Product Lifecycle Management

Geschlossene Prozessketten

Eine schnelle Reaktion auf sich verändernde Märkte mit innovativen Produkten und durchgängigen Prozessen ist heute eine wesentliche Anforderung an die Unternehmen. Neue Methoden, Prozesse und IT-Unterstützung für den Produktentstehungsprozess sind gefordert. Dasselbe gilt für den integrierten Produktionsplanungs- und Produktionsprozess. Die Basis hierfür ist ein funktionierendes Zusammenspiel von PLM, MES und ERP.

Heutige Wertschöpfungsketten zeichnen sich oft durch klar definierte Grenzen zwischen unternehmensinternen Bereichen aus. Dies spiegelt sich auch in der Systemunterstützung der wesentlichen Unternehmens-IT-Systeme PLM (Product Lifecycle Management), MES (Manufacturing Execution System) und ERP (Enterprise Resource Planning) wider. Diese wichtigen IT-Systeme sind in den Unternehmen heute oft nur partiell miteinander integriert. Redundanzen, Prozessbrüche und manuelle Mehrfacheingaben sowie die Gefahr von Inkonsistenzen sind die Folge. Viele Unternehmen überdenken derzeit die Rollen von PLM, MES und ERP zur Unterstützung zukünftiger Unternehmensprozesse und bauen Prozess- und IT-Landkarten auf.

Die digitale Transformation bringt gravierende Veränderungen mit sich. Produkte wandeln sich und werden innovativer, intelligenter, personalisierter, vernetzter - aber auch komplexer. Im Produktentstehungsprozess werden die heute noch oft getrennten Entwicklungsbereiche enger zusammenarbeiten und immer früher Daten teilen und austauschen, da mit dem Produkt Leistungen mitentwickelt werden. In die Produktion ziehen Dienste ein. Maschinen, Ausrüstungen und Logistik werden immer enger miteinander vernetzt. Unternehmen reagieren auf die Veränderungen und streben die Digitalisierung von Produkt und Produktion sowie die Digitalisierung von Unternehmensprozessen und den Aufbau von geschlossenen Kreisläufen zwischen Unternehmensfunktionen an.

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Digitale Enterprise Plattform
Um alle digitalen Modelle zum Produkt und der Produktion miteinander zu verknüpfen und in den Unternehmensprozess einzubinden, benötigt es eine Digitale Enterprise Plattform. Diese besteht aus den wesentlichen IT-Komponenten PLM und MES. Die Bedeutung dieser Plattform ist dem Stellenwert der heutigen ERP Systeme in Zukunft gleichzusetzen.

Zukünftige Prämissen für die Integration von PLM, MES und ERP
Für die Integration von PLM, MES und ERP ergeben sind zukünftig folgende Randbedingungen: Engineering und Fertigungs-/Montage-Prozesse tauschen nahtlos Informationen aus und bilden zukünftig geschlossene Kreisläufe. Die Rollen von PLM, MES und ERP sind abhängig von den Geschäftsmodellen (z.B. Engineering-to-Order, Configure-to-Order) und der Produktkomplexität unterschiedlich ausgeprägt. Die Integration von PLM, MES und ERP eröffnet neue Möglichkeiten für Produktivitätssteigerungen durch eine virtuelle Abbildung der Realität auf Basis von digitalen Modellen. Über eine effiziente Prozessintegration von PLM, MES und ERP lassen sich Nutzenpotentiale vor allem durch schnelle Durchlaufzeiten und eine abgesicherte Rückverfolgbarkeit erzielen.

Integration der IT-Systeme

PLM, MES und ERP haben oft ergänzende Rollen in den Unternehmen. Alle drei Systeme benötigen als Basis Materialstammdaten, Stücklisten und Dokumente für unterschiedliche Geschäftsprozesse. Heute sind viele ERP- oder PLM-Systeme in der Regel in einer Richtung integriert, das heißt PLM übergibt Produktdaten an das ERP-System, abhängig von der Produktreife. Ein MES-System wird über die Fertigungsaufträge oder Abrufe vom ERP-System angestoßen.

Ein PLM-System kann die intelligente Vernetzung von allen technischen Produktinformationen in der frühen Produktentwicklungsphase wesentlich besser gewährleisten als ein ERP-System. Weiterhin ist die Prozessunterstützung bei der funktionsübergreifenden Integration von Funktionsbereichen wie der Produktentwicklung und dem Produktions-Engineering wesentlich besser.

<Zukünftig werden beispielsweise auch Simulationen in Verbindung mit den Arbeits- und Montageplänen durchgeführt. Diese digitalen Informationen liegen im PLM-System vor. Ein weiteres Argument für ein Umdenken der Arbeitsplan-Anlage im PLM ist die häufige Umstrukturierung der Stückliste aus dem Engineering in eine Fertigungs- oder Montagestruktur. Wenn dies in einem System vorgenommen wird, kann man mittels „Sichten“ Redundanzen vermeiden. Die vereinfacht vor allem die Änderungsprozesse.

Das MES-System ist in die Geschäftsprozesse der Produktionsfeinplanung und -steuerung auf Basis von ERP-Aufträgen eingebunden. Produktdaten werden vom PLM-System beigesteuert.

Vor diesem Hintergrund wird klar, dass MES ein Bestandteil wesentlicher Unternehmensprozesse ist und in diese integriert werden muss. Zukünftig wird es eine Integration über die verschiedenen Funktionsebenen (PLM, MES und ERP) mit den Bereichen Produktion, Instandhaltung, Qualität und Bestandsführung geben.

ERP-Anbieter sehen als Alternative zu einer dedizierten Digitalen Enterprise Plattform den monolithischen Ansatz, nur ein System einzusetzen. Dies entspricht in ihrem Kern dem CIM-Leitgedanken der 80er Jahre. Zu dem Zeitpunkt hat man versucht, sämtliche Daten und Prozesse in ein unternehmensweites Datenmodell zu integrieren. Die CIM-Bewegung ist damals gescheitert, nicht zuletzt aufgrund der Komplexität und Inflexibilität eines solchen Ansatzes für unterschiedlichste Anforderungen aus verschiedensten Subsystemen. Eine Digitale Enterprise Plattform verfügt heute über eine moderne Softwarearchitektur, die dafür entwickelt wurde, Informationen zu vernetzen und dynamische Prozesse wie im Engineering zu unterstützen.

Die IT-Architektur der Zukunft
Als Backbone zur Verknüpfung der primär technischen Produktinformationen dient zukünftig die Digitale Enterprise Plattform. Diese ist in einen gemeinsamen Produkt-, Produktions- und Prozessbackbone eingebunden. Gekennzeichnet sind diese Konzepte durch einen PLM-Backbone als die zentrale Ebene des Produktentwicklungsprozesses, die die interdisziplinäre Produktstruktur mit allen zugehörigen Dokumenten – in der Regel in neutralen Formaten - enthält. Darauf baut das entwicklungstechnische Änderungs- und Konfigurationsmanagement auf. Sowie einen MES-Backbone als zentrales Steuerungsinstrument zur Anbindung der Maschinen und Anlagen. Und schließlich einem ERP-Backbone zur Unterstützung der logistischen und betriebswirtschaftlichen Geschäftsprozesse.

Die Herausforderung dieser Architektur, liegt in der Abstimmung von Informationen und Prozessen zwischen der Digitalen Enterprise Plattform und der durch ERP bestimmten Supply Chain, sowie den Produktionsprozessen im MES-System. ERP-Systeme besitzen nicht die notwendig flexible Gestaltungsmöglichkeiten zur firmenspezifischen Adaption sowohl des Produkt- als auch des Prozessmodells. Somit basiert eine gemeinsame Prozessgestaltung häufig auf dem kleinsten gemeinsamen Nenner und nicht auf dem Optimum. Eine weitere Lösung ist, die Produktionsplanung mit den Produktionsressourcen ebenfalls an die Digitale Enterprise Plattform zu koppeln. Das setzt eine leistungsfähige Integration von Digitale-Fabrik-Systemen und MES voraus. ERP übernimmt in diesem Szenario eher die Rolle eines ausführenden Systems. -sg-

Mattias Schmich, Siemens PLM

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