Wissensorientiertes Product Lifecycle Management

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1 Wissensorientiertes Product Lifecycle Management MKWI 2004, Essen Universität Oldenburg Fakultät für Informatik, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften Abteilung Wirtschaftsinformatik Ammerländer Heerstr Oldenburg Tel. (0441) Fax (0441) Axel Hahn

2 Inhalt Wissensmanagement im Produktlebenszyklus Integriertes Produktmodell Systemkonzeption Zusammenfassung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 2 -

3 Wissensbedarf entlang des Produktlebenszyklus Lebenszyklus Entwicklung Produktion Vertrieb Einsatz Entsorgung Rollen (Beispiele) Entwickler Marketing Produkt.- vorbereitung Marketing Vertrieb Servicepersonal Montage Hotline Verwerter Produktmodell (Beispiele) Anforderungen Funktionen Gestalt Test Montageanleitung Planung QS Marketingmaterial Konfigurator Bedienungsanleitung Ersatzteilkatalog Demontageanleitung Material Externer Wissensbedarf (Beispiele) Technologien und Lösungselemente Fertigungsverfahren Kundenverhalten Umwelteigenschaften Entsorgungsrichtlinien Interner Wissensbedarf Design Rationals (Beispiele / bidirektioal) Produktinformationen Produkteigenschaften Pflege und Wartungshinweise Entsorgungshinweise Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 3 -

4 Produktentwicklung in virtuellen Teams Einzelner Ingenieur Gruppe von Ingenieuren in einem Unternehmen Multidisziplinäre Teams in virtuellen Entwicklungsgemeinschaften Verwendung externen Wissens: Bibliotheken Normen Lösungselementkataloge Wissensaustausch entlang des Entwicklungsprozesses: Experten Designentscheidungen Entwicklungsdokumentation Kollaborationsunterstützung Wissensaustausch im verteilten virtuellen Entwicklungsteam: Zeitliche und räumliche Verteilung Dynamische Einbeziehung von externen Experten Kollaborationsunterstützung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 4 -

5 Wissen und Produktmodell im Entwicklungszyklus Entwicklungsteam Kollaboratives Wissensmanagement Kollaborative Produktentwicklung Fertigung, Experiment, Wissenschaft, Markt,...! generiert Produktlebenszyklus Wissen Produktmodell nutzt manipuliert Anforderungen, Vorversionen, Bibliotheken, Designvorgaben,... Entwickler Organisation, Projektplanung, Erfahrung,... Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 5 -

6 Integrationsanforderung Herausforderung Lösungsansatz Vielzahl von Werkzeugen Unterschiedliche (Daten-)modelle Verteilte und nebenläufige Entwicklung Unzureichende Wissensrepräsentationen Granularitätsebene: Datei Lose Koppelung Modellföderation Verteilte Partialmodelle Semantische Netze für die Verknüpfung von Produktmodellentitäten Feingranularer Zugriff auf Entitätenebene Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 6 -

7 Inhalt Wissensmanagement im Produktlebenszyklus Integriertes Produktmodell Systemkonzeption Zusammenfassung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 7 -

8 Verknüpfung von Produktmodellen zu Semantischem Netz Arbeitsplatz A Arbeitsplatz B Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 8 -

9 Kollaboratives Bearbeiten der Wissensrepräsentation Ein Beispiel... 1 Anforderungen erfassen am Arbeitsplatz A 4 Verknüpfung zu einem gemeinsamen Produktmodell 2 Veröffentlichung der Produktmodellentitäten 5 Nutzung: - Navigation - Analyse - Schließen 3 Modellieren der Funktionsstruktur am Arbeitsplatz B 6 Kollaborative Modifikation und Ergänzung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg - 9 -

10 Inhalt Wissensmanagement im Produktlebenszyklus Integriertes Produktmodell Systemkonzeption Zusammenfassung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

11 Product Lifecycle Management System Integration Macro Modelle Micro Modelle PLM System Part #23 Part #01 Produktstrukturen Part #42 Part #08 Part #15 Part #88 verknüpfte Dokumente Req#12 Req#34 Fulfils Anforderungseditor DriveCont. EngineCont. Anforderungspezifikation Funktions-,odell Funktionsmodellierer Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

12 Toolübergreifende Integration External User Interface Web Services based Communication Bus Req#12 Power supply Req#34 Fulfils Drive Requirement Specification Tool Semantic Network Semantic Network Functional Modeling Tool Wrapper Wrapper Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

13 Funktionale Systemarchitektur Entwicklungswerkzeuge Benutzeranwend. Katalogeditor Dokumentenmanagement Navigation Topic Maps Navigation Produktmodell Ontologieeditor Wissenserfassung Modellanalyse Navigation Kataloge Ontologieserver Wissensmanagem. Katalogserver Topic Server Rule Engine Speicherung Zugriffsschicht Model Mapper Tool Wrapper DBMS XML Dateien XML Datenbank RDF Dateien Externe Datenhaltung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

14 Zusammenfassung o Ansatz für kollaborative Pflege von Wissen in der Produktenwicklung o Basis ist ein verknüpftes und verteiltes Produktmodell o Ausdruckstarkes Modell auf Basis von Semantischen Netzen Verwendbar für Navigation durch das Produktmodell Designunterstützung Analyse und Bewertung o Systemarchitektur Geringer Integrationsaufwand Verteilung / Skalierung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

15 Universität Oldenburg Fakultät für Informatik, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften Abteilung Wirtschaftsinformatik Ammerländer Heerstr Oldenburg Tel. (0441) Fax (0441) Danke.

16 Beispiel Workstation A Main Ontology ispartof Module Root belongsto Entity name Literal isrelatedto Inheritance Relation Requirement Ontology Literal URL description specification Root Requirement Functional Ontotogy forceto energyto inputto signalto Root Function behavior specification Literal URL Voltage Battery supply from 10V to 26V name description specification Req12 isrelatedto energyto f11 name behavior specification Power Supply Selfadjustable from 10V to 26V Powerconsumption Battery driven device average max. 30W Public Instances name description specification Req34 isrelatedto Public Instances f15 name behavior specification Drive Linear Drive Workstation B Workstation C Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

17 Entwicklungswerkzeuge Werkzeuge für den den Einsatz in der verteilten Produktentwicklung Navigation Produktmodell Funktionalität Produktdatenmanagementsystem Wissenserfassung Pflege des verknüpften Produktmodells zusammen mit Dokumentenmanagement Funktionalität Produktdatenmanagementsystem oder existierendes Wissensmanagementsystem Navigation Topic Maps Graphisch interaktive Navigation durch das entstehende Netzwerk und Suche Navigation Kataloge Browser durch Teile-, Funktions-, Lösungselemente-, kataloge Modellanalyse Werkzeuge zur Bewertung der Modelle, Expertensysteme Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

18 Ontologie- und Katalogeditoren Werkzeuge für die Vorbereitung der Produktentwicklung, Aufbau von Wissensbasen und Ontologien (arbeitsplatz-, werkzeug-, prozessschritt-, unternehmensspezifisch,...) Ontologieeditor Aufbau von Ontologien als Basis für das Semantische Netzwerk Katalogeditor Erfassung von Wissensbasen für die Entwicklung Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

19 Basis Wissensmanagementfunktionalität Basisfunktionalität für die Anwendungskomponenten Ontologieserver Verteilte Bereitstellung und Bearbeitung der Ontologien Katalogserver Dienst für die Speicherung und Bereitstellung von Kataloginformationen Topicserver Verteile Bereitstellung und Bearbeitung der Topic Maps des Semantischen Netzwerkes Rule Engine Basisfunktionalität für den Umgang mit Regeln und Löser von Regelnetzwerken Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

20 Speicherung Einheitlicher Zugriff auf verschiedene verteilte Speichermechanismen für das Semantische Netzwerk Zugriffsschicht Web Service basierte homogene Schnittstelle Datenbankmanagementsystem Speicherung in Datenbanken RDF RDF Speicherung der Informationen als RDF Dokumente XML XML Dateien Strukturierter Zugriff auf Informationen in XML Dateien XML XML Datenbanken Strukturierter Zugriff auf Informationen in XML Datenbanken (auch RDF) Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

21 Werkzeugintegration Integration von Entwicklungswerkzeugen, Wissensmanagement und Produktdatenmanagementsystemen Model Mapper Generische Schnittstelle für die Abbildung von unterschiedlichen Modellen / Ontologien Tool Wrapper Leichtgewichtige Integration von Werkzeugen und Systemen Externe Datenhaltung Zugriff auf extern gespeicherte Daten und WWW Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg

22 Wissensbedarf entlang des Entwicklungsprozesses 1 Konstruktion nach VDI-2221 Klären und Präzisieren der Aufgabe Beispiele für genutztes Wissen und Informationen Kunden- und Marktwissen 2 Ermitteln von Funktionen und deren Strukturen Funktionsbibliotheken, Normen,... 3 Suchen nach Lösungsprinzipien und deren Strukturen Lösungsprinzipien, Vorentwicklungen, Fertigungsverfahren, Designvorgaben 4 Gliederung in realisierbare Module Lösungselementbibliotheken, Vorentwicklungen, Fertigungsverfahren 5 6 Gestalten der maßgebenden Module Gestalten des gesamten Produktes Lösungselementbibliotheken, Designerfahrung, Normen, Experimente, Erfahrungen Lösungselementbibliotheken, Designerfahrung, Normen, Experimente, Erfahrungen 7 Ausarbeitung der Ausführungsund Nutzungsangaben Werkzeug- und Maschinenkataloge, Fertigungsverfahren, Hahn, Wirtschaftsinformatik Oldenburg