Der Nutzen der (3D) Bilder bei SAP PLM

Die Vision des „Visual Enterprise“

SAP hat im September des vergangenen Jahres das Unternehmen Right Hemisphere übernommen, das zuvor bereits einige Jahre in einer strategischen Partnerschaft mit SAP verbunden war. Right Hemisphere war Anbieter von Softwaretechnologie zur 3D-Visualisierung und unter anderem auch an der Entwicklung des neutralen Datenformats 3D PDF von Adobe beteiligt. Die zentrale Produktsuite trug den Namen Deep Exploration.

Die Partnerschaft war SAP auf Dauer nicht genug, weil die Funktionalität auf diese Weise nicht tief genug mit der eigenen Software integriert werden konnte. SAP beabsichtigte nämlich, das Thema 3D-Visualisierung selbst zu einem wichtigen Punkt in der eigenen Produktstrategie zu machen. Nicht nur hinsichtlich des Engineerings, nicht nur für SAP PLM, sondern für die gesamten Unternehmensprozesse, die bei den Kunden unterstützt werden.

Als einziger großer PLM-Anbieter ohne eigene CAD-Software wollte SAP bezüglich der Nutzung von CAD-Daten nun noch einen Schritt weiter gehen als die Wettbewerber. Denn durch die volle Verfügbarkeit der virtuellen Produktmodelle bot sich die Chance, dem Kunden eine besondere Möglichkeit zu eröffnen: die Nutzung der 3D-Daten in direkter Kopplung mit anderen Daten aus den Geschäftsprozessen.

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Visual Enterprise heißt die Vision, die zur Übernahme von Right Hemisphere führte. Und SAP Visual Enterprise heißt jetzt auch die Produktpalette, die zur Umsetzung dieser Vision am Markt ist. Die Vision ist einfach: Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Und ein 3D-Modell kann oft besser als jede Beschreibung in Worten erklären, mit welchen Eigenschaften ein neues oder geändertes Produkt aufwarten wird. Wenn dann noch die Möglichkeit besteht, solche Modelle in Echtzeit mit Daten aus der Logistik, dem Service, dem Lager, der Projektplanung und anderen Bereichen zu verknüpfen, dann muss sich daraus ein enormer Nutzen für den Kunden ergeben. Diese Vision wird nun in die Funktionalität eines integrierten Produktangebots umgesetzt.

Andere Visualisierungsprodukte von Drittanbietern können selbstverständlich auch in Verbindung mit SAP eingesetzt werden, bieten aber eben nicht den gleichen Nutzen wie die eigene, tief integrierte Lösung.

Die Module der SAP Visual Enterprise Lösung

SAP Visual Enterprise Generator

Dieses Grundmodul erzeugt aus nahezu allen (circa 150) existierenden CAD- und Geometrieformaten eine neutrale Visualisierungsdatei, mit der die anderen Module des Lösungspakets arbeiten. Zu den lesbaren gehören auch die neutralen Formate STEP und JT. Die erzeugten Dateien sind leichtgewichtig und haben nur einen Bruchteil des Umfangs etwa von CAD-Daten. Die Geometrie ist dennoch höchst genau und erlaubt das Auslesen beliebiger Detailmaße auf Tausendstel und weniger.

SAP Visual Enterprise Author

Mit diesem Modul können mit den 3D-Daten Animationen erzeugt werden, zum Beispiel für Bedienungs- oder Montageanleitungen. Zugleich erlaubt es die Einbettung von 3D-Daten in Text- oder andere Dokumente. Und es beinhaltet hochwertige Rendering-Funktionalitäten, mit denen fotorealistische Abbilder von Computermodellen generiert werden können.

SAP Visual Enterprise Viewer

Der Viewer ist ohne zusätzliche Lizenzgebühren in alle SAP-Anwendungen integriert. Er gestattet die Darstellung der Modelle unterschiedlichster Formate, auch in der Form von sogenannten Thumbnails, also kleinen grafischen Icons, die ein stark vereinfachtes Abbild des eigentlichen Modells bieten.

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SAP Visual Enterprise Navigator

Durch alle Visual Enterprise Modelle kann der Anwender mit dem Navigator „hindurchfliegen”. Er kann sie auch aufschneiden und beliebige Schnitte darstellen, vermessen und bemaßen. Als nutzte er ein CAD-System.

SAP Visual Enterprise Access

Dieses Modul ermöglicht die grafische Suche und Identifizierung bestimmter Teile oder Modelle. Es unterstützt die Versionierung und bietet Funktionen zur Berichtsausgabe.

Die Roadmap

SAP will mit der neuen Produktfamilie nach und nach alle Geschäftsprozesse der Kunden unterstützen. Denn es gibt nach Meinung des Anbieters kaum einen Prozess, der sich nicht durch die Nutzung der 3D-Daten aus dem Engineering optimieren ließe.

Dabei liegt der Schwerpunkt weniger auf der Art und Weise, auf welchem Weg das Bild zum Nutzer kommt, als auf der Frage, welche Anwendungsszenarien mit welcher Funktionalität unterstützt werden.

So steht zwar fest, dass der Visual Enterprise Viewer schon ab 2012 auch auf Tablet PCs genutzt werden kann. Vor allem in den Servicebereichen der Kunden besteht nämlich großes Interesse an einer Nutzung mobiler Tablets. Für weiterreichende mobile Verfügbarkeit anderer Module der Visual Enterprise Produkte und für die Unterstützung der Visualisierung auf dem Smartphone gibt es derzeit und für die nächsten eineinhalb Jahre aber noch keine konkreten Termine in der Roadmap.

Bei der funktionalen Erweiterung und Integration der Visualisierung konzentriert sich SAP zunächst auf die Bereiche, in denen 3D-Daten ohnehin verfügbar sind und zum Tagesgeschäft gehören. Aber als mindestens ebenso wichtig erweisen sich Anwendungsszenarien in Bereichen, die heute nicht selbst auf CAD-Daten zugreifen können. Denn hier geht es darum, den potenziellen Nutzern zu zeigen, was sie mit den 3D-Modellen tun, wie sie sie für welche Aufgaben heranziehen können.

Immer wieder gibt es große Aha-Effekte. Da erzeugt ein Arbeitsplaner zunächst eine große Menge von Präsentationsansichten aus dem 3D-Modell, bis ihm klar wird, dass er ja alle nötigen Ansichten in dem 3D-Modell jederzeit verfügbar hat, dass er es drehen und wenden, durchschneiden, bemaßen und beschriften kann, wie es für einen konkreten Schritt gerade am besten erscheint. Das Verständnis für die Möglichkeiten der Visualisierung, wie sie jetzt verfügbar sind, muss gleichzeitig mit dem Produkt „ausgerollt“ werden.

Dabei gibt es einige Aspekte, die generell und quer über alle Prozesse zutreffen.

Das Thema Globalisierung

Sowohl innerhalb heutiger Unternehmen als auch erst recht in der vernetzten Welt der Partner und Lieferanten ist das Arbeiten über Länder und Kontinente hinweg längst zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Aber nur selten stellen die Sprachbarrieren keine Hindernisse dar, wenn schnell eine Entscheidung getroffen und schnell ein Auftrag erledigt werden soll.

Jeder Text muss unter Umständen in mehr als 15 Sprachen übersetzt werden, etwa für Bedienungshandbücher. Je mehr mit Hilfe von Bildern oder Videos erklärt werden kann, desto weniger Text muss erstellt und übersetzt werden.

Deshalb ist die Nutzung der 3D-Daten von herausragender Bedeutung. Ein Modell eines Zylinders, an dem die zu korrigierende Nut gezeigt und an dem mit Hilfe von Redlining die genauen Maße der Korrektur angebracht werden können, macht viele Zeilen Text überflüssig, die zu Verständnisschwierigkeiten führen können. Ob Einkauf, Konstruktion, Partnermanagement, Vertrieb oder Service – dieser Vorteil gilt für alle.

Das Thema Zusammenarbeit

Je mehr unternehmensübergreifend verteilte Entwicklung und Fertigung die Szene beherrschen; je wichtiger die Synchronisation der Ingenieurdisziplinen wird; je größer die Bedeutung der Integration der Prozesse über die Wertschöpfungskette – desto wichtiger wird die Frage, wie die vielen unterschiedlichen Organisationseinheiten und Menschen optimal miteinander zusammenarbeiten können. Und dabei spielt ganz natürlich das Bild, insbesondere die Darstellung der dreidimensionalen, selbsterklärenden Produktmodelle aus dem Engineering eine zentrale Rolle.

Etwa wenn der Partner oder Lieferant nicht mit demselben CAD-System arbeitet; wenn das Modell aus der Berechnungsabteilung stammt, die eine sehr spezielle Software verwendet; wenn in der Fertigung, im Einkauf oder im Vertrieb gar kein CAD-System implementiert ist; wenn die Dokumentation automatisiert erstellt und mit den aktuellen, freigegebenen Modellen illustriert werden soll.

Das Besondere bei Visual Enterprise ist, dass alle in diesen Prozessen Beteiligten nun „ihre“ Prozessdaten für Kundendienst, Einkauf, Marketing und anderes unmittelbar und ohne Systemwechsel mit den 3D-Produktdaten koppeln und so alle Daten auf einen Blick verfügbar haben.

Zum Beispiel in der Produktionsplanung

Ein besonderes Highlight ist die Unterstützung der Produktionsplanung. Seit Kurzem ist als Bestandteil von SAP PLM eine Applikation namens Product Structure Synchronisation auf dem Markt. Es dient dem wichtigen Abgleich der Konstruktionsstückliste mit der Fertigungsstückliste. Dieses Modul wurde nun um den gezielten Einsatz von 3D erweitert.

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Neben der Konstruktionsstückliste wird das entsprechende 3D-Produktmodell dargestellt. Nun kann die Arbeitsvorbereitung Bauteil für Bauteil die Arbeitspläne erstellen, die mit den entsprechenden Modelldaten unmittelbar verknüpft und illustriert sind. Als Resultat der Planung ergibt sich quasi per Knopfdruck die Fertigungsstückliste. An die Stelle ihrer manuellen Erzeugung tritt die automatisierte, um die betreffenden Modelle angereicherte Generierung.

Zum Beispiel im Änderungsprozess

Eine Änderungsanforderung wird formuliert, weil aufgrund neuer Umweltrichtlinien ein Zusatzgerät in einer Abgasanlage einer großen Maschine eingebaut werden soll. Statt seitenlang und mit Hilfe von Skizzen zu erklären, an welcher Stelle ein Rohr entsprechend gekürzt und mit dem neuen Gerät verbunden werden soll, gibt der Werker ein Foto der zu ändernden Baugruppe ab. Die Konstruktion findet mit Hilfe des Bildes über Visual Enterprise das entsprechende Modell und gibt es dem Änderungsantrag mit auf den Weg. Das Zusatzgerät kommt zwar von einem neuen Zulieferer, der mit einem anderen CAD-System arbeitet, aber seine Daten lassen sich automatisiert in eine Visual Enterprise Datei umwandeln und ebenfalls dem Änderungsantrag beifügen. Solche Arbeitsweisen sparen Text und Zeit und sorgen für sichere Abläufe.

Zum Beispiel im Einkauf

Bisher musste der Einkauf mit Text, Teilenummer, Tabellen und Auszügen aus Katalogen arbeiten, um ein bestimmtes Teil zu bestellen. Nun kann er das 3D-Modell des Teils auf dem Bildschirm darstellen. Die Maße, auf die es bei der Bestellung ankommt – denn es gibt möglicherweise viele Varianten –, kann er am Modell abgreifen und anzeigen lassen. Und zwar nur die entscheidenden. Er kann auch noch ein paar Worte zur Konkretisierung der Bestellung anfügen. Der Lieferant, bei dem die Bestellung eingeht, braucht nicht zurückzurufen. Die Bestellung ist eindeutig.

Zum Beispiel bei Simulation und Test

Mit dem Navigator kann man keinen Crash-Test fahren. Auch komplexe Kinematik-Untersuchungen mit Kollisionsprüfung oder dynamische Strömungssimulation sind nicht Bestandteil seines Funktionsumfangs. Aber er gestattet das „Durchfliegen“ der Modelle. Ob es um die Untersuchung eines Einbauraums im Fahrzeug oder um komplette Flugzeuge oder Schiffe geht: Die Projektbeteiligten können virtuell lange vor dem Bau von Prototypen prüfen, ob Sicherheitsabstände eingehalten werden oder wie gut bestimmte Komponenten zu erreichen sind. Gleichgültig, mit welcher Software die Modelle erzeugt wurden. Diese Multi-CAD-Fähigkeit hat besondere Bedeutung, je komplexer und größer die Produkte oder Anlagen sind, denn fast nie sind alle Komponenten vom Gehäuse über die Rohrleitungen bis zum Kabelbaum und Steuergerät im selben System entstanden.

Zum Beispiel in der Fertigung

Nicht in der spanenden oder verformenden Bearbeitung, aber für Montage und Zusammenbau bietet Visual Enterprise große Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Vorgehen. Jeder einzelne Arbeitsschritt kann mit der entsprechenden Darstellung des 3D-Modells hinterlegt werden. In welcher Reihenfolge werden welche Teile mit welchen Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln montiert? Welche Werkzeuge kommen zum Einsatz? Welche Sicherheitsrichtlinien müssen beachtet werden?

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Statt umfangreicher schriftlicher Vorgaben hat der Monteur alles im Bild. Animation erlaubt dabei die bewegte Darstellung der Teile, so dass ohne Worte ersichtlich ist, wie sie zueinander oder ineinander gefügt werden. Auch wenn der Konstrukteur in Stuttgart sitzt und der Monteur in Russland – die richtige Montage ist mit modellbasierter Anleitung schnell gelernt.

Zum Beispiel im Service

Noch wichtiger sind dieselben Techniken, wenn es nicht um serienmäßigen Zusammenbau geht, sondern um die Demontage von Teilen, um den Einbau von Ersatzteilen oder das komplette Auseinandernehmen und erneute Zusammenbauen im Service. Wenn die Anlage oder Maschine nach etlichen Jahren der Nutzung den Kundendienst braucht, dann ist in der Regel niemand zur Stelle, der bei der ersten Montage und Inbetriebnahme dabei war. Jetzt ist die Suche mit Hilfe von Teilenummern und dicken Handbüchern nicht das Richtige. Es lässt sich ja mit animierten Modellen auf dem Tablet PC herauszufinden, welches die richtigen Teile, die richtigen Handgriffe und die günstigsten Lieferanten sind. Und es kostet keine Stillstandszeiten, die sich eigentlich niemand mehr leisten kann.

Eine sehr anschauliche Erklärung, welchen Nutzen die Anwender gerade im Service aus der Visual Enterprise Lösung ziehen knnen, liefert Dan Armour von Joy Mining and Machinery in einem Interview, das auf YouTube zu sehen ist.

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Zum Beispiel in der Dokumentation

Die Dokumentation, das Handbuch, die Montageanleitung – Manuals sind teuer, wenn sie mit Grafik, Fotos, und viel Text erzeugt werden. Viele Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau, aber auch in der Luftfahrt gehen deshalb dazu über, 3D-Modelle aus der Produktentwicklung, von Partnern und Zulieferern, die ja bereits im Haus sind, zu verwenden. Das können sie jetzt auch mit Hilfe von Visual Enterprise. So lassen sich automatisiert Videos und Manuals erstellen, ohne den Konstrukteur und seinen CAD-Arbeitsplatz beanspruchen zu müssen.

Zum Beispiel in Vertrieb und Marketing

Visual Enterprise bietet reichhaltige Möglichkeiten der Animation und des Renderings, deren Einsatz sich insbesondere dort lohnt, wo die Variantenvielfalt breit und der individuelle Kundenwunsch dennoch von größter Bedeutung ist. Aber auch für große Maschinen und Anlagen sind diese Funktionalitäten wichtig, wenn schon vor der Auftragsannahme am Modell zu zeigen ist, wie eine spezielle Konfiguration realisiert werden kann.

Für Marketing und Vertrieb stehen neben der Bildschirmdarstellung auch diverse Features zur Verfügung, die einer aussagefähigen, fotorealistischen Darstellung in anderer Form dienen. Etwa die Erzeugung großformatiger Plakate, auf denen das virtuelle Produkt in seiner realen Umgebung – ob Fabrikhalle, Straße oder Meer – so aussieht, als habe es jemand fotografiert.

Open End

Es ist also keine kleine Roadmap, die da beschritten wird. Und doch ist sie noch nicht vollständig beschrieben. Applikationen für spezielle Industrien wie Öl und Gas oder noch speziellere Anwendungen wie die Stadtplanung sind in Vorbereitung. Und zahlreiche Möglichkeiten der Visualisierung stehen mit Visual Enterprise prinzipiell zur Verfügung, sind aber nicht unter den ersten Anwendungen, weil sie von den Kunden nicht mit höchster Priorität Versehen sind, etwa Virtual Reality / Augmented Reality oder die Nutzung von Smartphones.

Mit dem integrierten Portfolio von Visual Enterprise könnte das Fehlen eines eigenen CAD-Angebots vielleicht sogar zum Pluspunkt werden. Denn nun stehen quasi alle CAD-Daten beliebiger Herkunft zur Verfügung. Ohne die Anforderungen, die an CAD-Arbeitsplätze gestellt werden, denn jetzt können die Modelle in allen Prozessen genutzt werden.

© PLMportal

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