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PDM-Systeme

Rückgrat der Produktentwicklung

Foto: Stiebel Eltron

Fast zwei Drittel der Unternehmen in der Fertigungsindustrie mit mehr als 200 Mitarbeitern verfügen heute über ein PDM-System (Produktdatenmanagement), so das Ergebnis der 2010 durchgeführten Studie von RAAD Research in Zusammenarbeit mit den Zeitschriften CADCAM REPORT und eDM-REPORT. Ohne PDM ließen sich wohl insbesondere technisch anspruchsvolle Produkte heute nicht mehr effizient entwickeln und zügig zur Marktreife bringen. Denn neben dem Verwalten produktbezogener Daten bieten solche Systeme vor allem eine Prozessunterstützung an – etwa für die Freigabe von Zeichnungen und die Versionierung.

PDM-Systeme gehen im Funktionsumfang deutlich über die EDM-Systeme (Engineering Data Management) hinaus. Diese entwickelten sich parallel zum zunehmenden Einsatz der Autorensysteme, hier insbesondere dem CAD (Computer Aided Design). Denn je umfangreicher die Arbeit am Computer wurde, desto mehr Dateien entstanden und umso schwieriger wurde es, hier den Überblick zu behalten. Arbeiten dann noch mehrere Personen an einer Entwicklung, ist eine einheitliche Datenablage eine zwingende Voraussetzung für erfolgreiches Arbeiten – das leisten EDM-Systeme.

Abteilungsübergreifende Nutzung von Daten

Doch nicht nur Konstrukteure und Ingenieure erzeugen Daten, sondern auch konstruktionsnahe Abteilungen – etwa für Simulation und Berechnung (CAE, FEM) oder Fertigungsvorbereitung (CAM) – sowie Produktion und kaufmännische Mitarbeiter. Das muss auch so sein, da sich nur auf diesem Wege die Produktentwicklungszeit reduzieren lässt (das Stichwort heißt paralleles Arbeiten). Und nur wer in der Lage ist, eine gute Idee schnell in ein marktfähiges Produkt umzusetzen, kann Erfolg haben. Hinzu kommen also unzählige weitere Dateien, unter anderem auch Office-Dokumente mit Meldungen aus dem Service oder – ganz zu Beginn eines Projektes – erste Mitteilungen über die Anforderungen des Kunden. Diese Informationsflut von technischen Dokumenten und so genannten Metadaten zu bewältigen, ist Aufgabe der PDM-Systeme.

Mehr als Datenverwaltung

Gerade bei komplexen technischen Produkten bildet also ein PDM-System das Rückgrat der Produktentwicklung. In ihm lassen sich im Idealfall alle relevanten Informationen rund um ein Produkt finden, wozu solche Lösungen über leistungsstarke Suchfunktionen verfügen. Darüber hinaus müssen sie sicherstellen, dass nur berechtigte Mitarbeiter Zugriff auf die jeweiligen Informationen haben. Eine Rechteverwaltung dient also vorrangig dem Schutz des geistigen Eigentums, stellt aber gleichzeitig sicher, dass auch konstruktionsferne Abteilungen – etwa der Einkauf – Zugriff auf Stücklisten bekommen, die für ihre Arbeit erforderlich sind und ein paralleles Arbeiten (im Sinne einer kürzeren Time-to-Market) ermöglichen. Nachfolgend findet sich deshalb eine Übersicht derzeit am Markt verfügbarer relevanter Softwarelösungen für das Produktdatenmanagement. Sie liefert erste Hinweise darauf, welche Systeme gegebenenfalls hinsichtlich der eigenen Anforderungen in Frage kommen. Eines ist an dieser Stelle aber entscheidend: Weil PDM-Systeme über die Prozessunterstützung direkt die Abläufe im Unternehmen beeinflussen, lassen sie sich nicht so simpel wie beispielsweise ein Office-Paket installieren. Einhergehen sollte mit der Einführung einer PDM-Lösung deswegen stets eine detaillierte Analyse der eigenen Arbeitsabläufe, die sich gegebenenfalls dabei auch optimieren lassen. Zudem ist das die Voraussetzung für den Einstieg in das Product Lifecycle Management (PLM), das über das Thema Produktdatenmanagement hinaus alle Aspekte des Lebenszyklus von Produkten einschließt. Die Einführung solcher Systeme ist in der Regel ein Projekt, das Unternehmen nur selten auf der Agenda haben. Deshalb fehlt es hier vielen an Praxiserfahrung. Die Zuhilfenahme erfahrener Dienstleister sollte deshalb ernsthaft in Erwägung gezogen werden. Interessant dabei: In der eingangs erwähnten Studie gaben nur 56 Prozent der Unternehmen an, dass bereits eine PLM-Strategie existiert – bei 64 Prozent ist aber schon ein PDM-System im Einsatz. PLM ist also nicht gleich PDM. -co-

Wirtschaftlichkeitsberechnung von PDM/PLM-Investitionen

Dr.-Ing. Michael Schabacker, Magdeburg

Viele mittelständische Unternehmen tun sich sehr schwer bei der Bewertung von PDM/PLM-Investitionen in der Produktentwicklung, jedoch nicht mit Investitionen in der Fertigung, denn sie führten in den letzten Jahren bevorzugt ERP-Systeme zur Fertigungssteuerung trotz der damit verbundenen hohen Investitions- und Folgekosten und ohne Nutzennachweis ein.

In der Abbildung sind Beispiele von Nutzen für eine PLM-Investition in die Umgestaltung der Prozess-/Projektorganisation dargestellt (schwarze Kurve: durchschnittliches Unternehmen, grüne Kurve: „Best of Class“-Unternehmen).

In den produktdefinierenden Bereichen sah es im Bezug auf Investitionen schon immer anders aus: Obwohl sie bis zu 75 Prozent der späteren Produktkosten mit ihren Entscheidungen festlegen, brauchten Produktentwickler stets gute Argumente, um ihre Investitionen zu begründen, angefangen in den 80er Jahren mit der Einführung von 2D-CAD-Systemen, fortgesetzt einige Jahre später mit 3D-CAD-Systemen, ab 2000 in Zusammenhang bei PLM-Investitionen hinsichtlich Umgestaltung der Prozess-/ Projektorganisation sowie neuer Methoden und Werkzeuge.

Der Wirtschaftlichkeitsnachweis von PDM/PLM-Investitionen in der Produktentwicklung gestaltet sich schwierig, da hier die Nutzen weit gestreut sind. Die Investitionsrechnung stellt keine geeignete Bewertungsmethode und keine geeigneten Bewertungsverfahren zur Verfügung. Ein weiteres Problem dieser Verfahren ist bei der Nutzenerfassung die fehlende Prozessorientierung sowie eine unzulässige Mischung quantifizierbarer und qualitativer Nutzengrößen (sofern sie nicht völlig vernachlässigt wurden), die die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse stark einschränken.

Die Nutzenerfassung einer PDM/PLM-Investition in der Produktentwicklung geht üblicherweise von den klassischen Forderungen Kosten senken, Qualität verbessern und Zeiten verkürzen aus. Dabei kommt es zu Überlappungen, da beispielsweise Zeitverkürzung in Kostensenkung überführt werden kann, oder zu Interpretationsspielräumen, da etwa mit Qualität die Produkt-, Service- oder die Mitarbeiterqualität (die durch Qualifikation in die PLM-Investition erreicht werden kann) gemeint sein könnte. Daher müssen für die klassischen Nutzenfelder Kostensenkung, Qualitätsverbesserung und Zeitverkürzung so genannte Nutzenkategorien definiert werden. Dies geschieht mit dem von Kaplan und Norton konzipierten Ansatz der Balanced Scorecard. Die Grundidee der Balanced Scorecard beruht auf vier Perspektiven:

  • Die finanzielle Perspektive eines Unternehmens wird traditionell in Jahres- oder Quartalsabschlüssen dargestellt. Sie beinhaltet Informationen über die Vermögens-, Finanz- und Ertragslage eines Unternehmens.
  • Die Kundenperspektive liefert Informationen über die Positionierung des Unternehmens in bestimmten Marktsegmenten, über die Kundenzufriedenheit oder die Kundenbindung.
  • In der internen Prozessperspektive erfolgt die Beschreibung des Unternehmens anhand der einzelnen im Unternehmen implementierten Prozesse und Aktivitäten.
  • Die Lern- und Entwicklungsperspektive
    beinhaltet so genannte weiche Erfolgsfaktoren. Dies sind die Motivation und der Ausbildungsstand der Mitarbeiter, der Zugang zu relevanten externen Informationsquellen und die Organisation des Unternehmens.
Die Abbildung zeigt eine Stufenausprägung für eine PLM-Investition (in Anlehnung an VDMA PLM-Leitfaden, 2008)

Auswahl der Investitionsvorhaben

Daraus ergeben sich aus der Kundenperspektive die Nutzenkategorien Servicequalität und Produktqualität. Aus der internen Prozessperspektive die Nutzenkategorien Prozessperformance und Projektperformance. Sowie aus der Lernund Entwicklungsperspektive die Nutzenkategorien Mitarbeiterumfeld und Werkzeugeinsatz.

Projektleiter und Unternehmensführung müssen entscheiden, welche PDM/PLM-Investitionen für die Umgestaltung der Prozess-/Projektorganisation sowie den Einsatz neuer Methoden und Werkzeuge bei gleichzeitiger Sicherung der Liquidität des Unternehmens getätigt werden, um auch in Zukunft am Markt zu bestehen. Wie können aber solche Investitionen bereits im Vorfeld beziehungsweise nach Ablauf eines PLM-Projektes monetär bewertet werden? Wie hoch ist die zu erwartende Rendite? Antwort darauf gibt die folgende Vorgehensweise mit Hilfe des Benefit Asset Pricing Model (BAPM): Zu- erst werden in der Ist-Analyse die Prozess-/Projektorganisation, eingesetzte Methoden und Werkzeuge erfasst. Danach werden die Ziele einer PLM-Investition hinsichtlich Umgestaltung der Prozess-/Projektorganisation sowie Einsatz neuer Methoden und Werkzeuge definiert.

Die Abbildung stellt Aufgabenstellungen mit dazu geeigneten Verfahren zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung dar.

Anschließend werden anhand einer Stufenausprägung für Prozess-/ Projektorganisation, methodische Unterstützung und Grad der Werkzeugunterstützung die jeweiligen Stufen für die Ist-Analyse (Ausgangsstufen) und die definierten Ziele (Umsetzungsstufen) zugeordnet (siehe Tabelle in Anlehnung an den VDMA Leitfaden zur Erstellung eines unternehmensspezifischen PLM-Konzeptes; VDMA, 2008).

Beispiel: Die Datenspeicherung ist auf lokaler Festplatte (Ausgangsstufe 0). Ziel ist die Beschaffung eines PDM-Systems für eine gemeinsame Datennutzung (Umsetzungsstufe 2).

Umsetzungsstufen in Abhängigkeit der Ausgangsstufen der Ist-Analyse werden die potenziellen Nutzen der PLM-Investition mit dem von Kaplan und Norton konzipierten Ansatz der Balanced Scorecard ermittelt und im BAPMPortfolio zusammengestellt.

Diese (sehr schwer quantifizierbaren) Nutzen im BAPM-Portfolio werden in Analogie zum Kapitalmarkt mit Hilfe der Portfoliotheorie von Markowitz sowie Methoden und Verfahren zur Rendite- und Risikoberechnung von Kapitalmarktanlagen monetär quantifiziert (siehe auch www.bapm.de).

Die Ergebnisse dieser Nutzenbewertung und die anschließende Ermittlung der dazugehörigen Kosten fließen in dynamische Investitionsverfahren mit ein, um letztendlich Aussagen über die Wirtschaftlichkeit einer PLM-Investition treffen zu können. Mit dem BAPM-Verfahren können unterschiedliche Aufgabenstellungen (Bild 2) für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen von PLM-Investitionen bearbeitet werden. BAPM liefert insbesondere bei ‚schwer quantifizierbaren Nutzen‘ verblüffend präzise Ergebnisse, wie die retrospektiven Untersuchungen zahlreicher Anwendungsfälle gezeigt haben. Aus den Projekterfahrungen ließen sich häufig Genauigkeiten in der Vorhersage von über 90 Prozent erzielen.

-sg-

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