CAD-PLM-Integration: vernetzte Wertschöpfungs-kette

Warum ist CAD während der gesamten Produktentwicklung so entscheidend?

Einer der vielen Vorteile von CAD ist die große Vielfalt: Mit Hilfe von CAD-Werkzeugen lassen sich die unterschiedlichsten Aufgaben erledigen, nicht nur die bekannte NC-Fertigung. Die enorme Bandbreite der Möglichkeiten reicht vom Design und der Konstruktion von Volumen, Flächen und Hybridkörpern über die Vorausberechnung eines Produkts („Rendering“) mit fotorealistischen Ergebnissen bis zur Maschinen-, Roboter- und Fertigungssimulation. Weitere Beispiele sind die rechnerunterstützte Fertigung (CAM), beispielsweise Fräsen, Drehen und Lasern, und das STL Modelling für den 3D-Druck. Die Finite Elemente Analyse, kurz FEM-Analyse (Finite Elemente Analyse), zeigt als computergestütztes Verfahren die Reaktionen eines geplanten Produkts auf physikalische Einwirkungen (z. B. Verformungen und Erhitzung). Diverse weitere Werkzeuge ließen sich an dieser Stelle anführen. Kurz: CAD ist ein unverzichtbarer Allrounder.

Herausforderung: Enormer Daten-Zuwachs

Die Digitalisierung technischer Zeichnungen führte zu einem Quantensprung bei CAD-Systemen. Sie setzte aber auch eine enorme – und potenziell unüberschaubare – Datenflut frei. Unternehmen, die komplexe Produkte entwickeln, haben es oft mit Tausenden oder sogar Millionen von Komponenten, Baugruppen und Zeichnungen zu tun. Jedes dieser Elemente erzeugt zusätzliche Daten, Revisionen und Abhängigkeiten. Gleichzeitig sind Produkte heute zunehmend mit eingebetteter Software und Elektronik verknüpft. Doch CAD-Systeme waren nie für diese Art des umfassenden Datenmanagements konzipiert – sie dienen gänzlich anderen Zwecken.

Risiko: Informationsüberflutung

Erhebliche Herausforderungen ergeben sich bei der Rückverfolgbarkeit, dem Variantenmanagement, Klassifizierungen, Änderungsprozessen oder der Integration mit Unternehmenssystemen wie ERP (Enterprise Resource Planning) oder PIM (Product Information Management). Produktions- oder Finanzdaten erscheinen häufig innerhalb der CAD-Modellstruktur selbst. Kurz gesagt, viele CAD-Zeichnungen sind mit Informationen überladen. Selbst erfahrene Konstrukteure können leicht den Überblick verlieren, was die Effizienz untergräbt und das Risiko kostspieliger Fehler erhöht. Selbst erfahrene Konstrukteure können leicht den Überblick verlieren, was die Effizienz untergräbt und das Risiko kostspieliger Fehler erhöht.

Lösung: PLM-CAD-Integration

Um den Überblick zu behalten, die Effizienz zu steigern und Fehler zu minimieren, sollten Produktdaten vom CAD-Modell getrennt und unabhängig gespeichert werden. Eine automatische Synchronisierung mit der ursprünglichen Datenquelle (einem Single Point of Truth) ist ebenfalls unerlässlich. Genau das ermöglichen PLM-Systeme (Product Lifecycle Management). PLM-Plattformen decken typischerweise spezialisierte Bereiche wie Konstruktion und Design, Fertigung, Simulation, modellbasierte Definition und CAD-Datenmanagement ab. Da jeder Bereich einzigartige Anforderungen hat, werden spezifische Softwaretools, einschließlich CAD, oft über eine gemeinsame Plattform integriert. Die Verbindung von PLM und CAD über eine Integrationsplattform führt nicht nur Daten aus beiden Welten (und anderen genutzten Systemen) zusammen, sondern gewährleistet auch eine organisierte, optimierte Design- und Entwicklungsumgebung. Ein großer Vorteil ist die Verfügbarkeit konsistenter Daten – jederzeit unternehmensweit zugänglich.

Plattform: „Engineering Definition“ in der 3DEXPERIENCE Plattform

Mit diesem Ziel vor Augen führt die cloudbasierte 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes das Konzept einer ‚Engineering Definition‘ ein. Dieses Datenobjekt ist mit dem entsprechenden Modell oder der Zeichnung verknüpft und speichert zugehörige Informationen mit eigener Versionskontrolle. Das Ergebnis ist eine Rückkehr zu einem CAD-zentrischen Modell – bei dem Informationen und Prozesse im CAD-Kontext erstellt, aber extern gespeichert werden. This keeps models “clean” and allows for intuitive visualization of related information.

Visualisierung: Verschiedene Ansichten auf das Modell

Die PLM-Software von Dassault Systèmes ermöglicht es Benutzern, verschiedene Perspektiven auf ein CAD-Modell zu projizieren. Die ‚Engineering View‘ visualisiert beispielsweise das 3D-Modell und ermöglicht Benutzern den Zugriff auf oder die Änderung von CAD-Daten. Ein Produktmanager kann Konfigurationen zusammenstellen oder Produktinformationen einsehen – ohne eine CAD-Lizenz zu benötigen. Feedback und Kommentare können direkt am Modell hinzugefügt werden. Gleichzeitig können Produktionsinformationen in der ‚Manufacturing View‘ erscheinen, ohne die ‚Engineering View‘ zu verändern. Diese Flexibilität bedeutet, dass Benutzer relevante Daten unabhängig von der verwendeten CAD-Software anzeigen und bearbeiten können. Diese Flexibilität bedeutet, dass Benutzer relevante Daten unabhängig von der verwendeten CAD-Software anzeigen und bearbeiten können.

Zusammenfassung

Design- und Entwicklungsteams profitieren am meisten von einer effizienten PLM-CAD-Integration. Ein abrupter Systemwechsel ist nicht erforderlich, da die Arbeit nahtlos in der vertrauten CAD-Umgebung fortgesetzt wird, während alle Daten sicher gespeichert und verwaltet werden. Entscheidend ist, dass diese Informationen unternehmensweit zugänglich werden. Die Vernetzung zwischen den Abteilungen steigert den Gesamtwert zusätzlich. Konstruktionsdaten können direkt im CAD-System abgerufen, freigegeben, geändert und gespeichert werden. Teams arbeiten gleichzeitig mit aktuellen Produktdaten, verfolgen Änderungen und kommunizieren mühelos. Das Ergebnis: weniger Fehler, höhere Effizienz und höhere Qualität bei geringeren Kosten.

Anmerkungen des Autors

• Welche Prozesse werden mit CAD durchgeführt?
  CAD-Tools stehen für eine Vielzahl von Aufgaben zur Verfügung. Konstruktion und Design, CAM (Fräsen, Drehen, EDM, Laserschneiden), NC-Fertigung und STL-Modellierung sind nur einige Beispiele.
• Wie funktioniert die PLM-CAD-Integration?
  Die Integration erfolgt über Plattformen wie die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes. Die Vernetzung vereinfacht die Zusammenarbeit über alle Teams hinweg. Die Vernetzung vereinfacht die Zusammenarbeit über alle Teams hinweg.
• Warum sollten Unternehmen CAD in Verbindung mit PLM nutzen?
  PLM ermöglicht es, Produktdaten vom CAD-Modell zu trennen, separat zu speichern und bei Änderungen automatisch an einem zentralen Ort zu aktualisieren. Dies minimiert das Fehlerrisiko und erhöht die Effizienz, insbesondere in Design und Entwicklung.
• Was bedeutet eine gute CAD-PLM-Integration für die Arbeit von Design- und Entwicklungsteams?
  Sie müssen sich nicht umstellen. Sie arbeiten weiterhin in ihrer bevorzugten CAD-Umgebung und können sich darauf verlassen, dass ihre Daten sicher und strukturiert verwaltet werden. Der Unterschied ist jedoch, dass die Daten für die Prozesse des gesamten Unternehmens verfügbar sind.
• Welche Vorteile bietet die Integration von CAD in PLM?
  Insbesondere Konstrukteure profitieren von der Vernetzung auf verschiedenen Ebenen: Konstruktionsdaten können direkt im CAD-System einfach abgerufen, freigegeben, geändert und gespeichert werden. Das gesamte Team greift gleichzeitig auf aktuelle Produktdaten zu, kann vorgenommene Änderungen verfolgen und nahtlos kommunizieren. Insgesamt wird das Fehlerrisiko reduziert, die Effizienz gesteigert und gleichzeitig eine höhere Qualität zu geringeren Kosten gewährleistet.