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09.10.1992 - 

Individuelle Methoden können ein Durcheinander verursachen

Konstruktionsleitfaden steigert Effektivität des CAD Einsatzes

Nicht immer bringt die Einführung fortschrittlicher CAD-Systeme den gewünschten Rationalisierungseffekt und einen schnelleren Durchlauf beim Konstruktionsprozeß, Eine der wesentlichsten Einschränkungen der Effektivität von CAD-Installationen ist das Fehlen einer durchgehenden, für das Unternehmen und die jeweiligen Fachabtei. Lungen definitiv und verbindlich festgelegten Konstruktionsmethodik.

Der Ruf nach einer umfassen. den Konstruktionsmethodik ist zum Teil eine direkte Folge der technischen Entwicklung: Die CAD-Systeme sind auf der einen Seite immer leistungsfähiger geworden und bieten den Anwendern ein breites Spektrum von Nutzungsmöglichkeiten. Auf der anderen Seite ist dadurch die Gefahr gewachsen, daß sich Konstrukteure bei der Arbeit vor dem Bildschirm ins unübersichtliche Chaos manövrieren. "Bei den einfachen 2-D-Systemen der ersten Generation war dieses Problem noch nicht so brisant", beschreibt Franz Bürger, Geschäftsführer des Münchner CAx-Beratungshauses ASA GmbH die Situation. "Damals wurden im wesentlichen nur kleine Teile in zweidimensionaler Darstellung bearbeitet. Die Konstrukteure beherrschten das System und kamen gut damit zurecht."

Chaos auf dem Bildschirm

Der Wunsch, auch komplexere Bauteile am Bildschirm zu gestalten, brachte die ersten Schwierigkeiten. Bürger: "Leider sind die Bildschirme nicht mit der Komplexität der Zeichnungen mitgewachsen." Was auf einem Zeichenbrett durchaus noch übersichtlich sei, könne selbst durch moderne Fenstertechnik am Bildschirm ohne Strukturierung schnell unüberschaubar werden, da immer nur Ausschnitte zu sehen seien.

Der Drang nach einer stärkeren Strukturierbarkeit führte schnell zur Verwendung unterschiedlicher Techniken. So ermöglicht die Einführung von Farbmonitoren beispielsweise die Zuordnung von bestimmten Farbkennungen zu bestimmten Bauteilen. Ändere Strukturierungsverfahren wie die Set-, Schicht- oder Layer-Technik setzen auf der Ebene der Datenstruktur an.

Verschiedene Farben für die gleichen Elemente

Die Verwendung dieser Verfahren erlaubt zwar dem einzelnen Konstrukteur, sich eine für ihn praktikable Methode zu schaffen. Sie führt aber zu Problemen, die weit über die Konstruktionsabteilung hinausreichen und zu Schwierigkeiten im weiteren Produktionsprozeß, etwa beim Modellbau oder der NC-Programmierung, führen können. "Wenn jeder Konstrukteur sich seine eigene Methode willkürlich zurechtlegt, bekommt im Extremfall der Modellbauer von 20 Konstrukteuren 20 mit unterschiedlichen Methoden konstruierte Zeichnungen zur Weiterbearbeitung", erläutert Bürger. Dies kann von der Benutzung verschiedener Farben für gleiche Elemente bis zur Verwendung einer komplett anderen Datenstruktur reichen. Der Mehraufwand für die Anwender im Nachfolgeprozeß liegt auf der Hand und kann die Rationalisierungseffekte bei der Konstruktion leicht zunichte machen.

Verbindliche Konstruktionsmethoden

Auch innerhalb der Konstruktionsabteilung erschweren unterschiedliche Methoden die Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Konstrukteuren. Bei Verwendung willkürlicher und individueller Verfahren ist die Arbeit eines Beteiligten im Extremfall für Kollegen nur unter großen Schwierigkeiten nachvollziehbar.

Große CAD-Anwender wie Unternehmen der Automobil- oder Luft- und Raumfahrt-Industrie sind daher dazu übergegangen, verbindliche Konstruktionsmethoden für ihre Abteilungen zu entwickeln und festzulegen. Vier Kriterien sind dabei wesentlich:

- optimale Nutzung des Systems,

- leichte Erlernbarkeit für die Anwender,

- möglichst hohe -und uneingeschränkte Performance des Systems sowie

- gesicherte Datenkompatibilität.

In der Praxis hat es sich bewährt, daß ein Gremium von erfahrenen CAD-Konstrukteuren der Fachabteilungen, CAD-Betreuern, Anwendern aus dem Nachfolgeprozeß , (Modellbau, NC-Programmierung) und falls erforderlich - Schnittstellen-Experten Zusammentritt, um eine verbindliche Konstruktionsmethodik festzulegen. Die Vorgehensweise muß dabei nach Ansicht der Experten möglichst anwendungsbezogen sein: Zunächst sollten die Konstrukteure die unterschiedlichen Methoden kennenlernen und sich dann gemeinsam mit dem Gremium für eine entscheiden, mit der sowohl sie als auch die Anwender des Nachfolgeprozesses arbeiten können. Danach entsteht über die Anlage von Musterzeichnungen und Strukturen ein sogenanntes Anwendungsmodell und ein Konstruktionsleitfaden für die Konstrukteure.

Zu einem Anwendungsmodell mit einem Beispiel aus der Praxis, etwa einem Auspuffkrümmer, erarbeitet man einen Leitfaden, in dem die Vorgehensweise für die Erstellung des Beispiels Schritt für Schritt nachvollziehbar wird. Dieser Leitfaden zeigt dem Konstrukteur die jeweils verwendeten Programmfunktionen auf. Die Hilfsgeometrie für die Konstruktion wird in einer bestimmten Farbe angeboten. Besonders für CAD-Neulinge, die oft auf keine festen Betreuer zurückgreifen können, ist dieser Leitfaden eine wichtige Hilfe vor allem dann, wenn die einzelnen Arbeitsschritte mit Skizzen unterlegt sind.

Leitfaden lind Anwendungsmodell haben für die Benutzer eine Reihe von Vorteilen: Die Konstrukteure lernen schnell, mit dem CAD-System umzugehen. Zudem ist der Leitfaden innerhalb einer Gruppe oder einer Abteilung stets gleich. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn bei Krankheit oder größerem Arbeitsanfall Kollegen für einen anderen Konstrukteur einspringen müssen. Dadurch wird ihnen die Orientierung in der Zeichnung problemlos möglich gemacht. Der Nachfolgeprozeß im Modellbau und der NC-Programmierung schließlich profitiert ebenfalls davon, wenn den Konstruktionen nur ein einziges verbindliches Muster zugrundeliegt. Hier kann viel Zeit bei der Umsetzung in Modelle gespart werden.

Grundsätzlich gilt jedoch, daß die Methoden anwendungsbezogen sein müssen. Dies bedeutet, daß sich innerhalb eines Unternehmens je nach Aufgabengebiet durchaus unterschiedliche Konstruktionsmethoden durchsetzen.

In Großunternehmen hat es sich bewährt, ein sogenanntes Grundmodell für alle Anwendungen festzulegen. Darin sind zu m Beispiel die Liniendicken oder Flächen, Standardeinstellungen für Schriften und Bemaßungen sowie Farben für unterschiedliche Schichten (Layer) bereits vorab eingestellt.

Großunternehmen spielen die Vorreiterrolle

Aufbauend auf dieser Grundlage werden für die einzelnen Abteilungen spezielle Anwendungsmodelle geschaffen, die die jeweiligen Anforderungen berücksichtigen. Um eine problemlose Weiterverarbeitung der Modelldaten in anderen Bereichen zu ermöglichen, wird die Struktur mit den entsprechenden Stellen (Modellbau, NC-Programmierung) vereinbart.

"Ein Anwendungsmodell ist besonders dann sinnvoll und gut einsetzbar, wenn es die Voraussetzung zur Konstruktion nach dem Baukastenprinzip bietet", erläutert Franz Bürger. Über eine sogenannte Bauteilbibliothek keinen die Konstrukteure bereits konstruierte Teile abrufen und vermeiden so Parallel- oder Mehrfacharbeiten. Das Verwenden von Wiederholteilen erspart dem Konstrukteur viel Zeit und verringert die Teilevielfalt. Dies wiederum führt zur Reduktion von Verwaltungs-, Herstellungs- und Lagerkosten.

Während in Großunternehmen die ersten Schritte zur Umsetzung der Konstruktionsmethodik bereits unternommen werden, sind viele mittelständische Anwender davon noch weit entfernt. In den üblichen Einstiegsschulungen lernen die Benutzer zwar die Funktionen der Programme kennen, komplexe Themen wie die Konstruktionsmethodik bleiben aber in der Regel unerwähnt.