Produktionssysteme

Globale Entwicklung hält sicher die Spur

Um die globale Entwicklungszusammenarbeit zu optimieren, setzt der Automobilzulieferer ZF Sachs nun anstelle von 14 lokalen CAD-Datenmanagement-Installationen an allen Entwicklungsstandorten die PTC-Lösung Windchill PDMLink für diese Aufgabe ein. Mit Unterstützung der Global-Service-Organisation von PTC konnten mehr als 1,5 TB Produktdaten problemlos migriert und in den Produktiveinsatz überführt werden – die reine Migration war sogar im Laufe eines verlängerten Wochenendes erledigt.

Die ZF Sachs AG liefert als Unternehmensbereich Antriebs- und Fahrwerkskomponenten der ZF Friedrichshafen AG unter anderem innovative Hybridmodule und Drehmomentwandler für den Pkw-Antriebsstrang sowie elektronische Dämpfungssysteme (CDC) für aktive Fahrwerksysteme in Pkw und Nutzfahrzeugen. Von den weltweit 16.500 ZF-Sachs-Mitarbeitern sind rund 1.300 in der Grundlagen- und Applikationsentwicklung tätig, die sich über 14 Standorte in zehn Ländern verteilt. Zudem unterteilt sich ZF Sachs in sieben Geschäftsfelder, die für bestimmte Produktbereiche zuständig sind. „Die Entwicklung ist global organisiert, wird aber zentral von Schweinfurt aus gelenkt“, berichtet Georg Memmel, Leiter Entwicklung NKW Stoßdämpfer bei ZF Sachs. „Hier geben wir die Leitlinien für die Entwicklung und die global einzuhaltenden Standards vor, auch die Fertigungsprozesse werden hier festgelegt.“ Wenn die Basisentwicklung dann einen gewissen Reifegrad erreicht hat, werden die Produkte an die Applikationsentwickler der verschiedenen Standorte übergeben.
„Natürlich arbeiten wir schon bei der Basisentwicklung eng mit den Kollegen vor Ort zusammen, die ihre regionalen Märkte und die spezifischen Kundenanforderungen am besten kennen“, fährt Memmel fort. Das beeinflusse maßgeblich die Strategie für die IT-seitige Abstützung der Entwicklungsprozesse, sprich den Einsatz der Lösungen für CAD und Produktdatenmanagement (PDM). „Wir sind so aufgestellt, dass wir mit standortübergreifenden Projektteams globale Produktentwicklung betreiben können.“ Dabei muss das Unternehmen aufgrund der Vielzahl der Kunden und der Variantenvielfalt der einzelnen Fahrzeuggruppen ein hohes Maß an Komplexität beherrschen. „Um den ‚vollen Bauchladen‘ bedienen zu können, müssen wir unsere internen Entwicklungsprozesse möglichst effizient gestalten“, so der Entwicklungsleiter weiter. Ein Erfahrungswert besagt etwa, dass rund 20 bis 30 Prozent der Komponenten doppelt existieren. Allein daran lässt sich ablesen, welche Effizienzsteigerung eine einheitliche Engineering-Plattform ermöglicht. Aus diesem Grund setzt ZF Sachs nun weltweit und an allen Standorten zwei Lösungen von PTC ein, das 3D-CAD/CAM/CAE-System Pro/Engineer zusammen mit Windchill PDMLink für die Verwaltung aller CAD-Daten.

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„Der wichtigste Nutzen von Windchill als CAD-Datenmangement-System ist, dass diese Plattform den Anwendern eine einheitliche Umgebung für die globale Zusammenarbeitet bietet“, sagt Memmel. „Wir haben zwar immer schon globale Produktentwicklung betrieben, aber sie ist dadurch viel einfacher und effizienter geworden.“ Die weltweite CAD-Datenbasis sorgt nicht nur für eine bessere Qualität und Konsistenz der Daten, sondern beschleunigt auch die Prozesse der Zusammenarbeit – weil die Projektteilnehmer keine Daten mehr durch die Gegend schicken müssen. Sie werden einfach in entsprechenden Ordnern abgelegt, auf die alle zugangsberechtigten Projektmitglieder Zugriff haben.

„Die global einheitlichen IT-Systeme und Prozesse helfen uns massiv, weil die Ingenieure an allen Standorten dieselben Abläufe und Gepflogenheiten vorfinden“, betont Guenter Wagner, Leiter Informationssysteme Engineering bei ZF Sachs. „Dank der vernetzten Entwicklung laufen alle Fäden an einer Stelle zusammen – der Prozess wird somit steuerbar.“ Deshalb brauche man auch einen Partner wie PTC, der global tätig sei, dank langjährigem Erfahrungswissen die Anforderungen der Industrie verstehe und diese in den USA, Europa und Asien gleichermaßen umsetzen könne. „Wir wollten ein Gesamtpaket aus einer Hand und einen Partner, mit dem wir global zusammenarbeiten können.“

Konfigurierbares Datenmodell stellt hohe Anforderungen

Alle Geschäftsfelder bei ZF Sachs konstruieren ihre Produkte deshalb mit Pro/Engineer, das unternehmensweit auf über 600 Arbeitsplätzen installiert ist. „Das ist unser strategisches CAD-System, da es sich als die ideale Lösung für die Komponentenentwicklung erwiesen hat“, ergänzt Georg Memmel. Man könne damit einen Produktbaukasten aufbauen, der sich über einen Konfigurator steuern lässt – was wiederum die Teilewiederverwendung enorm vereinfacht. „Wir sind dadurch heute in der Lage, in weniger als einer Stunde einen kompletten Stoßdämpfer kundenspezifisch zu konfigurieren und automatisch die entsprechenden Unterlagen für die Angebotserstellung auszuleiten.“ Auch bei der Entwicklung der Lkw-Dämpfer schöpfen die Anwender die Möglichkeiten der parametrischen Konstruktion mit generischen Bauteilen intensiv aus, die über Familientabellen gesteuert werden. Die Kehrseite der Medaille sei allerdings ein „ausgesprochen komplexes Datenmodell“, so Memmel weiter, „dessen Strukturen und Referenzen sich nicht mit jedem beliebigen CAD-Datenmanagement-System verwalten lassen.“

Zuvor verwalteten die Produktentwickler an den verschiedenen Standorten ihre CAD-Daten in 14 dezentralen Datenbanken, die in regelmäßigen Abständen mit der führenden Datenbank in Schweinfurt abgeglichen wurden. Das war vor allem bei den Standorten, die im Rahmen der globalen Entwicklung eigene Daten in den gemeinsamen Pool einbringen, mit einem hohen administrativen Aufwand verbunden. „Außerdem stieß das Berechtigungskonzept bei globalen Projekten an seine Grenzen, weil die Daten hin- und hergeschoben werden mussten, wenn sie an anderen Standorten bearbeitet werden sollten“, erläutert Wagner. „Mit Blick auf den Schutz des geistigen Eigentums, der bei der Zusammenarbeit mit Partnern in Fernost eine immer wichtigere Rolle spielt, benötigten wir daher ein feiner abgestuftes, globales Berechtigungskonzept mit der Möglichkeit, die Daten rollenbasiert zu filtern.“ Das war einer von mehreren Gründen, die für den Umstieg auf Windchill PDMLink sprachen.

Bereits 2006 legte das Unternehmen mit einer umfassenden Evaluierung den Grundstein für das Migrationsprojekt. Hier wurde untersucht, ob Funktionalität und Leistung von Windchill PDMLink den Anforderungen an ein globales CAD- Datenmanagementsystem genügen, ob man die Daten ohne Verlust in die neue Umgebung überführen kann und welcher Aufwand dafür erforderlich ist. Basierend darauf definierte das Projektteam gemeinsam mit den Mitarbeitern der Global-Service-Organisation (GSO) von PTC die Zielvorgaben und stellte einen Projektplan für die Umsetzung auf. „Das System war für uns völliges Neuland – deshalb brauchten wir das Know-how und die Erfahrung des Herstellers, um die Lösung möglichst schnell in unsere Prozesse implementieren zu können“, berichtet Guenter Wagner. „Die GSO-Mitarbeiter waren sehr kompetent und haben es geschafft, das Projekt im geplanten Zeitrahmen zum Abschluss zu bringen – und sie haben dabei auch noch mehr Funktionalitäten als geplant implementiert.“ Das Gesamtprojekt dauerte etwa ein Jahr, was unter anderem damit zusammenhing, dass ZF Sachs vermeiden wollte, die Daten in einem ‚Big Bang‘ in die weltweite Datenbasis einzuspeisen. Deshalb implementierte man Windchill PDMLink im ersten Schritt nur in Deutschland und an drei anderen Entwicklungsstandorten in den USA, Brasilien und der Slowakei. Im zweiten Schritt wurden dann die restlichen europäischen Standorte und im dritten die Standorte in Asien umgestellt.

Ein Projektleiter von PTC koordinierte die Produktivschaltung an den verschiedenen Standorten, die jeweils durch Schulungen mit lokalen Trainern begleitet wurde. „Da die Global Services Organisation von PTC wirklich international aufgestellt ist, konnte sie in allen Geographien auf erfahrene Trainer zurückgreifen und unsere Anwender jeweils in Landessprache und gemäß den kulturellen Gepflogenheiten für die neue Entwicklungsumgebung schulen“, betont Wagner.

Eigentliche Datenmigration dauerte nur ein Wochenende

Die größte Herausforderung bei der Umstellung war die Migration des gesamten CAD-Datenbestands mit einem Volumen von 1,5 TB. ZF Sachs und PTC entwickelten dazu gemeinsam ein Migrationskonzept, das in einem ersten Schritt die Konsolidierung der dezentralen CAD-Datenbanken in einer zentralen Instanz in Schweinfurt vorsah. Diese wurde dann nach mehreren Testläufen, in denen die PTC-Mitarbeiter die Ergebnisse prüften und optimierten, an Windchill PDMLink übergeben. „Für die reine Migration der Engineering-Daten benötigten wir lediglich ein verlängertes Wochenende“, berichtet Guenter Wagner. „Bereits am Montag konnten die Anwender weiter arbeiten.“ Entscheidend für die Akzeptanz war auch, dass dabei keine Daten verloren gingen und die Beziehungen zwischen Modellen und Familientabellen erhalten blieben.

Heterogenes CAD-Datenmanagement ist möglich

Um den Erfolg des Projektes auch intern transparent zu machen, entwickelte Wagner unter anderem eine spezielle Kennzahl, mit der sich die Nutzung von Windchill im Vergleich zur vorherigen Entwicklungsumgebung messen ließ. Die Zahl der in das System eingecheckten Baugruppen sollte über die Verfügbarkeit des Systems Auskunft geben. „Nach dem Migrationswochenende haben wir sofort wieder die gleiche Flughöhe erreicht“, so der IT-Profi. „Ich würde jedem IT-Verantwortlichen empfehlen, eine derartige Messgröße zu entwickeln.“

Im Zuge der Einführung von Windchill PDMLink hat ZF Sachs den Freigabeprozess dahingehend verändert, dass auch die 3D-Modelle verschiedene Freigabezustände durchlaufen. In Verbindung mit der besser strukturierbaren Steuerung der Zugriffsrechte erlaubt das Anwendern in anderen Abteilungen – etwa der Arbeitsvorbereitung, die nicht mit Pro/Engineer, sondern mit anderen Autorensystemen arbeitet – einen direkten Zugang zu den Produktdaten. Früher mussten sie die Pro/Engineer-Modelle von den Konstrukteuren anfordern und konvertieren lassen. Davon sind die Konstrukteure nun befreit, da die entwicklungsfernen Abteilungen die benötigten Daten jetzt selbst abrufen können. Die Daten können über die Vorschaufunktion in Windchill PDMLink ausgewählt und in einem Batchlauf in ein neutrales Format wie Step oder Iges umgewandelt werden. Voraussetzung ist natürlich die Berechtigung zum Zugriff. „Wir haben dadurch über 100 neue Light-User hinzugewonnen“, sagt Wagner, „so dass heute weltweit rund 800 Mitarbeiter mit Windchill arbeiten.“

Ein zusätzliches Plus der neuen Lösung ist, dass sie multi-CAD-fähig ist. Denn für den Datenaustausch mit den Automobilherstellern gibt es auch eine Handvoll Catia-Arbeitsplätze. Mit der Umstellung auf Catia V5 stand man hier vor der Aufgabe, die Dateien in einer strukturierten Form zu verwalten. Da Windchill PDMLink über eine entsprechende Catia-Integration verfügt, konnte man auf den Einsatz eines weiteren CAD-Datenmanagement-Systems verzichten.

Wie sich die neue Engineering-Umgebung auf die Projektlaufzeiten auswirken wird, ist schwer zu sagen, weil die Dauer der einzelnen Kundenprojekte sehr unterschiedlich ist. Im Bereich der Lkw-Dämpfer schwanken die Projektzyklen beispielsweise zwischen vier Monaten und vier Jahren, je nachdem wie nah oder weit sich der Kunde an den von ZF Sachs erprobten und freigegebenen Standard hält. „Projekte mit einer Laufzeit von wenigen Monaten wären ohne Windchill PDMLink nicht oder nur mit einem unverhältnismäßig hohen Personaleinsatz realisierbar“, ist Georg Memmel überzeugt. „Sofern die Fertigungsprozesse dafür ausgelegt sind, können wir nun auch kleinere Projekte zu wettbewerbsfähigen Konditionen anbieten, was gerade in wirtschaftlich schwierigen Zeiten ein großer Vorteil ist.“ -co-

Parametric Technology GmbH (PTC), Unterschleißheim Tel. 089/32106-0, http://www.ptc.com

ZF Sachs AG, Schweinfurt Tel. 09721/98-0, http://www.zf.com

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