Wie der digitale Wandel die Fertigungswelt verändert - Digitale Kontinuität der Softwaresysteme

Die digitale Transformation hin zur Industrie 4.0 geht einher mit der Einführung neuer Technologien und stellt zusammen mit dem Nachhaltigkeitsanspruch die größte langfristige Herausforderung für die Maschinenbauindustrie dar. Zu den großen Themen gehören:

 

Im kommenden Jahrzehnt müssen sich alle Unternehmen der Branche mit diesen Themen befassen und neue Technologien und Prozesse implementieren. Dafür ist es notwendig, dass Software aufeinander abgestimmt ist, so dass Daten von einem ins andere System fliessen können. Dazu zählt Software für die computergestützte Konstruktion und Fertigung (CAD/CAM), Unternehmensmanagement und -planung (ERP), Produktionssteuerung (MES), zur Verwaltung des Lebenszyklus eines Produkts (PLM), Werkstattverwaltungssystem, usw...  Jedes kleine Update einer Software birgt die Gefahr, dass Schnittstellen zwischen unterschiedlichen Softwaresystemen nicht mehr funktionieren. Die Herausforderung für die Unternehmen besteht darin, sicherzustellen, dass alle Systeme zusammenarbeiten, um die digitale Durchgängigkeit zu gewährleisten. Das Ziel sollte die digitale Kontinuität vom Entwurf bis hin zur Produktion sein.

 

Die Vernetzung von Objekten, Software, Maschinen und Menschen miteinander sorgt für eine erhebliche Zeitersparnis im Produktionsprozess. Diese digitale Revolution bringt die etablierten Ordnungen ins Wanken und führt zur Verunsicherung in der Fertigungsindustrie. Denn niemand weiß ganz genau, welche Technologie sich durchsetzen wird.

 

Doch ein paar Dinge sind klar:

  1. Es führt kein Weg vorbei am Wandel und wer ihn nicht schnell genug mitgeht, bleibt zurück im Business. ->  Geschwindigkeit nimmt zu

  2. Je weniger unterschiedliche Softwarehersteller und -produkte die IT-Landschaft bilden, desto robuster ist das System. -> Integrierte Softwarelösungen

  3. Neue Softwaresysteme unterstützen die Arbeitskräfte im Unternehmen und erleichtern die tägliche Arbeit. Daher gilt es für die Arbeitskräfte den Wert des digitalen Fortschritts zu erkennen und sich aktiv an der Neugestaltung der Prozesse zu beteiligen
    -> Changemanagement

  4. Interne Arbeitsprozesse müssen laufend adaptiert werden. Der Wandel ist keine einmalige Situation durch die man durch muss und sich danach entspannen kann. Der Wandel wird permanent sein, denn Systeme entwickeln sich schnell weiter und neue erfolgversprechende Technologien sollte schnell übernommen werden.
    -> Lebenslanges Lernen und Adaptieren

  5. Unternehmen müssen agiler in ihren Prozessen werden und der einzelne Arbeitnehmer/in wird mehr Verantwortung tragen müssen, denn nur mit kurzen Entscheidungswegen und flachen Hierarchiestrukturen lässt sich schnell und effizient auf Veränderungen reagieren. -> Agile Engineering

  6. Werteveränderung: Es spielt nicht mehr alleine der Preis, die Qualität und Lieferzeit eine Rolle für die Auftragsvergabe, sondern zunehmend auch die CO2-arme Herstellung und Auslieferung, die Ressourcenschonung und Langlebigkeit sowie die Wiederverwendung des Produktes. -> Sustainable Production

  7. Es reicht nicht mehr, nur ein Produkt herzustellen und auszuliefern. Es werden auch erweiterte Dienstleistungen und Transparenz in der Kommunikation erwartet.

 

Anforderungen der Industrie 4.0 an Software - von der Konstruktion bis zur Fertigung

 

TopSolid hat sich den Anforderungen der Industrie 4.0 an Software von der Konstruktion bis zur Fertigung gestellt und erfüllt dabei folgende Anforderungen:

 

Maximale Gestaltungsfreiheit in der Konstruktion
Was man sich vorstellen kann, sollte man auch konstruieren können, und das mit möglichst geringem Aufwand. So lautet das Motto von TopSolid! Dank der Automatisierung von vielen Konstruktionsschritten, den intelligenten Normteilbibliotheken und der automatischen Fehlererkennung sowie der Möglichkeit, Abhängigkeiten kontextbasiert anzubringen, lassen sich selbst  komplexeste Baugruppen schnell und einfach konstruieren. Nicht die technische Umsetzung, sondern die Ästhetik und das Funktionsdesign bestimmt Ihre Arbeit als Konstrukteur.


Kollaboratives Arbeiten und Sicherstellung der Nachvollziehbarkeit von Änderungen 

Die CAD/CAM-Software sollte eine nahtlose Rückverfolgbarkeit der Konstruktion und der Dokumente sowohl des Konstruktions- als auch des Fertigungsprozesses ermöglichen. Darüber hinaus sollte die Zusammenarbeit (d. h. mehrere Personen arbeiten gemeinsam an demselben Projekt oder an Teilen desselben Projekts) innerhalb desselben Konstruktionsbüros oder zwischen entfernten Standorten möglich sein. Dank des stets integrierten PDM in den CAD/CAM -Lösungen von TopSolid sind alle Änderungen an einem Dokument nachvollziehbar und protokolliert. Änderungen im CAD werden automatisch ins CAM übernommen, denn die nachfolgenden Arbeitsschritte werden automatisch nachvollzogen. Aufgrund des einfachen Rollen- und Rechtemanagements in TopSolid wird die Zusammenarbeit optimiert. 

 

Simulation auf höchstem Niveau

CAD/CAM-Software sollte Simulationsfunktionen bieten oder mit solchen Systemen verbunden werden können:

  • Bewegungssimulation eines mechanischen Systems (Kinematik, Dynamik)
  • Vordimensionierung der mechanischen Teile, entweder einzeln oder im Rahmen des Mechanismus (FEA = Strukturberechnung)
  • Verformungssimulation (Biegen oder Stanzen)
  • Simulation von Flüssigkeitsströmungen

 

Integration zahlreicher Standard-Bibliotheken oder Schnittstellen zu Standard-Komponentenplattformen

Heutzutage besteht ein Produkt, sei es eine Spezialmaschine oder ein Fahrzeug, größtenteils aus Standardkomponenten von externen Zulieferern. Der Import externer Komponenten und ihre intelligente Positionierung und Bearbeitung ist ein wichtiger Faktor für die Produktivität der CAD/CAM Software.

 

Kompatibel mit anderen CAD-Systemen

Da die Interoperabilität von Software unerlässlich ist, verfügen Werkzeuge wie TopSolid über Schnittstellen, die mit den meisten anderen CAD-Systemen oder neutralen 3D-Formaten (Parasolid, Acis, STEP usw.) kompatibel sind. Diese Interoperabilität erstreckt sich nicht nur auf die Geometrie, sondern auch auf die Fertigungsinformationen (PMI = Product Manufacturing Information).



Erstellung von standardisierten Zeichnungen und Stücklisten

Diese Zeichnungen und Stücklisten sind nach wie vor unverzichtbar für den Produktionsprozess, obwohl das langfristige Ziel darin besteht, sie zugunsten von 3D-Darstellungen, die mit Abmessungen und Fertigungsinformationen angereichert sind, abzuschaffen. Die Erstellung von Zeichnungen und Stücklisten muss so weit wie möglich automatisiert werden. Die Zeiten, in denen viel Zeit für deren Erstellung aufgewendet wurde, sind praktisch vorbei. Das System erzeugt jetzt automatisch bemaßte Zeichnungen von Baugruppen, Unterbaugruppen, Teilen usw.



Effektive Schnittstellen zu den Managementsystemen (PPS, ERP, PLM...)

Die enge Verbindung zwischen Konstruktionsentwurf und Verwaltungs- und Planungssoftware ist ein wichtiger Faktor für die Produktivität. Deshalb ist es wichtig, ein Werkzeug zu wählen, das diese Verbindung unterstützt: TopSolid kann dank seiner zwei API-Stufen (API = Application Programming Interface) problemlos an jedes ERP auf dem Markt angeschlossen werden: Automation und ADS (Application Development System). Generell stellt jede Schnittstelle eine Schwachstelle Ihrer IT-Struktur dar, daher vermeiden Sie zu viele unterschiedliche Softwaresysteme in Ihrem Unternehmen. Planen Sie Ihre IT-Struktur!

 

Zugang zu und Informationsaustausch in CAD/CAM Projekten

Viele Kollegen benötigen Zugang zum CAD/CAM Projekt. So interessiert sich der Einkauf für die Stückliste, der Vertrieb für die verbrachten Stunden auf dem Projekt für die Kalkulation neuer Projekte, die Arbeitsvorbereitung für die Bereitstellung der Werkzeuge und die Montage der Maschinen,... Es werden daher verschiedene Zugangsmöglichkeiten zu einem CAD/CAM Projekt benötigt, die von einer Gruppe von Benutzern gemeinsam genutzt und bearbeitet werden können. Genauso ist es wichtig, dass ein Projekt mit externen Benutzern, sowohl technischen als auch nicht-technischen, geteilt werden kann.


TopSolid bietet verschiedene Zugangsmöglichkeiten:

  • von der einfachen Visualisierung von 2D- und 3D-Dokumenten aus einem TopSolid-Projekt mit einem Dokumentenbetrachter - TopSolid’Viewer,
  • über detaillierte Visualisierung eines Projekts innerhalb des PDM, mit eingeschränkten Änderungsmöglichkeiten für bspw. dem Maschinenbediener - TopSolid’CamOperator,
  • Visualisierung von PDM-Inhalten über einen Webbrowser auf jegliche Art von Endgerät (PC, Tablet oder Smartphone) - TopSolid’WebExplorer,
  • bis hin zur Simulation des NC-Codes über TopSolid’CamSimul.

 

Möglichst realistische Darstellung des Projekts

Die Visualisierung von Bauteilen und Baugruppen wird immer wichtiger, denn so lässt sich das finale Produkt viel besser vorstellen. Das hilft nicht nur im Vertrieb, sondern auch den Mitarbeitern/innen in der Werkstatt. Dies wird erreicht durch:

  • Ein Bild in fotorealistischer Qualität: Das Objekt wird in einer Umgebung
    mit realistischer Beleuchtung und Materialien präsentiert.
  • Eine animierte Szene: eine Szene, die es Ihnen ermöglicht, in einem Rendering zu navigieren, das der Realität sehr ähnlich ist (realistisches Echtzeit-Rendering)
  • Eine 3D-VR-Umgebung (Virtual Reality): Das Rendering ist weniger detailliert, ermöglicht es Ihnen aber, mit einem Virtual-Reality-Headset in die Szene einzutauchen.


Einfache Bedienung und hohe Benutzerfreundlichkeit 

Damit Software leicht zu bedienen ist und auch schnell zu erlernen ist, sollte sie benutzerfreundlich gestaltet sein und immer über mehrere Wege zum Ziel führen. TopSolid schreibt UX/UI groß und führt Sie immer über Icons und Text zum Ziel. Besonders hilfreich sind die Kontextmenüs, die Ihnen passende nächste Operationen vorschlagen.

 

Gutes Preis-/Leistungsverhältnis

Was nützt einem die beste Software, wenn diese zu viel kostet? Daher achtet TopSolid immer auf ein ausgewogenes Preis-/ Leistungsverhältnis bei seinen Produkten.

 

 
Agile Engineering

Statt sequentieller Prozesse abzuarbeiten, sind die Prozesse in modernen Unternehmen flexibel und überlappend angelegt. Deshalb sollte die Software zu der neuen Unternehmenskultur passen. Schon heute sorgt intelligente Software für höhere Prozesssicherheit bei mindestens 50% Zeiteinsparung. Dank der Lebenszykluseinstellungen eines Dokumentes in TopSolid lassen sich die frühen Rückkopplungsschleifen aus dem Agile Engineering und das Parallele Arbeiten einfach umsetzen.

 

 

TopSolid hat sich mit seiner Vision von der "Integrated Digital Factory" den Anforderungen der Industrie 4.0 an Softwaresysteme gestellt.

 

 

Erfahren Sie mehr über den Ansatz von TopSolid im Anschlussartikel des Blogs!

 

Noch nicht genug? Hier geht es zu den Themen der Produktion in der Zukunft!

 

 
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