Die Zukunft des Industriemaschinendesigns ist da

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In den vergangenen Monaten haben wir uns damit beschäftigt, wie Industriemaschinenhersteller sich in einer sich schnell entwickelnden Landschaft bewegen, die von der digitalen Transformation, dem Wandel in der Belegschaft und der unaufhörlichen Nachfrage nach intelligenteren, nachhaltigeren Maschinen geprägt ist. Von computergestütztem Design (CAD) in der Cloud bis hin zu immersivem Engineering, wertbasierter Lizenzierung und künstlicher Intelligenz (KI) zur Unterstützung der Konstruktion – jede Innovation hat uns einer agileren, intelligenteren und vernetzten Zukunft näher gebracht.

Kurz und bündig: Die Zukunft der Industriemaschinen ist da. Sehen wir uns an, wie sie aussieht und wie wir sie in einem integrierten Ansatz zusammenführen können, der kontinuierlich den Wert des gesamten Unternehmens steigert.

Vernetzte Zusammenarbeit mit Cloud-CAD

In unserem ersten Beitraghaben wir uns mit der Macht der digitalen Fäden befasst, einem nahtlosen Datenfluss über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, vom Design und der Entwicklung bis zur Produktion und darüber hinaus. Ein digitaler Faden bildet also ein virtuelles Rückgrat für den Betrieb eines Unternehmens. Er lässt sich an unterschiedliche Nutzererwartungen anpassen, stellt eine vollständige Verbindung zwischen einem virtuellen Maschinenmodell und der physischen Maschine her und unterstützt ein offenes Ökosystem, in dem verschiedene Software- und Tech-Stacks problemlos miteinander interagieren können.

Besonders leistungsfähig wird ein digitaler Thread jedoch, wenn er verwendet wird für Cloud-basiertes CAD. Wenn Konstrukteure ihre CAD-Workflows in die Cloud verlagern, können Unternehmen ein neues Maß an Zusammenarbeit, Datenverwaltung und Flexibilität erreichen. Insbesondere ermöglicht CAD in der Cloud den Anwendern die dynamische Erstellung, Befüllung und gemeinsame Nutzung von Dateien im gesamten Unternehmen und fördert die Zusammenarbeit bei der Konstruktion in Echtzeit. Dadurch wird das Risiko von Missverständnissen und Fehlübersetzungen erheblich reduziert. Außerdem werden Fehler früher erkannt, wodurch potenzielle Kosten reduziert werden, die durch die Einführung von Hardware oder anderen teuren Anlagen hätten entstehen können.

CAD in der Cloud, realisiert durch den digitalen Faden, ermöglicht es Maschinenbauern und Teileherstellern, in Echtzeit zusammenzuarbeiten, sich an Störungen anzupassen und Innovationen zu beschleunigen.

Vom Bildschirm zum Headset mit Immersive Engineering

Wir haben uns dann angesehen wie Immersive Engineering die Design-Workflows verändert. Wie viele andere Märkte sieht sich auch der Industriemaschinenbau mit einem Mangel an spezialisierten Arbeitskräften konfrontiert und muss einzigartige Wege finden, um dies zu kompensieren. Ein solcher Weg sind Werkzeuge der erweiterten Realität (Extended Reality, XR), die es Ingenieuren ermöglichen, mit weniger Aufwand mehr zu erreichen und damit ihre Produktivität und ihren Output drastisch zu steigern.

Dieser Paradigmenwechsel – von der übermäßigen Abhängigkeit von mehreren Flachbildschirmen, die zoomen, schwenken und zwischen den Ansichten hin- und herschalten, zu spielerischen Headsets, die einen vollständig interaktiven Raum bieten – hat den Konstruktionsprozess völlig neu definiert: Zwei oder mehr Ingenieure können eine Maschine virtuell im Tandem konstruieren, um den Produktentwicklungsprozess zu beschleunigen; die unendliche Manipulation des Raums macht es möglich, jeden Aspekt einer Maschine zu betrachten, um die Genauigkeit zu überprüfen; die Maschinenteile können virtuell mit einer virtuellen Materialliste verglichen werden, um die Qualitätssicherung voranzutreiben, und so weiter.

Kurz gesagt, mit XR-Technologien können Ingenieure ihre Produktivität mit schlankeren Teams steigern, Fehler reduzieren, Produkte schneller auf den Markt bringen und Kosten senken, da sie alle Arbeiten virtuell durchführen.

Flexibler Zugang mit wertbasierter Lizenzierung

In unserem dritten Beitrag haben wir wertorientierte Lizenzierung, einen intelligenteren, flexibleren Weg, um auf erweiterte CAD-Funktionen zuzugreifen. Im Wesentlichen ist die wertorientierte Lizenzierung ein neuer Ansatz für den Software-Zugang. Anstatt eine Komplettlizenz für alle Funktionen einer Software zu erwerben, können Sie bei der wertorientierten Lizenzierung auswählen, auf welche Funktionen Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt Zugriff haben. Im Gegenzug erhalten Unternehmen ein individuelles CAD-Erlebnis, da sie nur für das bezahlen, was sie benötigen. Diese Methode ist ideal für Unternehmen mit kleineren Budgets oder für Unternehmen, die die Funktionen einer Software erst einmal ausprobieren möchten, bevor sie sich für eine Komplettlösung entscheiden.

Die wertbasierte Lizenzierung funktioniert über ein Tokenisierungssystem. Den verschiedenen CAD-Funktionen werden je nach ihrer Komplexität und ihrem Wert unterschiedliche Token-Werte zugewiesen. So sind für grundlegende Operationen wie Teilemodellierung oder Baugruppenkonstruktion weniger Token erforderlich, während für fortgeschrittene Funktionen wie Bewegungssimulation, FEA-Analyse oder automatische Fertigungsplanung mehr Token benötigt werden. Mit dem Token-basierten Zugriff können Teams ihre Toolsets skalieren, ohne dass die Kosten steigen.

In Anbetracht all dieser Informationen lassen sich die Vorteile der wertbasierten Lizenzierung wie folgt zusammenfassen: intelligenteres Finanzmanagement, verbesserte technische Effizienz und ein einzigartiger Wettbewerbsvorteil, da Sie sich an die Bedürfnisse des Marktes anpassen können, indem Sie Ihre Fähigkeiten nach Belieben verändern.

KI-gestütztes Design für intelligentere Maschinen

Schließlich haben wir untersucht wie KI das Design von Industriemaschinen verändert. Es gibt drei Hauptformen von KI, die heute anerkannt sind: enge, allgemeine und Super-KI. Eng gefasste KI ist die einzige Form, die derzeit in der modernen Gesellschaft existiert. Sie ist die Art von KI, die darauf trainiert ist, bestimmte kleine Aufgaben zu erledigen, wie z. B. ein Spam-Filter, der schlechte E-Mails in Ihrem Posteingang abfängt und aussortiert.

Unterhalb dieser breiten Kategorisierung der allgemeinen KI gibt es zwei Unterbereiche, die vor allem den Bereich des industriellen Maschinendesigns neu definieren: prädiktive KI und generative KI. Die prädiktive KI ermöglicht es, die Bedürfnisse und Arbeitsabläufe der Konstrukteure durch die Analyse historischer Daten und der Absichten der Benutzer vorherzusehen. Ein gutes Beispiel für prädiktive KI ist die Befehlsvorhersage, bei der CAD-Software Befehle vorschlägt, die darauf basieren, wie ein Benutzer das Werkzeug in der Vergangenheit verwendet hat.

Generative KI hingegen analysiert große Datensätze, um Texte, Bilder oder ähnliche Elemente zu erstellen. In der Praxis kann die generative KI Codezeilen vorschlagen, die das Gewicht, die Struktur, die Leistung oder andere wichtige Merkmale eines Designs optimieren. Sie kann auch im Zusammenhang mit der Netzmodellierung eingesetzt werden und wichtige Facetten im konvergenten Modellierungsprozess liefern.

Von der prädiktiven Modellierung bis hin zur generativen Geometrie- und Netzoptimierung hilft KI den Ingenieuren, Fehler zu reduzieren, die Entwicklung zu beschleunigen und schneller innovativ zu sein.

Design der nächsten Generation im Industriemaschinenbau

Nach Schätzungen der Society of Manufacturing Engineers (SME) wird die Fertigung bis 2050 „nahezu vollständig automatisiert sein“. Darüber hinaus wird KI bis 2050 26 % des weltweiten BIP beeinflussen – wobei schätzungsweise 60 % der derzeitigen Arbeitsplätze größere Veränderungen erfordern, um wettbewerbsfähig zu bleiben, so die Ergebnisse eines Berichts von PwC, McKinsey und dem Weltwirtschaftsforum aus dem Jahr 2023. Derselbe Bericht sagt voraus, dass frühe Anwender von KI und verwandten Technologien 40 % höhere Gewinne erzielen könnten.

In Anbetracht des sich wandelnden Erscheinungsbildes von Industriemaschinen, das in jedem unserer Blogs angesprochen wurde, ist es daher von größter Bedeutung, all diese Facetten unter einem einheitlichen, technologiegestützten Ansatz zu vereinen, um auf dem globalen Markt relevant zu bleiben.

Um den nächsten Schritt in der Konstruktion zu machen, sollten sich Unternehmen für eine fortschrittliche Lösung entscheiden, die alle Disziplinen über die Cloud miteinander verbindet, immersive mit traditioneller Konstruktion integriert, wiederverwendbare Token für eine flexible Arbeitsumgebung bietet und KI als Hilfsmittel einsetzt, das Konstrukteure unterstützt, aber nicht ersetzt. Siemens Designcenter ist diese Lösung.

Designcenter ist eine umfassende Produktentwicklungssuite, die auf die Bedürfnisse von Industriemaschinenherstellern zugeschnitten ist und Folgendes kombiniert:

• Designcenter NX, Designcenter X NX und Solid Edge für skalierbares, interoperables CAD.
• Immersive Engineering für die Zusammenarbeit der nächsten Generation.
• KI-gestützte Entwurfswerkzeuge für intelligentere Arbeitsabläufe.
• Wertbasierte Lizenzierung für flexiblen Zugang.
• Cloud-native Infrastruktur für globale Skalierbarkeit.

Für Unternehmen des Maschinenbaus bedeutet dies:

• Beschleunigung der Konstruktionszyklen um 20 Prozent
• Verringerung der Zeit für Designanpassungen um 30 Prozent
• Geringere Entwicklungskosten
• Nahtlose Zusammenarbeit zwischen Teams und Regionen
• Eine zukunftssichere Plattform, die mit Ihrem Unternehmen wächst

„Die Design- und Engineering-Funktionen der Designcenter-Suite von Siemens ermöglichen es uns, komplexe Teile, Komponenten und 3D-Layouts effizienter zu dokumentieren. Das hilft uns, unsere Prozesse zu rationalisieren und bei jedem Schritt agiler zu sein.“

– Jan Griebner, Leiter der Forschung und Entwicklung, Tremonia Mobility GmbH

Bauen Sie mit Siemens Designcenter, was als Nächstes kommt

Ganz gleich, ob Sie komplexe Maschinen entwerfen, Produktionslinien optimieren oder Servicemodelle neu konzipieren – Designcenter hilft Ihnen, an die Spitze der Innovation vorzustoßen.

Durch die Zusammenführung von KI-gestütztem Design, immersivem Engineering und Cloud-Zusammenarbeit in einer leistungsstarken Plattform haben wir eine Lösung geschaffen, die die Fähigkeiten von Designern erweitert und gleichzeitig die Komplexität reduziert.

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