Welche Software für Konstrukteure gibt es?

Abgrenzung Technische Konstruktion und Produktentwicklung

Das Hauptziel der Konstruktion ist die Erstellung von Konstruktionsunterlagen als Basis für die Herstellung der Produkte. Bevor man das Produkt konstruiert, muss es entwickelt werden. Dabei wird das Produkt funktionstechnisch, z.B. durch die Anwendung der Naturgesetze, geprüft und getestet. Nach dem Konstruieren kommt die Phase der Auftrags- und Arbeitsvorbereitung mit dem Ziel, die anschließende Produktion zu planen.

Durch die zunehmende Komplexität der Produkte und Digitalisierung verschwimmen heute immer mehr die Grenzen zwischen Entwickeln und Konstruieren. Diese beiden Bereiche sind in der Produktentwicklung angesiedelt, gehören aber zu einem noch umfangreicheren PLM-Prozess. Die Produktentwicklung beginnt mit einer Produktidee und endet mit der Markteinführung. Im Rahmen dieses Prozesses fällt eine umfassende Dokumentation an, von Berechnungen bis zu technischen Zeichnungen und Stücklisten.

Was sind die Schwerpunkte der Technischen Konstruktion?

Konzeptualisierung
Beim Konstruktionsentwurf geht es in erster Linie um die Konzipierung und Erstellung des anfänglichen Produktdesigns oder einer Lösung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Festlegung der Form und Funktion des Produkts sowie der Erfüllung bestimmter technischer Anforderungen. Ingenieure und Konstrukteure arbeiten an den technischen Aspekten des Produkts und erstellen detaillierte Zeichnungen, Spezifikationen und Prototypen.

Analyse und Prüfung
In der Konstruktionsphase geht es hauptsächlich um eine Bewertung der Machbarkeit, strukturellen Integrität, Leistung und Sicherheit des Produkts. Dabei werden Tools wie CAD- (Computer-Aided Design) und CAE-Software (Computer-Aided Engineering) eingesetzt, um das Produkt zu modellieren und zu simulieren.

Optimierung der Konstruktion
Ingenieure arbeiten daran, den Entwurf im Hinblick auf Faktoren wie Kosten, Leistung und Herstellbarkeit zu optimieren. Sie verfeinern den Entwurf, um sicherzustellen, dass er den technischen und konstruktiven Standards entspricht.

Dokumentation des Konstruktionsprozesses
Das Ergebnis der Konstruktionsphase ist eine detaillierte Konstruktionsdokumentation, einschließlich CAD-Zeichnungen, Stücklisten und technischer Spezifikationen. Diese Dokumente dienen als Grundlage für die nachfolgenden Phasen der Produktentwicklung.

Schwerpunkte der Produktentwicklung

Marktforschung und Konzeptvalidierung
Die Produktentwicklung beginnt mit einer Marktanalyse, um die Bedürfnisse und Erwartungen der Kunden zu ermitteln. Sie umfasst Machbarkeitsstudien, Wettbewerbsanalysen und eine Marktbewertung, um herauszufinden, ob es eine Nachfrage nach dem Produkt gibt.

Integration der Konstruktion
Bei der Produktentwicklung wird das Konstuktionsdesign in einen breiteren Kontext gestellt. Dabei werden nicht nur die technischen Aspekte berücksichtigt, sondern auch der Markt, die Benutzerfreundlichkeit und die Unternehmensziele. Die Konstruktion wird auf seine Markttauglichkeit überprüft.

Prototyping und Tests
Bei der Produktentwicklung werden häufig Prototypen erstellt. Damit wird nicht nur die technische Machbarkeit des Produkts geprüft, sondern auch seine Markttauglichkeit, Benutzerfreundlichkeit und Kundenzufriedenheit. Dazu können Usability-Tests, Beta-Tests und andere Tests gehören.

Herstellbarkeit und Skalierbarkeit
Die Produktentwicklung konzentriert sich darauf, das neue Produkt so zu gestalten, dass es in großem Maßstab hergestellt werden kann. Dazu gehören Überlegungen wie die Auswahl von Zulieferern, die Optimierung von Produktionsprozessen und die Qualitätssicherung.

Einbindung von Marketing und Vertrieb
In dieser Phase werden Marketingpläne erstellt, Verkaufsstrategien entwickelt und Vertriebskanäle eingerichtet. Sie zielt darauf ab, das Produkt erfolgreich auf den Markt zu bringen.

Lebenszyklus-Management
Die Produktentwicklung geht auch nach der Markteinführung weiter und beinhaltet den ständigen Support, Updates und das End-of-Life-Management.

Software für die technische Konstruktion

Das zentrale Element eines jeden Konstruktionsprojekts bildet die Konstruktionsphase. Mit 3D Konstruktionssoftware können Ingenieure komplizierte Konstruktionen konzipieren und modellieren und dabei bereits ein früher kaum vorstellbares Maß an Kontrolle ausüben. Diese Konstruktionswerkzeuge helfen dabei, sowohl 2D- als auch 3D-Modelle zu erstellen, Simulationen durchzuführen und die Performance von Strukturen und Systemen zu bewerten.

Ingenieure können damit ihre Konzepte visualisieren, deren Funktionalität testen und datengestützte Entscheidungen treffen, um die Machbarkeit und Effektivität ihrer Entwürfe zu testen. Mit Hilfe von Konstruktionssoftware werden Ingenieure zu wahren Handwerksmeistern, die ihre Visionen nahtlos in ein konkretes Produkt verwandeln.

Im Folgenden finden Sie gängige Konstruktionsprogramme:

• CAD-Software wird für die Erstellung detaillierter 2D- und 3D-Modelle eines Produktentwurfs verwendet.
• ECAD (Electronic Computer-Aided Design) Software wird für die Konstruktion von elektronischen Systemen verwendet, einschließlich PCB-Layout und der Konstruktion von Schaltplänen.
• 3D-Druck-Software hilft bei der Vorbereitung von 3D-Modellen für die additive Fertigung und bei der Steuerung von 3D-Druckern.
• Mold Flow Analysis Software wird beim Spritzgießen eingesetzt, um die Konstruktion von Formen zu optimieren und den Materialfluss vorherzusagen.
• Materialmanagement-Software unterstützt Ingenieure bei der Auswahl und Verwaltung von Materialien für ein Produkt unter Berücksichtigung von Eigenschaften, Kosten und Verfügbarkeit.

Software für die Produktentwicklung

Die für die Produktentwicklung konzipierte Software bietet zahlreiche Tools für die Umsetzung von Ideen in fertige Produkte. Sie vereint nahtlos Konstruktions-, Simulations- und Fertigungsfunktionen, um das Produktdesign im Hinblick auf Funktionalität, Leistung und Wirtschaftlichkeit zu optimieren.

Diese Art von Software ermöglicht es den Konstrukteuren, reale Szenarien zu simulieren, die Machbarkeit zu bewerten und potenzielle Schwachstellen bereits in einem frühen Stadium des Konstruktionsprozesses zu erkennen. So lassen sich die Ziele der Produktentwicklung erfolgreich umsetzen, sodass das Endprodukt mit der anfänglichen Vision übereinstimmt.

Beispiele für Software, die in der Produktentwicklung eingesetzt wird, sind:

• Simulations- und Analysesoftware beinhaltet spezielle Programme für bestimmte Engineering-Aufgaben, wie z. B. Strukturanalyse, thermische Analyse und elektromagnetische Simulationstools.
• CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) wird bei der CNC-Bearbeitung und anderen Fertigungsverfahren zur Erstellung von Werkzeugbahnen und zur Steuerung von Maschinen eingesetzt.
• Simulationssoftware für die Robotik wird für die Konstruktion und die Simulation des Betriebs von Robotersystemen in der Fertigung verwendet.
• Tools für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen kommen zunehmend bei der Optimierung von Produktkonstruktion  und Fertigungsprozessen zum Einsatz, z. B. bei der vorausschauenden Wartung und Qualitätskontrolle.
• CAQ-Software (Computer-Aided Quality) hilft bei der Qualitätskontrolle, der Inspektion und der Einhaltung von Qualitätsstandards und Vorschriften.
• IoT (Internet of Things)-Entwicklungsplattformen werden für die Entwicklung und Verwaltung von Geräten und Systemen mit IoT-Anbindung innerhalb eines Produkts verwendet.

Software für das Technische Projektmanagement

Parallel zur Produktentwicklung sollte man sich auf die Suche nach einer effizienten Software für das Projektmanagement machen, die den gesamten Konstuktionsprozess zuverlässig begleitet und rationalisiert.  Diese Software bietet Ingenieuren und Projektmanagern umfassende Tools für die Projektplanung, -terminierung und -überwachung.

Eines der wichtigsten Features sind fortschrittliche Funktionen zur Zusammenarbeit, die eine nahtlose Kommunikation und Koordination zwischen den Teammitgliedern ermöglichen. So wird gewährleistet, dass alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind – angefangen mit der Festlegung von Projektzielen über die Überwachung des Fortschritts bis hin zur Zuweisung von Aufgaben und der Verwaltung von Ressourcen. Mit dieser Software können Sie Projekte pünktlich abschließen, das Risiko teurer Verzögerungen verringern die Kosten einhalten und gleichzeitig die Effizienz steigern.

Zur Software für das Technische Projektmanagement gehören:

• PLM-Software (Product Lifecycle Management) verwaltet Produktdaten und -dokumentation während des gesamten Produktlebenszyklus und erleichtert die Zusammenarbeit, Versionskontrolle und das Projektmanagement.
• PDM-Software (Product Data Management) ist ein Teilbereich von PLM, der sich auf die Verwaltung und Kontrolle von Produktdaten, einschließlich CAD-Dateien und zugehörigen Dokumenten, konzentriert.
• ERP-Software (Enterprise Resource Planning) hilft bei der Bewältigung von Geschäftsprozessen, einschließlich des Managements der Lieferkette, der Produktionsplanung und der Finanzen für die Produktentwicklung und -herstellung.
• Projektmanagement-Software ist für die Planung, Terminierung und Verfolgung des Fortschritts von Engineering- und Produktentwicklungsprojekten unerlässlich.
• Supplier Relationship Management (SRM) Software wird verwendet, um die Zusammenarbeit und Kommunikation mit den Lieferanten in der gesamten Lieferkette zu managen.
• IoT (Internet of Things)-Entwicklungsplattformen  kommen bei der Entwicklung und Verwaltung von IoT-verbundenen Geräten und Systemen innerhalb eines Produkts zum Einsatz.

Software für das Produktlebenszyklus-Management (PLM)

PLM ist einer der wichtigsten Bausteine des modernen Engineerings und Designs. PLM-Software verschlankt und organisiert den gesamten Produktlebenszyklus und ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit, Versionskontrolle und umfassende Dokumentation. Dies erhöht nicht nur die Produktivität, sondern reduziert auch Fehler und kostspielige Nacharbeit.

Durch die Integration von PLM in Konstruktions- und Designprozesse wird sichergestellt, dass Produkte den Marktanforderungen entsprechen, den Kostenrahmen einhalten und pünktlich geliefert werden.

Software für Konstrukteure – Zusammenfassung

Von spezialisierter Konstruktionssoftware für das Engineering bis hin zu Projektmanagement- und Produktentwicklungstools spielt jedes eine wichtige Rolle im Streben nach Spitzenleistungen. Es ist jedoch die bemerkenswerte Synergie, die durch Product Lifecycle Management erreicht wird, die den gesamten Prozess wirklich aufwertet.

PLM bringt alle technischen Disziplinen in einer einzigen, kollaborativen Umgebung zusammen. Dieses kollaborative Ökosystem rationalisiert den gesamten Produktlebenszyklus, vom Konzept bis zur Realität.

Durch die Erleichterung einer nahtlosen Kommunikation, Versionskontrolle und Dokumentation wird die Produktivität gesteigert, die Fehlerquote reduziert und der Projektablauf sichergestellt. Mit PLM können Sie sich darauf verlassen, dass Ihre Projekte pünktlich, im Rahmen des Budgets und mit höchsten Qualitätsstandards abgeschlossen werden.