09.05.2022 – Kategorie: Fertigung & Prototyping

Fertigungssimulation: So lassen sich Verzögerungen bei der Markteinführung vermeiden

FertigungssimulationQuelle: Andrey Armyagov/Shutterstock

Eine digitale Fertigungssoftware, die reale Fertigungsbedingungen simuliert, kann Verzögerungen, verspätete Änderungsaufträge, Kostenabweichungen und Probleme mit der Herstellbarkeit eliminieren. Hier finden Sie einige Verfahren zur Verkürzung der Markt­einführungszeit für neue Produkte.

Fertigungssimulation: Hinter jeder bahnbrechenden Technologie, die heute auf dem Markt ist, stehen meist mehrere Teams mit dem Fokus, die perfekte Innovation, das beste Produkt zum besten Zeitpunkt und zu den geringsten Kosten auf den Markt zu bringen. Jeder einzelne Schritt beim Durchlaufen des Lebenszyklus‘ eines Produktes spielt hierbei eine zentrale Rolle. Wenn dessen Einführung im Entwicklungszyklus ins Stocken gerät oder unvorhergesehene Herausforderungen bei der Beschaffung oder Herstellung auftreten, besteht die Gefahr, dass die angestrebten Markteinführungstermine nicht eingehalten werden können. Wie kann man also die Markteinführungszeit für eine New Product Introduction (NPI) sicherstellen oder im besten Fall sogar verkürzen?

Anwendung frühzeitiger Kalkulationen und Design-to-Cost-Methoden

Die Übergabe zwischen Konstruktion und Fertigung verläuft nicht immer wunschmäßig linear. Die Freigabe eines neuen Produktdesigns ist nur die erste von vielen komplizierten Kollaborationen zwischen Ihrem gesamten PLM-Team. Jedes Mal, wenn ein Produkt an die Konstruktion zurückgegeben werden muss, geht wertvolle Zeit verloren. Um die Dinge voranzutreiben, ist eine frühzeitige Fertigungssimulation eine wichtige Methode, um Szenarioanalysen durchzuführen, potenzielle Probleme bei der Herstellbarkeit aufzuzeigen und unnötige Kosten zu vermeiden (auch bekannt als Design-to-Cost-Praktiken), um Rückgaben zu reduzieren und den NPI-Prozess zu beschleunigen.

Stellen Sie sich einen Prozess vor, bei dem die Technologie schon bei der Extraktion von Geometriedaten ansetzt, um den Konstrukteuren in einem frühen Stadium der Konzeptentwicklung eine automatische Kostenberechnung zu ermöglichen. Diese Geometriedaten-Extrahierung in Verbindung mit einer leistungsstarken Fertigungssimulation, die eine genaue Analyse der realen Fertigungsbedingungen liefert, kann frühzeitig eingreifen, um kostspielige Fehler zu vermeiden und fertigungsgerecht zu konstruieren.

Wenn diese Fertigungssimulation mit einer umfangreichen regionalen beziehungsweise globalen Datenbank zur Beschaffung von Produktkomponenten gekoppelt ist, ermöglicht sie eine schnellere Bewertung von verschiedenen Fertigungsoptionen, sowohl intern im eigenen Unternehmen als auch bei den Zulieferern.

Fertigungssimulation
Eine hochentwickelte digitale Fertigungssoftware kann bei frühzeitiger Anwendung Markteinführungszeiten drastisch verkürzen. Bild: Zapp2Photo/Shutterstock

Fertigungssimulation: Zentrale Datenbankarchitektur ist unumgänglich

Zwingend erforderlich dabei ist die zentrale Datenbankarchitektur für eine bessere Zusammenarbeit der Teams aus Entwicklung, Fertigung und Beschaffung, die sich somit auf dem stets aktuellen Projektstand befinden. Während des NPI-Prozesses betrachtet und verändert jede Abteilung, jedes Team das Produkt aus einer anderen Perspektive. Ohne ein zentralisiertes System, das mit modernster Technologie ausgestattet ist, wird der gesamte Produktentwicklungsprozess intransparent, die Arbeitsabläufe können gestört oder sogar unterbrochen werden – wertvolle Entwicklungszeit geht verloren.

Bei der Einführung eines neuen Produkts werden die Kostenziele oft auf die verschiedenen Funktionseinheiten aufgeteilt. In der Regel mangelt es an Transparenz zwischen den Abteilungen und an Kostenabweichungen. Wird entschieden, von interner auf externe Produktion umzustellen, dann wirkt sich das auf die Gesamtkostenbelastung Ihres Produkts aus. Die ursprüngliche Kostenprognose des Konstrukteurs ist dann überholt.

Bereitstellung von Echtzeit-Updates für das gesamte Unternehmen durch Fertigungssimulation

Der beste Weg, um abweichende Kosten auszugleichen, ist der Einsatz digitaler Fertigungssimulationssoftware. Anhand Ihres vorhandenen CAD-Modells können Sie schnell neue Kostenberechnungen und eine Fertigungssimulation erstellen, um für neue Projekte Kostentransparenz in Echtzeit zu schaffen. Die neue Lösung von aPriori, Cost Insight Generate, verbindet global agierende Teams in der Echtzeit-Automatisierung. Das Procedere verläuft wie folgt:

Die Ingenieure konstruieren die Komponenten im CAD und prüfen die Dateien im Product-Lifecycle-Management-System (PLM). Danach prüft das PLM-System automatisch die Herstellbarkeit der Teile. Das Cost Insight Generate wird in das PLM-System integriert und liefert relevante Kosteninformationen – etwa Feedback zu den Produktkosten, Herstellbarkeitsbewertung sowie Berichte, die zurück in Ihr PLM gespeichert werden. Über diese neueste Herstellbarkeitsbewertung und die Kosten wird der Ingenieur informiert. Sie können direkt über das System die Anleitungen überprüfen, um Aktualisierungen an der Konstruktion vorzunehmen oder bei Bedarf Unterstützung zu erhalten.

Produktionsoptimierung mit Design for Manufacturability (DFM)

Die Bewertung der Herstellbarkeit eines Produkts ist eine komplizierte Matrix aus einzelnen Fertigungsmöglichkeiten, Maschinenoptimierungen, Werkzeugauswahl und Beschaffung. Menschen sind zwar in der Lage, jedes Szenario einzeln manuell zu bewerten, aber über die gesamte Bandbreite betrachtet können diese Bewertungen manuell nur im begrenzten Umfang eingeschätzt werden.

Die Automatisierung wird zunehmend zu einem zentralen Faktor für die Produktion. In besonders volatilen Märkten ist dieser Punkt besonders zutreffend. Durch den Einsatz neuester DFM-Technologien und digitaler Fabriken werden Herausforderungen und Probleme bei der Herstellung transparent. Durch das frühzeitige Erkennen von Hindernissen bereits in der Entwurfsphase können Sie längere Produktionszeiten einplanen oder alternative Entwurfstechniken eruieren, um kompliziert zu fertigenden Komponenten auszuschließen.

Simulierte und automatische DFM-Verfahren können zahlreiche Herausforderungen bewältigen, beispielsweise verlangsamte Abläufe, Konturbearbeitungen, störende Oberflächen (Obstructed surfaces), ineffektive Verarbeitungen, frühzeitige Analyse von Fertigungstoleranzen, Probleme bei der Auswahl und Verhältnis von Werkzeugen zur Gesamtgröße sowie die Abwägung zwischen interner und externer Fertigung.

Fazit: Die Verwaltung eines langen und nichtlinearen Produktionslebenszyklus ist eine große Herausforderung für die Fertigungsindustrie. Die Implementierung digitaler Fertigungssoftware, die zentralisiert, automatisiert und in das bestehende PLM integriert ist, ermöglicht es Herstellern, die Zeit bis zur Markteinführung enorm zu verkürzen und einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen.

Der Autor Stefan Schmid ist Direktor Customer Relationships bei aPriori.

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