Gastbeitrag: Drei Trends werden im Jahr 2021 an Bedeutung gewinnen: Simulation, Konstruieren mit künstlicher Intelligenz und modellbasierte Definition (MBD), prognostiziert Brian Thompson.

Foto: ThisisEngineering RAEng/Unsplash Laut den PTC-Prognosen werden neue Technologien 2021 in der Industrie den Ton angeben 1. Simulation

PTC prognostiziert, dass die Industrie im Jahr 2021 erkennen wird, dass Simulationsfunktionen eine Notwendigkeit und kein Luxus sind, und das nicht nur aus den offensichtlichen Gründen der Kosten und der Effizienz, sondern auch, weil sie Innovationen und damit positive Geschäftsergebnisse fördern. Das gilt insbesondere, wenn Simulationsergebnisse schon früh im Designprozess zur Verfügung stehen und nicht erst am Ende. Außerdem hält die Pandemie die Ingenieure von ihren Produktlabors fern, was den Einsatz von Simulation im Jahr 2021 noch dringlicher macht.

PTC hat sich mit Ansys, dem Weltmarktführer im Bereich Simulation, zusammengetan und die Ansys-Solver direkt in unsere Creo-Lösung integriert, um sicherzustellen, dass jeder Konstrukteur die Vorteile der Simulation in seiner CAD-Umgebung nutzen kann. Der Produktdesigner sollte nicht zwischen Fenstern hin- und herspringen, ein anderes Softwarepaket verwenden oder klicken und warten müssen.

Konstrukteure, die die Echtzeitsimulation in ihrem Konstruktionswerkzeug nutzen, können grundlegende Szenarien testen, schnell iterieren und ihre Modelle weiterentwickeln, so dass die Analysten mehr Zeit für die Probleme aufwenden können, die ihre Expertise verdienen. Dies wirkt sich auf die Wirtschaftlichkeit der Produktentwicklung aus und schafft Raum für Innovationen, da der Konstrukteur mehr Ideen auf einem höheren Niveau untersuchen kann, weniger Entscheidungen überarbeitet werden müssen und ein qualitativ hochwertigeres Produkt schneller auf den Markt kommt.

2. Entwerfen mit künstlicher Intelligenz

Generatives Design ist die neue Technologie, die in aller Munde ist, und ich prognostiziere, dass sich die Nutzung im Jahr 2021 weiter ausbreiten wird. Im Kern geht es bei generativem Design um Co-Design mit künstlicher Intelligenz, um den Aufbau auf generativen Studien und um die Codierung von Designansätzen von Unternehmen.

Die Idee hinter generativem Design ist, dass eine frühe Konzeptentwicklung, die zu einem endgültigen Design führt, schneller, effizienter und vollständiger ist. Auf der Grundlage von Konstruktionseinschränkungen, Belastungen und Materialien liefert das System optimierte Lösungen, die zu besseren, hochwertigeren Konstruktionen mit effizientem Materialeinsatz führen, was sich auf die Herstellungskosten (COGS) auswirkt.

Wenn das generative Design-Tool die Cloud nutzt, über einen erstklassigen Engine verfügt und eng in das CAD-Tool integriert ist, ermöglicht die erweiterte Rechenleistung mehrere Studien gleichzeitig. PTC hat gerade die Creo Generative Design Extension veröffentlicht, die genau das ermöglicht.

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass die wiederholte Verwendung von generativem Design zur Problemlösung langfristige Vorteile mit sich bringt. Erstens lernen Ingenieure schneller und bauen Erfahrung auf, und der Input von erfahrenen Ingenieuren bedeutet, dass Wissen, Expertise und fundiertes Urteilsvermögen in die Erfahrung des Systems einfließen, wovon die nächste Generation von Ingenieuren profitiert. Zweitens lernt das System aus seinen eigenen Erfahrungen und generiert im Laufe der Zeit immer schneller Lösungen.

3. Modellbasierte Definition (MBD)

Ich prognostiziere, dass sich dieser Ansatz mehr denn je durchsetzen wird, und zwar aus dem wichtigen strategischen Grund, dass ein digitales Modell eines Produkts im gesamten Unternehmen verwendet werden kann – von der Fertigung über das Marketing bis hin zum Service und mehr.

Ich glaube, dass die Unternehmen aus verschiedenen Gründen ihren Fokus auf 3D verstärken werden. Erstens ist es wichtig, 2D zu vermeiden, um die Ineffizienz der Erstellung doppelter Inhalte zu umgehen. Die Gefahr von Fehlern, wenn 3D- und 2D-Konstruktionen nicht synchronisiert sind, ist groß und die Folgen können schwerwiegend sein. Außerdem können 2D-Zeichnungen Anweisungen oder Kommentare enthalten, die in der 3D-Konstruktion nicht berücksichtigt werden, was zu Verwirrung und Verzögerungen führt.

Zweitens können die meisten modernen Fertigungsanlagen direkt mit 3D arbeiten. 3D-Modelle sind perfekt, daher werden Fehler minimiert, wenn die Fertigung direkt mit dem 3D-Modell arbeitet. Die 3D-Dokumentation liefert klare Hinweise auf Qualitätsanforderungen, die in 2D schwieriger zu interpretieren sind. Es ist auch bemerkenswert, dass viele andere Aktivitäten wie Simulation, Entwicklung von Fertigungsprozessen, Entwicklung von Serviceanweisungen usw. nach heutigen Maßstäben am besten in 3D durchgeführt werden. Der Konstruktionsprozess sollte auf 3D ausgerichtet sein, damit jeder mit genau den Informationen arbeitet, die der Konstrukteur beabsichtigt hat.

Drittens führt eine geometrische Produktspezifikation zu höherer Qualität, besserer Zusammenarbeit zwischen Fachleuten aller Art im Unternehmen und größerer Effizienz. Denken Sie daran, dass sich alle Änderungen an einem Modell auf alle Teile des Unternehmens auswirken.

MBD wird immer mehr zu einem Eckpfeiler der digitalen Transformation. Bei PTC nennen wir das "das digitale Haus in Ordnung bringen". Ich arbeite mit Kunden zusammen, die sich vielleicht an uns gewandt haben, weil sie wissen, dass wir bei IoT und AR führend sind. Aber wenn wir ins Gespräch kommen, sehen sie, dass der erste Schritt zur Nutzung dieser Technologien darin besteht, sicherzustellen, dass sie über umfassende, originalgetreue 3D-Daten aus der Konstruktion verfügen. MBD gehört unbedingt dazu und ist der Grund, warum sich unser CAD-Geschäft während der Pandemie so gut entwickelt hat.

Der Autor Brian Thompson ist DVP und GM, Segment CAD, PTC