durch ganzheitliche PLM Prozess- und Systemintegration · † Verteiltes Projektmanagement † Shared Applications † Zugriffprofile † Tätigkeiten † Engineering Portals DRAGON

SchlSchlüüsselinnovationsselinnovationdurch ganzheitliche PLM Prozessdurch ganzheitliche PLM Prozess-- undund

SystemintegrationSystemintegration

Prof. Jivka Ovtcharova

Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI)

Universität Karlsruhe (TH)

15. November 2007

Swiss PLM-Forum 2007, Rapperswil, Schweiz

Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 2

Über uns

+

=Karlsruher Institut fKarlsruher Institut füür Technologie (KIT)r Technologie (KIT)


INDIVIDUUM GESELLSCHAFT WISSENSCHAFT WIRTSCHAFT

• subjektive und emotionale Wahrnehmung, Erlebnis-und Begeisterungsaspekte

• zunehmende Vielfalt von Ausbildungsformen und -fächern

• flexiblere Arbeitszeiten und Organisationsstrukturen

• bessere Chancen für professionelle Entfaltung durch Training und Weiterbildung

• schärfere gesetzlicheVorgaben bezüglichGesundheit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit

• dauerhafte, lebenszyklus-orientierte Kundenbindung

• steigende Mobilität undweilweite Vernetzung

• rasante Entwicklung und Nutzung innovativerInformations- undKommunikationstechnologien

• wachsende Bedeutung disziplinübergreifenderForschungsfelder

• strategische Erforschung neuartiger Validierungs-verfahren

• steigende Qualität undNachhaltigkeit der Forschungsergebnisse

• bessere Integration regionaler, nationaler und internationaler Forschung

• steigende Globalisierungvon Entwicklung, Produktion und Dienstleistung

• deutliche Verkürzung der Innovationszyklen bei höherer Qualität und sinkenden Kosten

• Cross EnterpriseEngineering

• wachsende Bedeutung der multikulturellenPartnerschaften

Trends

Vielseitigkeit Mobilität Integration Innovation


Herausforderung

INDIVIDUUM GESELLSCHAFT WISSENSCHAFT WIRTSCHAFT

PRODUKT• zunehmende Vielfalt von Modellen und

Optionen

• steigende Produktkomplexität und –vielseitigkeit

• wachsender Anteil an mechatronischenKomponenten

• Erhöhung der Sicherheit und Umweltfreundlichkeit

PROZESS• kürzere Entwicklungs- und Produktionszeiten

• unternehmensübergreifende, simultane undverteilte Prozesse und Arbeitsabläufe(Lieferantenintegration)

• stärkerer Einsatz interdisziplinärer Technologien und IT-Systemlösungen

• wachsende Auswirkung der Globalisierung (verschiedene Zeitzonen, Ausbildung, Kulturen, Traditionen, etc.)

Komplexität


Produktlebenszyklus

SERVICE &WARTUNGERP / CIS

VERKAUFCIS

RECYCLINGERP

ENTWICKLUNG

MARKETINGMIS

KONSTRUKTIONCAD / CAE

FERTIGUNGS-PLANUNGCAD / CAM

PRODUKTIONERP / PIM

KONZEPTCAS / VIS

SPEZIFIKATIONERP

VERKAUF UNDNUTZUNG

NUTZUNGCIS

PRODUKTIONPLM

INFORMATIONSPOOL

Legende:CAS Computer-Aided StylingCAD Computer-Aided DesignCAE Computer-Aided EngineeringCAM Computer-Aided ManufacturingVIS VisualizationPLM Product Lifecycle ManagementPIM Production Information ManagementCIS Customer Information SystemERP Enterprise Resource PlanningMIS Marketing Information System


Produktlebenszyklus

Begleitprozesse

ProduktentstehungVertriebMarketing

IterationenProdukt-entwicklung

Produkt-herstellung

Beschaffung/Einkauf

RealesProdukt

Realer ProduktlebenslaufRealer Produktlebenslauf

Produkt-nutzung

Produkt-nutzung

Produkt-entsorgungProdukt-

entsorgung

PLMINFORMATIONSPOOL

InformationsgenerierendeWerkzeuge

Modellierungswerkzeuge(CAx)

Berechnungs- undSimulationswerkzeuge (CAE)

Visualisierungswerkzeuge(VR,AR, MR)

Produktdatenmanagement

Supply Chain Management /Enterprise Resource Planning

Customer RelationshipManagement

Informationsmanagement-werkzeuge

PLM Prozess- und Systemintegrationsplattform

Quelle: in Anlehnung an Abramovici, ITM Bochum


Vision

PRODUKT

OR

GA

NIS

ATI

ON

PRO

ZESS

• Anforderungen• Spezifikation• Funktionen und Eigenschaften• Kosten

• Projektorganisation• Linienorganisation• Zulieferer• Händler• Werkstätte• Kundenbindung

• Entwicklung• Erprobung• Fertigung• Verkauf• Nutzung• Wartung• Recycling

PLMINFORMATIONSPOOL

IT-SYSTEME

• „Design-in-Context“• Prototypbezogene Konfiguration• Integrierte virtuelle Validierung• Kundenpräsentation• Produktoptimierung


Zielsetzung

• Disziplin- und unternehmensübergreifendes Informationsmanagement

• Planung, Steuerung und Organisation aller erforderlichen Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus

• Ganzheitliche Verwaltung aller Dokumente und Ressourcen

• Integration aller beteiligten Personen unabhängig davon, wo sie sich befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind

Auswirkungen auf PLM:• Kontinuität

• Föderation

• Interdisziplinarität

• Frontloading

• Virtualität

• ProzessintegrationQuelle: in Anlehnung an Eigner, Ovtcharova, PLL 2005


Systemsicht

1. Datenerzeugung1. Datenerzeugung• CAx-Daten• FEM-Daten• jt-Daten

• Dokumente:• Zeichnungen• Pläne

2. Product Lifecycle Management2. Product Lifecycle Management• Strukturierte Informationsablage

• Prozessmanagement

3. Engineering Applikation3. Engineering Applikation

Konstruktion SimulationDigital Mock-Up Virtual

PrototypingDigitaleFabrik

ReverseEngineering

• Datenintegration

• IT-Systembereitstellung

5. Kommunikation5. Kommunikation• Verteiltes Projektmanagement

• Shared Applications

• Zugriffprofile

• Tätigkeiten

• Engineering Portals

DRAGONEngineering

Portal

DRAGONEngineering

Portal

Spezifikationvon Anforderungen

(Produkt, Partnerfirma)

Überprüfungpotentieller Partner

Suche nachgeeigneten

Partnerfirmen

Austausch und gemeinsameNutzung von Produktdaten

im Rahmen der Produktentwicklung

Integration vonEntwicklungsprozessen und Daten

Aufbau eines gemeinsamenProdukt- und Prozessmodells

Cultural

Repository

Cultural

Repository

Best

Practices

4. Engineering Organisation4. Engineering Organisation• Globale Teamkollaboration

• Dynamische Arbeitsabläufe

• Vernetzte Prozesse

CAD-SystemCAD-System

DatenbasisDatenbasis

CAE-SystemCAE-System


CAM-SystemCAM-System


……


DMU-ToolsDMU-Tools


PDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERP

MetadatenbasisMetadatenbasis













……


……


DMU-ToolsDMU-Tools


DMU-ToolsDMU-Tools


PDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERPPDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERP

MetadatenbasisMetadatenbasis

Quelle: nach SFB 374, 2003


Prozesssicht

Globales Produktprogramm1. DEFINITION/ MODIFIKATION1. DEFINITION/ MODIFIKATION

PRODUKTSTRUKTUR

Chassis & Underbody

Front Passenger

Cockpit & I/P

Vehicle

1 0Powertrain

15

Pow ertrain Integration

2 0

Chassis

3 0 HVAC & PowertrainCooling

4 0Interior

5 0Body Struc ture

5 5Body Closure s

6 0Exterior

7 0Occupant &VehicleEle ctrical/ Electronic

4 0.01I/P & Console

4 0.02 Seats

4 0.03Interior Trim

40.03 .01

Quarte r& Garnish Trim40.03 .02

Roof Trim

40. 03. 02.01 Sub strate40. 03. 02.02 Tr im Cover40. 03. 02.03 He adIm pact Coun ter -

m easur eP rovi sions

40. 03. 02.04 Sun shadeA ssemblie s40. 03. 02.05 Assi st G ri ps40. 03. 02.06 Ro of Rei nfor cement

M easur e40. 03. 02.07 Co at Hooks40. 03. 02.08 O verhe adC onsole

40. 03. 02.09 HV AC D ucts

40.03 .03Floor Trim

40.03 .04

Rear Compartment Trim40.03 .05

Rear Window TrimPanel40.03 .06

Door: Liftgate & Endgate Trim

4 0.04Interior Lighting

4 0.05Acoustic Trea tments

4 0.06Restraints

4 0.07Owner Information& Labels

Zusammenbau, Positionierung undOrientierung des Fahrzeuges im 3D-Raum

PHYSIKALISCHE SICHTPHYSIKALISCHE SICHT

Hierarchische Einordnung der Fahrzeugteile, -komponenten und -systeme nach deren Funktion

FUNKTIONALE SICHTFUNKTIONALE SICHT

Einordnung der Fahrzeugteile,-komponenten und –systeme nach

der Unternehmensstruktur

ORGANISATORISCHE SICHTORGANISATORISCHE SICHT

FunctionalBaseli ne

01 Air Induction02 PT-Dr iver Interf ace03 Exhaust04 Driveline05 Fuel Storage &

Handling06 Power Take-off

Organ ization Table

Consolidations

Allocations

PMT

PMT

PMT

SMT

PMT

PMT

PMT

PMT

SMT

XXX

XXX

XXX

PDT

Lookup

„Master“

derived on demand

8. ÄNDERUNGEN ÜBERNEHMEN8. ÄNDERUNGEN ÜBERNEHMEN

Statusbericht, Aktionsplan

ERGEBNISAUFNAHME

6. VIRTUELLEPRODUKTVALIDIERUNG

mit DMU / VP

6. VIRTUELLEPRODUKTVALIDIERUNG

mit DMU / VP

VIRTUELLESPRODUKT

PLM System

3. DIGITALE PRODUKT-VALIDIERUNG mit CAx-

Daten

3. DIGITALE PRODUKT-VALIDIERUNG mit CAx-

Daten

DIGITALES PRODUKT

Wiederholte Iterationen

7. VIRTUELLEFABRIKVALIDIERUNG

mit DMU / VP

7. VIRTUELLEFABRIKVALIDIERUNG

mit DMU / VP

CAD/CAE/CAM System VR/AR/MR System

DIGITALES PRODUKT

Digitales Produktmodell zum bestimmten Entwicklungsstand

2. KONFIGURATION / ERSTELLUNG2. KONFIGURATION / ERSTELLUNG

...

...

. ..

P o w ert ra in

P o w er tra in In teg ra tio n

S teerin g

L im o u sin e

Car avan

M o n o cab

Hin te rach se

V o rd er ach se

Su sp en s io n

T ir es , W h ee ls , T rim

B rakes

F ram e Assem b ly

M o u n ts

C h ass is To o ls

C h ass isC h ass is

H V AC + PT Co o l in g

V eh ic le

Virtuelles Produktmodell im Kontext des gesamten Produktes

5. VIRTUALISIERUNG5. VIRTUALISIERUNG

VIRTUELLES PRODUKT

VIRTUELLE FABRIK

4. DIGITALEFERTIGUNGSPLANUNG

mit CAx-Daten

4. DIGITALEFERTIGUNGSPLANUNG

mit CAx-Daten

DIGITALE FABRIK


Umsetzung: Stand heute

andereMarkt

Managementebene(Strategie)Strategie

TechnologieieGesetze

Planung

OrganisationZiele Ergebnisse

Unternehmensstrategie

NutzeranforderungenProzesse

EinsatzTests

Operative Ebene(Prozesse)

IT-Ebene(Systeme)+

Software

Hardware

Spezifikationen Systemlösungen


Umsetzung: Zukunft

andereMarkt

Managementebene(Strategie)Strategie

TechnologieieGesetze

Planung

OrganisationZiele Ergebnisse

Unternehmensstrategie

IT-Ebene(Systeme)+

Software

Hardware

Spezifikationen Systemlösungen

NutzeranforderungenProzess

EinsatzTests

Operative Ebene(Prozesse)

Prozessanforderungen Prozessmodell

Lösungskonzept

Prozess- undSystem-

integrationsebene(Methoden)Systemanforderungen


Neue Wege der Forschung und Lehre

Prozess TechnologieMensch Lösungen Transfer

PLM

Process andIT System Integration


Vorteile

• Ganzheitliche Entwicklung und Validierung der Produktteile, -komponenten und -systeme im Kontext der gesamten Produktfamilie

• Beherrschung der Produkt- und Prozesskomplexität durch Erhöhung der Transparenz über Produktvarianten und deren Auswirkungen auf den Produktionsprozess

• Besseres Erkennen von Problemen und Abweichungen sowie verkürzte Lernkurve durch vollständige Erfassung und Präsentation der Validierungsergebnisse auf Basis einheitlicher Informationshaltung

• Direkte „High-End“ Visualisierung als Grundlage für zielorientiertetechnische und Managemententscheidungen

• Beschleunigung der Planungsprozesse und Kostensenkung durchvirtuelle Absicherungen, Reduktion der Informationsbeschaffung und Automatisierung von Routinetätigkeiten

• Erhöhung der Planungsqualität und Verbesserung der Kommunikation für Entwicklungspartner, Zulieferer und Kunden auf Basis einer gemeinsamen PLM Kommunikationsplattform


Schlüsselinnovation

PRODUKT

OR

GA

NIS

ATI

ON

PRO

ZESS




PLMINFORMATIONSPOOL

IT-SYSTEME


PRODUKTPRODUKT

OR

GA

NIS

ATI

ON

PRO

ZESS




IT-SYSTEME


ProzessintegrationVernetzung und Management der Teilprozesse, vor allem der

Wechselwirkungen zwischen den Prozessen

ProzessintegrationVernetzung und Management der Teilprozesse, vor allem der

Wechselwirkungen zwischen den Prozessen

FöderationIntegrierte Produkt- und

Prozessinformationen überOrganisationseinheiten,

Zulieferer, Partner, Kunden

FöderationIntegrierte Produkt- und

Prozessinformationen überOrganisationseinheiten,

Zulieferer, Partner, Kunden

VirtualitätVerkürzte Lernkurve bei der

virtuellen Validierung auf Basis einheitlicher interdisziplinärer

Informationshaltung

VirtualitätVerkürzte Lernkurve bei der

virtuellen Validierung auf Basis einheitlicher interdisziplinärer

Informationshaltung

KontinuitätGanzheitliche, strukturierte und

konsistente Verwaltung aller Informationen über den

gesamten Produktlebenszyklus

KontinuitätGanzheitliche, strukturierte und

konsistente Verwaltung aller Informationen über den

gesamten Produktlebenszyklus

InterdisziplinaritätAufbau eines vernetztendisziplinübergreifendenGesamtproduktmodells

InterdisziplinaritätAufbau eines vernetztendisziplinübergreifendenGesamtproduktmodells

FrontloadingVerlagerung von

ergebniskritischen Teilprozessen und Ressourcen in die frühen

Phasen der Entwicklung

FrontloadingVerlagerung von

ergebniskritischen Teilprozessen und Ressourcen in die frühen

Phasen der Entwicklung

Lebenszyklusorientierte ProduktLebenszyklusorientierte Produkt-- und Prozessoptimierungund Prozessoptimierung


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Institut für Informationsmanagementim Ingenieurwesen Universität Karlsruhe (TH)

AVG Süd 1.OG. Adenauerring 20 Geb. 50.41 D-76131 Karlsruhe

Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova

Tel.: +49 (0) 721 608-2129

Fax: +49 (0) 721 661138

Email: [email protected]

Raum 103

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