Datenqualität per Knopfdruck

Software - In der Praxis wird häufig neu konstruiert statt zeitaufwendig nach dem gewünschten Teil zu suchen. Dabei kann die Recherche nach bereits konstruierten Teilen so einfach sein, wenn die Daten nur richtig aufbereitet sind.

30. März 2005

Am Anfang von Simus Systems stand die Idee, Produkte automatisch zu klassifizieren. Denn keinem Konstrukteur ist die mühselige Tätigkeit des Klassifizierens zumutbar, zumal es Rechner gibt, die sich nicht über stupide Arbeit beschweren. Das PAK-Projekt an der Universität Karlsruhe machte aus der Idee konkrete Praxis mit namhaften Unternehmen wie MAN Turbo aus Oberhausen. Aus dem Uni-Projekt gründeten Dr. Arno Michelis und Dr. Harald Kunze dann im Jahr 2002 Simus Systems. Das Ziel lautete damals, die Konzepte des PAK-Projekts neu zu implementieren, zu verbessern und am Markt zu plazieren. Das Ergebnis dieser Arbeit ist Simus Classmate, welches sich in die zwei Produktlinien Classmate Data und Classmate CAD teilt. Mit Classmate Data werden Stammdaten aufgearbeitet und in eine Klassifikationsstruktur gebracht. Das ist insbesondere für Firmen interessant, die durch Firmenzusammenschlüsse entstanden oder stark gewachsen sind. Nach dem Zukauf mehrerer Unternehmen hat zum Beispiel das Management von Trumpf entschieden, alle in den unterschiedlichen Standorten vorliegenden Daten in einem System zu zentralisieren. »Dazu hat jeder seinen Datenbestand eingebracht, was in der Summe etwa 150.000 Datensätze ergab, die klassifiziert werden mußten. Diese Aufgabe war mit herkömmlichen Mitteln nicht zu bewältigen«, erinnert sich Arno Michelis. Classmate Data basiert darauf, daß die Daten üblicherweise in Datenbanken abgelegt werden, die im Ta­bellenformat arbeiten. Classmate Data navigiert über die einzelnen Spalten hinweg und zieht sich Informationen zu den Objekten heraus. Eine Sechskant-Schraube zum Beispiel ist nach DIN 933, 5X12 kodiert. Diese Informationen werden nun definiert in einer Klassifikation abgelegt. Das Objekt wird also in die Klasse ›Sechskantschraube‹ eingeordnet, und anschließend werden die Merkmale berechnet. Classmate Data trägt Norm, Durchmesser, Länge, Feingewinde und alle weiteren re­levanten Informationen in die jeweiligen Spalten, die sogenannten Sachmerkmale, ein. Das Programm schafft Ordnung, hat aber in diesem Umfeld noch mehr Funktionalität.

Ein Programm schafft Ordnung

Sind im Bezeichnungsfeld eines Datensatzes Leistungswerte oder Dimensionen beschrieben, sind diese Datensätze nicht mehr vergleichbar und schwer aufzufinden. Michelis: »Wir haben die Möglichkeit, alle Datenwerte anzuzeigen und zu verdichten, um so die wichtigsten Schlagwörter herauszuziehen, wie zum Beispiel alle Sechskantschrauben. So läßt sich beispielsweise die Datenmenge von 25.000 verschiedenen Einträgen auf 300 wesentliche Schlagworte komprimieren.« Das Stammdatenproblem ist damit gelöst, doch wie sieht es mit eigen- konstruierten Bauteilen aus? An dieser Stelle kommt Classmate CAD zum Zuge. Um Standardisierung und Teilemanagement im Unternehmen zu realisieren, ist die Recherche nach vorhandenen Lösungen unabdingbar. Hierzu müssen die Bauteile durch Sachmerkmale beschrieben und in einer Klassifikation abgelegt werden. Doch diese Informationen sind zu hinterlegen, bevor sie recherchiert werden können. Für den Konstrukteur war es bisher lästige Pflicht, die Sachmerkmale seiner Konstruktionen einzutippen. Classmate CAD entlastet ihn von dieser aufwendigen Systempflege, versprechen die Macher von

simus. »Diesen Pflegeaufwand haben wir gegen ›null‹ gedrückt«, sagt Arno Michelis. »Das heißt, der Konstrukteur muß nur noch einen Knopf drücken, dann springt Classmate CAD mit seinem Regelwerk an und wertet die Geometrie nach seiner Klassifikation mit den Sachmerkmalen aus.« Der Konstrukteur hat praktisch bis auf den Knopfdruck keinen Aufwand, und die Ergebnisse stehen zur Verfügung.

Neu anlegen oder suchen?

Arno Michelis will es seinen Kunden so leicht wie möglich machen: »Wir sind für die Qualität der Daten zuständig, daß also jede Position richtig einklassifiziert wird.« Die Recherche findet dann zum Beispiel auf dem SAP-Such-Klienten statt. Ein häufiges Problem in den Unternehmen sind schlechte Datenqualität und das Fehlen einer sauberen Klassifikation. Die Folge ist sinkende Akzeptanz. »In solchen Fällen wird kaum noch recherchiert, sondern nur noch neu angelegt.« Suchen ist manchmal aufwendiger als neu konstruieren. Ein Problem in vielen Unternehmen ist, daß viele Teile mehrfach angelegt werden. Eine Untersuchung bei einem Automobilhersteller zeigte, daß viele verschiedene Kunststoffclips im Unternehmen eingesetzt werden. Das Ergebnis spricht gegen die Suche. Denn es sind mehrere hundert Kunststoffclips. Angesichts dieser Vielfalt wurde bei Bedarf schnell neu konstruiert statt den Clip zu suchen. Für den Konstrukteur war das schnell erledigt, allerdings mit hohen Folgekosten. Selbst einfache Clips werden mit teuren Werkzeugen gefertigt. Die Untersuchung hat gezeigt, daß 10 Prozent der bestehenden Clips für jeden Bedarfsfall ausreichen. »Eine definierte Klassifikation hilft dem Konstrukteur bei der Bauteilsuche und reduziert die Kosten erheblich. Denn neben den Konstruktionskosten für komplexe Bauteile geht es hier auch um die Folgekosten, die an jedem Bauteil dranhängen«, rechnet Arno Michelis vor und argumentiert für effektive Recherche mit entsprechender Software-Unterstützung: »Auf den hochwertigen Inhalt solcher Datenbanken kommt es an. Dieser Inhalt ist die Basis für die Recherche der Konstrukteure.« Das Besondere an Classmate CAD ist die Art der Datenanalyse. Sie beruht auf der Geometrie. Jedes CAD-System beschreibt seine internen Modelle aufgrund der Topologien sowie der Geometrie, den sogenannten BRep Modellen (Boundary Representation). Die Topologie beschreibt die Nachbarschaftsbeziehung der geometrischen Elemente, während die Geometrie die Form beschreibt, z.B. eine Kugelfläche. Arno Michelis erklärt das Funktionsprinzip: »Dieses Ursprungsformat nehmen wir nach seiner Geometrie und Topologie auseinander, d.h. gegliedert nach Flächen, Achsen und Punkten und deren Nachbarschaftsbeziehungen zueinander. Am Modell sehen wir, ob den Achsen z.B. sphärische oder zylindrische Flächen zugeordnet sind. Dazu bauen wir ein Regelwerk auf, das diese Beschreibung genau interpretiert. So beschreiben die vier sphärischen Flächen, die an einer Achse hängen, den Kugelkopf.« Daraus kann man den Durchmesser des Kugelkopfes ableiten. Bei solchen Modellen dauert die reine Anfrage- und Antwortzeit bei einem üblichen PC zwei bis fünf Sekunden, dann liegen die Ergebnisse vor. Michelis: »Die Herausforderung für uns war, ein entsprechendes flexibles Regelwerk aufzustellen, das auch an die Kundensituation leicht angepaßt werden kann.« Für Michelis ist der Erfolg eine Frage des Know-how, denn ein Modell läßt sich unterschiedlich aufbauen. Wer einen einfachen Zylinder beschreibt, kann einen Kreis in die Tiefe ziehen. Alternativ ist es möglich, ein Rechteck zu skizzieren, das um eine Achse rotiert wird. Das Modell läßt sich auch aus einem Quader modellieren, der von außen bearbeitet wird. Unabhängig, wie das Model aufgebaut wurde, kommt mit Classmate CAD das richtige Interpretationsergebnis heraus.

Das Regelwerk

Der Kunde braucht dazu nichts zu hinterlegen, er kann seine Modellierungsmethode frei wählen. Natürlich kann Classmate CAD zusätzlich auch die verwendeten Konstruktionselemente, wie z.B. Gewinde aus dem rechnerinternen Modell auslesen. »Wir implementieren das Regelwerk in unserem System und klassifizieren die Objekte«, erklärt Arno Michelis die Arbeitsweise von Classmate CAD »Anschließend liefern wir dem Kunden das System plus Regelwerk aus, da das nackte System ihm gar nichts bringen würde. Für ihn bleibt eigentlich nur der Knopfdruck, um das Ergebnis zu visualisieren.«

Peter Schäfer

Erschienen in Ausgabe: 02/2005