Mannheim, 15.03.2021
Die Anzahl angefragter Projekte steigt und deren technischer Anspruch auch. Dazu kommt der Fachkräftemangel. Das Ziel: Opportunitätskosten trotzdem gegen Null fahren. Eine Lösung für dieses Dilemma sollen Systeme bringen, mit denen sich Produktdaten konsistent und transparent verwalten lassen, um sie intelligent in die Geschäftsprozesse einzusteuern. Die Frage ist, welches System bietet speziell für den Produktentstehungsprozess (PEP) das größere Optimierungspotenzial, EDM oder PLM?
Entwickler wünschen sich ein Tool, mit dem sie sämtliche Produktdaten nebst Stücklisten zentral, revisionssicher, transparent und wiederverwendbar verwalten. Weiter möchten sie die Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg mit Teamkollegen einfach teilen können, auch von unterschiedlichen Standorten aus. Dabei soll das Verwaltungssystem ihre typische Arbeitsweise in Systemstrukturen und Workflows abbilden. Der Datenaustausch mit anderen Abteilungen wie Einkauf, Qualitätssicherung und Fertigung sowie mit Externen, wie Kunden und Technologiepartnern soll mittels Neutral- und Austauschformaten direkt über Schnittstellen funktionieren.
Diese Anforderungen decken sowohl EDM- als auch PLM-Systeme ab. Damit tragen beide zur schnelleren Marktreife neuer Produkte bei. Doch wie lässt sich die Idee des funktionsorientierten System-Engineerings mit beiden Systemen umsetzen?
Mechatronische Datenstruktur synchronisiert PEP innerbetrieblich
An der Entstehung von Systemen, Maschinen oder Anlagen sind stets mehrere Entwicklungsdomänen beteiligt. Produktgehäuse, Schalt- und Steuerungseinheiten, adäquate Fluidik-Elemente und Leiterplatten bis hin zur Steuerungssoftware entstehen in unterschiedlichen Expertenteams. So unterschiedlich wie deren Entwicklungsmethoden und –abläufe sind, so unterschiedlich sind auch die Ergebnisdaten.
In den vergangenen Jahren hat sich herausgestellt, dass sich die Innovationszyklen am ehesten durch eine echte abteilungsübergreifende Zusammenarbeit verkürzen lassen. Die geht jedoch weit über den einfachen Datenaustausch zwischen den Entwicklungsteams hinaus. Vielmehr erfolgt die interdisziplinäre Abstimmung iterativ und daher hochfrequent, und sie bezieht frühzeitig die Kollegen aus Fertigung und Beschaffung mit ein. Mit dieser Methode erzielen Anbieter eine schnellere Freigabe des neuen Produktes, das unverzüglich in die gut vorbereitete Produktion gehen kann.
Verwalten die einzelnen Entwicklerteams ihre Daten jeweils im für ihre Disziplin ausgelegten EDM-System entstehen Datensilos, denn als monolithische Systeme können sie die Entwicklungsdaten anderer Entwicklungstools nicht aufnehmen. Das heißt, es bleibt beim Austausch jeweils isoliert verwalteter Produktdaten mit unterschiedlichen Versionen und ohne logische Verknüpfung.
Mit einem mechatronischen Datenmodell hingegen funktionieren PLM-Systeme als unternehmensweite Kollaborationsplattform. In einer individuell definierten Systemarchitektur verwalten PLM-Systeme sämtliche Dokumente und Objekte eines Produktes, und zwar logisch verknüpft. Hierzu gehören neben den CAD-Zeichnungen und 3DModellen, Schaltplänen und Leiterplatten-Designs mit den zugehörigen Stücklisten auch NC-Programme, Montagepläne, Verfahrensanweisungen sowie Arbeits- und Prozesspläne, etc. So machen PLM-Systeme den gesamten Produktlebenszyklus nachvollziehbar, von der Entwicklung über die Fertigung, Montage, Abnahme und Inbetriebnahme bis hin zur Entsorgung.
Die Kunst bei der PLM-Implementierung unterschiedlichster Engineering- und Unternehmenssysteme liegt darin, eine Systemarchitektur zu definieren, die die höchst unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Entwicklungsdomänen erfüllt und sie dabei so miteinander zu verbinden, dass sie eine echte Zusammenarbeit ermöglicht.
Unternehmenswachstum durch eng verzahnte, flexible Zusammenarbeit
So wie Hersteller ihre Produkte mit einem wachsenden Software-Anteil ausstatten, entwickeln sie zunehmend neue Geschäftsmodelle auf der Basis datengetriebener eServices für ihre Produkte.
Dafür müssen sie ihren Produktentstehungsprozess neu überdenken, um den Fokus innerhalb der integrierten Entwicklung auf das Software-Engineering zu verlegen. Für die Praxis heißt das, das Datenmanagement der mechanischen, elektronischen und elektrotechnischen Bauteile mit dem Element Steuerungssoftware zu erweitern.
Sofern die Software-Entwickler ihre Daten nicht in einem Application Lifecycle Management System (ALM) verwalten, können sie die einzelnen Software-Komponenten mit ihren Spezifikationen und Testverfahren sowie Bibliotheken, Business Objects, Quell-, Binär- und Build-Dateien, etc. mit ihren logischen Objektbeziehungen im PLM-System verwalten. Die wiederum lassen sich mit den zugehörigen Produktdaten der anderen Engineering-Disziplinen verknüpfen.
Sind alle produktbezogenen Daten in einer Struktur zusammengeführt, ist der nächste logische Schritt die Digitalisierung unternehmensweit integrierter Geschäftsprozesse. Denn liegen alle Produktdaten digital vor, ebnet das den Weg zu kürzeren, verlässlich terminierten Lieferfristen. Nicht zuletzt erlaubt es Herstellern in den meisten Fällen, bis kurz vor der Auslieferung flexibel auf Änderungswünsche vonseiten des Kunden zu reagieren. Realisieren lässt sich ein solches Szenario leichter mit einem PLM-System.
Engpässe frühzeitig detektieren und gegensteuern spart viel Zeit und Geld
Eine weitere zentrale Aufgabe der EDM- und PLM-Systeme liegt im sicheren Steuern von Datenströmen und Abläufen über das Engineering hinaus. Die erzeugten Daten sollen den nachgelagerten Prozesse möglichst digital bereitgestellt werden, beispielsweise im Einkauf, in der Arbeitsvorbereitung zur Blech- und Kabelbearbeitung sowie in der Produktion für die Schaltschrankverdrahtung, Leiterplattenbestückung, das Umsetzen von Hydraulik- und Pneumatik-Funktionen, etc. In Applikationen wie ERP, MES oder die digitale Fabrik sollen die erzeugten Fertigungsdaten ebenso direkt weiterverarbeitet werden wie auf Maschinen, per Viewer oder Assistenzsystemen.
Das bedeutet, bestimmte Ereignisse in der Entwicklung sollen definierte Workflows triggern, und zwar abteilungsübergreifend. Das Einchecken einer vermutlich letzten Version soll den Freigabeprozess anstoßen. Das leisten beide Systeme, EDM wie PLM. Jedoch das Zusammenstellen sämtlicher für die Freigabe relevanten Daten im Freigabekontext bereitzustellen, das leistet nur ein PLM-System.
Weiteres hohes Optimierungs- und Kosteneinsparungspotenzial liegt im Einkauf. Er arbeitet sehr viel effizienter, wenn die CAD-Bauteilebibliotheken regelmäßig mit seiner Artikeldatenbank synchronisiert werden. Unter anderem spart er sehr viel Zeit, weil er die neue Stückliste aus der Elektrotechnik systemgestützt mit der Vorgängerversion vergleichen kann, anstatt sie Position für Position manuell zu vergleichen. Weiteres Potenzial für Kostenersparnis liegt in Vermeidungsstrategien für das Anlegen von Bauteildubletten oder doppelte Bestellungen, zum Beispiel für den Fall, dass Elektrotechnik und Elektronik ein und denselben Motor planen.
Somit weiten PLM-Systeme die qualitativen, zeitlichen und finanziellen Mehrwerte unternehmensweit leichter aus als EDM-Systeme, und zwar mittels sicherer, schlanker, transparenter Geschäftsprozesse.
Fazit
EDM- wie PLM-Systeme bringen den Anwendern einen großen Mehrwert für Ihre Produktentwicklung, indem sie die Time-to-Market verkürzen, die Produktqualität steigern und die Entwicklungskosten senken.
Der Vorteil eines PLM-Systems liegt in der Möglichkeit einer engen digitalen Kooperation mit den anderen an der Produktentstehung beteiligten Fachbereiche, Entwicklungspartner, Zulieferer und Kunden. Selbst Daten aus anderen Systemen, etwa für das Anforderungs- Qualitäts- oder Compliance-Management lassen sich mit den Produktdaten verlinken. Damit bieten PLM-Systeme ein robustes Fundament für unternehmensweit einheitliche Standards, den Aufbau eines digitalen Zwillings sowie unternehmensweit geteiltes Wissen und einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP). Bereichsübergreifende, teils automatisierte Workflows erlauben eine agile Produktentwicklung sowie die zeitnahe, abgestimmte Reaktion auf Änderungswünsche.