Die Wahrheit über die MCAD-ECAD-Integration

Wenn einfache Haushaltswaren wie Thermostate und Waschmaschinen genug angepasste Software und Elektronik enthalten, um durchschnittlichen Computern Konkurrenz zu machen, ist es schwierig, sich beim Maschinenbau an puristische Prinzipien zu halten.

Jahrelang lautete die Devise, Maschinenbau, Elektrotechnik und seit kurzem auch eingebettete Software enger miteinander zu verbinden. Doch trotz all der Lippenbekenntnisse zur Idee der elektromechanischen oder Mechatronik-Konstruktion bleibt auch heute noch eine starke Silomentalität bestehen, und zwar unabhängig von der steigenden Komplexität der Produkte und den Schwierigkeiten, die diese Komplexität für die technische Entwicklung in ihrer Gesamtheit bewirkt.+

Anm. d. Red.: In diesem kurzen, informativen Video erfahren Sie mehr über Elektronik im Maschinenbau:

Ein Tech-Clarity Report zur Komplexität von Systemen und zur softwarebasierten Innovation bestätigt, dass Unternehmen immer noch unter diesem Dilemma leiden. Laut der Untersuchung bedeutet die bereichsübergreifende Integration der technischen Entwicklung für fast die Hälfte der Befragten ein großes Problem. Etwas mehr als die Hälfte der Unternehmen (51 %) haben zwar integrierte, aber doch separate Teams für Maschinenbau, Elektrotechnik und Softwareentwicklung. Es liegt nahe, dass die zentralen Entwicklungsbereiche halbwegs zusammenarbeiten, aber nicht annähernd genug, um optimale Entwicklungsergebnisse sicherzustellen.

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Doch ohne konsequente Zusammenarbeit und interdisziplinäre Entwicklungspraktiken ist es für Entwicklungsgruppen kaum möglich, Konstruktionsänderungen zu verwalten und zu beherrschen. Bei der traditionellen Vorgehensweise nutzen Maschinenbauingenieure für ihre Aufgaben bestimmte Werkzeuge (in der Regel MCAD-Software), während Elektroingenieure parallel an ihren Aufgaben arbeiten, und zwar mit vollkommen anderer ECAD-Software. Natürlich werden die Dateien zwischen den Gruppen periodisch eingecheckt, und auch ein grundlegender Dateiaustausch mithilfe von Formaten wie IDF ist gegeben, aber dennoch ist der Einblick in die laufende Arbeit der isolierten Gruppen recht eingeschränkt.

Bei einer solchen separaten oder lose verknüpften Detailkonstruktion für Mechanik und Elektronik besteht die Gefahr, dass fehlende Übergänge oder Probleme oft bis spät in der Entwicklung übersehen werden, wenn Änderungen viel zu teuer und zeitaufwendig sind.

Ein Beispiel sind die Erfahrungen, die Airbus mit dem Passagierflugzeug Airbus A380 machen musste, das eigentlich als Wunderwerk der Technik gilt. Dieses Projekt ist ein Musterbeispiel dafür, wie sich eine unzureichende Integration von Elektro- und Mechanikkonstruktion bemerkbar machen kann. Die Einführung der Maschine verzögerte sich um fast zwei Jahre und überschritt das Budget um mehrere Milliarden. Der Grund: Spät in der Entwicklung wurde erkannt, dass das komplexe Kabelbaumsystem nicht optimal in die Flugzeugzelle aus Metall passte. Natürlich spielten noch andere Faktoren eine Rolle, doch einer der Hauptschuldigen war die mangelhafte Integration zwischen voneinander getrennten MCAD-, ECAD- und anderen Konstruktionstools, die bei den verschiedenen Entwicklungsteams in aller Welt im Einsatz waren.

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), die schöne neue Welt, in der jedes Produkt oder „Ding“ sich mit anderen „intelligenten“ Dingen im IoT-Universum vernetzen kann, wird noch ganz andere Verfahren für die elektromechanische Konstruktion notwendig machen. Alle „Dinge“ werden mit Sensoren und elektronischen Bauteilen ausgestattet, die in immer kleinere Geräte passen und effektiv funktionieren müssen. Da leistungsstärkere Chips mehr Wärme produzieren, wird das Wärmemanagement zu einer kritischen Konstruktionsbedingung, die integrierte elektromechanische Konstruktionsprozesse erforderlich macht, die diese ärgerlichen Silos aufbrechen und das Konstruktionsproblem von Anfang an berücksichtigen.

Der Übergang
Die Schaffung einer Kultur der bereichsübergreifenden Konstruktionszusammenarbeit ist klar Aufgabe des Managements, doch es gibt auch viel, was Ingenieure tun können, um einen Beitrag dazu zu leisten. Hier sind einige Vorschläge:

  •  Werfen Sie die Mentalität der Abgrenzung über Bord, ehe dies vom Management vorgeschrieben wird. Auch wenn Elektrokonstruktion und ECAD nicht zu Ihrem Hauptzuständigkeitsbereich gehören und Sie nicht wirklich interessieren, besteht an ihrer Bedeutung für Ihren Teil der Konstruktion kein Zweifel. Es wird Zeit, sich mit den wichtigsten Konzepten der Elektrokonstruktion vertraut zu machen und die Terminologie der Kollegen kennen zu lernen, um die Voraussetzungen für eine effektive bereichsübergreifende Zusammenarbeit zu schaffen.
  •  Machen Sie sich mit den Tools vertraut. Nein, Sie müssen nun kein Experte für ECAD oder Leiterplattenlayout werden, aber es kann ja nicht schaden, sich mit den Grundzügen der traditionellen ECAD-Tools auseinanderzusetzen. Noch besser: Machen Sie sich in Ihrer Organisation für die Anschaffung neuer Tools und Funktionen stark, die die Welt von ECAD und MCAD nahtlos miteinander verbinden.
  •  Übernehmen Sie bereichsübergreifend Verantwortung. Tauschen Sie sich mit den Experten für elektromechanische Workflows aus und setzen Sie sich für die Optimierung und Implementierung der neuen Konstruktionspraktiken ein. So machen Sie sich innerhalb der Entwicklungsorganisation schnell einen Namen als Vorreiter und Pionier.

Ob bei einem weltberühmten Passagierflugzeug oder bei Unterhaltungselektronik – kaum ein Unternehmen kann es sich leisten, die Chance, ihre Produkte zeitnah auf den Markt zu bringen, ungenutzt verstreichen zu lassen. Ohne eine gründliche Umstellung auf eine effektive elektromechanische Konstruktionszusammenarbeit von Anfang an besteht das leicht vermeidbare Risiko, vom Chaos der letzten Entwicklungsphasen aus der Bahn geworfen zu werden.

 

Beth-StackpoleBeth Stackpole ist freie Redakteurin bei Desktop Engineering (www.deskeng.com), wo seit fast zehn Jahren über Entwicklungs- und Konstruktionstools berichtet wird.

Dieser Blogbeitrag wurde von PTC gesponsert. Die Konzepte, Ideen und Meinungen in diesem Beitrag wurden von Beth Stackpole unabhängig entwickelt.

 

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