Produktdaten-Backbone

Das Product Data Backbone ist die Basis, auf der Daten und Dokumente aus allen Abteilungen und Systemen zusammengeführt werden. Der übergreifende PLM-Ansatz besteht daher darin, alle für den Produktlebenszyklus relevanten IT-Systeme (ERP, CAD und PDM/PLM) im Unternehmen zu integrieren und eine zentrale Informationsbasis zu schaffen. Damit wird die Grundlage für eine unterbrechungsfreie digitale Verarbeitung von Informationen geschaffen. Im PLM-System fließen Produktdaten und Dokumente in digitaler Form zusammen und sind miteinander verknüpft. Alle Bereiche werden kohärent über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg betrachtet. Abhängigkeiten bei Änderungen können kontrolliert werden und direkte und funktionale Verbindungen werden sichtbar. Das Produktdaten-Backbone wird zum Rückgrat aller produktrelevanten digitalen Informationen. Sie stellt die notwendige Voraussetzung für technische Unternehmen dar, um die Digitalisierung durchzuführen und durchgängige digitale Prozesse in der Produktentwicklung und im Produktmanagement zu etablieren.

Digitale Plattform

Informationsquelle für den gesamten Produktlebenszyklus

Ähnlich dem Rückgrat eines Menschen versorgt das Product Data Backbone die einzelnen Abteilungen und Standorte eines Unternehmens über eine digitale Plattform permanent und ohne Medienbrüche mit Informationen aus dem Produktlebenszyklus. Es ist wichtig, dass alle für die Produktentwicklung und das Produktmanagement relevanten Informationen digital verknüpft und Abhängigkeiten angezeigt werden. Dies ist die einzige Möglichkeit, Prozesse digital zu initiieren. So kann beispielsweise der Konstrukteur über einen fehlgeschlagenen Test der von ihm erstellten Baugruppe informiert werden, oder der technische Redakteur über die Notwendigkeit, die Dokumentation durch Änderung einer Komponente zu ändern.

Die am Arbeitsprozess beteiligten Personen müssen ihre Dokumente nicht aus verschiedenen Quellen zusammensuchen, sondern werden über die Beziehungsinformationen des Product Data Backbone automatisch mit vollständigen und gültigen Informationen versorgt.

Mit PDM/PLM-Software für das Product Lifecycle Management kann ein Produktdaten-Backbone im Unternehmen aufgebaut werden. CAD (z.B. AutoCAD, Autodesk Inventor, Creo, Solid Edge oder Solidworks) und Produktdatenmanagementsystem ( PDM-System ) bilden zusammen mit einem technischen Dokumentenmanagementsystem (DMS tec) eine durchgängig digitale Plattform, die auf eine unternehmensübergreifende Zusammenarbeit ausgelegt ist und als PDM/ PLM-System bezeichnet wird. Das System wird unternehmensweit eingesetzt.

Produktentwicklung und Produktmanagement

Der Schritt zum 'Digital Product Engineering'

Die Produktentstehung ist der Beginn des Produktlebenszyklus – egal, ob es sich um Pumpen, Motoren, Komponenten einer Spezialmaschine oder eine komplette technische Großanlage handelt. Der Alltag vieler technischer Unternehmen besteht darin, bestehende und bewährte Basiskomponenten eines Produkts an die spezifischen Anforderungen des Kunden anzupassen und zu erweitern. Wichtig ist dabei, dass Sie Vorlagen verwenden, die bereits an anderer Stelle erstellt wurden. Um die Prozesse in der Produktentwicklung zu verbessern, muss u.a. das Zusammenspiel zwischen den Disziplinen Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik und Softwareentwicklung optimiert werden. Benötigt wird ein konsistentes relationales Wissen über die vorhandenen Informationen, die in der großen Menge an Informationen, die rund um das Produkt und in angrenzenden Verwaltungsbereichen entstehen, und deren Kontext dargestellt werden. Dies ist ein erster Schritt in Richtung ‚Digital Product Engineering‘.

Der Service im Unternehmen wird immer mehr zu einem Teil des Produkts selbst. Je individueller die Produkte werden, desto wichtiger ist es, dass der Hersteller alle Informationen und Dokumente über seine Produkte zur Hand hat. Heute sprechen wir über digitales Produktmanagement und den digitalen Informationszwilling. PDM/PLM- und DMS tec-Lösungen führen diese Informationen zusammen, strukturieren sie und stellen sie über technische Strukturen wie eine Anlagenstruktur und die darin verbauten Baugruppen und Teile dar. Wenn ein Motor mehrfach in einem System oder mehreren Systemen installiert ist, ist die mit dem Motor verknüpfte Leistungsbeschreibung auch mit den in den Systemen installierten Motoren verknüpft.

Digitaler Informationskontext

Nur wenn Mechanik, Elektronik und Softwareentwicklung auch miteinander sprechen

Mitarbeiter im kaufmännischen Bereich haben in der Fertigungsindustrie die Nase vorn – zumindest, wenn es um die ganzheitliche Arbeit in den ihnen zur Verfügung stehenden Softwarelösungen geht. In Ihrem ERP-System greifen Sie von einer zentralen Stelle aus auf Informationen über alle Komponenten zu, seien es mechanische, elektronische oder Softwarekomponenten. Sie können jederzeit eine Beziehung zwischen den Komponenten herstellen.

Genau dieser Bezug fehlt jedoch in der Konstruktion/Entwicklung, zumindest dort, wo noch kein PDM/PLM-System im Einsatz ist. Der Grund dafür: Alle Informationen befinden sich in verschiedenen Systemen, M-CAD, E-CAD Designer und Softwareentwickler verwalten ihre Informationen weitgehend selbst. Wenn jedoch Mechanik, Elektronik und Softwareentwicklung nicht miteinander sprechen, werden keine digitalen Produkte geschaffen. Deshalb ist eine digitale Informationsverbindung notwendig.

Wenn zum Beispiel der Entwickler im Elektronikdesign entscheidet, dass eine Leiterplatte fünf Zentimeter breiter sein muss, sollte der Mechanikdesigner automatisch darüber informiert werden, um das Gehäuse anzupassen. Konstruktionsabteilungen entwerfen komplexe Produkte, finden aber in der Regel nie heraus, wie das Produkt später beim Kunden ankommt und ob es wie geplant funktionieren wird. Es gibt kaum Rückmeldungen und sie erreichen die Designer oder Produktmanager nur selten. Der Service behebt Störungen in der Regel individuell und ad hoc.

Die fehlende Referenz verhindert, dass die Informationen zurückfließen

Dieser Dialog fehlt, wenn jeder nur in „seinem“ System arbeitet und dort solche Änderungen vornimmt. Es gibt keinen Rückfluss und keinen Plan, wie man Beschwerden den entsprechenden Teilen zuordnen und einen Bezug herstellen kann (damit die Beschwerde richtig bewertet werden kann). Gerade dieser Rückfluss ist äußerst wichtig, damit mögliche Konstruktionsfehler so schnell wie möglich korrigiert werden können. Wenn beispielsweise die Komponenten zu dicht beieinander liegen, wird der Kondensator regelmäßig zu heiß. Oder ein Teil, das immer wieder ausfällt und deshalb von Grund auf anders konstruiert werden muss.

Eine weitere Folge der mangelnden Einigung ist die unnötige Verdoppelung von Entwicklungen. Sie treten häufig auf, wenn die Zuständigkeiten nicht klar definiert sind, typischerweise für Teile, die aufgrund ihrer Funktion mehreren Gewerken zugeordnet werden können. Dies führt zu Problemen bei der Arbeitsvorbereitung, bei der später entschieden werden muss, welcher Teil verwendet werden soll. Fragen und die anschließende Abstimmung verzögern den Produktionsprozess. Bleibt der Fehler unbemerkt, kommt es im schlimmsten Fall zu einer doppelten oder falschen Produktion.

Neben der Versionierung von Maschinenteilen wird es immer wichtiger, diese auch mit den Versionen der Maschinensoftware zu verbinden. Aber das ist heute oft nicht der Fall – was daran liegt, dass Software bisher eine relativ geringe Rolle bei der Gestaltung gespielt hat. Durch die Digitalisierung in technischen Unternehmen nimmt dies bereits stark zu; die Anteile des Wertversprechens eines Produkts verlagern sich immer mehr in Richtung Software. Verglichen mit dem Modell von vor zehn Jahren läuft eine heute ausgelieferte Maschine oft mit einer völlig neuen Software, die mit der von damals nur noch wenig gemein hat. Der Systemhersteller muss also wissen, welche Maschine, wann ausgeliefert, welche Software enthält – sonst kann er kaum eine Wartung durchführen. Er kann auch nicht einfach die neueste Version über eine alte Softwareversion installieren.

Ein Fertigungsunternehmen sollte wissen, welche Komponenten seiner Produkte mit größerer Wahrscheinlichkeit ausfallen werden als andere. Sie sollte in der Lage sein zu beurteilen, wie Komponenten leicht repariert und ersetzt werden können und wie Entwicklung und Produktmanagement Fehler verhindern können. Wer diese Informationen rechtzeitig bei der zuständigen Behörde einreicht, kann seinen Dienst richtig planen und sich dadurch einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Ziel sollte es sein, ein strategisches Wartungsmanagement einzurichten, bei dem das betreffende Teil in allen vom Kunden eingesetzten Maschinen im Voraus ausgetauscht wird – bevor es zu spät ist. Auf diese Weise hält der Hersteller seine Service Level Agreements ein und minimiert Garantiefälle.

Digitaler Faden

Digital Thread kombiniert laufenden Betrieb mit Entwicklung

Reklamationen können vermieden und die Produktqualität erhöht werden, indem eine Beziehung zwischen Bauteilen und Reklamationen hergestellt wird. Ein digitaler Faden verbindet Informationen aus dem laufenden Betrieb mit der Entwicklung und ermöglicht auf diese Weise die Bewertung der Artikel/Teile. Ein Produktdaten-Backbone wird dringend benötigt, um Beschwerden dem entsprechenden Teil zuordnen zu können. Es geht also nicht nur um die Beziehung zum Kunden (die im CRM-System stattfindet), denn das hilft nur beim Support. Der Konstrukteur muss auch sofort wissen, wenn sich die Reklamationen für ein bestimmtes Teil häufen, damit der Fehler sofort in den Entwicklungs- und Produktionsunterlagen berücksichtigt werden kann. Wenn er das nicht herausfindet, baut er das gleiche Teil wider besseres Wissen wieder ein. Für den Service bedeutet dies, dass die gleiche Reparatur immer wieder durchgeführt werden muss.

In einer PDM/PLM-Software sollte eine Beziehung zwischen Konstruktionsteilen und Kaufteilen zum ERP-System hergestellt werden – für den Fall, dass Kaufteile fehleranfällig sind und häufig ersetzt werden müssen. Natürlich tauchen diese in der Konstruktion nicht auf; dennoch sollten sich die Designer über mögliche Qualitätsprobleme im Klaren sein. Denn dann können sie ein passendes Ersatzteil entwerfen oder den Kauf eines anderen Teils vorschlagen. Daher benötigt das PDM/PLM-System eine bidirektionale Schnittstelle zum ERP-System. Es ermöglicht den gegenseitigen Informationsfluss und die Herstellung der gewünschten Verbindungen.

Damit die Leistungen für jeden Punkt bewertet werden können, ist es ratsam, einen kontrollierten Änderungs- oder Verbesserungsprozess im Unternehmen zu etablieren. Diese Maßnahme – in Verbindung mit der Erstellung von Beziehungen zwischen Konstruktionsteilen, Kaufteilen und Reklamationen – wird zu einem digitalen Faden im Unternehmen. Dieser digitale Faden verbindet die Informationen aus dem laufenden Betrieb mit der Entwicklung. Die Einhaltung des digitalen Pfads führt schnell zu einer deutlichen Reduzierung der Serviceeinsätze. Ad-hoc-Dienste werden durch geplante Präventivmaßnahmen (Wartung) ersetzt. SLAs können höher angesetzt und leichter eingehalten werden, und die Produktqualität steigt, weil es weniger fehlerhafte Teile gibt.

Durch die Verwendung eines Produktdaten-Backbones finden Mechanik, Elektronik und Softwareentwicklung eine gemeinsame Sprache. Durch die Verknüpfung von produktrelevanten Daten und Dokumenten wird eine digitale Informationsverbindung geschaffen – eine Verbindung zwischen allen Komponenten, unabhängig von ihrem mechanischen, elektronischen oder softwaremäßigen Ursprung. Es ist klar, wann welcher Teil in welcher Version und in welchem Projekt installiert und wiederverwendet wurde. Wenn diese Klarheit geschaffen wird und die Verantwortlichkeiten zwischen den Gewerken eindeutig geregelt sind, wird das Risiko, Teile doppelt zu konstruieren und herzustellen, minimiert.

Durch die Einbindung kommerzieller Informationen aus dem ERP-System in das Produktdaten-Backbone kann bereits in der Entwurfsphase auf bevorzugte Teile (auf Lager, günstiger, schnell lieferbar) zugegriffen werden. PDM/PLM und ERP tauschen ihre Informationen bidirektional miteinander aus und stellen die Verbindung zwischen den Komponenten und mit Projekten her.

Nur auf der Grundlage klarer Informationen im Entwicklungsprozess kann sich eine enge Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Gewerken entwickeln. Mit klaren Markierungen weiß jeder, was zu tun ist. Er erkennt, welche Teile bereits in der mechatronischen Struktur vorhanden sind, wer sie erstellt hat und welche Auswirkungen es hat, wenn er etwas verändert. Dies verkürzt die Koordination, vereinfacht die Zusammenarbeit und ermöglicht es Ihnen, schnell und fehlerfrei vom Design über die Produktion bis zur Lieferung zu gelangen.

Die fortschreitende Digitalisierung im Mittelstand, insbesondere in technischen Unternehmen, wird in Zukunft zunehmend den beschriebenen digitalen Informationszusammenhang erfordern. Umso wichtiger ist es, ein PDM/PLM-System als Produktdaten-Backbone einzusetzen. Sie ermöglicht es, dass Mechanik, Elektronik und Softwareentwicklung miteinander sprechen und schafft so die Voraussetzungen für digitale Produkte.