Konstruktionstechnik

AI in product development enables faster, smarter, and more cost-efficient innovation. Generative AI helps teams rapidly create new concepts, design variations, and even personalized products at scale. By feeding in constraints like material, weight, or function, companies can explore thousands of optimized prototypes in minutes, accelerating ideation and reducing the need for manual design work. This speeds up early-stage creativity while opening opportunities for customization and cross-disciplinary collaboration.

Complementing this, AI-powered simulation allows businesses to test and validate designs virtually before building physical prototypes. Engineers can model performance under stress, temperature, or wear, ensuring flaws are caught early and reducing waste, cost, and risk. Used together, generative AI and simulation create a powerful loop: designs are generated, tested virtually, and refined—leading to quicker time-to-market, more sustainable use of materials, and better overall product performance.

Bei der Nutzung moderner Konstruktionssoftware wie Siemens NX, Teamcenter, Simcenter und den übrigen Lösungen des Siemens Xcelerator-Portfolios verbindet der Konstruktionsprozess traditionelle Arbeitsschritte mit leistungsfähigen Softwarefunktionen, was Effizienz, Präzision und Zusammenarbeit steigert. Unsere umfassende und integrierte Software für Produktkonstruktion, Konstruktion und Fertigung bietet eine Vielzahl von Werkzeugen für CAD, CAM, CAE, PLM, Simulation und E/E-Konstruktion. Der Konstruktionsprozess beinhaltet in diesem Kontext mehrere wichtige Phasen:

• Definition und Planung des Problems:
  • Definieren Sie das technische Problem eindeutig, einschließlich aller Anforderungen und Randbedingungen.
  • Verwenden Sie unsere Werkzeuge, um frühere ähnliche Projekte oder Muster zu analysieren, die möglicherweise Erkenntnisse für das Projekt liefern.
• Konstruktion und Modellierung:
  • Entwickeln Sie präzise 3D-Modelle des vorgeschlagenen Lösungsansatzes. Dieser Schritt beinhaltet die Anwendung von parametrischen und direkten Modellierungsmethoden zur Entwicklung von Komponenten und Baugruppen.
  • Verwenden Sie bei Bedarf hoch entwickelte Tools für die Blechkonstruktion, Oberflächenmodellierung und andere spezielle Erfordernisse.
• Analyse und Simulation:
  • Verwenden Sie die integrierten CAE-Funktionen, um das Verhalten der Konstruktion unter verschiedenen Bedingungen zu simulieren, wie mechanische Belastung, thermische Einflüsse, Strömungsdynamik und vieles mehr.
  • Optimieren Sie Konstruktionen auf der Grundlage von Simulationsergebnissen, um Leistungskriterien zu erfüllen und Faktoren wie Gewicht, Festigkeit und Kosten zu verbessern.
• Prototyping (virtuell und physisch):
  • Erstellen Sie virtuelle Prototypen im digitalen Zwilling, um die Funktionalität und Ästhetik der Konstruktion zu evaluieren.
  • Bei physischen Prototypen setzen Sie CAM ein, um Fertigungsprozesse zu planen oder Daten für 3D-Druck und weitere Rapid-Prototyping-Methoden zu exportieren.
• Auswertung und Iteration:
  • Bewerten Sie die Konstruktion auf der Grundlage der Vorgaben und des Feedbacks der beteiligten Parteien. Setzen Sie Visualisierungs- und Rendering-Tools in der Konstruktionssoftware ein, um Konzepte deutlich darzustellen.
• Detaillierte Konstruktion und Dokumentation:
  • Vervollständigen Sie die Konstruktion und fügen Sie sämtliche notwendigen Einzelheiten für Fertigung und Montage hinzu.
  • Erstellen Sie detaillierte Zeichnungen, Montageanleitungen und andere Dokumentationen, die für die Fertigung und den Produktsupport erforderlich sind.
• Fertigung und Implementierung:
  • Schließen Sie die Vorbereitungen für die Fertigung innerhalb des digitalen Zwillings und der integrierten Fertigungssysteme ab, um Produktionsprozesse, CNC-Bearbeitungspfade und vieles mehr zu planen.
  • Arbeiten Sie über die Plattform direkt mit Lieferanten und Herstellern zusammen und teilen Sie Konstruktionsdateien und Spezifikationen.
• Produktstart und Feedback-Analyse:
  • Sammeln Sie nach Fertigung und Markteinführung des Produkts Rückmeldungen zu dessen Leistungsfähigkeit.
  • Nutzen Sie Feedback zur kontinuierlichen Verbesserung und wenden Sie die gewonnenen Erkenntnisse auf zukünftige Konstruktionsprojekte an.

Im Verlauf dieses Prozesses unterstützt das Siemens Xcelerator-Portfolio die Teamkooperation und die Einbindung verschiedener Software-Tools und -Plattformen, was einen lückenlosen Datenaustausch zwischen den einzelnen Phasen der Produktentwicklung gewährleistet. Dieser umfassende Ansatz ermöglicht einen effizienteren und effektiveren Konstruktionsprozess, vom Konzept bis zur Produktion.

Der Prozess der Konstruktionstechnik ist eine grundlegende Methodik im Engineering und dient als Basis für Innovation und Problemlösung. Dieser strukturierte Ansatz befähigt Konstrukteure dazu, komplexe Herausforderungen methodisch anzugehen und abstrakte Ideen in greifbare Lösungen umzuwandeln, die unseren Alltag bereichern und den technologischen Fortschritt vorantreiben.

Im Kern dient der Konstruktionsprozess folgenden Zielen:

• Lösung komplexer Probleme: Er bietet einen systematischen Ansatz zum Verständnis und zur Lösung komplexer technischer Herausforderungen und stellt sicher, dass die Lösungen praktikabel, effektiv und innovativ sind.
• Entwicklung und Optimierung von Produkten und Prozessen: Er leitet die Entwicklung neuer Produkte und die Verbesserung bestehender Prozesse, wobei Effizienz, Funktionalität und Benutzerbedürfnisse im Vordergrund stehen. Dabei werden auch Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit besonders berücksichtigt.
• Unterstützung der interdisziplinären Kooperation und Konformität: Er fördert die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen und stellt sicher, dass den regulatorischen Standards, Sicherheitsanforderungen und ethischen Überlegungen entsprechen, was zu gut integrierten und konformen Lösungen führt.

Dieser Prozess ist mehr als nur eine Abfolge von Schritten. Es handelt sich um ein dynamisches Framework, das sich an die sich wandelnden Bedürfnisse von Fertigung, Technologie und Umwelt anpasst. Indem eine Kultur der ständigen Verbesserung, Zusammenarbeit und Innovation gefördert wird, bewältigt der Konstruktionsprozess nicht nur die aktuellen Herausforderungen, sondern schafft auch die Grundlage für zukünftige Fortschritte. So wird sichergestellt, dass unsere Lösungen sowohl nachhaltig als auch zukunftsweisend sind.

Software für Produkt-Engineering bezeichnet eine Reihe von Softwaretools und -anwendungen, die in der Konstruktion, Entwicklung, Prüfung und Verwaltung von Produkten zum Einsatz kommen, vor allem in Bereichen wie Maschinenbau, Elektro- und Elektroniktechnik sowie Software-Engineering. Diese Tools sind unverzichtbar für moderne Produktentwicklungsprozesse und befähigen Konstrukteure dazu, in noch kürzerer Zeit komplexe, zuverlässige und effiziente Produkte zu erschaffen.

Zu den Hauptkategorien und Funktionalitäten von Produktentwicklungssoftware gehören:

• Computer-Aided Design (CAD): CAD-Software wird für die Erstellung detaillierter 2D- oder 3D-Modelle von Produkten verwendet. Sie ermöglicht die Visualisierung, Simulation und Analyse von Produktkonstruktionen, erleichtert die Untersuchung verschiedener Konstruktionsoptionen und die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme im Konstruktionsprozess.
• Computer-Aided Engineering (CAE): CAE-Software umfasst Simulations- und Analysetools, die von Konstrukteuren verwendet werden, um das Leistungsvermögen ihrer Konstruktionen unter verschiedenen Bedingungen wie Spannung, Wärme, Fluiddynamik und vielem mehr zu bewerten. CAE-Tools sind entscheidend für die Optimierung von Konstruktionen hinsichtlich Leistungsvermögen, Sicherheit und Einhaltung von Normen.
• Computer-Aided Manufacturing (CAM): CAM-Software wird zur Planung, Verwaltung und Steuerung von Fertigungsprozessen direkt aus computergenerierten Modellen und Zeichnungen verwendet. Sie enthält Funktionalitäten für die Generierung von Werkzeugwegen, die Programmierung von CNC-Maschinen und die Planung von Produktions-Workflows und hilft so, die Lücke zwischen Konstruktion und Fertigung zu schließen. Entdecken Sie unsere Auszeichnungen.
• Product Lifecycle Management (PLM): PLM-Software ermöglicht es, den kompletten Lebenszyklus eines Produkts zu managen – vom ersten Konzept über Konstruktion und Produktion bis zu Instandhaltung und Entsorgung. Sie vereint Personal, Daten, Prozesse und Geschäftssysteme und schafft damit ein umfassendes Informationsfundament für Unternehmen und ihr erweitertes Netzwerk.
• Electronic Design Automation (EDA): Für Produkte mit elektronischen Komponenten wird EDA-Software zur Konstruktion und Analyse elektronischer Systeme wie Leiterplatten und integrierter Schaltkreise eingesetzt. EDA-Tools helfen Ingenieuren bei der Erstellung von Schaltplänen, dem Layout von Leiterplatten und der Simulation elektronischer Schaltungen, um deren Zuverlässigkeit und Leistung sicherzustellen.

Zur Integration von Nachhaltigkeit in die Konstruktionstechnik stellt Siemens Software innovative Lösungen bereit, die nachhaltige Verfahren während des kompletten Produktionslebenszyklus verbessern. Eine Schlüsselinnovation ist die Technologie des digitalen Zwillings, die es ermöglicht, virtuelle Abbilder Ihrer Prozesse zu erstellen. Dadurch können Sie Abläufe ohne reale Versuche simulieren und optimieren, was zu weniger Abfall, Energieeinsparungen und einem geringeren Rohstoffverbrauch führt.

Darüber hinaus unterstützt die Software von Siemens eine nachhaltige Konstruktion durch die Integration von Umweltaspekten in die frühesten Phasen der Produktentwicklung. Durch die Einbindung von Nachhaltigkeitskriterien in Ihre Konstruktions- und Engineering-Abläufe können Sie Produkte entwickeln, die effizienter sind und weniger Ressourcen verbrauchen.

Zudem bieten die Engineering-Tools von Siemens Echtzeitdaten und -analysen, die eine kontinuierliche Verbesserung Ihrer Fertigungsprozesse ermöglichen. Dies ermöglicht es Ihnen, Ineffizienzen aufzudecken, Abläufe zu optimieren und energiesparende Maßnahmen einzuführen, was zu einer nachhaltigeren Fertigungsumgebung beiträgt. Erfahren Sie, wie Siemens branchenübergreifend Nachhaltigkeit fördert.

Integrierte Konstruktion bezeichnet im Bereich der Engineering-Software für die Fertigung einen ganzheitlichen Ansatz, der verschiedene Softwaretools und Methoden nahtlos verbindet, um den gesamten Prozess von der Produktentwicklung bis zur Herstellung zu optimieren. Diese Integration umfasst verschiedene Phasen des Product Lifecycle Managements, von der konzeptionellen Konstruktion bis zur Produktion, und beinhaltet die Nutzung vernetzter Softwarelösungen, die einen effizienten Datenaustausch und die Zusammenarbeit zwischen Teams ermöglichen. Hier sehen Sie, wie sich die integrierte Konstruktion in der Software für die Fertigung manifestiert:

• Nahtloser Datenfluss: Ein integriertes System gewährleistet einen reibungslosen Datenfluss zwischen den verschiedenen Stufen der Produktentwicklung. Eine Änderung im Konstruktionsmodell führt zum Beispiel zu einer automatischen Aktualisierung der Analysemodelle und Fertigungsanweisungen, wodurch Konsistenz gewährleistet und die Fehleranfälligkeit verringert werden.
• Teamorientierte Arbeitsumgebung: Integrierte Konstruktionssoftware fördert die Zusammenarbeit zwischen funktionsübergreifenden Teams, darunter Konstruktions-, Engineering- und Fertigungsabteilungen. Teams können standortübergreifend simultan an einem Projekt arbeiten und Erkenntnisse sowie Updates in Echtzeit teilen, was sowohl die Effizienz als auch die Innovationskraft steigert.
• Technologie des digitalen Zwillings: Integrierte Konstruktion beinhaltet oft digitale Zwillinge, die als virtuelle Abbilder physischer Produkte dienen. Diese digitalen Modelle können während des gesamten Produktlebenszyklus für Simulationen, Analysen und Optimierungen eingesetzt werden und liefern wertvolle Erkenntnisse, die den physischen Fertigungsprozess unterstützen.