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PLM-TechnologieKeine Angst vor Integration

Stefan Kühner, Karlsruhe

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System- und Prozess-Integration in PLM-Projekten erzeugen bei manchen Entscheidern ein gewisses Unbehagen. Wer sich mit klaren Prinzipien und geradlinigem Denken an das Thema annähert, erkennt allerdings schnell, dass Integration keine besonderen Klimmzüge verlangt.

Führt eine Firma aus der Fertigungsindustrie eine PLM-Lösung ein, so ist dies in aller Regel mit dem Wunsch verbunden, bestehende IT-Strukturen zu integrieren. Dieses Anliegen hat in den letzten Jahren noch deutlich zugenommen. Die Zeit des PDM-Benchmarks, die vor allem Einzelfunktionen im Auge hatte, ist längst vorbei. Doch was heißt dies eigentlich Integration? Googelt man zu den Themen Integration und PLM, dann findet man immer noch die so genannten ›big pictures‹. Es sind die blattfüllenden Grafiken, mit den vielen Pfeilen und konzentrischen Kreisen, die erklären was, wie mit wem alles zusammen hängt. Blickt man von weit oben, so sind die Zusammenhänge in der Tat komplex und manchmal verwirrend. Viele Führungskräfte sehen die Einbindung von PLM-Lösungen in die bestehende IT-Infrastruktur deshalb als problematisch an.

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In der Wirklichkeit, insbesondere im Mittelstand, ist es dann meistens deutlich einfacher, weil es bei der Bewältigung des Tagesgeschäfts nicht darauf ankommt, alles mit allem zu verbinden, sondern konkrete Verbindungen zwischen Nachbarn herzustellen.

Es lohnt sich also beim Blick auf das Thema »Integration« zunächst ein bisschen aufzuräumen und die verschiedenen Arten zu betrachten. Da wäre etwa die Integration auf IT-Systemebene: Hierzu gehören die Integrationen eines PDM-Systems in Mechanik-CAD, CAE/Elektrik, die CAE/Elektronik und Software, Office sowie E-Mail. Darüber hinaus gehören natürlich die Integration in ERP, CRM und Internet-Portale dazu. Die Vorgehensweise und die Techniken sind längst vorhanden und im Einsatz. Diese Integrationen sind heute die Basis für alle weiteren prozessorientierten Integrationsschritte.

Betrachtet werden sollte auch die PLM-Integration in Bezug auf Entwicklungszusammenarbeit. Hierzu gehört die Bereitstellung von Informationen und Dokumenten über alle Gewerke, die in der Produktentwicklung eingebunden sind. Der übergeordnete Begriff lautet Collaboration. Ein Thema, das sehr konkret hierzu gehört, ist die Zusammenarbeit im Bereich der Mechatronik. Schaut man über die Grenzen des eigenen Unternehmens, dann gehört zu diesem Integrationsaspekt außerdem die Zusammenarbeit mit externen Entwicklungspartnern und Lieferanten.

Die PLM-Integration in Bezug auf Unternehmensprozesse ist eine Weiterführung des letztgenannten Aspekts. Hierzu gehören konsequenterweise die Bereitstellung von Daten und Dokumenten über alle horizontalen und vertikalen Unternehmensgrenzen hinweg sowie die Organisation der Zusammenarbeit. Ein Schlagwort, das hierbei eine zentrale Rolle spielt, lautet Compliance. Auf gut deutsch heißt dies, die Produktdaten- und Dokumentenmanagement-Lösung muss sicherstellen, dass betriebliche, nationale und internationale Vorschriften eingehalten werden. Das Spektrum ist weit, es geht hier in den meisten Unternehmen der Fertigungsindustrie aber auch um sehr konkrete Dinge. Häufig gefordert wird die Unterstützung von Qualitätsprozessen (ISO 9000), Revisionssicherheit oder die GDPdU konforme Ablage kaufmännischer Belege.
Außerdem verlangt die Integration auf dieser Ebene die Verteilung und Überwachung von Aufgaben, die Definition von Prozessen und das Arbeiten im Projekt.

In einem zweiten Schritt geht es darum, für jede der einzelnen Integrationsebenen die wichtigsten betrieblichen Herausforderungen zu benennen und daraus die unverzichtbaren Anforderungen an die System- und Prozessintegration abzuleiten. Bei der Definition der perfekten Integration ist allerdings Vorsicht geboten. Perfektion darf nämlich nicht mit ›kann alles‹ verwechselt werden, Ein perfektes System wird auch nicht allen Wünschen, die es gibt erfüllen. Das Flug-Schwimm-Schnellfahr-Auto mit Anhängerkupplung gibt es nicht. Ähnliches gilt auch für die Integration von Systemen und Prozessen. Die Perfektion eines Gerätes, eines Systems oder die Integration von Systemen besteht vielmehr darin, dass es alles enthält, was erforderlich ist, um die gestellte Hauptaufgabe zu erfüllen. Um das obige Beispiel nochmals aufzugreifen. Das Mobilitätssystem muss fliegen. Oder schwimmen. Oder auf einer guten europäischen Autostraße schnell zu fahren. Selbstverständlich bedeutet dies nicht, sich auf einem Minimalstandard zu beschränken. Anforderungen erweitern sich und verlangen nach zusätzlichen Leistungsmerkmalen. Integrationskonzepte müssen dies berücksichtigen, ohne kompliziert zu werden.

In der Prozess-Integration innerhalb von PLM Vorhaben sollten also weitgehend Standards und Kernelemente und eines PDM-Systems zum Einsatz kommen.

Am Beispiel der CAD-PDM-ERP-Integration soll dies erläutert werden. Diese Integration ist nach wie vor Kernelement fast aller PLM-Projekte in der Fertigungsindustrie. Noch vor kurzem wurden vom PDM-System Artikelstammdaten und Stücklisten, die aus dem 3D-CAD-System entnommen wurden, in ein ASCII-File geschrieben und in den Tiefen des Dateisystems abgelegt. Es wurde davon ausgegangen, dass das ERP-System diese Daten abholt und weiterverarbeitet. Dies ist aber keine Prozessintegration. Vielmehr kommt es darauf an Transaktionssicherheit zu gewährleisten, so dass bei dem bidirektionalen Austausch von Informationen jederzeit vollständige Austauschprozesse gewährleistet sind. Die Integrations-Software muss Datenelemente puffern und sicherstellen, dass sie in der richtigen Reihenfolge an das Zielsystem gelangen – auch wenn die Übertragungswege kurzfristig gestört sind.

Dafür stehen heute Standard-Konzepte und -Werkzeuge zur Verfügung. Auf der Konzeptionsebene stehen Begriffe SOA und die Vorschläge der Windows Communication Foundation (WCF). Auf der Werkzeugebene kommen beispielsweise beim PDM-Anbieter Procad hierfür XML, Web-Services und Middleware wie der Microsoft Biztalk Server zum Einsatz. Über diese Transaktionsbühne werden komplette Produktstrukturen synchronisiert. Baugruppen, mit Unterbaugruppen aus Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik oder Hydraulik werden asynchron aus den verschiedenen Autorensystemen ausgeleitet und in eine entsprechende Struktur im ERP-System wieder eingefügt. Bestandteil dieser Strukturen sind dabei nicht allein die Artikeldaten, sondern auch Dokumente und Statutsinformationen.
Es gibt kaum noch ein Produkt in der Investitionsgüterindustrie, das nicht ›mechatronisch‹ geprägt ist. An die Stelle von Material und Mechanik treten elektronische Bausteine mit implementierter Software. Mechanik, Elektrik, Elektronik und Software sind untrennbar verbunden.

Eine erfolgreiche Produktentwicklung setzt die enge Zusammenarbeit aller am Entwicklungszyklus beteiligten Abteilungen voraus. Kooperatives Arbeiten ist ein Kernthema, wenn von Integration im PLM-Umfeld gesprochen wird. Die Zusammenarbeit scheitert dennoch immer wieder an mangelhafter Kommunikation. Häufiger Grund: fehlende Schnittstellen zwischen den IT-Systemen.

Für die PDM-Integration in der Entwicklungszusammenarbeit sind mehrere Aspekte zu betrachten:

Synchronisierung und Zusammenführung der Entwicklungsunterlagen. Dies bedeutet die Zusammenführung aller Daten und Dokumente aus den unterschiedlichen CAD- und CAE-Systemen und deren Einbettung in eine Struktur, die das Gesamtprodukt repräsentiert (siehe Abbildung 3: Roboterarm ). Die Synchronisierung der Entwickler. Dies bedeutet, die gegenseitige automatische Benachrichtigung der unterschiedlichen Entwicklungsgewerke durch den PDM-Workflow. Die Änderung an einer Platine ist beispielsweise nur möglich, wenn Workflow getriggert die Änderung an der Halterung eingeleitet wird und die Freigabe des Einbauraumes verlangt die synchrone Freigabe der darin untergebrachten Platine. Die Überprüfung und Synchronisation von Platinen und Einbauräumen erfolgt heute in vielen Projekten auch schon auf Modellebene. Der Austausch von Modelldaten erfolgt zwischen den 3D-CAD-Systemen und Elektronik-Systemen über Iges, IDF, Step oder auch DXF.

Die Synchronisierung der Entwicklung mit dem Einkauf. Elektrotechnik- und Elektronik-Bauteile sowie Systemgruppen sind in den meisten Unternehmen Zukaufteile. Die Beschaffungszeit kann dauern und die Konditionen für die Beschaffung werden in der Regel nicht durch die Entwicklung, sondern den Einkauf eines Unternehmens abgewickelt. Das PDM-System Profile des Karlsruher Herstellers Procad organisiert beispielsweise heute bereits in zahlreichen Projekten den Austausch von Zukaufartikeldaten im ERP und den Teile-Bibliotheken eines Elektronik-Design-Systems. Das System bietet durch die Integration mit dem ERP außerdem die Möglichkeit, Vorabstücklisten für die Beschaffung bereitzustellen. Ein weiterer Aspekt der Integration auf dem Feld der Mechatronik ist die Definition herstellerunabhängiger Bestückungslisten. Diese erlauben es, die Hersteller von Zukaufteilen zu ändern, wenn sich Lieferzeiten und Konditionen ändern, ohne dass die Designunterlagen geändert werden.

Einer der weit verbreiteten Leitsätze beziehungsweise Zielvorgaben für PLM-Projekte lautet: »PLM muss der Backbone für die Daten- und Prozess-Integration im Engineering werden.« Aber was heißt eigentlich Prozess-Integration und was sind Prozesse? Schaut man in Wikipedia nach, dann findet man folgende einfache Definition. »Ein Geschäftsprozess beschreibt eine Folge von Einzeltätigkeiten, die schrittweise ausgeführt werden, um ein geschäftliches oder betriebliches Ziel zu erreichen.« Unternehmensprozesse haben also mit der Verteilung von Arbeit sowie der Abstimmung und Aneinanderreihung von einzelnen Aufgaben im Arbeitsablauf zu tun. Die Basis des Prozesses ist also die Einzeltätigkeit. Sie wird gemeinhin auch als ›Aufgabe‹ bezeichnet.

Wenn die Begriffsdefinition von Unternehmensprozess so einfach ist, dann ist es eigentlich verwunderlich, dass das sich die Aufgabenverteilung und -überwachung so schwierig gestaltet. Meistens fehlt schlichtweg der PDM-Kontext! Aufgaben in den typischen Office-Systemen (zum Beispiel in Outlook) sind losgelöst von den Produktdaten, Dokumenten und Projekten, die bearbeitet werden müssen. Die Arbeit erfolgt daher losgelöst von jedem Versionsmanagement und von dedizierten Zugriffsrechten. Es gibt zudem keine Möglichkeit, sich einen Überblick zu verschaffen, wer team-, gruppen-, abteilungs- oder gar unternehmensbezogen an welchen Aufgaben arbeitet. Es gibt zudem kein wirksames Eskalationsmanagement, um reagieren zu können, wenn Aufgaben terminlich aus dem Ruder laufen oder zu laufen drohen.

Das PDM-System Profile verfügt deshalb über einen Objekttyp ›Aufgabe‹ und ein Aufgabenmanagement. Arbeitsabläufe lassen sich durch Aufgaben strukturieren. Aufgaben sind die Grundelemente für die Prozess- und Projektorganisation. Sie haben einen Anfangszeitpunkt, einen Endzeitpunkt sowie Alarmtermine. Jeder Aufgabe lassen sich Dokumente, CAD-Modelle und andere PDM-Daten zuordnen, die während der Aufgabenbearbeitung erstellt oder geändert werden. Da im PDM-System bereits alle Produktdaten und Dokumente zur Verfügung stehen und zudem in Strukturen verbunden sind, laufen Aufgaben, Prozesse und Projekte damit zwangsläufig im PDM-Kontext ab. Jeder, der Aufgaben bearbeitet, ist im Bilde wie seine Arbeit in einem übergeordneten Zusammenhang steht.

Zu Definition von Prozessen lassen sich die Aufgaben in Ketten miteinander verbinden. Dies geschieht über einen Prozessdesigner. Er basiert auf den Visio-Tools von Microsoft. Die typische »wenn – dann« - Verzweigung in den Aufgabenketten spiegeln die Logik des Arbeitsablaufes, sprich Geschäftsprozesses wider. Die Aneinanderreihung von Aufgaben endet in einer Prozessvorlage, die, angelehnt an die oben zitierten Definition in Wikipedia, »die Basis liefert«, um die »Folge von Einzeltätigkeiten schrittweise auszuführen.« Die im PDM-System verankerten Rollen- und Zugriffsrechte, Versionsmanagement sowie Archivierung sind weitere Bausteine für eine sachgerechte Abbildung von Geschäftsprozessen mit PDM-Kontext. Wichtig ist, die Abbildung der Geschäftsprozesse einfach in Angriff zu nehmen und dabei die Elemente und Werkzeuge zu nutzen, die standardmäßig vorhanden sind. Entscheidend ist dabei, wie in jedem Projekt, ist das konkrete Definieren des Ziels. Konkret heißt, es müssen eine Handvoll (nicht mehr eher weniger) Kriterien beschrieben sein, die am Projektende abgeprüft werden können. Dutzende von Projekten im PLM-Umfeld wurde auf diese Weise Monat für Monat im Mittelstand erfolgreich realisiert. Neben ERP-, CAD-, CAE-, und CRM-Systemen wurden Variantenkonfiguratoren, MES-Lösungen, Normteilekataloge, Internet-Portale und viele andere Applikationen mit PDM verbunden. Besonders häufig im Mittelstand. -sg-

Procad GmbH & Co KG, Karlsruhe Tel. 0721/96565-5, http://www.procad.de

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