Industrie 4.0 – Konstruktion mit computer-aided Design (CAD)

Mit Industrie 4.0 ist die intelligente Vernetzung von Maschinen und betrieblichen Abläufen gemeint. Beispiele dafür sind die folgenden:

• Modulare Produktion: Produktionsstraßen sind so beschaffen, dass sie sich modulweise für bestimmte Aufgaben zusammenbauen lassen. Dies verbessert Produktivität und Wirtschaftlichkeit.
• Flexibilität: Oft sind bei der Herstellung eines Produktes viele Unternehmen beteiligt. Eine digitale Vernetzung ermöglicht eine bessere Abstimmung und die optimierte Auslastung notwendiger Geräte.
• Optimierte Logistik: Die Lieferwege werden durch Algorithmen berechnet. Auch der Warenfluss wird durch die Vernetzung verbessert.
• Engere Bindung zwischen Konsument und Hersteller: Die Industrie 4.0 gewährt den Kunden die Möglichkeit, über bestimmte Dinge mitzuentscheiden. Einfachste Formen von CAD-Software etwa erlauben die Mitwirkung des Kunden beim Produktdesign. Fertige, smarte Produkte können Nutzerdaten an den Hersteller senden. Dieser kann so die Produktqualität weiter verbessern und dem Kunden bestimmte Services anbieten.
• Ressourcenschonende Abläufe: Einerseits werden Produkte so hergestellt, dass sie langlebig sind und über ihre gesamte Lebensdauer vollständig funktionstüchtig bleiben. Außerdem wird darauf geachtet, dass die verwendeten Materialien später wiederverwendet werden können.

Wie trägt CAD zur Industrie 4.0 bei?

Über Jahrzehnte galt die Planung am Reißbrett als unersetzlicher Schritt, wenn bestimmte Produkte entwickelt werden mussten. Oft waren bereits an dieser Stelle gleich mehrere Akteure beteiligt: Ein Konstrukteur skizzierte seine Vorstellungen im Groben, anschließend kümmerte sich ein technischer Zeichner um die Reinzeichnung des Entwurfs.

Die CAD-Software vereinfacht diese Abläufe und sorgt für ein Höchstmaß an Flexibilität. Alle Planungsschritte, von der ersten Skizze bis zum fertigen Produkt, lassen sich mit einer Software wie Autodesk AutoCAD in rein digitaler Form durchführen. Dies bietet zahlreiche Vorteile gegenüber dem Reißbrett.

• Der Entwurf kann am Computer, aber auch am Tablet PC und sogar am Smartphone erstellt, angezeigt und bearbeitet werden.
• Entwürfe lassen sich speichern, in digitaler Form mitnehmen und jederzeit an jedem Ort bearbeiten.
• Viele Prototypen entstehen rein virtuell, müssen also nicht mehr als haptisches Modell angefertigt werden.

In welchen Branchen kommt CAD-Software zum Einsatz?

Prinzipiell lässt sich CAD überall dort einsetzen, wo früher das Reißbrett Verwendung fand. Beispiele finden sich demnach in der Architektur, im Automobilbau, im Maschinenbau oder im Produktdesign.

Je nach Art der Anwendung kann Autodesk Inventor sogar die Anfertigung von haptischen Modellen erübrigen. Die Software ist in der Lage, nicht nur die Abmessungen von eingesetzten Materialien zu berücksichtigen. Auch technische beziehungsweise materialspezifische Details werden im digitalen Modell umgesetzt. Veränderungen und Verbesserungen lassen sich, sofern notwendig, bereits in diesem Modell vornehmen. Oftmals ist es also nicht notwendig, einen haptischen Prototyp anzufertigen, der dann womöglich nicht den eigenen Anforderungen entspricht.

Selbstverständlich ist die Herstellung eines finalen Prototyps in vielen Branchen unumgänglich. Dank CAD-Software muss bis zu dessen Herstellung aber kein weiterer, teurer Ausschuss produziert werden.

Schöne neue, komplizierte Welt?

Der Begriff „Industrie 4.0“ wurde anlässlich der Hannover-Messe 2011 erstmalig in die Öffentlichkeit getragen – und sogleich kritisiert. Allerdings nur, weil die Wortschöpfung die tatsächliche Entwicklung der Industrieproduktion nicht oder nur unzureichend berücksichtige. Niemand streitet allerdings ab, dass die Industrie 4.0 viele Prozesse vereinfachen soll. Dies betrifft im besonderen Maße die technischen Zeichnungen.

Wer noch nie mit CAD-Software gearbeitet hat, wird reflexartig eher zum altbekannten Reißbrett greifen. In der Praxis erweisen sich die Programme allerdings als deutlich flexibler und effizienter. Eine Einarbeitung in die technischen Details ist zwar erforderlich. Hat man die notwendigen Arbeitsschritte allerdings erst einmal verinnerlicht, haben Reißbrett und Bleistift ausgedient. CAD-Software erlaubt ein weit flexibleres, schnelleres und effizienteres Arbeiten als die klassische Methode.

In branchenspezifischen Schulungen wird das notwendige Wissen im Umgang mit CAD-Programmen vermittelt. Dabei werden Fragen der Anwender direkt an praktischen Beispielen beantwortet und die Hemmschwelle gleichzeitig verkleinert.

Der Weg in die Industrie 4.0 ist also geebnet – zumindest in dieser Hinsicht.