Wie Digitalisierung machbar wird


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Next Generation Design Work

Wie sieht die Produktentwicklung von morgen aus?

08.11.2019
Der Design-Prozess wandelt sich durch innovative digitale Verfahren. Sie helfen dabei, Zeit sowie Kosten zu reduzieren und die Ergebnisqualität zu steigern. Welche Technologien sind relevant und wo geht die Reise hin? Das haben wir auf der Siemens PLM Europe 2019 für Sie in Erfahrung gebracht.

Aus den fast 40 Messeständen im Berliner Estrel Convention Center sticht einer heraus. Nicht nur weil er der längste ist. Sein kosmisch leuchtendes Blau verheißt einen Ausflug in neue Welten. Die Monitorsäulen zur Linken erinnern schemenhaft an den Filmhelden "E.T." Und rechts, auf einem Display mit über 2 Metern Diagonale, großes Kino: Next Gen Design Work filmisch in Szene gesetzt.

Willkommen am Gemeinschaftsstand von Dell Technologies und der Volke SE, einem Dienstleister für technische Fahrzeugentwicklung. Nach kurzem Hallo gibt es Smartglasses auf den Kopf und Controller in die Hände. Dann beamt uns Daniel Volke Kurven und Flächen aufs Display und für uns heißt es: fassen, halten, ziehen, um diese Formen zu verändern. Das Ganze gibt einen Vorgeschmack, wie Designer morgen arbeiten werden.

Was heute viele Design-Teams umtreibt

Der Innovations- und Compliance-Druck nimmt zu. Das zwingt Design-Teams, schneller denn je immer bessere Produkte zu entwickeln - in puncto Ergonomie und Sicherheit, Betriebs- und Materialeffizienz, Konstruktions-, Fertigungs- und Wartungsfreundlichkeit etc.

Dafür ist auch ein Austausch mit Fachabteilungen erforderlich, die oft andernorts sitzen und begrenzte digitale Visualisierungsmöglichkeiten haben. Das erschwert die Kommunikation, kostet Zeit und verzögert die Design-Optimierung.

Viel Zeit frisst auch der Medienbruch zwischen manuellem Modellbau und CAE, der etliche Abstimmungsrunden nach sich zieht - wobei die Simulation wegen des Fachkräftemangels nicht selten ein Flaschenhals ist. Obendrein verlieren Designer noch wertvolle Produktivzeit an ihren Arbeitsrechnern, wenn das Laden und Rendern ihrer 3D-Modelle ewig dauert.

Genug Gründe also, um neue Wege anzupeilen. Dazu Chris Ramirez, Strategic Alliances Manager und Engineering Industry Strategist bei Dell Technologies: "Letztlich geht es immer darum, Kosten zu sparen und das Time-to-Market zu verkürzen. Dafür muss man die Painpoints im Design-Prozess verstehen, um Workflows verbessern zu können und dann die passenden Technologien bereitzustellen."

Mit VR digitale Prozesslücken schließen

Virtual Reality ermöglicht einen durchgängig digitalen Design-Prozess. Vor allem, weil sich so das manuelle Modellieren durch virtuelles Modelling ersetzen lässt. Dadurch wird erst einmal das Modellieren selbst effizienter.VR ermöglicht es, realistische Modelle von Produkten in voller Größe zu erstellen und aus allen Perspektiven zu betrachten. Auch lassen sich Kurven, Kanten und Flächen leichter bearbeitet und schneller in neue Relationen bringen. So wird Design-Arbeit, die besonders im Anfangsstadium sehr theoretisch ist, wesentlich anschaulicher. Das erleichtert die Formfindung und führt schneller zu besseren Ergebnisse.

Ebenfalls effizienter wird die Kollaboration von Entwicklungs- und Projektteams über Abteilungen und Standorte hinweg. Dank VR erhalten alle Beteiligte, auch Nicht-Designer, schon früh Zugang zu realitätsnahen 3D-Modellen. Das erleichtert die Kommunikation und Abstimmung und das Design lässt sich früh optimieren. Entsprechend sinken die Aufwände für Review, Simulation und Redesign.

Hochverfügbare Daten und Software dank Cloud

"Hochbezahlte Designer müssen produktiv sein können. Je länger ein Mitarbeiter ausfällt, desto mehr kostet es die Firma. Das klassische Downtime-Thema. Die Cloud kann für sichere Verfügbarkeit sorgen", betont Philipp Luther, Workstation Sales Specialist bei Dell Technologies. Zudem lassen sich HPC-, Storage- und Netzwerk-Ressourcen bei IaaS-Providern flexibel abrufen. Firmen müssen sich also nicht selbst um Administration oder Wartung kümmern. Das entlastet eigene IT-Teams und verringert die TCO, zumal IaaS vergleichsweise günstig ist und in der Regel bedarfsoptimierte Finanzierungsmodelle bietet.

Gerade für prozesskritische Daten und Anwendungen lohnt sich die Cloud, weil sie uneingeschränkte Kollaboration ermöglicht - jederzeit an jedem Ort. Nicht ohne Grund haben führende CAD-/CAE-Anbieter Cloud-Lösungen im Programm. Und viele Unternehmen stellen Collaboration-Tools über Cloud- oder Hybrid-Infrastrukturen bereit (Forrester). Deutsche Firmen bevorzugen Private Clouds, nutzen jedoch auch Public Clouds für geschäftskritische Anwendungen und - immer mehr - für kritische Daten. Das zeigt eine aktuelle Bitkom-Umfrage.

Produktivität steht und fällt mit der Hardware

Eine wesentliche Rolle spielt die Hardware. Besonders am Workplace, wie Chris Ramirez ausführt: "Mit der richtigen Client-Hardware kann man Produktentwicklern ein attraktives Umfeld bieten. Ingenieure sollen sich ja nicht um Hardwarebelange kümmern müssen, sondern sich ihren Kernaufgaben widmen."

Hardware ist also ein Instrument im War of Talents und zugleich Effizienzfaktor: mit Blick auf kurze Lade- und Rendering-Zeiten, hohe Bildqualität oder die Möglichkeit, neue Technologien wie VR zu nutzen. "Design-Spezialisten sind Mangelware und teuer. Wenn zehn Ingenieure die Arbeit von zwölf schaffen, dann zahlt es sich aus, neue Workstations anzuschaffen", betont Ramirez. Dell und Nvidia bringen alles dafür Nötige in den Dell Precision Workstations zusammen:

  • High-Performance-Computing mit Intel Core und Intel Xeon (Cascade Lake SP) Prozessoren der jüngsten Generation sowie Intel Optane SSDs, Intel vPro und Thunderbolt- für rechenintensivste Anwendungen und höchste Workloads

  • Nvidia-Grafikkarten RTX 8000 mit welterster Raytracing-GPU, ultraschnellem GDDR6-Speicher und VirtualLink-Konnektivität - für ein Echtzeit-Rendering in Kinoqualität, speziell auch auf Highend-HMD (Head Mounted Displays)

  • Dell Precision Optimizer, eine KI-basierte Software zur Überwachung, Analyse und dynamischen Optimierung der Performance - mit sehr hoher Leistungssteigerung

  • ISV-Zertifizierungen für CAE-Lösungen von ANSYS, CAD-Tools von Autodesk, Dassault Systèmes, PTC, Siemens und anderen mehr sowie für diverse virtualisierte Engineering-Plattformen

"Alle Dell Precision Workstations sind 'Ready for VR ', auch die ganz neuen Precision Mobile Workstations. Damit kann man überall produktiv arbeiten - dank Internet-Verbindung über das Smartphone sogar im Grünen", sagt Philipp Luther schmunzelnd und ergänzt: "Hier gibt die Zusammenarbeit mit Nvidia den Ausschlag. Nvidia kooperiert eng mit VR-Herstellern und gemeinsame Tests stellen sicher, dass die Treiber laufen."

Das Komplettpaket macht den Unterschied

"Zuverlässigkeit verbunden mit intelligenter Performance und umfassender Produktivität - das macht Dell einzigartig", erklärt Chris Ramirez. Dabei bietet Dell neben hoch performanten Workstations ein umfassendes Portfolio, etwa Monitore mit herausragender Grafikwiedergabe, einen 86-Zoll-4K-Multitouch-Bildschirm für interaktives Teamwork und - als HTC-Partner in Deutschland - bald auch VR-Headsets.

Hinzu kommt das passende Infrastruktur-Programm: Server, Storage und Network, validierte Ready Stacks und Appliances (CI/HCI), Tools wie VMware oder auch Lösungen für Private, Public und Hybrid Cloud. "Dell Technologies bietet von RZ-Infrastruktur über Virtualisierungssoftware bis zur Entwicklerlösung alles an und sichert das Ganze noch mit Security-Komponenten ab", fasst Dipl.-Ing. Martin Fuhrig zusammen, Global Account Executive bei Dell EMC. Und Philipp Luther merkt an: "Das Thema Sicherheit ist bei Design-Daten besonders wichtig, weil sie für Firmen von großer Bedeutung sind."

Abgerundet wird das Portfolio von Dell durch den ProSupport: mit optionaler Garantieerweiterung auf 5 Jahre, 24/7-Erreichbarkeit, Remote-Tools, Realtime-Monitoring und Predictive Analytics sowie Techniker-Reaktionszeiten von 4 Stunden bei geschäftskritischen Systemen. "Wenn ein teurer Designer 4 bis 8 Stunden ausfällt, sollte das nicht daran liegen, dass man an den monatlichen 20 bis 50 Euro für den Support gespart hat", gibt Luther zu bedenken.

Digitalisierungs-Trends in der Fertigung - Foto: Dell

Digitalisierungs-Trends in der Fertigung

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"Die Arbeit wird sich mit VR verändern"

Nach unseren VR-Versuchen mit Smartglasses und Controllern auf dem Dell-Stand erläutert Daniel Volke, Leiter Softwareentwicklung VR bei der Volke SE, dass wir gerade Cloudmodelling genutzt haben. Die cloudbasierte VR-Lösung ist eine Eigenentwicklung von Volke und läuft auf stationären und mobilen Dell Precision Workstations. Ohne die wäre ein performantes Arbeiten mit VR gar nicht möglich, so Volke.

Cloudmodelling verlegt das Modellieren und Designen in den virtuellen Raum. Dort lassen sich Kurven- und Flächenmodelle sehr schnell aufbauen. Und das in Großperspektive, wodurch Modelleure und Designer etwa Proportionen besser erkennen. Das gibt mehr Freiheit, Dinge auszuprobieren - ganz einfach per Copy-and-Paste.

Was Daniel Volke besonders freut: "Designer und Modelleure können sogar zur selben Zeit am Modell arbeiten und gemeinsam Flächen und Kurven formen. Diese Zusammenarbeit war auch im traditionellen Modellbau wichtig, um effizient Formen zu entwickeln. Und das wollten wir in die VR-Welt hinüberretten. Bislang mussten Exterieur- und Interieur-Modelle getrennt aufgebaut werden, da zum Modellieren Clay verwendet wurde, ein Material ähnlich wie Kinderplastilin. Jetzt ist alles in einem Modell, Interieur und Exterieur werden gemeinsam entwickelt und passen auch zusammen."

Zeitgleich können in einem VR-Raum bis zu zehn Kollegen von überall aus miteinander arbeiten. Sie brauchen nicht einmal CAD-Erfahrung, da Cloudmodelling intuitiv zu bedienen ist. Die Simulation kann sich einklinken und Fragen klären wie: Ist genug Platz, um Heizgerät oder Motor leicht einzubauen und zu warten? Auch Werkzeugbauer und Fertigungsplaner können sich beteiligen. Das spart Entwicklungszeit und reduziert die Kosten für Neu- und Re-Design.

Volke blickt in die Zukunft: "VR verändert die Arbeit der Designer und Modelleure, ebenso profitieren Konstrukteure und Planer davon. Vielleicht sind dann weniger große Konstruktionsbüros nötig, weil Lösungen wie unser Cloudmodelling das Arbeiten ortsunabhängig machen und Heimarbeit ermöglichen. Und wer flexible Arbeitsmodelle anbieten kann, ist für Mitarbeiter wie Bewerber attraktiv. Mitarbeiter, die keine Zeit im Stau vergeuden, gewinnen an Lebensqualität und hinterlassen einen positiveren CO2-Abdruck."

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