Suchen

Produktentstehungsprozess Diese Trends beeinflussen die Zukunft der CAD-Software

Mit welchen Problemen sich CAD-Anwender im Moment herumschlagen, wo verborgenes Potenzial im Produktentstehungsprozess brach liegt und wohin die Reise der CAD-Software gehen wird, lesen Sie in diesem Beitrag.

Firmen zum Thema

Quo vadis CAD-Software? Dieser Frage gehen wir in unserem Artikel nach.
Quo vadis CAD-Software? Dieser Frage gehen wir in unserem Artikel nach.
(Bild: ©FERNANDO - stock.adobe.com)

Der Konstrukteur aus den 50er Jahren, der in mühevoller Handarbeit mit Stift und Papier am Reißbrett seine Zeichnungen erstellt hat, hat sich vielleicht häufig gewünscht, es möge doch endlich jemand etwas erfinden, was ihm die tägliche Arbeit erleichtert. Einen Schritt in diese Richtung, eigentlich den ersten großen Schritt vom Zeichenbrett zum Computer, ging es dann in den 70er-Jahren: Dass sich CAD-Software in dieser Zeit erstmals in der Breite durchsetzen konnte, lag an universeller Software. Damit war es auch Anwendern ohne Programmier-Know-how möglich, von der Technologie zu profitieren. Im März 1995 veröffentlichte Solidworks dann die gleichnamige 3D-CAD-Software. Sie zeichnete sich durch die einfache Bedienung aus und ermöglichte es mehr Ingenieuren als je zuvor, die Vorteile der 3D-CAD-Technologie zu nutzen.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 6 Bildern

Aktuell, so glauben zumindest Experten, steht der nächste Technologiesprung bevor: und zwar „CAD in the cloud“. Was genau das bedeutet und welche weiteren Trends und Entwicklungen abzusehen sind, wollte konstruktionspraxis u.a. von Dassault Systèmes, Siemens Digital Industries Software und PTC wissen.

Die Rolle der CAD-Software

Heute ist CAD-Software aus dem Alltag von Produktentwicklern und Konstrukteuren nicht mehr wegzudenken. Ihre Rolle im Produktentstehungsprozess ist dabei sehr zentral. „Der Konstrukteur steht ganz am Anfang der Produktentstehungsprozesskette und definiert zwei Drittel der späteren Produkteigenschaften. Sowohl die Funktionalität als auch die Effizienz der verwendeten CAD-Software spielen dabei eine sehr große Rolle“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Sandro Wartzack vom Lehrstuhl für Konstruktionstechnik KT der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Herausforderungen im Produktentstehungsprozess

Doch aufgrund stetig steigender Anforderungen an die Produktentwicklung müssen Konstrukteure und Produktentwickler bereits bei der Produktentstehung umdenken, um Prozesse zu straffen und effizienter zu gestalten. Die Herausforderungen, denen Unternehmen aktuell gegenüber stehen, sind vielfältig:

  • Steigender Zeit- und Kostendruck, schnelle Time-to-Market
  • Verteilte Entwicklungsteams, die auf eine Datenquelle zugreifen sollen (Single source of truth)
  • Datenaustausch/PDM
  • Produkte werden komplexer, individueller und wandeln sich zunehmend in Richtung Mechatronik

Von der virtuellen zur digitalen Produktentwicklung

Zum Glück gibt es Methoden und Wege, diese Herausforderungen zu meistern. Hier kommen die Methoden des Digitalen Engineerings ins Spiel.

Digitale Durchgängigkeit über alle Disziplinen und Fachbereiche ist heute ein Muss. Nicht nur um abteilungsübergreifend zusammenzuarbeiten, sondern wie wir an der aktuellen Situation sehen, auch, um von überall aus zu arbeiten und dabei immer auf aktuelle Daten zugreifen zu können.

Uwe Burk, Vice President Customer Role Experience Euro Central, Dassault Systèmes

Seit einigen Jahrzehnten wird bereits erfolgreich virtuell, computerunterstützt mit CAD-Software gearbeitet. „Das, was bisher mit CAD gemacht wurde, wird als virtuelle Produktentwicklung bezeichnet. Wenn heute von digitaler Produktentwicklung die Rede ist, so ist damit die datengetriebene Produktentwicklung gemeint“, erklärt Prof. Wartzack.

Dabei gehe es um die Integration von Daten aus Bereichen, die der Produktentwicklung zeitlich nachgeschaltet sind. Dies können Daten aus dem Fertigungsgeschehen sein, die sich auf vergebene Toleranzen auswirken oder auch Daten aus der Produktnutzung, die über virtuelle Sensoren für mehr Produktnutzen sorgen. Prof. Wartzack: „Dieses Wissen kann beispielsweise dazu genutzt werden, um künftige Produkte langlebiger zu konstruieren.“

So hat PTC ein neues Datenmodell mit virtuellen Sensoren eingeführt, das durch die Thing-Worx-Cloud mit realen Sensoren verknüpft wird. Damit werden Informationen aus dem Betrieb der fertigen Produkte in Echtzeit mit dem digitalen Modell in der Entwicklung verknüpft, also dem anderen – realen – Teil des Zwillings.

CAD-Daten erfinden sich neu

Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang naturgemäß der CAD-Software und den CAD-Daten zu. „Wenn man das Digital Engineering als durchgehende digitale Entwicklung von Produkten und der umfassenden Abbildung auch des Verhaltens der jeweiligen Komponente oder Maschine, inklusive aller dafür benötigten Bausteine wie Mechanik, Elektronik, Elektrik, Software inklusive der Automatisierungskomponenten versteht, dann bildet CAD den Kern dieses Ansatzes, der auch als Digitaler Zwilling des Produktes beschrieben werden kann“, so Peter Scheller, Business Development Consultant im Pre-Sales bei Siemens Digital Industries Software.

Drüber hinaus erfahren 3D-CAD-Daten im Hinblick auf Industrie 4.0 ganz neue Wirkungsweisen im Umfeld von AR und VR oder der Echtzeitdaten aus der IoT-Welt, die über die digitalen Produktrepräsentanten, also den Digitalen Zwilling, zur Optimierung der Produkte verwendet werden können. Denn die 3D-CAD-Daten bringen die mechanischen Eigenschaften aus der Produktentwicklung mit und werden mit weiteren Informationen angereichert, um damit einen digitalen Zwilling der Produkte abbilden zu können. Sie fungieren also als Bindeglied zwischen den verschiedenen Entwicklungsdomänen.

(ID:46674181)

Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht