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Nachbericht „The Future of Industrial Innovation“ von PTC Augmented Reality und Generatives Design im industriellen IoT

| Autor / Redakteur: Michael Matzer / Nico Litzel

Auf der Forumsveranstaltung „The Future of Industrial Innovation“, das die „Financial Times“ kürzlich in München veranstaltete, stellte Jim Heppelmann, CEO des Herstellers PTC, seine Vorstellung von Augmented Reality (AR) in der Industrie vor. Mit eGO Mobile wurde ein Beispiel für erfolgreiche IIoT-Anwendung gezeigt.

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Im PTC-Modul Windchill lassen sich digitale CAD-Modelle erzeugen und mit IoT-Funktionalität (Sensorik) versehen. Im Vordergrund ist der Arm eines Fertigungsroboters zu sehen.
Im PTC-Modul Windchill lassen sich digitale CAD-Modelle erzeugen und mit IoT-Funktionalität (Sensorik) versehen. Im Vordergrund ist der Arm eines Fertigungsroboters zu sehen.
(Bild: Michael Matzer)

„Augmented Reality ist wie IoT für Menschen“, sagte PTC-CEO Jim Heppelmann auf dem Business Forum „The Future of Industrial Innovation“, das die „Financial Times“ veranstaltete. Laut Heppelmann sind 31 Prozent von AR-Anwendungen entlang der Wertschöpfungskette in Marketing & Sales zu finden, 23 Prozent in Manufacturing & Operations, 18 Prozent in Service & Support, 18 Prozent in der Ausbildung und nur vier Prozent im Design. „IoT ist wie PLM mit einem geschlossenen Kreislauf aus Design, Produkt, Nutzung und Service Management.“

Augmented Reality & Digital Twins

Die Verbreitung von Augmented Reality entlang der Wertschöpfungskette gemäß einer Umfrage unter PTC-Kunden 2019.
Die Verbreitung von Augmented Reality entlang der Wertschöpfungskette gemäß einer Umfrage unter PTC-Kunden 2019.
(Bild: Michael Matzer)

Weil Augmented Reality zu den innovativen Technologien zählt, die in die Industrie Einzug gehalten haben, erstaunt es ein wenig, dass sie im Design-Bereich so wenig Verwendung findet. Eher den Erwartungen entspricht die Angabe, dass in Service, Support und Ausbildung vier von zehn Anwendern Augmented Reality nutzen. Der Begriff des „Digital Twin“ ist hier nach Ansicht von Jim Heppelmann ebenfalls von zentraler Bedeutung. „Digital Twins dienen der Datenorchestrierung zwischen IT- und IoT-Systemen“, so der CEO, „sowie der Datenkombination bzw. -integration.“ Im Portfolio seines Unternehmens PTC entspräche dies der Funktionalität des Segments von ThingWorx. Als Beispiel für einen Anwender führte Heppelmann den deutschen Fahrzeughersteller eGO in Aachen an, der Elektrofahrzeuge baut.

eGO Mobile

Es verwunderte daher auch nicht, dass mit Ernest Debets ein Vertreter von eGo Mobile sich den Fragen von Craig Melrose stellte, dem EVP für Digital Transformation Solutions bei PTC. Debets ist Vice President für Information Technology & Digitalisation bei eGo Mobile. „Wir betrachten das Fahrzeug als System, Plattform und Service“, sagte Debets. Folglich spiele die vollständige Digitalisierung aller Bauteile, Prozesse und Darstellungen eine große Rolle. „Nur so erreichen wir Kundenorientiertheit und Effizienz in Design und Produktion.“ Ein Fahrzeug kostet lediglich 15.000 Euro.

PTCs IIoT-Plattform

Diese freundliche PTC-Mitarbeiter demonstrierte digitales Motorjacht-Design mit Vuforia-AR und Digital Twin auf seinem Demo-Stand.
Diese freundliche PTC-Mitarbeiter demonstrierte digitales Motorjacht-Design mit Vuforia-AR und Digital Twin auf seinem Demo-Stand.
(Bild: Michael Matzer)

PTC bietet selbst eine umfassende Plattform mit Modulen für verschiedene Bereiche der Wertschöpfung in Augmented Reality (Vuforia), Industrial IoT (ThingWorx), Digital Twin, CAD/CAE und Datenanalyse an. Nach Angaben von Heppelmann hat die PTC-IOT-Plattform „einen Anteil am Gesamtmarkt von ungefähr 15 Prozent – gegenüber den jeweils 5 Prozent der restlichen Anbieter ist das ein guter Vorsprung.“ Aber: „Die Konsolidierung des Marktes hat schon begonnen.“

Kauf von OnShape

Der Demo-Stand für Generatives Design zeigte zwei Werkstücke in verschiedenen Phasen des Entwurfs.
Der Demo-Stand für Generatives Design zeigte zwei Werkstücke in verschiedenen Phasen des Entwurfs.
(Bild: Michael Matzer)

Neu ist jedoch der Zukauf des Unternehmen OnShape durch PTC für die beträchtliche Summe von 470 Mio. US-Dollar. „OnShape wird PTCs Zukunft im SaaS-Segment bilden“, sagte Jim Heppelmann.

Vier Werkstücke einer Stütze (v. l. n. r.): ganz links „konventionelles Design“, dann „Design Space“, anschließend „Generatives Design 1: Subtraktive Fertigung“ und Generatives Design 2: „Additive Fertigung“.
Vier Werkstücke einer Stütze (v. l. n. r.): ganz links „konventionelles Design“, dann „Design Space“, anschließend „Generatives Design 1: Subtraktive Fertigung“ und Generatives Design 2: „Additive Fertigung“.
(Bild: Michael Matzer)

OnShape modernisiert nach eigenen Angaben den Prozess des Produktdesigns. Es vereint CAD-Funktionen mit Datenverwaltungsfunktionen für Product Data Management (PDM), Design Data Management (DDM), Bill of Materials (BOM), Versions- und Releasekontrolle sowie Workflows. Was bei PTCs Portfolio nicht im Vordergrund gestanden hat, waren Kollaborationswerkzeuge. Diese erlauben in OnShape beispielsweise Designprüfung in Echtzeit, gleichzeitiges Bearbeiten im Team, Live Chat und abgesichertes Teilen.

Ein metallisches Werkstück in drei Versionen: ganz links der konventionelle Entwurf, in der Mitte ein gegossenes Werkstück gemäß Generativem Design und rechts ein Werkstück aus subtraktiver Fertigung gemäß Generativem Design. Dieses ist offensichtlich das leichteste, ohne aber an Stabilität einzubüßen.
Ein metallisches Werkstück in drei Versionen: ganz links der konventionelle Entwurf, in der Mitte ein gegossenes Werkstück gemäß Generativem Design und rechts ein Werkstück aus subtraktiver Fertigung gemäß Generativem Design. Dieses ist offensichtlich das leichteste, ohne aber an Stabilität einzubüßen.
(Bild: Michael Matzer)

Ein Modul für Datenanalyse und Berichtswesen ist auf personalisierte Nachrichten in einem Datenstream ausgerichtet, sodass Workflowbeteiligte stets auf dem Laufenden sind. Auf der Seite der Datensicherheit und Auditierbarkeit werden moderne Cloud-Standards beachtet, so etwa die Verschlüsselung mit AES-256 und TLS 1.2 sowie die Zwei-Faktor-Authentifizierung. Die Integrationsfähigkeit ermöglicht die Ankoppelung von Systemen für PLM, ERP, CAM und Simulationen.

„Das mandantenfähige SaaS OnShape ist in technischer Hinsicht dem Rest des Marktes um fünf Jahre voraus“, sagte Jim Heppelmann selbstbewusst. „Mit PTC im Rücken wird es seinen Marktanteil ausbauen.“ Außerdem sei es plattformunabhängig und benötige allenfalls noch PTC IoT und MS Azure IoT. „Der größte Vorteil: SaaS bedeutet automatische Updates alle drei Wochen im Gegensatz zu den sechs Jahren, die wir beim (CAD-System) CATIA v6 gesehen haben."

Generatives Design

Generatives Design ergänzt inzwischen Additive Fertigung. Das führt mitunter zu verblüffenden Ergebnissen im Design von Bauteilen. Auf einem Demo-Stand zeigte eine freundliche Dame zwei Designreihen für Bauteile. „Ziel war es, sowohl stabile, aber zugleich möglichst leichte Bauteile zu entwerfen und zu fertigen“, sagte die PTC-Mitarbeiterin.

Statt der üblichen Leichtbauweise mit starren Verbindungen entstanden so durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz Verstrebungen, die eher Ähnlichkeit mit einer Bienenwabe oder einem Pilzgeflecht haben. Gewichtsreduzierungen um 25 bis 40 Prozent haben McKinsey-Berater und PTC-Kunden vorhergesagt bzw. erzielt. Entsprechend positiv dürfte auch die Bilanz bei Materialabfall und Energieaufwand ausfallen.

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