Volker Arnold Hendrik Dettmering Torsten Engel Andreas Karcher. Product Lifecycle Management beherrschen

Volker Arnold Hendrik Dettmering Torsten Engel Andreas Karcher Product Lifecycle Management beherrschen

Volker Arnold Hendrik Dettmering Torsten Engel Andreas Karcher Product Lifecycle Management beherrschen Ein Anwenderhandbuch für den Mittelstand Mit 88 Abbildungen 13

Dipl.-Ing. Volker Arnold FZI Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe Abt. Prozess- und Datenmanagement im Engineering (PDE) Haid-und-Neu-Str. 10-14 76131 Karlsruhe, Germany volker.arnold@fzi.de Dipl.-Inform.Torsten Engel Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe Abt. Prozess- und Datenmanagement im Engineering (PDE) Haid-und-Neu-Str. 10-14 76131 Karlsruhe, Germany torsten.engel@fzi.de Dipl.-Ing. Hendrik Dettmering Technische Universität München Lehrstuhl f. Informationstechnik im MW Boltzmannstr. 15 85748 Garching, Germany dettmering@itm.tum.de Prof. Dr.-Ing. Andreas Karcher Universität der Bundeswehr München Fakultät für Informatik Werner-Heisenberg-Weg 39 85577 Neubiberg, Germany andreas.karcher@unibw.de isbn 10 3-540-22997-3 Berlin Heidelberg New York isbn 13 978-3-540-22997-1 Berlin Heidelberg New York Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media springer.de Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2005 Printed in Germany Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z. B. din, vdi, vde) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. Umschlaggestaltung: medionet AG, Berlin Satz: Digitale Druckvorlage des Autors Gedruckt auf säurefreiem Papier 68/3020/M - 5 4 3 2 1 0

Vorwort Kaum ein Thema im IT-Umfeld findet bei Anwendern, Anbietern und Beratern derzeit mehr Beachtung als das Product Lifecycle Management (PLM). Nach einer stark ausgeprägten Phase der Prozessorientierung und des Business Process Reengineering in den 90er Jahren, hat in letzter Zeit bei produzierenden Unternehmen eine Rückbesinnung auf ihre Produkte und die damit einhergehenden Entwicklungs- und Lebenszyklusprozesse stattgefunden. Neue Technologien und Systemlösungen einerseits und die ständig steigenden Anforderungen an optimale IT-Lösungen zur Unterstützung der Produktlebenszyklen andererseits sorgen für eine zunehmende Beachtung auch bei den Entscheidungsträgern. Große Firmen insbesondere im Automobil- sowie im Luft- und Raumfahrtbereich haben die strategische Bedeutung von PLM erkannt und aus der Not schwer beherrschbarer Produktlebenszyklusprozesse eine Tugend gemacht. Dort werden sehr große Summen in entsprechende IT-Lösungen investiert und PLM als kontinuierliche Aufgabenstellung auf der strategischen Managementebene installiert. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stellt ITgestütztes PLM jedoch eine besonders große Herausforderung dar. Als Zulieferer oder Entwicklungspartner größerer Unternehmen sind KMU immer stärker auch IT-technisch gefordert, die eigenen Prozesse integrationsfähig zu machen. Allerdings verfügen KMU heute oft (noch) nicht über das erforderliche PLM-Know-how und die technischen und finanziellen Möglichkeiten. So stecken KMU in dem Dilemma, PLM als strategisches Konzept im Unternehmen aufbauen, verankern und kontinuierlich weiterentwickeln zu müssen, dies aber nicht mit großer Durchschlagskraft und hohen Aufwendungen in einem Schritt bewältigen zu können. Der Weg aus diesem Dilemma kann nur ein schrittweises Vorgehen sein, das es den Unternehmen ermöglicht, kontinuierlich und an ihr jeweiliges Anforderungsprofil angepasst PLM-Potentiale zu erschließen und mit geeigneten IT-Lösungen umzusetzen. Der wichtigste Aspekt hierbei ist, dass das dabei entstehende Know-how ganz zentral die PLM-Prozesse und damit die Kernprozesse des Unternehmens betrifft. Das wesentliche Ziel muss somit sein, das wertvolle PLM-Know-how im Unternehmen aufzubauen und zu sichern, da PLM-Prozesse und Strategien längerfristig

VI Vorwort Bestand haben müssen. Deshalb gilt es, das PLM im Unternehmen weitgehend technologie- und systemneutral aufzubauen, um nicht in zu starke Abhängigkeiten von Softwareanbietern oder Systemhäusern zu gelangen. Vor diesem Hintergrund ist im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft geförderten Programms Innovative Netzwerke (InnoNet) im Jahr 2002 ein Projekt gestartet worden, das genau diese Problematik in einem Verbund mit Anwendern, Beratern, Systemhäusern und unseren beiden Forschungsinstituten an der TU München und am FZI in Karlsruhe bearbeitet. Um die Ergebnisse und Erfahrungen aus diesem Projekt Vorgehensmodell für ein kontinuierliches Product Lifecycle Informationsmanagement für KMU (PLM4KMU, siehe auch www.plm4kmu.de) möglichst vielen Anwendern und Interessierten zur Verfügung stellen zu können, haben die Projektleiter Herr Engel und Herr Prof. Karcher sowie die beiden wissenschaftlichen Mitarbeiter Herr Dettmering und Herr Arnold dieses PLM-Buch verfasst, das sich speziell an Anwender und Entscheidungsträger in den Unternehmen richtet. Mit diesem Buch steht erstmals PLM-Anwendern ein Werk zur Verfügung, das als Handlungsleitfaden ganz besonders den Zugang zu dieser komplexen Materie erleichtert. Unser Dank gilt in erster Linie den vier Autoren, die dieses Projekt von der wissenschaftlichen Seite her so erfolgreich vorangetrieben und die Ergebnisse zusammengetragen und für dieses Buch aufbereitet haben. Ein ganz besonderer Dank gilt den beiden Projektpartnern Herrn Dr. Greindl und Herrn Dr. Rech, die uns nicht nur während der Projektbearbeitungszeit mit ihrer industriellen Erfahrung zur Seite standen, sondern auch wesentliche Beiträge für dieses Buch eingebracht haben. Ferner gilt unser Dank allen Projektpartnern, die zum Erfolg unseres gemeinsamen Forschungsvorhabens beigetragen und damit auch dieses Buch ermöglicht haben. Nun wünschen wir Ihnen, liebe Leser, dass Sie an unseren Erfahrungen partizipieren und aus diesem Buch möglichst viel an wertvollen Hinweisen und Erfahrungen auf Ihrem Weg zu einem erfolgreichen Product Lifecycle Management gewinnen werden. München und Karlsruhe im Januar 2005 Prof. Bender Prof. Grabowski

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 1.1 PLM-Historie 8 1.2 Entstehungsgeschichte des Buches 9 1.3 Aufbau und Anwendung des Handbuches 10 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe 13 2.1 Begriffsklärung 13 2.2 Vorgehen bei der PLM-Umsetzung 16 2.3 Komplexität dauerhaft beherrschen 17 2.4 Nutzen und Aufwendungen 19 2.4.1 Chancen durch Veränderung 19 2.4.2 Strategische Betrachtung 21 2.4.3 Wirtschaftliche Betrachtung 22 2.5 Eingliederung ins Unternehmen 24 2.5.1 Akzeptanz für PLM schaffen 25 2.5.2 Betroffene im Unternehmen 26 2.5.3 Synergien zwischen PLM und Qualitätsmanagement 27 3 Basiskonzepte eines PLM-Manifests 29 3.1 Das integrierte Produktmodell 32 3.1.1 Bestandteile des integrierten Produktmodells 33 3.1.2 Aufbau eines integrierten Produktmodells 35 3.2 Das Prozessmodell 36 4 Evolutionäres Vorgehensmodell 39 4.1 PLM als Paradigma im Unternehmen 40 4.1.1 PLM-Stab 41 4.1.2 PLM-Vision 43 4.1.3 Generisches PLM-Manifest 44 4.2 Phase PLM-Readiness 45 4.2.1 Maturity-Modell 46 4.2.2 Zielsetzung des Maturity-Modells 47 4.2.3 Abhängigkeiten der PLM-Funktionsblöcke 48 4.2.4 Anwendung des Maturity-Modells 50

VI Inhaltsverzeichnis 4.2.5 Formulierung der Zielsetzung 54 4.3 Phase PLM-Requirement-Management 55 4.3.1 Analyse zur Leistungsbeschreibung 56 4.3.2 Planung der Ressourcen 57 4.3.3 Erstellung der Leistungsbeschreibung 58 4.4 Phase PLM-Solution-Design 59 4.4.1 Anforderungen an das Pflichtenheft 60 4.4.2 Lieferantenauswahl 61 4.4.3 Vertragsabschluss 62 4.5 Phase Implementation & Integration 62 4.5.1 Implementierung 62 4.5.2 Customizing 63 4.5.3 Test 64 4.5.4 Inbetriebnahme 65 4.5.5 Review 65 5 Leithefte zu PLM-Aspekten 67 5.1 Evolution der Produkte organisieren 68 5.1.1 Konfigurationsmanagement 69 5.1.2 Versionen- und Variantenmanagement 70 5.1.3 Versionierung von Produkten 72 5.1.4 Konfigurationsmanagement als zentrale Funktion 74 5.1.5 Umsetzung von Konfigurationsmanagement 75 5.2 Produkte kontextabhängig darstellen 78 5.2.1 Sichtenmanagement 79 5.2.2 Strukturierungsprinzipien des Sichtenmanagements 80 5.2.3 Produktphasenbezogene Sichten 81 5.2.4 Technologieabhängige Sichten 81 5.2.5 Einführung eines Sichtenmanagements 82 5.3 Dokumente sicher verfügbar machen 84 5.3.1 Dokumentenmanagement 85 5.3.2 Typen von Dokumenten 86 5.3.3 Anforderungen an das Dokumentenmanagement 87 5.3.4 Strukturierung von Dokumenten 88 5.3.5 Beziehung zwischen Dokument und Artikel 90 5.3.6 Dokumente systemunterstützt verwalten 92 5.3.7 Umsetzung von Dokumentenmanagement 94 5.4 Produktdaten archivieren 98 5.4.1 Digitale Produktdatenarchivierung 99 5.4.2 Realisierung einer digitalen Produktdatenarchivierung 100 5.5 Nummernvergabe automatisieren 102 5.5.1 Nummernsystematik 103

Inhaltsverzeichnis VII 5.5.2 Vorraussetzung für ein IT-konformes Nummernsystem 104 5.5.3 Aufbau von Nummernsystemen 104 5.5.4 Einführung/Restrukturierung des Nummernsystems 107 5.6 Finden statt Suchen 109 5.6.1 Produktklassifizierung 110 5.6.2 Klassifikation 111 5.6.3 Voraussetzungen für die Klassifikation 115 5.6.4 Aufbau von Klassifikationssystemen 117 5.6.5 Klassifikation im Product Lifecycle Management 120 5.6.6 Umsetzung der Klassifikation 121 5.7 Prozesse gestalten und steuern 123 5.7.1 Prozess- und Organisationsmanagement 124 5.7.2 Unterstützung von Prozessen und Organisation 125 5.7.3 Kenntnis von Prozess- und Organisationsstrukturen 126 5.7.4 Workflowmanagement mit Modellen 128 5.7.5 Prozessmanagement als Basis der Systemanpassung 132 5.7.6 Erstellen eines Unternehmensmodells 133 5.8 Transparente Änderungen gewährleisten 141 5.8.1 Änderungsmanagement 142 5.8.2 Potential im Änderungsmanagement 143 5.8.3 Änderungsmanagement im Mittelstand 143 5.8.4 Der Änderungsprozess im PLM 145 5.8.5 Einführung eines Änderungsmanagements 147 5.9 Produktzentrierte Projektabwicklung 151 5.9.1 Projektmanagement 152 5.9.2 Planung und Steuerung des Engineering 153 5.9.3 Hilfsmittel für das Projektmanagement 153 5.9.4 Projektmanagement im Engineering 155 5.9.5 Projektmanagement im PLM 156 5.9.6 Umsetzung von Projetktmanagement-Konzepten 159 5.10 Auf Standardsystemen aufbauen 161 5.10.1 Klassifizierung der Systemtypen 162 5.10.2 Architektur von Standardsoftwaresystemen 163 5.10.3 Anpassung von Standardsoftwaresystemen 166 5.10.4 Durchführung von Anpassungen und Systempflege 168 5.11 Systeme kommunizieren lassen 171 5.11.1 Applikationsintegration und Datenaustausch 172 5.11.2 Optimiertes PLM durch Applikationsintegration 173 5.11.3 Voraussetzung für Applikationsintegration 174 5.11.4 Implementierung von Schnittstellen 175 5.11.5 Informationsintegration im PLM 178 5.11.6 Umsetzung von Integrationslösungen 181

VIII Inhaltsverzeichnis 5.12 Externe Dienstleister einbinden 183 5.12.1 Auftragsvergabe 183 5.12.2 PLM als Managementaufgabe 184 5.12.3 Projektspezifikation 185 5.12.4 Lastenhefterstellung 186 5.12.5 Ausschreibung 187 5.12.6 Lieferantenauswahl 188 5.12.7 Pflichtenhefterstellung 189 5.12.8 Realisierung 190 5.12.9 Implementierung 191 5.12.10Inbetriebnahme 191 5.12.11Außerbetriebsetzung 192 5.13 Mitarbeiter für PLM motivieren 193 5.13.1 Akzeptanzmanagement 194 5.13.2 Wissenschaftliche Ansätze zur Mitarbeitermotivation 194 5.13.3 PLM-Erfolg durch Mitarbeiterakzeptanz 196 6 Technische und methodische Grundlagen 205 6.1 Produktkonfiguration 205 6.1.1 Versionen 205 6.1.2 Gültigkeiten 207 6.1.3 Varianten 207 6.1.4 Sichten 209 6.1.5 Konfiguration 209 6.2 Standardteile und Baukästen 210 6.2.1 Standard- und Normteile 211 6.2.2 Baukästen 211 6.3 Nummernsysteme 212 6.3.1 Aufbau von Nummernsystemen 214 6.3.2 Formen von Nummernsystemen 217 6.4 Klassifikation und Sachmerkmalleisten 219 6.4.1 Sachmerkmalleisten 219 6.4.2 Klassifikationsschlüssel nach Opitz 221 6.4.3 Klassifikationsschlüssel nach Wiehndahl 222 6.4.4 Klassifikationsschlüssel eclass 223 6.5 Vorgehensmodelle 224 6.5.1 VDI-Richtlinie 2219 224 6.5.2 CSC Catalyst 227 6.5.3 Nutzenorientierte Einführung 229 6.6 Pflichtenheft und modellbasierte Dokumentation 231 6.6.1 Inhalt eines Pflichtenheftes 232 6.6.2 Anforderungen für den Software-Entwurf 234

Inhaltsverzeichnis IX 6.7 Systemevaluation 236 6.7.1 Nutzwertanalyse 236 6.7.2 Benchmarks 237 6.7.3 Systemtests 238 6.8 Betriebwirtschaftliche PLM-Aspekte 238 6.8.1 Definition der Wirtschaftlichkeit von PLM 239 6.8.2 Nutzenanalyse 242 6.8.3 Wirtschaftlichkeitsanalyse eines Integrationssystems 244 6.9 Modellierung 246 6.9.1 Grundlagen der Unternehmensmodellierung 247 6.9.2 Grundlagen der Datenmodellierung 248 6.10 Methoden und Tools 253 6.10.1 Unternehmensmodellierungswerkzeuge 253 6.10.2 CASE-Tools 257 6.10.3 Systemspezifische Werkzeuge 257 6.11 Informationstechnologie 258 6.11.1 Architektur von Informationssystemen 258 6.11.2 Rechnernetze 260 6.11.3 Grundlegende Informationstechnologien 262 6.11.4 Schnittstellenstandards 265 PLM zum Nachschlagen 269 Abkürzungen 269 Glossar 271 Persönlichkeiten und Kompetenzzentren 282 Fachliteratur 285 Literaturverzeichnis 299 Stichwortverzeichnis 305

1 Einleitung IT-Unterstützung wird immer mehr zum strategischen Wettbewerbsfaktor. Unternehmen sehen sich zunehmend der Herausforderung gegenüber, die informationstechnische Beherrschung des Produktlebenszyklus als Kernkompetenz zu begreifen. Der entscheidende Faktor hierbei ist die Integration aller Daten, Prozesse, Dokumente und Applikationen. Einen durchgängigen Ansatz für diese Methode bietet das Paradigma des Product Lifecycle Managements (PLM), die in diesem Buch mittelständischen Unternehmen dargestellt wird. Product Lifecycle Management beginnt mit Eigenleistung (Schöttner 2002). Für Unternehmen gilt, entsprechendes Know-how aufzubauen, zu pflegen und Informationsmanagement im Produktlebenszyklus als zentrale, kontinuierliche Aufgabe im Unternehmen zu verankern. Das vorliegende Anwenderhandbuch soll die Durchführung dieser Aufgabe unterstützen und als Hilfestellung bzw. Nachschlagewerk für konkrete Teilaspekte des Product Lifecycle Managements dienen. Anforderungen und die damit verbundenen PLM-Konzepte in den unterschiedlichen Unternehmen sind viel zu individuell, um eine schrittweise Anleitung zur Verfügung stellen zu können. Das kann daher nicht Ziel des Anwenderhandbuches sein. Vielmehr soll Ihnen eine Arbeitsgrundlage zur Verfügung gestellt werden, die sie in die Lage versetzen soll, Ihren Weg zu einer eigen PLM-Umsetzung zu finden. So soll das Anwenderhandbuch ein Instrument zur durchgängigen Information sein, um PLM nachhaltig in Ihrem Unternehmen zu gestalten. Damit richtet sich dieses Buch primär an alle, die direkt oder indirekt vom Thema PLM im Unternehmen betroffen sind, wie die Entscheidungsträger, die einen entsprechenden Rahmen und Rückhalt für die PLM- Projekte bieten müssen, das IT-Team für die Umsetzung sowie alle Anwender wie beispielsweise die Konstruktion und Fertigung.

8 1 Einleitung 1.1 PLM-Historie In den letzten 15 Jahren hat die Informationstechnik nicht nur Einzug in die Produkte sondern auch in den Entwicklungsprozess von Produkten erhalten. So hat sich in diesem Zeitraum die Produktentwicklung enorm verändert. Während noch vor 20 Jahren ausschließlich an Zeichenbrettern konstruiert und entwickelt wurde, hielt nach und nach Computer Aided Design (CAD) Einzug in die Unternehmen. Die ersten CAD-Systeme waren 2D-CAD-Systeme, die ein reines Pendant zum Zeichenbrett darstellten. Dieser Wandel wirkte sich zunächst nicht auf die Arbeitsmethodik aus. Es änderte sich lediglich das Medium, auf dem konstruiert wurde. Die Vorteile des neuen Mediums lagen in der Handhabbarkeit der Konstruktionen. Nicht zuletzt durch leistungsfähigere und kostengünstigere Rechner konnten die CAD-Systeme zu 3D-CAD-Systemen weiterentwickelt werden, auf die heute viele Unternehmen umstellen oder schon umgestellt haben. Mit der Konstruktion im dreidimensionalen Raum entstehen neue Möglichkeiten für die Entwicklungsmethodik. Produkte werden nicht mehr von zweidimensionalen Zeichnungen sondern von dreidimensionalen Modellen repräsentiert. Dadurch wird eine neue Entwicklungsmethodik unterstützt, eine modellbasierte Methodik, die an der späteren Fertigung angelehnt ist. Diese Modelle sind ein ganzheitliches rechnerinternes Abbild der verkörperten Geometrien. So enthalten sie wesentlich mehr Informationen als herkömmliche Zeichnungen. Dies ermöglicht eine Weiterverwendung der Modelle über die Konstruktion hinaus beispielsweise in Simulation und Fertigung. Eine solche Veränderung schlägt sich auch auf die Ablage der Entwicklungsergebnisse durch. Während Zeichnungen und 2D-CAD-Plotts in Archiven als Medium dient Papier bzw. Mikrofiche abgelegt werden, ist mit den 2D-CAD-Systemen die Möglichkeit der digitalen Dokumentenverwaltung beispielsweise mit einem Dokumenten-Management- Systemen hinzugekommen. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass die wenigsten Unternehmen hiervon soweit Gebrauch machen, dass sie die herkömmlichen Zeichnungsarchive ersetzen. 3D-Modelle können hingegen sinnvoll nur digital verwaltet werden. Daher wird mit der Einführung von 3D- CAD-Systemen ein Umdenken notwendig. In diesem Anwendungsspektrum haben sich in den letzten Jahren Engineering Data Management (EDM) bzw. Produktdaten-Management (PDM) mit entsprechenden Systemen etabliert, die inzwischen ganzheitlich in PLM-Konzepten Anwendung finden. Spätestens mit dieser Entwicklung hat ein Paradigmenwechsel begonnen, der die Produktentstehung nachhaltig verändern wird.

1.2 Entstehungsgeschichte des Buches 9 Wie wird Ihr Unternehmen mit diesem Paradigmenwechsel umgehen? Ist Ihr Unternehmen reif für ein durchgängiges PLM? Dieses Buch, das sich primär an Unternehmen aus dem produzierenden Umfeld richtet, die sich selbst als kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) sehen, stellt eine Möglichkeit der Herangehensweise an ein kontinuierliches Product Lifecycle Management mit der zentralen Aussage vor, dass PLM eine strategische Aufgabe ist, die als solche etabliert und verstanden werden muss. Denn auf Standardsoftware-Systemen basierende IT-Lösungen können die Unternehmensabläufe und -arbeitsweisen entscheidend positiv verändern. Sie sind noch lange kein Garant dafür, dass alle PLM-Potentiale eines Unternehmens effektiv erschlossen werden, bieten aber optimale Basiskonzepte zur Umsetzung der eigenen Anforderungen an PLM. Mit einem fundierten PLM-Ansatz wird auch Ihr Unternehmen für zukünftige Weiterentwicklung der IT im Produktentstehungsprozess gewappnet sein. 1.2 Entstehungsgeschichte des Buches Dieses Anwenderhandbuch ist das Resultat eines zweijährigen Forschungsprojektes verbunden mit aktuellen Erkenntnissen aus Wissenschaft und Forschung. Die Forschungseinrichtungen Lehrstuhl für Informationstechnik im Maschinenwesen der TU München (itm) und das Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe (TH) (fzi) haben diesen Trend und dessen Bedeutung für mittelständische Unternehmen schon im Jahr 2001 erkannt und starteten im Jahr 2002 das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit geförderte Verbundprojekt, Vorgehensmodell für ein kontinuierliches Product Lifecycle Informationsmanagement für KMU (PLM4KMU) im Rahmen des Programms Förderung von innovativen Netzwerken (InnoNet). Projektträger war VDI/ VDE Innovation und Technik GmbH. Projektbeteiligte waren neben den zwei Forschungseinrichtungen neun mittelständische Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen, KMU-Pioniere im Bereich Product Lifecycle Management. Ziel des Projektes war es, die Integration von PLM bei KMU durch die Entwicklung eines generischen Vorgehensmodells zu unterstützen. Unter einem generischen Vorgehensmodell wird ein abstraktes Vorgehensmuster verstanden, das nach Bedarf an ein Unternehmen angepasst werden kann und so zum individuellen Vorgehensmodell ausgestaltet wird. Dieser Vorgang wird durch die Methodik, die in diesem Anwenderhandbuch vermittelt wird, unterstützt. In den zwei Projektjahren sind Erkenntnisse über Nutzen und Anforderungen für mittelständische Unternehmen in

10 1 Einleitung diesem Bereich gereift. Mit dem Anspruch diese Erkenntnisse über den Kreis unseren Parterfirmen hinaus produzierenden Unternehmen zugänglich zu machen, haben wir uns entschlossen, das Wissen in diesem Anwenderhandbuch zusammenzufassen. In drei Detaillierungsebenen haben Sie die Möglichkeit, unterschiedlich tief in die Thematik einzusteigen. Der daraus resultierende dreistufige Aufbau wird in dem folgenden Abschnitt vorgestellt. 1.3 Aufbau und Anwendung des Handbuches Das Handbuch umfasst sechs Kapitel. Nach dieser Einführung wird im Kapitel 2 Product Lifecycle Management in einem Gesamtabriss als kontinuierliche Aufgabe motiviert und auf die Komplexität des Themas eingegangen. So richtet sich dieses Kapitel primär an die Geschäftsführung und dient sowohl der Entscheidungsfindung als auch der organisatorischen und strategischen Einordnung. Das Kapitel 3 dient der Begriffsklärung der Grundmodelle des PLM-Paradigmas und beschreibt den Umgang mit diesen. Die hier angesprochenen Grundmodelle sind essentielle Basis für das in diesem Handlungsleitfaden vermittelte Verständnis von PLM. Hierauf folgt der Kern des Handlungsleitfaden, ein systematischer Ansatz für den Umgang mit PLM, der im Folgenden als Leitwerk bezeichnet wird, beschrieben in den Kapiteln 4 bis 6. Jedes Unternehmen braucht seine individuelle PLM-Lösung abhängig von den spezifischen Gegebenheiten des Unternehmens. Zu diesen Faktoren gehören beispielsweise Produktkomplexität, Unternehmenscharakteristik, Unternehmensumfeld oder gesetzliche Rahmenbedingungen. Im Einzelnen wird auf diese Faktoren in der ersten Phase des evolutionären PLM-Vorgehensmodells, der Phase der PLM-Readiness, eingegangen. Eine weitere Anforderung an das Leitwerk resultiert wie schon erwähnt aus der anhaltenden Bedeutung von PLM im Unternehmen. PLM wird ein immerwährendes Thema in einem Unternehmen sein, das niemals vollständig abgeschlossen sein wird. Dementsprechend ist das Thema PLM für jedes KMU individuell und fortwährend zu gestalten und dies ist vom Leitwerk zu unterstützen. So war es nicht möglich, eine Anleitung zur Einführung von PLM zu erstellen, die sequentiell abgearbeitet werden kann. Vielmehr musste ein Leitwerk erstellt werden, dass abhängig von den Facetten des Unternehmens ausgestaltet werden kann. Um diesen Anspruch gerecht zu werden, ist das Leitwerk in drei Ebenen aufgebaut, die untereinander interaktiv, abhängig von den eigenen Anforderungen, verknüpft werden.

Vorgehensmodell 1.3 Aufbau und Anwendung des Handbuches 11 c 4. 3. PLM-Stab PLM-Vision PLM- Manifest b d 1. 2. a 1. PLM Readiness a. Bewertung/Zielsetzung 2. PLM Requirement Management b. Leistungsbeschreibung 3. PLM Solution Design c. Pflichtenheft 4. PLM Implementation & Integration d. Umsetzung 1. 2. 3. 4. Start eines Teilprojekts projektiert vom PLM-Stab Leithefte PLM-Unternehmensbewertung und Projektzielsetzung erstellt Leistungsbeschreibung erstellt Pflichtenheft erstellt Umsetzung erfolgt, getestet und abgenommen Produktstruktur Klassifikation Sichtenkonzept... Nachschlagwerk Technische und methodische Grundlagen PLM- Lexikon Abb. 1-1: Aufbau des Leitwerks

12 1 Einleitung Das Grundgerüst zeigt Abb. 1-1. In der ersten Ebene wird ein allgemeingültiges Vorgehensmodell dargestellt, das auf einem Spiralmodell basiert und in dessen Mittelpunkt ein generisches PLM-Manifest steht. Auf das PLM-Manifest wird im folgenden Kapitel näher eingegangen. Das Spiralmodell handelt iterativ die thematisch zusammenhängenden PLM- Aspekte ab, wobei der PLM-Stab und die PLM-Vision die Verträglichkeit der einzelnen Themen untereinander und die Gesamtzielsetzung sicherstellen. Die betreffenden Themen werden situativ und anforderungsspezifisch in das Vorgehensmodell eingebunden. Sie werden in Form von Leitheften zur Verfügung gestellt, die in der zweiten Ebene aufgeführt sind. Jedes Leitheft behandelt einen PLM-Aspekt ausführlich. Aufgebaut ist jedes Leitheft zur leichteren Orientierung nach einem einheitlichen Schema. Nach einem einseitigen Abriss findet eine Einordnung des Themas in den PLM-Kontext statt. Im Kern eines Leitheftes wird die PLM-Relevanz des Themas diskutiert, ein Grundverständnis vermittelt sowie eine Umsetzung besprochen. Abgeschlossen wird ein Leitheft durch Arbeitsmaterialien ergänzt durch Beispiele, Normen, Standards und weiterführende Literatur. Somit stellen die Leithefte in ihrer Gesamtheit eine Art morphologischen Kasten für PLM dar und spiegeln den heutigen Stand der Technik wieder. Hierbei greifen die Leithefte wiederum auf Basiswissen zurück, das in der dritten Ebene des Leitwerkes vermittelt wird. Somit spiegelt das Handbuch den aktuellen Stand aus Forschung und Technik wieder. Weiterentwicklungen und Erkenntnisse wird es in zukünftigen Auflagen in neuen Leitheften zu integrieren gelten. Dieser Aufbau ermöglicht je nach Beweggründen des Lesers unterschiedliche Leseströme. Möchten Sie sich einen schnellen Überblick über PLM und den Nutzen für Ihr Unternehmen verschaffen, empfiehlt es sich das Kapitel zwei und drei zu lesen. Durch die Leithefte 1 bis 3 ( Evolution der Produkte organisieren, Produkte kontextabhängig darstellen, Dokumente sicher verfügbar machen s. Abschnitt 5.1, 5.2 und 5.3) und den Abstracts weiterer Leithefte kann zudem schnell ein umfassender Überblick über Funktionen der einzelnen PLM-Aspekte gewonnen werden. Soll der Handlungsleitfaden zur Realisierung einer durchgängigen PLM-Lösung herangezogen werden, ist das Kapitel 4 als zentrales Kapitel bezüglich des Vorgehensmodells zu lesen. Während der Umsetzung werden schließlich die Leithefte aus Kapitel 5 sukzessiv mit einbezogen. Das Nachschlagwerk des letzten Kapitels dient zum Aufbau eines Grundverständnisses und kann bei Bedarf in das Studieren des Handbuches mit einbezogen werden.

2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe Der Einsatz von Informationstechnologie wird zunehmend zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor auch oder gerade bei produzierenden Unternehmen. Es spielt nicht mehr nur die Qualität und der Preis eines Produktes eine Rolle, sondern auch in welcher Zeit dieses Produkt entwickelt, produziert und geliefert werden kann also der Qualität der Unternehmensprozesse. Diese Faktoren können durch sinnvolle Nutzung von Informationstechnologien enorm verbessert werden. PLM ist dennoch nicht primär ein IT-Thema sondern vielmehr eine semantische, logische Aufgabenstellung, die nur durch eine intensive fachliche Auseinandersetzung im eigenen Unternehmen nachhaltig umgesetzt werden kann. Dieses Anwenderhandbuch stellt im Folgenden einen Ansatz zur Diskussion, dessen Kernaussage besteht darin, dass die Umsetzung des PLM- Paradigmas ein Vorgehensschema benötigt, das aus dem in diesem Buch beschriebenen Metaschema gewonnen werden kann. 2.1 Begriffsklärung Im gesamten Produktlebenszyklus (engl.: product lifecycle), das heißt von der Idee über Entwicklung und Konstruktion, Produktion sowie Vertrieb und Service bis zur Außerbetriebnahme eines Produktes entstehen große Mengen an verschiedensten Daten, Dokumenten und Informationen. Die technische Entwicklung der Werkzeuge zur Erzeugung und Verwaltung dieser Informationen hat sich im Laufe der Zeit stark gewandelt, wie etwa bei der Erstellung von technischen Zeichnungen vom Zeichenbrett über 2D-CAD-Systeme zu 3D-CAD-Systemen oder bei der Verwaltung vom Papierarchiv hin zu PDM-Systemen. Das Product Lifecycle Management (Abk.: PLM) ist ein integrierendes Konzept zur IT-gestützten Organisation aller Informationen über Produkte und deren Entstehungsprozesse über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, so dass die Information immer aktuell an den relevanten Stellen im Unternehmen zur Verfügung stehen. Die Summe aller unterstützenden

14 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe IT-Systeme, die bei der Umsetzung des PLM-Konzeptes Verwendung finden, wird im Folgenden als Integrationssysteme bezeichnet. Die Umsetzung von Product Lifecycle Management sollte als ein Gesamtkonzept für die Wertschöpfung in die Unternehmensabläufe integriert werden. Dieses Konzept darf nicht als Einführung bzw. Betrieb eines weiteren IT-Systems wie z.b. Produktdatenmanagement (PDM) oder Enterprise Ressource Planning (ERP) gesehen werden, sondern es integriert einzelne Systeme als Teilkonzepte zu einer Gesamtlösung für das Informationsmanagement im Unternehmen. Die folgende Abbildung soll diesen Ansatz grafisch verdeutlichen. In einem Unternehmen werden 2 Kernprozesse mit gewissen Überschneidungen gesehen. Das Product Lifecycle Management fokussiert die Produkte mit ihren Entstehungsprozessen, während orthogonal dazu das Enterprise Ressource Planning vorrangig die Produktion adressiert. Die Schnittstelle zwischen den zwei Prozessen wird dem PLM zugerechnet. Unterschiedliche Software- Systeme, Methoden und Informationen realisieren gesamtheitlich die IT- Unterstützung dieser Prozesse (siehe Abb. 2-1). Lieferung Rechnungswesen Projektierung Entwicklung Konstruktion Qualitätssicherung Projektsteuerung Dokumentation Arbeitsvorbereitung Fertigung Montage Wartung Betrieb Service Verschrottung Recycling Product Lifecycle Management Absatzplanung Papierdokumente FEM CAD... CAM CAQ Enterprise Ressource Planning Einkauf Produktionsplanung Vertrieb Verkauf Auftragssteuerung Abb. 2-1: Konzept des Product Lifecycle Managements

2.1 Begriffsklärung 15 Eine zusammenfassende Definition für PLM bieten beispielsweise die Liebensteiner Thesen des sendler/circle (Sendler, 2004): Product Lifecycle Management (PLM) ist ein Konzept, keine (in sich abgeschlossene) Lösung. Zur Umsetzung/Realisierung eines PLM-Konzeptes werden Lösungskomponenten benötigt. Dazu zählen CAD, CAE, CAM, VR, PDM und andere Applikationen für den Produktentstehungsprozess. Auch Schnittstellen zu anderen Anwendungsbereichen wie ERP, SCM oder CRM sind Komponenten eines PLM-Konzeptes. PLM-Anbieter offerieren Komponenten und/oder Dienstleistung zur Umsetzung von PLM-Konzepten. Eine Aussage von John Stark verdeutlicht den Unterschied zwischen PDM und PLM nochmals: PDM An essential enabler for PLM (Stark 2005). Für ihn ist das PDM-System die essentielle Basis, die technologische Integrationsplattform, die PLM ermöglicht. Andere sehen PLM als Erweiterung von PDM mit spezifischen Funktionen. Vertreter dieses Ansatzes sind häufig bei Softwarehäusern zu finden, die ihre Systeme PLM- Systeme nennen (Corban 2004). In diesem Anwenderhandbuch wird PLM als ein Konzept verstanden, das auf integral wirkenden IT-Lösungen basiert. Das Konzept ermöglicht eine produktzentrische Sicht auf alle produktbeschreibenden Daten und Informationen unter Berücksichtigung der informatonsverarbeitenden Prozesse über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Product Lifecycle Management subsumiert hierfür eine Fülle von Einzelaspekten. Wird PLM als eine Gesamtsicht unter Einbezug aller integrierenden IT- Systeme verstanden, bleibt jedoch ein ständiger Wandel des PLMs nicht aus. Veränderungen im Unternehmensumfeld, der verwendeten Technologien, Veränderungen in der IT-Infrastruktur oder strukturelle Veränderungen in der Organisation bzw. in den Abläufen und nicht zuletzt Veränderungen in der Produktpalette wirken sich auf die Ziele bzw. die Umsetzung von PLM aus. Folglich entwickelt sich PLM im Unternehmen ständig weiter. Es wird niemals die endgültige PLM-Lösung geben. Vielmehr muss von einer ständigen Weiterentwicklung des PLMs im Unternehmen ausgegangen werden. Ein Unternehmen sollte sich vor dieser immerwährenden Aufgabe PLM nicht verschließen, sondern sich der neuen Herausforderung bewusst werden und PLM als kontinuierliche Aufgabe mit strategischer Bedeutung im Unternehmen verankern.

16 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe 2.2 Vorgehen bei der PLM-Umsetzung Zu Beginn eines Vorgehens steht immer eine Vision. In dem Moment, in dem man sich mit einem Thema auseinandersetzt, wird eine gewisse Erwartungshaltung an das Thema geweckt. Mit wachsendem Interesse und Informationen konkretisieren sich schließlich die Erwartungen. So verhält es sich auch mit dem Product Lifecycle Management. Auch dieses Handbuch wird seinen Beitrag zu Ihren Erwartungen an PLM beitragen. Ab einer gewissen Erwartungshaltung lassen sie sich zu einer Vision formulieren, mit der sich das Thema im Unternehmen kommunizieren lässt. Dies sollte sich ein Unternehmen zu nutzen machen und diese Vision mit Unterstützung der Unternehmensführung verbindlich festhalten. Die Vielzahl der Teilaspekte, die eng ineinander verzahnt ganzheitlich PLM darstellen, gestalten PLM zu komplex, um alle Aspekte in einem Projekt umsetzen zu können. Daher stellt dieses Buch ein iteratives Abhandeln von thematisch zusammenhängenden PLM-Aspekten in einzelnen Teilprojekten vor, die mit überschaubarem finanziellem und zeitlichem Aufwand abgewickelt werden können. Die Einführung und die Weiterentwicklung finden stufenweise in einzelnen Teilprojekten statt, um ein risikobehaftetes allumfassendes PLM-Projekt zu vermeiden. Eine ähnliche Herausforderung muss bei großen Softwareprojekten gemeistert werden, bei denen sich das Boehmer-Spiralmodell als geeignetes Vorgehensmodell etabliert hat. Angelehnt an dieses Spiralmodell, erweitert um spezifische PLM-Komponenten, steht das evolutionäre PLM- Vorgehensmodell im Zentrum dieses Buches, mit dem in Schleifen ein ständiger Näherungsprozess an die optimale unternehmensspezifische PLM-Lösung, die PLM-Vision, stattfindet. Daher kommt es auf das richtige Vorgehen an. Ein methodisches Vorgehen auf Basis eines Vorgehensmodells, eine Schablone bzw. Muster für ein Vorgehen, ist unabdingbar. Unterstützende Handlungsleitfäden stellt dieses Buch in Rahmen eines kontinuierlichen Vorgehensmodells zur Verfügung. Dies kann jedoch nur mit einer systematischen Vorgehensweise und einer durchgängigen, möglichst formalen Dokumentation zielführend sein. Ähnlich wie bei anderen Ingenieurstätigkeiten, beispielsweise einer Bauzeichnung für ein Haus, bietet sich auch im PLM eine grafische Beschreibung mit fest definierten Elementen an, einem Modell. Ein gut strukturiertes Modell ist die beste Möglichkeit, die Komplexität des PLMs greifbar zu machen.

2.3 Komplexität dauerhaft beherrschen 17 2.3 Komplexität dauerhaft beherrschen Ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei der Einführung von PLM ist die Durchdringung der Komplexität des Themas. Die Komplexität muss bis zu einem gewissen Grad vom Unternehmen selbst beherrscht werden, da im PLM Prozesse und Produktstrukturen verwaltet werden, die zu den Kernkompetenzen jedes Unternehmens zuzuzählen sind. Hierin ist die Komplexität des PLMs auch begründet. Je komplexer Produkte, Prozesse und die dazugehörigen Dokumente sind, desto komplexer gestaltet sich ein integriertes PLM. Für einzelne Aufgaben versprechen unterschiedliche IT- Systeme eine Lösung. Jedoch wird kein Unternehmen ein System finden, das alle geforderten Aufgaben bewältigen kann. Lediglich einzelne Aufgabenstellungen werden mit gewissen IT-Systemen abgefangen. Wird das gesamte Unternehmen mit allen eingesetzten Tools betrachtet, wird man feststellen müssen, dass die Systeme sich teilweise ergänzen, teilweise überschneidende Funktionen haben oder sich sogar widersprechen. Nicht alle Aufgaben werden systemtechnisch unterstützt. Die Datenflüsse haben typischerweise mehrere Brüche und der Mensch dient als Puffer, um diese abzufangen. Ein systemtechnisch unterstütztes PLM soll diese Problematik angehen. So können heute grundsätzlich mehrere Ansätze zur Integration von PLM diskutiert werden. Ein föderaler Ansatz sieht eine Vielzahl von Systemen zur Aufgabenbewältigung vor. Während in diesem Ansatz die Komplexität in der Vernetzung der Systeme liegt, könnte ein anderer zentraler Ansatz ein umfangreiches Einzelsystem priorisieren, das sich auf Grund von Funktionsumfängen und unternehmensspezifischen Anpassung komplex darstellen wird. Eine allgemeingültige Antwort auf die Frage, welcher Ansatz zu bevorzugen ist, gibt es nicht. Der Ansatz dieses Anwenderhandbuchs ist es, PLM zunächst losgelöst von Systemen auf konzeptioneller Ebene zu betrachten, um einen Weg zur besten Lösung für das eigene Unternehmen zu finden. Daher ist eine Einteilung in unterschiedliche Ebenen sinnvoll. Die hier vorgestellte Unterteilung sieht drei Stufen vor, in denen jeweils die Organisation, die Prozesse, die Produkte sowie alle zugehörigen Daten betrachtet werden. 1. Das Fachkonzept ist losgelöst von sämtlichen Systemen. Auf dieser Ebene wird einzig ein Konzept für PLM betrachtet. Durch die Loslösung von Systemen zeichnet sich das Fachkonzept durch Beständigkeit über System-, Release- und Technologie-Wechsel hinaus aus. In diesem Konzept ist das gesamte Know-how über den eigenen Produktlebenszyklus festgehalten. Daher gehört zu den elementaren Ansätzen dieses Handlungsleitfadens, dass jedes Unternehmen selbst für das Fachkon-

18 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe zept verantwortlich ist. Eine Fremdvergabe an Dienstleistungsunternehmen ist nach Möglichkeit zu vermeiden! Lediglich Unterstützung zur Erstellung des Fachkonzeptes kann zugekauft werden. Eine möglichst formale Beschreibung dieses PLM-Konzepts ist für den Erhalt dieses Know-hows dringend empfehlenswert. Im Folgenden werden hierfür modellbasierte Methoden vorgestellt. 2. Das DV-Konzept bildet die zweite Stufe dieser Unterteilung. In dieser Ebene wird das Fachkonzept auf der IT-Infrastruktur abgebildet. Das heißt, dass hier die einzusetzenden Systeme erstmals mit betrachtet werden. Es muss festgelegt werden, welches IT-System welche Aufgaben des Fachkonzeptes übernimmt und wie diese durch Schnittstellen oder Integrationsmethoden gekoppelt werden sollen. So wird in dieser Ebene die IT-technische Umsetzung definiert. Nur wenn ein Unternehmen in der Lage ist, seine Anforderungen präzise zu formulieren, kann ein Systemlieferant die entsprechende Systemlösung liefern. Auch diese Ebene sollte vom Unternehmen selbst verantwortet werden. Jedoch ist ein stärkerer Einbezug von externen Dienstleistungsunternehmen möglich und durchaus sinnvoll. 3. Die Implementierung, die in der Regel ein aufwendiges Anpassen einer Standard-Software darstellt, stellt die unterste Ebene dieser Betrachtung dar. Alle notwendigen Eingriffe in die Systeme bis hin zu administrativen Tätigkeiten werden in dieser Ebene beschrieben. Hierzu zählen beispielsweise auch kommentierte Quellcodes von Schnittstellen oder eigenen Tools. Die Implementierung wird gerade bei mittelständischen Unternehmen in der Regel von externen Unternehmen eingekauft. Trotzdem sollte das eigene Unternehmen im Besitz dieser Unterlagen sein, um unabhängig vom umsetzenden Unternehmen zu sein. Dies wird sich spätestens bei bevorstehenden Änderungen positiv auswirken. Aber nicht nur konzeptionelle Gedanken sondern alle getätigten und geplanten Aktivitäten sollten formal in den drei Ebenen der Modellierung beschrieben sein. Mit dieser Aussage kommt noch ein zeitlicher Aspekt in die Modellierung. Hier wird im Allgemeinen zwischen Ist- und Soll- Modellen unterschieden. Teilweise wird sogar noch eine dritte zeitliche Stufe, die Plan-Modelle, für einen mittelfristigen Zeithorizont eingeführt. Nur so kann ein Unternehmen gelassen auf den Wandel im Umfeld reagieren. Im Fokus des Unternehmens sollte jedoch das Fachkonzept stehen. Auf einem hohen Abstraktionsgrad müssen alle Produktinformationen und deren zugehörigen Abläufe aus unterschiedlichen Sichten und über mehre Hierarchieebenen in einem Modell beschrieben sein. Dieses Integrierte Produktmodell ist Basis für Diskussion und Kommunikation. Es repräsentiert einen wesentlichen Teil der PLM-Kompetenz des Unternehmens.

2.4 Nutzen und Aufwendungen 19 Empfehlenswert ist es, die Verantwortung dieses Modells in eine eigens geschaffene Organisationseinheit zu legen, die nicht aus Anwendern besteht, da diese erfahrungsgemäß für diesen Abstraktionsgrad aus dem eigenen Aufgabenbereich zu vorbelastet sind. Vergleichbar eines Qualitätsbeauftragten sollte es auch einen Beauftragten für PLM geben, der in diesem Buch als PLM-Stab bezeichnet wird. Er sollte mit dem Freiraum einer Stabsstelle ausgestattet sein, so dass er den PLM-Akteuren die notwendige Rückendeckung geben kann. 2.4 Nutzen und Aufwendungen Ein viel diskutiertes Thema bei der PLM-Einführung ist die Frage nach der Rentabilität. Was kostet PLM, was wird durch PLM eingespart? Pauschalantworten auf diese Fragen gibt es nicht. Dieses Kapitel versucht vielmehr, Anhaltspunkte und Kriterien für eine unternehmenseigene Bewertung zu vermitteln. 2.4.1 Chancen durch Veränderung Das Product Lifecycle Management betrifft alle Bereiche eines Unternehmens und bietet somit ein großes Potenzial für die Optimierung der Geschäftsabläufe und damit einhergehend eine Verbesserung der Produktqualität. Produkte können schneller und kostengünstiger entwickelt werden. Informationen zum Produkt selbst und zu archivierten Entwicklungsständen bis hin zu Vorgängerprodukten stehen jederzeit im aktuellen oder einem anderen gewünschten Zustand dem gesamten Unternehmen zur Verfügung. Mit PLM wird der Grundstein für einen durchgängigen organisationsübergreifenden Informationsfluss für den Produktentstehungsprozess gelegt. Allerdings erfordert die effiziente Nutzung von PLM ein großes Maß an Planung und konzeptionelle Vorarbeit, um die Erfordernisse des eigenen Unternehmens erfolgreich umsetzen zu können. Dies fängt mit einem Überdenken der Geschäftsabläufe an. Durch das Verwirklichen eines durchgängigen PLM-Konzeptes unter Einsatz entsprechender IT eröffnen sich neue Möglichkeiten für unterstützte Prozesse, die genutzt werden sollten. Als Beispiel sei hier die Parallelisierung von Prozessen mit dem Ziel, das Konzept des Concurrent Simultaneous Engineering (CSE) umzusetzen, genannt. Die Veränderung der Prozesse wirkt sich unweigerlich auf die Arbeitsweise jedes Mitarbeiters aus. Daher spielt die Einbeziehung der Mitarbeiter eine große Rolle, da diese die neuen Unternehmens-

20 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe abläufe tragen und leben müssen. In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, dass man sich nicht ein zu enges und zu starres Korsett durch zu restriktiv wirkende Systeme anlegt, um schnell und flexibel auf das sich fortlaufend ändernde Unternehmensumfeld reagieren zu können. Prinzipiell lässt sich der wirtschaftliche Nutzen auf die Verbesserung der drei, sich gegenseitig beeinflussenden Erfolgsfaktoren Durchlaufzeit, Kosten und Qualität zurückführen. Durch die Unterstützung der Parallelisierung von Prozessen und der nicht zur Wertschöpfung beitragenden Tätigkeiten wie z. B. Informationsbeschaffung, Datenaufbereitung, Änderungen, können Auftragsdurchlaufzeiten reduziert werden. Durch die Verwendung von Standardsystemen zur ganzheitlichen Prozess-/ Datenintegration kann eine zeitgleiche, unternehmensweite Bereitstellung relevanter Daten sowie ein transparenter, geregelter Zugriff (Sperrmechanismen) ermöglicht werden. Somit können beispielsweise parallel zur Produktentwicklung Montage- und Fertigungsabläufe durch entsprechende Vorfreigaben konzipiert oder zeitkritische Beschaffungsvorgänge des Werkzeug- und Betriebmittelbaus rechtzeitig eingeleitet werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt zur Zeitverkürzung ist die Reduzierung von vermeidbaren Änderungen. Nicht-PLM-basierte Informationsstrukturen lassen ausschließlich klassische, sequentielle und arbeitsteilige Produktentstehung zu. Fehler und Mängel bleiben über weite Strecken unentdeckt, da ein Informationsabgleich entlang des Produktentstehungsprozesses meist nur durch aufwendige Abstimmungspunkte erfolgt. Unstimmigkeit haben schließlich zeit- und kostenintensive Änderungsprozesse zur Folge, die selbst auch noch eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen, gerade wenn diese noch papiergestützt sind. Beispielsweise durch die Einführung eines Workflow-Managementsystem im Rahmen einer PLM-Umsetzung können Änderungsaufträge um ein vielfaches beschleunigt werden, da alle betroffenen Stellen im Unternehmen frühzeitig mit aktuellen Informationen versorgt werden. Die Änderungszeit wird drastisch reduziert und darüber hinaus ist sichergestellt, dass kein von der Änderung betroffenes Dokument vergessen wird. Dadurch wird die Konsistenz des Datenbestandes erheblich verbessert und eine redundante Modelldatenhaltung nahezu vermieden. Des Weiteren trägt die Reduzierung von Such- und Kommunikationszeiten erheblich zur Durchlaufzeitverkürzung bei. Durch die traditionell arbeitsteilige Aufgabenbearbeitung, in welcher jeder Funktionsbereich seinen eigenen Datenbestand als Arbeitsgrundlage aus Informationen des vorherigen Bereiches aufbaut, folgt, dass Produktinformationen (z. B. Lagerbestände, Betriebsmittel usw.) mehrfach und meist unabhängig voneinander an vielen Stellen gespeichert und gepflegt werden. Durch die wiederholte Datenaufbereitung resultieren redundante, inkonsistente und

2.4 Nutzen und Aufwendungen 21 meist fehlerhafte Datenbestände, deren Bezug zwischen den verteilten Unterlagen und dem aktuellen Produktstatus verloren geht. Durch eine PLM-Umsetzung wird die Suche und Verteilung von Daten, Dokumenten und Informationen effizienter gestaltet. Der größte Erfolgsfaktor der Kostensenkung resultiert aus der Reduzierung von Doppelarbeit. Die für ein Produkt entstehenden Kosten werden entscheidend in der Konstruktionsphase festgelegt. So stellt jedes wiederholt konstruierte Bauteil aufgrund fehlender, unübersichtlicher oder falscher Information für das Unternehmen eine Fehlinvestition dar. Jedes noch so kleine, mehrfach konstruierte und erzeugte Bauteil verursacht neben den Konstruktionskosten vermeidbare Ausgaben in Arbeitsplanung, NC-Programmierung, Werkzeug- und Betriebsmittelbau, Disposition etc. Deshalb verfügt ein ganzheitliches PLM über Klassifizierungssysteme und Sachmerkmalleisten, die die Wiederverwendung von Bauteilen in neu zu entwickelnden Produkten erleichtern. Durch diese Wiederverwendung und das daraus resultierende kleinere Teilespektrum werden Potentiale geweckt, die sich beispielsweise bis zu einer Reduktion des Lagerplatzes und damit einhergehend auf die Kapitalbindungskosten auswirken. Auf Grund der Komplexität der Eingriffe in ein Unternehmen in Prozesse und Produkte bis hin zur Organisation ist es äußert schwierig, verlässliche Aussagen zu einem quantifizierbaren Nutzen zu treffen. Gleichfalls ist eine genaue Zuordnung von Kosten nicht einfacher. In den folgenden Abschnitten wird zwischen strategischem und wirtschaftlichem Aspekt unterschieden, um Anhaltspunkte für eine Aufwand-/Nutzen-Analyse zu geben. 2.4.2 Strategische Betrachtung Ist ein Unternehmen in der Lage, das eigene Product Lifecycle Management über das Unternehmen hinaus in den Markt zu tragen, wird vom strategischen Nutzen von PLM gesprochen. Heutiges PLM ermöglicht und unterstützt die Abbildung von strukturierten konfigurierbaren Produkten in Bezug auf die gesamte Ablauforganisation eines Unternehmens einschließlich der Änderungs- und Freigabeprozesse und einer Dokumentation, die langfristig archiviert werden kann. Eine Gewährleistung dieser Punkte bietet neue Möglichkeiten in virtuellen Entwicklungsverbünden. Für einen Original Equipment Manufacture (OEM) kann dies sogar ein Kriterium zur Wahl seines Zulieferers sein. So schreibt beispielsweise der Automobilhersteller Opel seinen Zulieferern die Einbindung aller Engineering- Daten von Geometriedateien über Produktstrukturen bis hin zu Fertigungsdaten im Opel-spezifischen PDM-System vor (Obermann 2003).

22 2 PLM eine kontinuierliche Aufgabe So lässt sich der strategische Aspekt weiter unterteilen. Zum einen können aus PLM resultierende Daten als Produkt verkauft werden. Im obigen Beispiel verlangt Opel als OEM dies sogar. Dieser Aspekt ist vor allem bei Unternehmen von entscheidender Bedeutung, die im Sinne einer verlängerten Werkbank in Prozesse eines anderen Unternehmens eingebunden sind. Zum anderen kann PLM zum Marketingargument werden. Abgesicherte und automatisierte Abläufe und eine qualitativ hochwertige Dokumentation sichern eine hohe Qualität der Unternehmensprozesse. Dies wirkt sich selbstverständlich auch positiv auf eine Unternehmenszertifizierung beispielsweise nach ISO 9000:2000 aus (s. Abschnitt 2.5.3). Der strategische Nutzen von PLM lässt sich nicht allgemein quantifizieren. Wie die oben aufgeführten Argumente in eine Aufwand-/Nutzen-Analyse eingehen, bleibt dem jeweiligen Unternehmen belassen. 2.4.3 Wirtschaftliche Betrachtung Neben dem strategischen Aspekt bringt PLM auch messbare, finanziell quantifizierbare Verbesserungen mit sich, den wirtschaftlichen Aspekt. Jedoch ist dieser Aspekt auch nicht wesentlich leichter zu ermitteln. Statistische Erhebungen, wie sie beispielsweise in der VDI 2219 über Zeitersparnis durch den Einsatz von PDM vorliegen, können als Erfahrungswerte und Anhaltspunkte für die Aufstellung von Kalkulationen herangezogen werden. Der wirtschaftliche Aspekt wird sichtbar, wenn in einem Unternehmen die produktbezogene Prozesskette bzw. die dazugehörigen Geschäftsprozesse untersucht werden und dem gegenüber ein Szenario aufgestellt wird, wie diese Prozesse mit einem integrierten PLM-Konzept aussehen würden. Doppelarbeit, fehlende Schnittstellen, zeitversetzte oder unvollständige Weitergabe von Dokumenten und Informationen verursachen Zusatzkosten durch Verzögerung in der Fertigung, durch mangelhafte Qualität oder gar Ausschuss. Das kann bewertet werden. Es gibt darüber hinaus auch noch die Möglichkeit einer Zurückverfolgung, an welchen Stellen der Prozesskette signifikante Fehler oder Mehrarbeiten aufgetreten sind. Verzögerungen führen zu Imageverlusten und können Konventionalstrafen oder Marktverluste zur Folge haben. Dies kann bis zum Verlust von Folgeaufträgen führen. Eine Bewertung dieses Potentials ist schon deutlich schwieriger. Diese wirtschaftliche Betrachtung bezog sich auf den Prozess. Aber auch die Möglichkeiten, die sich für das Produkt ergeben, wirken sich positiv auf eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung aus. Produktvarianten erfahren eine immer größere Bedeutung. Mit marginalen Mehrkosten in