Katherine Brown-Siebenaler ist Marketing Content Manager für das CAD-Team von PTC. Mit Sitz in Austin, TX, ist Katherine Brown-Siebenaler für die Redaktion der Creo und Mathcad-Blogs verantwortlich. Sie verfügt über sechs Jahre Erfahrung als Inhaltserstellerin für verschiedene Marketing-Teams in Unternehmen, hauptsächlich in SaaS-Umgebungen. Katherine hat zwei Abschlüsse von der University of Florida: einen BS in Journalismus und einen Master in Massenkommunikation. Es macht ihr Spaß zu erfahren, wie PTC-Kunden täglich Software in realen Anwendungen zum Leben erwecken und damit Innovationen in ihren verschiedenen Branchen vorantreiben.
Da der CAD-Markt weiterhin von den Bedürfnissen der Hersteller als Reaktion auf einzigartige makroökonomische Trends bestimmt wird, sind große und kleine Unternehmen auf unterschiedliche Weise betroffen.
Eine hohe globale Inflation und ein schwächer werdender Euro sind zwei Trends, die Unsicherheit über die wirtschaftlichen Aussichten für 2023 erzeugen. Während diese Welle der Ungewissheit sich auf den gesamten Markt auswirken wird, sind große und mittlere Unternehmen besser mit den Ressourcen ausgestattet, um Risiken zu bewältigen. Diese Unternehmen wissen, dass sie während des Abschwungs weiter investieren müssen, wenn sie vom unvermeidlichen Aufschwung profitieren wollen. Umgekehrt werden kleinere Unternehmen in diesem Jahr möglicherweise weniger ausgeben, um dem Sturm zu trotzen.
Vor dem Hintergrund dieser Makrotrends sehen wir fünf Haupttrends in der Produktentwicklung im Jahr 2023. Lesen Sie weiter, um mehr über jeden einzelnen zu erfahren.
Trend 1: Einführung von simulationsgestütztem Design
Für 2023 erwarten wir eine anhaltende Dynamik für Simulation Driven Design (SDD). Anstatt die Simulationstechnologie primär am Ende des Entwurfsprozesses einzusetzen, erwarten wir eine kontinuierliche Ausweitung durch Designer und Ingenieure während des gesamten Entwurfsprozesses. Auf diese Weise können Unternehmen qualitativ hochwertigere Entwürfe erstellen und die Kosten besser kontrollieren, da sie früher im Entwurfsprozess fundierte Entscheidungen treffen.
Darüber hinaus ermöglicht es mehr Innovation, da die Unternehmen mit Hilfe digitaler Tests viel mehr potenzielle Designs untersuchen können. Es ist diese verlockende Kombination aus qualitativ hochwertigeren, innovativeren und kostengünstigeren Entwürfen in Verbindung mit neueren benutzerfreundlichen Technologien wie der Echtzeitsimulation, die die Einführung von SDD beschleunigt.
Echtzeit-Konstruktionshilfe mit Creo Simulation Live-Strukturspannungsanalyse eines Rades, einer Aufhängung und von Pleuelstangen.
In der Vergangenheit haben unzusammenhängende Werkzeuge und fehlerhafte Prozesse die Einführung von SDD erschwert. Die Integration von Simulationstechnologien in die CAD-Tools, die Konstrukteure und Ingenieure bereits verwenden, trägt dazu bei, das größte Hindernis für die Einführung zu beseitigen und gleichzeitig eine einzige Informationsquelle für die gesamte Wertschöpfungskette zu schaffen.
Das Ergebnis ist, dass Unternehmen ihre Entwürfe schnell validieren und weiterentwickeln, die Qualität verbessern, die Markteinführung beschleunigen und mit größerer Sicherheit entwerfen können. Außerdem können Kunden mit Hilfe der Simulationstechnologie ein breiteres Spektrum an Designkonzepten erforschen, anstatt kostspielige Prototypen anzufertigen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sie optimalere Produkte liefern.
Trend 2: Innovation mit aufstrebenden Technologien ermöglichen
Neuere Technologien wie generatives Design und additive Fertigung (AM) treiben die Innovation in der Produktentwicklung voran. Diese Technologien haben einen erheblichen Einfluss darauf, wie eine bestimmte Reihe von Designzielen erreicht werden kann. Kurz gesagt, die Definition dessen, was möglich ist, ist größer. Viele große Unternehmen experimentieren mit diesen neuen Technologien und integrieren sie, aber die kleineren, wendigeren Unternehmen sind führend.
Generative Designalgorithmen sind nicht von menschlichen Vorurteilen abhängig. Der Benutzer legt die Designparameter fest, und die Maschine ermittelt eine Reihe optimaler Lösungen - oft viele, die kein Mensch finden würde. Mit generativem Design kann in wenigen Stunden oder Tagen erreicht werden, wofür Designer Wochen oder Monate brauchen würden - vorausgesetzt, sie hätten überhaupt die Zeit und das Budget, so viele Optionen zu prüfen.
Durch die Integration dieser Technologie in das CAD-Tool können Ingenieure generativ entwickelte Entwürfe in ihre bestehenden Entwürfe einbeziehen. So entsteht ein agiler Prozess, der die Vorteile des parametrischen CAD voll ausschöpft. Das macht generatives Design zu einem Motor für bedeutende Innovationen und nicht zu einer halbwegs nützlichen Punktlösung, die vom restlichen Prozess abgekoppelt ist.
Die additive Fertigung ermöglicht es Unternehmen, einzigartige Designs zu entwickeln, die mit anderen Fertigungstechnologien nicht realisierbar sind. In den letzten zehn Jahren hat dieses Potenzial viele Unternehmen dazu veranlasst, mit AM zu experimentieren und Design-Tools für die additive Fertigung direkt in ihren Designprozess zu integrieren.
Ein Avionik-Wärmetauscher, der mittels additivem Metalldruck und selbsttragenden Gyroid-Gittern hergestellt wird. Das innovative Design bietet eine höhere strukturelle Festigkeit, eine viermal bessere Leistung und ein halb so großes Volumen wie das ursprüngliche Design.
Um wirklich innovativ zu sein, müssen die Anwender mit Technologien arbeiten, die vollständig in ihre bestehenden Arbeitsabläufe integriert sind. Konstrukteure wollen dieselben hochpräzisen Ergebnisse und ausgefeilten Beziehungen zwischen allen Aspekten ihres Entwurfs erzielen, unabhängig von der Herkunft der Geometrie oder der geplanten Fertigungstechnik. Echte Innovation nutzt die Vorteile der besten Technologie für die jeweilige Konstruktionsaufgabe, und zwar für alle Teile des Entwurfs, ohne dass die funktionelle Interaktion zwischen diesen verschiedenen Teilen beeinträchtigt wird.
Trend 3: Mit dem Digital Thread durch den Designprozess
Seit Jahren sind sich die Unternehmen des Wertes des modellbasierten Unternehmens (MBE) bewusst, indem sie die Nutzung des CAD-Modells im gesamten Unternehmen ausweiten. Ziel ist es, die Effizienz zu steigern und Fehler zu vermeiden, indem ein digitaler Thread zwischen Funktionen und im gesamten Unternehmen geschaffen wird.
Heutzutage verwenden die meisten Unternehmen nach wie vor mehrere, nicht miteinander verbundene Tools innerhalb des Design-Prozesses. Dadurch wird die digitale Wertschöpfungskette unterbrochen, was die Agilität, Flexibilität und Effizienz einschränkt und gleichzeitig eine Vielzahl von Fehlermöglichkeiten eröffnet. Angesichts des zunehmenden Wettbewerbs und der anhaltenden Lieferschwierigkeiten müssen Unternehmen Wege finden, um bessere Produkte schneller und zu geringeren Kosten auf den Markt zu bringen. Sie erkennen die Vorteile eines Digital Threads durch den Produktentwicklungsprozess, um den vollen Wert des 3D-CAD-Modells zu nutzen.
Ein Hauptbeispiel für diesen wachsenden Trend ist die Übernahme von Fertigungsdaten aus dem CAD-System, wodurch Punktlösungen für Elemente wie z. B. Werkzeugwege für die Bearbeitung überflüssig werden. Durch die Auslagerung dieser Daten aus dem CAD-Tool beseitigen die Unternehmen einen Reibungspunkt, erhalten assoziative Verknüpfungen und vermeiden unnötige Datenübertragungen. Dies verkürzt die Zeit, die benötigt wird, um die Teile für die Bearbeitung in der Fabrik bereitzustellen, und eliminiert gleichzeitig die Möglichkeit von Fehlern.
Trend 4: Die Vorteile von Cloud Computing und SaaS nutzen
Im Jahr 2023 werden schätzungsweise 50 Prozent aller Ausgaben für Unternehmensanwendungen auf SaaS-Anwendungen entfallen. Da Unternehmen weiterhin in SaaS und die Cloud investieren, erwarten sie, dass auch die Softwareanbieter in SaaS- und Cloud-Funktionen investieren. Konstruktionssoftware bildet da keine Ausnahme, und der erste Bereich, in dem Änderungen zu erwarten sind, ist die Lizenzierung und Bereitstellung.
Ein weiterer Bereich, in dem wir erhebliche Verbesserungen erwarten, ist die Zusammenarbeit. Durch die Nutzung von Cloud-Funktionen für Konstruktionssoftware können mehrere Benutzer gleichzeitig in einer gemeinsamen Umgebung an demselben Entwurf arbeiten. Dadurch wird es auch viel einfacher, das Team für die Zusammenarbeit auf Personen außerhalb des Unternehmens (Lieferanten, Partner usw.) auszuweiten und das geistige Eigentum zu schützen.
Cloud Computing wird auch dazu genutzt werden, die Leistungsfähigkeit von Technologien wie dem generativen Design drastisch zu erhöhen. Wir beobachten bereits jetzt, dass Unternehmen generative Technologien im Designbereich einsetzen und Hunderte von potenziellen Lösungen in der Zeit untersuchen, die normalerweise für die Untersuchung einer einzigen Lösung benötigt wird. Und schließlich erhalten Kunden, die auf SaaS umsteigen, automatisch und regelmäßig Zugang zu neuen Funktionen und müssen sich nie wieder Gedanken über die Planung eines Versions-Upgrades machen.
Trend 5: In Ausbildung investieren
Der letzte Trend, den wir für das Jahr 2023 sehen, besteht schon seit langem: die Weiterbildung. Wir beobachten ein Wiederaufleben der Ausbildung, da sich immer mehr Unternehmen darauf konzentrieren, den Digital Thread durch die Wertschöpfungskette zu treiben. Die Notwendigkeit, qualitativ hochwertige, direkt herstellbare 3D-Modelle zu produzieren, zwingt die Unternehmen dazu, sich auf gute Modellierungsverfahren zu konzentrieren.
Durch die Einführung und Nutzung von Best Practices in den Teams durch effektive Schulungen werden auch die Wiederverwendung von Entwürfen und die Zusammenarbeit effizienter. Konstrukteure wollen vorhandene Entwürfe wiederverwenden, um Zeit und Energie zu sparen. Wenn jedoch die Modellierungspraktiken, die zur Erstellung dieser Entwürfe verwendet wurden, fehlerhaft oder für den nächsten Konstrukteur unverständlich sind, ist der Wert ihrer Wiederverwendung deutlich geringer.
Eine weitere Herausforderung, die immer mehr Unternehmen dazu veranlasst, in die Ausbildung zu investieren, ist der zunehmende Mangel an technischen Fachkräften. Es gibt Vorhersagen, dass bis 2030 weltweit Millionen von Ingenieuren fehlen werden. Unternehmen, unabhängig von ihrer Größe, spüren den Mangel bereits und haben erkannt, dass sie ihre Konstrukteure so effektiv wie möglich machen müssen. Der Wettbewerb um Ingenieurtalente stellt auch eine Herausforderung für die Unternehmen dar, ihre Mitarbeiter zu halten. Konstrukteure, die ihre Marktfähigkeit verbessern wollen, wechseln den Arbeitsplatz, um Zugang zu Schulungen und Zertifizierungen zu erhalten. Umgekehrt schreiben einige Unternehmen den Abschluss von Zertifizierungen vor, um ihre Glaubwürdigkeit zu gewährleisten und ihre Zuverlässigkeit gegenüber Kunden zu demonstrieren.
Creo: Konstruktion, wie sie sein soll
Mit Creo, der 3D-CAD/CAM/CAE-Software mit Lösungen für Produkt-Design und -Entwicklung, können Sie innovative Produktideen besser zum fertigen Produkt führen.
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