Multi-CAD: MBD/MBE als Einstieg in den Digital Thread

00:01 Hallo, ich bin Steve Shaw, Product Management Senior Director für Windchill PLM. Ich bin seit über 20 Jahren bei PTC. Mein Hauptarbeitsgebiet ist unsere CAD-Integrationsstrategie. Heute spreche ich über die große Bedeutung CAD-Modell-basierter Konstruktion und wie man damit den digitalen Thread über die technische Entwicklung hinaus erweitern kann. Die Windchill PLM-Produktdatenverwaltung bzw. die PDM-Funktionen zur CAD-Datenverwaltung sind im Unternehmen unverzichtbar zur Unterstützung des heutigen digitalen Threads sowie für künftige digitale Transformationsziele.

00:33 Windchill PLM stellt ein umfassendes Set von Funktionen zur Unterstützung und Verwaltung unserer Creo-Flaggschiffprodukte bereit, nämlich Skalierung von grundlegenden Anforderungen der Creo-Datenverwaltung bis zu komplexeren Anforderungen modellbasierter Definition einschließlich Design und Kontext sowie umfassende Unterstützung für Strategien der Produktplattformarchitektur im Unternehmen, um nur ein paar zu nennen. PTC weiß, dass Creo nicht das einzige CAD-Produkt ist. Kunden nutzen in der Produktentwicklung

01:03 oft eine Vielzahl von Konstruktions-Tools. Mit seinem allgemeinen Datenmodell und Benutzererlebnis unterstützt Windchill die marktweit beliebtesten Tools für mechanisches CAD, darunter die erweiterte PTC-Produktfamilie wie Creo Elements Direct Modeling und Drafting, Catia V5 und 3D Experience, SolidWorks, Siemens NX, Autodesk Inventor und AutoCAD. Creo ist unsere Flaggschiffintegration und wir haben große Fortschritte bei der

01:33 Einbindung einiger hochmoderner Funktionen in unsere MCAD-Integrationen gemacht, beispielsweise Unterstützung der Speed Pack-Funktion zum geometrielosen Abrufen von SolidWorks-Baugruppen sowie Unterstützung unternehmenstauglicher Top-Down-Konstruktionsfunktionen im SolidWorks Work Group Manager. Durch unternehmensweite Top-Down-Konstruktionsunterstützung sind Änderungen an technischen Stücklisten direkt in Windchill möglich. Beim Build-Prozess können diese Änderungen in die zugehörigen SolidWorks-Baugruppen propagiert werden

02:03 und dort lassen sich Komponenten und Unterbaugruppen mühelos hinzufügen oder entfernen. Darüber hinaus haben wir in letzter Zeit Fortschritte bei der Unterstützung der modellbasierten Definition in Catia V5 und Siemens NX gemacht. Zunächst haben wir bei Catia V5 die Kennzeichnung von Modellanmerkungen als Schlüsselmerkmale und damit die Benutzerfreundlichkeit insgesamt verbessert. Kürzlich haben wir Windchill 12.1.1.0 um neue Funktionen zur modellbasierten Definition in der Siemens NX-Integration erweitert.

02:34 Nun können NX-Benutzer die Schlüsselmerkmale und Steuereigenschaften in den 3D-Modellen mit Anmerkungen erkennen. Steuereigenschaften können für nachgeschaltete PLM-Funktionen genutzt werden, beispielsweise für die Unterstützung und Nutzung durch Creo-Modelle. Auf die Themen modellbasierter Definition und modellbasierter Unternehmen gehen wir später noch genauer ein. Herkömmliches MCAD-PDM ist nicht mehr das Nonplusultra. Heutige Produkte werden immer komplexer.

03:04 Bloße PDM-Unterstützung für mechanisches CAD reicht nicht mehr, da dies das Produkt nur teilweise beschreibt. Praktisch jedes heutige Produkt enthält elektrische und elektronische Elemente, von Software ganz zu schweigen. Sogar meine Zahnbürste ist ein komplexes Produkt mit Platine, Bluetooth-Konnektivität und zugehöriger App. Daher ist es ebenso wichtig, solche multidisziplinären Entwicklungsdaten zu verwalten und im PLM korrekt widerzuspiegeln, um die komplette Produktdefinition zu erfassen.

03:37 In den letzten Jahren haben wir mit diversen ECAD-Anbietern und vertrauenswürdigen Partnern ein stark integriertes ECAD-Benutzererlebnis geschaffen, sodass Benutzer in der ECAD-Umgebung arbeiten und gleichzeitig nach Bedarf mühelos mit PLM interagieren können. Zugleich stehen Schlüsselfunktionen zur Koordination von Kunden, Produktentwicklung und Zusammenarbeit bereit, u. a. Synchronisation von Teilebibliotheken zwischen Windchill- Komponentenbibliotheken, verwaltet mittels EDM-Tools, sowie Zugriff auf Komponentenbibliotheken von Dritten

04:10 wie IHS oder Silicone Experts und Erzeugung von Konstruktionsstücklisten samt gemeinsamem Zugriff auf die zugehörigen Schaltbild- und Platinen-Konstruktionsdateien, vollständig integriert und visualisiert in PLM, sodass Visibilität für nachgeschaltete Stakeholder und PLM-Prozesse gegeben ist. Die breite und robuste Unterstützung für die MCAD- und ECAD-Datenverwaltung in Windchill erlaubt die Verwaltung und gemeinsame Nutzung der gesamten Produktdefinition in der technischen Entwicklung und unternehmensweit und das ist die Voraussetzung für einen digitalen Thread in der Produktentwicklung.

04:43 Wir nehmen den PDM-Bedarf unserer Kunden ernst. Wir unterstützen nicht nur eine Vielzahl an MCAD-Entwicklungswerkzeugen, sondern auch 2, 3 und manchmal sogar 4 Versionen dieser CAD-Anwendungen. Denn wir wissen, dass unsere Kunden und ihre Programme Flexibilität und Versionsunterstützung brauchen. Kürzlich haben wir in Version 12.1 von Windchill Workgroup Manager eine neue Bereitstellungsart für den Workgroup Manager-Client eingeführt, „unabhängiger Versionsstream“ genannt.

05:17 Künftig soll es vierteljährlich neue Workgroup Manager-Versionen geben, abwärtskompatibel mit früheren Windchill Server-Versionen mit Unterstützung bis zurück zu Version 12.0.2.0. Damit bieten wir den Kunden eine gleichbleibende Versionsfrequenz, Zugang zu neuen Funktionen und so früh wie möglich Unterstützung für neue CAD-Versionen. Und das Wichtigste: Wir helfen, Engpässe bei Windchill-Upgrades zu vermeiden. Mit dem neuen unabhängigen Versionsstream können Kunden ihre

05:49 Windchill-Upgrades insgesamt optimieren, indem sie vor dem Server-Upgrade für alle ihre Clients den neuesten Workgroup Manager bereitstellen, was ihnen den Zeitdruck der typischen System-Upgrades am Wochenende erspart. Windchill bietet umfassende Unterstützung für die Multi-CAD-Datenverwaltung einschließlich MCAD und ECAD in einer einheitlichen Umgebung. Damit können Unternehmen vollständige Informationslisten verwalten, frühzeitig umfassende Einblicke in Konstruktionsschritte erhalten und

06:20 durch Concurrent Engineering und Zusammenarbeit Effizienzgewinne erzielen. Dies erleichtert die Wiederverwendung von Daten, vermeidet Datenduplikation und doppelte Arbeit und verbessert die Produktqualität insgesamt. Auch Compliance und Schutz wertvollen geistigen Eigentums werden besser. Damit möchte ich das Thema wechseln und auf die Schlüsselrolle von Windchill und dem modellbasierten Unternehmen für den digitalen Thread zu sprechen kommen. Sehen wir uns als Erstes ein paar Definitionen an, zunächst für den Begriff „modellbasierte Definition“ oder MBD.

06:52 MBD bedeutet, dass das 3D-Modell mit semantischen PMI-Anmerkungen und sonstigen Spezifikationsdokumenten zur Darstellung der Konstruktionsabsicht angereichert wird. Dieses angereicherte 3D-Modell ersetzt die herkömmliche 2D-Zeichnung, liegt in einem von Menschen und Maschinen lesbaren Format vor und kann zur Produktion und Prüfung von Teilen genutzt werden. MBE, das modellbasierte Unternehmen, ist der nächste Entwicklungsschritt. Dabei wird MBD, die modellbasierte Definition, zur kritischen Komponente des digitalen Threads.

07:25 So ist sichergestellt, dass nachgeschaltete Disziplinen die Modelle bei allen Schritten des Produktlebenszyklus wie Fertigung oder Service assoziativ und in vollem Umfang nutzen können. Einfach ausgedrückt bedeutet MBD/MBE, wie ein Kunde es einmal formulierte, nicht nur, auf herkömmliche 2D-Zeichnungen zu verzichten und 3D-CAD-Modelle mit Anmerkungen zu nutzen, weil das cool ist. Sinn der modellbasierten Welt ist es vielmehr, anhand der in diesen Modellen

07:56 umfassend definierten 3D-Konstruktionsabsicht bei Konstruktion, Produktion, Betrieb und Wartung des Produkts Mehrwert zu generieren und effizienter zu werden. Diese modellbasierte Strategie bringt dem Kunden messbare Vorteile. Mithilfe von Tools wie GDNT Advisor, eingebettet in Creo, erstellen Ingenieure hochwertigere Modelle. Sie arbeiten effizienter, weil sie keine herkömmlichen 2D-Zeichnungen samt aller Artefakte erstellen und pflegen müssen. Durch den erweiterten Zugriff auf die Modelle und ihre

08:27 semantischen Anmerkungen im Rahmen des PLM verkürzen sich die Konstruktionsprüfzyklen und Änderungen werden klarer kommuniziert. Durch strenges Management qualitätskritischer Eigenschaften sinkt die Gefahr von Nichtübereinstimmungen und die Erstausbeute fällt höher aus. Die teileorientierte PLM-Strategie von Windchill ist fundamental auf diese modellbasierten Konzepte abgestimmt. Die Nutzung angereicherter 3D-Modelle aus CAD-Anwendungen zur Erstellung visueller, teileorientierter technischer Stücklisten

09:00 ist ein entscheidender Schritt bei der Schaffung eines digitalen Threads. Mit diesen Modellen überwindet man die bisherige Abhängigkeit von 2D-Zeichnungen bei der Beschreibung der Konstruktionsaspekte samt Anforderungen und Fertigungsdetails. Die Ingenieure können ihre Zeit ganz der Innovation widmen. Durch den stärker granularen und entkoppelten Zugriff auf Produktdaten wird das Unternehmen effizienter und besser bei Aktivitäten wie Wiederverwendung, Planung nachgeschalteter Lieferbestandteile

09:30 und Folgenabschätzung bei Konstruktionsänderungen. Das führt letztendlich zu besserer Entscheidungsfindung, weniger Nachbesserungen, höherer Qualität und kürzerer Time-to-Market. Hier ein paar konkrete Bereiche, in denen ein MBE Mehrwert und Effizienzgewinne bei nachgeschalteten Aktivitäten bringt: Wiederverwendung von Modellen und visuellen BOMs für virtuelle Simulationen zur Prüfung von Konstruktionen und Produktkonfigurationen. Erstellung umfassender Wartungs- und Servicedokumentationen sowie Verwendung der

10:03 Modellinformationen für technische Illustrationen und Entwicklungsverfahren. Entwicklung digitaler Prüfverfahren mit AR-Unterstützung anhand des digitalen Modells zur Identifikation des physischen Produkts und als Navigationshilfe sowie zur effektiven Durchführung der nötigen Schritte. Nutzung maschinenlesbarer digitaler Modelle zum Einspeisen von Werten in digitale Messmaschinen und für die Bereitstellung von Fertigungsanweisungen. Einspeisen vorgegebener, im digitalen Modell definierter Eingabewerte, beispielsweise des Drehmoments, in Smart Tools.

10:35 Das sind nur ein paar Beispiele, wie ein Unternehmen aus einer modellbasierten Strategie Nutzen ziehen kann. Abschließend möchte ich ein Beispiel für einen umfassenden, vollständig assoziativen MBD-/MBE-Prozess in Windchill vorstellen. In diesem Fall geht es um ein vollständig mit Anmerkungen versehenes Creo-Modell zur Erstellung von Plänen für die nachgeschaltete Qualitätsprüfung. Diese Pläne werden an die Workstation in der Produktion übermittelt. Das Beispiel zeigt ein umfassend vernetztes PLM-Szenario.

11:06 Der digitale Thread beginnt beim CAD, in diesem Fall mit Creo, und der modellbasierten Definition. Wie Sie hier sehen, hat der Ingenieur das Modell mit den nötigen semantischen Anmerkungen zur Produktfertigung versehen. In diesem Kombinations-Zustand enthält die Konstruktion die kritischen Form- und Lagetoleranzen. Um diese Informationen unternehmensweit bereitzustellen, versieht der Ingenieur die Anmerkungen explizit mit Tags, die sie als Steuereigenschaften kennzeichnen,

11:37 und übernimmt die Modelländerungen in Windchill. Dieser Ausweisungsschritt macht die Anmerkung in PLM zur Nutzung durch nachgeschaltete Prozesse verfügbar. In diesem Beispiel muss der Fertigungsingenieur einen Prüfplan mit den einzelnen Schritten erstellen, anhand derer der Qualitätsprüfer sicherstellt, dass die angegebenen Toleranzen und Abmessungen der Konstruktion bei der Fertigung eingehalten werden.

12:07 Ist der Prüfplan fertig, wird er zur Verwendung in der Produktion freigegeben. In diesem Beispiel wird der digitale 2D-Prozessplan mittels „operator advisor“ an den Produktionsprüfer übermittelt. Dieser prüft anhand der notwendigen Prüfschritte, ob das Produkt den Vorgaben entspricht oder nicht. Alle diese Informationen sind vollständig assoziativ, sodass der digitale Thread nicht unterbrochen wird. Bei Änderungen an den PMIs

12:37 und dem Modell ist dank vollständiger Nachverfolgbarkeit sichergestellt, dass alle Beteiligten informiert und die nötigen Aktualisierungen oder Änderungen am Prüfplan durchgeführt werden. So ist die Fertigungsqualität dauerhaft gewährleistet. Wie Sie sehen, ist „modellbasiertes Unternehmen“ für viele Fertigungsunternehmen gleichbedeutend mit dem digitalen Thread. Um diese Idee in großem Maßstab zu realisieren, müssen Unternehmen ihre Konstruktionsdaten anhand einer robusten Multi-CAD-Datenverwaltung in den Griff bekommen. Windchill, das PLM-System von PTC mit seinen PDM-Kernfunktionen und der langen

13:10 Erfahrung in Multi-CAD-Datenverwaltung, ist ein guter Startpunkt für den Weg in die Digitalität.