Produktionssysteme

PDM & 3D PDF: Ein starkes Team

Dr. Roland Drewinski, Bremen Rüdiger Herfrid, München

PDM/PLM-Systeme machen heute einen Großteil der Produktdaten entlang der PLM-Prozesskette digital und damit für jeden jederzeit an jedem Ort verfügbar. Beispielsweise erschließt die Produktstruktur die Komponenten komplexer Produkte, sorgen Workflows für die sichere und nachvollziehbare Ausführung technischer Änderungen und unterstützen Projektmanagementfunktionen die zielgerichtete Umsetzung der Markt- und Kundenanforderungen.

Dabei speisen die Autorensysteme detaillierte Konstruktionsdaten in die PLM-Prozesse ein. In der mechanischen Konstruktion sind dies allen voran die 3D-CAD-Systeme. Allerdings ist die Nutzung der 3D-Geometrie bislang Spezialisten vorbehalten, die im Umgang mit komplexer CAD-Software geschult sind. Hinzu kommen die hohen Kosten, die mit der Lizensierung solcher Systeme verbunden sind und eine breitere Nutzung verhindern. Nicht umsonst steht heute nach wie vor die klassische Zeichnung im Mittelpunkt, wenn es um die Kommunikation der Produktgeometrie geht. Paradoxe Konsequenz: Am Ausgangspunkt der Wertschöpfung hat sich die 3D-Geometrie durchgesetzt, in den meisten Folgeschritten wird sie aber noch nicht konsequent genutzt. Dieses Bild beginnt sich nun zu wandeln.

Heute verfügbare Technologien bieten neue und weit reichende Möglichkeiten, Produktinformationen in Verbindung mit dem 3D-Modell zur Verfügung zu stellen.

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Ergebnis ist dabei nicht bloß ein fotorealistisches Bild oder eine isometrische Grafik. Entscheidend ist, dass der Anwender nun selbst das 3D-Modell beliebig anhand der Modellstruktur navigieren und nach seinen Anforderungen zum Beispiel anhand beliebiger Ansichten, wählbaren Zoom-Faktoren und Lichteffekten darstellen kann. Bei Bedarf können außerdem Schnittebenen ausgewählt, Bauteile isoliert und Bauteilmaße abgegriffen werden.

Anwendern stehen dafür mittlerweile teils kostenlose Viewer zur Verfügung, die jeweils auf ein bestimmtes und spezielles 3D-»Neutralfomat« spezialisiert sind, das zunächst aus den nativen CAD-Daten abgeleitet wird. Beispiele sind hier DWF mit Autodesk Design Review, eDrawings mit dem eDrawings Viewer oder JT mit JT2Go.

Unter dem Aspekt der universellen Nutzung nimmt das 3D PDF-Format von Adobe, das in Verbindung mit dem Acrobat Reader genutzt werden kann, eine besondere Stellung ein. Das liegt zum einen am sehr hohen Verbreitungsgrad des Acrobat Reader und zum anderen an der unabhängigen Position von Adobe ohne eigenes CAD-System und mit dem Anspruch, möglichst alle gängigen CAD-Formate zu unterstützen. Hinzu kommt die »Ability to Deliver« seitens Adobe dank ihrer herausragenden Erfahrung und Marktposition im Bereich Publishing.

Die interaktive Darstellung des Produkts bietet weit reichende Vorteile für ausgewählte Use Cases entlang des Produktentstehungsprozesses. Gerade für die Bauteil- und Produktgestalt gilt: Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Zu den typischen Anwendungsfällen gehören unter anderem (siehe auch Abbildung 1):
Industrial Design: Bei vielen Produkten spielt das Design hinsichtlich Ergonomie und Attraktivität eine wichtige Rolle. Navigierbare und mit frei wählbaren Betrachtungsoptionen darstellbare 3D-Modelle ermöglichen gegenüber zwar ebenfalls fotorealistischen, aber vorgefertigten fixierten Ansichten deutlich bessere Evaluierungsmöglichkeiten. In vielen Fällen kann damit auf physikalische Prototypen und Muster verzichtet oder ihre Anzahl deutlich verringert werden.
Entwicklung und Fertigung: 3D-Modelle unterstützen hier die Validierung und Freigabe von Neuentwicklungen und Änderungen, da sie allen an der Validierung Beteiligten auch außerhalb der Konstruktion angefangen vom Vertrieb bis zur Arbeitsvorbereitung und Montage zur Verfügung stehen. Bei Bedarf können dabei Kommentarfunktion (Redlining) genutzt werden. Hinzu kommen die bedarfsgerechte Freistellung einzelner, interessierender Komponenten innerhalb komplexer Baugruppen und die Möglichkeit, so genannte PMIs (Product Manufacturing Information) in das Modell einzufügen und auszuwerten.
Vertrieb: Produktkataloge spielen eine wichtige Rolle in der Kommunikation mit den Kunden. Für den eigenen Katalog aufbereitete Modelle ermöglichen neue, innovative Formen der Produktpräsentation im Web oder auf CD. In Verbindung mit einem Produktkonfigurator können Komponenten online durch den potenziellen Kunden nach seinen Vorstellungen zum Wunschprodukt zusammengestellt und »erfahrbar« gemacht werden.

Das Adobe 3D PDF-Format bietet – je nach ins Auge gefassten Anwendungsfällen im Unternehmen – im Detail zahl- reiche Vorteile:

Es ist ideal für Unternehmen mit Multi-CAD-Umgebungen. Gerade im Automotive-Bereich, wo Zulieferern oft drei oder mehr CAD-Systeme einsetzen, bietet 3D PDF einen einheitlichen Industriestandard unabhängig von einzelnen CAD-Systemen und proprietären Formaten. Die Verbreitung und die kontinuierliche Pflege des PDF-Formats bietet zudem weitgehende Zukunftssicherheit.

Es bietet besondere Formateigenschaften: 3D PDF führt die einzelnen Modelle einer Baugruppe in einer Datei zusammen und bildet dort intern die Modellstruktur ab. Mit dem Format lassen sich hohe Kompressionsraten gegenüber den nativen Ausgangsdaten von etwa 1:10 oder mehr erreichen. Schließlich kann das Format in typischen Office-Applikation wie MS Word, Excel und Powerpoint eingebettet und der 3D-Inhalt dort aktiviert werden.
Weitergehende Anwendungsmöglichkeiten: In Verbindung mit den bereits vorhandenen Features des »herkömmlichen« PDF-Formats bietet 3D PDF zusätzliche Möglichkeiten, die andere 3D-Formate nicht oder nicht in vergleichbar ausgereifter Form abdecken. Beispiele sind das Redlining in 2D und 3D, die Einbettung der Modelle in einen umgebenden Formular- oder Report-Kontext und die Kombination von 3D-Modellen mit klassischer Produktdokumentation. Hier können Steuerelemente dazu dienen, ein Modell in vorbestimmter Weise darzustellen und zu animieren. So kann beispielsweise ein Hyperlink im Dokumentationstext eine bestimmte Komponente im Gesamtmodell hervorheben, wenn der Link angeklickt wird.

PDM-Systeme machen Produktdaten geltungssicher verfügbar. Wie sieht hier das optimale Zusammenspiel mit 3D PDF aus? Ausgangspunkt ist die automatische Bereitstellung. Zwar lassen sich 3D PDF-Modelle mittels der Adobe Acrobat 9 Pro Extended Software interaktiv auch am Arbeitsplatz aus den CAD-Formaten konvertieren. Mit dem so genannten Lifecycle ES Server bietet Adobe allerdings eine Lösung, die diese Aufgabe zentral und serverseitig für alle CAD-Konstrukteure übernehmen kann. Der Anwender wird also von Routinetätigkeiten entlastet, und eine zentrale Lösung hilft, gewünschte »Spielregeln« einzuhalten. Typisch ist hier beispielsweise die prozessgesteuerte Bereitstellung der 3D PDFs im Zuge des PDM-Prüfungs- und Freigabeworkflows. Zusätzlich kann ein Modell auch »on Demand« zur Verfügung gestellt werden, wenn etwa der Kunde ad hoc über den aktuellen Arbeitsstand informiert werden soll. In allen Fällen kann der aktuelle Status im PDF sichtbar gemacht und so Geltungssicherheit erreicht werden.

Eine solche Serverlösung kann außerdem gezielt die PDF-Qualität steuern. So können zum Beispiel zwei Varianten eines Modells bereitgestellt werden: eine mit grober Tesselierung etwa für das schnelle Preview und eine mit genauer und quasi verlustfreier Kantendarstellung (BREP). Eine weitere, besondere Möglichkeit des PDF-Formats erlaubt dem Server, die generierten PDF-Dateien zu »impfen«, so dass Features der kostenpflichtigen Adobe Acrobat Lösung als Reader Extensions auch im kostenfreien Acrobat Reader zugänglich sind. Dies bietet beispielsweise die Möglichkeit, Kommentare direkt im Bild beziehungsweise Modell als Redlining einzufügen. In Verbindung mit PDM lassen sich damit Szenarien realisieren, in denen etwa ein Modell nur freigegeben werden kann, wenn alle Kommentare als erledigt gekennzeichnet wurden. PDM und 3D PDF gehen hier im Sinne eines »Mashup« eine enge Verbindung ein.

Ein weiteres Beispiel für solche Mashups sind Modelle, die in Formulare oder Reports eingebettet sind, deren Datenfelder durch das PDM-System gespeist werden. Übliche Stücklistenreports lassen sich so zum Beispiel mit den Modellen der Komponenten anreichern oder Lieferantenanfragen als Verbunddokument aus CAD-Modell und Ausschreibungsstammdaten versenden.

Das 3D-Modell eines Produkts kann offensichtlich im Vergleich zur Zusammenbauzeichnung ohne Komponentendetails viel mehr Informationen enthalten. Umso wichtiger ist das »Rights Management«, also die Frage, wer wann auf welche Modelldaten zugreifen darf. Schließlich steht die weitergehende Nutzung über den Kreis der Konstruktion hinaus beim 3D PDF im Vordergrund. Leistungsfähige PDM-Systeme erlauben hier mit ihrem Rechtesystem, das auch den Prozesskontext berücksichtigt, eine gezielte Steuerung. So kann beispielsweise erreicht werden, dass nur Projektmitglieder Zugriff haben oder dass nur Komponenten mit bestimmtem Reifegrad und nur an jene Produktionsstandorte weitergegeben werden, die diese Produkte tatsächlich fertigen.

Das Adobe 3D PDF-Format hat das Potenzial, der Produktgeometrie auch außerhalb der eigentlichen CAD-Konstruktion einen wichtigen Platz im Produktentstehungsprozess einzuräumen. Abgesicherte Verfahren in Verbindung mit dem PDM-System im Unternehmen ermöglichen Anwendungsfälle für 3D PDF mit überzeugendem Nutzen. -sg-

Contact Software GmbH, http://www.contact.de Adobe Systems GmbH, http://www.adobe.de

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