Jonathan Masior, Fraunhofer IAO
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PLM-SYSTEME IM MASCHINENUND ANLAGENBAU Jonathan Mas ior Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) Competence Centre R&D Management PDM/PLM Consultancy Center 21. Mai 2014, Königstein im Taunus © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 1 Inhalt Das Fraunhofer IAO und PLM-Beratungs zentrum Möglichkeiten von PLM-Systemen Auswahl und Einführung von PLM-Systemen Implikationen für die Bauindustrie © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 2 Fraunhofer IAO Stuttgart – Mit Ideen zum Erfolg © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 3 IAO und IAT im Profil Gründungsjahr: IAO – 1981 IAT – 1991 Institutsleiter (kommissarisch): Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Bauer Finanzvolumen: 31,8 Mio €, davon 37% im Auftrag der Wirtschaft Mitarbeiter: ca. 500 Mitarbeiter Daten 2012, inklusive IAT der Universität Stuttgart www.iao.fraunhofer.de www.iat.uni-stuttgart.de © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 4 Competence Center FuE-Management Unser Leistungsangebot in 4 Themenfeldern: FuE-Organis ation und Effizienz FuE-Organisation I FuE-Effizienz I Innovationsmanagement S trategis ches FuE- und Technologie-Managem ent Von detaillierten Technologieanalysen über die Programmplanung bis zur vollständigen FuE-Strategie Innov ativ e IT-S y s tem e in FuE (PLM-Beratungs zentrum ) Einführung und Umsetzung der Konzepte der „virtuellen Produktentwicklung“ mit integrierten IT-Systemen und einer ganzheitlichen Prozessbetrachtung Unternehm ens entw icklung Zentrum Unternehmensentwicklung www.zue.iao.fraunhofer.de www.rdm.iao.fraunhofer.de © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 5 PDM/PLM Beratungszentrum PDM/PLM Beratungs zentrum Fors chung und Beratung im Um feld folgender IT-S y s tem e Product Life-Cycle Management (PDM/PLM) Computer Aided Design (CAD, CAx) Collaborative und Mobile Engineering Systemlösungen für frühe Phasen (Technologie- und Innovationsmanagement, Ideenmanagement) Produkt- und Lösungskonfiguratoren Enterprise Resource Planning (ERP) Simulationswerkzeuge Projektmanagement © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 6 PDM/PLM Beratungszentrum - Leistungsumfang PDM/PLM Beratungs zentrum Methoden- & Konzeptunterstützung: Unterstützung bei der Entscheidungsfindung: Prozessanalyse & -optimierung Analysen & Anforderungen Organisationsgestaltung Szenarien-Design IT-Systemlandschaften Schnittstellenkonzepte EngineeringMethoden unternehmensspezifische Benchmarks/ Systemtests Projekt Anforderungsmanagement Coaching Change Management Integrationslabor Feinspezifikation Seite 7 Formen der Unterstützung: Projektmanagement Risikomanagement Referenzen © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Projektunterstützung bei der Einführung: Durchführung von Workshops Strategie-Briefings PDM/PLM Beratungszentrum – Referenzkunden Beispiele © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 8 PDM/PLM Beratungszentrum - Aktuelle Forschungsthemen PDM/PLM Beratungs zentrum Aktuelle Fors chungs them en: PLM für Industrie 4.0 PLM für die Bauindus trie PLM für die frühen Phasen der Produktentwicklung Virtuelle Produkt- und Produktionsentwicklung Collaborative und Mobile Engineering Berufsbegleitende Ausbildung zum PLM Professional © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 9 NewBEE Schaffung neuer Geschäftsmodelle für energieeffizientes Bauen und Sanieren Übergeordnetes Ziel Entwicklung des NewBEE-Systems zur Befähigung von KMU erfolgsorientierte Geschäftsmodelle für kosten- und energieeffizientes Sanieren zu gestalten vv d Owners Content Area for Owners SMEs Content Area for SMEs NewBEE Platform Assessment Tools © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Market Place Networking Area Funded by the European Commission GA no: 314326 Seite 10 Design4Energy Methode zur energieeffizienten Gestaltung von Gebäuden mit Anbindung an anliegenden Energiesystemen unter Beachtung der Entwicklungen im Gebäude-Lebenszyklus Prognose der aktuellen und zukünftigen Energieeffizienz von Gebäuden auf individueller und Umgebungsebene Schaffung einer besseren Informationsbasis bei Entscheidungen zur Optimierung der EnergiePerformance über den Gebäude-Lebenszyklus hinweg, inklusive Betrieb und Wartung Energiemarkt Ganzheitliches CAD GebäudeEnergiesimulation modell Entscheidungsunterstützung Energienetze Referenzdaten Umgebungsverhältnisse Wetter Bedingungen um das Gebäude © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 11 MEEFS Retrofitting Multifunktionale energieeffiziente Fassadensysteme für Gebäude-Sanierungen Innovative Fassadensysteme: Ein Satz von flexiblen, leichtgewichtigen und kosteneffizienten Bauplatten Technologische Einheiten, intelligente Kontrollsysteme Richtlinien zur Gestaltung, Sanierung und Inbetriebnahme von Gebäuden MEEFS nutzt m ultifunktionale, energieeffiziente Panels , technologis che Module s ow ie innov ativ e Verbundw erks toffe, die für die S anierung der Gebäudehülle einfach handhabbar in Fas s adens y s tem e integriert s ind. © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 12 Inhalt Das Fraunhofer IAO und PLM-Beratungszentrum Möglichkeiten v on PLM-S y s tem en Auswahl und Einführung von PLM-Systemen Implikationen für die Bauindustrie © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 13 PLM-Systeme als Erfolgsfaktor für eine schlanke und effizient Produktentwicklung Angebots- und Auftragsdurchlauf … umfasst den Aufbau, die Vernetzung und den Betrieb produkt- und produktions bezogener s trategis cher und operativ er Prozes s e produzierender Unternehmen unter Verwendung von Inform ations - und Kom m unikations technologien sowie das Entwickeln und Herstellen IT-integrierter Produkte. Produktlebenszyklusprozess Innov ations planung Fors chung und Technologieentw icklung Entw icklung und Kons truktion Ziele: Prozesse beschleunigen, qualitativ verbessern und kostengünstiger gestalten sowie Produkte verstärkt als »eingebettete Systeme« konzipieren. © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 14 Produktions anlauf End-of-Life PDM-System PDM-Systeme managen.... Zugriffs priv ilegien Anw endungen in der Produktentw icklung Geschäftsleitung Projektleiter Sachbearbeiter ... Tätigkeiten CAD CAM FEM Simulation ... Statuskontrolle Bearbeiten ... S tam m - und S trukturdaten PDM Baugruppen Stückliste ... Prozes s e/Workflow s Konzepterstellung Änderungsmanagement Freigabewesen ... Dokum ente CAD-DB CAP-DB Daten © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT CAD-File CAM-File ... Seite 15 15 CAX-DB Zeichnungen Änderungsantrag ... PLM-Systeme als Erfolgsfaktor für eine schlanke und effizient Produktentwicklung Durchgängige, s tandortübergreifende Planung und S teuerung der Intern & Ex tern Produkte und Prozes s e v on der ers ten Idee bis zur Produktion durch die Unters tützung einer integrierten und durchgängigen Seite 16 © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT PLM-Lös 16 ung. CAD-System Grafische Benutzeroberfläche CAE-Systeme PLM- Funktionsmodule CAM-Tool Produktstruktur-/ Stücklistenmanagement NC-Programmierung Produktdatenverwaltung Klassifizierung & Teilefamilienmanagement ProjektIntegrierte Tools management (Plotten, Scannen, Archivierung) Patent-Datenbanken MS Exchange Interface CAQ-System Dokumenten- Workflow- verwaltung management Varianten-/ Konfiguations MS-Office management Kommunikation Änderungs- Analysen & management Reporting Benutzer- verwaltung Web-Access (Externe Zusammenarb.) … MS-Project RessourcenKollaboration-Tools management System- PDM/PLM Systemkern Simulationstools Datenbankschnittstelle ERP Datenbank: Oracle, MS SQL Metadaten Datenbank CAD-Modelldaten Applikationsschnittstellen zu Anwendersystemen Dateien Projekt X Vaults (Sicherheitsbereiche) administration PDM/PLM-Systeme Unterstützung der Produktkonfiguration (Bsp. Perspectix) Standardkomponenten aus E-Katalog Ableiten und Ausgabe des Angebotes Bottom-up-Konfiguration von Sondermaschinen, Einbezug des „Regelfalls Sonderkonstruktion“ Kundendaten Bestehende Lösungen aus Bibliothek / Archiv PDM/CAD-Integration ERP Werkzeug-Konfiguration Konflikte / Plausibilitäten Input Sonderkonstruktion Quelle: Perspectix - Anwendungsbeispiel Maschinenbau © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 18 Preiskalkulation Industrie 4.0 – die Duale Strategie: Marktführer und Zulieferer werden Horizontale Integration – über Wertschöpfungsnetzwerke Duale S trategie: Einsatz von CPS in der Fertigungsindustrie Durchgängigkeit des Engineering Über die gesamte Wertschöpfungskette Entwicklung und Produktion von CPSTechnologien und –Produkten Entwicklung, Implementierung und v ertikale Integration von vernetzten Produktionssystemen Um die deutsche Fertigungs- und Betriebsmittelindustrie zu stärken Bildquelle: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, April 2013, http://www.bmbf.de/pubRD/Umsetzungsempfehlungen_Industrie4_0.pdf © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart F19 Industrie 4.0 – einige PLM Anforderungen für bessere Planungs- und Reaktionsfähigkeit: Integration von web-basierten Services (“Internet of Everything”) in der Produktentwicklung und Produktion Echt-Zeit Infrastrukturen und Plattformen für vertikale und horizontale Integration Bildquelle: Fraunhofer IAO Kontinuierliche Validierung des virtuellen und realen Produktionssystems Neue Sicherheitsstandards Einfache Modelle und Methoden für die ganzheitliche Integration des Engineering Standards, Open Middleware und Schnittstellen Flexibilität und Anpassbarkeit des PLM Neuartige PLM-unterstützende Organisationsformen und Arbeitskultur Chaordische, selbstorganisierende, agile Systeme und Netzwerke … Bildquelle: siemens.com © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart F20 Inhalt Das Fraunhofer IAO und PLM-Beratungszentrum Möglichkeiten von PLM-Systemen Aus w ahl und Einführung v on PLM-S y s tem en Implikationen für die Bauindustrie © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 21 Auswahl und Einführung eines PDM/PLM-Systems Vorgehensweise Entscheidung für ein Entscheidung Endgültige System- IT-Projekt Pilot entscheidung Vorprojektphase Projektdurchführung Analysephase Auswahlphase Pilotphase • Impl.plan • Machbarkeitsstudie • Projektdefinition • Wirtschaftlichkeit 2-3 Monate • Prozeßanalyse • Schnittstellen • Technologie • Szenarien • Integrationslabor • Technologie • Systemvorauswahl • Customizing/ Prototyping • Benchmarking • Migration • Schulungen 2-3 Monate 2-4 Monate Implementierungsphase • Systemimplementierung • weitere Appl.-Integration • Integration U.-bereiche/ Standorte • Evtl. Zusatzmodule 3-6 Monate Zeit für die Auswahl und Einführung ist abhängig von den Voraussetzungen im Unternehmen (insbes. Verfügbarkeit der Mitarbeiter) und den zu unterstützenden Unternehmensfunktionen. © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 22 Methode für die Identifikation der Handlungsfelder für eine schlanken Entwicklung Wie findet man die Verbesserungspotenziale (»Verschwendung«)? Identifikation v on S chw achs tellen („Vers chw endung“) in den Prozes s en und S tärken s ow ie Verbes s erungs potenziale Erarbeitung heutiger & zukünftiger Anforderungen an eine s chlanken & effizienten Produktentw icklungs prozes s Organisation + Prozesse 1 ... 2 ... 3 ... Mitarbeiter 1 ... 2 ... 3 ... 4 ... • Wertschöpfende Tätigkeiten (Stärken) Technologie + IT 1 ... 2 ... 3 ... 4 ... Prozes s e • Nichtwertschöpfende Tätigkeiten - benötigte Verschwendung ... 1 ... 2 ... 3 ... 4 ... Zulieferer Kunden Fokus : • Nichtwertschöpfende Tätigkeiten - reine Verschwendung Zulieferer Ereignis Funktion Info/ Daten Kunden Dokumente Medium IT-System Org. Problem zuordnung Is t-Prozes s Identifikation v on Handlungs feldern (HF) & Erarbeitung einer Roadm ap HF: Organisation HF: Prozess HF: Informationtechnologie HF: Human Rescources HF: ... © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 23 z.B. Anforderungen z.B.„Kunde“ Anforderungen z.B.„Kunde“ Anforderungen Anforderungen „Kunde“ 1 1 1 2 2 1 2 3 3 2 4 3 4 3 4 4 Prozes s anforderungen 1 Hauptproblemfelder 2 Hauptanforderungen 3 Gestaltung eines schlanken & effizienten Produktentwicklungsprozesses Wie werden Sollprozesse definiert? Ableitung und Definition der s chlanken & effizienten Produktentw icklungs prozes s e s ow ie der zugehörigen Lös ungs konzepte Kunden 4 Zulieferer S oll-Prozes s e Kunden Zulieferer Ereignis Funktion Info/ Dokumente Medium IT-System Daten Org. am s Zu eit rb na Fertigung meSupply Chain Montage n tio Management Einkauf/ Beschaffung Zu Marketing sa m Ve Verkauf rtr Vertrieb ie b k du ro P m en ar b eit SOP Vorserie ng /P Pr Zu sa mm en ick n sProdukt- lun konstruktion g u. -design arb eit PLM S y s tem aus w ahl und Im plem entierung der Lös ungs konzepte © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 24 Nu Produktionsro odu d planung u. en k tw uktio t-gestaltung Abgleich m it anderen S tandorten/Produktbereichen/etc. Service tzu Erprobung u. Verbesserung Entwurf Wartung & Instandhaltung eit Vor-/KonzeptEntwicklung Recycling & Entsorgung Zu arb en mm sa 5 Verbesserungspotentiale in Unternehmen z.B. aus dem mittelständischen Maschinenbau (1/2) Viele nicht-wertschöpfende Tätigkeiten mit hohem Zeitaufwand: Suche von Daten, Dokumenten, Informationen etc. bzw. Informationsbeschaffung – „Aktualität der Daten“ Mehrmalige, aufwendige und manuelle Eingabe von Daten Zusammenstellung aller relevanten Dokumente und Daten … Bereichsübergreifende Prozesse - viele Insellösungen ohne tiefgreifende Integration der Teams Hohes Potential in der optimierten Abstimmung des Angebots- und Auftragsdurchlaufsprozess sowie des Neuentwicklungsprozesses (weniger in den nachfolgenden Prozessschritten) Ein Gesamtprozess für Angebots-, Auftragsdurchlauf-, Neuentwicklungsund Änderungsprozess (fehlende Skalierung) Zusammenarbeit mit Externen (Zulieferer, Dienstleistung etc.), sowie die IT technische Unterstützung dieser Prozesse Papierbasiertes Arbeiten © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 25 Verbesserungspotentiale in Unternehmen z.B. aus dem mittelständischen Maschinenbau (2/2) Strukturiertes Daten- und Dokumentenmanagement auf einer gemeinsamen Datenbasis sowie die Datenverknüpfungen zur Nachvollziehbarkeit z.B. Werkzeuge/Vorrichtungen/Betriebsmittel/etc. zu einem Teil bzw. zu einer externen Kundenanfrage Fehlende digitale Workflow-Unterstützung in den Prozessen „Einmalige Eingabe“ der Daten ins System durch den Ersteller im Prozessschritt der Datenentstehung (Pull-Prinzip/fehlende interne Kunden-Lieferantebeziehung) Fehlende Prozesstransparenz, z.B. Statusverfolgung der Entwicklungsprozesse, Kostenverfolgung etc. Sehr häufige Doppelarbeit in der Entwicklung Einsatz von „Virtual / Digital Engineering“ Methoden und Systemen Durchgängige IT Unterstützung des Prozesses d.h. Integration der verschiedenen eingesetzten IT-Systeme, Tools, Datenbanken … © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 26 Inhalt Das Fraunhofer IAO und PLM-Beratungszentrum Möglichkeiten von PLM-Systemen Auswahl und Einführung von PLM-Systemen Im plikationen für die Bauindus trie © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 27 Lebenszyklus abhängige Herausforderungen Innov ations planung Fors chung und Technologieentw icklung Entw icklung und Kons truktion Produktion Vertrieb S erv ice End-of-Life Quelle: www.ribaplanofwork.com Übertragbarkeit: Durchgängigkeit nicht gegeben (durchgängiges Konsortium ist Ideal) Bruch zwischen Design und Bau durch Ausschreibungen mehrere Personen federführend, fast immer ein Architekt notwendig Planung übergibt an Ausführung ohne ausreichende Simulation Herausforderung: flexible, schnelle Anbindung von verschiedenen Systemen, Datenbanken und Interessengruppen Geringe Standardisierung bei Daten und Prozessen Nicht direkt übertragbar: unflex ibel und kos tenintens iv e Im plem entierung © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 28 “When the Wind of Change blows, some People build Walls, others build Windmills.” (Chinese Proverb) Working for the Future. © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Bildquelle : fotolia Seite 29 Kontakt Jonathan Mas ior Competence Centre R&D Management PDM/PLM Consultancy Center www.iao.fraunhofer.de Telefon +49 711 970-2369 [email protected] Fraunhofer-Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation IAO Nobelstraße 12 | 70569 Stuttgart © Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart - IAT Seite 30
