Transformieren Sie die Fertigung mit PLM-Tools

Mit PLM-Software (Product Lifecycle Management) verfügen Hersteller über leistungsstarke Tools, um die massiven Veränderungen zu bewältigen, die ihre Branchen durcheinander bringen. PLM-Software umfasst die neuesten Produktdatenmanagement- (PDM) und CAD/CAM/CAE-Tools, die Fertigungsprofis benötigen, um mit weit verstreuten Arbeitskräften und Anlagen auf der ganzen Welt zurechtzukommen.

Die Nutzung des digitalen Zwillings von PLM in der Fertigung, bei dem Assets häufiger in der Cloud gespeichert werden, kann die Fähigkeit von Heimarbeitern verbessern, das tägliche Fertigungsmanagement zu bewältigen. Seit Beginn der COVID-19-Pandemie müssen Fertigungsbetriebe im Umgang mit virtuellen Anlagenabläufen kreativer werden. Viele PLM-Experten sagen, dass der Trend anhalten wird.

Viele Faktoren prägen die Anforderungen der PLM-Kunden, bemerkte Keri Bender, Senior PLM Business Strategy Manager bei Autodesk Inc., dem in San Rafael, Kalifornien, ansässigen Entwickler der PLM-Software Autodesk Fusion Lifecycle. „Produkte werden immer intelligenter, daher muss PLM in der Lage sein, mit mechanischen, elektronischen und Service-Designdaten umzugehen“, fügte sie hinzu. „Prozesse werden digitalisiert, und die Digitalisierung überschreitet zunehmend die Grenzen zwischen Abteilungen und weitet sich auf Partnernetzwerke und Lieferketten aus. Die Automatisierung übernimmt die Fabriken und Hersteller überdenken ihre Lieferketten.“

Laut Bender sehen PLM-Entwickler die Herausforderungen hauptsächlich auf zwei Ebenen. Das PLM der nächsten Generation, oder „PLM 4.0“, wie sie es nennt, muss agiler sein als herkömmliches PLM und sich an sich weiterentwickelnde Prozesse, Datenquellen und Disziplinen anpassen. „Autodesk Fusion Lifecycle wurde entwickelt, um dieser Situation gerecht zu werden“, sagte Bender. „PLM 4.0 muss eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen Abteilungen und, was noch wichtiger ist, zwischen Ökosystemen verschiedener Partner ermöglichen und gleichzeitig die Datenintegrität und das geistige Eigentum schützen. Da Fusion Lifecycle cloudbasiert ist, ist es für abteilungs- und lieferkettenübergreifende Bereitstellungen konzipiert.“

Modernisierung und digitale Transformation seien zwingend erforderlich, betonte Marc Taber, Vizepräsident für Marketing bei PTC mit Sitz in Boston, Entwickler der Windchill PLM-Software. „Dies hat zu einem Wandel in der Natur von PLM geführt, von der Betrachtung als Engineering-Tool für die Speicherung und Versionierung von CAD-Daten hin zu einem echten kollaborativen Produktlebenszyklusmanagement für Unternehmen/Multi-Unternehmen“, sagte Taber. „PLM ist zur Grundlage dieser digitalen Transformation oder Digital-Thread-Initiativen geworden. Die bestehende Anwendungsinfrastruktur, bestehend aus der Integration über Microsoft Office und/oder selbst entwickelten Anwendungen, funktioniert nicht mehr mit den neuen Komplexitätsstufen.“

Taber hob drei wichtige Treiber hervor, die sich vor COVID-19 verändert haben: Kunden, Wertschöpfungsketten und Produkte. „Regierungen und Kunden haben hohe betriebliche Anforderungen an die Art und Weise gestellt, wie Unternehmen Daten verwalten“, sagte er. „Kunden fordern zudem individuellere Lösungen bei gleichzeitig steigender Variantenvielfalt.“

Unternehmen wollen große Teile ihrer Produktion auslagern und/oder Joint Ventures gründen, was die Möglichkeiten zum Aufbau von Lieferantenpartnerschaften erhöht, fügte er hinzu. Das Risiko einer Unterbrechung der Lieferkette treibt den Bedarf an stärker standardisierten Komponenten voran, um Effizienz und Skalierbarkeit zu ermöglichen, bemerkte Taber, und auch die Produkte hätten sich verändert. „Produkte haben sich von einfachen elektrischen/mechanischen Maschinen zu softwaregesteuerten, vernetzten Geräten weiterentwickelt“, sagte er. „Angesichts der durch COVID-19 verursachten Störungen wird die PLM-SaaS-basierte Zusammenarbeit als unerlässlich für sicheres globales Remote-Arbeiten rund um die Uhr angesehen.“

Sich verändernde Geschäfts- und Marktanforderungen zwingen Hersteller dazu, neue Praktiken einzuführen, um ihre Arbeitsweise digital zu transformieren, sagte Bill Lewis, Marketingleiter für Lifecycle-Collaboration-Software bei Siemens Digital Industries Software, Plano, Texas. „Kunden suchen nach Lösungen, die ihnen dabei helfen, ihre digitalen Transformationsziele zu erreichen, und PLM ist ein wichtiger Wegbereiter. PLM-Software muss heute einen umfassenden digitalen Zwilling unterstützen, der alle Aspekte von Produkten unterstützt – einschließlich mechanischer, elektrischer und Softwarekomponenten. Sie muss dies ermöglichen.“ Damit die Personalisierung den Bedürfnissen aller Arten von Benutzern gerecht wird, muss sie offen und flexibel sein.“

Die Realität sieht heute für viele Hersteller so aus, dass sie weiterhin in Silos arbeiten und kaum echte Zusammenarbeit betreiben, bemerkte Lewis. „Dies kann zu sequenziellen, manuellen Übergaben und erheblichen Datenredundanzen sowie Inkonsistenzen führen. Dies birgt die Gefahr von Missverständnissen, Qualitätsverlusten und zu spät entdeckten Herstellbarkeitsproblemen. Diese Probleme können die Designzeit, den Aufwand und die Kosten bei der Nacharbeit in die Höhe treiben.“ ."

PLM-Software für die Fertigung könne eine Schlüsselrolle spielen, fügte er hinzu. „Unternehmen können ihre Fertigungsplanungsaktivitäten früher im Produktlebenszyklus verlagern“, sagte Lewis. „Eine frühzeitige Zusammenarbeit bietet Transparenz, um Probleme zu lösen und Prozesspläne zu optimieren, während die Änderungskosten noch angemessen sind.“

Mit PLM-Lösungen erstellen Benutzer eine Fertigungsstückliste (mBOM) für eine bestimmte Ansicht und Erweiterung der technischen Stückliste (eBOM), die vollständig mit den Designanforderungen verknüpft ist, sagte Lewis. Es ermöglicht Benutzern:

„Die Branche verändert sich weiter und die Nachfrage nach einer schnelleren Markteinführung komplexer Produkte nimmt zu“, bemerkte Garth Coleman, Vizepräsident für Enovia-Marketing bei Dassault Systèmes mit Sitz in Vélizy-Villacoublay, Frankreich, und Waltham, Massachusetts. Das Unternehmen hat das 3DExperience PLM entwickelt Plattform. „Die Fertigung hat sich über die vier Wände eines Unternehmens hinaus zu einem globalen Netzwerk ausgeweitet“, fügte Coleman hinzu. „Digitalisierung und Automatisierung ermöglichen es Unternehmen, ihre Fertigung virtuell abzubilden und schnell neue Konzepte zu erleben und zu entwickeln. Aber neue Lösungen gehen über die Digitalisierung hinaus und bieten sowohl ein Betriebssystem für die Führung eines Unternehmens als auch ein Geschäftsmodell für die Transformation eines Unternehmens.“

Die virtuelle Welt sei für die Bereitstellung immer innovativerer Produkte unerlässlich, fügte Coleman hinzu. „Wenn wir uns die Trends im PLM-Bereich ansehen, wird deutlich, dass der Aufbau der Zukunft von mehreren Schlüsselfaktoren abhängt.“ Diese beinhalten:

Einige der größten Hürden für die Einführung von PLM sind heute nach wie vor isolierte Tools. Diese Silos hindern Teams daran, technische Informationen effektiv in einer einzigen Quelle der Wahrheit zu vereinen, sagte Coleman. Weitere Hindernisse sind unterschiedliche Datenquellen, die die Einrichtung eines digitalen Threads, das organisatorische Änderungsmanagement, die Installation/Aktualisierung von Technologie, die Migration von Daten und die Migration von Tools blockieren. Ein weiteres großes Hindernis ist der Versuch, disziplinübergreifend Innovationen unter Verwendung unterschiedlicher Designsysteme zu schaffen.

Laut Taber von PTC haben die Hersteller erkannt, dass eine digitale Transformation erforderlich ist, um die Entwicklungsgeschwindigkeit und -agilität zu erhöhen, die Qualität zu verbessern und die Kosten um Millionen von Dollar zu senken. „Allerdings sind Veränderungen dieser Größenordnung in normalen Zeiten nicht einfach, und dies sind keine normalen Zeiten“, erklärte Taber. „Hersteller kämpfen damit, wie sie ihre Organisationen zusammenbringen können, wenn ihre Systeme nicht miteinander kommunizieren. Sie leben in einem Papierparadigma, in dem die Schlüssel zu ihrer Organisation in PDFs eingeschlossen sind. Wie behalten Sie die Konfigurationskontrolle über Millionen von Änderungen bei? Objekte, die jeweils Beziehungen zu Dokumenten und Modellen haben? Wie verwaltet man all diese verschiedenen Teile über Hunderte von Programmen und Tausende von Menschen hinweg? Wie viele Freigabeprozesse müssen sie bewältigen? Zu dieser Komplexität kommen unzählige Herausforderungen und Herausforderungen durch COVID-19 hinzu IT-Systeme, die nicht für Remote-Mitarbeiter eingerichtet oder konzipiert sind. Die digitale Transformation kann überwältigend wirken.“

Siemens kündigte im vergangenen Juni auf seinem virtuellen Analystentreffen Teamcenter X an, seinen ersten Vorstoß in den SaaS-PLM-Markt. Das Unternehmen bietet potenziellen Kunden auf seiner Website eine kostenlose 30-Tage-Testversion der Software an. „Siemens übernimmt die gesamte Arbeit für die Verwaltung von Teamcenter „Teamcenter X ist Teamcenter“, was bedeutet, dass SaaS-Teamcenter

Dassault Systèmes hat sein PLM-Angebot umfassend erweitert, wobei allein Enovia in der kürzlich angekündigten 3DExperience-Plattformversion R2021x mehr als 100 neue Funktionen und Verbesserungen hinzugefügt hat, bemerkte Coleman von Dassault. „Die neue Rolle des Collaborative Designer for Solid Edge erweitert die Leistungsfähigkeit der 3DExperience-Plattform auf mehr Benutzer traditioneller, dateibasierter mechanischer CAD-Anwendungen“, sagte Coleman. „Darüber hinaus sind in R2021x zahlreiche Verbesserungen für die Rollen Collaborative Designer für CATIA V5, Solidworks, AutoCAD und Altium Designer verfügbar. Diese Verbesserungen ermöglichen es Multi-CAD-Konstrukteuren, die Zusammenarbeit und Datenverwaltung durch den Zugriff auf Plattformfunktionen innerhalb ihres bestehenden Designs zu verbessern.“ Umgebungen.“

Enovia R2021x enthält außerdem Verbesserungen, die einen ganzheitlichen 3DExperience Twin eines Produkts vorantreiben, indem die Art und Weise verbessert wird, wie Benutzer komplexe Produktdefinitionen verwalten, fügte Coleman hinzu. „Zum Beispiel unterstützt die Rolle des Product Release Engineer alternative Artikel, um die Bereitstellung von Optionen für primäre technische Artikel zu vereinfachen“, sagte er. „Das Arbeiten mit 3DExperience-Apps ist in R2021x auch effizienter. Ein neuer Befehl „Öffnen mit“ ermöglicht es Benutzern, eine Produktdefinition in unterstützten Apps direkt aus der Tabellenansicht des Product Release Engineer zu öffnen. Darüber hinaus werden 3D-Inhalte und unterstützende Informationen beim Wechsel automatisch geladen Führen Sie eine 3D-Überprüfung für die Apps 3D Markup, 3D Compose, 3D Annotation Insight und Interference Check durch.

Während der anhaltenden COVID-19-Krise habe man sich erneut auf die Mobilität und Belastbarkeit der Arbeitskräfte konzentriert, bemerkte Taber von PTC. Zu den PLM-Entwicklungen von PTC gehört „die schnellere Bereitstellung innovativerer Produkte durch SaaS-Angebote, bei denen Kunden nicht durch die IT eingeschränkt werden (zeitlose Innovation)“, sagte Taber. Zu den weiteren Leistungen gehörten „werksspezifische Fertigungsstücklisten, Prozesspläne, Arbeitsanweisungen, einzelne Stücklisten/verschiedene Ansichten sowie die Erstellung assoziativer (nicht kopierter), rückverfolgbarer, visueller (einschließlich GD&T) Inhalte und das Verständnis von Konfigurationen; die Anwendung von KI auf jeden Prozess – was mehr Orientierung bietet.“ ; simulationsgesteuertes Design; und Bereitstellung der richtigen digitalen Technologie für die digital native Generation mit Augmented Reality.“

Alle großen PLM-Softwareentwickler bieten neue Simulationen an, die dabei helfen, die virtuellen Welten der Kunden zu verbessern und besser zu den Vorgängen in der Fabrikhalle oder bei der Visualisierung von Produktentwicklungen zu passen. „Simulation kann die Fertigung besser berücksichtigen als je zuvor – sei es zur Vorhersage der Herstellbarkeit, zur Generierung herstellbarer Designs oder zur Bewertung der Leistung von fertigen Produkten“, erklärte Bender von Autodesk. „Die Liste der Prozesse, deren Herstellbarkeit bewertet werden kann, wächst weiter – vom Spritzgießen mit Moldflow über Metalladditive mit Netfabb bis hin zu Verbundwerkstoffen mit TruComposite. Und wir fügen Fusion 360 die Simulation von Werkzeugmaschinen hinzu.“

Laut Bender konzentrierte sich generatives Design zunächst auf die Erstellung von Designs für additive Anwendungen. „Neue Einschränkungen innerhalb der Technologie ermöglichen es jetzt, optimierte Designs für die 2,5-, drei- und fünfachsige Bearbeitung, das zweiachsige Schneiden und den Druckguss zu erstellen, und weitere werden folgen“, sagte sie. „Die Auswirkungen der Fertigung auf die Leistung, insbesondere von Verbundwerkstoffen, müssen berücksichtigt werden. Durch die Kombination von Technologien wie Moldflow, Helius PFA und Autodesk Nastran kann eine Leistungsanalyse der hergestellten Produkte durchgeführt werden.“

„Da Produkte immer komplexer werden, ist die Simulation von zentraler Bedeutung für deren Verwaltung“, bemerkte Lewis von Siemens. „Ein ganzheitlicher Simulationsansatz liefert bessere Erkenntnisse, da diese Daten nicht isoliert sind. Sie sind an den digitalen Zwilling gebunden und jede Information weist Abhängigkeiten auf. Alle Daten müssen abrufbar und der Kontext verständlich sein“, sagte Lewis. „Wenn diese riesige Menge an Simulationsdaten nicht verwaltet wird, ist sie schwer zu durchsuchen. Die Rückverfolgbarkeit der Arbeit und das Änderungsmanagement sind sowohl entscheidend als auch schwierig. In den meisten Unternehmen wird Zeit mit der Suche nach Daten oder der Arbeit an einer veralteten Version eines Entwurfs verschwendet.“

Er argumentiert, dass Teamcenter Simulation dazu beiträgt, die Produktentwicklung zu beschleunigen. „Ineffizienzen werden durch die Automatisierung und Wiederverwendung von Massensimulationsaufgaben und die Organisation der relevanten Daten mit Rückverfolgbarkeit reduziert. Dies macht sie einfach und schnell auffindbar. CAE-Prozesse, die mehrere Softwareanwendungen verketten, können so orchestriert werden, dass sie automatisch ausgeführt werden, während Daten im PLM-System erfasst werden.“ Die Visualisierung der Ergebnisse hilft Nicht-Experten, die Simulation zu verstehen und erweitert so ihre Nutzung auf ein größeres Publikum.“

Die Simulationssoftware Simulia von Dassault bietet Rollen für Benutzer nach Branchenanwendung. „Designer und Ingenieure können Simulationen bei ihren täglichen Produktdesignaktivitäten einsetzen“, so Coleman. „Die Simulationstechnologie umfasst Strukturen, Flüssigkeiten, Kunststoffspritzguss, Akustik, Elektromagnetik und strukturelle Anwendungen“, sagte er. „Die richtige Funktion wird im Anwendungskontext bereitgestellt. Es gibt auch einen geführten Zugriff für gelegentliche Benutzer.“

Benutzer können die Entwurfsgeometrie in einer Designerumgebung simulieren, die vollständig in PLM und CAD integriert ist. Da Simulationsaufgaben und -attribute mit dem Design verknüpft sind, lässt sich die Simulation leicht durchführen, wenn sich das zugrunde liegende Design ändert, so Coleman.

„Simulia simuliert auch komplexe Baugruppen, die direkt mit den Produktdaten verknüpft sind“, sagte er. „Modellierungs-, Simulations- und Visualisierungstechnologie sind vollständig in die 3DExperience-Plattform integriert, einschließlich Prozesserfassung, Veröffentlichung und Wiederverwendung. Der Wert der bestehenden Investition eines Kunden in die Simulation wird maximiert, indem Simulationsdaten, Ergebnisse und IP mit der Plattform verbunden werden können ."

Er glaubt, dass computergestützte Designsoftware und realistische, multiphysikalische Simulationstechnologie ein nachhaltiges Produktdesign beschleunigen, seine Leistung validieren und bei der Herstellung helfen. „Da so viele Variablen zur endgültigen Zusammensetzung eines Produkts beitragen, können Unternehmen durch die Nutzung robuster Multiphysik-Simulationen zeitnahe Optimierungen durchführen und gleichzeitig einen klaren Überblick über kritische Aspekte des Produkts behalten, darunter Sicherheit, Gewicht, Festigkeit, Vibration oder sogar elektronische Signaltreue.

Coleman fügte hinzu, dass Dassault mit Simulia seit einiger Zeit über einen einheitlichen, modellbasierten Ansatz für das Simulationslebenszyklusmanagement verfügt. Jetzt ist es in der öffentlichen Cloud verfügbar. „Die R2021x-Version von 3DExperience verfügt über Apps, die in branchen- und Workflow-spezifischen Rollen angeordnet sind und neue Funktionen bieten, die in früheren Versionen nicht verfügbar waren.

„Neben der Simulation von Herstellungsprozessen spielt die Simulation auch eine wesentliche Rolle bei unserer Rückkehr an den Arbeitsplatz und in die Schule als Teil unserer durch die COVID-Pandemie herbeigeführten ‚neuen Normalität‘“, fuhr Coleman fort. „Um beispielsweise zur sicheren Rückkehr von Schülern und Mitarbeitern beizutragen, hat Dassault Systèmes gezeigt, wie Simulationen, die seit langem zur Optimierung von Industriedesign eingesetzt werden, sicherere und gesündere Klassenzimmer schaffen können.“

Während sich das Coronavirus in der Luft ausbreitet, hilft das Verständnis der Physik des Luftstroms und der Ausbreitung potenziell kontaminierter Tröpfchen in der Luft dazu, ihre Auswirkungen zu verringern, sagte Coleman. „Hierfür nutzte Dassault Systèmes Simulia-Anwendungen, die auf der 3DExperience-Plattform basieren, um die effektive Platzierung von Lüftungsventilatoren in einem Klassenzimmer und eine optimale Bestuhlung im Klassenzimmer zu demonstrieren, die die Exposition minimiert.“

Coleman sagte, dass Simulia-Anwendungen und -Dienste nicht nur dazu dienen, Klassenzimmer sicherer zu machen, sondern auch dazu genutzt werden, Bauingenieuren und Facility Managern dabei zu helfen, Räume in Krankenhäusern, Flughäfen, Fabriken, Büros und Wohnräumen während der Pandemie neu zu bewerten.

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