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21.02.2003 - 

Produktionsnahe IT/Product-Lifecycle-Management

Durchblick in der Produktentwicklung

Entwicklungsaufgaben übergreifend steuern, Produkte schneller marktreif machen, Engineering-Kosten kontrollieren und senken sowie eine höhere Kundenzufriedenheit - das sind Ziele, die sich mit Hilfe von Software für das Product-Lifecycle-Management (PLM) erreichen lassen. Von Rainer Klopfstock*

Wütend knallt Michael Weber den Telefonhörer auf die Gabel. Er ist zuständig für die Produktion eines Unternehmens der Automobilzulieferindustrie. Der Grund für seinen Ärger: Schon wieder hat einer der Lieferanten "Just in Sequence" die falschen Bauteile geliefert. Die Fertigungsstraße steht - und das für Stunden. Nach aufwändigen Recherchen in unterschiedlichen IT-Systemen, Telefonaten und einigen Kilometern Lauferei findet Weber die Fehlerquelle: Der Einkauf hatte im Eifer des Gefechts eine nicht mehr freigegebene, bereits veraltete Bauteilzeichnung nebst Stückliste an den Lieferanten geschickt und die Waren bestellt.

Produktionsleiter Weber, wenn auch hier frei erfunden, ist in der Praxis real anzutreffen und leider kein Einzelfall. Viel zu oft werden Teile bestellt, die von der Entwicklung noch nicht freigegeben oder schon wieder veraltet sind. Ebenso sind Servicetechniker mit falschen Montage- und Reparaturzeichnungen unterwegs, um Schäden zu reparieren. Besonders heikel können fehlende und mangelhafte Datenbestände in Fällen von Produkthaftung werden. Die Berechnungen von Bauteilen oder auch die Zusammensetzung und Rezepturen von chemischen und pharmazeutischen Produkten müssen lückenlos in ihrer Entstehungs- und Änderungshistorie dokumentiert sein - und das am besten per Knopfdruck -, um Schadenersatzforderungen entgegentreten zu können. Doch das ist in vielen Unternehmen Zukunftsmusik. Stattdessen sind die Entwicklungszyklen neuer Produkte immer noch lang, arbeiten verschiedene Teams im Engineering an den gleichen oder ähnlichen Aufgaben, und dem Endkunden kann erst nach Wochen mitgeteilt werden, ob überhaupt und wann ein Artikel lieferbar ist.

Prozessketten gehören auf den Prüfstand

Helfen können hier Systeme, mit denen sich der Lebenszyklus von Produkten abbilden lässt - neudeutsch Product-Lifecycle-Management. Diese Tools erlauben es, alle Daten zu speichern, zu ändern und zu verteilen, die während des gesamten Lebenszyklus eines Produkts anfallen: angefangen mit dem Entwurf über die Erstellung und Markteinführung bis hin zum Sterben beziehungsweise der Verschrottung.

Allerdings ist es schwer, wie sich in Projekten gezeigt hat, die von Herstellern versprochene kürzere Time-to-Market ausschließlich auf ein PLM-System zurückzuführen. So ist es beispielsweise unerlässlich, vor der Einführung eines solchen Systems die Prozessketten des Unternehmens auf den Prüfstand zu stellen und zu optimieren.

Sicher ist allerdings, dass sich die Aufwendungen für das Suchen von produktrelevanten Informationen mit Hilfe von PLM reduzieren lassen, wie Erfahrungen zeigen. Produktdaten sind schneller verfügbar und lassen sich einfacher zusammenführen, um etwa Bauteile beurteilen zu können. Gleichzeitig ist es möglich, Entwicklungsschritte einfacher zu parallelisieren und Daten in digitaler Form vorzuhalten.

Ein weiteres Motiv, PLM-Systeme einzuführen ist die Unterstützung von Collaborative Engineering. Darunter ist die Entwicklung von Produkten in dezentralen Teams auch unter Einbindung externer Partner zu verstehen. Die performante, zeitnahe Bereitstellung aktueller Produktdaten an verteilten Lokationen spielt hier eine entscheidende Rolle. Auch der Anteil an Fehlbestellungen im Einkauf sowie die Produktion von Ausschuss sinken. Ferner steigt die Aussagefähigkeit gegenüber Kunden, wie FAG Kugelfischer, Xcellsis GmbH (jetzt Ballard Power Systems AG) oder die Georg Fischer Fahrzeugtechnik AG als PLM-Anwender bestätigen.

Unterstützung für Virtual Reality

Weitere typische Stärken von PLM-Systemen, speziell derjenigen, die ihre Wurzeln im Bereich Konstruktion und Entwicklung haben, sind die Unterstützung der virtuellen Produktentwicklung etwa mit der Möglichkeit der Abbildung und Verwaltung eines "Digital Mockup" (DMU). Dabei lassen sich die notwendigen Files und Strukturen, die zunächst am CAD-System erstellt wurden, verwalten und für weiterführende Simulationen bereitstellen. Kosten für teure Prototypen kann man auf diese Weise vermeiden und Ausgaben für Werkzeuge senken.

Nun ist die Verwaltung von Produktinformationen an sich nichts Neues. Konstruktionsdaten sind bis dato in CAD-Systemen gespeichert, und Stücklisten werden in Produktionsplanungs- und Steuerungs-(PPS-)Systemen oder auch Enterprise-Resource-Planning-(ERP-)Lösungen gehalten. Service- und Montagedaten liegen in den entsprechenden Servicesystemen, Kataloginformationen etwa für den Verkauf residieren in Vertriebssystemen, und die produktbegleitende Dokumentation befindet sich in Dutzenden Office-Dateien. Ziel von PLM-Systemen ist es nun, eine integrierte Sicht auf all diese Informationen zu schaffen - möglichst ohne Medienbrüche und Schnittstellen-Probleme. Daher positionieren sich PLM-Lösungen im Zentrum des Netzes aus ERP-, SCM-, CRM-Anwendungen und klassischen Entwicklungslösungen wie CAD-Tools.

Da heutige PLM-Systeme also die gesamte Prozesskette abdecken, ist beispielsweise ein Einkäufer in der Lage, seinem Lieferanten eine Konstruktionszeichnung direkt aus dem System heraus zu schicken. Dabei sorgen einheitliche Standardformate wie .jpeg, .tiff und .pdf, aber auch die Datenbeschreibungssprache Extensible Markup Language (XML) für die Kompatibilität von Dokumenten. Zudem ermöglichen die modernen Web-basierenden PLM-Systeme ihren Anwendern einen Zugriff auf Dokumente aus dem Internet heraus, so dass sie größtenteils gar nicht mehr verschickt werden müssen. Speziell die Internet-Fähigkeit moderner Anwendungen unterstützt die Entwicklung in großen, weltweit operierenden Teams und über Firmengrenzen hinweg.

Ein erster Schritt in Richtung PLM waren historisch gesehen Systeme für das Produktdaten-Management (PDM), deren Funktions- und Leistungsumfang speziell die Belange der Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen abdeckten und die dort anfallenden Daten und Dokumente speicherten. Herzstück der Anwendungen ist eine Datenbank, in der sich Metadaten speichern lassen, dazu gehören Teile-, Material- und Artikelstämme. Als Funktionen bieten PDM-Tools ferner ein Versions-, Status- und Historien-Management. Daneben gehören ein Konfigurations-Management sowie Klassifikationen, Scan- und Plot-Management zum Leistungsumfang.

PLM-Systeme gehen einen Schritt weiter: Seit rund drei Jahren rückt die Betrachtung des Lebenszyklus von Produkten in den Vordergrund, also auch der Bereiche, die der Entwicklung und Konstruktion nachgelagert sind. Originär entstehen die Daten zwar nach wie vor in der Entwicklung und Produktion, sind aber dank PLM-Anwendungen im ganzen Unternehmen verfügbar. Dazu bieten die Tools offene Schnittstellen sowie Integrationswerkzeuge und unterstützen eine Vielfalt von Daten- und Katalogformaten wie BMEcat oder VDA/Odette. Zusätzlich verfügen sie über Workflow-Funktionen zur elektronischen Unterstützung und Steuerung spezifischer Geschäftsabläufe wie dem Änderungsprozess.

Einsatz in Vertrieb und Service

Ein Beispiel für den übergreifenden PLM-Einsatz ist die Erstellung von Vertriebsbroschüren und Werkstatthandbüchern oder Dokumentationen, die im Service verwendet werden müssen. Hier bieten PLM-Systeme die Möglichkeit, immer auf die Ausgangsdaten wie Zeichnungen, Bilder, Stücklisten und Teilebeschreibungen in der Entwicklung zurückzugreifen, um die Zieldokumente zu erzeugen - übrigens eine gute Möglichkeit, redundante Tätigkeiten zu beseitigen und Kosten zu senken. Allerdings scheitert der Vorstoß, hier Ausgaben zu senken, oftmals noch an organisatorischen Gegebenheiten. Die heute existierenden Abteilungen, die etwa für die Erstellung von Handbüchern zuständig sind, halten an ihren eingefahrenen Aufgaben und Prozessen fest. Die Folge: Produkte werden zum Beispiel aufwändig nochmals fotografiert, obwohl digitale Abbildungen bereits vorhanden sind.

Eine Möglichkeit des Einsatzes von PLM findet sich etwa bei der Konfiguration von komplexen Produkten, so wie man sie von Auto- oder PC-Konfiguratoren her kennt. Durchgängig integriert ist so auch die automatische Erzeugung von Stücklisten, wie sie in der Produktion für eine spezifische Bestellung benötigt werden. Anbieter wie Matrix One, PTC, SAP oder Eigner und Partner stellen in ihren Tools zusätzlich Funktionen bereit, mit denen sich der Ausschreibungs- und Angebotsprozess mit Lieferanten verwalten lässt.

ERP-Integration ohne Problem

Häufig ist die PLM-Integration mit ERP-Systemen nötig. Dabei muss man darauf achten, welches System in Bezug auf Funktionen (etwa Artikel- und Materialstamm) und Teilprozesse (beispielsweise Änderungsprozess) das führende ist und welches die Daten des anderen Systems nur darstellt. In der Regel bieten die PLM-Anbieter Schnittstellen zu allen gängigen ERP-Paketen.

Trotz moderner Integrationswerkzeuge, vieler Schnittstellen und Optionen, die PLM-Werkzeuge an die Belange von Anwendern anzupassen, sollte man das Versprechen der Softwarehersteller, dass sich ein PLM-System binnen weniger Monate einführen lasse, mit Vorsicht genießen. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass ein umfassendes PLM-Vorhaben erst nach rund eineinhalb bis zwei Jahren zu voller Blüte reift. Bei enger begrenzten Projekten etwa in einem spezifischen Bereich sind aber nach drei bis sechs Monaten erste Kosteneinsparungen und Prozessverbesserungen messbar.

Um in Zeiten knapper Budgets und Sparmaßnahmen gegenüber der Geschäftsführung oder dem Vorstand ein PLM-Vorhaben überhaupt verkaufen zu können, sollte der Nutzen im Projektplan festgeschrieben werden. Konkret bedeutet das: Ein Projekt wird nur genehmigt, wenn das künftige Budget um die geplanten Einsparungen auch tatsächlich verringert wird. Es ist dann die oft unbeliebte Aufgabe zu bewältigen, diese Einsparungen auch umzusetzen.

Der Grund für diese kostenbewusste Vorgehensweise liegt auf der Hand. Für ein kleineres PLM-Projekt kommen schnell 100 000 bis 300 000 Euro für Lizenzen, Implementierung und Hardware zusammen. Eine Highend-Lösung übersteigt rasch die Summe von einer bis mehrerer Millionen Euro. Dass eine Reihe von Unternehmen aber gerade die allgemein schwache wirtschaftliche Situation nutzen, um ihre internen Prozesse zu verbessern, zeigt ein neuer Report des Marktforschungsunternehmens Aberdeen Group. Viele der von den Auguren befragten Betriebe versuchen, mit Hilfe von PLM ihre Entwicklung und Produktion zu optimieren, um sich eine günstige Ausgangssituation verschafft zu haben, wenn die Wirtschaft wieder anzieht, heißt es in dem Bericht. (ue)

*Rainer Klopfstock ist bei der CSC Ploenkze AG Leiter des Competence Centers Life Cycle Solutions für den Standort Wiesbaden.

Angeklickt

PLM-Systeme sollen ein durchgängiges Daten-Management über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts ermöglichen. Davon profitieren alle in den Prozess involvierten Abteilungen: Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Service. Die Projekte sind jedoch aufwändig und teuer. Dennoch lohnt es sich auch in Zeiten knapper Kassen, sich mit dieser Thematik zu beschäftigen, denn das Strukturierungs- und Sparpotenzial, das sich aus einer "Vogelperspektive" auf Produktdaten ergibt, ist enorm.

Kernfunktionen von PLM

- Verwaltung verschiedenster Dokumentarten (CAD, Zeichnungen, Texte, Produktbeschreibungen, Spezifikationen);

- Produktstrukturverwaltung;

- Stücklistenverwaltung;

- Änderungs-Management;

- Historien- und Versions-Management;

- Workflow-Unterstützung;

- Produktkonfiguration;

- Konfigurations-Management;

- Integration (Schnittstellen zu CAD-, ERP-, SCM- und CRM-Systemen);

- Projekt-Management-Funktionen;

- Lieferantenanbindung und -beurteilung;

- verteilte Datenhaltung sowie

- Collaborative Engineering.