Integrierter Mehrfachnutzen

<strong>Product Lifecycle Management </strong> - Entscheidend für die Produktivität einer Software-Lösung zur Produktentwicklung ist das Ineinandergreifen zahlreicher Faktoren. Der Einsatz von PLM-Lösungen erleichtert dabei die Wiederverwendung bestehender Konstruktionen.

10. April 2008

Die wichtigste Aufgabe einer Software- Lösung zur Produktentwicklung ist es, den gesamten Entwurfsprozess weiter zu verbessern. Die Produktivität steigern dabei vor allem die Erweiterungen der CAD-Modellierungswerkzeuge für die effiziente und schnelle Modellierung der benötigten geometrischen Formen. Bei modernen CAD-Modellierungssystemen verlagert sich der Fokus immer mehr von der Definition grundlegender geometrischer Formen hin zu speziellen Optionen und der Fähigkeit, auch geometrische Sonderfälle zu bewältigen, etwa die Erstellung von komplexen Übergängen, Verjüngungen oder Hohlformen.

Die stetige Verbesserung dieser Funktionen ermöglicht signifikante Produktivitätssteigerungen, da der Anwender keine eigenen Wege entwickeln muss, um seine Aufgaben erfolgreich zu lösen. Falls solche Funktionen jedoch entwickelt werden, ohne den Gesamtablauf genügend in Betracht zu ziehen, können sie die Systeme unnötig komplizieren.

Fortschritt durch Recycling

Unerlässlich neben der schnellen Geometrieerzeugung sind jedoch auch leistungsfähige Ansätze zur Modifikation einer vorhandenen Geometrie, und gerade hier unterscheiden sich die Ansätze der am Markt verfügbaren Entwicklungssysteme von Anbieter zu Anbieter beträchtlich. Einen enormen Produktivitätszuwachs brachte die Einführung des parametrischen Entwurfs mit dimensionsgesteuerten Modellen in den späten Achtzigerjahren. Der effiziente Einsatz dieses Verfahrens setzt allerdings voraus, dass der Benutzer den Aufbau des Modells (»feature history«) versteht, der im Konstruktionsbaum (»feature tree«) abgebildet wurde. Falls der Konstruktionsbaum unklar ist – etwa weil das Modell von einem anderen Konstrukteur entwickelt wurde oder weil im Entwurf eine alte Geometrie wiederverwendet wird –, benötigt der Anwender deshalb geeignete Werkzeuge, um die Informationen abzufragen. Oft genug müssen die Anwender jedoch mit Daten ohne Konstruktionsbaum arbeiten, welche häufig von Lieferanten kommen, die standardbasierte Translatoren oder neutrale Kooperationsstandards benutzen. In diesem Fall benötigen die CAD-Konstrukteure zusätzliche Werkzeuge zur Modifizierung der Geometrie, die eine direkte Änderung an einem nicht parametrisierten Modell ermöglichen.

Direkter Eingriff in die Modellstruktur

Einen Ausweg bietet hier das sogenannte »Direct Modelling«, mit dem sich Änderungen am Entwurf schnell umsetzen lassen. Ein Nachteil ist jedoch, dass dabei natürlich in die Modellstruktur eingegriffen wird, was möglicherweise nicht dem ursprünglichen Konstruktions-Ansatz entspricht. Das beste Ergebnis liefert deshalb die Verbindung beider Ansätze: Sie schaff t dem Konstrukteur die Freiheit, so zu arbeiten, wie er am effizientesten zum Ziel kommt. Dafür benötigt er leistungsfähige Werkzeuge zur Geometrie-Modifizierung, um die CAD-Konstruktionen nicht jedesmal neu erstellen zu müssen.

Ein zunehmender Trend verlangt zudem nach Werkzeugen zur Validierung der Konstruktion, etwa digitale Simulationen und erste Beanspruchungs-, Verformungs-, Vibrations- und Bewegungsanalysen, um untaugliche Ideen schnell zu erkennen und Alternativen zu prüfen. Schneller zum optimalen Entwurf gelangt man dabei, wenn sich bestehende Entwurfsdaten im Analysezyklus wiederverwenden lassen. Die Validierung erlaubt es zudem, die Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt mit dem CAD-Entwurf zu verlinken. So lässt sich beispielsweise früh im Entwicklungsprozess prüfen, ob das Produkt mit den vorgesehen Fertigungsverfahren überhaupt herstellbar ist.

Auch solche Erweiterungen der Basistechnologie können die Produktivität jedoch nur in begrenztem Umfang erhöhen, besonders wenn bei der Implementierung nichtdarauf geachtet wird, ob der Konstrukteur den neuen Funktionsumfang auch leicht erlernen und nutzen kann.

Entscheidend für die Produktivität im Falle eines unerfahrenen, gelegentlichen Anwenders ist nämlich weniger die Vielzahl der Funktionen, sondern ihre intuitive Auffindbarkeit. Mit zunehmender Erfahrung tritt dieser Aspekt jedoch in den Hintergrund, während die Effizienz und der Funktionsumfang des Systems an Bedeutung gewinnen. Wichtig für eine Effizienzsteigerung über den Nutzungszeitraum des Systems ist zudem die Konsistenz in der Interaktion mit dem Benutzer bei häufig wiederkehrenden Abläufen.

Zunehmend wichtiger wird es daneben für viele Unternehmen, vorhandene historische Datenbestände wie CAD-Modelle, CAE-Berechnungen oder CAM-Werkzeugverfahrwege in möglichst großem Umfang wieder zu verwenden. Oft betriff t die Wiederverwendung zudem Unternehmensstandards wie etwa Herstellungsvorschriften oder Nutzungscharakteristika, die sich in Entwurfsfeatures einbetten und im Entwurf vererben lassen.

Die Herausforderung für viele Unternehmen bei der Umsetzung von Wiederverwendungsstrategien ist heute die Frage, wie die Informationen verwaltet und dem CAD-Konstrukteur im Bedarfsfall präsentiert werden sollen. Hierfür enthält die CAD-Software heute konfigurierbare Wiederverwendungs- Bibliotheken, mit denen sich Komponenten, Merkmale, wissensbasierte Werkzeuge, Prozess-Assistenten usw. publizieren lassen, um sie innerhalb des Unternehmens oder auch bei Partnern oder Zulieferern wieder zu verwenden.

Die Leistungsfähigkeit solcher Bibliotheken erhöht sich enorm, wenn sie mit einer integrierten PDM-Lösung betrieben werden, denn damit ist eine deutlich leistungsfähigere Suche nach Informationen möglich. Viele Firmen nutzen Klassifizierungswerkzeuge, um das gesicherte Auffinden wiederverwendbarer Elemente zu erleichtern. Probleme bereiten dabei jedoch die Definition der Klassifizierungs- oder Suchbegriff e und deren Interpretation. Effektive Wiederverwendungsstrategien müssen deshalb mehr umfassen als die Suche nach einem manuell mit Schlüsselwörtern versehenen Teil: Gefragt ist das schnelle Auffinden von Teilen und Baugruppen ohne vorgängige manuelle Klassierung.

Moderne Softwarelösungen bieten deshalb eine Suche allein auf Basis der Geometrie, unabhängig von Teilenummern oder Beschreibungen. Durch eine Verknüpfung dieser Such-Technologie mit CAD-Lösungen können Unternehmen heute in ihren CAD-Werkzeugen ungefähre Vorgaben machen und dann sehr effizient nach bereits existierenden Lösungen suchen. Der Einsatz dieser Technologie ermöglicht so einen höheren Wiederverwendungsgrad und verbessert die Produktivität im Produktentwicklungs- Prozess. Zudem sinken bei einem kleineren Teilespektrum die Verwaltungs- und Logistikkosten sowie die Herstellkosten durch eine flexiblere Ausnutzung von Produktionskapazitäten. Nicht zuletzt sinken mit einer größeren Stückzahl für ein Teil dessen Einkaufskosten.

Paul Brown, Siemens PLM Software/bt

Erschienen in Ausgabe: 02/2008