Die neue Herausforderung der Produktkomplexität beherrschen

Komplexität ist für die meisten Ingenieure vollkommen normal. Von den Sensoren und der eingebetteten Software, die heute in intelligenten Produkten allgegenwärtig sind, bis zu den neuen Werkstoffen und Freihandformen im Rahmen der Gewichtsreduzierung – Ingenieure werden täglich mit Herausforderungen konfrontiert, die eine umfassendere, noch besser durchdachte Konstruktionserkundung notwendig machen.

Noch vor gar nicht allzu langer Zeit reichte es vollkommen aus, ein paar Konstruktionsalternativen für eine Getriebewelle oder ein Gehäuse auszuarbeiten. Doch heute, angesichts der steigenden Produktkomplexität, ist dem nicht mehr so. So viele Variablen bestimmen das Gesamtbild, dass sogar eine Komponente, die scheinbar relativ unbedeutend für den Gesamtentwurf ist, große Auswirkungen auf das Endprodukt haben kann.

Neben dem eigentlichen Produktentwurf gibt es weitere neue Bereiche, einige im Zusammenhang mit modernen Fertigungsverfahren, andere im Kontext der Globalisierung der technischen Entwicklung. Um in dieser neuen Normalität erfolgreich zu sein, müssen Ingenieure ihre Prozesse neu abstimmen und neue Technologien einführen, um iterative Konstruktionsstudien zu ermöglichen, sodass sie zeitnah das optimale Konzept erhalten.

Technologiegeführte Innovation
Glücklicherweise entwickelt sich die Technologie im gleichen raschen Tempo weiter, sodass Ingenieure vielfältige überzeugende Optionen für eine umfassendere Konstruktionserkundung erhalten. Diese vier Technologien können helfen, die Komplexität in den Griff zu bekommen und eine solide Konstruktionserkundung fest als Best Practice zu verankern:

Die Grenzen von CAD-Software ausloten. Die neuen Leistungsmerkmale und Funktionen von CAD-Software spiegeln die Notwendigkeit wider, die zunehmende Produktkomplexität zu beherrschen. Obwohl jeder Anbieter und jedes CAD-Tool andere Funktionen anpreist, ist das Ziel doch stets dasselbe: Konstruktionsteams helfen, Optionen einfacher zu untersuchen und ohne die Einschränkungen der traditionellen Entwicklungssilos an Entwürfen zusammenzuarbeiten.
Bei einigen Tools ist es die Einführung von Direktbearbeitungsfunktionen, bei anderen die enge Integration mit CAE-Software oder Materialdatenbanken. Bei vielen Tools sind es alle diese Neuerungen und noch einige mehr.

Das gilt auf alle Fälle für PTC Creo. Neben den genannten Funktionen umfasst die aktuelle Version die neue, spezialisierte PTC Creo Design Exploration Extension (DEX), ein Tool, mit dem sich alternative Konzepte in der parametrischen Entwicklungsumgebung von PTC Creo schnell und einfach untersuchen lassen, was in der Vergangenheit für die meisten Ingenieure kaum möglich war. Bei einer PTC Umfrage gaben 92 % der befragten Kunden an, dass ihr Unternehmen finanziell von einer besseren Plattform für die Konstruktionserkundung profitieren würde. PTC Creo DEX ist die neueste Lösung, die diese Anforderung erfüllt.

Optimierungssoftware. Natürlich, sie ist komplex und kein typischer Bestandteil der normalen Ausstattung für Ingenieure, aber diese neue Softwarekategorie kann bei der Beherrschung der Konstruktionskomplexität einen echten Wandel bewirken. Optimierungssoftware automatisiert die Bewertung von Konstruktions-Tradeoffs (und in dieser komplexen Welt gibt es davon einige). Sie hilft Ingenieuren, Faktoren wie Kosten, Gewicht, Fertigungseignung, Qualität und Performance bei der Bewertung möglicher Entwürfe früh im Entwicklungszyklus in Einklang zu bringen und den insgesamt besten Entwurf mit minimalen Einschränkungen zu erhalten.
Topologie-Optimierungssoftware ist ein spezifisches Tool in dieser Kategorie. Sie eignet sich insbesondere für die Gewichtsreduzierung früh in der Konzeptentwicklung. Damit lässt sich unter Zuhilfenahme der Materialeigenschaften und fester Lasten auf dem jeweiligen Konstruktionsraum das Gewicht in einem gegebenen Raum senken.

3D-Druck. Nun da die Kosten und Komplexität dieser Geräte sinken, können Entwicklungsorganisationen jeder Größe sie sich leisten, sodass sie regelmäßig eine unterstützende Rolle in den meisten Konstruktions-Workflows spielen sollten. Ein Bild sagt bekanntlich mehr als tausend Worte. Stellen Sie sich vor, was eine physische Komponente bewirken kann, um die Konstruktionsabsicht zwischen den Mitgliedern eines Teams und über die verschiedenen Konstruktionsdisziplinen hinweg zu veranschaulichen. Die Idee dahinter ist, während des gesamten Entwicklungszyklus schnell und kostengünstig physische Modelle möglicher Entwürfe zu erzeugen, sodass die Teammitglieder Feedback abgeben, Änderungen vorschlagen und aktiv an der Entwicklung eines Konzepts teilhaben können. Dieser Entwicklungsansatz ist erheblich effektiver, als physische Prototypen erst zu erstellen, wenn der Entwurf fixiert ist und Änderungen viel schwerer und teurer sind.

PLM. Seit über zehn Jahren spricht man darüber, dass PLM den Konstruktionsprozess straffen und Organisationen helfen wird, die steigende Produktkomplexität zu beherrschen. In den letzten Jahren ist dies tatsächlich Wirklichkeit geworden.

Quick Links

Was ist PTC Creo? Demos und Grundlagen
Was ist PTC Windchill? Demos und Grundlagen
Unternehmen und PTC Creo Die Vorteile

Aufgrund des Schwerpunkts auf der funktionsübergreifenden Zusammenarbeit, gestrafften Workflows und dem kompletten Produktlebenszyklus hilft PLM, das Chaos in den Griff zu bekommen, das mit nahezu konstanten Änderungen am Produktentwurf und vor allem mit der Konstruktion komplexer Produkte einhergeht. Wenn dann noch die neuesten PLM-Innovationen in Bereichen wie Systems Engineering, Visualisierung, durchgehende Integration, von CAE-Tools bis hin zu sozialen Plattformen, sowie Cloud-Lösungen hinzukommen, ist PLM bestens positioniert, um Entwicklungsorganisationen als solide Grundlage dabei zu helfen, die steigende Produktkomplexität zu beherrschen.

Anm. d. Red.: Angesichts der Komplexität seiner Medizinprodukte muss Medtronic nicht nur die strengen Vorschriften der FDA einhalten, sondern auch die mechanischen, elektronischen und Softwarekomponenten der Produkte verwalten. Finden Sie heraus, wie PTC Lösungen Ihnen helfen können, die Herausforderungen steigender Produktkomplexität zu bewältigen. 

Im Zeitalter der technischen Innovation ist kaum zu erwarten, dass die Produktkonstruktion wieder weniger komplex wird. Statt sich von den Herausforderungen überwältigen zu lassen, sollten sich Entwicklungsorganisationen mit den richtigen Werkzeugen ausstatten, ihren inneren Superhelden motivieren und die Konstruktionserkundung als Weg einschlagen, um diese neue Grenze zu erobern.

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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