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Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik)
Martin Probst, 02.12.2013
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Systemkomplexität: Waschmaschine
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Systemkomplexität: Bremse

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Manueller Aufbau

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Einflussfaktoren
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Folgende Faktoren haben einen Einfluss auf das Konzept einer
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Mechatronische Gesamtstruktur
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PLM Open Hours - Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik)

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Produkte sind heutzutage mehr und mehr durch hochintegrative Lösungen charakterisiert. Deren Entwicklung erfordert in erster Linie eine optimale Kommunikation zwischen den beteiligten Bereichen mechanische Konstruktion, Elektrotechnik und Softwareentwicklung. Da jeder dieser Bereiche aber unterschiedliche Methoden und Hilfsmittel einsetzt, gestaltet sich eine nachhaltige Zusammenführung als echte Herausforderung. Diese Open Hour erläutert die Spannungsfelder sowie Möglichkeiten und Grenzen von integrierten Produktstrukturen.

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PLM Open Hours - Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik)

  1. 1. INTELLIACT PLM OPEN HOURS Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) Martin Probst, 02.12.2013 Intelliact AG Siewerdtstrasse 8 CH-8050 Zürich Tel. +41 (44) 315 67 40 Mail mail@intelliact.ch Web http://www.intelliact.ch
  2. 2. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Systemkomplexität: Waschmaschine Dyson Contrarotator 2000 Mechatronisierungsgrad Waschmaschine aus dem Jahr 1912 Kugelwaschmaschine der Firma Scando 1925 Waschbrett Kaum veränderte Variante der Waschmaschine (1862) PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  3. 3. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Systemkomplexität: Bremse Brake by wire (SIEMENS) [VDI 2206] PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  4. 4. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Inhalt  Integrierte Systeme (Mechatronik)         Definition Fragestellungen Arbeitsweisen Herausforderungen Prozesse Herausforderung Sprache Mechatronische Gesamtstruktur Zusammenfassung und Empfehlungen PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  5. 5. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Integrierte Systeme (Mechatronik) [Wikipedia] PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  6. 6. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Typische Fragestellungen der integrierten Systementwicklung       Gibt es einen Gesamtprozess für ein Projekt? Wer behält den Überblick? Der „Mechatroniker“? Produktmanager? Kann die im Produkt eingesetzte Software-Version zurückverfolgt werden? Sind die Komponentenlisten von Elektrotechnik und Konstruktion synchronisiert? Wie kann das „mechatronische“ Produkt abgebildet (für alle verständlich geplant) werden? Wie werden Änderungen intern (und interdisziplinär) kommuniziert? PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  7. 7. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Heutige Arbeitweisen    Dominanz Mechanik: Fokus auf mechanisches Funktionsprinzip teils sequentielle Arbeitsweise, insbesondere zwischen den Fachbereichen individuelle Arbeitsweise  verschiedene Anforderungen an Strukturen, Prozesse und Tools  Entwicklungsprozesse entsprechen nicht den Anforderungen der Entwicklung „mechatronischer“ Produkte  Arbeitsweise entspricht oft nicht den Herstellungskosten [Ehrlenspiel] PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  8. 8. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Prozesse Review Mechanik Elektronik Logik R1 R2 R1 R2 R3 Elektronik Layout R4 R1 R5 R2 P0 Verkabelung R1 V1 V2 V3 … P1 R2 V4 … R3 R6 … R7 R3 R4 Produkt Software Review V5 P2 … R3 V6 V7 … V8 … [basierend auf einer Darstellung von Siemens] PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  9. 9. Mechanik INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Entwicklungsprozess (Elektro) Konzept Planung Elektrotechnik Entwicklung • Spezifikation Fertigung Arbeit teils in isolierten Teams je nach Spezialaufgabe Subsysteme Entwurf Logik Auswahl Komponenten Schaltungsanalyse Simulation • Systemdefinition • Segmentierung in Subsysteme • Abhängigkeiten der Subsysteme mit der Software und Mechanik klären Bauraum Phys. Randbed. Physisches Design  Abgleich der unterschiedlichen Bauteilbibliotheken  Verknüpfung Bauteile mit Lieferantendaten  Kennzeichnung von freigegebenen logischen und physischen Bauteilen Fertigungsdaten Prototyp PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013 Wartung
  10. 10. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Herausforderungen   Unterschiedliche Sichten oder Sprachen in den Domänen Verschiedene Systeme und Arbeitsweisen       teilweise ohne Integrationen und Schnittstellen Insellösungen Projektleitung häufig dominiert von der Mechanik Unterschiedliche Entwicklungszyklen in den Domänen Undefinierter Kommunikationsfluss  Kaffee-Ecke, Büronachbar? Fehlende oder unzureichende Standards PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  11. 11. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Herausforderung „Sprache“   Wesentlichstes Element in einer interdisziplinären Zusammenarbeit  Kommunikation Basis für eine effiziente Kommunikation beruht auf einer „gemeinsamen Sprache“ und einem einheitlichen Verständnis für       Begriffe, Definitionen Prozesse Schnittstellen Zuständigkeitsgrenzen/ Kompetenzen Identifikation von Objekten (Begriffs-/ Inhaltsabgrenzung: z.B. Artikelnummer, BMK, Seriennummer) Kommunikation wird definiert/unterstützt durch:    Unternehmensphilosophie Prozesse/ Methoden/ Organisation/ Verantwortlichkeiten Systeme (Workflows, Benachrichtigungen, Datenverknüpfungen) PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  12. 12. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN „Mechatronische“ Gesamtstruktur  MCAD Manueller Aufbau   ECAD Hochintegrative Lösung mit Schnittstellen zu allen Erzeugersystemen  Keine Gesamtstruktur Aufbau mit Platzhaltern PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  13. 13. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Übersicht Beschreibung Vorteile Nachteile Manueller Aufbau • Manueller Strukturaufbau direkt im ERP gemäss Anforderungen • Keine Schnittstellen/Integration vorhanden • Hoch-flexible Lösung • Prädestiniert für ETO-Produkte • Keine Systemintegration • Gefahr des Auseinanderlaufens der Strukturen zwischen Erzeugersystemen und ERP (insb. bei Änderungen) Aufbau mit Platzhaltern • PDM weist Platzhalter für Strukturelemente auf, welche in Umsystemen erzeugt werden • Der Strukturabgleich findet im ERP statt • Struktur auf der obersten Ebene im PDM bekannt • Keine Details Hochintegrative Lösung mit Schnittstellen zu allen Erzeugersystemen • Die Erzeugersysteme sind direkt über Schnittstellen an das PDM gekoppelt • Die Gesamtstruktur entsteht im PDM und wird an das ERP übergeben • Komfortable Lösung mit automatischem Abgleich • Durchgängigkeit bei Änderungen • Komplexe und oft zahlreiche Schnittstellen: aufwändigere Wartung Keine Gesamtstruktur • Die Strukturen sind nur in den jeweiligen Erzeugersystemen vorhanden und es existiert keine übergeordnete Gesamtstruktur • Niedrige SystemKomplexität • Keine zentrale Sicht auf die Produktstruktur
  14. 14. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Einflussfaktoren  Folgende Faktoren haben einen Einfluss auf das Konzept einer „mechatronischen“ Gesamtstruktur         Produkttyp (MTS, ATO, MTO, ETO) Organisation Unternehmen Produkt: Einbau/ Geometrie Produkt: hoch integrativ/ modular interdisziplinäre Simulation Eigenentwicklung/ Einkauf Prozesse Library/ Systeme PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  15. 15. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Zusammenfassung  Abhängigkeiten klären     Mechatronische Gesamtstruktur     Produkt Prozesse Tools Einflussfaktoren Aufwand versus Nutzen Organisation des Unternehmens Zwischenschritte   Änderungswesen (z.B. durch Platzhalter in der Struktur) Kommunikation PLM Open Hours _ Integrierte Entwicklung von Systemen (Mechatronik) _ 02.12.2013
  16. 16. INTEGRIERTE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN Fragen

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