Bis 2019 werden weltweit bereits 75 Prozent der Industriebetriebe ihre Wertschöpfungskette durch digital vernetzte Prozesse und Objekte transformieren. So können sie ihre Reaktionszeit und Produktivität um bis zu 15 Prozent steigern, prognostiziert eine IDC-Studie, die von Dassault Systèmes in Auftrag gegeben wurde. Wer die Weichen jetzt nicht richtig stellt, wird von den Wettbewerbern abgehängt. Um das zu vermeiden, ist vor allem eine durchgängige Datenbasis notwendig. Über eine Plattform wie die 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes können Konstruktionsdaten unternehmens- und abteilungsübergreifend verwaltet werden. Damit Unternehmen ihre Effizienz und Produktivität aber tatsächlich steigern können, müssen veraltete Organisationsstrukturen aufgebrochen werden. Das bedeutet das Ende von Abteilungssilos und erfordert eine Änderung der Gewohnheiten und Einstellung der Mitarbeiter.

Vernetzte Arbeit als Chance

Durch intelligente Vernetzung werden zudem Unternehmensgrenzen überwunden: Produkte werden von verschiedenen Akteuren kooperativ entworfen. Die Konstrukteure können alle, die am Prozess beteiligt sind, effektiv steuern – auch Lieferanten. Sie können den Kollegen dort zum Beispiel einen Ad-hoc-Zugang zu den relevanten Daten geben. Auf deren Basis kann der Konstrukteur beim Lieferanten ein Bauteil, das er später zuliefern soll, exakt so konstruieren, dass es in die gewünschte Umgebung, etwa die Baugruppe, passt. Er hat auch die Möglichkeit, einen Kommentar abzugeben, wenn er einen Entwurf nicht für sinnvoll hält. Produktentwicklungsprozesse werden dadurch vielseitiger und detailreicher.

Das heißt: Von der Definition der Anforderungen bis zum fertigen Produkt und sogar bis zur Vermarktung und zum Recycling – diese Schritte waren früher getrennt, werden jetzt aber von Anfang an ganzheitlich bedacht und geplant. Konstrukteure fragen heute nicht mehr: „Was will ich entwickeln?“, sondern „Wie will ich es entwickeln?“ Es steht also der Entwicklungsprozess im Fokus – er entscheidet über die Realisierung eines Produkts.

Dabei helfen virtuelle Tests dem Konstrukteur dabei, mit neuen Entwürfen zu experimentieren. Denn die Simulations-anwendung greift direkt auf die Konstruktionsdaten aus dem CAD-Programm zu und errechnet auf Knopfdruck, ob verschiedenste physikalische Eigenschaften wie Festigkeit, Wärmeleitung, Rheologie und vieles andere mehr einen sicheren Betrieb erlauben. Falls nicht, wird die Konstruktion so lange verändert, simuliert und erneut angepasst, bis die physikalischen Eigenschaften stimmen und eine für die Fertigung sinnvolle Konstruktion und Produktionsweise herauskommt.

Mehr Freiheiten durch neue Fertigungstechniken

Angst vor Rationalisierung muss der Konstrukteur trotz digitaler Transformation aber nicht haben. Denn er und sein profundes Fachwissen werden nicht überflüssig. Im Gegenteil: Es kommen neue Aufgaben hinzu, die mehr Verständnis für Prozesse, Systeme und die Kunden erfordern. Er muss sich weiterbilden und offen für neue Herausforderungen bleiben. Durch die enge Zusammenarbeit mit anderen Fachdisziplinen wird Kommunikation zunehmend wichtiger. Läuft diese reibungslos, eröffnet das ganz neue Freiheiten – es bleibt mehr Raum für Kreativität.

Diese Konstruktionsfreiheiten werden auch von neuen Fertigungstechniken wie der additiven Fertigung unterstützt. Lange stand hier das Rapid Prototyping, also die Herstellung von Design-Prototypen, im Vordergrund. Heute können Nutzer echte Teile aus dem Original-Werkstoff fertigen. Das Verfahren ermöglicht immer leichtere Bauteile, die absolut stabil sind und aus möglichst wenig Material konstruiert werden können. Software, die gute Geometrien entwickelt und das Verhalten unter Last berechnet, gibt es seit vielen Jahren. Dank 3D-Druck lassen sich jetzt aber auch komplexe und schwierige Geometrien realisieren. Dazu zählen beispielsweise Strukturen in Hohlkörpern, sogenannte Lattice-Strukturen. Deren Topologie kann zunehmend optimiert werden, da fast jede Geometrie mit dem 3D-Druck auch gefertigt werden kann.