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PLMMaßgeschneiderte Kabinen aus dem Katalog

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PLM: Maßgeschneiderte Kabinen aus dem Katalog
a sich die meisten Passagierflugzeuge stark ähneln, sind es vor allem die Innenausstattung und der Servicelevel in der Kabine, die den Markenauftritt einer Fluggesellschaft prägen. Die vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten bei der Kabinengestaltung führen jedoch zu einer hohen Komplexität und steigenden Fertigungskosten. Den komplexen Konfigurationsprozess unterstützt die regelbasierte Software Pacelab Cabin, die nicht nur die Kabinenauslegung und -optimierung teilautomatisiert, sondern gleichzeitig auch die Einhaltung der Zertifizierungsvorschriften überwacht. Die Software ist in allen Airbus-Programmen und bei größeren Fluggesellschaften wie Etihad im Einsatz. Die mit Pacelab Cabin erzeugten technischen Zeichnungen und 3D-Renderings sind für die Abstimmung zwischen Flugzeughersteller und deren Kunden von zentraler Bedeutung und werden üblicherweise Bestandteil der Vertragsunterlagen.

Um Kosten und Zeitaufwand zu senken, setzen Hersteller wie Airbus und Boeing in den letzten Jahren vermehrt auf modulare Konzepte, die hochflexible aber dennoch standardisierte Ausstattungsmöglichkeiten bieten. Grundlage hierfür sind Produktkataloge mit vorspezifizierten Optionen, die mehrere Tausend Konfigurationselemente pro Flugzeugtyp enthalten. Mit einem optionalen Produktmodul für zentrales Datenmanagement trägt die aktuelle Version des Pace-Kabinenkonfigurators diesem Trend Rechnung; technologische Grundlage ist die Open Source PLM-Lösung Aras Innovator.

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Der für die Kabinenkonfiguration verwendete Katalog wird laufend um neue Typen von Sitzen, Einbauten und Systemen für beispielsweise Inflight-Entertainment oder Beleuchtung erweitert. Nach der Freigabe neuer Katalogversionen stellen die Flugzeughersteller ihren Kunden die aktualisierte Version typischerweise in Papierform zur Verfügung. Ab diesem Zeitpunkt muss auch der innerhalb von Pacelab Cabin verwendete Katalog auf den neuesten Stand gebracht werden. Zur Aktualisierung des Katalogs müssen sowohl die angebotenen Kabinenelemente als auch die Kataloge als Ganzes versioniert werden.

Zusätzlich zu den Versionsständen müssen an den Katalogen auch die Informationen zum Lebenszyklusstatus aktualisiert werden. Für die Umsetzung dieser Anforderungen benötigt man ein ausgereiftes Konfigurationsmanagement. Insgesamt enthält der Katalog neben den Daten der Kabinenelemente und den Beziehungen zwischen den Kabinenelementen auch Dateien für die Visualisierung im 2D- und 3D-Kontext und die durch die Luftfahrtsicherheitsbehörden vorgegebenen Regeln.

Basierend auf den skizzierten Anwendungsfällen, muss das Pacelab Cabin Data Management die Kataloge und im Katalog enthaltenen Daten und Dokumente erfassen und versionieren. Die Benutzer von Pacelab Cabin können die freigegebenen Kataloge vom zentralen Datenmanagement herunterladen. Um den Download zeitlich zu minimieren, sollen dabei nur solche Katalogelemente transferiert werden, die noch nicht Bestandteil der lokalen Datenbank von Pacelab Cabin sind.

Nach Fertigstellung eines Kabinenlayouts können die Pacelab Cabin Nutzer die zugehörige Projektdatei und deren Metadadaten sowie zusätzliche Reports und Zeichnungen in das zentrale Datenmanagement einchecken. Die im Pacelab Data Management verwalteten Kabinenlayouts können direkt aus Pacelab Cabin gesucht und ausgecheckt werden. Im Pacelab Cabin Data Management werden alle Nutzer und deren Rechte für den Zugriff auf Katalogdaten, fertig gestellte Kabinenlayouts und für die Ausführung von Aktionen in Pacelab Cabin integriert verwaltet.

Lösungsvarianten für das Datenmanagement

Diese vielfältigen Anforderungen des Pacelab Cabin Data Managements ließen sich auch mit einer inhouse-entwickelten, datenbankbasierten Lösung umsetzen. Da Pace vergleichbare Lösungen in der Vergangenheit bereits entwickelt hatte, waren sich alle Projektbeteiligten des signifikanten Implementierungsaufwands bewusst. Aus diesem Grunde wurde zusätzlich zu diesem „Make“-Szenario alternativ ein „Buy“-Szenario betrachtet. Diese Variante verwendet für die Entwicklung des Datenmanagement eine kommerziell verfügbare Plattform oder zumindest einige ihrer Komponenten. Durch diese kommerzielle Plattform soll ein signifikanter Anteil der benötigten Grundfunktionen bereitgestellt werden.

In erster Linie kommen hierfür PLM/PDM-Systeme in Betracht, die viele der für das Katalogmanagement geforderten Funktionen standardmäßig bereitstellen. Pace evaluierte mehrere Lösungen und führte im ersten Schritt einen Vergleich der Funktionen zur Datenmodellierung durch. Relativ schnell zeigte sich, dass die PLM-Plattform Aras Innovator durch ihre hohe Flexibilität die vielfältigen Anforderungen sehr gut erfüllen konnte.

Datenmanagement-Plattform

Aras Innovator wird mit zahlreichen Standardlösungen geliefert, die beispielsweise das Konfigurations- und Änderungsmanagement, die Qualitätsplanung und das Projektmanagement unterstützen. Für Pace war insbesondere interessant, dass Aras Innovator ein komplettes und leistungsfähiges Data Management-Framework bereitstellt, das sich flexibel für eigene Zwecke verwenden lässt.

Dieses Framework liefert bereits alle für das Pacelab Cabin Data Management notwendigen Funktionen. Dadurch konnte die Datenmanagement-Plattform komplett auf der Basis des Frameworks entwickelt werden, also ohne die PLM-Applikationen von Aras zu verwenden. Das trug zu einer übersichtlichen Benutzeroberfläche ohne unnötigen Ballast bei. Falls gewünscht, kann die Web-Benutzeroberfläche mit einem Branding auf die jeweilige Lösung zugeschnitten werden. Zudem folgt man bei der Entwicklung einer Aras-Lösung einer klaren Methodik, die bei den von Aras angebotenen Schulungen vermittelt wird.

Als besonderes Highlight hat sich die von Aras Innovator verwendete Sprache AML herausgestellt. Die Adaptive Markup Language ist eine XML-basierte Sprache zur Kommunikation mit dem Aras Innovator Server. Hiermit lassen sich beispielsweise komplexe Suchabfragen schreiben sowie Daten hinzufügen, verändern und löschen. AML bietet aber noch mehr: Das Datenmodell der beschriebenen Datenmanagement-Lösung ist komplett in AML implementiert und kann per Knopfdruck aus Pacelab Cabin erzeugt werden. Selbstverständlich sind die für die Installation einer Aras-Lösung verwendeten Pakete ebenfalls in AML geschrieben.


Aras Innovator als Data Management Backbone

Zusätzlich zum browserbasierten Aras Innovator Web-Client können auch Office- und CAD-Applikationen sowie selbstentwickelte Anwendungen über eine AML-basierte Schnittstelle mit dem Server kommunizieren. Auf der Serverseite sind die SQL-Server-Datenbank für die Speicherung der Daten und der File-Vault für die Ablage der referenzierten Dateien zuständig. Darauf basierend stellt das Framework dedizierte Services für die schon erwähnten PDM-Funktionen bereit. Darüber hinaus enthält das Framework auch Services für das Workflow-Management, die Suche in Metadaten sowie Federation-Services für einen laufenden Datenabgleich zwischen Aras Innovator und externen Systemen wie Datenbanken oder PDM- und ERP-Systeme.

Basierend auf diesem Framework bietet Aras Standard-Lösungen für allgemein erwartete PLM-Funktionen an und Partner entwickeln weitergehende Lösungen, beispielsweise für die Einbindung von CAD-Systemen. Außerdem ist es bei vielen Unternehmen, die diese Lösung einsetzen, üblich, firmenspezifische Erweiterungen des Datenmodells oder spezielle Funktionen zur Unterstützung von betrieblichen Abläufen zu implementieren. Jedes Lösungspaket besteht unter anderem aus den Erweiterungen des Datenmodells, den zugehörigen Nutzergruppen und Zugriffsrechten, Lifecycles und den Erweiterungen für die Benutzeroberfläche.


Nachdem sich alle Projektbeteiligten für Aras Innovator als bevorzugte Lösung entschieden hatten, wurde zwischen Pace und Aras ein Partnerschaftsvertrag unterzeichnet. Als Teil dieser Partnerschaft wurden einige Pace-Entwickler von Aras geschult. Zusätzlich standen ihnen erfahrene Berater von Aras zur Seite, um die entwickelten Lösungskonzepte zu validieren und zu verfeinern.

Für Pace hat sich die Verwendung des Aras Innovator Frameworks bewährt. Die Entwickler konnten in kurzer Zeit ein komplexes Datenmodell sowie eine sehr flexible und offene Lösung realisieren. Durch die AML-basierte Kommunikation war es möglich, unterschiedlichste Clients mit Aras Innovator zu verbinden. Die angebotenen Möglichkeiten zur Erweiterung und zum Customizing haben sich für das Pacelab Cabin Data Management als ausreichend erwiesen. Dies gilt gleichermaßen für das leistungsfähige und erweiterbare Zugriffsrechtemanagement von Aras.

Bei den von Aras Innovator verwendeten Microsoft Infrastruktur-Komponenten wie SQL-Server und Internet Information Server stieß Pace auf eine hohe Kundenakzeptanz, da diese Komponenten bei vielen Nutzern von Pacelab Cabin bereits im Einsatz sind. Die bei der Lösungsentwicklung eingesetzten Dotnet-Technologien gehören ohnehin zum täglichen Handwerkszeug der Pace-Entwickler. Das beim Training und bei der Entwicklung des Pacelab Cabin Data Management erworbene Know-how können die IT-Experten kurzfristig für ähnliche Lösungen wiederverwenden.

Interessant ist die Frage, für welche Art von Projekten die hier beschriebene Idee der Benutzung des Aras Innovator Frameworks Sinn ergibt. Für eine Anwendung des Frameworks spricht ein großer Bedarf an den durch das Framework bereitgestellten Funktionen. Wer jedoch eine größtmögliche Flexibilität in der Applikationsentwicklung benötigt, mag vielleicht mit einer inhouse entwickelten, datenbankbasierten Lösung besser bedient sein. Die Grundlage dieser Entscheidung bildet letztendlich ein Abwägen zwischen einem hohen Grad an Vorfertigung und einer kürzeren Projektlaufzeit auf der einen und maximaler Flexibilität auf der anderen Seite.

Wer ein komplexes, datenbankbasiertes Projekt im Engineering-Umfeld in kurzer Zeit unter Verwendung von Standardsoftware realisieren muss, findet mit dem Aras Innovator Framework eine empfehlenswerte Lösung. Die zeitliche Investition in die Ausbildung der Entwickler macht sich bei Folgeprojekten schnell bezahlt. -sg-


Frank Neumann, Pace GmbH

Pace

Aerospace Engineering and Information Technology

, Berlin, Tel. 030/29362-0, http://www.pace.de

Aras Software, CH-Solothurn, Tel. 0041/32/6361106, http://www.aras.com

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