Mehr Raum für Ideen – Konstruktion automatisieren

Raum für Ideen – Automatisierung von Konstruktion

Das Damoklesschwert der Digitalisierung

Allgegenwärtig und viel diskutiert sind „Digitalisierung“ und – im technischen Bereich – „Industrie 4.0“. Dem ein oder anderen mögen sie möglicherweise schon abgedroschen erscheinen, doch schwingen auch viel debattierte Sorgen in Bezug auf die künftige Arbeitswelt und die Erhaltung des eigenen Arbeitsplatzes mit.

In nahezu allen Bereichen lassen sich heute schon verschiedenste Abläufe automatisieren und die technischen Möglichkeiten wachsen stetig. Auch das Berufsbild des Ingenieurs ist davon betroffen, sodass auch hier die aktuellen Entwicklungen nicht nur Begeisterung, sondern ebenso Sorgen und Zukunftsängste hervorrufen können.

Viele unserer Kunden und die meisten Mitarbeiter bei SWMS gehören dieser Berufsgruppe an. Daher begegnet dieser Artikel den genannten Sorgen. Es werden aktuelle Projekte und Gedanken rund um das Thema Konstruktion sowie ihrer Automatisierung als Teilaspekt der Digitalisierung behandelt.

 

Wettstreit oder Symbiose – Ingenieure vs. KBE

Die Automatisierung von Konstruktionsschritten und -prozessen ist eingebettet in das Prinzip der wissensbasierten Konstruktion, die auch als „Knowledge Based Engineering“ (KBE) bezeichnet wird. In diesem Fachgebiet verfügt SWMS über ein breites, fundiertes Wissens- und Erfahrungsspektrum. So betreuen wir unter anderem Projekte zu

  •        der automatisierten Erzeugung von spezifischen und standardisierten Konstruktionselementen oder -details,
  •        der automatischen Prüfung und Korrektur von Konstruktionen nach definierten Kriterien,
  •        der automatischen Erstellung von individualisierten Stücklisten, Einzelteil- oder Baugruppenzeichnungen bis hin zu,
  •        der automatischen Generierung ganzer Baugruppenkonstruktionen mithilfe speziell darauf zugeschnittener Tools,
  •        die jeweils intelligent eingebettet sind in die individuelle CAx- bzw. PLM-Umgebung unserer Kunden.

Aufgaben dieserart werden in der Regel noch manuell durchgeführt, wenn auch oftmals unter Zuhilfenahme von Digitaltechnik. Somit stellt sich natürlich die Frage: „Wo bleibt in der automatisierten Konstruktion noch Platz für die Ingenieurin/ den Ingenieur?“ Die Antwort kann möglicherweise ein genauerer Blick und eine neue Besinnung auf den Kern dieses Berufsbildes geben.

Der Begriff „Ingenieur“ lässt sich zurückführen auf lat. „ingenium“, was mit „geistreiche Erfindung“, „kluger Einfall“ oder auch mit „Scharfsinn“ übersetzt werden kann. Im Bereich der Entwicklung und Konstruktion besteht die zentrale Aufgabe eines Ingenieurs darin, zu einem bekannten Problem eine realisierbare, wirtschaftliche und praktische technische Lösung zu finden, die definierte Anforderungen und Richtlinien in bestmöglichem Maße erfüllt.

Es ist also Kreativität gefragt!

Seit jeher stehen Entwicklern diverse technische Hilfsmittel zur Verfügung, die ihnen ihre Arbeit erleichtern. Angefangen mit Reißbrett und Rechenschieber, über erste Computer, CAD- und Simulationstechnik, sind moderne KBE-Anwendungen Teil der neuesten und weitreichendsten Ausbaustufe solcher Hilfsmittel. Dennoch ersetzen sie den Ingenieur keinesfalls.

Werfen wir einen genaueren Blick auf den Entwicklungs- und Konstruktionsprozess als solchen. An dessen Anfang steht ein technisches Problem, für das eine Lösung gesucht wird. Die Menge aller theoretisch möglichen Lösungen für ein solches Problem ist zunächst unübersichtlich groß. Sie wird limitiert durch technische Richtlinien und die fallspezifischen Grenzen der technischen Machbarkeit. Anforderungen an die Lösung sowie Entwicklungsverfahren und -methoden weisen den Weg bei der Auswahl geeigneter Ansätze und deren Ausarbeitung.

Während der Produktentwicklung muss mit großen Ungewissheiten und Unbestimmtheiten sowie dynamischen, abstrakten, qualitativen und mitunter schwer greifbaren Anforderungen und Einschränkungen umgegangen werden. Darüber hinaus ist eine stetig steigende Komplexität und Vernetzung technischer Produkte und Systeme zu beobachten. Dies verlangt eine hohe Intuition, Kreativität, Flexibilität sowie ein umfangreiches technisches Wissen, desweiteren Erfahrung und Kommunikationsfähigkeit der Ingenieurinnen und Ingenieure. Dies macht sie in ihrem Beruf auch auf lange Sicht unersetzlich. Gleichzeitig ist der weitere Ausbau informationstechnischer Hilfsmittel für die Konstruktion angesichts dieser Herausforderungen nur sinnvoll.

 

KBE bei SWMS

 

KBE-Anwendungen stellen somit wichtige Werkzeuge dar, um bestimmte Aufgaben, wie z.B. Standardkonstruktionen, Geometrieerzeugung sowie Produktanalyse, -validierung und -dokumentation im Konstruktionsprozess zu übernehmen. Werden solche Standardprozesse, die oftmals wiederholt durchgeführt werden müssen, automatisiert, ersetzt dies keineswegs IngenieurInnen. Sie werden vielmehr dort entlastet, wo Routinetätigkeiten anfallen und erhalten mehr Raum für die Aufgaben, die Kreativität und Ideenreichtum erfordern.

Für Entwicklungsunternehmen bieten KBE-Anwendungen die Möglichkeit, Entwicklungszeiten zu verkürzen, die Produktqualität und den Standardisierungsgrad zu erhöhen und Fehler frühzeitiger und zuverlässiger zu vermeiden. Gleichzeitig kann das schöpferische Potential der beschäftigten IngenieurInnen besser und gezielter genutzt werden, was letztlich eine Steigerung des Innovationsgrades ermöglicht.

 

Auf dem Weg zu „Konstruktion 4.0“

Das denkbare und reale Spektrum an KBE-Anwendungen wächst ständig. Neue Ansätze aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz oder der Simulation sowie weiter steigende Rechenkapazitäten tragen ihr Übriges dazu bei. Es wird daher weiterhin zu beobachten sein, wie sich solche Neuerungen auf den Beruf des Ingenieurs auswirken.

Solange jedoch KBE als Hilfsmittel bei der Konstruktion verstanden, achtsam entwickelt und eingesetzt wird und den IngenieurInnen dadurch mehr Freiraum für kreative Prozesse schafft, verstärken sich die oben genannten Vorteile. Möglicherweise wird das Berufsbild „Ingenieur“ sogar weiter geschärft bzw. neu geprägt, jedoch sicherlich nicht bedroht.

 

Zu dem spannenden und aktuellen Thema KBE wird in Kürze ein weiterer Artikel erscheinen, in dem genauer auf einzelne Aspekte, aktuelle Ansätze und neue Möglichkeiten eingegangen wird.

 

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