Future PLM Trends aus Forschung und Praxis

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1 Future PLM Trends aus Forschung und Praxis Technische Universität Kaiserslautern EIGNER Engineering Consult Baden-Baden Martin Eigner 2010 Folie: 1

2 Prof. Dr.-Ing. Martin Eigner Lehrstuhl Virtuelle Produktentwicklung + EIGNER Engineering Consult CV Martin Eigner: Tool Maker University of Karlsruhe Mechanical Engineering, Economy 1980 PhD in Applied Informatics Robert Bosch GmbH Technical Organization and IT Founding EIGNER+PARTNER PDM/PLM Solution Provider since 2003 Founding EIGNER Engineering Consult since 2004 University of Kaiserslautern Institute for Virtual Product Engineering since books related to CAD and PLM since 1985 Honored Member of German Engineering Association since 1987 Founding and Board Member of ProSTEP Association since 2005 Member of the Berliner Kreis. ENGINEERING CONSULT 2010 Folie: 2

3 VPE: PLM Vision Durchgehende Prozessunterstützung im Produktlebenszyklus Integration über - Produktlebenszyklus, - Disziplinen und - Wertschöpfungskette Services Domains Software Electronics Mechanics OEM Requirements Definition Product Planning Product Design Process Planning Production Operation Recycling 1 st Tier Product Lifecycle 2 nd Tier 2010 Folie: 3

4 Statement 1: Frontloading we have to do it earlier Frontloading: Beeinflussung der Kosten an der Quelle: - Integriertes RM/T - Funktionale Produktstruktur - Portfolio - Program - Projekt Management 85% - Kosten und Risiko Abschätzung - Conceptual DMU inkl. Simulation % 95% 100 Kostenfestlegung Frontloading: Verwendung von Methoden, Prozessen und IT-Lösungen in der Frühen Phase des Engineering Änderungskosten IT Lösungen Möglichkeit der Kostenreduktion Planungsphase Konzeptphase Grob- und Detailentwicklung Produktion Wartung und Reparatur 2010 Folie: 4

5 Statement 2: Intelligence and we have to do it better denn heute unterstützen wir den administrativen Teil des Produktlebenszyklus, doch wir sollten den Innovationsprozess unterstützen Ecological Balance Statistic & Analytics Intelligent Supply Chain Advanced Project Mgmt. Program & Portfolio Mgmt. Decision Support Direkte Innovations- Unterstützung (potenzielle PDM/PLM- Funktionen) Compliance Mgmt. Cost & Risc Mgmt. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Arbeitsbelastung von Ingenieuren Produktplanungs- und Entscheidungsunterstützung (Management Funktionen von PDM/PLM) professional core tasks information retrieval documentation communication coordination project management leadership rest Quelle: Schleidt (VPE) Administrations-Unterstützung (PDM Funktionen) 2010 Folie: 5

6 Statement 2: Intelligence and we have to do it better Next Generation CAD Entwicklung und Ideen - Target Driven Design (EU Forschungsprojekt FIORES) Vermeidung manueller, aufwändiger Geometrie Anpassungen Automatische Anpassung über die Definition von sogenannte Targets (Ziele) o Z.B. Punkte, Kurven, Reflektionslinien Intuitives Design Am Beispiel 2010 Folie: 6

7 Mechatronik Statement 3: Software becomes dominant Mechatronik Mechatronik Informatik Mechanik Infor- matik Mechanik Mechanik Quelle: vgl. [me] Elektronik Elektronik gestern heute Wenn die Software dominant wird, warum sollten wir die Methoden aus der Mechanik verwenden? 2010 Folie: 7

8 Statement 3: Software becomes dominant Mechatronische Elemente example: Adaptive Cruise Control Sensor and Control Unit ECU electronic components mechanics software control HIL simulation testing testing / diagnosis Quelle: BOSCH 2010 Folie: 8

9 Statement 3: Software becomes dominant Systembeschreibung am Beispiel des Roboters ASURO Beschreibung struktureller Zusammenhänge in SysML (Ausschnitt) Beschreibung von Verhalten in SysML (Ausschnitt) Blockdefinitionsdiagramm Zum Beschreiben der Zusammensetzung Aktivitätsdiagamm Zum Beschreiben einer Robotermission 2010 Folie: 9

10 Statement 4: Integration Product and Process Produkt- und Prozesszentierter Backbone Plan Concept Design Validate Production Support Requirements BOM System / Logical BOM Engineering BOM Simulation/Testing BOM Manufacturing BOM Service BOM? ECM PDM / PLM ERP 2010 Folie: 10

11 Die Komplexität der Produktstruktur (1) Statement 4: Integration Product and Process Disciplines Requirement Structure Function Structure Engineering BOM Process Plans Manufacturing BOM Maintenance BOM Recycling BOM OEM,L1 OEM,L2 Development Process Planning Production 1-TIER Feasibility Concept OEM,L2 Development Programming Testing Operation Disposal 1-TIER Development Process Planning Production 2010 Folie: 11

12 Die Komplexität der Produktstruktur (2) - Prozess und Ressourcen Statement 4: Integration Product and Process Quelle: Prof. Katzenbach, Daimler 2010 Folie: 12

13 Statement 4: Integration Product and Process Die Komplexität der Produktstruktur (3) - Optionen und Varianten The assigned items are Engineering Top Nodes Product Family A - In case of assemblies, they can have their individual (static) E- Seats BOM and M-BOM. Engineering Top Nodes help syncing EBOM and M-BOM Cockpit Dashboard Meters/gages (default/standard) spoke Steering Wheel spoke Steering Wheel w/cruise spoke St. Wheel w/cruise & Navi Dashboard upper part Dashboard lower part CRUISE=YES Steering column compl. Distance tube CRUISE=YES & NAVI=YES Steering wheel Airbag Legend Product Family Component in GPS Position Variant with Rule Item (Assembly or Part) 2010 Folie: 13

14 Statement 4: Integration Product and Process Die Komplexität der Produktstruktur (4) - Warum wird die Produktstruktur auf PLM und ERP verteilt? PLM MRP TDM 1 TDM 2 MRP PLM Backbone BOM gestern - Keine integrierte und unternehmensweite Prozesse - Kein stabiles ECM/CM BOM morgen - Integrierte und unternehmensweite Prozesse - Stabiles CM - ERP ist ein ausführendes System 2010 Folie: 14

15 Produkte und Prozesse simplifizieren Statement 5: Simplexity we have to simplify - Symplicity means to reach the largest effect with the smallest effort Albert Einstein - There is no justification for complexity if things could be easy. Leonardo Da Vinci 2010 Folie: 15

16 Simplexity Simplexity, die Vereinigung von Einfachheit und Komplexität ist die Kunst, die nicht nur darin besteht, komplexe Produkte und Prozesse zu vereinfachen sondern von vorneherein das möglichst einfachste Produkt und Prozesse zu konzipieren. Eine weitere Vereinfachung wäre nicht möglich, da das Produkt oder der Prozess sonst an Effizienz verlieren würde Folie: 16

17 Simplexity bei Prozessen Die Fähigkeit smart und schnell zu entscheiden Simplexity steht hier für effektives Handeln in komplexen Situationen mit simplen Mitteln Wichtig bei der Entscheidungssuche sei eine Stopp-Regel : Wann ist der richtige Punkt erreicht, aufzuhören darüber nachzudenken? Mann kann nicht immer auf unbegrenzte Informationen setzen [Norbert Bolz, TU Berlin] Private Abläufe oder Geschäftsprozesse ständig vereinfachen und entschlacken Typische Entscheidungskurven : ENTSCHEIDUNGSPUNKT ENTSCHEIDUNGSPUNKT ENTSCHEIDUNGSPUNKT 2010 Folie: 17

18 Statement 6: Balance between centralization and decentralization Balance zwischen zentraler und dezentraler Ebene Different site specific ERP instances ERP PDM/PLM Backbone Zentrale Prozesse (Diktatorship) Engineering Change Management TDM Systems Authoring Systems Dezentrale, flexible standort- und produktabhängige Lösungen auf TDMund Autorensystemebene Project Mgmt. Req. Mgmt. M-CAD EE-CAD SW/CASE Office Publication Execution 2010 Folie: 18

19 Statement 7: Optimize data exchange Die heutigen Datenaustauschlösungen sind noch nicht befriedigend Kommentar: Dr.-Ing. Jan Dietrich Entwicklungsleiter Reinigungssysteme: - Durch die Konvertierung auf die verschiedenen CAD-Lösungen und Versionen entsteht ein Mehraufwand von 15% in der Entwicklung und Konstruktion 2010 Folie: 19

20 Vision and Required Work do be Done Combination of neutral formats for processes that go beyond visualization structure-oriented Open and lean data solution (neutral pipeline) enhanced information (AP 242 XML, ) 3D-lightweight content (e.g. JT) required content Neutral formats for design in context geometry-oriented Neutral formats for downstream processes (Y% see Slide 7) Neutral formats for intelligent supplier integration competencies and investigations in multiple industries - automotive - naval - aircraft content harmonization syntax semantics structure software development and integration in PLM-solutions process-oriented potential analysis process analysis use cases requirements 2010 Folie: 20

21 Statement 8: See IT implementation integrative IT Implementierung ist ein Change Process ein integriertes holistisches Konzept! Technical Factor - correct requirements - chosen IT solution - applications with growing complexity - software architecture Technical Factor Process Factor Human Factor Process Factor - Business Processes - Operative Processes - PDM/PLM Project Management Human Factor - culture, values, beliefs - skills, competencies - motivation & BEHAVIOUR 2010 Folie: 21