BM-Serie, Teil 3: CAD/CAM im Tischler- und Schreinerhandwerk

Die Qual der Wahl

Die Auswahl der richtigen CAD/CAM-Software ist eine echte Herausforderung. In diesem Beitrag geht es um Hilfestellungen bei der Entscheidungsfindung sowie um die zentralen Aspekte Mitarbeiterqualifikation, veränderte Prozesse in der Arbeitsvorbereitung und natürlich auch um die Kosten.

Michael Ludolph

Das Angebot an Softwarelösungen im CAD/CAM- und im ERP-Bereich (Enterprise-Resource-Planning, auch als Branchenprogramme bekannt) ist mittlerweile so beträchtlich, dass es selbst Experten schwerfallen dürfte, einen guten Überblick zu bieten und zudem eine qualifizierte Einschätzung des jeweiligen Leistungspotenzials zu liefern. Vergleiche sind insofern schwierig, weil immer auch berücksichtigt werden muss, wie gut sich der Urteilende mit den Besonderheiten des jeweiligen Programms überhaupt auskennt. Komplexe CAD/CAM-Programme bedürfen oftmals schon einer mehrjährigen Erfahrung, um die Leistungspotenziale und Grenzen erkennen, einschätzen und objektiv darstellen zu können.

Ziele möglichst klar definieren

Wie also soll ein Tischler- und Schreinerbetrieb bei seinen Abwägungen, in diese Technologie ein- bzw. umzusteigen, zu einem zufriedenstellenden und „guten“ Urteil gelangen? Vonseiten der Softwarehäuser kann nicht unbedingt erwartet werden, dass sie immer objektiv über die Potentiale und Grenzen aufklären. Es ist von „Außen“ oftmals sehr schwierig, den Erwartungshorizont eines Interessenten überhaupt so zu erfassen, dass dezidiert darauf eingegangen werden kann. Fragen wie „Können Sie mir einmal ihre Software vorführen?“ müssen und können oft eben nur zu ziemlich vagen Antworten führen.

Ein Software-Interessent sollte also zunächst einmal für sich selber seine Zielvorstellungen detailliert formulieren. Das dürfte nun aber auch schon gleich der schwierigste Part einer anstehenden Software-Begutachtung sein. Dies wird oft unterschätzt und eher nachlässig gehandhabt. Da aber die Digitalisierung von Auftragsabwicklung, Entwurf, Konstruktion, Fertigung usw. zwangsläufig tiefgreifende Änderungen der firmeninternen Arbeitsprozesse mit sich bringt, entscheidet sich hier bereits, ob das Vorhaben tatsächlich Erfolgsaussichten hat.

Je präziser also ein Leistungsportfolio formuliert wird, desto weniger Überraschungen dürften später zu erwarten sein. Zurzeit gibt es noch wenig Hilfestellungen vonseiten der Verbände und Innungen – aber Initiativen wie vom Fachverband NRW (siehe BM 3/2019, S. 120) lassen Hoffnungen für die Zukunft aufkommen. Bis dahin sind Betriebe jedoch häufig noch auf sich allein gestellt oder müssen sich eventuell an externe Berater wenden. Eine wichtige Informationsquelle können in dieser Phase Fachmagazine mit ihren Firmen- und Softwareberichten sein.

Eine mögliche Leitfrage für das Erstellen eines detaillierten Leistungsportfolios könnte lauten: „Was will ich unter Berücksichtigung meiner Produktpalette, meiner Maschinenausstattung, meiner aktuellen firmeninternen Arbeitsprozesse und der Qualifikation der Mitarbeiter mit der Digitalisierung erreichen und welche Veränderungen der Arbeitsorganisation lassen sich bereits für die Anfangsphase absehen?“ Eine weitere Frage sollte man sich in diesem Zusammenhang durchaus auch stellen: „Wie soll mein Betrieb in fünf oder zehn Jahren aufgestellt sein?“

Austausch mit Kollegen

Spätestens jetzt sollte der Kontakt mit anderen Tischler- und Schreinerbetrieben aufgenommen werden, die bereits über entsprechende Softwarelösungen verfügen. Sie sind vielleicht am besten in der Lage, einen praxisbezogenen Einblick in die Leistungsfähigkeit sowie auch Besonderheit einer Software zu geben. Dabei sollten Sie – soweit die Bereitschaft eines Betriebs vorliegt, einen Einblick in seine spezifischen Arbeitsprozesse zu gewähren – auch vor einer längeren Reise nicht zurückschrecken. Es steht schließlich nicht weniger als eine wirklich bedeutsame und zukunftsweisende Entscheidung an. Die Software(kombination) soll zukünftig den eigenen Betrieb über einen möglichst langen Zeitraum begleiten.

Dafür müssen Sie und Ihre Kollegen in den nächsten Jahren eine Menge Arbeitszeit investieren. Einerseits, um die Software für die betrieblichen Bedingungen einzurichten und andererseits, um die notwendigen Qualifikationen (und später die fortlaufende Weiterbildung) der betroffenen Mitarbeiter zu gewährleisten. Im Idealfall sollte bei richtiger Auswahl einer CAD/CAM-Software in den Folgejahren eher ein neues CNC-Bearbeitungszentrum zur Erneuerung anstehen als die Softwareumgebung.

Wichtig für die Auswahl einer geeigneten CAD/CAM-Software ist die Erkenntnis, dass sie das notwendige Arbeitsprozesswissen für die digitalen Entwurfs-, Konstruktions- und Fertigungsprozesse zur Verfügung stellen soll, dieses Wissen aber nur durch die Interaktion von Anwender und Software zum Tragen kommt. Mit dem Erwerb der Software wird somit die Notwendigkeit geboren, sich von nun an ständig mit ihr auseinanderzusetzen, um die „Denkweise“ – also die Besonderheiten – zu erfahren und zu verstehen sowie ihre ständige Weiterentwicklung zu begleiten. An dieser Stelle unterscheiden sich komplexe CAD/CAM-Lösungen erheblich von anderen Programmen.

Im Fokus: Mitarbeiterqualifikation

Eine der leitenden Fragestellungen im Findungsprozess muss daher lauten: Passt die anvisierte CAD/CAM-Lösung zu den Qualifikationsvoraussetzungen und Denkansätzen der betrieblichen Mitarbeiter? Erst die geschilderte Interaktion von Anwender und Software lässt eine firmenspezifische Beurteilung der Leistungsfähigkeit zu. Ich habe im Rahmen meiner Beratungstätigkeit leider zu viele Fälle kennengelernt, in denen eben dieses Verhältnis nicht stimmig war und die kostenintensive Investition daher nach der Einführungsphase nicht wirklich genutzt wurde. Was nützt eine noch so ausgereifte Softwarelösung, wenn deren Strukturen und Ansätze nicht vereinbar mit der Arbeitsweise und dem Denken des Anwenders sind?

Aus diesem Grund sollte während der Entscheidungsphase – wenn möglich – ein Testlauf eingeplant werden. Vielleicht ist es möglich, für ein bis zwei Monate eine (kostenlose) Leihstellung der zur Diskussion stehenden CAD/CAM-Software inklusive einer entsprechenden Kurzeinweisung in das Programm (gegen Bezahlung) zu erhalten – oder es kann ein firmenspezifisches Projekt vereinbart werden, dass in seinen verschiedenen Stufen prototypisch mithilfe einer Betreuung durch die Softwarefirma bzw. den Händler in der eigenen Firma erarbeitet wird. Letzteres ist sicherlich die aussagekräftigere Variante, weil bei der bloßen Leihstellung trotz einer Kurzeinweisung zu viele nutzerspezifische Unwägbarkeiten bleiben. Die Kosten, die hier entstehen, sind allemal geringer als die Risiken einer Fehlentscheidung.

CAD/CAM und ERP: am besten durchgängig

Das CAD/CAM-System ist nur ein Baustein in der digitalen Prozesskette, eine Säule in der Auftragsbearbeitung. Die zweite Säule bildet in der Regel ein Branchenprogramm bzw. ERP-System, welches unterschiedlich intensiv genutzt wird. Idealerweise verwenden die beiden Systeme nicht nur die gleiche „Sprache“, sodass Informationen ausgetauscht werden können, sondern sie tauschen diese Daten auch ohne Qualitätsverlust aus. Dass eine Schnittstelle zu einem anderen Programm angeboten wird oder ein bestimmter Dateityp für den Austausch generiert werden kann, bedeutet noch nicht, dass das andere Programm diese Daten fehler- und verlustfrei übernehmen kann. Das sollten Sie unbedingt und verbindlich mit allen beteiligten Softwarehäusern besprechen und sich vor Auftragsvergabe auch schriftlich zusichern lassen.

Wichtig ist es zudem, die Stufen einer Systemeinführung zu planen. Es ergibt z. B. bei komplexen CAD/CAM-Systemen keinen Sinn, alles auf einmal einzuführen. Mustergültig hat dies beispielsweise die Einmann-Tischlerei Hoffmann gemacht (siehe BM 3/2019, Seite 118).

Individualität bestimmt Lösungsansatz

Hinsichtlich der Abstimmung auf die Produktionspalette sind die Beurteilungskriterien vielleicht etwas objektiver zu fassen. Hier ist zunächst z. B. entscheidend, ob die Software für wiederholbare Korpusbauweisen (Küchen, Büromöbel etc.) benötigt wird – oder für den Bereich des individuellen Innenausbaus. Für wiederholbare Korpuskonstruktionen bieten sich Lösungen mit sogenannten Korpusgeneratoren an. Hier werden parametrisierbare Konstruktionsregeln zur Verfügung gestellt, die auf schnellem Weg Lösungen ermöglichen.

Lösungen für den Bereich des individuellen Innenausbaus müssen nicht unbedingt Korpusgeneratoren beinhalten – zumindest nicht in einem Grad hoher Komplexität. Hier muss die Softwarestruktur eher so ausgelegt sein, dass Werkzeuge zur möglichst schnellen Konstruktion und Ausarbeitung eines beliebigen Objektes des Innenausbaus mit der Losgröße 1 zur Verfügung gestellt werden. Dieser Ansatz beinhaltet software- und anwenderseitig andere Lösungsstrategien als z. B. wiederkehrende Systemmöbel.


Arbeitsprozzesse unter der Lupe

Spürbare Änderungen der AV

Die Einführung komplexer CAD/CAM-Systeme beinhaltet in der Regel die Notwendigkeit von Änderungen in der Arbeitsorganisation. Die Verlagerung von Prozessen der Fertigung in die Arbeitsvorbereitung durch die Integration von Bearbeitungsinformationen auf der CAD-Ebene bedingt eine teilweise Umstrukturierung, mindestens aber eine neue Form der Absprache zwischen den Betriebsebenen der Fertigung und der Arbeitsvorbereitung. Hier muss sehr frühzeitig überlegt werden: Wer macht was, wo sind die Schnittstellen der verschiedenen Aufgabenbereiche zu lokalisieren und wie muss die betriebsinterne Kommunikation darauf abgestellt werden? Werden diese Fragen nicht bearbeitet, entsteht ggf. ein neuer Flaschenhals in der Prozesskette.


Welche Software passt zu mir?

Der Kaufpreis ist nicht alles

Bei den zugegebenermaßen hohen Kosten, die in der Regel für komplexe CAD/CAM-Systeme anfallen, ist es durchaus verständlich und nachvollziehbar, wenn nach kostengünstigeren, kleinen Lösungen gesucht wird. Zu prüfen ist bei den angebotenen Alternativen aber immer:

  • Deckt eine Lösung tatsächlich die Bandbreite der für die firmenspezifische Produktpalette gewünschten Steigerung der Effektivität für die Entwurfs-, Konstruktions- und Fertigungstätigkeit sowie der Auftragsbearbeitung ab? Entsteht nach der Einführung der Lösung nämlich zusätzlicher Bedarf, kann das unter dem Aspekt der Datendurchgängigkeit (siehe BM 3/2019, S. 114 ff) durchaus erhebliche Probleme aufwerfen.
  • Erfolgt die Ableitung der Maschinenprogramme automatisch und entsprechend differenziert oder müssen diese jeweils mehr oder weniger intensiv nachgearbeitet werden? Viele kleine „Zeitfresser“ können nämlich in einer Jahresbilanz durchaus zu Beträgen anwachsen, die die Kosten komplexer CAD/CAM-Systeme relativieren.

CAD/CAM-Software

Kosten realistisch planen

Für CAD/CAM-Systeme fallen erhebliche Kosten an. Dieser Umstand fördert sicher nicht die Bereitschaft, neue Wege zu gehen. Vielleicht relativieren folgende Gedanken das Problem:

Nehmen wir an, die Investition in eine CNC belaufen sich mit Einweisung, Werkzeug, Vakuum, Absaugung, Umbaukosten etc. auf 200 000 Euro. Wenn wir für die Investition in ein CAD/CAM-System zwischen 25 und 30 % dieser Maschinenkosten einplanen, haben wir einen Kalkulationsspielraum von rund 50 000 bis 60 000 Euro für die Software inkl. Schulungskosten der Mitarbeiter sowie der Lohnkosten für deren Freistellung.

Kehren wir den Gedankengang einmal um: Vor dem Hintergrund, dass Software sowie die Qualifikation der Mitarbeiter entscheidend sind für einen möglichen Erfolg der Gesamtinvestition, betragen die Kosten eben „nur“ zwischen 25 und 30 % der Maschinenkosten. Zugegeben: Dieser Denkansatz fällt schwer. Aber das beinhaltet die Digitalisierung eben leider auch.


Mitarbeiterqualifikation

Hohe Anforderungen

Der Umfang der Mitarbeiterschulungen sollte nicht zu knapp kalkuliert werden. Die Effektivität digitaler Fertigungsverfahren ist direkt vom Qualifikationsstand der zuständigen Mitarbeiter abhängig. Hier können wir durchaus aus den Erfahrungen der Metallbranche lernen, wo es zu Beginn der CNC-Innovationen heftige Diskussionen gab, ob diese Technologie nicht tendenziell zur Dequalifizierung der Maschinenarbeit führe – es müssen z. B. nur noch Teile aufgelegt werden, den Rest mache ja die Maschine. In der Praxis setzte sich dann genau die gegenteilige Anforderung durch, da nur sehr qualifizierte Mitarbeiter in der Lage sind, Fehler zu erkennen und nachzubessern.

Gefährlich ist es zudem, aus Kostengründen nur einen Mitarbeiter zu schulen. Wenn dieser dann einmal ausfallen sollte (Urlaub, Krankheit, Ausscheiden aus der Firma, weil seine Qualifikation ja auch für andere attraktiv ist …) ist ein kompletter Stillstand der Auftragsbearbeitung vorprogrammiert. Das beinhaltet auch, dass eine möglichst langfristige Bindung der Mitarbeiter ureigenstes Firmeninteresse sein sollte.

Zur Eignung der Mitarbeiter sei hier ein Zitat eines Fachmanns angeführt: „Man muss schon einen gewissen Enthusiasmus für die Technologie mitbringen. Bei aller Beratung gehört ein hohes Maß an autodidaktischen Fähigkeiten dazu, um den CAD/CAM-Prozess so zu verstehen, dass man ihn mit seinen vielen Details wirklich beherrschen kann.“ (Konstantin Hansmann, Tischlerei Mario Beck, Hamburg)


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Der Autor

Michael Ludolph ist pensionierter Oberingenieur des Instituts für Angewandte Bautechnik der TU Hamburg. Sein Schwerpunkt bei Lehre, Forschung und Beratung war das Thema CAD/CAM für Betriebe des Innenausbaus (Holztechnik). Hierzu hat er mehrere Modellversuche und Pilotprojekte durchgeführt.

Mit seiner Hilfe wurde beispielsweise ein Beratungsmodell für die Einführung von CAD/CAM-Systemen mit Lösungsansätzen für die betriebliche Qualifizierung der Mitarbeiter vor Ort entwickelt.

In einem weiteren Projekt wurden CAD/CAM-Kooperationsformen herausgearbeitet, damit Betriebe effektiv CNC-Bearbeitungszentren anderer Tischlereien auf Basis gleicher Software nutzen können.


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