Ihre Checkliste zur Einführung der geometrischen Bauteilsuche

09. Jan 2018

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Der erste Schritt ist schon mal getan. Sie denken ernsthaft darüber nach, die Teileverwendung in Ihrem Unternehmen zu systematisieren. Woran sollten Sie denken, wenn Sie eine derartige Lösung in Ihrem Unternehmen einführen wollen? Mit der folgenden Zusammenstellung von wichtigen Informationen, wollen wir Ihnen ein paar Tipps und Anregungen geben.

Wie die Verfahren grundsätzlich funktionieren, ist für Sie hier schon mal zusammengefasst: http://blog.simuform.com/geometrische-aehnlichkeitssuche-was-ist-das

 

Ihr 10-Punkte Plan zur Einführung einer geometrischen Bauteilsuche

Im folgenden Beitrag geben wir einen Überblick über wichtige Dinge, die Sie bei der Einführung einer Lösung für die geometrische Suche und geometrische Ähnlichkeitssuche beachten können. Dabei gehen wir auf die folgenden 10 Punkte ein und haben diese Themen für Sie aufbereitet:

 

Punkt 1: Datenformate - CAD Formate und mehr
Punkt 2: Vorbereitung - Klassifizierung? Bitte nicht.
Punkt 3: Qualität der Suche und Invarianz - Was bedeutet das? 
Punkt 4: Vorbereitung - Automatisierte Prozesse
Punkt 5: Einfache und intuitive Anwendung
Punkt 5.1: Baugruppen nicht vergessen - Die Spreu vom Weizen trennen
Punkt 6: Flexibilität in der Suche - Wie schärfe ich mein Ergebnis?
Punkt 7: Altdaten - Was ist mit den 2D-Daten?
Punkt 8: Erweiterung - Ist das eine Einbahnstraße?
Punkt 9: Lizenzierung - Was ist mit gelegentlicher Nutzung?
Punkt 10: Inbetriebnahme - Wie schnell kann man starten?

 

Punkt 1: Datenformate - CAD Format und mehr

Für eine geometrische Suche bzw. für eine geometrische Ähnlichkeitssuche sollte ein 3D-Modell vorhanden sein. Doch in welchem Format sollte das vorliegen? 
Ihre neue Software zur geometrischen Bauteilsuche sollte möglichst unabhängig vom 3D CAD-System sein, das Sie in Ihrem Unternehmen einsetzen. Die CAD-Daten sollten direkt ohne Konvertierung in ein Schnittstellenformat (STEP, STL, etc.) verarbeitet werden können. Dabei sollte es auch möglich sein, unterschiedliche CAD-Formate zu mischen. Das ist sinnvoll, um auch eine formatübergreifende Suche über alle Teile zu ermöglichen. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass z.B. Modelle im SolidWorks-Format mit Modellen im Creo-, Catia- oder NX-Format verglichen werden.


Punkt 2: Vorbereitung - Klassifizierung? Bitte nicht.

Die Klassifizierung der Modelle im Datenbestand ist ein mühsames Unterfangen. Oft nehmen Interessenten fälschlicher Weise an, dass für die Einführung einer geometrischen Ähnlichkeitssuche nach dem o.g. Prinzip eine Klassifizierung der Daten erforderlich ist. Das ist nicht richtig.

Am Markt sind auch Verfahren im Einsatz, die für die geometrische Bauteilsuche zwingend einer Klassifizierung benötigen. Die zwingende Klassifizierung der Modelle als Vorbereitung einer geometrischen Bauteilsuche hat eine Reihe von Nachteilen. Hierzu gehöre beispielsweise:

  • Großer Aufwand beim Anlegen der Klassenmerkmale.

  • Einrichten komplexer Regelwerk.

  • Die Klassenmerkmale können in den meisten Fällen nur in der Konstruktion genutzt werden. Der Vertrieb, die AV oder der Einkauf können damit kaum etwas anfangen.

  • In vielen Fällen ist es erforderlich, dass bestimmte Konstruktionsrichtlinien eingehalten werden.

In diesem Zusammenhang sollte man unbedingt darauf achten, ein System einzuführen, das keiner Klassifizierung bedarf, um im Datenbestand ähnliche Teilen zu finden.


Punkt 3: Qualität der Suche und Invarianz - Was bedeutet das? 

Im Fachjargon spricht man von einer Koordinaten-, Symmetrie- und Rotationsinvarianz bei der Suche. Das bedeutet, die 3D-Zeichnungsteile können im Raum beliebig positioniert und gedreht sein. Ihre Lage im Raum darf keinen Einfluss auf das Suchergebnis haben. Das ist ein sehr wichtiges Merkmal für ein leistungsstarkes System. In der Praxis bedeutet es, dass der Anwender sich nicht darum kümmern muss, wie die Zeichnungsteile im Raum ausgerichtet sind. Das Finden von Bauteilen wird dann einfacher. Einen einfachen Test können Sie hier selber schnell erstellen.

Kopieren Sie ein beliebiges, CAD-Modell und drehen es im Raum in mehreren Schritten. Für jeden Schritt speichern Sie das Modell ab. So erstellen Sie sich eine Reihe von duplizierten Modellen, die lediglich im Raum eine verdrehte Position einnehmen.

Im zweiten Test wiederholen Sie diesen Vorgang. Das machen Sie dann für ein achsensymmetrisches Zeichnungsteil. Dabei sollte eines davon Ihr Referenzbauteil sein. Mit dem anderen Zeichnungsteil verfahren Sie wie oben beschrieben. Damit stellen Sie sicher, dass eine überlagerte Rotations- und Symmetrieinvarianz gewährleistet ist.

Abschließend können Sie diesen Test wiederholen und die Bauteile im Raum verschieben. dass die Klassifizierende Verfahren haben in diesem Zusammenhang durchaus schon ihre Grenzen. Damit stellen Sie sicher, dass Koordinaten-, Rotations- und Symmetrieinvarianz gegeben ist.


Punkt 4: Vorbereitung - Automatisierte Prozesse

Der Erfolg bei der Einführung einer derartigen Lösung im Unternehmen steht und fällt mit der Akzeptanz bei den Anwendern. Da kann man sich schon denken, dass jeder Vorgang, um den sich ein Anwender kümmern muss, schon zum Tode verurteilt ist, weil es vergessen wird, weil dafür keine Zeit ist und weil es einfach lästig ist. Daher sollten alle Prozesse, die für die dauerhafte Nutzung eines derartigen Systems erforderlich sind zu 100% automatisiert im Hintergrund ablaufen. Der Anwender muss damit nicht belästigt werden. Schließlich soll ihn die Software unterstützen und kein Klotz am Bein sein.


Punkt 5: Einfache und intuitive Anwendung

Heute hat kein Anwender die Zeit und die Lust mit einer komplizierten Software zu arbeiten. Der Umgang mit der Software muss daher einfach und unkompliziert sein. Das ist oberstes Gebot. Es sollten keine Parameter eingestellt werden, um ähnliche Teile zu finden. Das Ergebnis der Suche muss auch schnell visualisiert. Aus jeder Situation heraus muss der Anwender schnell passende Ergebnisse finden:

  • Im Datenbestand.
  • Mit dem CAD- PDM- ERP-System.
  • In Verbindung mit externen Daten.
  • Mit Digitalisierungsgeräten (3D-Scanner, Handscanner)

Das Finden von Daten aus CAD-System muss sehr schnell und einfach erfolgen. Das CAD-System ist das wichtigste Arbeitsmittel des Konstrukteurs. So sollte es nur einen Knopfdruck bedürfen ein ähnliches Teil zu finden, das der Konstrukteur gerade in seinem CAD-System geladen hat oder dabei ist, eines zu erstellen.

Das Finden von Daten aus dem Bestand muss flexibel sein. So sollte man über alle verfügbaren Attribute, Stammdaten und sonstigen Metadaten (Bestelltexte aus dem ERP-System, Prozesslaufkarten bei der AV, etc.) oder Dokumenten den Einstieg finden können. Besonders effizient ist es, wenn der Anwender ein passendes Teil finden kann, ohne es zu zeichnen. Oft wird angenommen, man müsse erst ein Bauteil zeichnen, um dann nach einem ähnlichen Zeichnungsteil zu suchen. Das sollte nicht der Fall sein. So sollte es möglich sein, den Datenbestand zu sichten, zu prüfen und nach Maßen zu suchen. Sie suchen z.B. einen L-Winkel mit 2 Bohrungen und einer Schenkellänge von 45 mm. So sollte der Konstrukteur die Flexibilität haben, nach derartigen Informationen im Bestand passende Bauteile zu finden, ohne es vorher zu zeichnen.

Nun kommt es aber auch vor, dass ein Anwender ein Zeichnungsteil vom Kollegen eines anderen Standorts als STEP zugeschickt bekommen hat, oder ein Bauteil aus einem Online-Normteilekatalog heruntergeladen hat und ad hoc prüfen will, ob es ähnliche Teile im Bestand gibt. Auch für diesen Anwendungsfall sollte man schnell zum Ziel kommen, ohne sich mit der Technik auseinandersetzen zu müssen.


Punkt 5.1: Baugruppen nicht vergessen - die Spreu vom Weizen trennen

Will man auch ähnliche Baugruppe finden? Sicher ist das eine sinnvolle Sache. Hier stoßen Verfahren mit einer Klassifizierung oft an Grenzen. Eine Software für die geometrische Ähnlichkeitssuche sollte in der Lage sein, auch passende ähnliche Baugruppen zu identifizieren. Schnell und zuverlässig. Da Baugruppen oft deutlich größer und komplexer sind als Einzelteile, sollte man darauf achten, dass die eingesetzte Software dazu in der Lage ist. Manche Hersteller haben eine geringe Auflösung bei der Erkennung ähnlicher Teile. Dann ist das Ergebnis der Ähnlichkeitssuche für Baugruppen nicht zuverlässig.

Sie fragen sich wo das Anwendung finden kann? In der Praxis kommt es häufig vor, dass bestimmte Bauteile in einem Stück hergestellt werden, andere sehr ähnliche hingegen aus mehreren Einzelteilen. Das kann fertigungstechnische oder betriebswirtschaftliche Gründe haben. So liegen dann im Bestand Modelle von gleichen oder ähnlichen Zeichnungsteilen als Einzelteil (Gussteile) mal als Schweißbaugruppe (aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt) vor. Die Software sollte in der Lage sein, unabhängig vom Einzelteil oder Baugruppe die passenden Treffer zu identifizieren und zu visualisieren.


Punkt 6: Flexibilität in der Suche - Wie schärfe ich mein Ergebnis?

Beim Finden der passenden Daten will jeder Anwender sein Ergebnis schärfen. Schärfen bedeutet hier, den Grad der Ähnlichkeit zu variieren oder nach ausgewählten Attributen oder Bauteilmaßen zu filtern.

Ähnliche Teile alleine angezeigt zu bekommen ist nicht immer das was der erfahrene Anwender möchte. Die technischen Anforderungen bedürfen einer Schärfung des Suchergebnisses. So will der Anwender ähnliche Treffer für einen L-Winkel finden, die gleichzeitig aus einem Bestimmten Werkstoff gefertigt werden und nicht breiter sind als 15 mm. Gleichzeitig sollte der Grad der Ähnlichkeit einstellbar sein, um auch über den Tellerrand hinausschauen zu können.


Punkt 7: Altdaten - Was ist mit den 2D-Daten?

Was ist eigentlich mit den ganzen 2D-Altdaten? Sie werden zwar weniger häufig genutzt, doch die lange Lebensdauer der Maschinen und Anlagen erfordert es, auf Altdatenbestände zurückzugreifen. Eine Lösung für das Finden von Daten und Informationen sollte in der Lage sein, auch 2D-Daten und Altdatenbestände (Legacy Data) zu berücksichtigen. Diese sollten über vorhandene Informationen durchsucht werden können.

 


Punkt 8: Erweiterung - Ist das eine Einbahnstraße

Hier stellt sich die Frage, wie flexibel ist das System unterschiedliche Datenquellen für die Suche aufzunehmen. Kann ein PDM-System angebunden werden? Ist der Betrieb mit einer parallel laufenden Datenablage auf einem Fileserver auch möglich? Wie sieht es mit der Anbindung eines ERP-Systems aus? Wird eine Mehrsprachigkeit unterstütz? Bei der Anbindung diverser Datenquellen sollte das System flexibel als auch ausbaufähig sein.

Lässt sich das System auch mit Funktionsbausteinen erweitern, die zukünftig für ein Unternehmen auch nützlich sein können. Dazu gehören Prozess-Automatisierung, Ansteuerung des Vergleichs über Drittsysteme, Standort übergreifende Nutzung, Erstellung von Reports und eigenständige Visualisierung von Daten.

Die Visualisierung von 3D-Daten ist heute in den Unternehmen ein wichtiges Thema. Nicht jeder hat einen CAD-Arbeitsplatz. Doch häufig müssen 3D-Daten schnell visualisiert werden, überlagert werden. Dabei wäre es auch sinnvoll ein Maß abzugreifen, um eine qualifizierte Entscheidung zu treffen. Eine leistungsstarke Software sollte das mit anbieten. Somit kann man im Datenbestand Daten finden, vergleichen und einfach visualisieren.

Wie sieht es mit der Sicherheit und Vertraulichkeit der Daten aus? Gibt es ein Rechtesystem oder kann die Software mit bestehenden Rollen und Rechtesystemen synchronisiert werden. Je nach Anwendungsfall sind diese Punkte ebenfalls zu prüfen.


Punkt 9: Lizenzierung - Was ist mit gelegentlicher Nutzung?

Softwarelizenzierung ist ein Graus für jeden Nutzer. Die meisten am Markt vorhandenen Softwareprodukte werden als named user Lizenzen oder auch node locked Lizenzen bereitgestellt. Das sind Arbeitsplatz gebundene Lizenzen, die letztlich in Ihrer Flexibilität eingeschränkt sind. Schließlich sucht ja ein Anwender nicht 8 Stunden am Tag nach Daten und Zeichnungsteilen. Damit ist die Lizenz an den Anwender gebunden kann aber im Unternehmen nicht wirkungsvoll genutzt werden. Alle Anwender mit einer derartigen Software auszustatten wird dann wieder um sehr teuer. Die einen nutzen es häufig, andere weniger häufig usw.

Weitaus attraktiver sind floating Lizenzen. Gelegentlich wird diese Lizenzierung auch als Netzwerklizenz bezeichnet. Diese floating Lizenzen können im Netzwerk des gesamten Unternehmens "floaten". Von jedem Arbeitsplatz aus kann dann die Software genutzt werden, der aktuell Bedarf hat. Natürlich können nur so viele Instanzen der Software gleichzeitig gestartet werden, wie Lizenzen verfügbar sind. Diese Lizenzierungsform hat eine deutlich größere Reichweite und Verfügbarkeit als die oben genannte Arbeitsplatz gebundenen Lizenzen.

Eine Steigerung der floating Funktionalität der Lizenzen kann durch Software Activity Control erreicht werden. Auf diese Weise wird überprüft, ob die gestartete Instanz der Software auch aktiv ist. Haben Sie also die Software standardmäßig beim Hochfahren des Rechners gestartet z.B. durch die Autostart-Funktion, nutzen Sie diese aber nicht aktiv, dann wird im Regelfall eine Lizenz verschwendet. Software Activity Control gibt diese Lizenz an den Lizenzmanager zurück. Sollten alle Lizenzen vergriffen sein, kann der Anwender auf die nächste verfügbare Lizenz warten. Die Reichweite und die Verfügbarkeit der floating Lizenz für durch Software Activity Control um etwa 20% gesteigert.

Miete, Kauf oder On-Premises kurz On-Prem? Hier muss jedes Unternehmen für sich entscheiden. Ein traditionelles Kauf-Modell mit jährlicher Wartung ist heute weitestgehend antiquiert. Bei diesem Modell trägt das Unternehmen in der Regel hohe Investitionskosten für die Software und muss jährliche Wartungsgebühren zahlen. Diese Wartungsgebühren liegen, je nach Hersteller zwischen bei 15% und 20% des Kaufpreises. Das Unternehmen ist starr an die Anzahl der Lizenzen gebunden und kann hier kauf Veränderungen vornehmen, es sei Lizenzen hinzukaufen.

Das Miet-Modell stellt eine kleine Abwandlung des Kauf-Wartungsmodells dar. Hier wird der Kaufpreis der Software mit den Wartungskosten für beispielsweise 48 Monate berechnet und die Gesamtsumme auf 4 Jahre verteilt. Da der Mietvertrag innerhalb der ersten 48 Monaten nicht gekündigt werden kann, liegt der Vorteil nur in der Buchhaltung. Mietkosten können vollständig als Betriebskosten verbucht werden. Investitionskosten können hingegen über 5 Jahre abgeschrieben werden.

Das On-Premises Modell ist hingegen ein sehr flexibles Modell. Es unterscheidet sich zunächst von Saas Modellen dahingehend, dass die Software nicht auf einer Cloud-Lösung betrieben wird, sondern auf einer Hardware / virtuelle Umgebung des Unternehmens, des Lizenznehmers. Das Unternehmen hat somit jederzeit die Hoheit über die Daten auf dem System. Diese liegen in seiner Obhut und verlassen nicht das Unternehmen. Gerade im Automotive-Umfeld ist das ein wesentlicher Faktor. Beim On-Premises Modell sind im jährlichen Nutzungspreis oft die gesamten Kosten für Wartung, Update, Upgrade sowie Remote-Überwachung beinhaltet. Einige Hersteller inkludieren auch alle Dienstleistungen ein, die bei einem möglichen major Upgrade anfallen würden. Zudem liegt die Flexibilität des On-Premises Modell darin, dass Lizenzen auch jährlich gekündigt werden können. Damit ist man nicht starr gebunden. Damit hat ein Unternehmen hinsichtlich der Risikobewertung einer neuen Anschaffung weniger bedenken.


Punkt 10: Inbetriebnahme - Wie schnell kann man starten?

Es ist ein entscheidender Faktor, wieviel Aufwand Sie zu einbringen müssen, eine derartige Lösung in Betrieb zu nehmen und dauerhaft in Betrieb zu halten. Liegt die Datenaufbereitung bei Ihnen im Unternehmen? Müssen Sie sich mit den technologischen Themen befassen oder liegt der vollständige dauerhafte Betrieb der Gesamtlösung in der Verantwortung des Herstellers?

Was passiert, wenn Sie Ihr CAD-System auf eine höhere Version upgraden? Welche Auswirkungen hat das auf Ihr System? Ein leistungsstarkes System ist hier unabhängig vom CAD-Format und somit auch unabhängig vom Upgrade-Prozess der internen CAD-Systeme. Eine moderne Lösung im Bereich der geometrischen Suche, geometrischen Ähnlichkeitssuche oder auch Enterprise Search sollte robust auf derartige interne Veränderungen sein. Es sollte auch sichergestellt sein, dass die Anbindung an Ihre Systemlandschaft mit einem Software-Upgrade des Herstellers nicht angepasst werden muss. Bei rein klassifizierenden Verfahren ist das oft ein möglicher Schwachpunkt. Ändert sich das Modell geringfügig bei einem CAD-Upgrade müssen ggf. die gesamten Regelwerke angepasst und überarbeitet werden. Das könnten eine dauerhafte Baustelle werden.