Die gestohlene Zeit

3D - In jeder Phase des Konstruktionsprozesses läuft die Zeit. Prozessoptimierung ist ein Muss, um den Zeitdruck zu bewältigen. Wie Momo, das Kind, das den Menschen die gestohlene Zeit zurückbrachte, will SolidWorks Konstrukteuren mehr zeitlichen Freiraum schaffen.

14. September 2006

Konstrukteure sind in vielerlei Hinsicht an den Parameter Zeit gebunden. Erstens müssen sie effizient und zügig arbeiten, um ihre Ideen schnell in Modelle umzuwandeln, damit diese bald in Produktion gehen können. Zweitens sind sie gefordert, Modelle zu konstruieren, die gut zu handeln sind. D.h. die konstruierten Teile müssen sich unter anderem schnell einbauen, weiterverarbeiten und produzieren lassen. In beiden Fällen ist der Konstrukteur abhängig von den Werkzeugen die man ihm zur Verfügung stellt, um wirtschaftlich zu arbeiten. Sie sollten so gestaltet sein, dass er den größten Teil seiner Arbeitszeit auf die Konstruktion und nicht auf die Handhabung der benötigten Hilfsmittel verwendet.

Wirtschaftlicher arbeiten

Wo früher am Reißbrett gearbeitet wurde, stehen den Konstrukteuren heute leistungsfähige Rechner, ausgestattet mit spezieller Software, zur Verfügung. Ein weiterer wichtiger Schritt zu wirtschaftlichem Arbeiten ist der Umstieg von der zwei- auf die dreidimensionale Konstruktion. Sie birgt enormes Einsparungspotenzial, doch zögern noch viele Unternehmen ganz auf 3D zu wechseln. In der Anfangsphase galten diese Applikationen als schwer bedienbar und äußerst komplex. Nach Jahren der parallelen Nutzung von 2D und 3D ist sich die Branche allerdings einig: 3D wird Standard. Ohne diese Technologie wird das Ziel, auch künftig wettbewerbsfähig zu bleiben, äußerst schwer zu erreichen sein!

Eine Umfrage von SolidWorks ergab, dass Zerspanungs-, Blechbearbeitungs-, Formenbau-, Prototyp- und Konstruktionsdienstleister für die Ausführung ihrer Arbeit im Jahr 2005 erstmals mehr 3D- als 2D-Dateien erhalten haben. Der Einsatz von 3D-Dateien ist von 38 Prozent im Jahr 2003 auf 41 Prozent im Jahr 2004 und 51 Prozent im Jahr 2005 angestiegen. Heute haben 3D-Volumenmodelle die 2D-CAD-Zeichnungen bei den Fertigungsdienstleistern als gängigstes Format abgelöst. Weiter ergab die Studie, dass 95 Prozent der Anwender nach der Umstellung auf 3D eine Produktivitätssteigerung verzeichnen und 69 Prozent von kürzeren Markteinführungszeiten profitieren.

SolidWorks hat im Hinblick auf einfache Bedienbarkeit ihrer Software Pionierarbeit geleistet. Die beiden Gründer Jon Hirschtick und Bob Zuffante arbeiteten mit Kollegen konsequent an einer Lösung, die leistungsfähige Konstruktionen ermöglichen sollte, gleichzeitig aber für den Benutzer leicht zu bedienen war. Erster Schritt, die Software einem breiten Publikum zugänglich zu machen, war das dedizierte Bekenntnis zur Microsoft-Windows-Welt. Als 1995 SolidWorks seine erste 3D-Konstruktionssoftware auf den Markt brachte, waren die Systemanforderungen revolutionär: Microsoft Windows NT oder Windows 95, Pentium oder DEC Alpha, 32 MB Arbeitsspeicher, eine Maus und ein CD-ROM-Laufwerk. Bis dato war noch nie ein Konstruktionsprogramm auf einem normalen Desktop gelaufen. Zusätzliche Ausgaben für spezielle Hardware sind damit passé.

Neben den Systemanforderungen sehen es viele Anwender als großen Vorteil an, die bereits erlernten Windows-Funktionen in SolidWorks anzuwenden wie etwa Anklicken, Ausschneiden und Kopieren, Ziehen und Ablegen. Darüber hinaus sorgen intuitive Anzeige- und Steuerungsfunktionen für übersichtlichere Darstellungen und verringern die Zahl der Konstruktionsschritte. Routinevorgänge in der Konstruktion lassen sich so auf ein Minimum reduzieren. Sollten doch mal Fragen auftauchen, steht Anwendern ein HTML-basiertes Hilfesystem zur Verfügung mit Hyperlinks und Animationen, Online-Lernprogrammen, Design-Portfolio mit detaillierten Anleitungen und Glossar.

Assoziative Funktionen

Ein wichtiger Zeitfaktor ist die Verarbeitung von Änderungen. Musste früher in 2D-Konstruktionen jede Veränderung in den Zeichnungen per Hand vorgenommen werden, so gleicht die 3D-CAD-Software SolidWorks sie automatisch parametrisch ab. Dies hat wesentlich weniger Fehler zur Folge und reduziert die aufgewandte Zeit. Weitere hilfreiche Funktionalitäten, die SolidWorks Anwendern in der Maschinen-, Gussform- oder auch Konsumgüterkonstruktion bietet, sind vollständige Paletten an Werkzeugen zur automatisierten Erstellung von Konstruktionselementen. Im Maschinenbau stehen zum Beispiel voll assoziative Blechfunktionen speziell für die Maschinenkonstruktion zur Verfügung. Die Herstellbarkeit von Spritzgussteilen lässt sich mit MoldflowXpress überprüfen, einem Werkzeug mit Assistentenführung zur Validierung von Gussformkonstruktionen. Nicht zu vergessen ist der Vorteil der Design-Wiederverwendung zur schnelleren und effizienteren Teilemodellierung. Durch die katalogisierte Aufbewahrung von Komponenten und Einzelteilen lässt sich Design effizient wiederverwerten. Hier können Anwender verschiedene Quellen nutzen: Entweder sie verwenden die in SolidWorks integrierten Bibliotheken mit Features für die Erstellung häufig verwendeter Konstruktionselemente, oder sie greifen auf den Online-Service 3D ContentCentral von SolidWorks zu. Mithilfe dieser integrierten Internet-Ressource lassen sich vorgefertigte Komponenten oder komplette 3D-CAD-Modelle suchen, auf Passgenauigkeit und Form prüfen und anschließend direkt in die Konstruktion laden.

Während der gesamten Konstruktionsphase gilt es nicht nur Ideen umzusetzen und Kundenwünsche zu berücksichtigen, sondern auch die Funktionalität der Konstruktion zu überprüfen. Computergesteuerte Methoden wie die Finite Elemente Methode erlauben die Konstruktionsprüfung mithilfe von Explosions-, Detail- oder isometrischen Ansichten. Kollisionen werden von Anfang an vermieden und wertvolle Zeit für Analysen und den Prototypenbau deutlich minimiert.

Analyse von 3D-Modellen

SolidWorks bietet mit seinen COSMOS-Produkten umfangreiche Werkzeuge zur Überprüfung und Analyse von 3D-Modellen. Die Arbeit mit 3D-System erhöht das Volumen komplexer CAD-Daten. Unbeabsichtigtes Überschreiben von Dateien, Verlust von Dateizuordnungen und Fehler sollen vermieden werden. Mit PDM-Tools wie PDMWorks von SolidWorks lassen sich Produktdaten verwalten und Produktentwicklungen automatisieren. Dank der automatischen Versionskontrolle können Konstrukteure auch gleichzeitig an Projekten arbeiten und haben zu jeder Zeit von verschiedenen Standorten aus Zugriff auf sicher archivierte Konstruktionsdaten. In den Konstruktionsprozess einbezogen ist neben anderen Teammitgliedern natürlich auch der Kunde als Auftraggeber. Die Kommunikation und der Austausch von Konstruktionsdaten zwischen allen am Projekt beteiligten Personen ist ebenfalls eng an die Ressource Zeit gebunden. Mit dem Veröffentlichungs- und Anzeigewerkzeug eDrawings setzte SolidWorks Maßstäbe, da 3D-Modelle ohne CAD-Software auf einem PC oder Mac angesehen und mit Anmerkungen versehen werden können. Der Versand per E-Mail lässt eine unbegrenzte Anzahl Empfänger zu und beschleunigt die Antwortzeiten mit Vorschlägen und Änderungen.

Isabelle Reich, SolidWorks

Erschienen in Ausgabe: 06/2006