Die Industrie 4.0, resp. die dritte Phase der Digitalisierung, verändert nachhaltig die gesamte Produktentwicklung und damit auch die Basis der Produktstrukturen. Dieses Webinar fokussiert auf die Fragestellung, welche Rolle die Produktstrukturen in der Digitalisierungsstrategie einnehmen werden und weshalb eine Durchgängigkeit zwischen den Strukturen unverzichtbar wird.
PLM Open Hours - Durchgängige Produktstrukturen als zentrales Element der Digitalisierungsstrategie
1. Intelliact AG
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Christian Bacs, Thomas Lutz, 06.11.2017
PLM OPEN HOURS
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN ALS ZENTRALES ELEMENT DER
DIGITALISIERUNGSSTRATEGIE
2. Inhalt
Die Industrie 4.0, resp. die dritte Phase der Digitalisierung,
verändert nachhaltig die gesamte Produktentwicklung und
damit auch die Basis der Produktstrukturen
Dieses Webinar fokussiert auf die Fragestellung, welche
Rolle die Produktstrukturen in der Digitalisierungsstrategie
einnehmen werden und weshalb eine Durchgängigkeit
zwischen den Strukturen unverzichtbar wird.
Zielgruppen: PLM und Prozess-Verantwortliche, PM,
Produktstrukturierung, Service, CAQ, Industrie
4.0/Digitalisierung/IoT
2
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Inhaltsstruktur
Einführung
Warum eine Durchgängigkeit
wichtig ist
Produktstrukturen im
Unternehmen
Beispiele für eine
Durchgängigkeit:
3 Beispiele / Szenarien
Trends im PLM
Wie Systeme eine Durchgängigkeit
unterstützen
Fazit
4. «Businesstreiber»
Analyse und Nutzung von Instanz-Daten aus
Sensoren
Sammeln und Speichern von Instanz-Daten
Data Analytics – Analyse der Daten und
Abgleich mit PLM-Daten
Ziel
Kontinuierliche Verbesserung des Produktes
durch die Rückführung von realen Daten einer
Produkt-Instanz in Form von Fehlermeldungen
oder neuem und unerwartetem Verhalten
Aber
Wohin rückführen?
Was bedeutet dies konkret?
4
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Entwicklungsprozess Systeme in Betrieb
Speichern von Instanz-Daten
AuswertenderNutzungsdaten
fürdieverschiedenen
ModelleundProdukte
Installed Base Physisches Automobil
Rückführung
5. Konsequenz auf die Produktdaten und Produktstrukturen
Produktdaten und Strukturdurchgängigkeit müssen stets persistent gehalten werden
Nur so kann auch eine rückwärts-Durchgängigkeit gewährt werden
Unterstützung der Data Analytics
Richtige Rückführung von Analyse-Ergebnissen
5
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Data (Sensoren, Suppliers, Services)
BigData
Data Analytics
PDM ERP …
«Produkterzeugung»
Strukturaufbau und – Pflege
Durchgängigkeit «vorwärts»
«Traceability»
Durchgängigkeit «rückwärts»
Entwicklungsprozess Systeme in Betrieb
11. Beispiel: Fehler erfassen und Produkt zuordnen
Ausgangslage
Defekter Sitz im Feld
Schadenfall wird beim Hersteller erfasst
– Über Service
– Digital gemeldet (z.B. IoT)
Spezifischen Instanz zugeordnet (Seriennummer)
Rückschluss auf betroffenes Bauteil/Artikel
Abklärung und Zuordnung
Intern (Entwicklung, Produktion, Montage etc.) oder
extern (Kunde, Versand, Lieferanten)
Was kann der Fehler verursacht haben?
Wie oft ist der Fehler bereits entstanden?
Auch in anderen Produkten?
Swiss PLM-Forum, 5.4.2017
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Hat das Material
versagt?
Falscher Umgang?
Entwicklungs-
Fehler?
Fehlerhafte Charge?
Falsche Montage?
Neues
Marktsegment?
Serial No: 0900345
Transaction Data
0815/A
Transaction Data
0815/B
Maintenance Today
12. Überblick und Einordnung möglicher Fehler in Produktstrukturen
12
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Generische
Produktstruktur
As Designed
Produktstruktur
As Produced
Produktstruktur
As Delivered
Produktstruktur
As Maintained
Produktstruktur
Funktion
fehlerhaft
BG/ET
fehlerhaft
Charge/Material
fehlerhaft
Montage
fehlerhaft
Kundenspez. Produkt
fehlerhaft
Überprüfung der Funktionen
Überprüfung der Konstruktion
Überprüfung der verwendeten
Materialien/Montage
Überprüfung der Montage
Überprüfung des Produktes
Produktstrukturen Reale Produkte
Alle Produkte
einer Familie
Alle Produkte
Produkt-
Losgrössen
Ein reales
Produkt
Ein gewartetes
Produkt
Überprüfung/Rückschluss
FehlertretenhäufigaufFehlertreteneinzelnauf
13. Überblick und Einordnung
13
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Beispiel Entwicklung
Fehler in der Entwicklung
nach einer ÄnderungI
Beispiel Produktion
Fehler in der Produktion
innerhalb einer ChargeII
Beispiel Produktverbesserung
Produktverbesserung über
Auswertung von MessdatenIII
14. Beispiel: Sitz (Bauteilnummer 4715) fehlerhaft
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Fehler erfassen
Beschreibung, Zeit,
Fehler analysieren
Nutzung der Durchgängigkeit
und daraus resultierenden
Informationen
Fehler rückführen
Rückführung des Fehlers in die
richtige Struktur,
Produktlebenszyklusphase
Fehler Produkt zuordnen
Kunde, Baugruppe, Bauteil
etc.
▪ IoT
▪ Service
▪ Portal
▪ Seriennummer
▪ Produkt
▪ Produktdefinition
▪ Diverse Sichten und
Auswertungen auf
bisherige Fehler
▪ Wiederverwendungen
1
2
3
4
▪ Typisierung
▪ Fehler Rolle zuordnen
Bauteil 4715
15. Beispiel Engineering: Analyse
Sichten auf Produkte und Fehler verhelfen zu einer
Entscheidung
Anzahl Fehlermeldung des betroffenen Bauteiles
Aussage: Teil 4715 war schon mehrmals ab Woche 48
fehlerhaft
Anzahl Fehlermeldung je Version des Bauteiles
Aussage: hoher Anstieg bei der Versionsänderung von A
nach B
Untersuchung und Rückführung des Fehlers
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
16. Beispiel Engineering: Untersuchung und Rückführung des Fehlers
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Was hat sich zwischen der Version A und B geändert?
2357/C
9861/-
Zeichnungsvergleich
zu 4715 zwischen den
Revisionen A und B
Stücklistenvergleich
zu 4715 zwischen den
Revisionen A und B
1
2 4711/B
Serie
1235/A
8649/A
In Änderung
2357/C
Serie
4711/C
Serie
1235/A
8649/A
In Änderung
9861/-
Serie
1455/B 1455/C
17. Beispiel Produktion: Analysieren
Sichten auf Produkte und Fehler verhelfen zu einer
Entscheidung
Anzahl Fehlermeldung des betroffenen Bauteiles
Aussage: Teil 4715C war nur in bestimmten Zeitraum fehlerhaft
Anzahl Fehlermeldung je Charge des Bauteiles
Aussage: hoher Anstieg bei der Charge 3
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
18. Beispiel Produktion: Fehler rückführen und Schlüsse folgern
Untersuchung der Charge und Prüfanweisung/Reports
Charge und Lieferanten
Prüfanweisungen und Prüfreports
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
4715
Prüfanweisung/A
4715
Prüfanweisung/B
Dokumentenvergleich Prüfanweisung
19. Beispiel Produktmanagement: Analyse
Auswertung von Sensoren
Vibration: regelmässige Überschreitung von Vibrationen
Aussage: Bestimmte Kunden setzen Fahrzeug unter
mehr Vibrationen als angenommen, kritische Bauteile
sollen verbessert werden
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
1268/C
1268/C 1298/-
21. Wie macht man Strukturen «Traceable»
Stammdaten
Gleicher Artikel/Artikelnummer
Datum/Zeit
Revision
Status/Gültigkeiten (Entwicklung/Planung,
Logistik)
Bewegungsdaten
Werk/Sites
Seriennummer, Chargen etc.
…
Beherrschen von Transformationen
Strukturen auflösen
Positionen weglassen
Positionen hinzufügen
Mengenvariationen
Konfigurationen
….
Systemunterstützung gefordert!
Regeln zwischen den Strukturen gefordert
21
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
22. Beispiele von Regeln: CAD-BOM Alignment
22
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Folgende Sonderfälle beim Anlegen
der Artikelstruktur werden
unterschieden:
0002 Hilfsteil (Skelett o.ä.): kein Artikel
0003 Phantom: Hilfsbaugruppe die nur
in CAD benutzt wird (Bsp.
Schraubenverbindungen)
0007 Pseudo: Unterteile die keinen
Artikel erzeugen
(Zukaufteile/Fremdbaugruppen)
0010/0011 Manuelles Zufügen/Löschen
von Artikel, diese müssen bei erneuerter
BOM Ableitung erhalten werden
0012 Referenzteil: Erzeugt nur in dieser
Struktur keinen Artikel/Artikel wird der
Struktur nicht hinzugefügt
0001
0004
0005
Entwicklung Produktion
0001
0002 (Aux)
0003 (Ph)
0004
0005
0006
0006
0011
0007 (Ps)
0008
0009
0007
0001
0004
0005
0006
0007
0012 (R)
0012 0012
0010 (M)
0010
Alignment / Derivation
“Traceability”
23. Unterbruch der Durchgängigkeit
Die Durchgängigkeit von Produktstrukturen lässt
sich leicht (und fahrlässig) unterbrechen
Oft ist dieses Bewusstsein im Unternehmen nicht
vorhanden
Konsequenzen des Kettenbruchs nicht vollends bewusst
und offensichtlich
Brüche sind teils gar nicht offensichtlich
Beispiele
Wertschöpfung außerhalb eine Systems/eines
Systemverbundes – z.B. Dokument gebunden (Excel,
Access etc.)
Änderung wird nicht versioniert bzw. läuft über einen
manuellen Prozess ohne Regelwerk
Sämtliche Prozesse, welche den Kernsystemen eines
Unternehmens vorbeigeschleust werden (z.B. falsche
Rückbuchungen in das Lager)
23
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Regel-Unterbruch
25. eBOM mBOM
Engineering Manufacturing
eBOM – mBOM Integration
Anbieter bieten Tools für die Durchgängigkeit eBOM,
mBOM, Prozess-Struktur
SAP: PSM
PTC: MPMLink
Siemens: Teamcenter Manufacturing
Struktur kann in unterschiedlichen Sichten abgebildet
werden (Engineering, Manufacturing, Service, Logistik etc.)
Ziel: Durchgängigkeit der Struktur soll erhalten bleiben
Nutzen: Abhängigkeiten bei Änderungen oder Anpassung im
Kundenkontext soll früh erkannt werden
– Simulation von Änderungen mit Auswirkung auf
nachgelagerte Prozesse
– Parallelisierung der Entwicklung in der Produktentwicklung
und Manufacturing Engineering
Fragenstellungen in diesem Kontext
Fragestellungen zur Struktur werden durch Tools nicht
beantwortet (Siehe Bsp. Lego)
Gesamtarchitektur im Zusammenspiel mit ERP und MOM muss
definiert werden
25
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
26. Integration der Tools
26
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Service Orientiere Architekturen (SOA)
Einfache Integration der IT Systeme über
Webservices (SOAP, REST)
Orchestrierung der Services
Aggregieren von Informationen aus
unterschiedlichen Tools auf Portal
Open Services for Lifecycle Collaboration
(OSCL):
Bei OSLC geht es darum, die Arbeit von
Werkzeug-Anbietern und -Nutzern durch
Standardisierung zu vereinfachen
System
2
Syste
m 3 Syste
m 5
Syste
m 1
Funktionsumfang
Syste
m 4
Portal – Zusammenführung der Prozess spezifischen Informationen
27. Beispiel SOA
Services (Beispiele):
getMaterialByID(ID)
Zusätzliche Merkmale wie Datum, Status,
Reifegrad etc.
Vorteile:
Profit von der serviceorientierten Architektur
Unternehmensweite Nutzung von
existierenden Services
Mehr Unabhängigkeit und Flexibilität
API-Konzeption und -Dokumentation
integraler Bestandteil der SOA Lösung
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DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
Service-Schnittstelle
System 1 System 2
Daten- und Struktur API
System-Bruch
28. Ganzheitliche Modellierung des Systems
28
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN
MBSE ist ein interdisziplinärer Ansatz
des Systems Engineering
Verbindet die bewährten Vorgehensweisen
des traditionellen Systems Engineering
mit strikten/vordefinierten visuellen
Modellierungstechniken für ein
Systemmodell
Über den Gesamten Lebenszyklus eines
Systems
Systementwurf (Systemanforderungen,
Analytische Modelle, System-Modell etc.)
Domänenspezifischer Entwurf (mechatronische
Modelle, Simulationen etc.)
Systemintegration (virtuelle Validierung)
30. Zusammenfassung / Fazit
Das Thema «Produktstrukturierung» erhält durch die Bewegung der
«Digitalisierung» eine neue und wesentliche Bedeutung in der
Unternehmensstrategie
Durch Daten aus dem Feld stellt sich die Frage, in welche Abteilungen und
schlussendlich welche Strukturen die Ergebnisse aus der Data-Analytics
zurückgeführt werden müssen
Für eine erfolgreiche Durchführung von Analysen und Rückführung von Analyse-
Ergebnissen müssen Strukturen über den gesamten Produktlebenszyklus
durchgehend gepflegt werden
D.h. Sichten müssen persistent in den Systemen abgebildet werden und dafür
sind gemeinsame ausgerichtete Strukturen und Regeln notwendig
Die Produktstrukturierung erhält durch die Anforderung der Rückverfolgbarkeit
einen neuen Schwerpunkt, dieser muss konzeptionell mit den Anforderungen
abgeglichen werden
30
DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN