Herausforderungen

Da 2D-Zeichnungen und die entsprechenden Daten zu Teilen, Baugruppen und Installation in Silos isoliert waren, benötigte Daktronics eine strategische Vorgehensweise für die Konstruktion und Produktion, um individuelle Kundenbedürfnisse in großem Umfang zu erfüllen.

Lösungen

Die riesige digitale Anzeigetafel, ein wesentliches Element jedes Sportstadions, thront hoch über den Köpfen der Zuschauer – Sicherheit und Funktionalität sind daher bei der Herstellung gleichermaßen zu beachten. Die Komplexität von Produktion bis Montage nimmt immer weiter zu. Und alles beginnt mit effizienter Konstruktion. Erfahren Sie, wie ein führender Hersteller von digitalen Schildern und Anzeigetafeln unter Einsatz von CAD- und PLM-Software den Konstruktionsprozess straffte und die Grundlagen für kontinuierliche Verbesserungen schuf.

 

Daktronics steht für innovatives On-Screen-Entertainment

Bei Sportveranstaltungen, auf Reisen oder im täglichen Verkehr sind die Produkte von Daktronics, einem führenden Hersteller von digitalen Schildern, allgegenwärtig. Das 1968 gegründete Unternehmen mit Hauptsitz in Brookings, South Dakota (USA) ist ein Experte für die Konstruktion und Herstellung großformatiger LED-Video-Displays, Message-Displays, Anzeigetafeln, digitaler Werbetafeln, Audiosysteme und Steuerungssysteme für Sport, Unternehmen und Verkehr.

Ob am Times Square in New York oder am örtlichen Fußballplatz – Daktronics hat sich mit einem einfachen Konzept einen Namen gemacht: Sage ja, wann immer es geht, und nutze jede noch so kleine Gelegenheit, unkonventionell zu denken und innovative Produkte zu liefern.

Stark individualisierte Bestellungen können in Konstruktion und Fertigung problematisch sein

Der kundenorientierte Ansatz half Daktronics, eine größere Zielgruppe zu erreichen und sich bei Bedarf anzupassen. Doch mit steigendem Bestelleingang und zunehmender Nachfrage nach angepassten, nicht traditionellen Anwendungen erkannte das Team, dass die vorhandenen zeichnungsorientierten 2D-Tools rasch an ihre Grenzen stießen.

Zu diesem Zeitpunkt verwendete das Unternehmen 2D-AutoCAD für jede einzelne Teile-, Baugruppen- und Installationszeichnung. Alle zugehörigen Daten befanden sich in diesen Zeichnungen, die dadurch inoffiziell zu Referenzdokumenten wurden. Doch daraus ergaben sich echte Herausforderungen für den Datenaustausch zwischen Teams. Unter anderem mussten veraltete Methoden eingesetzt werden, die die Prozesse rund um Konstruktion, Produktion und Installation verlangsamten. Beispielsweise war der Zugriff auf die Zeichnungen nur in Papierform möglich. Die Ausdrucke wurden in einem speziellen Raum im Firmengebäude aufbewahrt. Jeder, der eine der Zeichnungen referenzieren wollte, musste sich persönlich zu diesem Raum begeben, die entsprechende Zeichnung auschecken und sie später wieder einchecken.

In Fertigung und Montage musste bei einigen der größeren Projekte eine Testanpassung in der Fabrik erfolgen. Anschließend musste das Produkt auseinandergebaut, an den Kunden geliefert und vor Ort wieder zusammengebaut werden, häufig vom Kundenparkplatz aus.

Diese Konstruktions- und Fertigungsprozesse waren eine Zeitlang ausreichend, konnten mit dem Wachstum des Unternehmens aber nicht Schritt halten. Durch die einfache Beschleunigung von Konstruktion und Fertigung entstanden nur neue Fehlermöglichkeiten und Qualitätsmängel. Angesichts zahlreicher angepasster Bestellungen von vielfältigen Kunden benötigte das Team daher eine strategische Vorgehensweise, um individuelle Kundenbedürfnisse in großem Umfang zu erfüllen.

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Daktronics entscheidet sich für verbesserte CAD- und Daten-Management-Lösungen von PTC

Nach ausführlichen Recherchen von PTC Technologie kam Daktronics zu dem Schluss, dass Creo Parametric zur Weiterentwicklung des Konstruktions- und Montageprozesses für große, komplexe Bestellungen beitragen könnte. Creo ist die 3D-Modellierungs-Software von PTC, mit deren CAD-Modellierungsfunktionen Benutzer Designs erstellen, analysieren, anzeigen und für nachfolgende Prozesse freigeben können.

Mit Creo ergaben sich sofort neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Produktentwicklung und -qualität. Eine dieser Verbesserungen betraf das häufige Problem der Konstruktion mit komplexen Parametern wie dem Pixel-Abstand – dem Abstand zwischen Pixeln auf einem Bildschirm, der letztendlich die Auflösung und den optimalen Abstand zum Publikum beeinflusst. Bei Projekten mit geringerem Pixel-Abstand mussten in den Entwürfen Faktoren wie Toleranzen für die Blechdicke sowie Montagemethoden berücksichtigt werden. Diese können die Zeit, bis das Produkt beim Kunden ist, insgesamt beeinflussen.

Die Entwickler verbesserten die Entwürfe in Creo und konfigurierten einfache Design-Plattformen nach dem Baukastenprinzip, die in unterschiedlichen Konfigurationen flexibel genug angeordnet werden konnten, um auch variierende Konstruktionsparameter wie Pixel-Abstand, Krümmung und Sonderformen zu ermöglichen. Infolgedessen wurde es einfacher, bei der Installation vor Ort Anpassungen vorzunehmen, ohne dass die gesamte Anzeige auseinandergebaut werden musste.

Obwohl mit Creo deutliche und kontinuierliche Verbesserungen erzielt wurden, war immer noch offensichtlich, dass ein leistungsfähiges PDM-System (Produktdaten-Management) benötigt wurde. Das Team probierte verschiedene Lösungen für die Verwaltung neuer Creo Dateien aus, darunter selbst entwickelte PDM-Systeme, die eine langsame Abkehr von dem Dokumentenraum ermöglichen sollten, sowie PTC Pro/INTRALINK, ein Programm zum Ändern von Entwurfsobjekten und Durchführen einfacher Daten-Management-Vorgänge. Doch in der Multi-CAD-Umgebung war eine einzelne PDM-Lösung erforderlich, die flexibel genug war, um mehrere CAD-Tools zu verwalten und sämtliche Dokumente aus den verschiedenen selbst entwickelten Systemen zu konsolidieren.

Nachdem sich Daktronics mit den Optionen auseinandergesetzt hatte, fiel die Wahl zur Verbesserung des Datei- und Zeichnungs-Managements auf PTC Windchill. Die Software ist für ihre zentralen PDM-Funktionen und erweiterten PLM-Funktionen (Produktlebenszyklus-Management) bekannt. Sie war der erste Schritt für bessere Konstruktionsprozesse und eine modernere Projektdurchführung bei Daktronics.

Daktronics erkundet Lösungen zur Optimierung von Workflows und Vor-Ort-Montage

Creo und Windchill bewirkten positive Veränderungen bei Konstruktion und Daten-Management. Das Team von Daktronics begann daraufhin, sich zu überlegen, wie es weitere Maßnahmen auf die Erfüllung von Kundenbedürfnissen fokussieren konnte. Es stellte eine Arbeitsgruppe mit verschiedenen Stakeholdern aus dem gesamten Unternehmen zusammen, die über einen Zeitraum von sechs bis neun Monaten zusammentrat.

Nach einer genauen Untersuchung der aktuellen Bedürfnisse und Funktionen fiel die Entscheidung schließlich auf die Implementierung der PLM-Funktionen in Windchill. Diese sollte eine bessere Verwaltung der Änderungsprozesse und -Workflows in der Produktentwicklung ermöglichen, die Time-to-Market verkürzen und zu weniger Fehlern im ERP-System (Enterprise Resource Planning) führen. Zudem sollte dadurch die Lücke zwischen technischer Entwicklung und anderen Produkt-Teams überbrückt und ein reibungsloser Informationstransfer ermöglicht werden.

Mit dieser Entscheidung schufen die Teams für Design, technische Entwicklung, Fertigung und Service eine Roadmap für die Implementierung neuer Funktionen in mehreren Phasen, gestaffelt nach den geschäftlichen Anforderungen.

In der ersten Phase wurde WTParts implementiert, ein Software-Feature zur Automatisierung der technischen Entwicklungsstücklisten (eBOMs) im ERP-System. Als zentraler Hub für alle Informationen rund um ein Teil ist es wichtig, dass alle relevanten CAD-Dateien, Zeichnungen, der Änderungsverlauf und die primäre Stücklistenstruktur mit WTPart verknüpft werden. So wird es zu einer zuverlässigen und allgemein gültigen Datenquelle für den gesamten Prozess.

„Wir mussten einige Überzeugungsarbeit leisten, von den Ingenieuren bis zum Top-Management. Uns wurde klar, dass Ingenieure die reine Wahrheit verwalten, von der alles andere abgeleitet ist.“

– Randy Soukup, Engineering Systems Analyst, Daktronics


 

„Das CAD-Modell ist die Realität“, beschreibt Randy Soukup, Engineering Systems Analyst, die Erkenntnis, dass es eine zuverlässige und allgemein gültige Datenquelle geben muss, und das darauf folgende Umdenken. „Wir mussten einige Überzeugungsarbeit leisten, von den Ingenieuren bis zum Top-Management. Uns wurde klar, dass Ingenieure die reine Wahrheit verwalten, von der alles andere davon abgeleitet ist“, so Soukup weiter. „Wir brauchten eine neue zuverlässige und allgemein gültige Datenquelle und ein neues System, um die Vorteile zu nutzen. Mittlerweile profitieren wir schon eine Weile davon.“

Dank WTParts können nun auch automatisierte Workflows und optimierte Prozesse genutzt werden, um Fehler bei der manuellen Stücklisteneingabe und überall sonst zu reduzieren, von CAD-Systemen bis hinunter in die Produktion.

„Wir haben erkannt, wie häufig wir Daten in eine Stückliste eingeben mussten und wie optimiert dieser Vorgang jetzt ist“, schwärmt Andy Hermanson, CAD/PLM-Systemadministrator. „Die Stückliste wird jetzt direkt nach der CAD-Struktur erstellt. Wir checken sie mit einem Klick ein und übertragen sie ins ERP-System. Der Prozess ist nun so viel einfacher.“

Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Phase begann Daktronics damit, nachfolgende Phasen wie Änderungsnachrichten, Dokumentation in Landessprache, Zulieferer-Management, Nichtkonformitäten und Abweichungen in den Fokus zu nehmen. Sie alle tragen zu den Geschäftszielen und zur Erfüllung von Kundenbedürfnissen bei.

PTC Technologie reduziert die Entwicklungsdauer und verbessert die Produktqualität

Nachdem die CAD- und PLM-Roadmap stand, war eine der größten Verbesserungen bei Daktronics die Geschwindigkeit, mit der Aufgaben erledigt wurden und ein Entwurf zur Fertigungsreife gelangte. Dank der automatischen Datenerfassung entfallen Doppeleinträge und Missverständnisse, sodass keine wertvolle Zeit für das Korrigieren von Fehlern aufgewendet werden muss. Besseres Tracking und bessere Versionskontrolle bedeuten unternehmensweit einen schnelleren Zugriff auf Zeichnungen, Teile und Dateien, sodass Arbeitspläne schnell und genau ausgearbeitet werden können.

Für einfache rechteckige Displays konnte die Entwicklungszeit drastisch verkürzt werden. „Als ich begann, mit Design-Gruppen zu arbeiten, brauchten wir für einen traditionellen rechteckigen Entwurf eine Woche, für einen stark angepassten Auftrag sogar zwei Wochen und länger“, so Soukup. Dank der Benutzerfreundlichkeit kann dies sogar ein Student übernehmen, sodass höherrangige Spezialisten sich auf individuelle Projekte konzentrieren können. „Dank der PTC Tools und der Automatisierung hat sich der Durchsatz in hoher Qualität exponentiell erhöht“, erklärt Soukup weiter.

All diese Faktoren senken den Zeitaufwand für Fehlerkorrekturen, sodass mehr Zeit für die Herstellung von Lieferbestandteilen bleibt. Dadurch erhöht sich der Gewinn und die Kundenbasis nimmt kontinuierlich zu. Das Unternehmen gewinnt nicht nur neue Kunden, sondern verbessert auch den Service für Bestandskunden: Dank besserer Visualisierungsfunktionen können Käufer genau verstehen, wie ein Produkt am vorgesehenen Standort aussieht. Vor Ort kann es von Daktronics schneller und mit weniger Fehlern montiert werden.

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All diese Verbesserungen wurden nicht allein durch andere Technologien ausgelöst. Erst ein Kulturwandel ermöglichte im gesamten Unternehmen ein Umdenken und eine Abkehr von langjährigen Verhaltensweisen. Soukup glaubt, dass in Zukunft nur das Zusammenwirken beider Aspekte dazu beitragen wird, noch fortschrittlichere Funktionalitäten zu ermöglichen. „In der Konstruktion ist die Zeit immer eine Herausforderung“, erklärt er. „Wir sehen uns diese neuen Technologien an, testen sie und suchen nach Möglichkeiten, unseren Konstruktionsprozess so zu beschleunigen, dass wir die gewünschten Ergebnisse auf andere Art erzielen – ein echter Paradigmenwechsel. Der Schlüssel zum Erfolg mit dieser neuen Denkweise ist, die Leute mit an Bord zu holen.“

Verpflichtung zu kontinuierlichen Verbesserungen verspricht eine strahlende Zukunft

Angesichts der neuen Möglichkeiten, die sich abzeichnen, arbeitet Daktronics nun an einem Plan für die digitale Vernetzung und Überwachung eines Teils der Farbmaschinen, die im Fertigungsprozess zum Einsatz kommen. Die Überwachung dieser Maschinen war ein mühsamer manueller Prozess. Doch jetzt werden mithilfe von Kepware Live-Daten aus SPSen in ThingWorx Dashboards übernommen, sodass der Druck der Spritzpistolen und die Ofentemperatur in Echtzeit überwacht werden können. Diese verbesserte Visualisierung liefert Daktronics Erkenntnisse, die zeitnahe Anpassungen ermöglichen, um eine effiziente, hochwertige Produktion sicherzustellen.

Das Unternehmen sucht nun nach Möglichkeiten, seine Konstruktionsprozesse mit modellbasierter Definition und Model-Based Enterprise weiterzuentwickeln und durch den Einsatz neuer Technologien wie additiver Fertigung, generativem Design und Echtzeit-Simulation die Grenzen des Möglichen auszureizen.

Angesichts des wachsenden Interesses an Augmented Reality (AR) denkt Daktronics darüber nach, mit der Vuforia Technologie von PTC sein schon jetzt beeindruckendes Kundenerlebnis zusätzlich aufzuwerten. Nachdem das Unternehmen erst kürzlich einen Vertrag zum Abschluss brachte, bei dem dem potenziellen Kunden mithilfe von AR eine digitale Overhead-Anzeige für eine Arena veranschaulicht wurde, möchte es diese Technologie nun in seine CAD-Software einbinden, um Studenten und neue Mitarbeiter im Konstruktionsprozess zu schulen. AR könnte sogar für Entwurfsprüfungen eingesetzt werden – in Form von interaktiven AR-Experiences mit 3D-Ansichten und praxisnaher Handhabung.

„Wenn ein neuer Vertrag hereinkommt, sehen wir besser, welche Prozesse und Übergaben dafür anfallen. Die verschiedenen Gruppen können dann gleich alles besprechen. Dieses System ist zwar selbst entwickelt, hat sich aber bewährt.“

– Andy Hermanson, CAD/PLM-Systemadministrator, Daktronics


 

Hermanson erklärt, dass alle aktuellen und auch zukünftigen Bemühungen zur Einbindung dieser modernen Technologien nur dazu dienen, die Kommunikation nicht nur mit Kunden, sondern auch innerhalb des Unternehmens effizienter zu gestalten. „Je mehr schlanke Prozesse wir implementieren, umso besser können wir weitere Bereiche identifizieren, in denen wir die Kommunikation noch verbessern können“, erzählt er. „Wenn ein neuer Vertrag hereinkommt, sehen wir besser, welche Prozesse und Übergaben dafür anfallen. Die verschiedenen Gruppen können dann gleich alles besprechen. Dieses System ist zwar selbst entwickelt, hat sich aber bewährt.“

Zurückblickend ist Soukup überzeugt, dass die Anfangsschwierigkeiten es wert waren. „Wir sind weit gekommen“, meint er. „Früher waren wir ein Haufen Leute, die ihre Sachen in Ordnern auf Netzlaufwerken gespeichert haben. Das ist jetzt viel besser. Das Toolset von PTC war dabei eine große Hilfe.“

PTC wird die weitere Entwicklung von Daktronics intensiv verfolgen und unterstützen. Wenn eines klar ist, ist es das: Im Bereich digitaler Anzeigetechnologien ist Daktronics durch und durch Branchenführer. Dank des Einsatzes des Unternehmens für Innovation und Kundenzufriedenheit gibt es weltweit keinen Flughafen, kein Büro und keine Arena, wo Daktronics nicht mit seiner Technologie vertreten sein könnte.