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PLMDas Business of Engineering - komplexe Produkte sicher beherrschen

Produkte werden immer komplexer. Damit gibt es auch keinen Weg mehr vorbei an interdisziplinären Ansätzen. Die althergebrachten Methoden bei der Produktentwicklung und Prozessplanung bieten keine Antworten auf drängende Fragen – sie konzentrieren sich viel zu sehr auf mechanisches 3D-CAD, Simulation und digitale Mock-ups. Kurz gesagt: Auf die Science of Engineering. Hersteller müssen ihren Blickwinkel erweitern, um mit aktuellen Entwicklungen Schritt zu halten und produktiv zu bleiben. Sie sollten den Weg des Business of Engineering einschlagen, um die Herausforderungen eines wechselhaften und schnelllebigen Umfelds zu meistern.

PLM: Das Business of Engineering - komplexe Produkte sicher beherrschen

Einfache Produkte gibt es nicht mehr – die Komplexität steigt
Ein Blick auf die aktuelle Lage lässt keinen Raum für Zweifel: Wir leben in komplexen Zeiten. Das trifft auch auf die Produkte zu, die wir tagtäglich verwenden. Die Bedeutung von Software hat beispielsweise stetig zugenommen, inzwischen beherrscht sie nahezu jede Art von Produkt.

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Dieser Trend stellt Produzenten vor eine Reihe völlig neuer Herausforderungen. Früher waren nur sehr wenige Disziplinen innerhalb der Ingenieurabteilungen in die Entwicklung eines bestimmten Produktes involviert. Die Zeiten sind vorbei: Heute arbeiten Ingenieure aus den Fachrichtungen Mechanik, Software sowie Elektrik und Elektronik an ein und demselben Produkt. Häufig sitzen sie dabei nicht einmal mehr am selben Standort, sondern sind über die ganze Welt verteilt. Folglich müssen alle diese Disziplinen koordiniert werden, was Projekte und Prozesse deutlich umfangreicher macht als bisher. Komplexe Produkte enthalten auch verschiedene Subsysteme, die in den meisten Fällen von Zulieferern kommen. Diese werden im Hinblick auf die Konstruktionen immer selbständiger und erlangen so die Kontrolle über Schlüsseltechnologien. Für den Produktionsprozess heißt das: Die Zulieferer müssen geführt und aufeinander abgestimmt werden. Die Produktsicherheit ist ein weiterer kritischer Punkt. Hersteller müssen die Sicherheit ihrer Produkte stets garantieren – in Branchen wie dem Automobilbau oder dem Gesundheitswesen geht es hier sogar um die Gesundheit oder das Leben der Kunden. Das ist schon während der Produktionsphase schwierig und wird noch einmal komplizierter, wenn später im Einsatz Updates nötig werden. Besonders, wenn es dabei um Softwareupdates geht. Zu guter Letzt sind es nicht nur die Pro

dukte, die immer komplexer werden. Hersteller müssen heute sprichwörtlich den Weg durch ein Labyrinth an Gesetzen und Verordnungen finden, denen sie und ihre Produkte entsprechen sollen, um potenziell geschäftsschädigende Risiken zu vermeiden. Product Lifecycle Management (PLM) verspricht eine Lösung für all diese Probleme – ein Versprechen, das bisher nicht gehalten wird.

PLM: Das Business of Engineering - komplexe Produkte sicher beherrschen

PLM aus dem Gleichgewicht
Der Plan bei der Einführung von PLM-Systemen war, nicht mehr nur CAD-Daten, sondern auch Anforderungen, Produktspezifikationen, Projektpläne und BOMs zentral zu speichern und zu verwalten. Buchstäblich jede Abteilung von der Konstruktion über die Beschaffung bis hin zum Field-Support sollte an das zentrale Backbone angeschlossen werden. Kürzere Markteinführungszeiten, weniger Ausschuss und effizienter ausgenutzte Budgets waren die gewünschten Effekte. Es blieb allerdings bei der Vision.

Die Wirklichkeit in vielen PLM-Projekten lässt sich am besten mit der 10-10-100 Formel beschreiben: Zehn Prozent des geplanten Funktionsumfangs steht zur Verfügung, zehn Prozent der Anwender haben Zugriff auf das System, aber 100 Prozent der geplanten Budgets sind verbraucht. Das ist für alle Beteiligten äußerst frustrierend. Ein Hauptgrund für den miserablen Zustand, in dem sich die ganze PLM-Idee heute befindet, ist der übertriebene Fokus der Altsysteme auf 3D – mechanisches CAD, Simulation, digitale Mock-ups – oder auch die Science of Engineering. Das ist natürlich ein wichtiger Teil eines jeden PLM-Projektes und es wäre ein gewaltiger Fehler, die Bedeutung dieser Seite von PLM zu unterschätzen. Allerdings ist es ein ebenso großer und trotzdem häufig begangener Fehler, die andere Seite zu ignorieren – das Business of Engineering.

PLM-Systeme waren auf der Science-Seite schon immer sehr stark, weil die meisten der großen PLM-Anbieter aus der CAD-Welt kommen. Sie waren allerdings nie für Prozesse ausgelegt, die sich über alle Disziplinen (Software, Hardware, E/E) hinweg von den Anforderungen, Konstruktion und Design bis hin zu Fertigung, Qualitätssicherung, zur Lieferkette und zu technischen Dokumentationen erstrecken. Das bedeutet, dass das Business of Engineering, das alle diese Prozesse und Daten umfasst, bisher von der Science of Engineering abgekoppelt war – der Löwenanteil des Produktlebenszyklus und der relevanten Prozesse war damit unterversorgt. Dieses große Loch in den Prozessen wird üblicherweise mit einem Flickenteppich aus leicht verfügbaren Werkzeugen wie etwa Excel-Tabellen, gemeinsam genutzten Ordnern, E-Mail oder Dropbox gestopft. Sie sind weder an das PLM-System angeschlossen, noch untereinander vernetzt, so dass ein Großteil der Schlüsselprozesse nur unzureichend unterstützt wird.

Resilient-PLM-Plattformen

Das ist nicht nur unangenehm für die Mehrheit der Anwender in einem Unternehmen. Es ist aus mehreren Gründen auch ein Problem für die Führungsebene: Die Mängel bei der integrierten Produktkonfiguration sorgen an den Schnittstellen zwischen Engineering, Fertigung, Zulieferern und Field-Support für Probleme. Falsche Informationen werden weitergegeben, unterschiedliche Versionen von Stücklisten und Dokumentationen zirkulieren. Einfach gesagt greifen die Prozesse nicht auf eine einzige, gemeinsame Datenquelle zu. Das führt zu Verzögerungen, Kostenüberschreitungen und Sicherheitsproblemen durch fehlerhafte Produkte. Alle diese Schwierigkeiten haben direkten Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. In einem hochkompetitiven, globalen Markt sorgt das bei all denjenigen mit Sicherheit für schwere Kopfschmerzen, die Unternehmen leiten oder die ihre Ergebnisse dem Vorstand oder den Aktionären erklären müssen.

Digitale Transformation – so geht’s
Vor dem Hintergrund der gesammelten PLM-Probleme haben Unternehmen dringenden Veränderungsbedarf. Weltweit aufgestellte Organisationen erkennen, dass sie ihr Geschäft einer digitalen Transformation unterziehen müssen. Manuelle Prozesse müssen ersetzt und Bestandssysteme ausrangiert werden, wenn sie ihre Wettbewerbsvorteile und ihre Innovationsfähigkeit sichern und ausbauen wollen.

Zunächst ist es am wichtigsten, dass Unternehmen widerstandsfähiger werden und sich schneller auf Veränderungen einstellen. Nur so können sie mit der rasanten Entwicklung bei Produkten und Technologien mithalten. Mechanische und elektrische Komponenten sowie Software zu integrieren ist dabei ein entscheidender Schritt. Dadurch entstehen wirklich disziplin-übergreifende Prozesse. Um dorthin zu gelangen ist es notwendig, die Werkzeuge für diese verschiedenen Disziplinen miteinander zu vernetzen. Das kann entweder direkt geschehen, oder in Form einer zusätzlichen Ebene über den Bestandssystemen für PDM, ECAD und ALM sowie allen weiteren Authoring-Tools. Das ist die Basis für eine integrierte Produktkonfiguration. Nur sie bietet ausreichend Kontext, um das Verhalten jedes einzelnen Produktes im praktischen Einsatz zu verstehen und die Daten zu interpretieren, die smarte vernetzte Geräte im Internet of Things liefern – eine Analyse und Nutzung dieser IoT-Daten ohne Berücksichtigung der jeweiligen vollständigen Produktkonfiguration birgt das Risiko falsche Annahmen und Fehler. Mit anderen Worten: Unternehmen müssen von jedem ihrer Produkte einen Digital Twin auf Systemebene schaffen. Der Digital Twin muss aber auf den Informationen aus allen Prozessen basieren und diese beinhalten – nicht nur auf dem 3D-Modell.

Wichtig ist aber nicht nur das Produkt selbst und sein Verhalten. Unternehmen müssen das Konfigurationsmanagement weiter ausrollen, von der Konstruktion über die Fertigung bis hin zum Field-Support. Daraus resultiert ein Digital Thread, in dem jede Änderung vermerkt ist und sich jede Entscheidung nachvollziehen lässt, die im gesamten Produktlebenszyklus gefallen ist. Diese Daten lassen sich auf die Informationen zurückführen, die der Digital Twin bereitstellt, um Prozesse, Konfigurationen und Methoden zu optimieren. Neben den grundlegenden Konstruktionsprozessen müssen auch kritische Prozesse außerhalb der Konstruktion verbunden werden. Dazu gehören beispielsweise die Bedarfsermittlung, Projekt- und Qualitätsmanagement, Prozessplanung und technische Dokumentation.

Das alles endet nicht zwangsläufig am eigenen Firmentor. Das Business ist heute so komplex, dass Zulieferer eine tragende Rolle spielen und mehr Verantwortung übernehmen. Es ist daher ein Schlüsselfaktor für den Erfolg, sie auch anzubinden und sie in die PLM-Umgebung zu integrieren. Je mehr Einblick das Management in die verschiedenen Prozesse hat, die am Produkt beteiligt sind, desto besser kann es diese Prozesse optimieren, um das Business profitabler zu machen.

Die Lösung: Resilient PLM
Im Moment lernen viele Firmen auf die harte Tour, dass sie diese Herausforderungen mit ihren bestehenden PLM-Installationen nicht bewältigen werden. Sie müssen sich auf einen neuen Ansatz einlassen. Für eine erfolgreiche digitale Transformation brauchen sie eine neue Plattform für „Resilient PLM“.

Ein wichtiger Gesichtspunkt beim Business of Engineering ist der Schutz bestehender Investments. Daher ist ein neues PLM-Backbone idealerweise in der Lage, als zusätzlicher Layer zu fungieren, ohne dass bestehende Systeme vollständig ersetzt werden müssen. So ist es auch möglich, Best-in-Class-Prozesse und bestehende Werkzeuge weiter zu nutzen, mit denen die Ingenieure vertraut sind. Störungen bei der Implementierung bleiben auf ein Minimum reduziert. Folglich ist eine solche Plattform wesentlich nachhaltiger und senkt sowohl Risiken als auch Kosten.

Autor: Martin Allemann, Senior Vice President Global Operations, Aras

Aras Software, Gröbenzell, Tel. 08142 44126-0, http://www.aras-plm.de

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