Produktivitätssteigerung im Maschinenbau: Wie Sie bestehende Ressourcen optimal nutzen.
- Produktivitätssteigerung im Maschinenbau entsteht nicht durch mehr Arbeitsdruck, sondern durch einen effizienteren Einsatz vorhandener Ressourcen.
- Isolierte Daten- und Entwicklungsprozesse verursachen Suchaufwand, Mehrfacharbeit und unnötige Abstimmung.
- Wiederverwendbare Varianten und Baugruppenkomponenten helfen, kundenindividuelle Maschinen effizienter zu entwickeln.
- PDM und PLM schaffen eine gemeinsame Datenbasis und halten Änderungen nachvollziehbar.
- Simulation und virtuelle Zwillinge helfen, Probleme früher zu erkennen und physische Iterationen zu reduzieren.
- Mit der 3DEXPERIENCE Plattform, SOLIDWORKS, und CATIA lässt sich eine solche Prozesskette schrittweise aufbauen.
Was bedeutet Produktivitätssteigerung im Maschinenbau konkret?
Ein wichtiges Bauteil einer Maschine wird kurzfristig abgekündigt. Der Einkauf findet eine Alternative, deren Abmessungen sich allerdings unterscheiden. Die Konstruktion passt deshalb das 3D-Modell an. Damit beginnt häufig erst die eigentliche Arbeit: Passt die Halterung noch? Muss der Kabelweg geändert werden? Welche Zeichnungen und Stücklisten sind betroffen? Hat die Arbeitsvorbereitung bereits Daten der alten Version übernommen? Und arbeitet ein externer Entwicklungspartner vielleicht noch mit diesem Stand?
Genau hier entscheidet sich, was Produktivitätssteigerung im Maschinenbau in der Praxis bedeutet. Es geht nicht darum, dass Konstruierende in einer Stunde noch mehr modellieren. Es geht darum, vorhandene Arbeitszeit nicht mit der Suche nach Informationen, manueller Datenübertragung und vermeidbaren Abstimmungsschleifen zu verbringen.
Wie angespannt die Fachkräftesituation ist, zeigt das Fachkräftemonitoring des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales: Auf Fachkraftebene könnten in Deutschland bis 2029 rund 530.000 Personen fehlen. Das BMAS sieht zugleich Digitalisierung und effizientere Planung als Ansatzpunkte, um vorhandene Arbeitskräfte produktiver einzusetzen.
Gerade für Maschinen- und Anlagenbauer lautet die entscheidende Frage deshalb: Wie lässt sich mit der vorhandenen Engineering-Kapazität mehr erreichen, ohne Qualität und Entwicklungssicherheit zu gefährden?
Wo geht im Engineering wertvolle Zeit verloren?
Einzelne Konstruktionssysteme sind heute hoch leistungsfähig. Reibung entsteht häufig zwischen Systemen, Prozessschritten und Abteilungen. Eine Baugruppe wird beispielsweise in SOLIDWORKS geändert. Anschließend werden Daten exportiert, eine Liste angepasst und Informationen für ein Folgesystem aufbereitet. Zur Abstimmung wird zusätzlich eine PDF-Datei verschickt. Wenige Tage später arbeitet jemand mit einer lokal gespeicherten veralteten Version. Jeder einzelne Schritt wirkt überschaubar. In Summe entstehen aber Suchzeiten, Rückfragen und Doppelarbeit.
Bei hoher Variantenvielfalt wird das besonders deutlich. Das Fraunhofer IPK beschreibt industrielle Szenarien mit bis zu 50.000 unterschiedlichen Systemprodukten, die im Durchschnitt nur etwa 1,4-mal pro Jahr in derselben Ausführung benötigt werden. Vereinfacht gesagt: Viele Produkte sind nahezu Einzelanfertigungen. Für Maschinenbauer bedeutet das, dass Produktivität nicht allein über höhere Stückzahlen entstehen kann. Umso wichtiger wird es, bewährte Komponenten wiederzuverwenden, Varianten systematisch zu beherrschen und Entwicklungsprozesse durchgängig zu gestalten.
Varianten beherrschen statt immer wieder neu konstruieren.
Nehmen wir einen Hersteller von Verpackungsmaschinen. Für einen Kunden wird eine vorhandene Maschinenplattform benötigt, diesmal aber mit breiterem Förderband, einem anderen Greifer und zusätzlicher Sensorik. Wird dafür lediglich das letzte passende Projekt kopiert, entsteht schnell die nächste Sonderlösung. Beim folgenden Auftrag beginnt die Suche erneut.
Effizienter ist es, freigegebene Baugruppen strukturiert wiederzuverwenden und Varianten kontrolliert daraus abzuleiten. SOLIDWORKS kann dabei das Werkzeug für die mechanische Konstruktion sein. Werden Produktstrukturen oder Baugruppen komplexer, kann CATIA ergänzen, beispielsweise bei großen Baugruppen, komplexen Flächen oder strukturierten Produktplattformen. Genau dieses Zusammenspiel nutzen auch mittelständische Unternehmen, wenn die Komplexität ihrer Produkte wächst.
Der nächste Hebel liegt im Datenmanagement. Über das PDM/PLM werden Modelle, Stücklisten, Versionen, Freigaben und Anforderungen nicht mehr isoliert betrachtet. Auf der 3DEXPERIENCE Plattform können zudem unterschiedliche CAD-Systeme eingebunden und Produktinformationen abteilungsübergreifend bereitgestellt werden. Auch die Anbindung von Folgesystemen wie ERP ist vorgesehen.
Probleme erkennen, bevor sie teuer werden.
Durchgängige Produktentwicklung endet jedoch nicht beim Datenmanagement. Stellen Sie sich eine neu entwickelte Halterung für einen schnell bewegten Greifer vor. Im CAD-Modell passt die Geometrie. Aber hält die Konstruktion auch den auftretenden Belastungen stand? Ist sie an einer Stelle unnötig massiv ausgeführt? Und kann sie später problemlos montiert werden?
Simulation hilft, solche Fragen früher zu beantworten. Virtuelle Tests können Konstruktionen unter realistischen Bedingungen untersuchen und dadurch Entscheidungen absichern, bevor ein physischer Prototyp gebaut oder Material bearbeitet wird. Bechtle PLM verbindet deshalb Produktentwicklung, Simulation, virtuellen Zwilling, Datenmanagement und Fertigung als Bestandteile eines Produktentstehungsprozesses.
Der Nutzen vernetzter Entwicklung zeigt sich vor allem dort, wo heute Medienbrüche entstehen. Wenn Konstruktion, Simulation und Fertigung auf konsistenten Informationen aufbauen, müssen Daten seltener manuell übertragen oder mehrfach gepflegt werden. Das Fraunhofer IPK betrachtet die durchgängige Digitalisierung von Entwicklungs- und Produktionsprozessen entsprechend als wichtigen Ansatz für den Maschinen- und Anlagenbau. Digitale Modelle und Simulation unterstützen dabei, Produkte und Produktionsprozesse frühzeitig abzusichern.
Produktdaten werden über die Konstruktion hinaus wertvoll.
Auch regulatorisch gewinnen strukturierte Produktinformationen an Bedeutung. Der Digitale Produktpass der EU soll Informationen über Produkte, Komponenten und Materialien digital verfügbar machen und unter anderem Nachhaltigkeit, Kreislauffähigkeit und die Einhaltung rechtlicher Anforderungen unterstützen. Seine Rechtsgrundlage bildet die EU-Ökodesign-Verordnung 2024/1781. Die konkreten Anforderungen werden schrittweise und produktspezifisch eingeführt.
Für produzierende Unternehmen steckt darin eine einfache Erkenntnis: Informationen, die während Entwicklung und Fertigung strukturiert entstehen, sollten später nicht für Service, Nachweisführung oder weitere Prozesse erneut zusammengesucht werden müssen. Deshalb betrachten wir bei Bechtle PLM Produktivitätssteigerung im Maschinenbau nicht als reine CAD-Frage. Ein leistungsfähiges Konstruktionswerkzeug wie SOLIDWORKS oder CATIA ist wichtig, es kommt vor allem aber auch auf die Prozesskette an.
Das kann zu einem Einstieg mit SOLIDWORKS führen, zum Aufbau eines geregelten PDM/PLM-Prozesses oder zur Erweiterung um CATIA, Simulation und ein geeignetes CAM-System. Die 3DEXPERIENCE Plattform kann dabei als gemeinsame Umgebung die verschiedenen Disziplinen und Systeme verbinden.
Fazit: Produktivitätssteigerung im Maschinenbau braucht durchgängige Prozesse.
„Mehr mit weniger“ darf im Maschinenbau nicht bedeuten, immer mehr Arbeit auf weniger Schultern zu verteilen. Entscheidend ist, die vorhandene Zeit und das Wissen der Mitarbeitenden dort einzusetzen, wo beides tatsächlich Wert schafft.
Genau hier sehen wir den Schlüssel zur Produktivitätssteigerung im Maschinenbau: Bewährte Konstruktionen werden wiederverwendet, Varianten kontrolliert entwickelt, Produktdaten bleiben konsistent und Simulation hilft dabei, Fehler früher zu erkennen. Wenn diese Informationen anschließend ohne unnötige Medienbrüche bis in die Fertigung und weitere Abteilungen weiterfließen, entstehen weniger Suchaufwand, weniger Doppelarbeit und weniger späte Korrekturen.
Dafür ist nicht entscheidend, möglichst viele Lösungen einzusetzen. Viel wichtiger ist ihr Zusammenspiel. SOLIDWORKS oder CATIA, Simulation sowie PLM mit der 3DEXPERIENCE Plattform können unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Entscheidend ist, daraus eine Prozesskette zu entwickeln, die zum jeweiligen Unternehmen, seinen Produkten und seinen Abläufen passt.
Häufig gestellte Fragen.
Produktivitätssteigerung im Maschinenbau bedeutet, vorhandene Ressourcen effizienter einzusetzen, ohne Qualität oder Entwicklungssicherheit zu beeinträchtigen. Im Engineering geht es deshalb nicht nur darum, schneller zu konstruieren. Entscheidend ist auch, Suchzeiten, manuelle Datenübertragungen, Doppelarbeit und unnötige Abstimmungen zu reduzieren. Durchgängige digitale Prozesse können unterschiedliche Disziplinen wie elektrische und mechanische Konstruktion, Simulation, Fertigung sowie Datenmanagement miteinander verbinden. Dadurch lassen sich vorhandenes Wissen und bewährte Komponenten besser wiederverwenden, während Änderungen für beteiligte Abteilungen nachvollziehbar bleiben.
Große Potenziale entstehen häufig an den Schnittstellen zwischen einzelnen Systemen und Abteilungen. Werden CAD-Daten beispielsweise exportiert, Informationen manuell übertragen oder unterschiedliche Dateiversionen lokal gespeichert, entstehen zusätzliche Such- und Abstimmungsaufwände. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist deshalb eine möglichst durchgängige Prozesskette. Dazu gehören die strukturierte Wiederverwendung vorhandener Konstruktionen, geregelte Freigabeprozesse und eine gemeinsame Datenbasis. Ziel ist weniger, einzelne Arbeitsschritte maximal zu beschleunigen, sondern vermeidbare Tätigkeiten im gesamten Entwicklungsprozess zu reduzieren.
PDM und PLM unterstützen Unternehmen dabei, Modelle, Zeichnungen, Stücklisten, Versionen und technische Änderungen strukturiert zu verwalten. Statt Produktinformationen über verschiedene Systeme, Verzeichnisse oder lokale Dateien zu verteilen, entsteht eine nachvollziehbare Datenbasis. Das erleichtert die Zusammenarbeit und reduziert den Aufwand für Suche, Abstimmung und Mehrfachpflege. Das Fraunhofer IAO bezeichnet PDM/PLM-Systeme entsprechend als Rückgrat einer durchgängigen IT-Unterstützung für Produkt- und Produktionsentwicklung. Besonders relevant wird das bei komplexen Produkten, vielen Änderungen und abteilungsübergreifenden Entwicklungsprozessen.
Maschinen- und Anlagenbauer entwickeln häufig kundenspezifische Lösungen auf Basis vorhandener Maschinen oder Baugruppen. Wird dafür immer wieder ein bestehendes Projekt kopiert und individuell verändert, wächst die Zahl schwer beherrschbarer Sonderlösungen. Strukturierte Produktplattformen und ein geregeltes Variantenmanagement ermöglichen dagegen, freigegebene Komponenten gezielt wiederzuverwenden und neue Varianten kontrolliert abzuleiten. Damit bleibt vorhandenes Entwicklungswissen nutzbar und muss nicht für jeden Auftrag neu erarbeitet werden. Gerade bei steigender Produktkomplexität kann dies einen wesentlichen Beitrag zu effizienteren Engineering-Prozessen leisten.
Simulation ermöglicht es, Eigenschaften einer Konstruktion bereits während der Entwicklung virtuell zu untersuchen. Beispielsweise lassen sich Belastungen oder das Verhalten einzelner Komponenten prüfen, bevor ein physischer Prototyp gefertigt wird. Dadurch können problematische Konstruktionen früher erkannt und Entscheidungen besser abgesichert werden. Der größte Produktivitätseffekt entsteht jedoch nicht allein durch den Einsatz einer Simulationslösung. Entscheidend ist die Einbindung in den Entwicklungsprozess: Wenn Konstruktion, Simulation und Datenmanagement auf konsistenten Produktinformationen aufbauen, lassen sich manuelle Datenübertragungen und unnötige Wiederholungen zusätzlich reduzieren.
