Product Lifecycle Management Herausforderung und Chance für KMU

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1 Fakultät Maschinenwesen, Professur Konstruktionstechnik / CAD Product Lifecycle Management Herausforderung und Chance für KMU Swiss PLM-Forum 13. November 2008 Rapperswil Prof. Dr.-Ing. habil. Ralph H. Stelzer Professur Konstruktionstechnik / CAD

2 Themen Vorstellung Person Virtual Engineering Center Product Lifecycle Management Anforderungen und Ziele PLM als Teil des IT-Konzeptes Komponenten und Architektur Herausforderungen bei der Einführung Herausforderung und Chance PLM basierte Collaboration Lösung (optional) Möglichkeit zur Beherrschung komplexer Produkte Seite -2-

3 Virtual Engineering Center Seite -3-

4 CV Ralph Stelzer Studium Maschinenbau / Konstruktion 1978 Kupplungsbau Berechnungsingenieur 1981 Druckmaschinenindustrie Hauptabteilungsleiter 1983 Technische Dienste Eigner+Partner AG CAD-Kompetenz-Centers 1996 Mitglied im Aufsichtsrat 1997 Gründung der Eigner+Partner Benelux 1998 Vorstand für Entwicklung PDM/PLM-Projekte: - HAUNI - GIRA - Grundig - Braun - Samsung (Korea) - Hyundai (Korea) - IBM (Japan) Professur an der Technischen Universität Dresden 2001 Seite -4-

5 Technische Universität Dresden 14 Faculties Faculty of Mechanical Engineering 20 Institutes Institute of machine elements and machine design Chair of Machine elements Prof.. Dr.-Ing Ing. Schlecht Chair of Engineering Design and CAD Prof.Dr.-Ing.habil Ing.habil. Stelzer Seite -5-

6 Digital Integrated Engineering Lehrstuhl Konstruktionstechnik und CAD Prof. Dr.-Ing. habil. Ralph H. Stelzer CAE Lab Dipl.-Ing. R. Städtler mcad + ecad Engineering Design Rapid Engineering Reverse Engineering RvEn Lab Dr.-Ing. C. Schöne Feasibility Development Planning Production Operation Disposal Virtual Product Product Lifecycle Management Real Product Visualization Simulation Virtual Prototyping Rapid Manufacturing Human-Machine Machine-Interfaces VR Lab Dr.-Ing. W. Steger PLM - CC Design - CC Dr.-Ing. Kranke Seite -6-

7 PLM Herausforderung und Chance Seite -7-

8 Warum ist PLM strategisch so wichtig? Globalisation Environmental Policies New role of supplier Product Reliability womit heute jeder PLM Vortrag beginnt TCO Product Complexity Time to Market Seite -8-

9 Wer benötigt welches PLM? Teamcenter enterprise Großindustrie Windchill PDMLink PLM Link ARTEC GmbH (Wehrtechnik) Blohm+Voss GmbH (Schiffbau) mysap-plm PLM Siemens AG (Kraftwerksbau) BMW AG (Automotive) ORACLE agile Teamcenter engineering HAUNI AG (Maschinenbau) Giersiepen GmbH & Co. KG (Elektroinstallation) Pro / INTRALINK KMU Aras Smartteam Seite -9-

10 Strategische Ziele einer PLM Einführung Strategic goals Number of interviewed managers who see PLM as the key lever to archieve the strategic goals Reduce "Time to Market" 71% Reduce product development cost 69% Increase product quality 59% Improve innovation 47% nach: Dasberg, J., accenture, Seite -10-

11 Erweiterte Integrationstiefe durch PLM Customers Product & Portfolio Planning Design Engineering Process Engineering Production Engineering Maintenance, Repair & Operation Feasibility Product Definition PDM Development Process Planning Production Operation Disposal PLM Suppliers Seite -11-

12 Einsatz von PLM im Produktentstehungsprozess Product Lifecycle Concept development Produkt design Prototyping and Testing Process planning Production Delivery/ installation Service Removal/ disposal 100% 38% 22% 24% 18% PDM/PLM 8% 11% 2% nach: Abramovici, M. et al.: Benchmark Studie, IBM Verlag, Frankfurt, 2004 Seite -12-

13 Mission von PLM multi- disciplinary Services Software Electronics Mechanics user accepted OEM 1./2. Tier SME SME federated integrated Seite -13-

14 Komponenten einer PLM-Lösung Managementfunktionen Portfolio-/Programm-/Projektmanagement Kosten-/Risikoabschätzung Lifecycle Management Governance and Compliance Entscheidungsunterstützung Analytics/Reporting Entwicklung/ Konstruktion Zulieferer Material Sourcing Costumer Needs Management Strategische Lieferantenbewertung Anforderungsmanagement Datenaustausch Funktionsstrukturen Intelligentes Änderungsmanagement Konfigurationsunterstützung After Sales (Ersatzteile/Service) Engineering Collaboration Kooperationswerkzeuge Datenaustausch Visualisierung Enterprise Application Integration (EAI) Integrationen (CAD-M/E, CASE, ERP,...) Produkt Daten Produktionsent- Management (PDM) wicklungsmanagement Konstruktionsstrukturen Fertigungs- und Montageprozesse Dokumentenstrukturen NC-Verwaltung Gruppentechnik Werkzeuge, Vorrichtungen Engineering Change and Werkslayout Release Management Ablage Simulationsergebnisse Digitale Fabrik Kunde Eigner, M.; Stelzer, R. Seite -14-

15 Digital Engineering Vision and Reality Complexity 3D CAD Digital Engineering Product Lifecycle Product Management Data Management 2D CAD Industrial standard Gap Time scale Concepts and offers of IT industry Gap Quelle: ITM; Abramovici Research Seite -15-

16 Einführungsstand von IT Systemen Enterprise resource planning system (ERP) Forecasting/demand planning software Product data/lifecycle management (PDM/PLM) Advanced planning and scheduling (APS) Customer relationship management (CRM) esourcing/ eprocurement No implementation Some to medium implementation 17% 48% 35% 34% 41% 49% 46% 49% 55% 51% 43% 49% 47% Extensive implementation 12% 8% 8% 5% 4% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Percentage of Respondents nach: Deloitte: Research Global Manufacturing Study, 2005 Seite -16-

17 Typisches PLM - Architekturkonzept Verschiedene werksspezifische ERP-Installationen PLM-System Lokales M-PDM Lokales E-PDM SimData Manager Clearcase Synergy,... Nastran MS- Office Sharepoint Pro/E Catia Zuken Mentor Autoren- TDM- systeme Systeme Doors PLM- Backbone ERP Projekt Management Requirements Management M-CAD E-CAD SW/CASE CAE/SIW/CAT Office Seite -17-

18 CAD Documents in the Lifecycle Process Full annotation in the 3D model Demands Illustrating Key Dimensions Supplier/Customer information Manufacturing Inspection Assembly Required legal document Problems: how to locate how to select how to handle standards native vs. jt legal questions Quelle: T-Systems Seite -18-

19 Erweiterte Managementfunktionen im Rahmen einer PLM-Lösung nach: Abramovici, M. et al.: Benchmark Studie, IBM Verlag, Frankfurt, 2004 Seite -19-

20 Entscheidung für ein PLM-Konzept nein Sind Produktinnovationen und -zyklen geschäftskritisch? ja Keine PLM-Standardlösung nein Sind Entwicklung und Konstruktion Kostentreiber bei TTM und Produktzyklen? ja nein Ist die Lieferkette der Kostentreiber für TTM und Produktmargen? ja nein Ist die mechanische Kon- struktion ausschlaggebend für TTM, Produktquali- tät und Produktionskosten? ja ERP-nahes Dokumentensystem ERP-nahes PDM-system Alle PDM-Hersteller kommen in Frage PDM-System vom CAD/PDM-Hersteller (Dassault; EDS; PTC;...) nach: AMR Advanced Market Research TTM... Time To Market Seite -20-

21 Typische Einführungsstufen Einzuführende Funktionen Produktkonfigurator Konfigurationsmanagement Integration zu ERP Produktstruktur Artikelverwaltung/Stammdatenverw. Integration zu CAD Dokumentenmgt./Archivierung/Plotmanagement Zeit Seite -21-

22 Wo bei PLM gespart werden soll Seite -22-

23 Seite -23-

24 PLM Forecast für Service Anteile Quelle: CIMdata; 2006 Seite -24-

25 Thesen zur PLM-Einführung Pragmatisches Vorgehen Zuerst kommt der Standard, dann die Ausnahme PLM von der Stange heißt, mit dem Leben, was standardmäßig verfügbar ist Erfolgreiche PLM-Einführung Messbarer Erfolg für den Kunden ist vielmehr vom dem flächendeckenden Einsatz und damit von der Häufigkeit der Systemnutzung abhängig als von Spezialfunktionen. Risikominimierung speziell für KMU Seite -25-

26 PLM Herausforderung bei der Einführung Technologische Restriktionen Bandbreite Netzwerke, fehlende API s Organisatorische Restriktionen fehlende oder unprofessionelle Führung des PLM Prozesses fehlende interne Standards fehlende externe Standards (OEM/Kunde/Zulieferer) Systeme und Anbieter Systemauswahl Projektaufsatz Verständnis des Anbieters Personelle Restriktionen Akzeptanz Schulung der Mitarbeiter Finanzielle Restriktionen ROI enthält viele nicht-quantitative Anteile und macht nicht an Abteilungsgrenzen halt Seite -26-

27 PLM basierte Integrationsplattform Seite -27-

28 IT-Lösungen für die virtuelle Produktentstehung Virtuelles Labor Montagesimulation Simulationen NC-Bearbeitung CAS M/E-CAD & CASE Rapid Prototyping Geräuschmessung (NVH) CFD FEM MKS Seite -28-

29 Aufgabenbereiche eines Virtuellen Konstruktionsraums Synchrone Zusammenarbeit Teamroom for Collaboration Asynchrone Zusammenarbeit Projekt-Team Task Management 3D-Konferenz Dokumentmanagement Videokonferenz Produktdaten Application Sharing Meeting Management Kommunikation nach: Feltes, M.: : PDM Implementor Forum 16. Nov. 2004, Daimler Forschung & Technologie Seite -29-

30 Herausforderung der Projektpartner Machine tool Laser machine tool punching bending Specific complex and large products existing VR equipment PhD program 6-8 Topics Start in years Specific Mechatronic Innovation in development and operating Seite -30-

31 Exploded view of INTELSAT VII (Source: Orbital Science Corporation) Seite -31-

32 A real Integration room Source: TUM; Prof. Dr. rer. nat.. U. Walter Seite -32-

33 A simple CAD-VR-workstation Seite -33-

34 Architecture of the CAD-VR-PLM-Integration Seite -34-

35 PLM - Integration platform Source: xplm GmbH Seite -35-

36 Improvement of the Design process Better support in a PLM environment Before actually load an assembly from PLM the user wants to understand the assembly size Spatial Orientation in a complex design structure Evaluation during design Working with extreme large assemblies Visualization of Simulation Additional information from the PDM/PLM (e.g. release status) Comfort functions Load in context Multi structure visualization (as designed, as build, as maintained, ) Seite -36-

37 Arbeit mit flachen Strukturen Strukturen und Positionen Teile speichern flache VRML/jt files Transformation (nur Parts) matrix Teile auf Ursprung laden Teile auf Position verschieben Seite -37-

38 Heterogene und große Produktstrukturen Multi-CAD mit nativen Geometrien (z.b. sldprt) (z.b. Multi-CAD mittels Austauschformaten (z.b. jt) (z.b. Stücklisten-basierte Strukturen (z.b. PLM-basiert basiert) (z.b. Seite -38- Assembly- struktur Stücklisten- struktur

39 Synchronization: Colors and Transparency Seite -39-

40 Working with reverse BOM structions Seite -40-

41 Simulationen in der Produktentwicklung Simulationen Prozess- und administrative Daten (Workflow, ) CAD-intern Simulationen (Motor, ) Simulationssysteme (MKS, ) Seite -41-

42 Beispiel: nicht-geometrische Informationen PLM Freigabe- status Falschfarben Seite -42-

43 Beispiel: Kinematik (1) Geometrie- konvertierung CAD-Simulation Constraints Ansteuerung PLM-Sim Seite -43-

44 Beispiel: Kinematik (2) Seite -44-

45 Collaboration im Integrationsraum Standort A Replication level Standort B PLM PLM Synchronization of Product data CL-Client Client CL-Client Client CL-Client Client CL-Client Client operative CAD level CL-Client Client CL-Client Client CL - Server Simulation level CL - Server Analyse- und Simulationsdaten VR - System Presentation level VR - System Synchronisation der Präsentationen Seite -45-

46 Danke! Seite -46-