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Vernetzung

Die vierte Revolution und ihre Konsequenzen

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Frühe Phase

Industrie 4.0-kompatible Produkte und die dazugehörigen Engineering-Prozesse verlangen einerseits eine zunehmend stärkere Betonung der frühen Phasen des PEP. Zusammen mit der notwendigen Interdisziplinarität ergibt sich mit dem Model Based System Engineering (MBSE) ein neuer Ansatz in der Produktentwicklung, der für die Entwicklung komplexer mechatronischer und cybertronischer Produkte gute Voraussetzungen bietet. Daraus ergeben sich neue Modellelemente, die einerseits administriert und andererseits den Engineering-Prozessen unterliegen. Dazu gehören zum Beispiel Anforderungen, Funktionen, Verhalten und logische Systemblöcke. Die Methoden des modellbasierten Systems Engineering können dazu beitragen, ein multidisziplinäres Produkt in einer abstrakten Weise zu beschreiben. Die VDI 2206 definiert einen systematischen Ansatz für die Entwicklung mechatronischer Systeme. Es können drei Ebenen der Modellierung identifiziert werden:

  • Modellbildung und Spezifikation
  • Modellbildung und erste Simulation
  • Disziplinspezifische Modellbildung

Basierend auf den ersten Simulationen und der funktionalen Beschreibung beginnt die disziplinspezifische Entwicklung, die die physischen Elemente des Systems adressiert, wie Hardware-Teile oder Software-Code. Hier setzen in der Regel die CAx-Prozesse in der virtuellen Produktentwicklung an. Ab dieser Ebene positionieren sich heutige PLM-Lösungen. Die wesentliche Anforderungen an PLM sind, die neuen Artefakte abzubilden und die darauf aufbauenden Engineering-Prozesse (Freigabe-, Änderung- und Konfigurationsmanagement) zu unterstützen.



Die Abbildung zeigt eine typische PLM-Architektur in Automotive, Aerospace und Hightech (basierend auf dem Vier-Ebenen VDA-Modell).
Bild: Martin Eigner

Späte Phase

Moderne Ansätze von internetbasierten Dienstleistungen, die auf kommunizierenden Produkten beruhen, haben ihren Ursprung häufig in einer Massendatenauswertung in der Produktions- und Betriebsphase. Das bedeutet eine Erweiterung der PLM-Lösungen bis in den Servicebereich. Aktuell haben sich für diesen Bereich leider isolierte und nicht integrierte Service Lifecycle Management-Systeme (SLM) etabliert. Sinnvoll wäre eine Erweiterung der PLM-Lösung auf der Basis gemeinsamer Stamm- und Strukturdaten. Für die Optimierung des PEP ist es interessant, welche Komponenten und Systeme zu qualitativen oder funktionalen Problemen führen. Im Servicebereich kann eine direkte Optimierung des Wartungs- und Ersatzteilversorgungsprozesses erfolgen.

Einbettung in IT-Architektur

Die Abbildung auf dieser Seite stellt einen typischen Ansatz einer industriellen implementierten IT-Architektur mit der Zielsetzung eines integrierten Freigabe- und Änderungsmanagements (ECR/ECM) und ein darauf aufbauendes Konfigurationsmanagement dar. Gekennzeichnet ist dieses Konzept durch die vier Ebenen, die im Rahmen einer VDA-Arbeitsgruppe festgelegt wurden:

  • Autorensysteme (MBSE, MCAD, ECAD, CASE, CAP, CAM, Office) sowie Berechnungs- und Simulationssysteme.
  • Team Data Management (TDM), eine Verwaltungsebene, die autorensystemnahe Informationen verwaltet und die direkt den Autorensystemen zugeordnet sind. Diese Ebene verwaltet in der Regel die nativen Formate der Autorensysteme. Sind die Autorensysteme einfach strukturiert, kann diese Ebene auch entfallen und man spricht von einer Direktkopplung.
  • PLM-Backbone, die zentrale Ebene des PEP, die die interdisziplinäre Produktstruktur mit allen zugehörigen Dokumenten – in der Regel in neutralen Formaten – enthält. Darauf baut das entwicklungstechnische Änderungs- und Konfigurationsmanagement auf. Dies ist die eigentliche PLM-Lösungsebene.

  • PPS-Backbone, der bei einer globalen Verteilung meist aus mehreren lokalen Instanzen und häufig verschieden angepassten PPS-Systemen besteht. Auf dieser Ebene wird heute der logistische und produktionstechnische Teil des Änderungs- und Konfigurationsmanagements umgesetzt.


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