ISD Fachaufsatz Januar 2010

Transkript

1 Automatisierte Konstruktion mit Lösungen der ISD von der Bibliothek bis zum Konfigurator (veröffentlicht in der Technik in Bayern, Ausgabe 03/2010, Mai/Juni 2010) Der Arbeitskreis EKV des VDI-Bezirksvereins Bayern Nordost beschäftigt sich auch mit Prozessen und Tools für die Produktentwicklung. Gerne kam Herr Dr. Peter Schuster der Einladung nach, über Strategien und Werkzeuge zur Automatisierung und Standardisierung mit Lösungen der ISD Software und Systeme GmbH, Dortmund, im Rahmen einer AK-Sitzung einen Vortrag zu halten, der nachfolgend abgedruckt ist. Die steigende Komplexität moderner Produkte bringt für die Fertigungsindustrie neue Herausforderungen mit sich. Auf der einen Seite steht der Wunsch des Kunden nach einem genau auf seine Bedürfnisse zugeschnittenen Produkt. Andererseits nimmt gerade in schwierigen Zeiten der Kostendruck zu. Es gilt den Markt durch eine angemessene Variantenvielfalt bei gleichzeitig größtmöglicher Standardisierung schnell zu bedienen. Um dies zu leisten, stehen die Automatisierung der Produktentwicklung und der Einsatz von Produktkonfiguratoren im Fokus des Product-Lifecycle-Managements. Die ISD Group hat eine Vielfalt von Werkzeugen unterschiedlicher Komplexität entwickelt, um die Produktentwicklung durch die Automatisierung von Abläufen und die Verbesserung der Teilewiederverwendung zu optimieren. Die Dortmunder ISD Group ist Lösungsanbieter von hochintegrierten CAD- und PDM- Systemen für den Maschinen-/Anlagenbau, den Stahl-/Metallbau und die Blechbearbeitung. Mit über 30 Jahren Erfahrung verbunden mit einem engen Dialog mit den Anwendern griff die ISD schon früh das Thema Automatisierung auf und entwickelte Tools, um den Konstrukteur zu unterstützen. Stand zunächst noch die Makrotechnik im Vordergrund, bietet die ISD heute verschiedene Ansätze, die je nach Anwendungsfall und Zielstellung eingesetzt werden. Einige dieser Werkzeuge sind direkt in HiCAD integriert. HiCAD ist ein leistungsstarkes CAD-System, das dem Anwender durch die freie Wahl der Konstruktionsmethode frei oder parametrisch der gleichzeitigen Verwendung von 3D- und 2D-Elementen und der Integration von branchenspezifischen Funktionen ein hohes Maß an Flexibilität bietet. Seite 1 von 5

2 Zeit sparen durch Bauteil-Bibliotheken Auf dem Weg zu einer besseren Teilewiederverwendung und damit der Reduktion des Konstruktionsaufwandes ist die Nutzung von Katalogen ein erster Schritt. Neben den eigenen umfangreichen Normteilkatalogen und der Integration der CADENAS PartSolutions hat der Anwender über die TraceParts-Kopplung Zugriff auf die umfangreichen 3D-Bauteilbibliotheken und elektronischen 3D-Kataloge der TraceParts GmbH, die speziell auf die Maschinenbaubranche ausgerichtet sind. Durch die Integration dieser Kataloge lässt sich eine massive Zeitersparnis realisieren. Produktiv durch Designvarianten und API Einen deutlichen Schritt weiter geht die von der ISD entwickelte Technologie der Designvarianten. Vereinfacht ausgedrückt ist eine Designvariante eine parametrische Funktion, die aus mehreren Einzelfeatures aufgebaut ist. Eine Designvariante lässt sich aus bereits vorhandenen Teilen und Baugruppen erstellen. Auch externe Daten anderer CAD-Systeme, die über entsprechende Schnittstellen in HiCAD importiert werden, lassen sich intelligent in die Konstruktion einbinden und als Basis für Designvarianten verwenden. In der neusten Version stellt die ISD eine spezielle Oberfläche mit Konfigurationssystem für individuelle Einbausituationen zur Verfügung. Neben der Designvariantentechnik bietet HiCAD zudem eine innovative API (Application Programmers Interface) auf Basis der neuesten.net-technologie, mit der sich Abläufe in HiCAD aus anderen Anwendungen heraus steuern, erweitern und analysieren lassen. Einfache Umsetzung von Automatismen Für die Erstellung einfacher Designvarianten zur Beschleunigung von Standardbearbeitungen sind keine Programmierkenntnisse notwendig, lediglich Kenntnisse über die Anforderungen an die Konstruktion. Beim Einbau einer Designvariante werden in HiCAD alle notwendigen Parameter abgefragt. Für noch leistungsfähigere Automatismen lassen sich im Feature zusätzlich eigene Programme zur Berücksichtigung kunden- und anwendungsspezifischer Logiken und Funktionalitäten integrieren. Auf diese Weise sind beim Einbau von Designvarianten auch zusätzliche Berechnungen möglich, wie zum Beispiel die Belastung von Welle, Nabe und der Passfeder im Fall von Wellen-Naben-Verbindungen. Seite 2 von 5

3 Der große Nutzen liegt darin, dass sich eine HiCAD Designvariante automatisch an die jeweilige Einbausituation anpasst, und zwar sowohl bei parametrischen als auch bei nicht-parametrischen Bauteilen wie sie beispielsweise durch Datenimporte aus anderen CAD-Systemen entstehen. Die Designvariante bringt das Wissen über ihre Einbauanforderungen mit und setzt gegebenenfalls notwendige Änderungen der vorhandenen Konstruktion automatisch um. Hervorzuheben ist außerdem, dass Designvarianten auch im eingebauten Zustand noch weiterbearbeitet und verändert werden können. Die Designvariante behält ihre Intelligenz also auch nach dem Einbau und bietet einen idealen Mittelweg zwischen der voll-parametrischen und komplett freien Konstruktion. Typische Anwendungen sind der Einbau von Funktionsbaugruppen wie eine Lagerung oder die Verbindung mehrerer Teile mit ähnlich wiederkehrenden Anschlusstechniken. Teilewiederverwendung wird durch PDM erleichtert Die Möglichkeiten des CAD-Systems werden durch den Einsatz einer PDM-Lösung noch erheblich ausgeweitet. Die ISD bietet hierfür das eigene PDM-System HELiOS an. Ein modernes System, das die Bereiche Produkt-, Prozess- und Peripheriemanagement abdeckt und die Mittel zur lückenlosen Erfassung, Verwaltung und Verteilung der für die Prozesskette erforderlichen Informationen bereitstellt. Einmal in der Konstruktion/Entwicklung erfasste Daten lassen sich im ganzen Unternehmen für die komplette Prozesskette weiter verwenden: von der Fertigung, über den Einkauf bis hin zum Vertrieb. Darüber hinaus verwaltet HELiOS auch alle Prozessabläufe, indem es die Bearbeitung und Weiterleitung dieser Informationen regelt und kontrolliert. Beim hier vorgestellten Thema Standardisierung interessieren aber insbesondere die Funktionen, mit denen HELiOS den Anwender aktiv bei der Wiederverwendung von Teilen unterstützt. In der Konstruktion scheitert die Verwendung von Ähnlich- oder Wiederholteilen viel zu häufig an der mangelnden Klassifizierung und Strukturierung der Teile. Aufgrund der somit notwendigen, oft sehr schwierigen Suche nach ähnlichen oder identischen Teilen wird häufiger als nötig eine Neukonstruktion vorgenommen. HELiOS bietet hierfür umfassende Funktionen zur Klassifizierung der Produktpalette, z.b. durch Bildung von Sachmerkmalleisten - ein effektives Werkzeug, mit dem eine hohe Wiederholrate bereits vorhandener Bauteile realisiert werden kann. Auf dieser Basis lässt sich dann eine Standardisierung und Modularisierung der Produktpalette erreichen. Der interne Wiederverwendungsanteil steigt und die Kosten werden gesenkt. Seite 3 von 5

4 Konstruktion auf Knopfdruck Der Königsweg der Automatisierung im Engineering ist aber die Produktkonfiguration. Deren Bedeutung entsteht aus der zunehmenden Komplexität moderner Industrieprodukte und der stetigen Zunahme der Produktvarianten. Immer häufiger gilt es, auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren - von der schnellen Angebotserstellung bis hin zur qualitäts-, zeit- und kostenoptimierten Fertigung. Um wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen die internen Produktkosten und damit die Variantenvielfalt reduzieren. Gleichzeitig sind sie zur Sicherung ihrer Marktanteile gezwungen, die Anforderungen des Marktes und der Kunden durch eine hohe Variantenvielfalt zu erfüllen. Dieser Spagat lässt sich mit geeigneten IT-Werkzeugen wie HELiCON problemlos bewältigen. Mit der ISD-Lösung lassen sich Produktkonfiguratoren erstellen, die auf Anfrage sofort alle erforderlichen Produktdaten/-unterlagen erstellen: vom kalkulationssicheren Angebot über die Stückliste bis zum virtuellen 3D-Modell. Die integrierte Konfigurationslogik sorgt für die automatische Wiederverwendung bereits vorhandener Produktkomponenten und reduziert die erforderlichen Neukonstruktionen auf ein Minimum. Das Produkt kann sofort realitätsnah als 3D-Modell visualisiert, schon vor seiner Realisierung für Vertriebs- und Marketingzwecke eingesetzt und vom Kunden direkt beurteilt werden. Mit HELiCON stellt die ISD ein Werkzeug zu Verfügung, mit dem die Entwicklung eines individuellen Konfigurators auch für kleine und mittelständische Unternehmen wirtschaftlich realisierbar ist. Denn gerade im Mittelstand schreckten bisher die hohen Investitionskosten von der Entwicklung eines individuellen Konfigurators ab. Unternehmensindividuelle Auswahl der Werkzeuge Das Produktportfolio der ISD bietet damit zahlreiche Ansatzpunkte für die Automatisierung und Standardisierung der Produktentwicklung. Ob im Kleinen durch die Werkzeuge im CAD, ausgeweitet durch die PDM-Funktionalitäten oder schließlich durch die Konstruktion auf Knopfdruck mit einem Konfigurator. Dipl.-Kff., Dr. Peter Schuster Seite 4 von 5

5 BILDMATERIAL HiCAD Designvarianten erzeugen Bauteile durch Eingabe weniger Parameter für beliebige Einbausituationen. Auch zusätzliche Berechnungen wie zum Beispiel die Flächenpressung bei Wellen-Naben-Verbindungen lassen sich durchführen. (Bild: ISD) HiCAD 2010 optimiert auch komplexe, branchenübergreifende Projekte. (Konstruktion: GRUSE Maschinenbau GmbH & Co. KG) Zahlreiche Einflussfaktoren erfordern eine Optimierung der Produktentwicklung durch Automatisierung und Standardisierung. (Bild: ISD) Seite 5 von 5