Produktionssysteme

Über Grenzen hinweg

Dr. Günter Staub

Dr. Anna Wasmer

Karlsruhe

Die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit zwischen Partnern in der Produktentstehung erfordert IT-Lösungen, die sowohl die gemeinsame Nutzung und Bearbeitung von Engineering-Daten wie auch partnerübergreifende, kollaborative Engineering-Prozesse unterstützen. Zunehmend müssen dabei auch global verteilte Engineering-Dienstleister und Joint Ventures immer enger in die internen Prozesse eingebunden werden. Die Fähigkeit zur schnellen und zuverlässigen Integration aller beteiligten Partner in einen gemeinsamen Entwicklungsprozess entwickelt sich daher immer mehr zu einer strategischen Komponente für eine effiziente Zusammenarbeit und damit letztendlich für kürzere Entwicklungszeiten.

Mit der zunehmenden Verbreitung leistungsfähiger PDM- beziehungsweise PLM-Lösungen kommt diesen auch eine zentrale Stellung bei der Integration der beteiligten Entwicklungspartner zu. Denn sie verwalten einen Großteil der mit den Partnern gemeinsam zu nutzenden Engineering-Daten und steuern die darauf aufsetzende Prozesskette der Produktentstehung. Auf Grund sicherheitstechnischer und organisatorischer Randbedingungen dürfen externe Partner wie auch Joint Ventures in vielen Fällen jedoch keinen externen Zugang zur internen PDM Infrastruktur erhalten [1]. Trotzdem brauchen Sie direkten, jedoch kontrollierten Zugriff auf die für ihren Teil der Entwicklung relevanten, aktuellen Informationen. Genauso benötigen interne Projekt- und Bauteilverantwortliche einen transparenten Prozess, der Entwicklungshoheit und Entwicklungsfortschritt über das gesamte virtuelle Projektteam kontrolliert und dokumentiert.

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Mit dem Aufkommen moderner Web-Technologien hat sich der kombinierte Einsatz von Datenaustausch mit Online-Zugriff auf interne Systeme (PDM, ECM etc.) etabliert. Ein stellenweise angewendetes Szenario ermöglicht es dem externen Partner, über einen Web-Client direkt auf das PDM-System des Kunden beziehungsweise OEMs zuzugreifen.

Vom Datenaustauschportal zum Collaboration Portal

Dort kann er die für ihn relevanten Informationen selektieren und dann den Versand des selektierten Datenumfangs an sich selbst als Empfänger anzustoßen. Als Teil des Versandprozesses werden die Umfänge – sofern nötig – konvertiert (wozu auch die Reduktion auf simple Geometrie ohne Konstruktionsintelligenz zählt), verpackt und zum Beispiel über OFTP (Odette File Transfer Protocol – ein Protokoll für die elektronische Datenübertragung, die Red.) verschickt oder auf einem Datenaustauschportal für den Zulieferer als Paket zum anschließenden Download bereitgestellt.
Auf Grund fehlender Zuordenbarkeit zu Projekten und zu den geänderten Versionen im PDM kommt es bei diesem klassischen Datenaustauschprozess oft zu Schwierigkeiten bei der Überführung der vom Partner geänderten Daten zurück ins interne PDM.

Mit der Notwendigkeit zur tieferen Einbindung mehrerer Entwicklungspartner und Joint Ventures in virtuellen Projektteams, aber auch, um zusätzliche Aspekte wie die Datensicherheit zu berücksichtigen, kommen immer stärker auch Portallösungen zum Einsatz, die als echtes »Kollaborations-Backbone« neben der Verwaltung und Bereitstellung reiner Datenaustauschpakete die Zusammenarbeit der Partner auf der Basis immer aktueller (Nutz- und Meta-) Daten aus den angeschlossenen internen Engineering-Systemen und eines systemübergreifenden, transparenten Entwicklungsprozesses ermöglichen.

Die über ein solches Kollaborations-Backbone bereit zu stellenden Informationen beinhalten in der Regel Bauteile beziehungsweise ganze Baugruppenstrukturen. Dies reicht bis hin zu varianten Produktstrukturen sowie zugeordneten Dokumenten (CAD-Modelle, Visualisierungsdokumente etc.), jeweils mit den zugehörigen Metadaten, allgemeingültigen Informationen und Dokumenten wie Normen, Konstruktions-Richtlinien, CAD-Startmodelle, Methodendokumentation sowie weitere projektbezogene Informationen wie Ansprechpartner und Kontaktdaten, Projektplanungsinformationen und Meilensteine.

Die Ablage dieser Informationen erfolgt mit Ausnahme der allgemein geltenden Informationen projektbezogen, innerhalb dieser individuell strukturiert und dabei versionierbar zur Nachvollzieh- und Nachverfolgbarkeit verschiedener Stände (etwa Bauteilstände).

Weitere Anforderungen an ein Portal, das neben der Bereitstellung von Daten auch den unternehmensübergreifenden Engineering-Prozess unterstützt, sind: Das Verwalten von Projekten und Projektteams mit entsprechender Berechtigungssteuerung auf die Projektinhalte. Und auch die Unterstützung des Collaborative Engineering mit Statusinformationen und Fortschrittskennern sowie der Möglichkeit zum Check-out von Entwicklungsumfängen oder sonstigen Dokumenten vom Portal in die lokale Arbeitsumgebung des Partners oder direktes Arbeiten auf dem Portal (etwa über Webbrowser oder CAD-Integration). Wobei im Portal zur Bearbeitung gesperrte Umfänge nicht parallel geändert werden können. Das Ändern von Arbeitsständen im Portal inklusive Update von Metadaten und Modellen sowie Anlegen und Einfügen neuer Strukturkomponenten resultiert in neuen Versionen. Weitere Anforderungen sind die Zugriffs- und Berechtigungssteuerung auf Projekten, Objekten, Strukturen und Funktionen, wahlweise personen-, gruppen- oder rollenbezogen sowie die »Subscriptions« auf Objekten (Bauteile, Dokumente etc.). Nach Einrichten einer Subscription erfolgt eine automatische Benachrichtigung der eingetragenen Empfänger über Änderungen an dem jeweiligen Objekt beziehungsweise Umfängen. Es werden im Falle eines Datenupdates aus dem internen PDM zum Beispiel die betroffenen externen Partner informiert sowie auch beim Einstellen und der Freigabe eines Entwicklungsumfangs durch einen Partner der zuständige interne Projekt- oder Bauteilverantwortliche.

Wichtig für ein Portal ist auch der Abgleich verschiedener Bauteil-Stände zur Ermittlung von Unterschieden, etwa für Partner bei erneuter Bereitstellung von Umgebungsgeometrie, sowie intern zur Ermittlung und Prüfung der Änderungen des Zulieferers. Und die Nachverfolgbarkeit der im Portal erfolgten Aktionen (etwa Änderungen) und abgelegten Entwicklungsstände,

Ein Augenmerk muss auch auf die Datensicherheit sowohl bei der Datenübertragung durch Nutzung entsprechender Übertragungsprotokolle (HTTPS) als auch bei der Datenablage durch Verschlüsselung der verwalteten Nutzdaten individuell für einen bestimmten Empfänger oder Empfängergruppen gelegt werden. Und die Verwaltung externer Partnerkontakte sowie die alternative Anbindung existierender Systeme zur Partnerkontaktverwaltung sollte beachtet werden.

Wesentliche Faktoren für den Erfolg eines Collaboration Portals liegen in der möglichst nahtlosen Integration zu den internen Engineering-Systemen des Herstellers/OEMs, insbesondere zu PDM als zentralem Verwaltungs- Steuerungs- und Dokumentationssystem für die Entwicklung und in der damit einhergehenden verbesserten Prozesstransparenz.

Erfolgfaktoren für den Einsatz eines Collaboration Portals

Interne Projekt- beziehungsweise Bauteilverantwortliche und Entwickler sollten auch nach Einführung eines Portals ausschließlich in der ihnen vertrauten PDM-Umgebung arbeiten können und von dort aus die entsprechenden Portalaktionen initiieren und sich über den Prozessfortschritt informieren können.

Mindestens die folgenden Anwendungsszenarien müssen dabei von einem Collaboration Portal unterstützt werden: Publizieren von Umfängen aus dem PDM ins Portal unter Berücksichtigung der voreingestellten Berechtigungen. Das automatische Republizieren bereits publizierter Stände bei Änderungen mit Benachrichtigung der zugeordneten Empfänger und die selektive Übernahme der durch die Entwicklungspartner ins Portal eingestellten und durch diese dort freigegebenen Entwicklungsumfänge ins PDM unter Berücksichtigung der beim Publizieren festgelegten Änderungshoheit.

Auch die Nachhaltigkeit der technischen Lösung stellt einen Erfolgsfaktor für den Einsatz eines Collaboration Portals dar. Insbesondere im Hinblick auf die Zukunftsfähigkeit bezüglich der Integrierbarkeit des Collaboration Portals in eine zukünftige Service orientierte Infrastruktur sind beim Aufbau eines Collaboration Portals die Verwendung von »State of the Art« Internet-Standards wie HTTP/-S, XML/SOAP und Web-Services basierende Schnittstellen essentiell.

Der Zugriff auf die im Collaboration Portal bereitgestellten Daten sollte im Standardfall über Web-Browser erfolgen. Natürlich muss im Sinne des Collaborative Engineering die Bearbeitung der im Engineering Portal bereitgestellten Daten aber auch aus speziellen Anwendungen heraus, zum Beispiel direkt vom CAD-System über eine entsprechende CAD-Integration möglich sein. Setzt der Partner selbst ein eigenes PDM-System ein, so sollte eine entsprechende Integration des Collaboration Portals mit dem Partner PDM-System verfügbar sein. Für letztgenannte Anwendungsbereiche ist in der Regel ein spezieller Client auf der lokalen Maschine des Lieferanten erforderlich.

Eine Collaboration Portal wird normalerweise beim Betreiber beziehungsweise Hersteller in einer eigenen DMZ (demilitarisierte Zone) betrieben. Dies geschieht mit kontrollierten Zugriffmöglichkeiten, die durch Firewalls einerseits das Portal gegen das Internet abschirmen und gleichzeitig das Intranet und die dort angesiedelten Systemen gegen externe Zugriffe schützen. Insbesondere bei der Integration von Systemen im Intranet und dem Collaboration Portal in der DMZ ist zu beachten, dass jeder Zugriff vom Portal ins Intranet eine mögliche Sicherheitslücke darstellt und daher möglichst vermieden werden sollte.

Die Notwendigkeit zur immer engeren Anbindung einer immer größeren Anzahl von geografisch weit verteilten Entwicklungspartnern und Joint Ventures in die internen Entwicklungsprozesse ist verbunden mit dem Wunsch nach stärkerer Absicherung der eigenen Systeminfrastrukturen. Dies erfordert neue Ansätze zur Zusammenarbeit, die über den klassischen Datenaustausch und den dort zum Teil verwendeten Datenaustauschportale zur Bereitstellung von Datenpaketen hinausgehen.

Zusammenfassung und Ausblick

Der vorgestellte Ansatz eines Collaboration Portals kann als zentrale Integrationsplattform auf Daten- und Prozessebene wesentlich zur Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung in global verteilten und dennoch eng aufeinander abgestimmten Kollaborationsszenarien beitragen. Für den Erfolg ist die enge Verzahnung mit den in der Entwicklung eingesetzten PDM-Systemen im Sinne eines transparenten und systemübergreifenden Entwicklungsprozesses, bei dem Zugriffsrechte und Entwicklungshoheit zwischen internem System und Portal koordiniert werden, von entscheidender Bedeutung. Offene, Service orientierte Architekturen unterstützen die Anbindung an interne IT-Systeme optimal und ermöglichen die Anbindung von weiteren Systemen und Diensten etwa im Kontext formales Änderungsmanagement. Da das Collaboration Portal aus unterschiedlichen Systemen gespeist werden kann, ist es auch für Kollaborationsszenarien aus anderen Disziplinen wie auch in interdisziplinären Anwendungsszenarien universell einsetz- beziehungsweise nutzbar. -sg-

  1. Prostep iViP Symposium 2008, Web-Services basiertes Engineering Portal zur effizienten Zusammenarbeit mit Joint Ventures, Jürgen Frank, Behr GmbH & Co. KG, Dr. Günter Staub, PDTec AG, Karlsruhe

PDTec, Karlsruhe Tel. 0721/61844-0, http://www.pdtec.de

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