CAx, CAD, CAM, FEM, DMS – das erinnert fast an das Lied mfG von den Fantastischen Vier. Auch in der Industrie kann man sich vor Abkürzungen aus dem digitalen Zeitalter kaum retten. Doch was steht eigentlich hinter den Abkürzungen? Was sind z.B. CAD Daten und welche Bedeutung haben diese für die Industrie?
Wofür steht CAx?
Unter der Abkürzung CAx werden alle rechnergestützten Technologien zusammengefasst, die in der fertigungsbezogenen angewandten Informatik, im Product Lifecycle Management (PLM) und der Produktionswirtschaft verwendet werden. Das „x“ steht hier als Platzhalter für verschiedene Buchstaben bzw. Technologien. Unter anderem sind zu nennen:
- CAD: computer-aided design – rechnergestützte Konstruktion
- CAE: computer-aided engineering – rechnergestützte Entwicklung
- CAM: computer-aided manufacturing – rechnergestützte Fertigung
- CAP: computer-aided planning – rechnergestützte Planung
- CAPP: computer-aided process planning – rechnergestützte Fertigungsplanung
- CAQ: computer-aided quality assurance – rechnergestütztes Qualitätsmanagement
Der Produktlebenszyklus beginnt mit den CAD Daten!
Richtig gehört! Auch Produkte haben in der heutigen Zeit einen Lebenszyklus. Jedem ist klar, dass in Industrieunternehmen die verschiedensten Produkte gefertigt werden. Was viele aber nicht wissen: Der Produktlebenszyklus von fast jedem Produkt, welches auf dem Schreibtisch, in der Wohnung oder im Einkaufsladen zu finden ist, beginnt schon mit der Erstellung der CAD Daten. Während die Ingenieur:innen und technischen Zeichner:innen früher noch an einem Zeichenbrett standen und in akribischer Handarbeit Zeichnungen erstellt haben, gibt es dafür heutzutage unzählige CAD Programme, die die Arbeit immens erleichtern.
Doch was sind überhaupt CAD Daten? Was für die Konstruktion selbstverständlich ist, wirft bei den Kollegen:innen aus anderen Abteilungen oft Fragen auf.
Wofür steht die Abkürzung CAD?
Die Abkürzung „CAD“ steht für Computer Aided Design, also das Designen und Erstellen von Zeichnungen und geometrischen Modellen eines Produktes mit der Unterstützung von Computerprogrammen – auch CAD-Programme genannt.
Was sind CAD Daten?
Der Begriff CAD Daten ist ein Sammelbegriff für alle Dokumente, die mithilfe einer CAD Software erstellt wurden. Man unterscheidet hierbei die 2D- und 3D-Modellierung (zwei- und dreidimensional):
In der 3D-Modellierung wird oft von CAD Bauteilen und CAD Baugruppen gesprochen. Schon wieder zwei neue Begriffe?
Was sind CAD Bauteile und CAD Baugruppen?
Die 3D-Modellierung beginnt in der Regel mit der Erstellung einer zweidimensionalen Skizze. Aus dieser wird dann mit der entsprechenden CAD Software und unterschiedlichsten Methoden ein dreidimensionales Bauteil erstellt. Dieses wird dann als CAD Bauteil bezeichnet. Mehrere CAD Bauteile können virtuell zu einer CAD Baugruppe zusammengebaut werden. Zu theoretisch?
Um das Ganze zu veranschaulichen kann man sich ein IKEA-Regal vorstellen. Ein Regal besteht aus vielen Einzelteilen. Jedes dieser Einzelteile, sei es die Schraube oder ein Einlegeboden, wurde am Computer entworfen und wird dann als einzelnes CAD Bauteil gespeichert.
Bereits am PC lassen sich diese Bauteile durch verschiedene Abhängigkeiten zusammenbauen, sodass daraus eine CAD Baugruppe entsteht.
Ist die Baugruppe vollständig zusammengebaut, so kann sowohl von den Einzelteilen als auch von der Baugruppe eine Zeichnung mit Maßen und Stücklisten erstellt werden. Diese dient dann unter anderem der Fertigung zur Herstellung des Produktes, kann aber auch in abgewandelter Form dem Kunden für den Zusammenbau, z.B. als Explosionszeichnung zur Verfügung gestellt werden.
Wofür werden CAD Daten benötigt?
Ursprünglich dienten die CAD Daten hauptsächlich den Industrieunternehmen zur Fertigung der Produkte anhand von Zeichnungen und Stücklisten. Mittlerweile geht der Nutzen von CAD Daten aber weit darüber hinaus. Ein paar Anwendungsbeispiele:
Für CNC-Maschinen
Die CAD Daten können in CAM Programmen weiterverarbeitet werden. So können Produktionsabläufe geplant und schon am PC simuliert werden. Durch Kollisionsprüfungen kann bereits vor der Fertigung überprüft werden, ob es bei der Herstellung zu Kollisionen mit den Werkzeugen der CNC-Maschine kommt. Das erstellte NC-Programm mit den notwendigen Anweisungen für die Maschine kann anschließend direkt in digitaler Form an die Maschine weitergegeben werden. Auch die Anweisungen für die Bediener:innen müssen nicht mehr ausgedruckt werden.
Für 3D-Drucker
Die CAD Daten können direkt an einen 3D-Drucker gesendet werden und so sogar schon zu Hause an dem eigenen 3D-Drucker ausgedruckt werden.
Für FEM-Berechnungen
Für komplexe FEM-Berechnungen (FEM = Finite Elemente Methode) im Bereich Statik, Dynamik, Simulation oder Wärmeverteilung werden CAD Daten benötigt. Mithilfe von FEM-Berechnungen können äußere Einflüsse auf die Produkte, wie Verformungen, Belastungen oder Wärme am PC simuliert und dargestellt werden.
Für die Schaffung von Virtual und Augmented Reality (VR / AR)
Mittels VR- oder AR-fähigen Endgeräten können sich die Kunden:innen sogar virtuell in den 3D-Modellen bewegen oder sie virtuell in ihrer Wohnung oder der Industriehalle platzieren. (Link zum Ausprobieren: AR-Modell eines Bürstner-Wohnmobils).
CAD Daten werden in fast allen Bereichen der Industrie und Technik verwendet. Dies sind unter anderem:
- Architektur
- Bauingenieurwesen
- Maschinenbau
- Elektrotechnik
- Medizintechnik
- …
Neben den nun bereits bekannten CAD Daten fallen während des Lebenszyklus eines Produktes noch viele andere Dokumente an, die es zu verwalten gilt. Dies können z.B. sein:
- Angebote des Lieferanten
- Bestellungen durch den Kunden
- Schriftverkehr
- QS-Dokumente
- Rechnungen
- Lieferscheine
- Bedienungsanleitungen
- …
Um diese ganzen Dokumente strukturiert archivieren zu können, reicht heutzutage eine Windows-Ordnerstruktur oder gar ein Aktenordner aus Papier längst nicht mehr aus. Ziel ist es, alle Dokumente digital und mit möglichst wenigen Klicks zur Verfügung zu haben. Hier kommt das DMS ins Spiel.
Die Abkürzung DMS steht für Dokumentenmanagementsystem und bezeichnet die datenbankgestützte und damit digitale Verwaltung elektronischer Dokumente mithilfe einer entsprechenden Software. Die Produkte erhalten eine digitale Fertigungsakte, in der alle Informationen gesammelt werden können. So hat man nicht nur schnellen Zugriff auf die produktbegleitenden Informationen und damit eine enorme Zeitersparnis, sondern man kann auch schnell Referenzen zu vergleichbaren Produkten finden und hat so ein großes Repertoire, auf das man zugreifen kann. Ein Dokumentenmanagement-System ist daher für innovative Industrieunternehmen unerlässlich.
Erfolgreiches Dokumentenmanagement in der Industrie am Beispiel der Weber GmbH & Co. KG