DÜSSELDORF- Nun endlich mit der Einführung von CAE (Computer Aided Engineering) zu beginnen, riet Dieter Porzel, Vorsitzender der Geschäftsführung der Control Data GmbH, Frankfurt, und VDMA-Mitglied, seinen Verbandskollegen. An keiner anderen Stelle in einem Unternehmen müßten auf so engem Raum so viele Daten eindeutig erzeugt, verarbeitet und verwaltet werden wie in der Konstruktion. Die Hilfsmittel dazu, wiederholt Porzel einen häufig benutzten Vergleich, hätten sich seit der Antike nur unwesentlich geändert. Mit dem folgenden Referat, gehalten auf dem Maschinenbautag 1983 in Düsseldorf, verdeutlichte der CDC-Vorstand die Herstellersicht.
Die Entwicklung war auch in der grafischen Datenverarbeitung vor allem durch die anhaltende Verbesserung des Preis/Leistungsverhältnisses bei der Hardware geprägt und ermöglichte mehr und mehr die Auslagerung von grafischen Funktionen aus den Großrechnern in entsprechende Vorrechner. Nur noch die zur Integration notwendige Datenbank, die besonders wichtige Benutzersteuerung und die rechenintensiven Simulations- und Berechnungsprogramme verbleiben im Zentralrechner- alle geometrischen Funktionen werden nach und nach von der "lokalen Intelligenz" am Arbeitsplatz ausgeführt.
Damit zeigte sich jedoch eine gravierende Schwäche der früher erstellten Einzellösungen: Diese unter ganz individuellen Voraussetzungen entstandene Software kann teilweise nur noch mit beträchtlichen Aufwendungen an die neuen Datenbanken, die neuartigen Hardwaremöglichkeiten und die verbesserten Betriebssysteme angepaßt werden. Mit anderen Worten: Die Vorzüge der immer preiswerter werdenden Hardware können nur dort voll genutzt werden, wo weitgehend Standardsoftware eingesetzt wird.
Denn bei standardisierten Programmen muß der Anbieter schon aus Vertriebsgründen dafür sorgen, daß diese Programme immer auf dem neuesten Stand bleiben. Sie müssen immer viele Forderungen gleichzeitig erfüllen: State-of-the-Art, lauffähig unter den neuesten Betriebssystemen, effizient die neueste Hardware ausnutzen und natürlich alle Schnittstellen des jeweils aktuellen Industriestandards bedienen.
Arbeit anders als früher
Einige der Unternehmen der "ersten Stunde überlegen heute, ob sie nicht ihre zum Teil über zehn Jahre alten Programme besser durch neue Standardsoftware ersetzen sollten, da die Leistungsfähigkeit vielfach in einem unangemessenen Verhältnis zum Pflegeaufwand steht.
Natürlich ist das Arbeiten mit den neuen CAE-Werkzeugen anders als früher. Sowohl inhaltlich als auch organisatorisch sind Änderungen im Betriebsablauf erforderlich. Das ist immer so bei der Einführung neuer Verfahren und Methoden. Wenn diese "Umgewöhnungsphase" aber erst einmal durchschritten worden ist und die umfangreichen Vorzüge einer EDV-gestützten Datenverwaltung erkannt wurden, sind mit den heute bereits vorhandenen Systemen beachtliche Produktivitätssteigerungen möglich.
Die Verbreitung derartiger Rechner ist in der Bundesrepublik noch gering. Ausgehend von rund 5500 Betrieben im Maschinen- und Anlagenbau setzen derzeit nur etwa 110 CAD/CAM ein. Hierbei werden etwa 1200 Arbeitsplätze betrieben, von denen jedoch mindestens die Hälfte noch in der Erprobungs- beziehungsweise Einführungsphase sind.
Bedarfsanalyse ist erster Schritt
Woran liegt es, daß gerade die sonst so aufgeschlossenen Maschinen- und Anlagenbauer hier so verhalten reagieren?
Zwei Gründe kristallisieren sich heraus:
1. Die Systeme sind (noch) zu teuer.
2. Die sofort verfügbare Standardsoftware paßt nicht exakt in den aktuellen Betriebsablauf.
Dazu einige Bemerkungen:
Zu 1. Natürlich reicht die Preisskala heute verfügbarer Systeme bis zu fünf Millionen Mark. Aber wer hat denn zur Absicherung seiner Feststellung eine Fach- und sachgerechte Kosten/Nutzenanalyse durchgeführt?
Die sorgfältige Bedarfsanalyse muß einer der ersten Schritte einer erfolgreichen CAE-Einführung sein. Wobei wir natürlich alle wissen, laß die Kosten/Nutzenanalyse auch nur eine Entscheidungskomponente darstellt. Wichtig können im Einzelfall die nicht quantifizierbaren Vorteile sein. Diese sind beispielsweise:
- Verkürzung der Entwicklungszeit,
- höhere Flexibilität,
- Qualitätssicherung,
- schnellere Angebotserstellung,
- Ausnutzung alternativer Konstruktionslösungen
- mehr Variantenmöglichkeiten,
- bessere Materialwirtschaft,
- kürzere Durchlaufzeit.
Aus Erfahrung wissen wir, daß in manchen Fällen einer oder mehrere der hier aufgeführten Gründe weitaus mehr zum Return-on-Investment beitragen, als dies in der vorangegangenen Investitionsrechnung ausgewiesen war; in einigen Fällen überdeckt dieser ungeplante Nebeneffekt sogar die Fehlentscheidung für ein "falsches" System.
Überhaupt werden nach unserer Einschätzung der Systemvorbereitung und -einführung nicht die erforderliche Aufmerksamkeit zuteil. Im Normalfall muß man von einem Zweijahreszeitraum ausgehen, wobei die ersten Analysen und Systemauswahl benötigt werden. Es ist übrigens empfehlenswert, gerade
für diese Phase externe Unterstützung- sei es in Form eines Beraters oder eines Herstellers - in Anspruch zu nehmen.
Zu 2. Nach unserer Einschätzung ist der Maschinen- und Anlagenbau eine äußerst heterogene Gruppe. Ich will nicht behaupten, daß wir es mit so viel unterschiedlichen Betriebsstrukturen zu tun haben wie VDMA-Mitgliedsfirmen. Aber wir gehen davon aus, daß wir es mit vielen verschiedenartigen Anwendungen zu tun haben. Das bedeutet, daß alle sogenannten "Branchenlösungen" im Einzelfall mehr oder minder anpassungspflichtig sind.
Mit anderen Worten: Was immer auch in den nächsten zehn Jahren aus den Entwicklungslabors auf den Markt kommt, kann, von Ausnahmen einmal abgesehen, niemals einen speziellen Lösungsbedarf exakt beinhalten. Eine Lösung ist nur möglich, wenn der Anwender gemeinsam mit einem kompetenten Anbieter die für das Unternehmen richtige Lösung erarbeitet und damit die Basis für die vorher genannten Produktivitätsfortschritte schafft.
Daß ein Standardpaket exakt auf einen Einzelbetrieb paßt, ist ähnlich wahrscheinlich wie der Hauptgewinn bei einer Lotterie.
Auch bei CAE verteilte Intelligenz
Wie wird nun das Umfeld zukünftiger Standardlösungen aussehen? Das Preis/Leistungsverhältnis wird sich weiterhin verbessern. Die Rechner der nächsten Generation werden gegenüber heute um den Faktor zehn leistungsstärker sein, und der Preis pro Megabyte Hauptspeicher fällt von 15 000 auf 1000 Mark, und die Kosten für Massenspeicher falle
derart, daß eine 0,5-MB-Zeichnung für unter zehn Mark abgespeichert werden kann.
Ohne auf Details eingehen zu wollen, läßt sich sagen, daß die Hardwarestrukturen konsequenter das Prinzip der verteilten Intelligenz aus nutzen, mehr Funktionen also in kompakten hochintelligenten "Arbeitsplatzcomputern" ablaufen. Die Arbeitsplätze selbst werden eine bessere Darstellungsmöglichkeit (größer, lichtstärker, farbig, flacher) bieten.
Auch softwareseitig ist mit vielem Neuen zu rechnen: Auf dem Zentralrechner verbleibt nur noch die immer größer werdende gemeinsame Datenbank, die komplexer gewordene Informationssteuerung und die
Benutzerführung. Die größten Veränderungen wird es im Bereich der geometrischen Modellbildung und deren Anwendungen geben. Beispielhaft für vieles sei hier nur der Einsatz der Volumenmodelle aufgeführt, die unseres Erachtens allen anderen Verfahren so weit überlegen sind, daß ihnen die Zukunft gehören wird. Sie sind heute aufgrund des enormen Rechenaufwands derzeit nur auf Großrechnersystemen sinnvoll einsetzbar.
So faszinierend die Arbeit mit Volumenmodellen auch ist, ein großer Nachteil besteht darin, daß der Konstrukteur es gewohnt ist, in zweidimensionalen (Zeichnungs-)Strukturen zu denken. Um diese Technik zu beherrschen, ist folglich eine intensive und effiziente Schulung erforderlich.
Kompetente Ausbildung erforderlich
Überhaupt ist es meiner Meinung nach dringend notwendig, für das im CAD/CAM-Bereich erforderliche Fachwissen kompetente Ausbildungseinrichtungen zu schaffen. Diese Ausbildung muß qualifizierte Fachseminare sowohl für die zukünftigen Benutzer, als auch für die an einer Systemauswahl beteiligten Mitarbeiter, als auch für das Top-Management anbieten.
Diese Ausbildung muß vor allem kurzfristig die Schulung der bisher im Konstruktions- und Entwicklungsbereich tätigen Personen durchführen. Das heißt eine zügige Verbreitung der CAD/CAM-Technologie in Deutschland bedeutet auch eine Umschulung von rund 250 000 Personen insgesamt, und davon allein 100 000 im Maschinen- und Anlagenbau!
Dabei kommt noch ein spezielles Ausbildungsproblem hinzu: Um die mit dem jeweiligen System erzielbaren Produktivitätssteigerungen so schnell wie möglich zu realisieren, kommt es darauf an, daß die betroffenen Mitarbeiter in kürzester Zeit das System beherrschen. Gleichzeitig ist aber kaum ein Betrieb in der Lage, dieses wichtige Personal für eine längere Ausbildung dem Produktionsprozeß zu entziehen.
Hier stellt sich also die Forderung, Ausbildung und produktive Tätigkeit zeitlich miteinander zu verknüpfen. Mit anderen Worten: Die Ausbildung muß von Ort, Zeit und Umfeld unabhängig werden, damit sie auf die disponible Zeit des individuellen Arbeitstages verlegt werden kann. Darüber hinaus muß die Ausbildungsart den modernen Methoden der Erwachsenenbildung entsprechen.
Besonderes Gewicht muß bei den Ausbildungsinhalten auf die zukünftigen Anforderungen an den Konstrukteur gelegt werden. Diese sind:
- Auflagen für den Konstrukteur
werden größer (Umweltschutz, Sicherheit, Energie),
- Produkte werden komplizierter,
- dadurch werden neuartige Methoden für Berechnung und Simulation notwendig.
- Material wird teurer, neue Materialien werden zunehmen (Keramik),
- stärkerer internationaler Wettbewerbsdruck verlangt Kostenabbau
und ständige Qualitätsverbesserung.
Die zukünftige Entwicklung der Maschinenbauproduktion und auch
schon die Gegenwart verlangt den Einsatz moderner CAD/CAM-Techniken. Bleibt nur noch die Frage: Wann beginnen?
1. Möglichkeit: Warten, bis die Systeme billiger und leistungsfähiger sind.
2. Möglichkeit: Heute schon damit beginnen, da
- es nie perfekte Standardsysteme für einen speziellen Betrieb geben wird,
- auch die morgen besseren Systeme übermorgen durch noch leistungsstärkere übertroffen werden,
- heute die Weichen zu stellen sind, um auch noch in zwei Jahren konkurrenzfähig zu sein.
- unternehmerische Entscheidungen nicht erst dann getroffen werden können, wenn alles exakt berechen- und beweisbar ist.
Meine Empfehlung zur CAE-Einführung:
1. Auswahl von engagierten, aufgeschlossenen Mitarbeitern.
2. Ausbildung dieser Mitarbeiter.
3. Ermittlung des firmenspezifischen CAD/CAM-Bedarfs.
4. Analyse von Kosten und Nutzen.
5. Systemauswahl mit garantierten Produktivitätsfaktoren.
Der erweiterte Plot-Mode wird mit einem Vector-Mode ergänzt, der folgende Darstellungsvariationen bietet: durchgehende, gestrichelte punktierte Linien und Kombinationen davon. Dafür gibt es eine ausführliche Softwareunterstützung für die DEC-Betriebssysteme RT11, RSX11-M und VMS.
Alle Produkte der SG48X-Reihe haben laut Anbieter standardmäßig einen Druckerausgang an einen DECLA 120 oder LA34, um eine Hardkopie zu ermöglichen. Außerdem gibt es Druckerausgänge für die meisten Drucker mit Grafikfähigkeit.
Informationen: Selanar GmbH, Ahastraße 5, 6100 Darmstadt, Tel.: 0 6151/3 33 91.