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19.04.1996 - 

IT Im Maschinenbau/

CAD-Systeme werden Layouts fuer Fertigungslinien liefern

Die Situation des deutschen Maschinenbaus ist nach wie vor schwierig. "Fruehlingserwachen ist nicht in Sicht", erlaeutert Michael Rogowski, Praesident des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA), die aktuelle Konjunkturlage seiner Branche. Fuer 1996 geht der VDMA von einem nur dreiprozentigen Produktionsanstieg aus. Dabei haben hohe Produktions- und Lohnkosten nicht nur den Wettbewerb innerhalb der Branche verschaerft. Vor allem ueben auslaendische Anbieter Druck auf die deutschen Maschinenbauer aus. Um ihre Wettbewerbsfaehigkeit zu erhalten und zu staerken, sind die Unternehmen gezwungen, durch technische Innovation immer schneller neue Produkte auf den Markt zu bringen. Dazu bedarf es der Verwendung moderner Werkzeuge in der Produktentwicklung. Ganz entscheidend ist dabei CAD- Technologie. Viele Unternehmen setzen bereits seit Mitte der achtziger Jahre CAD-Systeme ein. Dies geschah vor allem vor dem Hintergrund der Beschleunigung von Entwicklungsprozessen, um dem Wettbewerbsdruck standhalten zu koennen. Dabei wurden die gaengigen CAD-Systeme mit 2D-Funktionalitaet lediglich als elektronisches Zeichenbrett verwendet und ein grosses Rationalisierungspotential verschenkt, obwohl das Software-Angebot hoeheren Anforderungen bereits damals gerecht werden konnte.

Neue Anwendungen mit guter BenutzerfuehrungH4>/H4> Seit Beginn der 90er Jahre zeichnet sich eine neue Generation von CAD/CAM-Systemen und -Programmen ab. Die CAD-Branche begann, sich mit der Entwicklung von offenen und objektorientierten Systemen zu beschaeftigen.

Diese wurden mit grafischen Benutzeroberflaechen in Anlehnung an Windows und OSF/ Motif versehen und eroeffneten somit weite Anwendungsgebiete, besonders in Verbindung mit Software zur Bueroautomation.

Sie bestechen durch ihre intelligente Benutzerfuehrung und die einfache Handhabung in der volumenorientierten 3D-Konstruktion. Parallel dazu wurden Workstations und PCs immer leistungsfaehiger und guenstiger. "Wir haben die Erfahrung gemacht, dass die Ergaenzung der 2D-Anwendungen um 3D-Methoden oft auch verbunden war mit einer Neuorientierung und dem Ueberdenken einer urspruenglichen CAD- Systementscheidung. Down- und Rightsizing lautet hier das Stichwort", betont Wolfgang Lynen, der im Hause Autodesk verantwortlich fuer den Mechanikbereich ist.

Der Umsatz des Sektors Mechanik im CAD-Markt lag 1994 bei 2,28 Milliarden Mark (Hardware, Software und Service), wie Experten des Dressler-Verlags in Heidelberg ermittelten. Dabei entfielen 940 Millionen Mark auf Software und Service. Insgesamt 51000 Arbeitsplaetze waren zu diesem Zeitpunkt in Deutschland installiert. Der ueberwiegende Teil der Anbieter konnte jedoch in den letzten eineinhalb Jahren starke Umsatzzuwaechse verbuchen. Sie blicken daher zuversichtlich in die Zukunft, denn auch fuer das Jahr 1996 wird fuer die CAD/CAM-Branche eine weitere Steigerung der Umsaetze vorausgesagt.

Unterdessen haben sich die Maschinenbau-Unternehmen neu orientiert. Sie ueberdenken ihre ersten CAD-Systementscheidungen: Zur Beschleunigung des Produktionsprozesses scheint die Verwendung der CAD-Daten als Ausgangspunkt einer durchgaengigen Prozesskette notwendig.

"Das bedeutet, dass kuenftig bereits beim Entwurf die Produzierbarkeit eines Teils mitberuecksichtigt wird", so Friedrich Christeiner, bei IBM General Manager Manufacturing Industries Europa, Mittlerer Osten und Afrika. "Es wird sogar soweit kommen, dass CAD-Systeme die Layouts fuer Fertigungslinien liefern."

Andere Industrien wie beispielsweise die Automobil- oder die Flugzeugbranche haben hier schon erste Erfahrungen gesammelt. So wurde etwa das Flugzeug Boeing 777 von Anfang bis Ende voellig computergestuetzt produziert; es gab weder Blaupausen noch Modelle in Originalgroesse. Der Flugzeugbauer benoetigte fuer das Vorhaben eine Loesung, die nicht nur Probleme bei der Produktion vermied, sondern die auch eine Kommunikationsmoeglichkeit bot zwischen Teammitgliedern, den Teams selbst und anderen, die mit Entwicklung und Entwurf von Komponenten befasst waren. "Viele waren keine Ingenieure", so Larry Olson, Direktor der Datensysteme bei der Boeing Commercial Airplane Group. "Es musste auch diesen technisch weniger vorgebildeten Beteiligten ermoeglicht werden, die Teile optisch so zu sehen, wie der Ingenieur sie entworfen hat."

Wie fuer den Flugzeugbau wird auch fuer immer mehr Unternehmen des Maschinenbaus die Integration von Daten und Anwendungen innerhalb des Produktionsablaufs sowie der Datenaustausch mit Zulieferbetrieben ueberlebenswichtig. Die steigenden Anforderungen an CAD-Systeme bezueglich Funktionalitaet, Integrationsfaehigkeit und Kopplungs-Schnittstellen hatten bei der CAD-Software einen tiefgreifenden Umbruch zur Folge. Ein Beispiel fuer den Schritt in diese Richtung liefert Haver Boecker, ein Hersteller von Verpackungs- und Aufbereitungsmaschinen. "Wir verfolgen heute den Trend der Offenlegung der Schnittstellen und der Vereinheitlichung mit dem Betriebssystem Windows NT. Damit wird die CAD-Anwendung in die Buerowelt integriert. Beispielsweise koennen nun Zeichnungen im Angebot erscheinen, und wir koennen Textverarbeitung mit CAD- Anwendungen verknuepfen. Wir halten das fuer den richtigen Weg", meint Gunnar Mueller, CAD-Experte des Unternehmens.

Ein weiterer Ansatz ist die Objektorientierung, um speziell grosse Softwaresysteme wirtschaftlicher zu realisieren und Ziele wie etwa Erweiterbarkeit und Kompatibilitaet erreichen zu koennen. Mit Hilfe der Objekttechnologie, dem modularen Aufbau der Anwendungen und der damit verbundenen Vereinfachung sind die Programme anwendungsfreundlicher geworden. Die neue Generation von CAD/CAM- Applikationen besticht durch eine intelligente Benutzerfuehrung und einfache Handhabung im volumenorientierten 3D-Konstruieren, das 2D-Anwendungen zunehmend verdraengt. Da die Entwicklung eines 3D- CAD-Kerns sehr aufwendig ist, gehen einige Systemhaeuser dazu ueber, einen CAD-Kern von einem Drittanbieter zu kaufen und ihr Programm darauf aufzubauen. So hat sich ACIS als Standard-Geometriekern durchgesetzt.

Die parametrischen Volumen- oder Flaechenmodellierer auf Unix- Systemen werden mit der immer hoeheren Leistungsfaehigkeit der Intel-Plattform nun auch auf PC-Systemen moeglich.

Gregor Kuepper, CAD/CAM-Fachmann im Koelner Unternehmen Leybold, nennt als Grund fuer die Wahl eines neuen Systems vor zwei Jahren eine weitere CAD-Neuerung: "Der Schwerpunkt bei der Wahl eines neuen Systems lag darin, ein Angebot zu finden, das uns eine Datenbasis bietet, mit der wir technische Berechnungen durchfuehren koennen. Ausserdem spielte fuer uns der Begriff des Concurrent Engineering (CE) eine grosse Rolle."

Neben CE als Entwicklungsschritt in der CAD/CAM-Technologie ist auch die Einbindung einer Datenbank in das Grundprogramm immer haeufiger anzutreffen.

Ein weiterer Trend geht zu Komponentensoftware, denn nur noch wenige Anbieter werden in der Lage sein, sowohl moderne Basistechnologie als auch leistungsfaehige Applikationen zu entwickeln. "Steigende Entwicklungskosten und fallende Margen zwingen die Firmen, sich auf ihr Fachwissen zu konzentrieren und auf Standards aufzusetzen", berichtet Dieter Hoefler, Geschaeftsfuehrer der Autodesk GmbH.

In Zukunft wird die gesamte CAD/CAM-Anwendung nicht mehr von nur einem Hersteller kommen, sondern aus Bausteinen diverser Anbieter bestehen. Bei diesen Systemen spielen Werkzeuge zur Abbildung firmenspezifischer Arbeitsprozesse, sogenannte Workflows, sowie EDM-Systeme (EDM = Engineering Data Management) zur Datenverwaltung und Archivierung eine Rolle. Die Technik ist heute auch soweit, dass bei der Uebernahme von CAD-Fremddaten auf Uebersetzungsprogramme wie VDA, Iges oder Step verzichtet werden kann und diese nur noch zur Grafikausgabe benoetigt werden.

Virtual Reality wird im CAD-Umfeld genutztH4>/H4>

Zukuenftig werden auch Konferenztechniken und Virtual-Reality- Technologien im CAD-Umfeld staerker genutzt. So koennen beispielsweise Techniker beim Einbau eines Motors mit Unterstuetzung von Virtual-Reality-Anwendungen gefuehrt werden. "Durch die Einbindung von Konferenztechniken sehen, besprechen und veraendern Ingenieure beispielsweise ein und dasselbe Modell, unabhaengig davon, an welchem Ort der Erde sie sich befinden", erklaert Martin Jetter, bei IBM zustaendiger Leiter fuer Engineering Technology Solutions fuer Zentraleuropa.

Die Anforderungen aus dem Bereich Maschinenbau werden von den fuehrenden CAD/CAM-Anbietern weitestgehend erfuellt. Zu den namhaftesten Unternehmen gehoeren neben IBM, Hewlett-Packard, Parametric Technology, Intergraph, Ascad, SDRC sowie PC-basierende Anbieter wie Autodesk und Ziegler-Informatics. "Wir werden noch im Laufe des Jahres eine neue Maschinenbauloesung vorstellen, nachdem wir Ende 1995 bereits eine neue Windows-NT-Light-Anwendung freigegeben haben", so Heinz-Willi Brendgens, Direktor Technik und Qualitaetsbeauftragter bei Ziegler-Informatics. "Damit bieten wir moderne Softwaretechnologie wie beispielsweise Objektorientierung und eine 3D-Datenstruktur an."

Neben Hard- und Software erhalten Dienstleistungen wieder einen neuen Stellenwert. "Anbieter muessen sich noch staerker am Kunden orientieren. Denn das Profil der Kunden hat sich veraendert", berichtet Almut Trainer-Schiller, bei Hewlett-Packard fuer den deutschsprachigen Raum Leiterin der CAD-Geschaeftseinheit. "Durch komplexe Projekte legen Kunden auch wieder mehr Wert auf qualitative Beratung und Schulung." Das fuehrt Aurang Rona, bei Parametric Technology Deutschland zustaendig fuer den Maschinenbau, darauf zurueck, dass sich neben der CAD-Technik auch die Ablaeufe in der Produktentwicklung aendern. "Dies bedeutet unter anderem Anpassungen in der Organisation, in den Verantwortungsbereichen, CostCentern, in der Art der Zusammenarbeit, im Zugriff auf Informationen sowie in der Verwaltung und Bereitstellung von Informationen."

Die Anbieter sind sich einig, dass sich die Nutzung von CAD/ CAM- Loesungen noch staerker etablieren wird. "SDRC richtet seine Produktentwicklung entlang einer strategischen Planung aus. Das schliesst unter anderem ein, dass Anwendungen wie die Finite- Elemente-Methode (FEM), die heute nur einem Kreis von Spezialisten vorbehalten sind, durch einfache Bedienung allgemein anwendbar werden", so Ulrich Lueer, Leiter Marketing bei SDRC Software und Service GmbH. Und Thomas D. Grevel, Geschaeftsfuehrer von Intergraph Deutschland GmbH, fasst zusammen: "Mit der Objekttechnologie, dem modularen Aufbau von CAD/CAM-Anwendungen und ihrer damit verbundenen Vereinfachung wird die Verbreitung dieser Systeme der von Textverarbeitungssoftware und Tabellenkalkulation in nichts mehr nachstehen."

Kurz & buendig

Der Maschinenbau war Vorreiter im Einsatz von CAD-Systemen. Inzwischen sind sie so unverzichtbar wie Textverarbeitungsprogramme - und nicht nur dort. Der Trend geht auch hier in Richtung Objekttechnologie und modularer Aufbau von Anwendungen. Der ueberwiegende Teil der Anbieter konnte in den letzten eineinhalb Jahren starke Umsatzzuwaechse verzeichnen. Vorrangig fuer die Anwender wird die Integrationsmoeglichkeit von Daten und Anwendungen innerhalb des Produktionsablaufs sowie der Datenaustausch mit Zulieferbetrieben. Dies zieht einen tiefgreifenden Umbruch in den CAD/CAM-Systemen nach sich. Auch Workflow-Systeme samt Engineering Data Management (EDM) uebernehmen im Maschinenbau Integrationsaufgaben.

*Anne Christina Remus ist freie Journalistin in Kuddewoerde bei Hamburg.