ROI durch überlegenes Engineering-Design maximieren

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Der Druck, Produkte schneller auf den Markt zu bringen, veranlasst Unternehmen, genauer zu prüfen, wie Arbeit in CAD-Systemen erledigt wird. Fortgeschrittene Funktionen in CAD-Tools ermöglichen es Unternehmen, mühsame Tätigkeiten zu eliminieren und die Design-Produktivität zu verbessern. Dieser Artikel beleuchtet die Fähigkeiten von CAD-Software und wie sie den Engineering-Design-Prozess verbessern kann.

Die Druckfaktoren, denen Unternehmen ausgesetzt sind

Zunächst einen Schritt zurück: Welche Druckfaktoren treiben die Notwendigkeit an, den Engineering-Design-Prozess zu verbessern? Eine detaillierte Studie der Aberdeen Group an über 400 Unternehmen ermittelte die wichtigsten Druckfaktoren in der Industrie.

Führende Druckfaktoren für Unternehmen

Die Notwendigkeit, Produkte schnell auf den Markt zu bringen, und die Kundennachfrage nach niedrigeren Kosten sind die größten Druckfaktoren, denen die meisten Unternehmen heute ausgesetzt sind. Der Bedarf, Produkte schnell zu lancieren, ist keine Überraschung: Die Markteinführung vor der Konkurrenz ermöglicht es Unternehmen, Umsätze zu generieren und Entwicklungskosten zu amortisieren, bevor Wettbewerber ähnliche Produkte veröffentlichen.
Die Kundennachfrage nach niedrigeren Kosten bei hoher Qualität wächst, besonders in der sich erholenden Wirtschaft. Kunden prüfen ihre Ausgaben sorgfältig, in der Hoffnung auf einen höheren ROI für ihren Kauf. Diese Kriterien erhöhen die Komplexität des Designprozesses, besonders bei der Einhaltung von Branchenstandards und -vorschriften.
Die Balance dieser Anforderungen mit wettbewerbsfähigen Zeitplänen macht deutlich: Die Verbesserung des Engineering-Design-Prozesses ist ein notwendiges Ziel. Dafür sind verbesserte Workflows und die Flexibilität erforderlich, verschiedene Designs schnell zu analysieren, um Kosten-Qualitäts-Abwägungen zu treffen. Effektivere CAD-Software kann einen besseren Designprozess fördern und Unternehmen ermöglichen, neue Marktchancen zu nutzen.

Hindernisse, die die Designeffizienz verringern

Eine Vielzahl von Designherausforderungen behindert und verhindert manchmal, dass Unternehmen widerstreitende Designziele rechtzeitig ausbalancieren, um Marktchancen zu nutzen. Die Abbildung zeigt die größten Designherausforderungen, denen Unternehmen im Engineering-Design-Prozess begegnen.

Hindernisse im Engineering-Design-Prozess

Das größte Hindernis für Unternehmen ist, dass Projekte häufig während des gesamten Prozesses Designänderungen erfahren. Designparameter werden während der Entwicklung oft geändert, um Funktionen und Situationen zu berücksichtigen, die ursprünglich nicht bedacht waren.
Dies resultiert aus mangelndem Einblick in die Interaktion von Baugruppen oder Problemen mit der Fertigbarkeit. Häufige Änderungen der Designparameter behindern den Designprozess, da Konstrukteure vorherige Arbeit verwerfen und sich auf neue Methoden konzentrieren müssen, um die neuen Anforderungen zu erfüllen. Je später diese Änderungen im Designprozess auftreten, desto schwieriger ist es, sie zu beheben. Werden die Informationen nicht korrekt an die Fertigung weitergegeben, kann dies zu Zeitverlust, höheren Kosten und erhöhtem Materialverschleiß führen.

Designprozessverbesserung durch CAD

Um zu sehen, wie Unternehmen CAD erfolgreich zur Unterstützung ihrer Designeffizienz einsetzten, dokumentierte der Aberdeen-Report die Leistung der Teilnehmer und kategorisierte sie als Best-in-Class, Industry Average oder Laggard (unterste Perzentile). Fünf Schlüsselkennzahlen wurden verwendet, um den Erfolg bei der Bewältigung der Druckfaktoren zu messen.

Erfüllte Druckfaktoren in Unternehmen

Best-in-Class-Unternehmen erzielten hohe Erfolgsquoten und erfüllten alle Druckfaktoren zu rund 90 %. Sie balancierten ihre Designprozessziele mit den widerstreitenden Druckfaktoren, denen Unternehmen allgemein ausgesetzt sind. Industry-Average-Unternehmen erreichten ca. 80 % Erfolgsquote, während Laggards ihre Ziele kaum erreichten.
Best-in-Class zeigte, dass der effektive Einsatz von CAD-Software im Designprozess die Entwicklungszeit seit der letzten CAD-Einführung um 30 % reduzierte. Das ist doppelt so viel Verbesserung wie bei Industry-Average-Unternehmen. Laggards verzeichneten keine Veränderung der Entwicklungszeit nach ihrer letzten CAD-Einführung.

Entwicklungszeit-Veränderung

Alle teilnehmenden Unternehmen verzeichneten seit ihrer letzten CAD-Einführung gewisse Leistungsverbesserungen. Best-in-Class-Unternehmen erzielten jedoch weitaus größere Renditen durch die Verbesserung ihres Engineering-Design-Prozesses. Dazu gehören Reduzierungen der Gesamtproduktkosten, Entwicklungskosten und der durchschnittlichen Zeit für die Umsetzung eines Engineering Change Orders. Die Abbildung zeigt, in welchen Bereichen sich die Leistung für jede Kategorie verbesserte.

Unternehmensleistungsverbesserungen

Designbeschränkungen und Verwaltung von Designkonfigurationen

Sie fragen sich vielleicht, warum Best-in-Class-Unternehmen eine bessere Rendite erzielen als andere, wenn alle die gleiche CAD-Lösung implementierten? Der Report identifizierte viele Bereiche, in denen die besten Unternehmen CAD zur Effizienzsteigerung nutzten, die von Wettbewerbern übersehen wurden.
Der erste Bereich war Designbeschränkungen und die Verwaltung von Designkonfigurationen, die automatisch durch die CAD-Software durchgesetzt werden.

CAD-durchgesetzte Constraints

1. Sie etablierten standardisierte Designregeln und -beschränkungen, die es ihnen ermöglichten, innerhalb ihrer bekannten Grenzen zu designen. Durch die Einbindung der Fertigung in den Designprozess konnte deren Wissen und Expertise verhindern, dass Baugruppen designed werden, die nicht gefertigt werden können.
2. Sie entwickelten Konfigurationsregeln zur Automatisierung der Erstellung neuer Features und Teile. Standardisierte Designregeln ermöglichen es Ingenieuren, Features automatisch basierend auf eingegebenen Parametern zu erstellen. Durch die Automatisierung von Features über verschiedene Konfigurationen hinweg wurde der Designprozess beschleunigt und die Notwendigkeit, bereits geleistete Arbeit zu wiederholen, reduziert.

Planung für große und komplexe Baugruppen

Je größer und komplexer die Baugruppe, desto kostspieliger können Verzögerungen sein und die Produktqualität beeinträchtigt werden. Durch die Vorbereitung auf komplexe Baugruppen verschafften sich Best-in-Class-Unternehmen einen Vorsprung. Ziel war es, von Anfang an effektiv zu planen und Ingenieure mit institutionellem Wissen auszustatten.

Berücksichtigung komplexer Baugruppen

1. Sie begannen mit der Entwicklung eines Designprozesses durch Erstellung eines groben Referenzmodells.
2. Weiterhin planten sie Baugruppen top-down für jedes Teil im Modell. Die Referenzen wurden in der Designphase zur Planung genutzt. Jedes Design wird dann unter Verwendung der groben Version der endgültigen Baugruppe als Benchmark entwickelt. Dies ermöglicht Flexibilität im Modell, sodass Änderungen leicht vorgenommen werden können, während sich das Design weiterentwickelt.
3. Sie beteiligten sich stärker an Best Practices bei standardisierten Designregeln und -richtlinien im Vergleich zu Wettbewerbern. Dies erlaubt allen Designern, vom kollektiven Erfahrungsschatz und Lernen des Unternehmens zu profitieren.

Schlechte Modellierungspraktiken können zu Modellen führen, die schwer zu ändern sind, ohne Referenzen zu verlieren oder totale Modellfehler zu verursachen. Dies verzögert den Designprozess und verlängert die Time-to-Market. Standardisierte Unternehmensrichtlinien gewährleisten auch Konsistenz über Modelle hinweg, was weiterhin sicherstellt, dass Produkte innerhalb von Constraints und Qualitätszielen bleiben.

Designprozess mit CAD verbessern

Der Wechsel zu einem CAD-Tool bedeutet nicht, dass man Verbesserungen erwarten kann, indem man lediglich die Software kauft. Verbesserungen wurden durch CAD-Software erreicht, indem der Engineering-Design-Prozess selbst verbessert wurde. Man kann Verbesserungen durch den Wechsel von CAD-Programmen sehen, aber um Ergebnisse wie bei Best-in-Class zu erzielen, muss das Unternehmen seinen Designprozess weiter vorantreiben.

Verbesserungen sind zu erwarten, wenn die bestehende CAD-Software spürbare und festgelegte Limitationen aufweist, die andere Softwares am Markt nicht haben. Unternehmen, die die richtigen Fähigkeiten implementieren und diese effektiv einsetzen, können Leistungsverbesserungen auf dem Niveau von Best-in-Class erwarten.

Glauben Sie, Ihr bestehender Designprozess hat Verbesserungspotenzial? Was würden Sie gerne in Ihrem Engineering-Design besser implementiert sehen, um Produktivitätsverbesserungen zu erzielen?