Wir mussten uns damals als Unternehmen neu erfinden und haben diese Chance auch für die gesamte Konfigurationstechnologie genutzt. Ein Beispiel: Unsere Kunden benötigen so früh wie möglich ein 3D-Modell ihrer Konfiguration, um unsere Produkte in ihre individuellen Anlagen einbauen zu können. In der Vergangenheit mussten wir dafür ein komplett eigenständiges, parametrisches 3D-Kundenmodell aufbauen. Der Kunde sollte die Gehäuse- und Störkonturen sehen, aber möglichst keine Betriebsgeheimnisse. Jetzt springen wir direkt vom digitalen Konfigurationszwilling auf das Engineering-Modell. In der Konfiguration sehen wir also einen digitalen Zwilling unseres Engineering-Modells, das zur Laufzeit auf Basis der Konfiguration zusammengesetzt wird. Darüber hinaus erhält der Kunde ein generiertes 2D-Maßblatt entsprechend seiner kundenspezifischen Anforderungen und kann innerhalb weniger Minuten ein 3D-Modell herunterladen.

Im Zuge der Neuentwicklung hat sich Flender auch mit der gängigen Praxis der Überdimensionierung von Getrieben auseinandergesetzt. Wie gut gelingt es, Anwender davon zu überzeugen auf diese Praxis zu verzichten?

Jan Reimann: Wir haben natürlich mit dem FZG-Baukasten über 30 Jahre empirische Erfahrungen gesammelt und wissen, wo unsere Kunden die Getriebe einsetzen. Lange wussten wir aber nicht genau, wie das Getriebe im Betrieb wirklich ausgelastet wird. Jetzt, da wir das Drehmoment am Getriebe erfassen, wissen wir auch, wo Lastspitzen auftreten oder wie hoch die Auslastung der Getriebe wirklich ist. So hat unser Team für digitale Diagnostik und Sensorik (AIQ) festgestellt, dass die analysierten Getriebe im Feld alle nur bis zu 55 Prozent ausgelastet sind, abgesehen von einzelnen Lastspitzen. Die Getriebe sind also überdimensioniert.

Jetzt, da alle Ressourcen knapper werden und die Industrie unter hohem Kostendruck steht, können wir dieses Wissen nutzen und wollen unseren Kunden wenn möglich kleinere Antriebe empfehlen. Das spart Konstruktionskosten beim Stahlbau, beim Fundament, bei der Aufstellungsart, beim Handling und so weiter. Das verschafft ihnen einen Mehrwert, denn so wird seine Gesamtanlage wettbewerbsfähiger. Solch ein Downsizing muss gemeinsam erarbeitet werden, mit unseren Felddaten, unserem Engineering und dem Engineering der Kunden. Es wird sicher noch einige Zeit dauern, bis dieses Oversizing im ganzen Markt verstanden ist. Aber Kunden, denen wir diese Auswertungen zeigen, sind heute schon sehr interessiert daran, mit uns gemeinsam neue Wege zu beschreiten.

Auf das Oversizing zu verzichten, ist also eine Frage der Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz?

Jan Reimann: Richtig. Da lassen sich schnell 1000 Tonnen Stahl sparen sowie entsprechende Mengen Öl oder Kilowattstunden Strom.

Ein weiteres wichtiges Feature der neuen Getriebe ist die integrierte Sensorintelligenz AIQ. Auf welcher Technologie basieren die Sensoren?

Jan Reimann: AIQ ist die neue Digitalmarke von Flender. Das Flender One integriert den AIQ Core, eine Sensorik, die mit jedem Getriebe standardmäßig ausgeliefert wird. Sie ist integraler Bestandteil des Getriebes im Gegensatz zu vielen anderen Condition-Monitoring-Systemen des Wettbewerbs, die erst nachträglich von außen aufgesetzt werden. Unser AIQ-Core nimmt drei Messsignale auf: die Temperatur im Ölsumpf, die Drehzahl des Getriebes sowie die Schwingungen an der Gehäuseoberfläche. Mit der integrierten Intelligenz lässt sich so schnell eine Zustandsbewertung des Betriebes durchführen. Der Kunde selbst entscheidet, was mit seinen Daten passiert, wir stellen die Plattform mit dem Sensor zur Verfügung. Der Kunde kann die Daten selbst verarbeiten, aber auch auf unsere Intelligenz zurückgreifen, wenn er möchte. Dann kann er unser Service-Portal nutzen mit zusätzlichen Auswertungen. Zusätzlich zu dieser Sensorik gibt noch ein AIQ Core Torque, der eine zusätzliche Drehmomentmessung durchführt wie das schon im Markt bekannte Vorgängersystem, unser Gearlog.

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Nachhaltig und kostensenkend: Der AIQ Core von Flender

Für welche Anwendungen stehen denn die neuen Flender One Getriebe zur Verfügung?

Jan Reimann: Wir haben bisher das einstufige Getriebe Flender One mit der vergößerten Gehäuseoberfläche, dem auffälligen Rippendesign und einem Übersetzungsbereich bis etwa 7,1 auf den Markt gebracht. Dieses Getriebe ist speziell für Pumpenanwendungen und Papiermaschinen konzipiert. Nächstes Jahr werden die mehrstufigen Getriebe folgen, die sich dann für alle Branchen eignen, angefangen bei Hubwerken und Krananalgen in Häfen über einen Bandantrieb zum Transport von Schüttgütern bis hin zu Antrieben in Wasserkraftwerken, um nur einige Beispiel zu nennen.

Welches sind die aus Ihrer Sicht drei zentralen technologischen Errungenschaften bei der Entwicklung der neuen Getriebe?

Jan Reimann: Auf den Punkt gebracht sind es Individualität, Effizienz und Intelligenz. Die Getriebe sind individuell durch das digitale Engineering und die hohe Standardisierung unserer historischen Lösungen, sie sind sehr effizient durch die technologische Verbesserung der Produkte, aber auch die Verbesserung unserer Prozesse und sie sind smart durch die Sensorintegration und die einfache Produktauswahl.

Wie, glauben Sie, werden Ihre neuen Getriebe den Markt verändern?

Jan Reimann: Flender ist weltweit Marktführer für Industriegetriebe in vielen Branchen. Mit dem Flender One setzen wir den Standard im Getriebebereich neu, indem wir sagen, kein Standard ist der neue Standard. Dadurch, dass wir es schaffen, Kundenprodukte so individuell zu gestalten wie unsere Kunden sind, und das mit der Performance eines Standardproduktes – über unsere automatisierten Prozessen, eine moderne Konfiguration, eine geschlossenen CAD/CAx-Kette – gehen wir den nächsten Schritt in der Antriebstechnik und sind der Vorreiter in der Digitalisierung des Maschinenbaus.

Vielen Dank Herr Reimann, vielen Dank Herr Hensel.

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