Ratgeber für den PDM-Einstieg

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1 I II III IV V VI VII VIII Anhang I Anhang II Ratgeber für den PDM-Einstieg Intention leistungsstark mit PDM Was ist PDM? Was kann PDM? Was braucht PDM? Was bringt PDM? Was kostet PDM? Kosten-Nutzen-Vergleich Fallbeispiel: Warum, wie und welches PDM?»Fahrplan«zur PDM-Einführung Beratungsleistung Seite Abkürzungen 165 Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant I

2 Autor: Josef Schöttner Diplom-Ingenieur Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Informationsangebot berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichenund Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Ratgeber für den PDM-Einstieg Produktdatenmanagement (PDM) Was ist, kann, braucht, bringt und kostet es? Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdrucks und der Vervielfältigung dieser Schrift oder Teile daraus, vorbehalten (DIN 34). Kein Teil dieses Werks darf ohne schriftliche Genehmigung von SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant in irgendeiner Form (Photokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren) reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Die Zusammenstellung der Inhalte (Texte und Abbildungen) wurde mit größter Sorgfalt vorgenommen. Dennoch können Fehler nicht gänzlich ausgeschlossen werden. SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant übernimmt keinerlei Gewähr für die Aktualität, Vollständigkeit und Qualität der bereitgestellten Informationen. Haftungsansprüche jeglicher Form sind grundsätzlich ausgeschlossen. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant, Hohenthann bei München Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant II

3 Präambel Seit Jahren haben Unternehmen der Fertigungsindustrie mit schwindenden Marschen und steigendem Kostendruck zu kämpfen. In wirtschaftlich schwierigen Zeiten noch mehr als bei guter Konjunktur. Die Ursachen sind hinlänglich bekannt und liegen größtenteils in den Defiziten bei der Nutzung des Produktionsfaktors»Information«in den fertigungsvorgelagerten Prozessen. Konstruktionsdaten aus der Produktentwicklung sind die Basis für die Ausführung vieler paralleler und nachgeschalteter Aufgaben, ob im Zuge der Serienproduktion oder der Auftragsabwicklung. Hier liegen enorme Einsparungspotentiale, da sich über die Jahre nahezu unbemerkt eine Reihe Ergebnis schmälernder Kostentreiber eingenistet hat. Anstatt die gegebenen Möglichkeiten zur Kostenentlastung konsequent auszuschöpfen, ist noch vielfach die Einschätzung verbreitet, dass Geld ausschließlich in den Fertigungshallen verdient wird. Die wirtschaftliche Bedeutung von unternehmensweit verfügbaren Produktdaten aus dem Engineering mit klarem Zeit- und Qualitätsbezug wird offensichtlich erst in wenigen Führungsetagen erkannt. Nach diversen Umfragen in Deutschland setzen lediglich rund 30 % der Unternehmen eine integrierte IT-Lösung für ihr Produktdatenmanagement (PDM) ein. Angesichts der heutigen Anforderungen an die ökonomische Leistungsfähigkeit eines Industrieunternehmens eine riskante Nachlässigkeit. Positiv ist hingegen, dass das Interesse an PDM merklich zunimmt. Gleichwohl stellen sich die Verantwortlichen insbesondere in Klein- und Mittelstandsunternehmen die Frage, wie kann diese Herausforderung angegangen und mit verträglichem Aufwand erfolgreich umgesetzt werden. Man weiß heute, dass ein nicht unerheblicher Teil von Projekten zur PDM-Einführung mehr oder weniger weit hinter den definierten Zielen zurückbleibt oder gar scheitert, weil grundlegende Dinge nicht bekannt sind oder missachtet werden. An dieser Stelle möchte der vorliegende Ratgeber allen Verantwortlichen das notwendige Wissen bereitstellen, um gezielt die richtigen Schritte auf dem Weg zur wirtschaftlichen PDM-Lösung gehen zu können. Projekterfolg ist kein Zufall, und zufällig stellt sich nur selten Projekterfolg ein. Es ist daher wichtig, bei der Investition in PDM einen klaren»fahrplan«zugrunde zu legen und diesen konsequent abzuarbeiten. Nutzen Sie hierfür das Knowhow dieses Ratgebers und führen Sie mit PDM Ihr Unternehmen zu einer nachhaltigen Kostenentlastung. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant III

4 1.1 Konzept dieses Ratgebers Die vorliegende Publikation ist als Ratgeber für Entscheider und Projektleiter gedacht, die unabhängige Informationen zum Top-Thema PDM suchen. Inhaltlich ist dieser Ratgeber so aufgebaut, dass die Aufgabe und Herausforderung Produktdatenmanagement ganzheitlich (Ansatz, Funktionalität, Einführung, Nutzen und Kosten) betrachtet wird. Damit sich dieses komplexe Thema schnell erfassen und sicher bewerten lässt, wurde als zentrales Informationsmittel die graphische Darstellung mit dem notwendigen Maß an Detaillierung gewählt. Wichtige Aussagen und Erläuterungen werden entweder einer graphischen Darstellung zugeordnet oder als eigenständige Aufzählungspunkte auf einer eigenen Seite gelistet. Die Gewinn bringende Nutzung des Informationsangebots dieses Ratgebers setzt voraus, dass der Leser/Anwender in grundlegenden Dingen mit der Problematik der konsistenten Verwaltung digitaler Produktdaten in der industriellen stark arbeitsteiligen Wertschöpfung vertraut ist. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 2

5 1.2 Motivation für diesen Ratgeber Für Fertigungsunternehmen und Anlagenbauer ist heute widerspruchsfreies Lifecycle Management der Produktdaten zur Erhaltung und Stärkung ihrer Leistungsfähigkeit mehr denn je von existentieller Bedeutung. Die unternehmensweite Einführung einer profitablen PDM-Arbeitsplattform ist eine enorme Herausforderung, die strategische Ziele, konkrete Maßnahmen und konsequentes Handeln erfordert. PDM ist angesichts seiner herausragenden Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens zweifellos eine der wichtigen Aufgabe der Geschäftsleitung; es genügt nicht, ein PDM-Projekt nur notgedrungen zu dulden, weil der»leidensdruck«einzelner Fachabteilungen täglich größer wird. Nicht jeder künftige PDM-Anwender ist mit den notwendigen Veränderungen einverstanden, zwangsläufig treten bei der PDM-Einführung immer wieder Interessengegensätze zutage, Fraktionsbildung und Blockadepolitik zur Besitzstandswahrung sorgen für Reibungsverluste, und unzureichende Fachkompetenz verhindert das Ausschöpfen aller sich bietender Chancen. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 3

6 8 SICON Ihr unabhängiger PDM/PLM-Berater 2.5 PDM ist Arbeitsplattform für den Engineering-Prozess»Virtuelles Produkt«Quelle: HYDRO Nutzdaten Quelle: Rotring , Platte M-CAD DMU E-CAD CASE CAO Kernfunktionalität: Datenmanagement Prozessmanagement Projektmanagement Systemintegration Berechtigungsmanagement PDM Produktstruktur Metadaten Alle Erzeugersysteme, mit denen Produktdaten erstellt oder geändert werden, sind über eine Schnittstelle mit dem PDM-System online verbunden. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 18

7 2.7 PDM ist Sammelbecken für alle Daten der Produktakte PDM Produkt Funktion Gestalt Technik Qualität Produktion Service Recycling Pflichtenheft Produktbeschreibung Benutzeranleitung Produktinformation etc. Struktur Geometrie Maße Toleranzen Oberflächengüte Werkstoff etc. Aufbau Ausrüstung Antrieb Energieverbrauch Steuerung Sicherheit etc. Berechnung Simulation Verschleißverhalten Crash- Verhalten Prototyp etc. Arbeitspläne Montagepläne Prüfpläne Steuerungsprogramme etc. Wartung Diagnose Reparatur Funktionstest Ersatzteile etc. Demontage Rückgewinnung Wiederverwendung Entsorgung etc. Daten/Informationen der Produktakte PDM sammelt prozessabhängig und zeitbezogen alle Produkt beschreibenden Daten und verknüpft diese entsprechend der geforderten Produktzusammensetzung (Konfiguration) zur Produktakte (Geräte-/Maschinen-/Anlagenakte). Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 20

8 2.14 Basiselement für virtuelles IT-Unternehmenswerkzeug Vituelles IT-Unternehmenswerkzeug PDM Schutzraum PDM Datenbasis Datenbank File-System Systemkommunikation und Datentransfer SolidWorks CAD-System 1 AutoCAD CAD-System 2 EPLAN EDA-System DTP Redaktionssystem Auswahl der IT-Systeme ist exemplarisch MS Office CAO-Anwendungen Metadaten Referenzierung Teilenummer Revision 002 Teiletyp Teil Benennung Halterung Werkstoff St 37 Gewicht 4,7... Nutzdaten MS Outlook system ERP Datenbank z.t. kontrolliert redundante Produktdaten Aktenschrank mit div. Medien Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 27

9 3.7 Verwaltung von Produktstrukturen (Stücklisten) TSS Klemme REV A a REV B Relation, u.a. mit Gültigkeit Produktstruktur Teilestammsatz TSS Winkel REV A a REV B TSS Schraube REV A TSS Platte REV A a REV B b REV C Produktstruktur in Stücklistenform: Stückliste Pos. Benennung Klemme Teilenummer Benennung Teilenummer Änderungsindex Frühere Revisionen (Änderungsstände) Aktuelle Revisionen (Änderungsstände) Änderungsindex 1 Winkel B 2 Platte C 3 Schraube A B Die zeitbezogene Verwendung von Teile- und Baugruppen- Revisionen in einer Baugruppe wird in der Produktstruktur mit Hilfe der Gültigkeit (Zeitstempel) gesteuert. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 36

10 3.17 Kategorisierung von CAx-Dokumenten Verwaltung aller CAO/ /CA -Dokumenttypen und -formate CAO-Datei Dokumentstammsatz Relation 1:k Dokument CAO-Format Referenz Geschäftsobjekt Datenobjekt Verwaltung aller CAD-Geometriemodellklassen und -formate CAD-Datei Modellstammsatz Relation 1:k Geometriemodell CAD-Format Referenz Geschäftsobjekt Datenobjekt Verwaltung aller CAD-Zeichnungstypen und -formate CAD-Datei Zeichnungsstammsatz Relation 1:k Zeichnung CAD-Format Referenz Geschäftsobjekt Datenobjekt 1 Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 47

11 3.19 Verwaltung zusammengehörender CAx-Dateien als logische Informationseinheit Dokument Zeichnungsnummer Zeichnungsnummer Revision Zeichnungstyp B Montagezeichnung Datenobjekt Zeichnung Version Benennung 3 Halterung Benennung Halterung Werkstoff St 37 Werkstoff Blattanzahl 2 St 37 Zeichnung Blatt 1 CAD Blattnummer Zeichnungsformat 1 A1... Zeichnung Blatt 2 CAD CAD-System Ablageort CATIA \user\pdm\cad ZSS Geschäftsobjekt Zeichnungsstammsatz Logische Informationseinheit»Zeichnung«Relation IGES-Format Blatt 1 DXF-Format Blatt 2 PDF-Format Blatt 1 PDF-Format Blatt 2 IGES DXF PDF PDF PDF-Dateien... Voraussetzung, um mehrere Blätter und Formate unter einer Zeichnungsnummer eindeutig verwalten zu können. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 49

12 4.2 Bereitschaft zur Veränderung Was in einem Unternehmen ohne Informationstechnik schlecht organisiert abläuft, kann mit Informationstechnik kaum besser werden. Es genügt nicht, nur die Informationstechnik auf den neuesten Stand zu bringen; mit der PDM-Einführung muss vor allem auch die»funktionsweise«eines Unternehmens modernisiert werden. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 63

13 4.5 Verbindliche Rahmenbedingungen Initiator und Projektpate ist die Geschäftsleitung Probleme analysieren und klare Unternehmensziele festlegen Maßnahmenkatalog zur Realisierung der Zielvorgaben definieren Zukunftsweisendes Fachkonzept bzw. Bebauungsplan entwickeln PDM-System auswählen, das zur Zielsetzung des Unternehmens passt Bereitschaft aller Beteiligten zu grundlegenden notwendigen Veränderungen Neue Methoden (Standardisierung, Mass Customization, Concurrent Engineering etc.) etablieren PDM-Projekt hinsichtlich Budget, Ressourcen und Dauer realistisch planen und strukturieren PDM-Anwenderschaft von Beginn an informieren und offen in die Projektarbeit einbeziehen Kernteam installieren, das zusammen mit einem unabhängigen Coach das Projekt ausführt Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 66

14 4.7»Fahrplan«zur Projektimplementierung SICON-Methode Anwendung der PDM-Lösung Import der aufbereiteten Bestandsdaten (Meta- und Nutzdaten) Installation der angepassten PDM-Software bzw. der realisierten PDM-Lösung Schulung der Systemadministration Schulung der Systemanwendung mit Schulungsinstallation Schulung der Systemkonzeption (gemeinsames Prozessverständnis schaffen) Erstellung der Systemdokumentation Systemanpassung Bestandsdatenaufbereitung (Nummerung, Benennung, Klassifikation etc.) Erstellung der Schulungsunterlagen für Systemanwendung Erstellung der Schulungsunterlagen für Systemkonzeption Entwicklung des Lösungskonzepts für bestmögliches PDM-System Pflichtenheft, systembezogen Auswahl des geeignetsten PDM-Systems Definition des Anforderungskatalogs für Systemauswahl Entwicklung des Fachkonzepts für ideales PDM-System Lastenheft, systemneutral Definition der Anforderungen an eine PDM-Lösung (Zielsetzung und Maßnahmen) Analyse der aktuellen Situation (Bestandsaufnahme) Projektaufgaben, die SICON professionell unterstützt Wichtigste Projektaufgabe für den Erfolg der PDM-Lösung Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 68

15 4.11 Zukunftsweisendes Fachkonzept PDM-Projektleiter Unabhängiger PDM-Berater Bestandsaufnahme Zieldefinition Maßnahmendefinition Konzeptentwicklung Rahmen für die Entwicklung des Fachkonzepts. Lastenheft (Fach- bzw. Sollkonzept) PDM-Kernteam Anforderungskatalog für PDM-Systemauswahl Die Entwicklung des Fachkonzepts ist der wichtigste Teil der PDM-Einführung! Fachabteilungen/Aufgabenbereiche Vertrieb/Verkauf Kalkulation Produktplanung Produktentwicklung Anpassungskonstruktion Betriebsmittelkonstruktion Arbeitsplanung Techn. Dokumentation Beschaffung Prozessplanung Produktionsplanung Fertigung/Montage Qualitätssicherung Ersatzteile/Service Recycling... Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 72

16 4.14 Begriffslexikon mit widerspruchsfreier Nomenklatur Teilenummer Revision Teiletyp Benennung Bezeichnung Sprache Baugruppe Getriebe PLN-X9... deutsch... TSS Getriebe Teilestammsatz Wirtschaftliche PDM-Anwendung wird oftmals durch unkontrolliert redundante, widersprüchliche und in unterschiedlicher Schreibweise vorliegende Benennungen verhindert ( Benennungswildwuchs). Benennungen Teiletypen (Katalog) Baugruppe Betriebsstoff Dokumentation Ersatzteil Halbzeug Montagebaugruppe Rohmaterial Rohteil Teil. Dokumenttypen (Katalog) Arbeitsplan Benutzerhandbuch Berechnungsprotokoll Lastenheft Montageanweisung NC-Programm Pflichtenheft Prüfbericht. Begriffslexikon Definitionen Baugruppe: Verweis. Arbeitsplan: Verweis Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 76

17 5.1 Strukturierte Produktdaten statt»zettelwirtschaft«cax CAx-Anwendung ohne PDM File-System CAx Strukturierte Produktdaten Datenbank- und File-System PDM Nutzdaten CAx-Dateien mit»sprechendem«namen ohne Metadaten sind nicht transparent in Verzeichnissen auf Betriebssystemebene abgelegt! Teilestammsatz 9 Zeichnungsblatt ,5 9 Platte D-Modell»Elektronische ZettelwirtschaftElektronisches AltpapierVirtuelles Produkt«Spezifikation Quelle: MULAG Logische Verknüpfung aller Produkt beschreibenden Daten zum»virtuellen Produkt«. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 90

18 5.5 Informationsquelle für die betriebliche Logistik PDM-Wissensbasis: Informations-, Kommunikations- und Kooperationsplattform Produktentwicklung/Konstruktion CAD IGES PDF TIFF VRML Die Wissensbasis und modernste Software- Architektur machen die PDM-Lösung auch zur Informationsquelle für die Bereiche der betrieblichen Logistik (Absatz, Beschaffung und Produktion). Dadurch stehen für die jeweiligen Prozesse automatisch die richtigen Produktdaten mit klar definierten Reifegraden zur Verfügung. Vertrieb Verkauf VRML TIFF CAD IGES CAD IGES Betriebsmittelkonstruktion Arbeitsplanung Intranet PDM Produktdaten Prozessdaten Technologie Regeln Extranet PDF IGES VRML TIFF Beschaffung VRML TIFF Service Fertigung Montage BDE-Terminal Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 94

19 5.16 Kostenreduzierung im Konstruktionsprozess Konstruktionsprozess ohne PDM-Arbeitsplattform Datenrecherche CAD/CAE/CAO-Anwendung Datenablage Gleichteilesuche (GTS) Freigabe Zeitbedarf PDM-Einsparungspotentiale Konstruktionsprozess mit PDM-Arbeitsplattform CAD/CAE/CAO-Anwendung G T S Datenrecherche Datenablage Freigabe Zeiteinsparung Zeitbedarf Die konsequente Umsetzung von modernen Fachkonzepten bei der PDM-Einführung eröffnet enorme Nutzenpotentiale bezüglich des Leistungsfaktors Zeit. Die Höhe der jeweils tatsächlichen Einsparungen ist stark abhängig von der projektspezifischen Umsetzung des PDM-Ansatzes. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 106

20 6.6 Kostenübersicht für Beschaffung (beispielhaft) Artikel/Leistung Lizenzkosten in /Arbeitsplatz Anzahl der Lizenzen Sachkosten in Kosten in 1 PDM-Software CAD-Schnittstelle (M-CAD) EDA-Schnittstelle (E-CAD) CAO-Schnittstelle ERP-Schnittstelle Datenbankmanagementsystem Hardware Hilfsmittel Qualifizierung Gesamtkosten Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 115

21 7.1 Nutzenpositionen aus PDM-Anwendung (beispielhaft) PDM beeinflusst positiv die Geschäftsabläufe und Unternehmensleistung. Die Nutzeffekte bei Realisierung einer optimalen PDM-Lösung und deren konsequenter Anwendung sind überaus vielfältig. Man kann sie in monetär quantifizierbar und nicht quantifizierbar unterteilen. Nachfolgend werden exemplarisch einige wichtige quantifizierbare Nutzeffekte dargestellt: Datenablage Datenrecherche Änderungswesen Angebotserstellung Stücklistenschreibung Teilereduzierung (durch Standardisierung und Baukastensystematik) Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 124

22 7.3 Nutzen bei Datenrecherche (beispielhaft) ohne PDM mit PDM Einheit Einsparung jeder Mitarbeiter sucht pro Tag im Durchschnitt 5 5 Blätter jeder Mitarbeiter braucht pro Dokument im Durchschnitt 10 2 Minuten jeder Mitarbeiter benötigt pro Tag zur Recherche Minuten 83,3 16,7 pro Tag Zeitaufwand zur Suche in Stunden bei 100 Mitarbeitern 1.416,7 283,3 pro Monat , , pro Jahr pro Tag Kosten bei internem Verrechnungssatz von 60 /Std pro Monat pro Jahr Annahmen: durchschnittl. Anzahl der Arbeitstage pro Monat: 17 durchschnittl. Anzahl der Arbeitstage pro Jahr: 200 Jahreseinsparung beträgt: Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 126

23 7.8 Ertrag aus der PDM-Anwendung (beispielhaft) Definition: Ertrag = Nutzen - Kosten Betrieb/Nutzung Einführungsprojekt Betrieb/Nutzung Datenablage Datenrecherche Änderungswesen Angebotserstellung Stücklistenschreibung Teilestandardisierung Jahresertrag: * *) jährlich wiederkehrender Ertrag ohne einmalige Einführungskosten Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 131

24 AI.1 PDM-Zyklus: Einführung/Anwendung/Weiterentwicklung Aktuelle Situation (grob) Projektdefinition PDM- Initiative Projektplanung Systemauswahl Projektrealisierung Projektergebnis (Geschäftsleitung) PDM- Anwendung Zieldefinition Problemanalyse Maßnahmendefinition Auswirkungen Kontinuierliche Verbesserung/Weiterentwicklung Die Einführung einer unternehmensspezifischen PDM-Lösung ist eine fortdauernde strategische Managementmaßnahme. Mit dem Primär- Projekt (= Initial-Vorhaben) und der Anwendung seiner Ergebnisse ist die PDM-Initiative nicht abgeschlossen. Die Auswirkungen der PDM- Anwendung müssen analysiert und bewertet werden. In Folgeprojekten werden notwendige Korrekturen und Weiterentwicklungen ausgeführt. Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 142

25 AI.15»Fahrplan«zur PDM-Einführung: Gesamtübersicht Anwendung der PDM-Projektlösung Projektende* Projektplanung Die wesentlichen Projektschritte zur systematischen Einführung einer unternehmensspezifischen PDM-Lösung. Systemanpassung und -installation Datenaufbereitung und -import Entwicklung des Lösungskonzepts Konzept- und Anwendungsschulung Pflichtenheft: beschreibt das für das Unternehmen bestmögliche PDM-System (Lösungskonzept) Pflichtenheft systembezogen Projektstart Ziel-/Fachkonzept Konzeptentwicklung Maßnahmenkatalog Maßnahmendefinitionen Zielkatalog Zieldefinitionen Defizitliste Ist-Aufnahme Lastenheft: beschreibt das für das Unternehmen ideale PDM-System Lastenheft systemneutral Ableitung der Systemanforderungen Kriterien-/Anforderungskatalog Auswahl des geeignetsten PDM-Systems PDM-Standardsystem *) Primärprojekt Copyright SICON Josef Schöttner Industrie-Consultant 156