Cloud-natives CAD "Wir wollen strukturelle Schwächen beheben"

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Was unterscheidet ein konsequent Cloud-nativ entwickeltes CAD-System von klassischen – und auch von Cloud-basierten – Ansätzen? Darüber haben wir mit Jon Hirschtick, Onshape Co-Founder und Chief Evangelist bei PTC, gesprochen.

Digital Engineering Magazin (DEM): Herr Hirschtick, es sind viele CAD-Systeme auf dem Markt. Warum haben Sie dennoch ein neues entwickelt?

Jon Hirschtick: Onshape ist aus der Motivation heraus entstanden, grundlegende Probleme zu lösen, mit denen Anwender bei herkömmlichen, Datei-basierten CAD-Systemen seit Langem konfrontiert sind. Dazu gehören etwa Inkompatibilitäten mit neuer Hardware oder Grafikkarten, weil Treiber nicht passen. Auch Software-Updates sind häufig mit erheblichem Aufwand verbunden – von Lizenzschlüsseln über deren Verteilung bis hin zur Sicherstellung, dass alle Beteiligten tatsächlich mit derselben Version arbeiten. Das zentrale Problem liegt jedoch in der Dateiorientierung dieser Systeme. Bei der Modellierung entstehen schnell Hunderte oder Tausende von Dateien. Sobald Designs mit internen oder externen Partnern geteilt werden sollen, müssen diese kopiert, verschickt und verwaltet werden. Zusätzlich muss ein PDM-System – häufig sogar mehrere – diese Dateien konsistent ein- und auschecken können. Das ist komplex, fehleranfällig und bremst die Zusammenarbeit. Mit einem konsequent Cloud-nativen Ansatz wollten wir genau diese strukturellen Schwächen beheben. Unser Ziel war es, dass sich Anwender nicht mehr mit Hardware, Installationen oder Versionsständen beschäftigen müssen. Onshape läuft auf praktisch jedem Endgerät – vom Chromebook über Tablets bis hin zum Smartphone – und alle Beteiligten arbeiten jederzeit auf demselben, aktuellen Stand.

DEM: Was verstehen Sie konkret unter „Cloud-native“?

Jon Hirschtick: Cloud-native Software wird nicht nur in der Cloud betrieben, sondern von Grund auf explizit für die Cloud entwickelt. Das bedeutet unter anderem eine mandantenfähige Architektur mit einer einzigen, zentral verwalteten Softwareinstanz. Updates werden routinemäßig bereitgestellt, ohne dass Kunden eingreifen, mit Unterbrechungen rechnen oder IT-Ressourcen bereitstellen müssen.

Für Unternehmen hat das mehrere Konsequenzen: Der Einstieg ist einfach und erfordert keine Investitionen in Codierung und IT-Infrastruktur. Skalierung ist jederzeit praktisch unbegrenzt möglich, und neue Nutzer oder Funktionen lassen sich schnell hinzufügen, wenn sich Anforderungen ändern. Sicherheitsmechanismen wie Zugriffskontrollen sind integraler Bestandteil der Plattform. Ein ganz wesentlicher Aspekt ist die neue Art der Zusammenarbeit: Cloud-native Systeme unterstützen die ortsunabhängige Zusammenarbeit in Echtzeit, wie sie mit klassischen Architekturen kaum möglich ist. Informationen lassen sich kontrolliert mit externen Partnern teilen, während das geistige Eigentum geschützt bleibt. Insgesamt verändern solche Plattformen, wie Teams kommunizieren und wie Produktentwicklungsprozesse ablaufen.

DEM: Sie sprechen häufig von „agilem Engineering“. Was bedeutet das in diesem Kontext?

Jon Hirschtick: Wir beobachten bei vielen Kunden einen grundlegenden Wandel ihrer Entwicklungsprozesse. Produkte bestehen heute oft nicht mehr nur aus mechanischen Komponenten, sondern aus mechatronischen Systemen mit Embedded Software. Das erhöht den Abstimmungsbedarf zwischen Disziplinen erheblich. Um dennoch effizient zu bleiben, müssen Iterationen kürzer und Rückkopplungsschleifen reduziert werden. Hinzu kommt ein kultureller Wandel. Jüngere Generationen von Mitarbeitenden erwarten eine andere, agilere Arbeitskultur. Gleichzeitig verändert sich das Marktumfeld schneller als früher. Folglich müssen Unternehmen häufiger Änderungen umsetzen – und zwar parallel, in kleineren Schritten und über mehrere Disziplinen hinweg. Agiles Engineering bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Entwicklung in kurzen Zyklen stattfindet und jederzeit überprüfbar ist, ob Teillösungen zusammenpassen. Eine Plattform, die paralleles Arbeiten unterstützt und Änderungen transparent macht, ist dafür eine wesentliche Voraussetzung.

DEM: Viele Unternehmen kämpfen seit Jahren mit dem Thema PDM. Löst ein Cloud-nativer Ansatz dieses Problem?

Jon Hirschtick: Ja – und zwar indem Daten nicht mehr als isolierte Dateien, sondern zentral in einer gemeinsamen Datenbank verwaltet werden. Alle Beteiligten greifen in Echtzeit auf dieselben Informationen zu. Versionsstände, Änderungen und Abhängigkeiten sind jederzeit nachvollziehbar. Die Architektur unterscheidet sich grundlegend von klassischen Ansätzen, bei denen CAD- und PDM-Systeme getrennt sind.

DEM: Würden Sie diesen Ansatz als eine Revolution im CAD-Bereich bezeichnen?

Jon Hirschtick: Ich würde sagen: Für viele Anwender ist es ein sehr konsequenter Schritt in die Zukunft. Die Arbeitsweise verbessert sich spürbar, und mit wachsender Erfahrung steigt auch die Bereitschaft, Entwicklungsprozesse entsprechend anzupassen. 

DEM: Zeigt sich dieser Unterschied auch im praktischen Umgang mit dem CAD-System?

Jon Hirschtick: Definitiv. Ein zentraler Punkt ist der einfache Zugang. Das klingt nach nichts Besonderem, doch selbst in größeren Unternehmen ist der CAD-Arbeitsplatz nach wie vor an spezielle Workstations gebunden. Ingenieure kommen oft nur deshalb ins Büro, weil sie dort Zugriff auf ihre Modelle haben. Der Zugang zu den Daten ist damit bereits ein organisatorisches Thema – ganz abgesehen von den Kosten für Hardware, IT-Betrieb, Cloudanbindung oder separate PDM-Server. Eine Cloud-native Plattform ermöglicht dagegen den ortsunabhängigen Zugriff ohne spezielle Hardware.  

Der zweite große Unterschied besteht in der Zusammenarbeit: Mehrere Anwender können gleichzeitig am selben Modell arbeiten, unabhängig vom Standort. Änderungen sind sofort sichtbar, inklusive vollständiger Versionshistorie und Prüfpfad. Das Risiko, versehentlich Arbeit zu überschreiben oder mit veralteten Daten zu arbeiten, entfällt. Für global verteilte Entwicklungsteams ist das ein entscheidender Vorteil. Feedback kann schneller umgesetzt werden, Entscheidungen lassen sich früher absichern und Entwicklungszyklen deutlich verkürzen. Gerade in einem Umfeld mit volatilen Lieferketten oder wechselnden Anforderungen ist diese Agilität ein wichtiger Wettbewerbsfaktor.

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DEM: Gibt es auch Neuerungen im eigentlichen Modellierungsprozess?

Jon Hirschtick: Ja. Onshape unterstützt unter anderem die sogenannte Mixed-Mode-Vernetzung und analytische Modellierung im selben Modell. So können Volumen- oder Flächenmodelle aus einem generischen Designalgorithmus importiert werden. Ein weiterer Punkt ist die verfügbare Rechenleistung. Durch die Cloud stehen Ressourcen für Rendering oder Simulation flexibel zur Verfügung, ohne dass Anwender Performance-Einschränkungen ihrer lokalen Hardware berücksichtigen müssen. Ergänzt wird das durch fortgeschrittene Funktionen in der Baugruppenmodellierung.

DEM: Welche Rolle spielen klassische CAD-Austauschformate noch?

Jon Hirschtick: Onshape unterstützt gängige Austauschformate wie JT oder STEP AP 242. Grundsätzlich stellt sich jedoch die Frage: Warum brauchen wir diese überhaupt noch? Langfristig sehen wir den Trend, Partner direkt über einen Link einzuladen und gemeinsam in derselben Modellierungsumgebung an den CAD-Daten zu arbeiten.  

DEM: Herr Hirschtick, vielen Dank für das Gespräch.