Anwendungsfelder von CAD-Automatisierung & Integration im Engineering

5. November 2020 Mechanik

In Teil zwei unserer Beitragsreihe „Automatisierung im Engineering“ widmen wir uns dem Einblick in die gängige Praxis: Wie können Konstruktion und Fertigung von einer durchgängigen CAD-Automatisierungslösung profitieren? Und zu welchem Nutzen gelangen produzierende Unternehmen durch die CAD-Integration in ihre bestehende ERP-Landschaft? 

Themenübersicht


CAD-Automatisierung im Engineering – die Herausforderungen des Marktes meistern

Im Maschinen- und Anlagenbau versprechen sich die Unternehmen durch Digitalisierung und Automatisierung nicht nur Effizienzgewinne für einzelne Abteilungen oder Aufgabenbereiche wie die praktische Konstruktion. Viele Betriebe richten Ihren Fokus verstärkt auf unternehmensweite Synergieeffekte in der täglichen Projektarbeit, um die Durchsatzleistung in der Fertigung zu erhöhen und Fehlerquoten zu minimieren. Das Ziel: Die Bereitstellung von kaufmännischen Daten für die Konstruktion und von CAD-Daten für Vertrieb und Einkauf sowie ein durchgängiger Daten- und Informationsfluss im gesamten Produktentstehungsprozess.

„Durch die gemeinsam mit N+P Informationssysteme entwickelte Automatisierungslösung ist es uns gelungen, auf Basis parametrisierter CAD-Modelle eine vollständig systemintegrierte Prozesskette zu schaffen. Die nahtlose Integration zwischen Auftragsabwicklung sowie Konstruktion bis hin zur Maschine lässt uns flexibler und unabhängiger agieren und schneller auf spezielle Kundenwünsche reagieren.“
Thomas Rössel, Leiter Arbeitsvorbereitung, erfal GmbH & Co. KG, Falkenstein

Als gängiges IT-Instrument haben sich bereits teilweise CAD-Automatisierungslösungen im Alltag der Konstruktionsabteilungen etabliert, um manuelle und oftmals zeitraubende Tätigkeiten durch die Anwendung von simplen Regelwerken zu automatisieren. Dazu zählen beispielsweise die Stücklistengenerierung, die Artikelstammdatenpflege oder der Dokumentendruck in beliebigen Formaten. Ein Konstrukteur kann sich dadurch wieder auf seine Kernaufgaben konzentrieren.

Nutzen von CAD-Automatisierung

Erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen für das gesamte Unternehmen
Standardisierung trotz Kundenindividualität
Höherer Durchsatz bei gleichem Personalaufwand
Sicherung von Knowhow in Regelwerken
Weniger personale Abhängigkeiten von saisonalen Schwankungen

Die Basis für Digital Engineering: eine passgenaue CAD-Automatisierungssoftware

Mit Hilfe einer smarten CAD-Automatisierung lassen sich häufig wiederkehrende Tätigkeiten im Konstruktionsalltag auf Knopfdruck automatisieren – angefangen von der Konstruktions- und Prozesssteuerung bis hin zur Auslieferung fertigungsspezifischer Datensätze.

Die N+P Informationssysteme GmbH bietet mit dem NuPAutomat eine solche Automatisierungslösung auf Basis der 3D-Konstruktionssoftware Autodesk® Inventor® an, die sich vollständig in die Systemlandschaft unserer Kunden integrieren lässt. Die manuellen Tätigkeiten der beteiligten Konstrukteure, Architekten oder Zeichner reduzieren sich dadurch deutlich, was Freiräume für die Produktentwicklung schafft. Alle für die Auftragsabwicklung notwendigen Produktionsdaten wie 3D-Einzelteile- und Baugruppen, Fertigungs- und Montagezeichnungen oder Stücklisten können damit vollautomatisch generiert werden.

Die gängigen Einsatzfelder für CAD-Automatisierungslösungen im Überblick:

  • Bereitstellung von CAD-Modellen zur Kommunikation
  • Erstellung von Fertigungsdaten (z. B. Blechabwicklungen und Zeichnungen)
  • Umsetzung von Konstruktionsvarianten
  • Nutzung von ERP-integrierten Konfiguratoren zur CAD-Modellerstellung
  • Verarbeitung auftragsbezogener Parameter zum CAD-Modell (z. B. aus ERP-System)
  • Zusammenfassung wiederkehrender Arbeitsschritte in Regelwerken

Neben diesen Grundanforderungen an eine CAD-Automatisierungssoftware sollte eine zukunftsfähige IT-Lösung möglichst flexibel aufgebaut sein, um sich an individuelle Prozesse und Erfordernisse anpassen zu können. So interpretiert der Softwarekern des bereits erwähnten NuPAutomat individuelle Eingangsgrößen und verarbeitet Sie mit Hilfe praxiserprobter Parametrisierungslogiken weiter.

Abhängig von der jeweiligen Kundenanforderung wird ein passgenauer Output erzeugt – von Dateien (etwa im DXF- oder PDF-Format) bis hin zum fertigen NC-Code, der direkt an die Fräsmaschine geliefert wird, ist ein breites Anwendungsszenario denkbar. Für alle Arten solcher Automatisierungslösungen auf Basis von parametrischen Modellen gilt: sie müssen konfigurierbar und systemoffen (Multi-CAD fähig) sein und ohne den Einsatz einer IT-Abteilung durch die Konstrukteure selbst bedienbar bleiben.

Über Schnittstellen gelingt anschließend die Integration in die gewohnte Arbeitsumgebung des CAD-Systems. Egal ob vernetztes ERP- oder PDM-System – die Anbindung an die vorhandene CAD-Softwarelösung bietet immense Synergieeffekte. Konstrukteure erhalten nun Informationen über die Verfügbarkeit von Komponenten bereits während des Entwicklungsprozesses. Stücklisten müssen nicht mehr händisch in das ERP-System eingetragen werden, diese Routineaufgabe übernimmt fortan die Software selbst.

Anwendungsszenario 1: Mehr Aufträge im Vertrieb bearbeiten

Der steigende Aufwand für die Erstellung von passgenauen und wettbewerbsfähigen Angeboten mit einer detaillierten Visualisierung einzelner Angebotsposten (z. B. Bilder, Isometrien, Grund- und Aufrisse) kann und soll weiterhin handhabbar bleiben. Automatisierung hilft daher, relevante Konstruktionsdaten mit der Warenwirtschaft oder einem ERP-System zusammenzuführen und verringert dadurch den manuellen Aufwand zur Sichtung und Aufbereitung durch die Vertriebsmitarbeiter. So kann innerhalb von kürzester Zeit auf individuelle Angebotsanfragen von Kunden reagiert werden. Eine integrierte CAD-Automatisierungslösung kann dadurch bis zu 100% der Aufgaben des technischen Büros im Rahmen der Vertriebsunterstützung abdecken – egal, ob Entwicklungs- oder Auftragskonstruktion.

Workflow CAD-Automatisierung im Vertriebsprozess

Workflow CAD-Automatisierung im Vertriebsprozess

Durch die Anbindung an die individuelle Systemlandschaft laufen alle relevanten Daten im ERP-System zusammen. Diese Integration sorgt für einen durchgängigen, sicheren sowie effizienten Prozess- und Datenfluss innerhalb des Unternehmens.

Bereits in der Akquisephase können in der Konstruktionsabteilung erzeugte 3D Modelle oder Zeichnungen den Vertriebskollegen zur Verfügung gestellt werden.

Aus der Vertriebsabteilung erzeugte Auftragsdaten wiederum, etwa durch einen Konfigurator generierte Produktvarianten, fließen direkt in den Konstruktionsprozess ein und werden vollständig automatisiert über entsprechende Parametrisierungsmodelle weiterverarbeitet.

Anwendungsszenario 2: Beschleunigen Sie den Konstruktionsprozess

Nach der Bereitstellung von geforderten Produktmerkmalen folgen in der Konstruktionsabteilung häufig wiederkehrende, meist manuelle Aufgaben wie

  • die Suche nach ähnlichen, vorhandenen Konstruktionen/CAD-Komponenten,
  • das Kopieren dieser und Eintragen der neuen Parameter oder
  • die Aktualisierung und Anpassung dieses ersten Entwurfs.

Solche Routineaufgaben lassen sich durch ein cleveres Zusammenspiel aus IT-Prozess- und Systemverknüpfung automatisieren. Damit sparen Sie sich nicht nur unnütze Zeitfresser, sondern kommen schneller zum Ziel und können die Produktivität in der Konstruktion deutlich steigern.

Workflow CAD-Automatisierung im Konstruktionsprozess

Workflow CAD-Automatisierung im Konstruktionsprozess

Durch die notwendige Daten- und Informationsbereitstellung für andere Unternehmensbereiche wird die Konstruktionsabteilung zeitlich unverhältnismäßig stark eingebunden. Dies beginnt bei angebotsunterstützenden Tätigkeiten für Vertrieb und Einkauf und endet bei der Erzeugung spezieller Formate für die Fertigung oder externe Kooperationspartner.

Dank einer IT-Automatisierungslösung können das individuelle CAD-Datenmanagement und die Konstruktionsmodelle fast vollständig automatisch erstellt bzw. abgebildet werden. Der interne Aufwand für die gesamte Projektierung und den Konstruktionsvorgang wird damit deutlich verringert, indem wiederkehrende Arbeitsschritte in Regelwerken zusammengefasst werden.

Von solchen Automatisierungsszenarien können nicht nur klassische Massenproduktionsbetriebe oder Unternehmen aus dem Sondermaschinenbau profitieren. Trendthemen wie Losgröße-1, IoT oder 3D-Druck rücken die Fertigung kleiner Losgrößen in die Wirtschaftlichkeitszone. Das Zusammenspiel von Digitalisierung und Automatisierung hilft, alle anfallenden Datenbestände für vor- und nachgelagerte Prozesse bzw. daran beteiligte Mitarbeiter miteinander zu verknüpfen und die benötigte Individualisierung zu gewährleisten.

Anwendungsszenario 3: Höherer Durchsatz und stabile Qualität bei gleichem Personalaufwand

Workflow CAD-Automatisierung im Fertigungsprozess

Workflow CAD-Automatisierung im Fertigungsprozess

Fertigungsrelevante Daten (z. B. NC-Daten, Montagepläne oder Stücklisten) können häufig nicht in der dafür erforderlichen Zeit und Qualität bereitgestellt und bearbeitet werden. Sollten fehlerhafte oder gar unvollständige Produktionsdaten vorliegen, erhöht sich die Projektzeit – laut unabhängigen Untersuchungen entfallen circa 40 % der Arbeitszeit allein auf das Suchen von aktuellen Dateien und Dokumenten.

Auch eine fehlende visuelle Unterstützung bei komplizierten Montageschritten (bei der Ausbildung von Arbeitskräften oder für das Anlernen von Leiharbeitern oder Saisonkräften) oder ungleich angewandte Konstruktionsmethoden bieten Handlungsfelder für Digitalisierungskonzepte.

Die Einbettung einer Automatisierungslösung in die jeweilige Systemlandschaft erlaubt auch in diesen Anwendungsszenarien deutliche Mehrwerte:

  • Durch die automatische Erzeugung von fertigungsspezifischen Informationen (z. B. Stücklisten oder Arbeitsplänen) werden vorhandene Produktionsabläufe gestrafft und Rüstzeiten reduziert.
  • Personelle Abhängigkeiten können reduzert werden, indem beispielsweise Arbeitsschritte an den Montagearbeitsplätzen digital visualisiert werden
  • Durch errechnete Vorschläge zur Maschinenaufstellung/Aufspannkonstellation wird die NC-Fertigung deutlich optimiert.
  • Bessere Kontrolle der Auftragsmenge und Auslastung in Spitzenzeiten
  • Verringerung von Rüstzeiten und Chancen für bessere Logistik

Fazit: CAD-Automatisierung und Konstruktion passen bestens zusammen

Erst wenn die automatisierte Kommunikation zwischen unterschiedlichen IT-Systemen bzw. Softwarelösungen nahtlos, zeitgleich und ohne Medienbruch erfolgt, ist der Grundstein für eine effiziente Vernetzung gegeben. So schafft das Zusammenspiel aus CAD-Automatisierung und -Integration eine Reihe von erheblichen Vorteilen zur Bewältigung der wachsenden Marktanforderungen.


 

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Webcast-AnmeldungIn unserem 45-minütigen Webcast „Automatisierung im Engineering: Vorteile und Einsatzmöglichkeiten“ erhalten Sie einen Überblick über die Anwendungsszenarien verschiedener Automatisierungsansätze. Die Anmeldung ist selbstverständlich kostenlos.

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Bildquellen: N+P, Autodesk

 


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