Heidelberg, 15.08.2022

Kürzere Time-to-Market dank digitalisierter Engineering-Abläufe durch PLM-Integration

Die Industrie ist gefordert: Hohe Flexibilität und hohes Tempo sind angesagt, denn Kunden erwarten immer mehr von ihren Produkten und gehen dabei von hochfrequenten Neuerungen aus. Ohne eine End-to-End Digitalisierungsstrategie ist das kaum machbar.

Ein strategischer Lösungsansatz ist die Integration der Engineering-Tools wie CAD- und Simulationssysteme in ein zentrales PLM (Produkt Lebenszyklus Management). Ein Multi-CAD-PLM reduziert nicht nur die Datensilos eines Unternehmens. Vielmehr hilft es, die zunehmende Komplexität neuer Produkte aufzubrechen und Transparenz in die Zusammenhänge von Produkteigenschaften und Produktdaten unterschiedlicher Fachbereiche zu bringen.

Zentral gesteuert lässt sich eine gemeinsame Produktentwicklung über Standorte, Funktionen und Disziplinen hinweg viel leichter umsetzen. Auch agil. Zugleich können nachgelagerte Prozesse früher involviert werden, was unter anderem zu einem reibungslosen Fertigungsstart führt, weil zeit- und kostenintensive Nacharbeiten entfallen.

Bleibt die Frage, wie die Daten mit möglichst wenig Aufwand ins PLM-System kommen und ob sie sich den unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Entwicklungsdisziplinen entsprechend organisieren lassen.

1. Produktiver und flexibler durch Automatismen für die datengetriebene End-to-End Innovation

PLM-Systeme integrieren alle relevanten Informationen, die im Laufe eines Produktlebenszyklus entstehen. Schnittstellen sorgen dafür, dass diese Daten ihren Weg ins PLM-System finden.

Von intelligenten Direktintegrationen profitieren Konstrukteure besonders. Mit einer großen Funktionsbandbreite verarbeiten sie native Engineering-Daten auf der Basis individuell definierter Templates und Automatismen und speichern sie an definierter Stelle im Datenmodell. Das heißt, sie leiten nicht nur gewünschte Objekte und Dokumente aus den CAD-Tools aus, sie bereiten die Engineering-Daten nutzergerecht für die unterschiedlichen Zielgruppen im Wertschöpfungsnetzwerk auf, kombinieren und verteilen sie. Beispiele sind der anstehende Freigabeprozess, für die Beschaffung oder die interne bzw. externe Produktion.

Das bedeutet, fertig zusammengestellte Informationspakete wandern aus den CAD-Systemen über die Integrationsplattform direkt an die korrekte Stelle im PLM-System. Auf diese Weise befreien solch intelligente Integrationsplattformen die Konstrukteure von zeitintensiven Routinearbeiten.

2. Schnelles, fehlerfreies Daten- und Prozess Management, ohne sich im PLM-System auszukennen

Auskennen müssen sich die Konstrukteure im PLM-System nicht, denn damit intelligente Direktintegrationen auf die nativen Engineering-Daten zugreifen können, werden sie als Plug-In in die Navigation des CAD-Tools eingebettet. Darüber stoßen die Anwender sämtliche PLM-Funktionen direkt aus ihrer gewohnten CAD-Umgebung an.

Das steigert die Akzeptanz eines zentralen PLM-Systems, das als einziges System in der Lage ist, mechatronische Produkte bzw. Baugruppen integriert zu verwalten und Engineering-Workflows interdisziplinär zu steuern. Ein manueller, fehlerbehafteter Informationsaustausch per Excel oder E-Mail entfällt damit.

3. Beispiele für finanzielle und zeitliche Einsparpotenziale durch Multi-CAD-PLM

Mit jedem zusätzlich in das PLM integrierte Tool steigt die Innovations- und damit die Wettbewerbskraft, beispielsweise durch folgende Automatismen:

Öffnen und Check-in von Projekten

  • Anlegen neuer Projekte auf Basis im PLM-System hinterlegter Templates oder durch Kopieren eines im PLM-System verwalteten Projektes. Dokumente und Objekte werden entsprechend der hinterlegten Namenskonvention automatisch richtig benannt.
  • Erzeugen des Datenmodells für neue Projekte. Die Struktur folgt entweder den Vorgaben der jeweiligen Engineering-Domäne bzw. der mechatronischen Produktstruktur.
  • Herstellen und Erhalten von Beziehungen zwischen den Objekten. Varianten werden redundanzfrei verwaltet, indem die angepassten Teile auf das zugehörige Produkt referenzieren. Niemals werden Daten redundant abgelegt.
  • „Save to PLM“ können Workflows auslösen, etwa
  1. Konvertieren nativer Daten in definierte Neutral- bzw. Austausch-Formate und Ablage am definierten Ort. Eine Nachricht kann den Empfänger informieren.
  2. Erzeugen definierter Datenpakete und Ablage am definierten Ort. Eine Nachricht kann den Empfänger informieren.
  3. Freigabeprozess: Info an Freigabe-Team mit Links auf relevante Dateien.
  • PLM unterstützt das Versions- und Änderungsmanagement mit automatischer Pflege des Zeichnungskopfes. Im Entwicklungsverbund werden die jeweils anderen Fachbereiche über Anpassungen eines Produktes oder einer Baugruppe automatisch informiert. Damit ist sicher, dass sie zeitnah überprüfen, ob für ihren Bereich Maßnahmen fällig werden.

Bauteile Management

  • Bidirektionales Synchronisieren der Bauteile-Bibliotheken in CAD und PLM, manuell angestoßen oder per Batch-Prozess.
  • Für die zielgerichtete Auswahl in der Konstruktion bringen die Bauteile neben ihren technischen Eigenschaften relevante kaufmännische Informationen mit, wie Lieferzeit, Preis, Gültigkeitsstatus, etc.
  • Ist PLM das führende System, ist die Neuanlage von Kaufteilen durch die Konstrukteure möglich, inklusive automatisierte Vergabe der Identnummer gemäß definiertem String.

Stücklistenmanagement

  • Automatisches Erzeugen der EBOM in PLM, auch als mechatronische Stückliste
  • Stücklistenpositionen führen gewünschte Informationen mit
  • Stücklistenvergleich für die schnelle Identifikation von Positionen ohne assoziierte Bauteile, Assoziation nicht freigegebener Bauteile sowie der Ausweis geänderter und unveränderter Positionen. Die Informationen lassen sich filtern.

Integration von Produkt- und Simulationsdaten

Der Innovationsprozess soll schnell, flexibel und kosteneffizienten sein. Durch die vom Markt erwartete kurze Time-to-Market gewinnen virtuellen Prototypings an Relevanz. Für mehr Transparenz in der Entwicklungshistorie und den konsistenten Aufbau des Digital Thread, lassen sich die Produktdaten im PLM-System mit den Simulationsergebnissen verknüpfen.

Gestartet wird die Simulation über ein Plug-In im EDM-System. Das ist mit dem Simulationstool verbunden, um die umfangreichen Analyseergebnisse zu verwalten. Ein Plug-In in der Navigation des EDM-Systems stellt automatisch auch die Verbindung zum PLM-System her, um Simulationsergebnisse mit dem entsprechenden Projekt zu verknüpfen.

Für den Anwender vereinfacht und verkürzt die Integration einen komplexen und aufwändigen Prozess und leistet einen Betrag zum Aufbau des Digital Thread.

4. Individuelle Datenmodelle und Ergebnisdaten passend zur Arbeitsweise der einzelnen Disziplinen

Auch wenn die verschiedenen Engineering-Disziplinen ihre Daten in einem mechatronischen Datenmodell verwalten, können die einzelnen Teams ihre Daten passend zu ihrer Arbeitsweise strukturieren und ihre Workflows individuell steuern, zum Beispiel:

Kurze Projektdurchlaufzeiten durch parallelisierte AV-Prozesse in der Elektrotechnik

Werden die Aufgaben in der Arbeitsvorbereitung parallel erledigt oder werden einzelne Aufgaben extern vergeben, speichert die ECAD-Integration die entsprechenden Auswertungen für Montage- und Produktion separat und erzeugt entsprechende Neutralformate, etwa:

  • Verbindungslisten/ Geräteanschlusspläne, auch zur Nutzung auf Verdrahtungs-Assistenten
  • Maschinenlesbare Kabelkonfektionsdaten
  • Klemmenaufbauplan für die Vorab-Montage
  • CNC-Daten für die Schrankbearbeitung

Anforderungsgerechte Fertigungsdaten für unterschiedliche Lieferanten

Ganz gleich, ob die Leiterplatten ganz oder teilweise intern oder extern gefertigt werden, oft gibt die Fertigung Struktur, Format und teilweise die Namenskonvention für die Daten vor. Sie helfen, den Fertigungsprozess zu optimieren, erst recht bei Multi-Layer-Leiterplatten.

Intelligente Direktintegrationen erzeugen die Fertigungsdaten unterschiedlich, entsprechend den Vorgaben eines jeden Lieferanten. Das bedeutet sie erzeugen vollautomatisch z.B. folgende Pakete:

  • Für das Design werden wahlweise Gerber, ODB++ oder IPC-2581-Daten erzeugt
  • Für das Layout lassen sich z.B. die unterschiedlichen Bohrungsdaten strukturieren, also für durchkontaktierte und nicht-durchkontaktierte Bohrungen sowie für unterschiedliche Bohrungstypen
  • Ebenso lassen sich die Daten für Leiterbild, Lötstoppmasken und Bestückung strukturieren

Über die Automatismen intelligenter Integrationslösungen lassen sich zahlreiche Abläufe digitalisieren. Ein zentrales Multi-CAD-Produktlebenszyklus Management bietet enormes Potenzial, um ein hocheffizientes Wertschöpfungs-Netzwerk aufzubauen. Das Ziel: Durchgängige End-to-End-Prozesse, die alle Fachbereiche mit automatisiert aufbereiteten Engineering-Daten versorgen. Denn Zeit ist Geld.