durch ganzheitliche plm prozess- und systemintegration · † verteiltes projektmanagement †...
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SchlSchlüüsselinnovationsselinnovationdurch ganzheitliche PLM Prozessdurch ganzheitliche PLM Prozess-- undund
SystemintegrationSystemintegration
Prof. Jivka Ovtcharova
Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI)
Universität Karlsruhe (TH)
15. November 2007
Swiss PLM-Forum 2007, Rapperswil, Schweiz
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 2
Über uns
+
=Karlsruher Institut fKarlsruher Institut füür Technologie (KIT)r Technologie (KIT)
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 3
INDIVIDUUM GESELLSCHAFT WISSENSCHAFT WIRTSCHAFT
• subjektive und emotionale Wahrnehmung, Erlebnis-und Begeisterungsaspekte
• zunehmende Vielfalt von Ausbildungsformen und -fächern
• flexiblere Arbeitszeiten und Organisationsstrukturen
• bessere Chancen für professionelle Entfaltung durch Training und Weiterbildung
• schärfere gesetzlicheVorgaben bezüglichGesundheit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit
• dauerhafte, lebenszyklus-orientierte Kundenbindung
• steigende Mobilität undweilweite Vernetzung
• rasante Entwicklung und Nutzung innovativerInformations- undKommunikationstechnologien
• wachsende Bedeutung disziplinübergreifenderForschungsfelder
• strategische Erforschung neuartiger Validierungs-verfahren
• steigende Qualität undNachhaltigkeit der Forschungsergebnisse
• bessere Integration regionaler, nationaler und internationaler Forschung
• steigende Globalisierungvon Entwicklung, Produktion und Dienstleistung
• deutliche Verkürzung der Innovationszyklen bei höherer Qualität und sinkenden Kosten
• Cross EnterpriseEngineering
• wachsende Bedeutung der multikulturellenPartnerschaften
Trends
Vielseitigkeit Mobilität Integration Innovation
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 4
Herausforderung
INDIVIDUUM GESELLSCHAFT WISSENSCHAFT WIRTSCHAFT
PRODUKT• zunehmende Vielfalt von Modellen und
Optionen
• steigende Produktkomplexität und –vielseitigkeit
• wachsender Anteil an mechatronischenKomponenten
• Erhöhung der Sicherheit und Umweltfreundlichkeit
PROZESS• kürzere Entwicklungs- und Produktionszeiten
• unternehmensübergreifende, simultane undverteilte Prozesse und Arbeitsabläufe(Lieferantenintegration)
• stärkerer Einsatz interdisziplinärer Technologien und IT-Systemlösungen
• wachsende Auswirkung der Globalisierung (verschiedene Zeitzonen, Ausbildung, Kulturen, Traditionen, etc.)
Komplexität
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 5
Produktlebenszyklus
SERVICE &WARTUNGERP / CIS
VERKAUFCIS
RECYCLINGERP
ENTWICKLUNG
MARKETINGMIS
KONSTRUKTIONCAD / CAE
FERTIGUNGS-PLANUNGCAD / CAM
PRODUKTIONERP / PIM
KONZEPTCAS / VIS
SPEZIFIKATIONERP
VERKAUF UNDNUTZUNG
NUTZUNGCIS
PRODUKTIONPLM
INFORMATIONSPOOL
Legende:CAS Computer-Aided StylingCAD Computer-Aided DesignCAE Computer-Aided EngineeringCAM Computer-Aided ManufacturingVIS VisualizationPLM Product Lifecycle ManagementPIM Production Information ManagementCIS Customer Information SystemERP Enterprise Resource PlanningMIS Marketing Information System
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 6
Produktlebenszyklus
Begleitprozesse
ProduktentstehungVertriebMarketing
IterationenProdukt-entwicklung
Produkt-herstellung
Beschaffung/Einkauf
RealesProdukt
Realer ProduktlebenslaufRealer Produktlebenslauf
Produkt-nutzung
Produkt-nutzung
Produkt-entsorgungProdukt-
entsorgung
PLMINFORMATIONSPOOL
InformationsgenerierendeWerkzeuge
Modellierungswerkzeuge(CAx)
Berechnungs- undSimulationswerkzeuge (CAE)
Visualisierungswerkzeuge(VR,AR, MR)
Produktdatenmanagement
Supply Chain Management /Enterprise Resource Planning
Customer RelationshipManagement
Informationsmanagement-werkzeuge
PLM Prozess- und Systemintegrationsplattform
Quelle: in Anlehnung an Abramovici, ITM Bochum
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 7
Vision
PRODUKT
OR
GA
NIS
ATI
ON
PRO
ZESS
• Anforderungen• Spezifikation• Funktionen und Eigenschaften• Kosten
• Projektorganisation• Linienorganisation• Zulieferer• Händler• Werkstätte• Kundenbindung
• Entwicklung• Erprobung• Fertigung• Verkauf• Nutzung• Wartung• Recycling
PLMINFORMATIONSPOOL
IT-SYSTEME
• „Design-in-Context“• Prototypbezogene Konfiguration• Integrierte virtuelle Validierung• Kundenpräsentation• Produktoptimierung
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 8
Zielsetzung
• Disziplin- und unternehmensübergreifendes Informationsmanagement
• Planung, Steuerung und Organisation aller erforderlichen Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus
• Ganzheitliche Verwaltung aller Dokumente und Ressourcen
• Integration aller beteiligten Personen unabhängig davon, wo sie sich befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind
Auswirkungen auf PLM:• Kontinuität
• Föderation
• Interdisziplinarität
• Frontloading
• Virtualität
• ProzessintegrationQuelle: in Anlehnung an Eigner, Ovtcharova, PLL 2005
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 9
Systemsicht
1. Datenerzeugung1. Datenerzeugung• CAx-Daten• FEM-Daten• jt-Daten
• Dokumente:• Zeichnungen• Pläne
2. Product Lifecycle Management2. Product Lifecycle Management• Strukturierte Informationsablage
• Prozessmanagement
3. Engineering Applikation3. Engineering Applikation
Konstruktion SimulationDigital Mock-Up Virtual
PrototypingDigitaleFabrik
ReverseEngineering
• Datenintegration
• IT-Systembereitstellung
5. Kommunikation5. Kommunikation• Verteiltes Projektmanagement
• Shared Applications
• Zugriffprofile
• Tätigkeiten
• Engineering Portals
DRAGONEngineering
Portal
DRAGONEngineering
Portal
Spezifikationvon Anforderungen
(Produkt, Partnerfirma)
Überprüfungpotentieller Partner
Suche nachgeeigneten
Partnerfirmen
Austausch und gemeinsameNutzung von Produktdaten
im Rahmen der Produktentwicklung
Integration vonEntwicklungsprozessen und Daten
Aufbau eines gemeinsamenProdukt- und Prozessmodells
Cultural
Repository
Cultural
Repository
Best
Practices
4. Engineering Organisation4. Engineering Organisation• Globale Teamkollaboration
• Dynamische Arbeitsabläufe
• Vernetzte Prozesse
CAD-SystemCAD-System
DatenbasisDatenbasis
CAE-SystemCAE-System
DatenbasisDatenbasis
CAM-SystemCAM-System
DatenbasisDatenbasis
……
DatenbasisDatenbasis
DMU-ToolsDMU-Tools
DatenbasisDatenbasis
PDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERP
MetadatenbasisMetadatenbasis
CAD-SystemCAD-System
DatenbasisDatenbasis
CAD-SystemCAD-System
DatenbasisDatenbasis
CAE-SystemCAE-System
DatenbasisDatenbasis
CAE-SystemCAE-System
DatenbasisDatenbasis
CAM-SystemCAM-System
DatenbasisDatenbasis
CAM-SystemCAM-System
DatenbasisDatenbasis
……
DatenbasisDatenbasis
……
DatenbasisDatenbasis
DMU-ToolsDMU-Tools
DatenbasisDatenbasis
DMU-ToolsDMU-Tools
DatenbasisDatenbasis
PDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERPPDMPDM ERPERP SCMSCM ERPERP
MetadatenbasisMetadatenbasis
Quelle: nach SFB 374, 2003
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 10
Prozesssicht
Globales Produktprogramm1. DEFINITION/ MODIFIKATION1. DEFINITION/ MODIFIKATION
PRODUKTSTRUKTUR
Chassis & Underbody
Front Passenger
Cockpit & I/P
Vehicle
1 0Powertrain
15
Pow ertrain Integration
2 0
Chassis
3 0 HVAC & PowertrainCooling
4 0Interior
5 0Body Struc ture
5 5Body Closure s
6 0Exterior
7 0Occupant &VehicleEle ctrical/ Electronic
4 0.01I/P & Console
4 0.02 Seats
4 0.03Interior Trim
40.03 .01
Quarte r& Garnish Trim40.03 .02
Roof Trim
40. 03. 02.01 Sub strate40. 03. 02.02 Tr im Cover40. 03. 02.03 He adIm pact Coun ter -
m easur eP rovi sions
40. 03. 02.04 Sun shadeA ssemblie s40. 03. 02.05 Assi st G ri ps40. 03. 02.06 Ro of Rei nfor cement
M easur e40. 03. 02.07 Co at Hooks40. 03. 02.08 O verhe adC onsole
40. 03. 02.09 HV AC D ucts
40.03 .03Floor Trim
40.03 .04
Rear Compartment Trim40.03 .05
Rear Window TrimPanel40.03 .06
Door: Liftgate & Endgate Trim
4 0.04Interior Lighting
4 0.05Acoustic Trea tments
4 0.06Restraints
4 0.07Owner Information& Labels
Zusammenbau, Positionierung undOrientierung des Fahrzeuges im 3D-Raum
PHYSIKALISCHE SICHTPHYSIKALISCHE SICHT
Hierarchische Einordnung der Fahrzeugteile, -komponenten und -systeme nach deren Funktion
FUNKTIONALE SICHTFUNKTIONALE SICHT
Einordnung der Fahrzeugteile,-komponenten und –systeme nach
der Unternehmensstruktur
ORGANISATORISCHE SICHTORGANISATORISCHE SICHT
FunctionalBaseli ne
01 Air Induction02 PT-Dr iver Interf ace03 Exhaust04 Driveline05 Fuel Storage &
Handling06 Power Take-off
Organ ization Table
Consolidations
Allocations
PMT
PMT
PMT
SMT
PMT
PMT
PMT
PMT
SMT
XXX
XXX
XXX
PDT
Lookup
„Master“
derived on demand
8. ÄNDERUNGEN ÜBERNEHMEN8. ÄNDERUNGEN ÜBERNEHMEN
Statusbericht, Aktionsplan
ERGEBNISAUFNAHME
6. VIRTUELLEPRODUKTVALIDIERUNG
mit DMU / VP
6. VIRTUELLEPRODUKTVALIDIERUNG
mit DMU / VP
VIRTUELLESPRODUKT
PLM System
3. DIGITALE PRODUKT-VALIDIERUNG mit CAx-
Daten
3. DIGITALE PRODUKT-VALIDIERUNG mit CAx-
Daten
DIGITALES PRODUKT
Wiederholte Iterationen
7. VIRTUELLEFABRIKVALIDIERUNG
mit DMU / VP
7. VIRTUELLEFABRIKVALIDIERUNG
mit DMU / VP
CAD/CAE/CAM System VR/AR/MR System
DIGITALES PRODUKT
Digitales Produktmodell zum bestimmten Entwicklungsstand
2. KONFIGURATION / ERSTELLUNG2. KONFIGURATION / ERSTELLUNG
...
...
. ..
P o w ert ra in
P o w er tra in In teg ra tio n
S teerin g
L im o u sin e
Car avan
M o n o cab
Hin te rach se
V o rd er ach se
Su sp en s io n
T ir es , W h ee ls , T rim
B rakes
F ram e Assem b ly
M o u n ts
C h ass is To o ls
C h ass isC h ass is
H V AC + PT Co o l in g
V eh ic le
Virtuelles Produktmodell im Kontext des gesamten Produktes
5. VIRTUALISIERUNG5. VIRTUALISIERUNG
VIRTUELLES PRODUKT
VIRTUELLE FABRIK
4. DIGITALEFERTIGUNGSPLANUNG
mit CAx-Daten
4. DIGITALEFERTIGUNGSPLANUNG
mit CAx-Daten
DIGITALE FABRIK
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 11
Umsetzung: Stand heute
andereMarkt
Managementebene(Strategie)Strategie
TechnologieieGesetze
Planung
OrganisationZiele Ergebnisse
Unternehmensstrategie
NutzeranforderungenProzesse
EinsatzTests
Operative Ebene(Prozesse)
IT-Ebene(Systeme)+
Software
Hardware
Spezifikationen Systemlösungen
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 12
Umsetzung: Zukunft
andereMarkt
Managementebene(Strategie)Strategie
TechnologieieGesetze
Planung
OrganisationZiele Ergebnisse
Unternehmensstrategie
IT-Ebene(Systeme)+
Software
Hardware
Spezifikationen Systemlösungen
NutzeranforderungenProzess
EinsatzTests
Operative Ebene(Prozesse)
Prozessanforderungen Prozessmodell
Lösungskonzept
Prozess- undSystem-
integrationsebene(Methoden)Systemanforderungen
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 13
Neue Wege der Forschung und Lehre
Prozess TechnologieMensch Lösungen Transfer
PLM
Process andIT System Integration
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 14
Vorteile
• Ganzheitliche Entwicklung und Validierung der Produktteile, -komponenten und -systeme im Kontext der gesamten Produktfamilie
• Beherrschung der Produkt- und Prozesskomplexität durch Erhöhung der Transparenz über Produktvarianten und deren Auswirkungen auf den Produktionsprozess
• Besseres Erkennen von Problemen und Abweichungen sowie verkürzte Lernkurve durch vollständige Erfassung und Präsentation der Validierungsergebnisse auf Basis einheitlicher Informationshaltung
• Direkte „High-End“ Visualisierung als Grundlage für zielorientiertetechnische und Managemententscheidungen
• Beschleunigung der Planungsprozesse und Kostensenkung durchvirtuelle Absicherungen, Reduktion der Informationsbeschaffung und Automatisierung von Routinetätigkeiten
• Erhöhung der Planungsqualität und Verbesserung der Kommunikation für Entwicklungspartner, Zulieferer und Kunden auf Basis einer gemeinsamen PLM Kommunikationsplattform
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova- Folie 15
Schlüsselinnovation
PRODUKT
OR
GA
NIS
ATI
ON
PRO
ZESS
• Anforderungen• Spezifikation• Funktionen und Eigenschaften• Kosten
• Projektorganisation• Linienorganisation• Zulieferer• Händler• Werkstätte• Kundenbindung
• Entwicklung• Erprobung• Fertigung• Verkauf• Nutzung• Wartung• Recycling
PLMINFORMATIONSPOOL
IT-SYSTEME
• „Design-in-Context“• Prototypbezogene Konfiguration• Integrierte virtuelle Validierung• Kundenpräsentation• Produktoptimierung
PRODUKTPRODUKT
OR
GA
NIS
ATI
ON
PRO
ZESS
• Anforderungen• Spezifikation• Funktionen und Eigenschaften• Kosten
• Projektorganisation• Linienorganisation• Zulieferer• Händler• Werkstätte• Kundenbindung
• Entwicklung• Erprobung• Fertigung• Verkauf• Nutzung• Wartung• Recycling
IT-SYSTEME
• „Design-in-Context“• Prototypbezogene Konfiguration• Integrierte virtuelle Validierung• Kundenpräsentation• Produktoptimierung
ProzessintegrationVernetzung und Management der Teilprozesse, vor allem der
Wechselwirkungen zwischen den Prozessen
ProzessintegrationVernetzung und Management der Teilprozesse, vor allem der
Wechselwirkungen zwischen den Prozessen
FöderationIntegrierte Produkt- und
Prozessinformationen überOrganisationseinheiten,
Zulieferer, Partner, Kunden
FöderationIntegrierte Produkt- und
Prozessinformationen überOrganisationseinheiten,
Zulieferer, Partner, Kunden
VirtualitätVerkürzte Lernkurve bei der
virtuellen Validierung auf Basis einheitlicher interdisziplinärer
Informationshaltung
VirtualitätVerkürzte Lernkurve bei der
virtuellen Validierung auf Basis einheitlicher interdisziplinärer
Informationshaltung
KontinuitätGanzheitliche, strukturierte und
konsistente Verwaltung aller Informationen über den
gesamten Produktlebenszyklus
KontinuitätGanzheitliche, strukturierte und
konsistente Verwaltung aller Informationen über den
gesamten Produktlebenszyklus
InterdisziplinaritätAufbau eines vernetztendisziplinübergreifendenGesamtproduktmodells
InterdisziplinaritätAufbau eines vernetztendisziplinübergreifendenGesamtproduktmodells
FrontloadingVerlagerung von
ergebniskritischen Teilprozessen und Ressourcen in die frühen
Phasen der Entwicklung
FrontloadingVerlagerung von
ergebniskritischen Teilprozessen und Ressourcen in die frühen
Phasen der Entwicklung
Lebenszyklusorientierte ProduktLebenszyklusorientierte Produkt-- und Prozessoptimierungund Prozessoptimierung
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Institut für Informationsmanagementim Ingenieurwesen Universität Karlsruhe (TH)
AVG Süd 1.OG. Adenauerring 20 Geb. 50.41 D-76131 Karlsruhe
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova
Tel.: +49 (0) 721 608-2129
Fax: +49 (0) 721 661138
Email: jivka.ovtcharova@imi.uni-karlsruhe.de
Raum 103
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