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Produktentwicklung

Fünf Trends in der Produktentwicklung

| Autor/ Redakteur: Markus Hannen / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Produktdesigner und Entwickler müssen mit dem rasanten Technologiefortschritt mithalten - diese Trends sollten sie laut PTC in diesem Jahr weiter im Auge behalten.

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Produktentwickler haben alle Hände voll damit zu tun, mit den aktuellen Trends standzuhalten und die Möglichkeiten der neuen Technologien wie 3D-Druck oder Augmented Reality voll auszuschöpfen.
Produktentwickler haben alle Hände voll damit zu tun, mit den aktuellen Trends standzuhalten und die Möglichkeiten der neuen Technologien wie 3D-Druck oder Augmented Reality voll auszuschöpfen.
(Bild: gemeinfrei / CC0)

Sei es durch die Nutzung neuer Technologien wie additive Fertigung oder den digitalen Zwilling oder die Verbesserung der Zusammenarbeit für einen optimierten Produktentwicklungsprozess - Produktentwickler haben aktuell alle Hände voll damit zu tun, mit den Trends mitzuhalten und die neue Fähigkeiten auszuschöpfen.

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Hier sind fünf der wichtigsten Trends im Produktdesign, die Ingenieure aus Sicht von PTC aktuell begleiten.

1. Digitaler Zwilling und der sogenannte digitale Faden

Die Begriffe digitaler Zwilling und digitaler Faden werden bereits seit einiger Zeit verwendet, aber die meisten Ingenieure werden erst 2019 beide Konzepte täglich in Aktion erleben. Indem die digitale Definition eines Produkts mit der physischen Erfahrung kombiniert wird, verfügen Fertigungsunternehmen über eine vollständige digitale Aufzeichnung eines Produkts während seines gesamten Lebenszyklus. Diese kann genutzt werden, um das Produktdesign zu verbessern und sicherzustellen, dass alle Rechts- und Sicherheitsvorschriften erfüllt werden. Der digitale Zwilling kann außerdem helfen, die Effizienz und Bedienbarkeit zu verbessern.

Mit einem digitalen Faden, bei dem Daten aus allen Stadien der Produkt- und Produktionslebenszyklen zusammengeführt und zurück in das Produktdesign fließen, können Ingenieure endlich mit ihren Produkten kommunizieren und einige ihrer brennendsten Fragen beantworten. Ob sie nun ermitteln, wie gut das Produkt im Feld funktioniert oder welche Funktionen und Merkmale die Kunden tatsächlich nutzen: Der digitale Faden, der beständig und unsichtbar neben dem physischen Produkt herläuft, wird es den Ingenieuren ermöglichen, den Kreislauf im Produktlebenszyklus zu schließen.

2. Barrieren zwischen Entwicklung und Fertigung abbauen

Fertigungsunternehmen erkennen zunehmend, dass die Entwicklungs- und Fertigungsteams getrennt voneinander in Silos arbeiten – zum Nachteil der Unternehmen. So leitet die Entwicklung Informationen an die Fertigung weiter, wenn die Entwürfe fertiggestellt sind, und teilt dann Änderungen am Design, wenn sie umgesetzt werden. Auch wenn dies einfach klingt: Das Warten, bis die Entwicklungsabteilung ihren Teil im Produktlebenszyklus vollständig abgeschlossen hat, verzögert die Vorarbeiten der Fertigung.

Darüber hinaus können kleine Änderungen durch das Entwicklungsteam einen großen Einfluss auf die Produktion haben. Mit der automatisierten Fertigungsprozessplanung kann sich das Produktionsteam einen Vorsprung verschaffen und automatisch die aktuellsten Produktinformationen einsehen – was die Markteinführung verkürzt und die Kosten für Nacharbeiten reduziert.

3. Erweiterte Realität als Visualisierungslösung für Unternehmen

Die Art und Weise, wie Designer das Produkt betrachten, hat sich stark weiterentwickelt: Von 2D-Zeichnungen auf Papier bis hin zu 3D-CAD-Modellen auf einem Desktop-Bildschirm sind Designer immer auf der Suche nach einer einfacheren Möglichkeit, ein Produkt genau zu betrachten, bevor ein Prototyp gebaut wird.

Die erweiterte Realität (AR) bildet die nächste Entwicklungsstufe zur unternehmensweiten Visualisierung. AR ermöglicht eine natürlichere Art der Interaktion mit einem Produkt im Vergleich zu 2D und 3D, da es den Kontext zu einem Produkt und Daten liefert. Mit AR kann ein physisches Objekt mit einer digitalen Darstellung überlagert werden, um die Konfigurationen des Produkts während seiner Entwicklung zu vergleichen.

AR ermöglicht es, ein neues Produkt in einem realen Umfeld wie z.B. in einer Fabrikhalle maßstabsgetreu zu visualisieren. Nutzer haben dann die Möglichkeit, mit den Daten zu interagieren und Produktansichten zu wählen, die in der 2D- oder 3D-Visualisierung nicht leicht zugänglich sind.

Ob für Serviceverfahren, Fertigungsanweisungen oder im Vertrieb und Marketing für neue Produktoptionen oder zur Ergänzungen bestehender Produkte: AR macht es einfacher denn je, Produkte zum Leben zu erwecken.

4. Additive Fertigung

In den letzten Jahren haben 3D-Drucktechnologien die Grenzen der Prototypenfertigung überschritten und die für den industriellen Einsatz erforderliche Qualität und Skalierbarkeit erreicht. Dieser Technologietrend der additiven Fertigung hat den Hype überwunden und zeigt greifbare Vorteile in zahlreichen Anwendungsfällen – von ultraleichten High-End-Bauteilen für Flugzeuge bis hin zur kostengünstigen Massenanpassung von Konsumgütern. Ganze Branchen, wie etwa Hörgeräte und Zahnimplantate, haben bereits heute fast vollständig auf 3D-Druck umgestellt. Das wahre Disruptionspotenzial der additiven Fertigung liegt jedoch in der digitalen Transformation von Produktentwicklungs- und Herstellungsprozessen.

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Anders als bei konventionellen Fertigungsverfahren erfolgt die Fertigung ohne Werkzeug und ohne Form, da die gewünschte Geometrie direkt aus den 3D-CAD-Daten erzeugt wird. So lassen sich Prototypen, Endprodukte sowie Werkzeuge und Formen schnell und flexibel produzieren. Außerdem entfällt das Management der Lieferkette und der Logistik.

Aufgrund dieser Vorteile wird die additive Fertigung in immer mehr Anwendungsfällen zur optimalen Produktionstechnologie, trotz der immer noch hohen Kosten für Material und Produktionsanlagen. Beispielhaft ist die Kleinserienfertigung bei der Einführung eines neuen Produkts, Replikationen von schwer zu beziehenden Ersatzteilen sowie die verteilte oder lokale Fertigung in Schwellenländern zu nennen. Aber auch bei weniger komplexen Teilen kann die additive Fertigung Vorteile bringen. Neue Technologien wie „Binder Jetting“, ein Verfahren zum Drucken komplexer Teile aus industrietauglichen Materialien, können die Produktionsgeschwindigkeit und -effizienz weiter erhöhen.

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5. Das Jahr der Apps

Wir alle nutzen sie und auch fast jedes Service-Unternehmen bietet sie mittlerweile an: Apps. In den meisten Fällen werden Apps jedoch von Business-to-Customer-Unternehmen angeboten. Im Jahr 2019 werden wir sehen, dass auch Business-to-Business-Unternehmen nachziehen und Apps für ihre Kunden bereitstellen.

Mit Apps für ihre Unternehmenssysteme können Fertigungsunternehmen schnell und einfach auf wichtige Produkt- und Unternehmensdaten zugreifen, und zwar in einem für sie leicht verständlichen Format. Sensorgestützte Produkte, die Informationen aus dem Feld zurück in die Fabrik liefern, können mit Apps verbunden werden. Somit können Nutzer schnell und einfach auf Echtzeitinformationen zugreifen. Auch hier lassen sich die Vorzüge von AR nutzen, etwa um Designs oder Prototypen gleichzeitig innerhalb von weltweit verteilten Teams zu prüfen.

2019 hält einiges für das Produktdesign bereit. Mit Funktionen wie der additiven Fertigung, dem digitalen Zwilling und digitalen Faden, erweiterte Realität sowie Enterprise-Systemanwendungen werden Produktdesignteams in der Lage sein, sowohl schneller als auch intelligenter zu arbeiten.

* Markus Hannen, Technical Sales Vice President, PTC

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