Connected Engineering soll die Produktentwicklung digitaler, effizienter und damit wettbewerbsfähiger machen. Wie der Ansatz funktioniert, erläutern Edag und Synera am Beispiel der Optimierung des Isofix-Adapters.
Synera ist eine Low-Code-Engineering-Plattform für die vollständige Prozessautomatisierung. Die visuelle Programmierumgebung kann genutzt werden, um wiederkehrende Aufgaben in allen Bereichen zu automatisieren.
Synera
Deutschland, das für Ingenieurskunst und technologisches Know-how bekannt ist, steht vor einer neuen Herausforderung. Traditionell als Vorreiter in der Automobil- und Industriebranche angesehen, sehen sich deutsche Unternehmen zunehmend mit den Schwierigkeiten eines teuren und zu langsamen Ingenieurstandortes konfrontiert. Um im globalen Wettbewerb bestehen zu können, müssen deutsche Unternehmen innovative Ansätze finden, um ihre Produktentwicklung zu optimieren und gleichzeitig Kosten und Zeit zu sparen.
Die Digitalisierung traditioneller Begriffe spielt bei der Modernisierung des Ingenieurstandorts Deutschland eine immer wichtigere Rolle. Die Verknüpfung von ingenieurwissenschaftlichem Know-how mit einer digitalen Herangehensweise und der Automatisierung repetitiver Prozessschritte eröffnet neue Wege für effizientere und agilere Entwicklungsprozesse. Beim sogenannten Connected Engineering müssen Ingenieure auf einer Low-Code-Plattform nur einmalig den Workflow für ein Produkt oder Bauteil designen – Variationen und Anpassungen werden dann KI-unterstützt und mit minimalem Aufwand für die Anwender automatisch durchgeführt. Ein Anwendungsbeispiel von Connected Engineering ist die Entwicklung des Isofix-Adapters durch den Engineering-Dienstleister Edag Group, der dabei auf die Software der Connected-Engineering-Plattform Synera setzt.
Die Entwicklung des Isofix-Adapters
Das Isofixix-System ist ein international genormtes Befestigungssystem für Kindersitze in Fahrzeugen. Es besteht aus zwei starren Metallbügeln, die sich in den Sitzpolstern des Fahrzeugs befinden. Diese Bügel sind fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden und bieten stabile Verankerungspunkte für die Kindersitze. Das Grundprinzip des Isofix-Systems ist immer gleich, die tatsächlichen Anbindungspunkte für das System müssen jedoch für jede Karosserieform und jedes Fahrzeug neu angepasst werden. Wie bislang üblich, folgte der Entwicklungsprozess eines Bauteils einem manuellen und sequenziellen Ansatz. Die Entwicklung begann mit der technischen Spezifikation und durchlief die verschiedenen Phasen vom Design über die Konstruktion und Simulation bis hin zur Fertigungsplanung. Im Lauf des Entwicklungsprozesses kam es immer wieder zu Prozessbrüchen, wenn der Konstruktionsentwurf zwischen Abteilungen und damit auch zwischen verschiedenen Softwares übergeben werden musste.
Wenn beispielsweise Konstrukteure das Bauteil manuell in der CAD-Software Fläche für Fläche und Radius für Radius beschreiben, ist ein hoher manueller Aufwand erforderlich: Immer wieder müssen sie auf neue Ergebnisse aus anderen Disziplinen und geänderte Randbedingungen reagieren. Die Anforderungen an das Bauteil werden in den verschiedenen Phasen durch unzählige Iterationen schrittweise erreicht. Mangelnde Schnittstellen haben zur Folge, dass der Entwicklungsprozess mit seiner gesamten Prozesskette sehr zeitintensiv und damit mit einem hohen personellen Ressourceneinsatz verbunden ist. Dennoch lieferte der Prozess nur eine begrenzte Anzahl von Ergebnissen.
Connected Engineering: eine Übersicht
Um diesen Prozess zu optimieren, macht sich die Edag Group nun das Prinzip des Connected Engineering zunutze: Die Grundidee des Connected Engineering ist die umfassende Digitalisierung und Automatisierung des gesamten Produktentwicklungsprozesses. Das Besondere daran: Alle beteiligten Werkzeuge und Teams werden nahtlos in ein einheitliches Modell integriert. Möglich wird dies durch eine offene, digitale Entwicklungsplattform. Hier werden alle Parameter und Softwarewerkzeuge wie MBSE, CAD, CAE und CAM entlang der gesamten Produktentwicklungskette zusammengeführt und miteinander verknüpft.
Während herkömmliche Engineering-Tools auf das Endprodukt ausgerichtet sind, konzentriert sich das Connected Engineering auf den Produktentstehungsprozess. Dank Low Code als visueller Programmiersprache können alle Prozessbeteiligten die einzelnen Arbeitsschritte und alle damit verbundenen Aufgaben detailliert beschreiben. Das Ergebnis ist ein Workflow aus miteinander verknüpften Bausteinen, die den Code für das zu konstruierende Element bilden. Durch den modularen Aufbau der Low-Code-Lösung erhält jeder Baustein innerhalb eines Workflows alle relevanten Informationen von den vorgelagerten Prozessschritten. So entsteht am Ende ein Regelwerk, das genau dokumentiert, wie ein Produkt zu bauen ist.
80 % weniger Iterationen
Für die Entwicklung des Isofix-Adapters bei der Edag Group hat diese Vorgehensweise mehrere Vorteile. Zum einen ist der so entstandene digitale Prozess wiederverwendbar: Werden innerhalb eines Workflows einzelne Parameter verändert, entsteht im Handumdrehen ein völlig neues Bauteil. Dabei kann auf bestehende Abläufe zurückgegriffen werden. Die Ingenieure können also mit wenigen Mausklicks viele unterschiedliche und auf die jeweiligen Karosserien angepasste Varianten erzeugen. Durch diese Vorgehensweise benötigt die Edag Group nur noch drei statt bisher zehn Konstruktionsschritte. Darüber hinaus nutzt der Engineering-Dienstleister für die Entwicklung des Trägers auch die verschiedenen Optimierungsfunktionen der Connected-Engineering-Plattform von Synera. Dabei wird nicht nur für das Modell selbst, sondern auch für den jeweiligen Fertigungsprozess optimiert. Insgesamt konnte das Endgewicht des Bauteils so um mehr als 40 % reduziert werden.
Durch die Verknüpfung aller Software-Tools auf der Plattform von Synera ist der Entwicklungsprozess bei der Edag Group zudem deutlich effizienter geworden. So können die beteiligten Teams und Abteilungen schneller und besser miteinander kommunizieren. Im Ergebnis konnte die Anzahl der notwendigen manuellen Iterationsschritte um mehr als 80 % reduziert werden. "Die Verwendung von Synera hat nicht nur die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Abteilungen bei uns verbessert und die Entwicklungszeit für den ISOFix-Adapter um 40 Prozent gesenkt, sondern erlaubt es den Ingenieur:innen auch, triviale und repetitive Aufgaben unkompliziert zu automatisieren", sagt Richard Kordaß, Projektmanager für Innovation bei der Edag Group.
Start weiterer Projekte
Beim Engineering-Dienstleister Edag Group hat man das Zukunftspotenzial von Connected Engineering erkannt und gemeinsam mit Synera weitere umfangreiche Projekte gestartet. Unter anderem arbeiten die beiden Unternehmen bei der Optimierung von Strukturen unter Beibehaltung von Designrestriktionen und im Bereich der Nachhaltigkeitsoptimierung zusammen. Auch beim Edag CityBot, einem Lösungsansatz für urbane Mobilität mittels Roboterfahrzeugen, kommt die Low-Code-Plattform von Synera zum Einsatz.