Melden Sie sich hier an, um auf Kommentare und die Whitepaper-Datenbank zugreifen zu können.

Kein Log-In? Dann jetzt kostenlos registrieren.

Falls Sie Ihr Passwort vergessen haben, können Sie es hier per E-Mail anfordern.

Der Zugang zur Reseller Only!-Community ist registrierten Fachhändlern, Systemhäusern und Dienstleistern vorbehalten.

Registrieren Sie sich hier, um Zugang zu diesem Bereich zu beantragen. Die Freigabe Ihres Zugangs erfolgt nach Prüfung Ihrer Anmeldung durch die Redaktion.

21.09.1984 - 

Die Planungsphase nicht zu knapp bemessen:

CAD dient nicht allein der Rationalisierung

VILLINGEN-SCHWENNINGEN - Ob der Einsatz von CAD (Computer Aided Design) tatsächlich Vorteile bringt, ist für viele Unternehmen immer noch keine ausgemachte Sache. Dipl.-Ing. F. Binde, Geschäftsführer der Ratioplan in Villingen-Schwenningen, versucht die Unklarheiten zu beseitigen, indem er Beschleunigungsfaktoren kalkuliert, eine Nutzwertanalyse anstellt und Tips für Auswahl und Einführung gibt. Fazit: Der Einstieg ist nicht billig, der Nutzen da.

Unter Beschleunigungsfaktoren (BF) versteht man den Faktor, um den die konventionelle Tätigkeit durch CAD-Einsatz beschleunigt werden kann. In den folgenden Abschnitten werden Mindest-Beschleunigungsfaktoren aus Praxiserfahrungen grob geschätzt, da die Einsparungen - je nach Anwendung - erheblich differieren können. Dabei wird davon ausgegangen, daß ein erfahrener CAD-Konstrukteur (ein bis zwei Jahre Praxis) am Bildschirm arbeitet.

Phase 1: Funktionsfindung. In einer kreativen Phase vollzieht sich die Umsetzung der Ideen (Gedanken) auf Papier (Skizze). Nur wenige Konstrukteure beherrschen schon die direkte Umsetzung auf den Bildschirm Da wir von Mindestwerten ausgehen wollen, sei hier die Zeiteinsparung mit Null angesetzt. BF = 1

Phase 2: Prinziperarbeitung. Hier vollzieht sich eine zunehmende Konkretisierung der Konstruktion. Es werden mehrere Arbeitsprinzipien bestimmt, aus denen ein optimales Ergebnis formuliert werden muß.

Erste grafische Darstellungen sind erforderlich, wobei hier schon der Zugriff auf beispielsweise vorhandene grafische Symbolbibliotheken erfolgen kann: Die Symbole werden nur mit ihrer Geometrie abgerufen und positioniert. BF = 2

Oft kann auch auf eine schon vorhandene CAD-Zeichnung mit dem gewünschten Funktionsprinzip zugegriffen werden: Es entsteht im wesentlichen eine Änderungstätigkeit, die mit CAD-Einsatz große Beschleunigungsfaktoren erbringt. BF = 3

CAD bietet auch die Möglichkeit einer Bewegungs-Simulation von beliebigen Teilen am Bildschirm, wodurch eine wesentlich bessere Optimierung bei der Prinziperarbeitung erzielt werden kann.

Phase 3: Gestaltung. Die Tätigkeit des Konstrukteurs verlagert sich nun von der kreativen Arbeitsweise mehr zur manuell-schematischen Arbeitsweise. Das gefundene Prinzip wird zum fertigen Entwurf verarbeitet. Form und Dimension werden festgelegt.

Aus grafischen Bibliotheken können die erforderlichen Normteile, Bauteile, Baugruppen abgerufen werden. BF = 3

Bei sogenannten Variantenkonstruktionen, bei denen nur noch Dimensionen verändert werden müssen, lassen sich mit dem Hilfsmittel CAD Einsparungen bis zum Faktor 15 erreichen. Mindestfaktor: BF = 4

Mittelwert für die Gestaltungsphase: BF = 3,5

Phase 4: Detaillierungsarbeiten. Der Anteil der schematischen Tätigkeit ist nun sehr hoch, was zu großer Zeiteinsparung durch CAD führt. Einzelteilzeichnungen können möglicherweise nur durch Kopieren und Vergrößern aus einer vorhandenen Zeichnung übernommen werden. BF = 5

Teilelisten werden automatisch aus der Zeichnung erstellt und können leicht zur konventionellen Stückliste modifiziert werden. BP = 5

Zu den hier anfallenden grafischen Manipulationen seien beispielhaft einige geschätzte Beschleunigungsfaktoren angeführt.

Aus den in der Phase Detaillierung angegebenen Beschleunigungsfaktoren ergibt sich ein Mittelwert von BF = 4,7

Weiterverarbeitung der Geometrie

Der Zeichnungsträger ist nun nicht mehr ein Stuck Papier, sondern eine Magnetplatte oder ein Magnetband. Alle Daten sind digital abgespeichert und können für weitere elektronische Verarbeitung direkt aufbereitet werden. Eine erneute manuelle Auswertung der bisherigen Zeichnung und die dazugehörende Eingabe in das Rechnersystem entfallen.

Es ist also wichtig, CAD nicht nur als Rationalisierungsinstrument in der Konstruktion zu sehen, sondern auch als Werkzeug, dessen Ergebnisse in alle möglichen betrieblichen Ablaufe zu integrieren sind. Dabei können Beschleunigungsfaktoren in der Größenordnung 4 bis 10 auftreten. Für die folgende Nutzwertanalyse sei wieder ein Minimalwert angenommen: BF = 4

Folgende Integrationsmöglichkeiten gibt es:

FEM-Verfahren

Verarbeitung der Geometrie zu einem Maschennetz zur Finite-Elemente-Berechnung mit grafischer (auch farbiger) Darstellung der Ergebnisse (Verformungen, Spannungen etc.).

NC-Anlagen

Umsetzung der Geometrie in eine NC-Sprache zur Steuerung einer NC-Anlage. Die aufbereiteten NC-Daten können dann über Lochstreifen oder direkt (über Kabel) zur NC-Anlage gelangen. Einsparungsmöglichkeiten ergeben sich hier in hohem Maße für die Arbeitsvorbereitung.

Fertigungsunterlagen

Grafische Elemente einer Zeichnung können beliebige Attribute (Teilenummer, Fertigungsdaten) zugewiesen bekommen, mit deren Information eine teilautomatische Gestaltung des Arbeitsplanes ermöglicht wird.

Aufgrund der aufgeführten Möglichkeiten ergeben sich folgende Mindestbeschleunigungsfaktoren:

Konstruktion und Entwicklung: 2,8

Arbeitsvorbereitung: 4,0

Um nun einen Überblick über die Größenordnung der Einsparung darzustellen, wird eine Gewichtung des jeweiligen CAD/CAM-Anteils in Konstruktion und AV erforderlich. Hieraus läßt sich die Einsparung berechnen (siehe Kasten "Nutzwertanalyse I").

Ohne Personalabbau steht mehr Kapazität zur Verfügung, was zu einer Produktivitätssteigerung führt.

Durch den Einsatz von CAD-CAM-Software wird nun eine Tätigkeit in der Zeiteinheit 1 gegenüber der konventionellen Zeiteinheit KZ durchgeführt (siehe Kasten "Nutzwertanalyse II").

Neben dem Versuch, in Kapitel I die Einsparungen zu quantifizieren, ist es sehr wichtig, auch alle qualitativen Vorteile eines CAD Einsatzes zu erwähnen.

1. Bessere Zeichnungsqualität

2. Geringere Fehlerquote in Zeichnungsunterlagen

3. Einfachere Archivierungsmethode (Datenbank statt Zeichenschrank)

4. Verkürzung der Entwicklungszeiten

5. Verkürzung der Durchlaufzeiten

6. Erhöhte Lieferbereitschaft

7. Bessere Optimierungsmöglichkeiten (Simulation)

8. Rationalisierung der Ablauforganisation bis hin zur AV und Fertigung

9. Reduzierung der Varianten (Standardisierung)

Wie mit CAD beginnen?

Da die EDV bisher doch sehr nahe der kaufmännischen Abteilung angesiedelt war und CAD noch ein sehr junges Anwendungsgebiet ist, finden sich heute in vielen Unternehmen keine Mitarbeiter, die auf diesem Gebiet Erfahrung vorweisen können. Wegen dieses Mangels besteht ein großer Run auf Seminare, die einem hier mehr Klarheit verschaffen sollen, doch die praktische Erfahrung nicht ersetzen können.

Die Planungsphase für den CAD-Einsatz ist sehr wichtig und darf zeitlich nicht zu knapp bemessen werden.

Sinnvoll ist die Bildung eines CAD-Teams mit Ansprechpartnern aus

- Technik (spätere CAD-Konstrukteure),

- kommerzielle EDV,

- Arbeitsvorbereitung,

- Betriebsrat.

Teamleiter ist der zukünftige Systemingenieur oder aber auch der ausgewählte Berater.

Die Auswahl des CAD-Systems beginnt mit einer Ist-Analyse über

- Organisation des Konstruktionsbereichs, der AV und Fertigung,

- Tätigkeit der Konstrukteure, AV-Mitarbeiter, NC-Programmierer,

- Zeichnungsträger (Häufigkeit, Formate, Art der Zeichnung),

- EDV-Gegebenheiten (zentrale DV, technischer Rechner, Hardware-Kopplung, DFÜ).

Aufgrund der durchgeführten Analyse muß ein Anforderungskatalog (Soll-Konzept) aufgestellt werden.

Mit dem jetzigen Wissensstand ist es auch schon möglich, einen Stufenplan für die Einführungsphase und die weitere Integration des CAD-Systems aufzustellen.

Dazu gehört unter anderem:

- Anzahl der Arbeitsplätze,

- welche Konstrukteure,

- Organisationskonzept (Wer managed CAD?),

- Pilotanwendungsgebiet.

Zur Grobauswahl sollte man einen gut informierten Berater haben. Andernfalls bleibt nur die Möglichkeit, sich auf Ausstellungen und Herstellerseminaren einen Überblick zu verschaffen.

In der Feinauswahl werden aufgrund des Soll-Konzepts mit gezielten Fragen die Grenzen jedes Systems festgelegt. Des weiteren ist erforderlich:

- Workshops mit Testanwendungen,

- Besuch von Referenzkunden,

- Kostenermittlung.

Wenn es dann zur Systemeinführung kommt, gilt es noch, folgendes zu beachten:

- Berücksichtigung der Lieferzeiten,

- Schulung kurz vor Systeminstallation,

- Freistellen der CAD-Konstrukteure zum Üben und Erlernen der CAD-Funktionen (Dauer rund ein halbes Jahr),

- erst mit einem ausgewählten Gebiet Erfahrung sammeln,

- Anpassung des Systems an Produktspektrum durch Systemingenieur oder Berater,

- ständige Auffrischungsschulung der Konstrukteure,

- begonnene CAD-Anwendung zur Praxisreife bringen, Produktivitätskontrolle, dann weitere Anwendungsgebiete in Angriff nehmen,

- Weiterverarbeitung der digital gespeicherten Zeichnung für AV und Fertigung.

Ein Wort zu den Kosten

Kleine CAD-Systeme gibt es mit Hardware schon ab 30 000 Mark. Sie sind jedoch in ihrer Leistung begrenzt, beispielsweise bei einer umfangreichen Zeichnung sehr schwerfällig. Die nun doch sehr große Koordinatenmenge kann nicht mehr so schnell verarbeitet werden. Deshalb ist es ratsam, bei umfangreichen Zeichnungen gleich mit einem großen System einzusteigen. Große CAD Systeme beginnen preislich mit einer Minimalkonfiguration (Arbeitsplatz) bei 300 000 Mark.

Der Trend wird jedoch in den nächsten Jahren dahingehen, daß zunehmend große Systeme auch auf leistungsfähigen Mikro-Rechnern laufen werden. Abhängig ist das allein von der Hardware-Entwicklung.