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Bauteil- und Zeichnungsnummern in der Entwicklung und Konstruktion

Dieser Artikel beschreibt die zu berücksichtigenden Gesichtspunkte um ein Baugruppen,- Bauteil- und Zeichnungsnummernsystems zu definieren und ist auf die Entwicklung und Konstruktion von Produkten, mit dem Schwerpunkt auf Mechanik, ausgelegt. Es wird ein Beispiel für ein Nummernsystem erarbeitet und dabei auf folgende Fragen eingegangen:

  • Wie wird eine Baugruppe strukturiert?
  • Welche Informationen sollte eine Zeichnungsnummer enthalten?
  • Wie werden Revisionen gehandhabt?
  • Wie wird mit Wiederholteilen umgegangen?

Dieser Artikel ist als Leitfaden und Anregung zu verstehen und erhebt nicht den Anspruch der Vollständigkeit. Eine Umsetzung eines Bezeichnungssystems muss immer auf die jeweiligen Anforderungen und das Umfeld angepasst werden.

Vorab

Die Bauteil- und auch Zeichnungsnummern sollten im Rahmen der Produktentwicklung so früh wie möglich festgelegt werden, damit eine hohe Integrität der Produktdokumentation erreicht wird. Bspw. kann eine Auslegung von Komponenten kann nur dann eindeutig zugeordnet werden, wenn auch die Bauteilbezeichnungen schon eindeutig vergeben sind.

Aber was muss alles in einem Bezeichnungssystem enthalten sein?

Es gibt heute noch viele Zeichnungsnummernsysteme, die bspw. die Blattgröße mit enthalten. Das ist ein Relikt aus der Zeit der Papierzeichnung und wird nicht mehr benötigt, aber immer noch „mitgeschleppt“.

Um ein Nummern- bzw. Bezeichnungssystem festlegen zu können, muss erörtert werden, welche Informationen zu welchem Zeitpunkt benötigt werden. Diese Informationen dienen neben der eindeutigen Zuordnung üblicherweise der schnellen Orientierung im Umgang mit Bauteilen oder Zeichnungen. Dank Datenbankeinsatz wäre es auch möglich, komplett auf aussagekräftige Bezeichnungen zu verzichten, das würde jedoch nur unnötige Komplexität im Informationsfluss nach sich ziehen und wäre nicht praxistauglich.

Die Anforderungen an den Informationsgehalt lassen sich üblicherweise auf folgende Punkte eingrenzen:

  • Um welches Teil handelt es sich?
  • Was sind die übergeordneten Elemente eines Bauteils?
  • Ist es ein Teil oder eine Baugruppe?
  • Werden bestimmte Fertigungsverfahren eingesetzt?
  • Ist es ein Norm- oder Kaufteil?
  • Welcher Änderungszustand liegt vor?

Um diese Aspekte berücksichtigen zu können, wird im ersten Schritt eine grundlegende Einteilung vorgenommen.

Die wesentlichen produktdefinierenden Elemente aus Sicht der mechanischen Konstruktion
Die wesentlichen produktdefinierenden Elemente aus Sicht der mechanischen Konstruktion

Software wird an dieser Stelle nicht betrachtet.

Und wo sind die Stücklisten?

Diese entstehen durch verschiedene Sichten auf die jeweilige Produkstruktur (weiter unten im Text), daher sind sie kein eigenes Element, das hier mit aufgeführt werden muss.

Weitere Unterscheidungen

Baugruppen

Eine Baugruppe ist eine Zusammenstellung von Komponenten, die jeweils entweder gefertigt oder eingekauft wurden. Typischerweise wird unterschieden zwischen

  • montierten Baugruppen,
  • geschweißten Baugruppen und
  • nachbearbeiteten Baugruppen.

Eine nachbearbeitete Baugruppe kann bspw. erforderlich sein, wenn die Genauigkeit bestimmter Funktionsträger erst nach dem Zusammenbau hergestellt werden kann.

Ist es nun sinnvoll, diese drei Arten von Unterscheidungen in die Baugruppenbezeichnungen einfließen zu lassen?

Nicht unbedingt, aber es wird in der in der Praxis häufig gemacht (und daher auch so in dem folgenden Beispiel weiter unten im Text). Die meisten Bauteile und Baugruppen durchlaufen u.a. in der Phase der Produktentwicklung mehrfach Änderungen, die auch eine Änderung dieser Klassifizierung nach sich ziehen können.

Bauteile

Bauteile werden in der Praxis einerseits unterteilt in

  • Fertigungsteile,
  • Kaufteile und
  • Normteile.

Hier wären auch noch eine Einteilung in weitere Bearbeitungsmethoden, wie z.B. Drehen, Fräsen, Bohren oder Lasern denkbar, was an dieser Stelle aber nicht weiter ausgeführt wird.

Zeichnungen

Im Kreis der mittelständischen Maschinenbauer ist die Einteilung der Zeichnungen in

  • Baugruppenzeichnung,
  • Schweißbaugruppenzeichnung und
  • Einzelteilzeichnung

üblich.

Aber warum wird hier zwischen Baugruppenzeichnungen und Schweißbaugruppenzeichnungen unterschieden?

Der Grund liegt wieder in der „historischen“ Vergangenheit.

Es war längere Zeit – und ist mancherorts auch heute noch – üblich, die Zeichnung einer Schweißbaugruppe und die Einzelteilzeichnungen derselben Schweißbaugruppe auf ein und derselben Zeichnung abzubilden. Das hat den Vorteil, dass man in der Werkstatt alles auf einem Blick auf der Zeichnung hat. Inzwischen ist das nicht mehr üblich, da die Software zur Bauteilverwaltung diese Mischung aus Baugruppe und Einzelteilen in der Regeln nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand verarbeiten kann. Es gilt also nun das Prinzip: ein Teil – eine Zeichnung!

Um hier nicht zu progressiv zu sein, wird auch in dem hier entworfenen Nummernsystem die Unterscheidung zwischen Schweißbaugruppe und Baugruppe beibehalten.

Damit lässt sich die Einteilung der produktdefinierenden Elemente wie folgt erweitern:

Produktdefinierende Elemente aus Sicht der mechanischen Konstruktion
Untergliederung der produktdefinierenden Elemente

Produktstruktur

Die Produktstruktur setzt sich nun aus den vorab aufgezählten Elementen zusammen, die hierarchisch angeordnet werden. Auch bei der Festlegung der Produktstruktur sind verschiedene Aspekte, wie z.B. der Umgang mit Normteilen oder eine gewünschte Modularisierung zu berücksichtigen.

Wir legen uns hier auf eine häufig anzutreffende Variante fest. In der obersten Ebene steht das Produkt und anschließend wird wie im folgenden Beispiel aufgegliedert:

  • Produkt
    • Baugruppe 1
      • Bearbeitete Unterbaugruppe
        • Unterbaugruppe
          • Einzelteil 1
          • Einzelteil 2
          • Normteil 1
      • Einzelteil 1
      • Einzelteil 2
      • Kaufteil 1
    • Baugruppe 2
      • Einzelteil 1
      • Einzelteil 2
      • Kaufteil 1
      • Normteil 1
    • Schweißbaugruppe 1
      • Einzelteil 1
      • Einzelteil 2
    • Einzelteil 1
    • Einzelteil 2
    • Normteil 1
    • Normteil 2

Es sind auch diverse weitere Szenarien, wie z.B. ein nachbearbeitetes Kaufteil denkbar, aber mehr Elemente sollen in diesem Beispiel nicht aufgeführt werden. In der Praxis werden schnell wesentlich größere Mengen an Bauteilen und mehr Ebenen in der Hierarchie erreicht.

Aus dieser Gliederung wird nun auch schnell die Notwendigkeit von Baugruppen- und Bauteilnummern offensichtlich. In der obersten Ebene steht dabei üblicherweise die Schlüsselbezeichnung des Produkts.

Die im Folgenden gewählten Bezeichnungen sind in Anlehnung an die übliche Praxis frei gewählt.

Der Beispielblechbiegeautomat

Nehmen wir an, es handelt sich um einen Blechbiegeautomaten eines Unternehmens mit noch nicht allzu langer Tradition in diesem Geschäft, und es ist das dritte Modell einer Produktfamilie, in einer Ausprägung für Bleche bis 5 mm. Damit erhält das Produkt die Bezeichnung BBA3-5.

Die Hauptbaugruppe dieses Produkts könnte nun mit BBA3-5 bezeichnet werden. Darüber hinaus würden man in der Bezeichnung der Baugruppe entsprechend der o.g. Aspekte Informationen zu einer

  • möglicherweise übergeordneten Baugruppe,
  • der Art der Baugruppe und, bislang nur kurz erwähnt,
  • der Version bzw. Revision erwarten.

Um dem ersten Punkt zu entsprechen, muss die jeweilige Gliederungsebene in der Bauteilnummer mitgeführt werden. Dabei muss, wenn man eine feste Anzahl von Zeichen in der Bauteilnummer zur Abbildung der Gliederung verwenden will, festgelegt werden, wie viele Untergliederungen zulässig sein sollen. Eine Alternative dazu wäre, eine Trennstelle in der Bauteilbezeichnung zwischen Gliederung und Zähler zu verwenden, dann wäre die Gliederung flexibel abbildbar.

In unserem Beispiel steht die oberste Baugruppe in der 0. Ebene und es handelt sich um eine Montagebaugruppe. Wir wählen eine flexible Darstellung der Gliederung und definieren als Kennzeichen für die Montagebaugruppe M, Schweißbaugruppe S und nachbearbeitete Baugruppe N.

Die Bauteilnummer der obersten Baugruppe wäre damit BBA3-5-0M.

Es fehlt nun noch die Information zur Version der Baugruppe.

Damit ein kurzer Abstecher zu den

Revisionen

Revisionen werden üblicherweise durch Änderungen ausgelöst, und Änderungen treten sowohl im Rahmen der Produktentwicklung durch

  • Umsetzung zusätzlicher Anforderungen oder
  • Korrektur von Fehlern als auch

nach Produktionsstart durch bspw. Berücksichtigung bestimmter Fertigungsschritte oder bei älteren Produkten durch notwendigen Austausch von nicht mehr verfügbaren Komponenten auf.

Diese Änderungen können sich auf zwei wesentlich unterschiedliche Arten abspielen:

  • es werden Änderungen an einer Baugruppe oder einem Bauteil vorgenommen, so dass sowohl diese Daten als auch die zugehörigen Zeichnungen angepasst werden müssen, oder
  • es gibt „nur“ eine Änderung an einer Zeichnung, so dass die Baugruppen und Bauteile unberührt bleiben.

Das bedeutet, dass ein Bauteil immer nur eine Art von Änderung erfahren kann, eine Zeichnung aber auf zwei verschiedene Arten geändert werden kann. Also muss der Revisionsschlüssel der Zeichnung eine entsprechende Unterscheidung ermöglichen.

Damit sind die Anforderung an die Nummerierung von Baugruppen, Bauteilen und Zeichnungen weitgehend formuliert, so dass das System jetzt definiert werden kann.

Das Nummernsystem

Baugruppen und Bauteile

Die oberste Baugruppe erhält nun also zusätzlich eine Kennzeichnung zur Revision, wir wählen hier 00 am Ende der Bauteilnummer. Das Hochzählen der Baugruppen innerhalb einer Gliederungsebene und der übergeordneten Baugruppe erfolgt über die Gliederungsnummer. Die Nummer der ersten Baugruppe lautet damit BBA-3-5-0M-00.

Was machen wir mit den Einzelteilen?

Einzelteile können ebenfalls jeweils einer Baugruppe zugeordnet werden, müssen auch eine Zählnummer bekommen und benötigen eine Revisionsnummer. Also sind sie, bis auf den Kennbuchstaben, identisch zu den Baugruppenbezeichnungen. Für die Einzelteile wird nun der Buchstabe E verwendet.

Eine Ausnahme bei der Nummerierung bilden die Kaufteile und Normteile. Für diese Teile werden üblicherweise keine Zeichnungen angelegt, weswegen auch keine Eingliederung in das Nummernsystem erforderlich ist. Allerdings ist das anders, wenn diese Teile nachbearbeitet werden. An dieser Stelle wird auf diese Bauteilarten nicht weiter eingegangen.

Die Produktstruktur sieht unter Berücksichtigung der bis hierhin genannten Aspekte, alle Bauteile auf Revision 00 stehend, nun folgendermaßen aus:

  • BBA3-5-0M-00
    • BBA3-5-0-1M-00
      • BBA3-5-0-1-1N-00
        • BBA3-5-0-1-1-1M-00
          • BBA3-5-0-1-1-1-1E-00
          • BBA3-5-0-1-1-1-2E-00
          • Normteil 1
        • BBA3-5-0-1-1-2E-00
      • BBA3-5-0-1-2E-00
      • BBA3-5-0-1-3E-00
      • Kaufteil 1
    • BBA3-5-0-2M-00
      • BBA3-5-0-2-1E-00
      • BBA3-5-0-2-2E-00
      • Kaufteil 1
      • Normteil 1
    • BBA3-5-0-3S-00
      • BBA3-5-0-3-1E-00
      • BBA3-5-0-3-2E-00
    • BBA3-5-0-4E-00
    • BBA3-5-0-5E-00
    • Normteil 1
    • Normteil 2

Die Zählnummer für das erste Element einer Gliederungsebene ist immer die 1, mit Ausnahme der obersten Baugruppe.

Damit ist für Bauteile und Baugruppen ein schlankes Nummernsystem gefunden.

Wiederholteile

Als Wiederholteile werden üblicherweise diejenigen Bauteile bezeichnet, die sich weder den Kaufteilen noch den Normteilen zuordnen lassen, aber mehrfach verwendet werden. Dabei wird die Nummer des Bauteils einmal – bei ihrer ersten Verwendung – definiert und üblicherweise nicht mehr verändert. Es sei denn, eine Baugruppe darf aus Gründen der Nachverfolgbarkeit nur eindeutig gekennzeichnete Elemente enthalten.

Zeichnungsnummern

Die Zeichnungsnummern folgen den Bauteilnummern und Baugruppennummern, müssen aber zur eindeutigen Erkennbarkeit noch um einen Buchstaben (in unserem Beispiel Z hinter dem Typkennzeichen) ergänzt werden. Da die Revision der Zeichnungen, wie oben beschrieben, auf zwei Arten erfolgen kann, muss ein zusätzliches Revisionskennzeichen eingebracht werden. Zur Unterscheidung der Bauteil- bzw. Baugruppenrevision, die in unserem Fall von 00 beginnend hochgezählt wird, kann hier ein Buchstabe verwendet werden. Im initialen Zustand wird auf die Angabe dieses Buchstabens verzichtet, d.h. erst die erste Revision erhält den Buchstaben A.

Als Beispiel: An der Zeichnung der Baugruppe BBA3-5-0-1-1-1M-00 haben, ohne dass sich die Baugruppe selbst geändert hat, drei Revisionen stattgefunden. Die Zeichnungsnummer für die aktuelle Version lautet damit BBA3-5-0-1-1-1MZ-00C.

Fazit

Die Gestaltung von Nummernsystemen zur Bezeichnung von Baugruppen, Bauteilen und Zeichnungen in der Entwicklung und Konstruktion ist komplex – und dieser Artikel beschreibt nur eine mögliche und allgemeine Herangehensweise und soll vor allem dazu dienen, die zu berücksichtigenden Aspekte zu erkennen. Während es im Maschinenbau „Spielraum“ zur Festlegung gibt, sind andere Bereiche hinsichtlich der Kennzeichnung von Produkten bereits stärker geregelt. Es gilt, unterschiedliche Interessen derjenigen, die aus diesen Daten Informationen gewinnen wollen, miteinander zu vereinen und den Aufwand für die Errichtung und Pflege eines solchen Systems bei maximal möglicher Flexibilität gering zu halten. Neben den hier dargestellten Aspekten sind z.B. noch die Berücksichtigung charakteristischer Produktstrukturen, Beistellungen zur Fertigung und Montage oder auch die Abbildung von Software und Dokumentation in einem solchen System denkbar.