Software

PLM-Konzept für mehr Effizienz beim Kunden

Wenn es um Verpackungen im pharmazeutischen Bereich geht, dann ist die Bausch+Ströbel GmbH + Co. KG, Ilshofen, einer der wichtigsten Ansprechpartner für die Industrie. In seiner mehr als 40jährigen Firmengeschichte hat das Unternehmen immer wieder die Herausforderungen des weltweiten Marktes angenommen, indem es technisch und ökonomisch effiziente Lösungen präsentieren konnte und folglich heute zu den Marktführern gehört.

Um die weltweiten strategischen Herausforderungen meistern zu können, müssen aber auch die »kleinen« täglichen Herausforderungen angenommen werden und beherrschbar sein. Damit Bausch+Ströbel diesem Ziel Schritt für Schritt näher kommt und dadurch der Produktentstehungsprozess weiter optimiert werden kann, wurden in den letzten Jahren innerhalb eines PLM-Konzeptes entsprechende Teilstrategien in Zusammenarbeit mit dem PLM-Spezialisten BCT Technology AG aus dem badischen Willstätt realisiert.

Bausch + Ströbel konstruiert, baut und vertreibt mit weltweit über 860 Mitarbeitern sowie Niederlassungen in den USA, Frankreich und Japan Verpackungs- und Produktionssysteme für die pharmazeutische, kosmetische und chemische Industrie. Durch ein Netzwerk von weltweit angesiedelten Partnerunternehmen verfügt Bausch+Ströbel über eine starke Marktpräsenz und verschafft damit seinen Kunden weitere Vorteile.
»Dazu gehört auch, dass die individuellen Anforderungen jedes einzelnen Kunden berücksichtigt werden, um für ihn – und mit ihm – ein schlüssiges Gesamtkonzept zu erarbeiten, das letztendlich zu einem allseits optimierten Ergebnis im Produktionsprozess des Kunden führt«, erläutert Michael Pratz, Abteilungsleiter für Systembetreuung CAD/PLM, technische Dokumentation und Automatisierung.

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Optimale Lösungen im Dialog erarbeiten

Dabei werden sowohl die räumlichen Gegebenheiten und bestehende Logistikkonzepte für den Materialfluss als auch Ver- und Entsorgungsverbindungen für Medien sowie Luftaufbereitungssysteme und ähnliche Optimierungskriterien berücksichtigt und in die detaillierte Planung der Anlage im Vorfeld des Maschinenbaus einbezogen, so dass die spätere Installation ohne unvorhergesehene Überraschungen problemlos erfolgen kann.

»Unsere Spezialisten erstellen im Dialog mit dem Kunden und unter Einbeziehung aller kundenseitigen Gegebenheiten optimale Lösungen für die Verarbeitung von Ampullen, Vials und Flaschen, Einmalspritzen und Karpulen«, berichtet Michael Pratz weiter. »Dabei ist das Know-how und die persönliche Kompetenz unserer Mitarbeiter, die sehr qualifiziert und hoch motiviert sind, die Basis für eine erfolgreiche Weiterentwicklung unseres Unternehmens, denn der partnerschaftliche, menschliche Umgang miteinander, die Freude an der Arbeit, verantwortungsbewusstes Handeln und das Ausfüllen von Entscheidungsfreiräumen sind wichtige Bestandteile unseres Unternehmenskonzeptes.«

»Die jahrzehntelangen Erfahrungen haben uns viel gelehrt, insbesondere, dass ein Unternehmen wie Bausch+Ströbel sich im ständigen Wandel befindet und um langfristig erfolgreich zu sein, sich immer nach dem Markt richten muss«, ergänzt sein Kollege Tobias Hörner, Gruppenleiter CAD/PLM. »Dass heißt, wir gehen grundsätzlich von den Wünschen der Kunden und dabei in erster Linie von deren Produkt aus.«

Folglich sind in der Zentrale von Bausch+Ströbel in Ilshofen Beratung, Vertrieb, Produktion, Montage, Service sowie Forschung und Entwicklung unter einem Dach vereint. Aber auch in den anderen Produktionsstätten ist neben der Produktion und Montage zusätzliches Beratungs-, Service- und Vertriebs-Know-how konzentriert. Um für die vielen Projektbeteiligten einen möglichst aktuellen Informationsstand zu gewährleisten und um dadurch den Gesamtprozess zu optimieren, wurden in den letzten Jahren Schritt für Schritt einzelne Bereiche einer zentralen Informationsplattform innerhalb einer PLM-Lösung realisiert.

Tragweite der Entscheidungen

»Auch auf der Suche nach einem Software-Produkt, das unsere Anforderungen an eine Informations- und Integrationsplattform für den Produktentstehungsprozess erfüllt, machten wir einen Lernprozess durch«, erklärt Michael Pratz. »Denn während der Entscheidungsfindung wurde uns die Tragweite unserer anstehenden Entscheidungen immer klarer. Dies führte dazu, dass wir ein entsprechendes Konzept entwickelten, mit dem wir unsere PLM-Philosophie realisieren können, und dies zunächst unabhängig von einer spezifischen Software-Lösung. Folglich haben wir die verschiedenen Bereiche, die am Informationsfluss beteiligt sind, in die strategische Planung eingebunden und ihre unterschiedlichen Anforderungen berücksichtigt. Auch in dieser Phase stellte sich für uns immer klarer heraus: Die PLM-Realisierung innerhalb eines mittelständischen Unternehmens kann nur nach der Devise erfolgen »Der Weg ist das Ziel«.«

Die ersten CAD-Erfahrungen wurden bei Bausch+Ströbel schon Anfang der achtziger Jahre gesammelt und der breite Einsatz erfolgte ab 1986 mit dem objektorientierten 2D-CAD-Paket Sigraph von Siemens, das auf mehr als 25 Arbeitsplätzen installiert war. Ab 1991 erfolgte der schrittweise Umstieg auf das 2D-System HP ME10, das seit einiger Zeit unter der Bezeichnung Cocreate Drafting von PTC angeboten wird. In den Jahren 1992 bis 2004 wurden für die Datenverwaltung diverse PDM-Lösungskomponenten von der BCT Technology AG eingeführt.

»Der in jener Zeit oft sehr visionäre Ansatz des Unternehmens BCT führte dazu, dass teilweise ein sehr strategisches Herangehen erforderlich war, was aber unserer Geschäftsmentalität entspricht«, berichtet Michael Pratz über die CAD- und PDM-Historie von Bausch+Ströbel. Von BCT wurde ein Komplettpaket geordert, wobei der Schwerpunkt zunächst auf der Zeichnungsverwaltung lag.

Parametrisierung brachte Vorteil

Dann folgten die Stücklisten-Generierung und -Verwaltung sowie eine Lösung für das Plot-Management, die gemeinsam mit BCT entwickelt wurde. Außerdem wurden mehrstufige Klassifizierungsstrukturen etabliert, teilweise mit Sachmerkmalsleisten, aber dies nicht durchgängig. Ergänzend dazu erfolgte eine Benennungsklassifizierung, so dass sämtliche Teile eine standardisierte Bezeichnung bei der Klassifizierung erhalten.

Im Jahr 2002 fiel bei Bausch+ Ströbel die Entscheidung, zusätzlich zur 2D-Konstruktion auf die 3D-Modellierung zu setzen, dabei fiel die Wahl auf das CAD/CAM/CAE-System Unigraphics, das jetzt unter der Bezeichnung NX von Siemens PLM Software vermarktet wird. »Bei der 2D-Konstruktion wurde auf Grund der Komplexität der Anlagen und des steigenden Projektdruckes die Darstellungsgenauigkeit zum Problem«, erklärt Tobias Hörner die damalige Situation. »Denn es wurden speziell bei Baugruppenzeichnungen schon mal Ansichten »eingespart«, was zur Folge hatte, dass eine Maschine ohne vollständige Beschreibung in die Detaillierung ging, was dann später vermehrt zu Problemen führte.« Die 3D-Konstruktion sollte diesbezüglich Abhilfe schaffen. Diese Erwartungen haben sich bis heute auch bewahrheitet, da viel weniger Fehler auftreten beziehungsweise diese nicht erst in einer späten Konstruktionsphase bemerkt werden. Außerdem kann jederzeit ein so genanntes Digital-Mock-up (DMU) erzeugt werden, um die aktuelle Qualität der Konstruktion zu begutachten.

Zusätzlich wurde die Montage der Maschinen vereinfacht, einerseits schon durch eine montagegerechte Konstruktion und andererseits können die Mitarbeiter in der Montage heute direkt auf die 3D-Modelle zugreifen. Einen weiteren Vorteil brachte die Parametrisierung bei der 3D-Konstruktion, denn mit ihrer Hilfe lassen sich relativ leicht Maschinen entwickeln, die zum Befüllen von kompletten Produktfamilien der pharmazeutischen Industrie geeignet sind. Dabei lassen sich sämtliche Teile, die mit dem Produkt »in Berührung kommen«, als Variantenmodelle definieren und je nach Anforderung modifizieren. Diesbezüglich formuliert Tobias Hörner: »Wir sind viel effektiver geworden, wenn es darum geht, eine Anlage genau auf die Anforderungen des Kunden auszurichten. Vorhandene Teile und Baugruppen lassen sich heute sehr schnell modifizieren, so dass sie den speziellen Kundenanforderungen gerecht werden.« Außerdem ergänzt er: »Bei uns wurden die Anwender nicht gezwungen, die neuen CAD-Möglichkeiten zu nutzen, sondern sie sollten sich die Vorteile der 3D-Konstruktion selber erarbeiten und ihre Methodik entwickeln, mit der sie gemeinsam die gesamte Produktentstehung beschleunigen konnten.«
Folglich gab es bei Bausch+ Ströbel fließende Übergänge von einer CAD-Systemgeneration zur nächsten und auch heute noch besteht durch die mehr als 25jährige CAD-Historie eine Multi-CAD-Umgebung, die gepflegt und deren Daten verwaltet werden müssen. Dazu führte Bausch+Ströbel im Jahr 2003 eine strategische PDM-Evaluierung durch, mit dem Ergebnis, dass nach einer längeren Evaluierungsphase die Teamcenter-Lösung von Siemens PLM Software installiert wurde, gemeinsam mit den Zusatzprogrammen PLM-easy, die speziell für den mittelständischen Maschinenbau entwickelt wurden.

Bausch+Ströbel liefert Verpackungsmaschinen für pharmazeutische Produkte in jeder Leistungsklasse. Diese reichen von 1.500 bis zu 60.000 Einheiten pro Stunde, wobei die Maschinen die gesamten Anforderungen vom Reinigen und Sterilisieren über das Füllen, Verschließen und Prüfen bis zum Etikettieren und Transportieren erfüllen. »Das Füllen – speziell das aseptische Füllen – ist der Schwerpunkt unserer Aktivitäten.

Hoher Gewinn für die Folgeprozesse

Die keimfreie Abfüllung ist das, was wir am besten können. Dabei wird ein steriles Produkt in einer sterilen Umgebung in eine sterile Verpackung abgefüllt«, erläutert Michael Pratz. »Wir haben uns hier im Weltmarkt eine Spitzenstellung erarbeitet, unter anderem durch unsere große Fertigungstiefe.«

Die Anforderungen der Pharma-Unternehmen sind in diesem Bereich enorm hoch. Folglich können die Pflichtenhefte für Pharma-Unternehmen schon mal Aktenordner füllen, die mehrere Regalmeter umfassen. Der Abgleich von Lastenheft und Pflichtenheft, das so genannte Requirement-Management, wird heute in den meisten Fällen noch manuell erledigt und benötigt deshalb sehr viel Zeit. Deshalb ist bei Bausch+Ströbel eine Datenbank-Unterstützung für diese Aufgabe geplant. Dazu wird zur Zeit in Absprache mit BCT eine Diplomarbeit erstellt.

Eine solche Anwendung verspricht einen hohen Gewinn für die Folgeprozesse, speziell beim Projekt- und Qualitätsmanagement, denn bei den Pharmakunden besteht die Verpflichtung zur Anlagenqualifizierung. Diese wird meist durch Dienstleistungsunternehmen durchgeführt, etwa durch Hersteller wie Bausch+Ströbel. »In diesem Zusammenhang müssen wir die Anlagen auf Herz und Nieren prüfen«, berichtet Michael Pratz. »Dazu haben wir komplette Engineering-Teams aufgebaut, die Prüfpläne sowie Testprogramme ausarbeiten und dadurch eine hohe Wertschöpfung erreichen, wobei die Installation und Verifizierung einer Anlage rund ein Drittel unseres Aufwandes bezüglich der Gesamtanlagenlieferung umfasst.«
Die Grundlage jeder Anlagenkonzeption – speziell im sterilen Verarbeitungsbereich – bilden die gesetzlich geregelten Verordnungen sowie die einschlägigen Richtlinien wie GMP (Good Manufacturing Practice) und FDA (Food and Drug Administration). Zusätzlich setzt Bausch+Ströbel auf GEP-Standards (Good Engineering Practice), das heißt auf bewährte und anerkannte Methoden, die sicherstellen, dass die technischen Anforderungen erfüllt werden und die Lösungen konform mit den bestehenden Regelungen konzipiert und auch gut dokumentiert werden. Die von Bausch+Ströbel erstellte Anlagenqualifizierung liefert letztendlich den lückenlosen, nachvollziehbaren und dokumentierten Nachweis, dass die Anlage gemäß dem Betriebsauftrag, den Designdokumenten beziehungsweise der gültigen Spezifikation hergestellt wurde.

Als Beispiel nennt Michael Pratz das Prüfen von bis zu 24.000 Ampullen pro Stunde: »Bei der Verarbeitung von Ampullen stellt die Prüfung auf Dichtigkeit einen wichtigen Arbeitsschritt im Gesamtprozess dar. Das System der kontinuierlich arbeitenden, automatischen Dichtigkeitsprüfmaschinen erkennt Kapillarrisse, Haarrisse, mikroskopisch kleine Öffnungen, zu geringe Glaswandstärken sowie leere und stark unterfüllte Objekte. Je nach Maschinentyp und Ausrüstung werden die gefüllten und verschlossenen Ampullen automatisch von der vorgeschalteten Maschine übernommen. Die Prüfung der Ampullen erfolgt elektronisch, speziell in den Bereichen Hals, Körper, Boden und Spieß.«

Heute arbeiten viel größere Konstruktionsteams an einer Anlage als früher, wobei diese aus Mitarbeitern zusammengesetzt sind, die aus den verschiedenen Disziplinen kommen. Außerdem enthält eine Anlage viel mehr mechatronische Teile. Rund 50 Prozent der Teil können ausschließlich dem Mechanikbereich zugerechnet werden. Die anderen 50 Prozent bestehen aus Elektrotechnik-, Elektronik-, Software- sowie Automatisierungs-Komponenten, wobei der Stellenwert der Mechanik langsam aber stetig abnimmt. Durch den verstärkten Mechatronik-Einsatz sind viel mehr Optionen möglich, so dass eine höhere Konfigurierbarkeit, aber auch eine viel höhere Komplexität entsteht. »Wir fertigen so gut wie keine identischen Systeme, greifen aber immer wieder auf Bewährtes zurück«, betont Tobias Hörner, »denn die Anforderungen ändern sich, die Technik entwickelt sich weiter oder die Verantwortlichen beim Kunden wechseln.«

Folglich ist das Dokumentenmanagement außerordentlich wichtig. Sämtliche Dokumente, die während einer Produktentwicklung entstehen und ausgetauscht werden, müssen verwaltet werden, genauso wie die komplette Anlagendokumentation. Zur Einbindung der 2D-CAD-Applikation Cocreate Drafting in die Teamcenter-Lösung wurde gemeinsam mit BCT der ME10-Manager realisiert, der es ermöglicht, direkt aus der 2D-CAD-Applikation auf die Teamcenter-Datenbasis zu zugreifen, um 2D-Zeichnungen zu verwalten. Ebenso wird die gesamte Stücklistenverwaltung im PDM-System durchgeführt. Dieses ist diesbezüglich das führende System und übergibt die Daten an die ERP-Lösung. Beim Einsatz der 3D-Applikation NX besteht ebenfalls eine Koppelung – das heißt eine vollständige Synchronisation – mit der Baugruppenstruktur. »Bei diesen Produktivdaten konnten wir unser Konzept der Single-Source-Daten schon verwirklichen«, erläutert Tobias Hörner. »Darauf aufbauend werden wir diese Konzeptrealisierung Schritt für Schritt weiterführen.«

Auf jedem der über 80 CAD-Arbeitsplätze bei Bausch+Ströbel ist sowohl NX als auch Cocreate Drafting installiert, wobei letzteres für ältere, bestehende Projekte und auch als 2D-Werkzeug genutzt wird. Sämtliche neuen Projekte werden selbstverständlich als 3D-Konstruktion realisiert. In diesem Zusammenhang werden auch Bewegungs- und Mehrkörpersimulation sowie Geometrieoptimierungen durchgeführt. Das Anbringen von so genannten PMIs (Product and Manufacturing Information) am 3D-Modell soll zukünftig teilweise die Ableitung von 2D-Zeichnungen ersparen und den Informationsaustausch erleichtern.

Auf Grund der ebenfalls mit BCT gemeinsam entwickelten Anwendung EasyPlot kann heute ein komplettes Zeichnungspaket inklusive Stücklistenreport »auf Knopfdruck« fertig gefaltet aus der Repro-Anlage entnommen werden. Mit der Klassifizierungslösung BCT aClass können die beschreibenden Daten von ähnlichen Engineering-Objekten in der Teamcenter-Datenstruktur anhand von charakteristischen Sachmerkmalen verwaltet, recherchiert und selektiert werden. Diese nutzt Bausch+Ströbel unter anderem zur Kontrolle der geometrischen Ausprägung von Bauteilen. Dadurch kann zum Beispiel sichergestellt werden, dass kein rechter Winkel und damit keine problematischen Ecke auf den Grundplatten verwendet werden, so dass eine einfache Reinigung der Anlagen für die pharmazeutische Industrie gewährleistet ist.

»Heute können wir die Beauskunftung größtenteils über Teamcenter realisieren« betont Michael Pratz, »beispielsweise werden für die Endmontage keine Zeichnungen mehr geliefert, sondern die dortigen Mitarbeiter können über Teamcenter direkt auf die CAD-Daten zugreifen. Insgesamt haben wir ein sehr positives Feedback erhalten.« Die Mitarbeiter sehen einen großen Mehrwert in der neuen Lösung, die mit BCT realisiert wurde, sowohl aus Gründen der Rationalisierung als auch bezüglich der Detailtreue und Genauigkeit der CAD-Modelle, die eine unverzichtbare Grundlage für die Kommunikation innerhalb der Konstruktion aber auch mit anderen Abteilungen bilden. Außerdem lassen sich Änderungen sehr schnell realisieren, so dass die Durchlaufzeiten erheblich kürzer sind.

Regelmäßige Treffen für Optimierungsprojekte

»Wir haben uns auf Grund ihrer Leistungsfähigkeit für die Produkte von BCT entschieden und sind ebenso von dem Beratungs- und Schulungs-Know-how beeindruckt«, berichtet Michael Pratz, »aber das Wichtigste sind die Projekte, die wir gemeinsam mit BCT realisiert haben beziehungsweise noch durchführen werden. Dabei kamen Anregungen für weitere Optimierungsprojekte von beiden Seiten. Unter anderem sind auf diese Weise die Anwendungen ME10-Manager, EasyPlot und aClass entstanden, die jetzt von BCT als allgemeine Software-Produkte vermarktet werden. Als Konsequenz daraus organisieren wir jetzt regelmäßig zwei bis drei Treffen pro Jahr, um gemeinsam über unsere Visionen zu diskutieren und um neue Projekte anzustoßen.«

Zur Validierung wurde beispielsweise die Lösung BCT CheckIt entwickelt, die eine formelle Prüfung der Konstruktion per Knopfdruck ermöglicht. In ihr sind sehr viele Plausibilitätsbetrachtungen integriert, die leicht erweiter- und anpassbar sind, um eine reibungslose Weiterverarbeitung ERP-seitig zu gewährleisten. Die ERP-Anbindung erfolgt über Mechanismen auf Basis von Teamcenter-Basisfunktionalitäten, mit der alle Artikel und Teile, Baugruppen und Stücklisten und auch die Zeichnungsinformationen an das ERP-System übergeben werden. Dieser Vorgang läuft Server-basierend im Hintergrund bei der Stücklistengenerierung ab, wobei das XML-Format für den Datenaustausch genutzt wird. Über Zusatzinformationen erhält der Arbeitsplaner die entsprechenden Änderungshinweise, nachdem im ERP-System ein Stücklistenvergleich beziehungsweise Revisionsvergleich durchgeführt wurde. Der Zugriff auf die Zeichnungsinformationen in Teamcenter Engineering aus dem ERP-System erfolgt über die Lösung BCT CenterPoint, welche zusammen mit und für Bausch+Ströbel entwickelt wurde. Hierbei wird über einen Web-Client auf Basis von Microsoft Office Sharepoint Server (MOSS) ein redundanzfreier und vor allem sicherer Zugriff auf die Daten aus Teamcenter Engineering realisiert.

Die in Teamcenter gespeicherten Produktstrukturen dienen auch zur Generierung des Ersatzteilkataloges. Dazu wurden ein Gesamtprozess durch vielfältige Verflechtungen von Applikationen und eigenen Entwicklungen realisiert, so dass per Knopfdruck auf Basis der Stücklistenstruktur ein vollständiger Ersatzteilkatalog erzeugt und publiziert werden kann. »Somit wurde eine automatisierte CD-Erstellung des Ersatzteilkataloges möglich, wobei wir besonders stolz darauf sind, dass wir erheblich Ressourcen – speziell bei den stupiden Tätigkeiten – einsparen konnten«, betont Tobias Hörner. Selbstverständlich haben auch die internen Abteilungen jederzeit Zugriff auf die Ersatzteilkataloge.

PDM-Integration der Elektrotechnik-Applikation

Momentan erfolgt die Einbindung der Elektro-Gerätestücklisten in die PDM-Umgebung mit Hilfe der BCT-Software ImportManager und von dort aus schließlich die Übergabe an das ERP-System auf Basis von XML-Daten. Als weiteres Projekt steht jetzt die vollständige Integration der Elektrotechnik-Applikation mit rund zehn Arbeitsplätzen sowie den entsprechenden Dokumentationsunterlagen an. Dieses strategische Projekt, das gemeinsam mit der BCT Technology AG, Siemens PLM Software und Zuken in Angriff genommen wurde, hat eine enge Einbindung der Elektro-CAD-Software E³.series in die PDM-Lösung Teamcenter zum Ziel, einschließlich einer direkten Stücklistenerfassung.

»Damit können wir für einen weiteren Anwendungsbereich eine Wissens-Datenbank bereitstellen, wobei wir stets auf klare Strukturen bei der Datenverwaltung setzen«, erläutert Michael Pratz. »Jedoch fragen wir uns immer wieder: Ist es das Dokument wert, dass wir es ins PDM-System aufnehmen?« Um diesbezüglich den Anwendern aus allen Unternehmensbereichen eine praxistaugliche Lösung bieten zu können, haben wir uns dazu entschieden, Teamcenter als Informationsplattform für die »schwergewichtigen« Daten zu nutzen und die »leichtgewichtigen« Daten mit Microsoft Sharepoint zu verwalten – mit der Prämisse, dass mit Hilfe von BCT CenterPoint ein gegenseitiger Durchgriff auf die Daten möglich sein muss.«

Mit diesem Intranet-ähnlichen Ansatz haben noch mehr Unternehmensbereiche die Chance, direkt an die gewünschten Informationen zu kommen. Nachdem ein erstes Teilprojekt im Bereich der technischen Dokumentation erfolgreich abgeschlossen wurde, soll dieses Konzept nun schrittweise ausgeweitet werden, denn für den einzelnen Anwender ist es unerheblich, ob die von ihm gewünschten Daten in Teamcenter oder Sharepoint verwaltet werden, Hauptsache er hat einen direkten und schnellen Zugriff darauf.

»Für uns ist das Product-Lifecycle-Management ein übergeordnetes Konzept mit dem wir eine redundanzfreie Datenbasis erhalten und natürlich ein Stück Unternehmensphilosophie. Dazu gehören aber auch viele innovative Ideen, die wir gemeinsam mit unserem Partner BCT Technology AG entwickeln, sowie leistungsfähige Software-Werkzeuge, mit denen sich diese Ideen praktisch realisieren lassen«, formuliert Michael Pratz abschließend. -fr-

www.bausch-stroebel.com http://www.bct-technology.com

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