Konzeptdaten ohne Kompatibilitätsprobleme in nachgelagerten Prozessen nutzen

Der Konzeptentwurf ist die erste und sicherlich wichtigste Phase der Produktentwicklung. Sie beginnt oft mit groben Skizzen, manuellen Zeichnungen und auf die Schnelle erstellten 3D-Modellen. Nachdem mehrere Konzepte generiert, debattiert, angefragt, getestet, verfeinert und neu erstellt wurden, wird ein Konzept ausgewählt, das die spezifischen Kriterien und Anforderungen an die Konstruktion am besten erfüllt, und an die Detailkonstruktion weitergegeben.

Oft gibt es jedoch eine Trennung, die verhindert, dass die Konzeptdaten – seien es nun 2D-Zeichnungen oder 3D-Modelle – in nachgelagerten Prozessen effektiv wiederverwendet werden können. In gewissem Rahmen ist diese Trennung auf die Unterschiede zwischen Industriedesign und mechanischer Detailkonstruktion zurückzuführen: Die Aufgabenstellungen sind anders, und oft werden unterschiedliche Tools verwendet. Das Ziel von Industriedesignern ist die schnelle Erstellung von mehreren Konstruktionskonzepten, die eine realistische, visuelle Darstellung einer Idee oder eines Konzepts vermitteln, und die Evaluierung dieser Konzepte anhand der Konstruktionsanforderungen.

Mithilfe von flexiblen 2D- und 3D-Modellierungstools können Industriedesigner im Handumdrehen ästhetische Konzeptmodelle ausarbeiten. Berücksichtigen sie dabei allerdings nicht die Konstruktionsrandbedingungen, sind diese Modelle oft während der Mechanikkonstruktion zum Scheitern verurteilt, wenn physikalische, mathematische oder fertigungstechnische Einschränkungen sowie Bearbeitungseignung, Branchenstandards und Kundenanforderungen zum Tragen kommen. Ingenieure hingegen müssen strenge Kriterien hinsichtlich Ästhetik, Leistungsmessgrößen und Fertigungsanforderungen beachten.

Manche Designer nutzen Tools für die direkte Modellierung, mit denen sie die Geometrie schnell definieren und erfassen können und keine Konstruktionselemente und Randbedingungen in ihre Modelle einbinden müssen. Diese Tools bieten ihnen die Geschwindigkeit und Flexibilität, die sie für ihre Tätigkeit brauchen. Ingenieure hingegen benötigen Tools, mit denen sie zukünftige Randbedingungen, Beziehungen und Abhängigkeiten definieren können, damit bei Konstruktionsänderungen die gesamte nachgelagerte Geometrie automatisch aktualisiert wird.

Aufgrund der Inkompatibilität der in diesen beiden Entwicklungsphasen verwendeten Tools müssen Konzeptentwürfe bei der Übergabe an die Konstruktion oft im MCAD-System rekonstruiert werden. Dadurch geht wertvolle Zeit verloren, und es besteht die Gefahr, dass sich Fehler einschleichen und die ursprüngliche Konstruktionsabsicht verloren geht.

In einer kürzlich von PTC durchgeführten Umfrage zu den Trends bei der Konzeptentwicklung wurden die Teilnehmer gefragt, wie sich diese Inkompatibilität auf den Produktentwicklungsprozess in ihrem Unternehmen auswirkt. Die Frage, ob Konstruktionsdaten während der Konzeptentwicklungsphase infolge inkompatibler Konstruktionstools rekonstruiert werden müssen, beantworteten 59 Prozent der Teilnehmer mit ja.

Eine weitere Frage war, wie Konzeptmodelle nach Abschluss der Konzeptphase in nachgelagerten Prozessen genutzt würden. Die große Mehrheit der Teilnehmer (61 %) gab an, dass Konzeptentwurfsdaten für die Tools in den Detailkonstruktionsphasen rekonstruiert werden müssten.

Die Rekonstruktion von Konstruktionsdaten ist ineffizient und fehleranfällig. Die Entwicklungsteams verlieren dadurch wertvolle Zeit, die Kosten steigen und Fehlern durch die falsche Interpretation der Konstruktionsabsicht wird Tür und Tor geöffnet, was katastrophale Folgen nach sich ziehen kann. Unternehmen sollten genau analysieren, wie sie derartige Ineffizienzen infolge von Dateninkompatibilität vermeiden können.

Ein weiterer Faktor, der die nachgelagerte Nutzung von Konzeptdaten verkompliziert, ist die Verwendung mehrerer Tools von mehreren Anbietern – eine im Konzeptentwurf gängige Praxis. Die Teilnehmer der PTC Umfrage gaben an, dass ihre Unternehmen mehrere Tools von bis zu zwei verschiedenen Anbietern verwendeten. Je mehr Anbieter, umso mehr Inkompatibilitäten. Teilnehmer, die Tools von zwei Anbietern verwendeten, mussten mit dreimal größerer Wahrscheinlichkeit Daten aufgrund von Inkompatibilität rekonstruieren; bei denjenigen mit Tools von fünf Anbietern war die Wahrscheinlichkeit siebenmal höher.

Um solche Probleme zu vermeiden, sollten Hersteller für Konzeptentwurf und Detailkonstruktion Konstruktionstools auswählen , die die Interoperabilität von CAD-Daten unterstützen, selbst wenn diese Tools mehrere Modellierungssysteme wie Skizzen, 2D-Detailkonstruktion, direkte Modellierung und parametrische, KE-basierte Modellierung abdecken müssen. Dadurch entfällt nicht nur die Notwendigkeit, Konzeptmodelldaten in den CAD-Konstruktionssystemen zu rekonstruieren, sondern die Zusammenarbeit und der Austausch von Konstruktionsdaten zwischen räumlich getrennten Produktentwicklungsteams wird vereinfacht, die Fähigkeit, Daten mit Zulieferern und Partnern gemeinsam zu nutzen, wird verbessert, und die Konstruktionsdaten können in späteren Phasen des Entwicklungszyklus problemlos wiederverwendet werden.

Bild: Phil Roeder

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