Nexus for Developers: Aufbau vernetzter und kollaborativer Workflows

Subbu Vishnubhatla, Director, Product Management, Hexagon, Manufacturing Intelligence Division

Nexus for Developers: Aufbau vernetzter und kollaborativer Workflows

Engineering Reality 2024 Ausgabe 1

Accelerate Smart Manufacturing

Nexus for Developers basiert auf dem Prinzip, Kunden die „Freiheit zur Innovation“ zu bieten und ist eine offene Plattform, um Entwicklungsprozesse durch transparenten, standardisierten Zugang zu einer kritischen Masse an Ressourcen zu beschleunigen. Dank offener APIs, entsprechender Daten und der offenen Plattform erhalten Kunden jetzt Lösungen, die Hexagon-Technologien sowie andere Technologien ihrer Wahl über die Nexus-Plattform integrieren.

Nexus for Developers stellt zentral erforderliche Tools, Software Development Kits (SDKs), Sandbox-Umgebungen, Dokumentation sowie Infrastruktur und wurde für Hexagon-Ingenieure, Drittentwickler und Systemintegratoren entwickelt. Teams nutzen Nexus zur Entwicklung effizienter, cloudnativer Applikationen. Bestehende Desktop-Applikationen lassen sich mittels Cloudification modernisieren, Teams können einfach in Echtzeit zusammenarbeiten und moderne Visualisierungen sowie Reportings generieren.

Nexus for Developers beseitigt Informationssilos. Daten mit anderen Produkten und Lösungen (Software, Prozesse, Maschinen, Anwender usw.), die im Produktlebenszyklus vor- oder nachgelagert sind, lassen sich einfach synchronisieren.

Durch die Integration in das wachsende Produktangebot von Hexagon schafft die Plattform sowohl für Kunden als auch Partner einen deutlichen Mehrwert. Über die Nutzung offener, transparenter und standardisierter Daten, die von Hexagon und über Tools von Drittanbietern erstellt werden, können Teams ihre Workflows vereinfachen, Feedback schneller adressieren und detailliertere Einblicke über den gesamten Fertigungszyklus hinweg gewinnen.

Nexus for Developers bietet Entwicklern ein breiteres Spektrum und verbessert durch die gemeinsame schnelle Nutzung von Daten gleichzeitig die Zusammenarbeit innerhalb der Teams. Durch die integrierte Aggregation und Kontextualisierung von Daten verschiedener Quellen können Entwickler Daten in Echtzeit nutzen und von höherer Flexibilität profitieren.

Nachfolgend sehen wir anhand eines Anwendungsbeispiels, wie Nexus for Developers die komplexe Anforderungen von Applied Solutions Group gemeistert hat: Eines unserer internen Teams nutzte Nexus nicht nur, um moderne cloudbasierte Tools mit dem Ziel besserer Effizienz zu entwickeln, sondern auch, um die Digitalisierung ihrer End-to-End-Workflows voranzutreiben.

 

Simulation und Realität miteinander verbinden: Die speziellen Anforderungen von Applied Solutions

Als internes Engineering-Team hat sich Applied Solutions auf die Entwicklung und Optimierung elektromechanischer Systeme wie elektrische Antriebseinheiten, Flugzeuggetriebe und Betätigungssysteme spezialisiert und nutzt erfolgreich die Design- und Engineering-Tools (D&E) von Hexagon. Das Applied Solutions Team entwickelt neue Konzepte, erstellt technische Zeichnungen, baut Prototypen und führt Tests durch.

Wie jedes Design- und Entwicklungsteam weltweit hat Applied Solutions verschiedene spezifische Anforderungen, was Kalkulationsfragen und Reporting betrifft. In der Regel erstellen die Ingenieure von Applied Solutions solche benutzerdefinierten Tools in Python, Excel oder MATLAB. Hexagon bietet Lösungen wie Nastran für die Finite-Elemente-Analyse (FEA), Adams für die Mehrkörperdynamik und viele weitere führende Softwarelösungen. Fachwissen auf höchstem Niveau, Erfahrung und Benchmarks sind in diesen Tools verankert. Für Applied Solutions haben wir eine Liste mit über 60 internen Berechnungstools zusammengestellt, darunter:

  • Berechnungen für Leistungsanforderungen elektrischer Antriebseinheiten auf Basis von Fahrzeugparametern
  • Einfache Fahrzeugsimulation im Zeitbereich für Multi-Speed-Fahrzeuge
  • Konzept der Motorisierung
  • Schätzung der Motoreffizienz 
  • Schätzung des Wirkungsgrades des Inverters 
  • aSimulation der Fahrzeugschaltung 
  • Simulation des Positionsgebers 
  • Konzept für Iteratoren („Quick-E“) nach internen Designvorgaben 
  • Design-Iterator eines Planetengetriebes für Windturbinen-Antriebsstränge („QuickWIND“) nach internen Designvorgaben
  • Kostenmodellierung für Windkraftanlagen 
  • Kalkulation zu schneller Ermüdung 
  • Bestellung von Plot-Werkzeugen
  • Konzept zur Auswahl von Plot-Werkzeugen 
  • Preprozessor-Berechnungen mit zeitlichen Verlaufsdaten zur Dimensionierung eines Netzwerkes für Schmiersysteme
  • Tabellenkalkulation ‚Grenzen und Passungen‘
  • Kalkulationen zum Rädergetriebespiel
  • FMEA-Tabellenkalkulation
  • DVP-Pläne

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)

Abbildung 1

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)

Abbildung 2

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)  

Abbildung 3

 

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)
 Abbildung 4

 

 

Leider sind mit diesen autarken Kalkulationen auch Nachteile verbunden:

  • Tool-Entwickler verlassen das Unternehmen oder gehen in den Ruhestand, ohne Daten- und Wissenstransfer an den Nachfolger
  • Fehleranfällige Kontrolle von Tabellenkalkulationen und Python-Skripten durch Spezialistenteams, die nicht mit Benutzeroberflächen, Repositories oder Programmiersprachen vertraut sind
  • Verwendung unterschiedliche Kalkulations- und rückverfolgbarer Versionen innerhalb globaler Teams (Applied Solutions hat beispielsweise Mitarbeiter in Großbritannien, Indien und China) – Umschreiben derselben Tools schafft Silos und ineffizienten Ressourceneinsatz
  • Rückverfolgbarkeit von Input und Output gegenüber anderen Softwaredefinitionen – z. B. basiert eine Standardberechnung einer Schraubenverbindung auf der Geometrie aus CAD, den Materialeigenschaften und den FEA-abgeleiteten Ergebnissen der Lastverteilung

Nexus for Developers: Moderne Neudefinition von Workflows im Bereich Engineering

Nexus for Developers ist eine einzigartige und innovative Lösung. Durch die Nutzung der Nexus-Plattform können Teams ihre Produktivität deutlich erhöhen. Unterschiedliche Kalkulationstabellen lassen sich in eine einheitliche cloudnative Anwendung umwandeln, auf die über eine moderne Benutzeroberfläche (UI) jeder Anwender Zugriff hat.

Nexus for Developer integriert diese Kalkulationen in den Workflow des ePower Train (siehe Abbildung) und fügt ein Kollaborationselement für Ingenieure hinzu, um Datenanalyse und -austausch in Echtzeit zu automatisieren – das Ergebnis: enorme Zeitersparnis und Produktivitätssteigerung.

Durch den Einsatz von Nexus for Developers konnte das Applied Solutions Team die cloudnative Anwendung entwickeln und auf der Nexus-Cloud-Plattform mit nur minimalem Support durch das Nexus-Team ausführen.

 

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)  

 Abbildung 5

„ Mit Nexus for Developers können wir unsere eigenen Workflows automatisieren und anpassen, um höhere Produktivität zu erzielen und wettbewerbsfähig zu bleiben. Dabei lassen sich erschiedene Lösungen auf datenzentrierte Weise kombinieren, so dass die Zusammenarbeit unserer Teams ortsunabhängig sichergestellt ist.“
Chris Halse
Head of Engineering
Applied Solutions Group

Ein Ingenieur von Applied Solutions kann nun ein neues Dokument (z. B. SDC) in Nexus öffnen, ortsunabhängig mit einem Kollegen gemeinsam weltweit arbeiten und denselben nachverfolgbaren Input verwenden. Die Ergebnisse lassen sich einfach speichern und teilen bzw. über vor- und nachgeschaltete Apps im gesamten Workflow freigeben.

Auch andere Technologieanbieter und Kunden können in den Smart Data Contract (SDC) integriert werden, der bereits über mehrere funktionsreiche Hexagon-Produkte verfügt. Entwickler können auf die kritische Masse an Daten von Softwarekomponenten zugreifen oder Daten beisteuern und die Computing- und Visualisierungsfunktionen der Nexus-Plattform nutzen, um ihre Lösungsangebote deutlich zu optimieren.

Screenshot eines Computers. Beschreibung automatisch generiert (mittlere Wahrscheinlichkeit)

Abbildung 6

Nexus for Developers bietet: Zugang zu Hexagons offenem Produkt-Ökosystem mit der Möglichkeit zur ständigen Angebotserweiterung, Weiterentwicklung und damit auch Verkürzung der Markteinführungszeit von Produkten.

Der nächste Schritt in diesem Beispiel und dem Plattform-Framework kann dann von Applied Solutions dazu genutzt werden, weitere Tools zu implementieren, mit dem Ziel eines eigenen internen „App Stores“. Diese „Apps“ benötigen keine Hexagon MI-Entwickler. Das Team von Applied Solutions kann die Tools mit dem Nexus for Developers-Toolkit erstellen und in der Cloud bereitstellen, wobei hier nur ein allgemeiner Programmierhintergrund vorausgesetzt wird – die Ingenieure müssen keine Fullstack-Softwareentwickler sein.
„ Im ersten Schritt integrieren wir gängige Kalkulationen in cloudbasierte Tools, auf die alle Ingenieure zugreifen können. Für die Zukunft planen wir, viele unserer Prozesse in Nexus zu implementieren, um Modelle und Daten aus verschiedenen Quellen effizient zu nutzen.“
Chris Halse
Head of Engineering
Applied Solutions Group

Engineering Reality 2024 Ausgabe 1

Accelerate Smart Manufacturing