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PLMPLM in der Sackgasse

Die Product-Lifecycle-Management-Welt ist gespalten - in die frustrierten Veteranen und die Novizen, die den Frust noch vor sich haben. Grund dafür ist, dass herkömmliche PLM-Projekte die Visionen nicht realisieren, die sie versprechen. Die Lösung ist ein transparentes, flexibles und dauerhaftes PLM-System, das tatsächlich funktioniert.

PLM: PLM in der Sackgasse

Product Lifecycle Management ist einst angetreten, die industrielle Produktion zu revolutionieren. Die Anfänge liegen im Produktdatenmanagement (PDM): Ab den 1980er Jahren hielt Computer Aided Design (CAD) in den Unternehmen auf breiter Basis Einzug, die Konstruktion wurde damit digital. Auf diesem Weg entstehen technische Dokumente, die ebenfalls digital verwaltet werden müssen - die Geburtsstunde der PDM-Systeme hatte geschlagen. In den 90er Jahren wurden, basierend auf den Anforderungen der ISO 9001 und den Produkthaftungsanforderungen, die Dokumente mit den Stamm- und Strukturdaten verknüpft, einfache Änderungsabläufe konnten abgebildet werden. Die nächste Entwicklungsstufe, das Product Lifecycle Management (PLM), ging wesentliche Schritte weiter. Der Einsatz ist wesentlich breiter angelegt, außerdem steigt der Integrationsgrad deutlich an – über alle Phasen des Produktlebenszyklus, über alle Disziplinen und über national und international verteilte innerbetriebliche Standorte sowie über die Prozesskette der Supply Chain hinweg. Die Idee ist bestechend, verspricht sie doch wesentlich effizientere Abläufe im gesamten Produktlebenszyklus, geringere Fehlerquoten und damit insgesamt schnellere Entwicklungs-, Konstruktions- und Fertigungsprozesse. Die erhofften Ergebnisse sind kürzere Markteinführungszeiten, weniger Ausschuss in der Produktion und damit letztendlich effizienter ausgenutzte Budgets. Soweit die Vision.

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Wie Budgets verschwinden

Die Realität in vielen PLM-Projekten kommt diesen Versprechen allerdings nicht nach. Nahtlose Integration im gesamten Unternehmen und über die Lieferkette hinweg, stattliche Einsparungen und effizientere Prozesse nach einer kurzen Einführungsphase bleiben ein Wunsch. Stattdessen stecken die Projekte auf Abteilungsebene fest und kommen in ihrer Entwicklung nicht wesentlich weiter. Anpassungen sind sehr umständlich, so dass der gewünschte Funktionsumfang nur langsam und mit hohen Zusatzkosten erreicht werden kann – wenn überhaupt. Diese Projekte lassen sich mit der Formel 10-10-100 charakterisieren: Zehn Prozent des gewünschten Funktionsumfangs ist erreicht, zehn Prozent der Anwender sind an das System angebunden, aber 100 Prozent des vorgesehenen Budgets ist verbraucht.

Für den Ruf von PLM ist das verheerend. Viele suchen ihr Heil in Out-of-the-Box-Lösungen, die etliche Anbieter auch versprechen. Das Problem dabei: PLM-Projekte sind von Natur aus hochindividuell, weil sich die Struktur der Unternehmen, ihre Produkte und damit auch die Anforderungen an ein PLM-System unterscheiden. Eine vorgefertigte Lösung kann also mit Glück genau passen. Viel wahrscheinlicher ist allerdings, dass das Out-of-the-Box-System nur einen kleinen Teil der Anforderungen tatsächlich erfüllt und ansonsten wieder aufwändig angepasst werden muss. Spätestens wenn sich Bedürfnisse aufgrund wechselnder Rahmenbedingungen ändern, passt meist auch die Fertiglösung nicht mehr. Die gängigen Geschäftsmodelle zwingen den Anwendern den Löwenanteil der Investitionen bereits ganz zu Anfang des Projektes auf. Damit ist der Weg zurück versperrt: Ohne den eigenen Ruf und die Karriere zu riskieren kann niemand in verantwortlicher Position zugeben, eine so enorme Investition in ein schlecht funktionierendes System gesetzt zu haben.

Wie konnte es soweit kommen?

Der frustrierende Stand der Dinge beim PLM ist kein Zufall. Die Ursachen liegen zum einen in der Entwicklungsgeschichte der großen PLM-Anbieter und ihrer Systeme. Zum anderen sind die Geschäftsmodelle der Branchengrößen kaum geeignet, PLM-Projekte erfolgreich und zufrieden stellend durchzuführen. Und zuletzt ist die Technologie, auf der die herkömmlichen Systeme beruhen, sehr unflexibel und starr.

Ein Blick auf die Schwergewichte im Bereich PLM zeigt, dass sich die Entstehungsgeschichten der jeweiligen Systeme sehr ähnlich sind. Eine erste Gemeinsamkeit der Anbieter ist ihre Herkunft aus dem Umfeld CAD/CAM/CAE. Von dieser Grundlage aus folgten die Unternehmen im Lauf der Zeit dem Trend zu PDM und später PLM. Hier zeigt sich die zweite Gemeinsamkeit: Diese Entwicklung basiert bei allen Anbietern nur teilweise auf eigenen Innovationen. Der größte Anteil der Erweiterungen im Portfolio stammt aus regelmäßigen Akquisitionen - Know-how und Technologie werden also von außerhalb zugekauft und integriert. Das Resultat ist ein fragmentiertes, zerklüftetes Angebot. Manche Bestandteile sind gut integriert, weil selbst entwickelt. Andere wiederum stehen auf unterschiedlichen Stufen der Integration und fügen sich mal besser, mal schlechter ins Gesamtsystem ein. Technologisch wirklich durchgängige Lösungen kann im Grunde keiner der Anbieter liefern, auch wenn sie immer wieder versprochen werden.

Die Problematik der zusammengestückelten, ungleichmäßig integrierten Systeme hängt mit einem weiteren wunden Punkt bestehender PLM-Lösungen zusammen: Sie sind nicht flexibel genug, um den individuellen Ansprüchen der Anwender und den wechselnden Bedingungen gerecht zu werden. Die Ursache dafür ist im grundsätzlichen Aufbau dieser Systeme zu suchen. Praktisch alle herkömmlichen Lösungen setzen auf Compiler/Code-basierte Architekturen. Das heißt, die Geschäftslogik und das Datenmodell sind in Scripten und damit im Quellcode definiert. Um nun Änderungen an einem solchen System vorzunehmen oder neue Funktionen hinzuzufügen, ist aufwändige Programmierarbeit nötig. Der Quellcode muss umgeschrieben oder ergänzt und anschließend neu kompiliert werden, Verlinkungen sind neu aufzubauen, zuletzt muss die neue Version an alle angebundenen Instanzen verteilt werden. Das setzt zum einen detailliertes Know-how über den proprietären Quellcode und Kenntnisse der jeweiligen Programmiersprache voraus. Außerdem dauert dieser fehleranfällige Prozess etliche Wochen oder sogar Monate, was die Abläufe im Unternehmen bremst. Zudem ist dieses Vorgehen dadurch enorm kostenintensiv.

Die Update-Falle

PLM: PLM in der Sackgasse

Erst recht kompliziert wird es, wenn ein Versionsupgrade des PLM-Systems ansteht. Hat das Unternehmen viele individuelle Funktionen und Anpassungen am System vorgenommen, dann müssen diese wieder komplett hart codiert in die neue Version übertragen werden. Der Worst Case: Die Software hat sich inzwischen zu weit vom bisher eingesetzten Release entfernt und zwingt den Anwender, Funktionen oder Anpassungen von Grund auf neu zu entwickeln. Unter Umständen wirft ein solches Ereignis das komplette PLM-Projekt weit zurück, bisher getätigte Investitionen sind möglicherweise verloren. In jedem Fall liegt der hauptsächliche Aufwand beim Anwender selbst. Die Verantwortlichen befinden sich damit in einer Zwickmühle: Entweder warten sie mit einem Upgrade so lange wie möglich. Das birgt das Risiko, den Anschluss zu verlieren. Oder sie lassen sich auf das Upgrade und damit schwer kalkulierbare, aber unvermeidliche Anpassungen ein. Stellt sich dabei etwa heraus, dass eine wichtige Funktion vom neuen Release nicht mehr unterstützt wird, ist es häufig schon zu spät für ein Zurück. Oft halten Anwender daher an veralteten Versionen fest, koste es, was es wolle. Und das ist hier im finanziellen Sinn wörtlich zu nehmen.

Darüber hinaus sorgt proprietäre Software dafür, Anwender an einen Anbieter zu binden: Da niemand außer dem Hersteller Zugriff auf den Quellcode der Software hat, können auch nur der Anbieter oder lizenzierte Consultants Änderungen oder Anpassungen vornehmen.

Für viele PLM-Projekte bedeutet das, dass sie weit unter den ursprünglich gesetzten Zielen stecken bleiben. Der Ausgangspunkt vieler solcher Projekte ist nach wie vor der CAD-Bereich, die entsprechenden Abteilungen werden demnach zuerst an die Systeme angebunden. Häufig stellt sich dann aber heraus, dass Installation und Anpassungen bereits das gesamte Projektbudget in Anspruch nehmen. Folglich bleibt kein Geld mehr, um weitere Nutzer außerhalb der Konstruktionsabteilung mit Lizenzen zu versorgen – die 10-10-100 Formel greift. Statt dem erhofften, voll integrierten PLM-System bekommen Firmen nur eine teure PDM-Lösung.

Ein gangbarer Weg

Die genannten Hürden verhindern, dass PLM sein ursprüngliches Potenzial entfaltet und seine Versprechen einlöst. Diese Hindernisse lassen sich nicht mit einzelnen technischen Features oder oberflächlichen Änderungen beseitigen. Vielmehr ist ein komplett neuer PLM-Ansatz nötig, um den PLM-Frust zu bekämpfen. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Technologie. Hier ist es entscheidend, die bisher gängige starre, fest im Quellcode verankerte Verbindung von Objektmodell, Geschäftslogik, Services und Datenbank aufzubrechen. Der PLM-Anbieter Aras geht mit seinem Produkt Aras Innovator genau diesen Weg. Als Grundlage der Lösung dient eine serviceorientierte Architektur (SOA), die unterschiedliche, verbundenen Services wie Workflows, Lifecycles oder Berechtigungen zur Verfügung stellt. Darauf setzen Applikationen für die verschiedenen Anwendungsbereiche auf, wie zum Beispiel Anforderungsmanagement, Qualitätsmanagement oder Dokumentenmanagement. Nur auf der Plattformebene werden im Fall eines Upgrades Änderungen und Neuerungen umgesetzt, die Applikationen - sowohl die von Aras bereitgestellten als auch Eigenentwicklungen der Anwender - werden nicht beeinflusst. Auf die Services in diesem Laufzeit-Framework greifen Metadaten-Templates zu. Diese Templates sind komplett in XML erstellt und definieren alles für den Anwender Relevante. Geschäftslogiken, Lösungsmodelle, Funktionen, Arbeitsabläufe – alles wird in Form normalisierter Datenstrukturen in der Datenbank abgelegt. Aras spricht hier von einer modellbasierten SOA.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Lösungs- und Geschäftsmodelle lassen sich in Echtzeit über einen Browser-basierten Client kombinieren, verändern und erweitern, und das am Live-System. Aufwändige Programmierung und Neukompilierung für jede noch so kleine Änderung gehört damit der Vergangenheit an. Im Fall eines Versionsupgrades fallen Änderungen nur an der zugrunde liegenden Plattform an, das Upgrade ist für Unternehmen daher weder mit Downtime noch mit Aufwand verbunden, die Modellierebene ist davon gänzlich unberührt. Aras übernimmt sämtliche Upgrades für seine Kunden komplett, und das inklusive aller vom Kunden vorgenommen Anpassungen. Die Tatsache, dass das vollständige System auf offenen Standards und Internetprotokollen beruht, sorgt darüber hinaus für Transparenz und Sicherheit: Das System lässt sich reibungslos in vorhandene Umgebungen integrieren, die Daten sind jederzeit ohne spezielle, proprietäre Werkzeuge und Kenntnisse einsehbar. Dadurch wird der Anwender unabhängig von einem bestimmten Anbieter.

Unkonventionelles Geschäftsmodell

Auch das Geschäftsmodell von Aras bricht mit gängigen Konventionen, um die ursprüngliche Vision von PLM zur Realität zu machen. Hohe Anfangsinvestitionen für Lizenzen fallen weg, stattdessen werden regelmäßige Abonnement-Gebühren fällig. Dieses Subscription-Modell stellt sicher, dass das geplante Budget nicht in einer viel zu frühen Phase des Projektes nahezu vollständig eingesetzt werden muss. Vielmehr verteilen sich die Kosten planbar und gleichmäßig über die Laufzeit. Aras setzt dafür auf einen Pull-Ansatz im Vertrieb, bei dem nicht die Anzahl der neuen Abschlüsse zählt, sondern die langfristige Kundenbeziehung. Interessenten werden zu Anwendern und dann zu Kunden – Aras Innovator steht durch ein Enterprise Open Source Modell kostenfrei für Tests und zum Kennenlernen zur Verfügung. Jeder kann die Lösung downloaden und nutzen. Erst wenn der Interessent überzeugt ist, bezieht er erweiterte Produktfunktionalität und Services von Aras über eine Subscription. Dadurch ergibt sich ein Win-Win-Leitsatz: Aras ist dann erfolgreich, wenn auch seine Kunden erfolgreich sind.

Ein Grund für die hohe Zufriedenheit ist auch, dass Aras seine Kunden nicht vor die Wahl stellt, ein bestehendes System komplett zu ersetzen oder auf die Vorteile des neuen PLM-Ansatzes zu verzichten. Vielmehr kann Aras Innovator als PLM-Backbone über bestehende Insellösungen gesetzt werden und sie damit sinnvoll verbinden. Damit bleiben getätigte Investitionen gesichert. Bestehende Lösungen lassen sich trotzdem mit deutlich geringerem Aufwand erweitern, als das mit dem Ansatz der traditionellen Anbieter möglich wäre. Sollte allerdings ein vollständiger Ersatz für bestehende Lösungen gefragt sein, ist das ebenfalls machbar. Damit hat der Anwender die freie Wahl und kann selbst entscheiden, wie und wo er die neue Lösung einsetzen will.

Möglich ist dabei im Grunde alles. Die Skalierbarkeit reicht über 200.000 User hinaus, wie Tests belegt haben. Die Grenze setzt hier nur die Datenbankinfrastruktur. Mit Visual Collaboration lassen sich Änderungen an 3D-Modellen, Dokumenten und anderen Datentypen problemlos über Abteilungen, Standorte oder sogar mehrere Unternehmen hinweg teilen. In sicheren Chaträumen können Anwender 2D- und 3D-Grafiken ebenso teilen wie Office-Dokumente und andere Dateien. Die Daten bleiben dort im passenden Kontext erhalten und für alle Beteiligten verfügbar. Sollten Mitarbeiter das Unternehmen verlassen, bleibt ihr Know-how greifbar. Außerdem ist die reibungslose Zusammenarbeit in internationalen Kontexten oder über die Lieferkette hinweg sehr einfach möglich.

Ausblick

Es ist schwer bis unmöglich zuverlässig vorauszusagen, wohin sich Markt und Technologie künftig entwickeln werden. Trends wie das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), Industrie 4.0 und andere zeigen beispielsweise, dass sich Unternehmen in Produktentwicklung, Konstruktion und Fertigung mit Veränderungen auseinandersetzen müssen. Um den Anschluss im Markt nicht zu verlieren und im Wettbewerb die Nase vorn zu haben, müssen Unternehmen auf alle Herausforderungen passend und möglichst schnell reagieren können. Es ist sehr wahrscheinlich, dass künftig über den Produktlebenszyklus hinweg noch mehr Daten anfallen als bereits heute. Diese gewaltigen Datenvolumina müssen sinnvoll verwaltet, analysiert und genutzt werden. Das setzt allerdings flexible Systeme voraus, die damit umgehen können. Außerdem zeichnet sich ab, dass produzierende Betriebe immer häufiger kleine Serien hochindividueller Produkte fertigen anstatt, wie bisher häufig der Fall, ein Standardprodukt in großen Mengen. Darüber hinaus verkürzen sich Markteinführungszeiten. Die Reaktion auf Anforderungen seitens der Kunden und Partner ist immer rascher gefragt. Häufig enthalten Produkte heute auch elektronische Komponenten und Software. Das erfordert die enge Zusammenarbeit verschiedener Disziplinen und Abteilungen, die in gemeinsame Prozesse eingebunden werden müssen und Zugang zu unterschiedlichen Daten brauchen. All das setzt ein System voraus, das einerseits flexibel genug für diese Szenarien ist. Andererseits dürfen keine Daten und Funktionen verloren gehen, um die Prozesse so reibungslos wie möglich zu gestalten. -sg-

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

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

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