PLM Open Hours - Durchgängige Produktstrukturen als zentrales Element der Digitalisierungsstrategie

Intelliact AG

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Christian Bacs, Thomas Lutz, 06.11.2017

PLM OPEN HOURSDURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN ALS ZENTRALES ELEMENT DER DIGITALISIERUNGSSTRATEGIE

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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

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DURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN

Inhaltsstruktur

EinführungWarum eine Durchgängigkeit wichtig ist

Produktstrukturen im Unternehmen

Beispiele für eine Durchgängigkeit: 3 Beispiele / Szenarien

Trends im PLMWie Systeme eine Durchgängigkeit unterstützen

Fazit

WARUM IST EINE «DURCHGÄNGIGKEIT» ÜBERHAUPT WICHTIG?

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«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


Entwicklungsprozess Systeme in Betrieb

Speichern von Instanz-Daten

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Installed Base Physisches AutomobilRückführung

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

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Data (Sensoren, Suppliers, Services)

BigData

Data Analytics

PDM ERP …

«Produkterzeugung»Strukturaufbau und – PflegeDurchgängigkeit «vorwärts»

«Traceability»Durchgängigkeit «rückwärts»

Entwicklungsprozess Systeme in Betrieb

PRODUKTSTRUKTUREN IM UNTERNEHMEN

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Beispiel Struktur «LEGO Porsche 911 GT3 RS»

Antriebsstrang Antriebsstrang Doppelkupplungsgetriebe Schaltpaddle Aufhängung Boxermotor

Grundstruktur Grundstruktur Sitze Überrollkäfig

Karosserie Heck Front Dach

Bewegliche Teile Kotflügel Türen Heckflügel Räder

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1

2

3

4

Bau

gru

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Analyse der Struktur

Stufe 1 Generische Struktur

Mehrheitlich konstant

Funktionen werden verkauft

Stufe 2 Module

Optionen und Varianten

Vorfertigung

Stufe 3 Freie Definition der Struktur

Montage-Orientiert

«Frei» strukturierbar

– Regeln

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Stu

fe 1

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fe 2

Stu

fe 3

Typische Strukturen in einem Unternehmen (Beispiele)

Konzeptstrukturen Anforderungsstruktur Funktionsstruktur

Allgemeine Strukturen Generische Struktur

Entwicklungsstrukturen Dokumenten-Struktur Software-Struktur Konstruktionsstückliste Mechatronische Struktur

Verwendungs- Strukturen Produktionsstruktur Einkaufsstruktur Service- Struktur Logistik Struktur

Instanz-Strukturen As Delivered As Maintained

…

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BEISPIELE FÜR EINE DURCHGÄNGIGKEIT

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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


Hat das Materialversagt?

Falscher Umgang?

Entwicklungs-Fehler?

Fehlerhafte Charge?

Falsche Montage?Neues

Marktsegment?

Serial No: 0900345

Transaction Data 0815/A

Transaction Data 0815/B

Maintenance Today

Überblick und Einordnung möglicher Fehler in Produktstrukturen

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Generische Produktstruktur

As DesignedProduktstruktur

As ProducedProduktstruktur

As DeliveredProduktstruktur

As MaintainedProduktstruktur

Funktion fehlerhaft

BG/ETfehlerhaft

Charge/Materialfehlerhaft

Montagefehlerhaft

Kundenspez. Produktfehlerhaft

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 gewartetesProdukt

Überprüfung/Rückschluss

Feh

ler

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au

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Überblick und Einordnung

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Beispiel EntwicklungFehler in der Entwicklung nach einer ÄnderungIBeispiel ProduktionFehler in der Produktion innerhalb einer ChargeIIBeispiel ProduktverbesserungProduktverbesserung über Auswertung von MessdatenIII

Beispiel: Sitz (Bauteilnummer 4715) fehlerhaftDURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN

Fehler erfassenBeschreibung, Zeit,

Fehler analysierenNutzung der Durchgängigkeit und daraus resultierenden Informationen

Fehler rückführenRückführung des Fehlers in die richtige Struktur, Produktlebenszyklusphase

Fehler Produkt zuordnenKunde, 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

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


Beispiel Engineering: Untersuchung und Rückführung des FehlersDURCHGÄNGIGE PRODUKTSTRUKTUREN

Was hat sich zwischen der Version A und B geändert?

2357/C

9861/-

Zeichnungsvergleichzu 4715 zwischen den Revisionen A und B

Stücklistenvergleichzu 4715 zwischen den Revisionen A und B

1

2 4711/BSerie

1235/A

8649/AIn Änderung

2357/CSerie

4711/CSerie

1235/A

8649/AIn Änderung

9861/-Serie

1455/B 1455/C

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


Beispiel Produktion: Fehler rückführen und Schlüsse folgern

Untersuchung der Charge und Prüfanweisung/Reports

Charge und Lieferanten

Prüfanweisungen und Prüfreports


4715

Prüfanweisung/A

4715

Prüfanweisung/B

Dokumentenvergleich Prüfanweisung

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


1268/C

1268/C 1298/-

PLM UNTERSTÜTZUNG

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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

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Beispiele von Regeln: CAD-BOM Alignment

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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”

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)

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Regel-Unterbruch

WIE PLM-SYSTEME/ANBIETER DIE DURCHGÄNGIGKEIT UNTERSTÜTZEN – 3 BEISPIELE

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eBOM mBOMEngineering 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

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Integration der Tools

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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

System 3 Syste

m 5

System 1Fu

nkt

ion

sum

fan

g

System 4

Portal – Zusammenführung der Prozess spezifischen Informationen

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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Service-Schnittstelle

System 1 System 2

Daten- und Struktur API

System-Bruch

Ganzheitliche Modellierung des Systems

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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)

SCHLUSSFOLGERUNGEN

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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

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

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Engineering

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