CARL HANSER VERLAG. Karl Obermann. CAD CAM PLM Handbuch

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1 CARL HANSER VERLAG Karl Obermann CAD CAM PLM Handbuch

2 Von PDM nach PLM? Mit Product Lifecycle Management ist die Erfassung und das Handling aller produktrelevanten Daten gemeint, vom Design bis zum Recycling eines Gutes (Werkbild: EDS- PLM Solutions) Produktdatenmanagement, verehrter Leser, ist kein ganz neues Thema mehr, seine Bedeutung hat aber in den letzten 15 Jahren nicht abgenommen, eher im Gegenteil. Mit PDM werden heute jene Systeme bezeichnet, die es erlauben, sämtliche Daten im Engineering zu speichern und zu managen; darüber hinaus ist PDM mittlerweile aber auch zur Kommunikationsplattform geworden: innerhalb eines Teams, über die Teamgrenzen hinaus, über 110

3 Unternehmensstandorte hinaus und sogar über die Unternehmen hinaus. Über die Notwendigkeit von PDM gibt es heute keine Diskussion mehr. Dennoch gibt es noch immer viele Firmen, die PDM noch nicht einsetzen. Und es sind nicht nur die ganz Kleinen! Insofern ist es wichtig, in diesem Kapitel nicht nur über die aktuellen News zu reden, sondern auch einige Seiten auf die Grundlagen zu verwenden. PDM hat sich aus EDM (Engineering Data Management) entwickelt, und gerade spricht man darüber, ob es nicht notwendig sei, PDM zu PLM (Product Lifecycle Management) auszuweiten. Aber Vorsicht, dieser Begriff wird noch nicht einheitlich verwendet. Die einen benutzen PLM, wie früher CIM, als eine Art Überbegriff für alle C-Techniken, die anderen meinen, PLM bezeichne so eine Art Mega-PDM-System. Darum das Fragezeichen in der Überschrift. Ganz gleich, wie der Begriff nun heißt oder in Zukunft heißen wird, es ist mit Sicherheit nicht dumm, darüber nachzudenken, die einmal im Engineering erfassten Daten im ganzen Unternehmen und entlang der Prozesskette weiter zu verwenden: in der Fertigung, im Einkauf, im Service, im Vertrieb Das wird heute auch schon getan; nur dass es Product Lifecycle Management ist, was man da betreibt, das wissen wir erst seit kurzem! Drei grundsätzliche Ansätze Bevor wir uns im Folgenden näher auf die Funktionalitäten von PDM-Systemen einlassen, sollen kurz die drei grundsätzlichen Stilrichtungen diskutiert werden, die sich mittlerweile ergeben haben. 1) Das vom CAD/CAM-Hersteller gelieferte und aufs Engste mit seinem CAD/CAM- System verbundene PDM-System. Der Vorteil dieser Art von System liegt eben in der sehr engen Integration von CAD/CAM und PDM. Das PDM-System ist ganz genau auf die Arbeitsweise des CAD-Systems abgestimmt. Über die Schnittstelle braucht man sich keinerlei Gedanken zu machen. Natürlich gibt es auch Nachteile. Was ist, wenn mehrere CAD/CAM/CAE-Systeme beim Anwender zum Einsatz kommen und das ist sehr häufig der Fall? Fast jeder Maschinenbauer hat auch eine Auch dieses Bild zeigt noch einmal den Gedanken, die Prozesskette von der Produktidee bis zum Replacement IT-technisch abzubilden (Werkbild: SAP) 111

4 Elektrokonstruktion, und die haben ihre eigenen Systeme. Hier steht es also mit weiteren CAD-Schnittstellen meist nicht zum Besten. Da sollte man deutlich nachfragen! Ferner sind die direkt an ein CAD-System gebundenen PDM-Systeme oft recht schwach, wenn es um die ERP-Kopplung geht (das ist aber kein Grundgesetz). Last but not least, was passiert, wenn das CAD-System gewechselt werden soll? Wahrscheinlich ist dann auch das PDM- System futsch mit allen seinen Daten. 2) Das aus demerp-system gebundene PDM. Die ERP-Hersteller sagen, viele der Funktionen, die man für das Produktdatenmanagement braucht, sind in unserem ERP-System schon enthalten. Das bisschen Stückliste, Dokumentenmanagement und die Anbindung von CA-Systemen, das machen wir auch noch mit. Ihr die Anwender habt dadurch den Vorteil einer einheitlichen und nicht redundanten Datenhaltung. Die Schnittstellen zwischen PDM und ERP fallen weg. Das hört sich zunächst logisch an, wirft aber auch einige Fragen auf: 112 Das Chart zeigt das Zusammenspiel verschiedener Komponenten der IT über den Lebenszyklus hinweg (Werkbild: SAP) Können bei dieser Vorgehensweise die Konstrukteure ihre notwendigen Freiheiten behalten, oder müssen sie sich so eine Art Unter-PDM-System machen, mit dem sie in ihrem persönlichen Raum agieren? Grundsätzlich brauchen ERP-Systeme für die Fertigungsplanung eine hohe Statik; der hohen Dynamik in der Konstruktion entsprechen sie nicht sehr. Um die heutigen hochkomplexen CAD-Systeme in PDM wirklich effektiv einbinden zu können, braucht man schon spezielle Kenntnisse und Erfahrungen. Bei den ERP-Anbietern sind die in der Regel nicht vorhanden. Redundanz bedeutet natürlich auch Sicherheit. Wenn alle Daten in einem System abgelegt sind und dieses steht einmal, dann steht natürlich alles! Wer ist zuständig? Wenn auch die Konstruktionsdaten im ERP-System gehalten werden, wer bestimmt dann über das System? Was, wenn die Konstruktion Änderungen will, die IT-Abteilung diese aber ablehnt oder nicht realisieren kann. Da können sehr

5 Die enge Kopplung von CAD und PDM hat EDS-PLM Solutions mit der Solid Edge Insight Technology realisiert schnell Frust oder gar Frontlinien entstehen. Darauf muss die Unternehmensleitung achten. 3) Die unabhängigen PDM-Systeme. Systeme dieser Art werden von unabhängigen Systemhäusern angeboten, die weder an ein CAD- noch an ein ERP-System gebunden sind. Gemessen an der Anzahl der Installationen liegt der Schwerpunkt noch immer bei diesen Systemen. Sie versuchen, die oben geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden. Sie halten eine große Zahl von CAD-Schnittstellen bereit, die meist sehr eng auf das CAD-System eingehen. Sie sind ohne weiteres in der Lage, Daten von mehreren CAD/CAE-Systemen gleichzeitig zu verwalten. Unabhängige PDM-Systeme verfügen mittlerweile auch über Schnittstellen zu ERP-Systemen. Beim Wechsel des ERP- Systems kann durch Schnittstellenaustausch alles, was im PDM-System steckt, erhalten bleiben. Natürlich haben auch die unabhängigen Systeme ihre Schwierigkeiten, wie Volker Wawer, Geschäftsführer der Firma Procad in Karlsruhe unumwunden zugibt. Auf der einen Seite ist es nicht einfach, sehr vielen CAD-Systemen in aller Qualität zu folgen, auf der anderen Seite verlangen die Schnittstellen zu ERP ein ähnlich hohes Augenmerk. Unter dem Strich bedeutet das einen hohen Entwicklungsaufwand nur für die Verbindungen. Je ein Fallbeispiel für jeden dieser drei grundsätzlichen Ansätze finden Sie im Anhang an dieses Kapitel. Die kritischen Erfolgsfaktoren Anders als bei der CAD-Einführung greift PDM tiefer in das Betriebsgeschehen ein, tangiert in der Regel mehr als eine Abteilung. Was ist heute zu beachten, damit das Einführungsprojekt gelingt? Hier zunächst eine kurze Übersicht: Topmanagement-Unterstützung, Prozessanalyse, horizontale Teams, langjährige Partnerschaft mit dem Lieferanten, stufenweises Vorgehen, Erfolge messen und kommunizieren. 113

6 Nun zu den Punkten im Einzelnen. PDM ist nur sehr schwierig bis überhaupt nicht ohne die Unterstützung und Förderung der Geschäftsleitung der jeweiligen Unternehmen einzuführen. PDM greift weit über einzelne Abteilungen hinaus. Die daraus resultierenden Gesamtnotwendigkeiten werden vom Topmanagement eher erkannt und akzeptiert als von einzelnen Bereichen. Ein ganz, ganz wichtiger Punkt da sind sich alle Fachleute einig ist die Prozessanalyse und daraus resultierend die Prozessoptimierung. Auch dies wird wohl kaum ohne Eingriffe und ohne die Akzeptanz der Unternehmensleiter gehen. Man kann sogar sagen, dass hier ganz besonders die Geschäftsleitungen gefragt sind. Zu diesem Punkt nun noch einige Überlegungen. Die von der Entwicklung und Konstruktion erstellten neuen Produkte werden der Arbeitsvorbereitung und Fertigung noch immer über den Zaun geworfen. Dabei spielt es keine Rolle, ob das in Form von Papierzeichnungen oder CAD-Files geschieht. Es ist in diesem Sinne auch egal, ob eine Blaupause oder ein Geometriefile vier Wochen am Flaschenhals Abteilungsgrenze hängen bleibt. Es ist also wichtig, die Abteilungsgrenzen durchgängig zu machen, die Mitarbeiter frühzeitig und gegenseitig mit Informationen über den Gesamtprozess zu versorgen und durch die richtigen Unterstellungen dafür zu sorgen, dass notwendige Entscheidungen auch in Sachen Kom- Ein unabhängiges PDM-System integriert verschiedene Systeme im Unternehmen und kann auch bestehen bleiben, wenn diese ausgewechselt werden (Werkbild: Procad) 114

7 Das Vorgehensmodell bei der PDM- Einführung (Werkbild: Siemens SBS) promiss sehr bald getroffen werden können. Eine Möglichkeit wäre es, die Abteilungshierarchien aufzuheben und einzelne, durchgängige Prozessketten von der Konstruktion bis hin zur Fertigung und Auslieferung zu bilden, für die dann jeweils ein Leiter zuständig ist. Man kann gute PDM-Systeme an praktisch jede Organisation anpassen. Die schaffen das. Aber der Effekt ist viel größer für ein Unternehmen, wenn die organisatorischen Dinge vorher optimiert werden. Wie war das gleich noch? Was nicht ohne EDV funktioniert, funktioniert auch mit EDV nicht, nur viel schneller. Jetzt und erst recht in Zukunft wird es so aussehen: Viele Produkte werden durch geografisch verteilte Teams entwickelt und auch geografisch verteilt gefertigt. Weniger im Sinne von Follow the sun, eher im Sinne der Gewerketrennung. Bei der Automobilindustrie ist das ja bereits gang und gäbe. Alle Produktinformationen werden elektronisch erzeugt und verwaltet. Vorläufige Produktinformationen werden verwendet, um parallel den Fertigungsprozess zu entwickeln. Designs oder Teile davon werden wiederverwendet. Informationen zu Produkt- oder Prozessänderungen werden elektronisch verteilt und genehmigt. Der nächste Punkt bei den kritischen Erfolgsfaktoren, der auch vor dem letzten hätte kommen können, ist die Aufstellung der Auswahl- und Projektteams. Hier ist darauf zu achten, dass wirklich alle betroffenen Abteilungen beteiligt werden. Späteres Querlegen kann dadurch vermieden werden. Wer das Team leitet, ist sicher von Firma zu Firma verschieden. Das kann der Konstruktionsleiter sein oder der zukünftige PDM-Systemmanager, manchmal ist es auch der Leiter Repro und Archive. Eine wichtige Angelegenheit ist es selbstredend auch, mit wem man auf der Herstellerseite zusammenarbeitet. Die angestrebte Zusammenarbeit sollte immer langfristig sein, denn ein PDM-System lebt. Die Solidität geht hier vor kurzfristiger Funktionalität. Da sollte man schon mal schauen, wer zehn Jahre oder mehr Erfahrung hat und wer gerade aber mit tollen amerikanischen Begriffen dahergeschwommen kommt. Dies nur als Schlaglicht. Was man bei PDM auf gar keinen Fall tun sollte, ist, alles auf einmal realisieren zu wollen. Das geht praktisch immer schief. Richtig ist es, ein Rahmenkonzept zu erstellen und dieses dann Schritt für Schritt auszufüllen. Als letzter Punkt auf unserer Liste Erfolgsfaktoren steht Erfolge messen und 115

8 Die Grafik zeigt PDM als Klammer zwischen CAD/CAM und ERP. Wie gut diese Klammer ist, bestimmen die Schnittstellen (Werkbild: Procad) kommunizieren. Um PDM auf Dauer im Unternehmen zu stabilisieren, ist es notwendig, die Erfolge auch Teilerfolge festzustellen und möglichst breit zu kommunizieren. Nur wenn alle Beteiligten überzeugt sind, dass die Sache wirklich etwas bringt, sind sie auch bereit, sich weiterhin zu engagieren, einschließlich der Geschäftsleitung. PDM-Profi Volker Wawer verweist insbesondere auf zwei Punkte und legt sie den Anwendern besonders ans Herz: Das Erste sind die Menschen. Auf jedem PDM-Kongress wird vorgetragen, wie wichtig dieser Punkt ist, und alle nicken, und dann geht man wieder darüber hinweg. Das ist falsch. Der Faktor Mensch kann gar nicht hoch genug angesiedelt werden. So ein PDM-Projekt muss intern gut vorbereitet und,verkauft' werden. Wenn man die Herzen der beteiligten Menschen nicht gewinnt, wird PDM nicht gut laufen. Der zweite Punkt sind die Ansprüche. Es nützt nichts, das Wolkenkuckucksheim ins Konzept zu schreiben. Besser ist es, sehr konkret zu arbeiten und das Machbare zu verlangen, dann wird man auch zu einem günstigen Return of Investment gelangen. Um dem Anwender in dieser Hinsicht weiterzuhelfen, soll auf den nächsten Seiten dargelegt werden, was ein ordentliches PDM-System können sollte. Ganz klar handelt es sich dabei nur um eine Zusammenfassung zur ersten Orientierung. Funktionen Die heutigen PDM-Systeme enthalten einen hohen Funktionsumfang. Hier zunächst ein Überblick, dem dann die Kommentierung einzelner Punkte folgt. Danach wird auf einige Funktionsbausteine verwiesen, die gerade in der aktuellen Diskussion sind. Die wichtigsten PDM- Funktionen sind also: Stammdatenverwaltung, Prozessablaufsteuerung, Freigabesteuerung, Änderungswesen, Klassifizierung, 116

9 Sachmerkmalsleisten, Stücklistenerstellung, Produktstrukturverwaltung, Teileverwendungsnachweis, Dokumentenverwaltung und Ausgabe, Datenaustausch mit der kommerziellen EDV, Design Review, Applikationsaufrufe mit Parameterübergabe, Zugriffskontrolle und Datensicherheit, elektronisches Mailing, Änderungshistorie, Datenkonversion und Kommunikation, Datenarchivierung, Systemadministration. Und zusammen mit CAD-Systemen: Zeichnungsrahmen addieren, Zeichnungskopf ausfüllen, Normteileplatzierung, Stücklistenextraktion, Aufruf von Variantenprogrammen mit Parameterübergabe, Namenskonventionen, Unterstützung des CAD-Datenmanagers, CAD-Makros. In den meisten Fertigungsunternehmen sind die Teilestammdaten, die Stücklisten und die technischen Zeichnungen bzw. die 3D-Modelle die Kernelemente der Produktdatenverwaltung. Über diese Daten und Dokumente werden die Fertigung und später auch der Service und die Instandhaltung gesteuert. Die Produktdatenverwaltung ist daher ein Zentralelement eines ordentlichen PDM- Systems. Der Datenaustausch in der CAD-PDM-Kette (Werkbild: Procad) 117

10 Und noch immer spielen bei der Produktdatenverwaltung Sachmerkmalleisten zur Klassifikation von Teilen, Baugruppen und ganzen Konstruktionen eine große Rolle. Nur weil dieses eigentlich seit längerem bekannt ist, sollte man es bei der Systemanalyse nicht unterbewerten. Mit Sachmerkmalleisten können einfache Teile und Baugruppen genauso gut beschrieben werden wie komplexe Konstruktionen. Sachmerkmale einer Produktfamilie lassen sich auf jeder Ebene einer Produkthierarchie vereinbaren. Die Klassifikation der Teile mittels der Sachmerkmalleisten ist die ideale Basis für die Wiederverwendung von Teilen und Baugruppen und damit die Quelle für ein hohes Sparpotenzial in der Konstruktion, so eine Druckschrift der Firma Procad. Bei dem System des genannten Hauses erlauben es Preview-Funktionen hernach, dass die gefundenen Teile (oder Zeichnungen) wie in einem Katalog gemeinsam angezeigt werden und so eine leichte optische Auswahl erfolgen kann. Die Merkmalsuche kann mit Wildcards, Auswahlleisten, logischen Verknüpfungen zwischen Merkmalfeldern etc. erfolgen, Trefferlisten können sortiert, umgruppiert und schrittweise eingeschränkt werden, alles also, um schnell zum Ziel zu kommen. Diesen Basismöglichkeiten stellt man heute noch weitere Funktionen an die Seite, z. B. die Arbeit mit Favoriten. Favoriten sind im Prinzip digitale Ordner, die mit einer Suchanfrage verknüpft sind. Sie sorgen dafür, dass häufig benötigte Dokumente, Teilestammdaten oder Stücklisten mit einem Mausklick bereitliegen. Die mitunter mühsame Eingabe von Begriffen in Suchmasken wird dadurch überflüssig. Beim Erfassen bzw. Check-in eines Dokuments oder Teils wird es auf Grund der Klassifikationsmerkmale automatisch einem oder mehreren Favoriten zugewiesen. Die Firma Procad, um wieder ein praktisches Beispiel zu nennen, hat ihr Favoritenkonzept gerade (2002) verbessert. Alle Favoriten stehen in einer Explorer-Liste, die permanent am Bildschirm angezeigt wird, bereit. Favoriten können dabei CAD-Integrationen sind ein elementarer Bestandteil von PDM-Lösungen: hier die Integration von Profile mit Unigraphics (Werkbild: Procad) 118

11 baumartig strukturiert werden. Dies erleichtert den Zugriff auf den richtigen Favoriten. Eine weitere Zugriffshilfe: Es gibt private Favoriten, Favoriten für Abteilungen und Favoriten für den allgemeinen Zugriff. Ebenfalls neu sind Abonnements : Ein Abonnement überwacht einen Favoriten. Wurden bei den abonnierten Dokumenten Änderungen vorgenommen oder sind neue Dokumente hinzugekommen, wird dies dem Abonnenten automatisch angezeigt. Beim Arbeitsbeginn während des Systemstarts werden alle Abonnements automatisch aktualisiert. Die in der Tagesarbeit benötigten Dokumente liegen somit griffbereit auf dem Desktop. Für die Suche in Textdokumenten gibt es in einigen PDM-Systemen, wie zum Beispiel Profile, zusätzlich eine Volltextsuche. So viel zu der eigentlichen Produktdatenverwaltung. Sie wird ergänzt durch die Dokumentenverwaltung und auch mit ihr verknüpft. Ordentliche PDM-Systeme klassifizieren und verwalten Dokumente aus unterschiedlichen Arbeitsbereichen. Das sind z. B.: Handbücher, Pflichtenhefte, Verträge, Sitzungsprotokolle, Korrespondenzen, gescannte Pläne, Zeichnungen, Fotografien, Videos, Tonaufnahmen oder Software. Dokumente dieser Art können ohne weiteres bestimmten Teilestammdaten zugeordnet werden. Wenn wir schon über Dokumente sprechen, gehören dazu auch die Überlegungen, wie die Dokumente erst einmal in das System kommen. Wer heute ein PDM-System neu installiert, hat ja bisher nicht ohne Dokumente gelebt: Vorhandene CAD-Datenbestände und sonstige Dokumentensammlungen müssen effektiv erfasst und eingebunden werden. Ähnliches gilt, wenn in einem aktuellen Projekt plötzlich gro- Eine Preview auf Zeichnungen schafft schnell Gewissheit, welches Dokument aus der Trefferliste das gesuchte ist (Werkbild: Procad) 119

12 Durch die Integration von Profile mit dem ERP-System infor:com werden Stücklisten, Artikelstammdaten und CAD-Zeichnungen aus dem CAD-System an das ERP-System übergeben (Werkbild: Procad) ße Mengen an Dokumenten von einem Partner übernommen werden müssen. Bei dem hier schon mehrfach genannten System Profile wird dieses mit einem so genannten Document Loader geregelt. Der Loader übernimmt externe Dokumente, die in einem Übergabebereich als Dateien bereitgestellt werden, in das PDM-System. Sofern zu den Dokumenten-Dateien zusätzlich Datensätze mit Merkmalen (Metadaten) bereitstehen, werden bei der Dokumentenübernahme diese Dokumente automatisch in Profile klassifiziert und archiviert. Nutzen und Vorteile: Schnelle und somit kostengünstige Übernahme externer Dokumente, Vereinheitlichung von Geschäftsprozessen bei der zukünftigen Recherche und der Dokumentenbereitstellung, benutzerfreundlicher Zugriff auf Dokumente, unabhängig von der ursprünglichen Quelle, Unterstützung des Qualitätsmanagements durch einheitliche Archivierung und Distribution technischer und kommerzieller Dokumente. In der letzten Zeit sind PDM-Systeme stark um Möglichkeiten erweitert worden, welche die veränderten Arbeitsweisen via LAN, Intranet und Internet unterstützen. Auch hierzu nun einige Details, die aber ebenfalls nur die Richtung anzeigen und nicht den Anspruch auf Vollständigkeit erheben. 120

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