Produktdatenmanagement

Produktdatenmanagement stellt in der Evolutionskette der Informationsverwaltung im technischen Umfeld den zweiten Schritt nach dem reinen CAD-Datenmanagement dar. Während es bei letzterem um das reine Speichern und Auffinden von CAD-Daten geht, werden beim Produktdatenmanagement Zeichnungen, Dokumente und Stücklisten miteinander verbunden und mit ERP-Systemen gekoppelt. Somit umfasst das Produktdatenmanagement jegliche Informationen, die zur Beschreibung eines Produktes benötigt wird.

Mit der PLM-Software PRO.FILE werden Stücklisten zwischen dem CAD- und dem ERP-System automatisiert und transaktionssicher ausgetauscht, anstatt abgetippt und per Hand in die ERP-Software eingegeben zu werden. Konstruktions- und Einkaufsartikel werden ebenfalls automatisch synchronisiert. Ein flexibel anpassbares Regelwerk bestimmt den Datenaustausch, der sich über das PLM-System zentral steuern und überwachen lässt.

PRO.FILE wird damit zur Brücke zwischen CAD- und ERP-Landschaft. Das Unternehmen verfügt über eine integere Datenbasis, weil alle zur Produktion gehörenden Informationen nicht separat im Projektmanagement, in der Instandhaltung, in der Entwicklung und der Fertigung gepflegt, sondern bereichsübergreifend zur Verfügung gestellt werden. So kann die Konstruktionsabteilung bei Bedarf von ihrem CAD-Arbeitsplatz direkt auf Lieferanten- und Materialstammdaten im ERP-System zugreifen. Die Fehleranfälligkeit sinkt drastisch, das Unternehmen vermeidet teure und ineffiziente Mehrfachentwicklungen.

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4.1 ERP

Entwicklung und Konstruktion arbeiten traditionell mit ihrer CAD-Software und legen die Daten im dazugehörigen CAD-Datenmanagement-System oder in einem PDM ab. Auf der anderen Seite stehen Arbeitsvorbereitung, Einkauf, Disposition und Fertigung, die ihre Informationen im ERP-System pflegen. An der Nahtstelle beider IT-Systeme lassen sich PDM/PLM-Systeme einsetzen. Als Product Data Backbone integrieren sie ERP und CAD und synchronisieren die Daten zwischen beiden Welten.

Bei der ERP-Integration geht es im Wesentlichen um den Austausch und die Übergabe von Artikelstammdaten, Produktstrukturen (Baugruppen), Stücklisten sowie Dokumenten aus Mechanik-, Elektro- und Elektronik-Entwicklung an das ERP-System. Stücklisten aus der Mechanik und Elektrotechnik fließen im ERP in einer einheitlichen mechatronischen Stückliste zusammen. Automatisch wird dadurch verhindert, dass etwa ein Antrieb, der sowohl als mechanische wie auch als elektrische Komponente betrachtet werden kann, vom Einkauf gar nicht oder doppelt bestellt wird.

Umgekehrt kann die Entwicklungs- bzw. Konstruktions-Abteilung Informationen im ERP-System einsehen, etwa Preise oder Informationen über die Lagerverfügbarkeit von Zukaufartikeln. Dies ist wichtig, wenn zum Beispiel der Einkauf mit einem Lieferanten Sonderkonditionen ausgehandelt hat. Darüber müssen die Konstrukteure Bescheid wissen. Dank einer ERP-Integration in das CAD-System stehen solche Informationen sofort für alle Beteiligten sichtbar bereit.

Projekte zur ERP-Integration starten oft mit den Projektdaten, mit der Bestellung oder Auftragsbestätigung, die über das ERP ausgelöst wird und an die Konstruktion übermittelt werden muss. Über die CAD-ERP-Integration stellt die Einkaufsabteilung sicher, dass die Vorzugsteile, die das Unternehmen mit bestimmten Lieferanten vereinbart hat, in der Konstruktion auch verwendet werden.

4.2 Stücklisten

Ein Product Data Backbone arbeitet mit gemeinsamen Dokumenten, die von allen Abteilungen genutzt werden. Zu klären ist, welche Daten zwischen den CAD-Applikationen und dem ERP-System ausgetauscht werden und wie die Schnittstellen auszulegen sind. Die Synchronisation von Artikelstammdaten, Stücklisten und Projektdaten zwischen Konstruktion und Produktion ist in jedem Fertigungsunternehmen eine der großen Herausforderungen. Mit konsistenten gemeinsamen Dokumenten und dem automatisierten Abgleich zwischen ihnen können Unternehmen Irrtümer sowie Nacharbeiten vermeiden und dadurch unnötige Kosten verhindern.

Konsistente Stücklisten sind die Voraussetzung für eine fehlerfreie Produktion. Stücklisten im ERP-System sollten daher die gleiche Struktur aufweisen wie im CAD/PLM-Umfeld. Dadurch können Dubletten gar nicht erst entstehen. Gewährleistet wird dies durch eine automatisierte Synchronisation zwischen beiden IT-Systemen. Die PLM-Software übergibt die Stücklisten automatisch vom CAD/PDM ans ERP. Mit PRO.FILE kann man sie – analog den Artikelstammdaten – automatisch abgleichen, wenn sie in verschiedenen Formen vorliegen, als Konstruktions-, Baukasten- und Mengenstücklisten. Die PLM-Software wird damit im Stammdatenmanagement zur Datendrehscheibe zwischen Entwicklung, Beschaffung, Fertigung, Service und Vertrieb.

4.3 Teilemanagement

Die Synchronisation von Artikelstammdaten ist ein wesentliches Merkmal bei der ERP-Integration des Produktdatenmanagements. Konsistente Artikelstammdaten sind essentiell für durchgängige, fehlerfreie Arbeitsabläufe im Unternehmen und ein deutlicher Kostensenker. PRO.FILE übergibt Artikelstammdaten automatisch aus der Entwicklung in die Arbeitsvorbereitung, die Fertigung und den Einkauf. Im Gegenzug stellen diese Abteilungen der Entwicklung bevorzugte Norm- und Zukaufteile bereit. Das PLM sorgt für einen automatischen Abgleich der Bezeichnungen und Merkmale im Stammdatenmanagement. Damit wird verhindert, dass bestimmte Teile und Baugruppen in der Produktion anders benannt sind als in der Arbeitsvorbereitung. Ergebnis ist ein sauberes und konsistentes Teilemanagement.

Teilemanagement

Untersuchungen haben ergeben, dass durch die automatische Übertragung von Artikelstammdaten aus dem CAD ins ERP und die Reduzierung von Dubletten bei Zukaufteilen rund zehn Prozent neue Teile pro Jahr eingespart werden können. Multipliziert man dies mit den durchschnittlichen Kosten für die Pflege eines Datensatzes im ERP-System (Anlage von Lieferanten, Vergabe von Artikelnummer und Bezeichner, Abstimmungsprozesse) und rechnet noch die Kosten für Einkauf, Wareneingangsprüfung und Rechnungsstellung hinzu, so kann ein durchschnittlich großes Unternehmen in der Fertigungsbranche durch die Synchronisation seiner Artikelstammdaten jährlich bis zu fünfstellige Beträge sparen.

Um Artikelstammdaten zu vereinheitlichen, genügt es nicht, Daten quasi unkontrolliert über Excel-Tabellen oder ASCII-Dateien auszutauschen. Für eine ordentliche Synchronisation sind eine transparente Prozesssteuerung und die Dokumentation des Austauschprozesses (Monitoring) erforderlich.

PRO.FILE setzt für den Datenaustausch auf Standards und verwendet für die Synchronisation der Artikelstammdaten den Microsoft BizTalk Server. Über einen Adapter werden die Daten aus dem CAD-Kontext angeliefert und über den Microsoft BizTalk Adapter an das ERP übertragen und umgekehrt. Ohne Programmierung können dadurch  a) Artikelmerkmale aus dem CAD-System den entsprechenden Merkmalen der ERP-Materialien zugeordnet werden und kann b) die Ablauflogik der Datenübertragung Programmierung festgelegt werden. Dies verkürzt den Projektaufwand erheblich.

ERP-Integration

4.4 CAD und PDM

Unter CAD-Datenmanagement verstand man anfangs das Speichern und Abrufen von CAD-Daten – die zu den kritischsten Werten eines Unternehmens gehören. Dazu gehören neben CAD-Modellen, Zeichnungen und Stücklisten sämtliche CAD-bezogenen Informationen wie Spezifikationen, Berechnungen, Fertigungsnotizen (NC-Programme), Arbeitspläne, Montageinformationen u.a.

Es ging darum, diese nicht einfach im Dateisystem abzulegen, sondern organisiert und in einer strukturierten Form. Anders lassen sich technisch anspruchsvolle Produkte nicht  effizient handhaben und zeitnah auf den Markt bringen. CAD-Modelle und die dazugehörigen Daten und Dokumenten enthalten das gesamte Produktwissen, das Design- und Engineering-Know-how eines Unternehmens. Dieses muss unternehmensweit verfügbar gemacht werden.

Grundelement einer professionellen Produktdatenverwaltung in der Fertigung ist die Integration von CAD und PDM. Nach einer Untersuchung von RAAD Research (2014) lassen sich ohne PDM insbesondere technisch anspruchsvolle Produkte nicht mehr effizient entwickeln und zügig zur Marktreife bringen.

Das Know-how über ein Produkt steckt im Wesentlichen in den CAD-Modellen sowie den damit eng verbundenen Daten und Dokumenten. Dieses Wissen aus Entwicklung und Konstruktion wird auch in anderen Unternehmensbereichen benötigt. Die Integration von CAD und PDM macht diese Informationen allen Mitarbeitern, die entsprechend berechtigt sind, zugänglich. Dabei werden, unabhängig vom CAD- und ERP-Systemtyp, alle Daten (CAD-Modelle, Fertigungs- und Montage-Zeichnungen, NC-Programme, Artikelstammdaten, Stücklisten bis hin zu Dokumenten mit Grafiken, Texten oder Berechnungstabellen) sicher im Datentresor des PDM-Systems gespeichert. Das ermöglicht die Aktualität und Konsistenz der Produktdaten zwischen und innerhalb der Abteilungen.

CAD und PDM mit PRO.FILE

Nutzen von PDM im CAD-Datenmanagement:

  • Sichere Ablage und geschützter Zugriff auf Produktinformationen
  • Ablage aller Produktinformationen, unabhängig von den eingesetzten Autorensystemen aus den Bereichen Mechanik-CAD, Elektro-CAD, Elektronik, Office, E-Mails
  • Zusammenfassung von Informationen in Kunden-, Maschinen- und Lebenslaufakten
  • Automatische Bereitstellung gültiger Zeichnungen für die Fertigung
  • Automatische Synchronisierung von Artikelstammdaten und Stücklisten zwischen Konstruktion / Entwicklung und Arbeitsvorbereitung / Fertigung / Service

4.5 Mechatronik

Es gibt heute kaum ein Maschinenbauelement, das noch ohne Komponenten der Elektronik/E-Technik auskommt und keine elektronischen Steuerungsbefehle empfängt. Mechatronische Produkte wie das Bedienpanel eines Roboterarms beinhalten mechanische Baugruppen, elektrische Komponenten und häufig auch elektronische Bausteine mit Software. Vielfach kommen noch Hydraulik- und Pneumatik-Komponenten hinzu. Die mechatronischen Systeme sind dadurch komplex und funktionieren nur dann fehlerfrei, wenn alle Einzelaspekte exakt aufeinander abgestimmt sind. Maschinen- und Anlagenbauer müssen sich daher heute mit Mechatronik beschäftigen. Für das PDM/PLM-System bedeutet dies, dass es nicht nur die mechanischen Teile, sondern auch solche aus dem Bereich E-Technik/Elektronik in einer gemeinsamen CAD-Daten-Basis verwalten muss.

Die Gräben zwischen Mechanik und Elektronik sind traditionell tief: Beide Bereiche verfolgen unterschiedliche Denkmuster und Lösungsmethoden. Es gibt verschiedene Daten- und Produktstrukturen sowie getrennte Autorensysteme und Datenhaltungstools. Weil Mechanik und Elektronik zudem zeitlich versetzt arbeiten, ist eine Abstimmung nicht immer leicht. Deshalb laufen an der Schnittstelle zwischen M-CAD und E-CAD noch viele Vorgänge von Hand. Entwicklungsingenieure tauschen Einbaudaten, Kabellängen oder Steckerbelegungen mit Hilfe von Excel-Tabellen oder per E-Mail aus.

Mechatronik

PRO.FILE schlägt hier eine Brücke, indem es Produktdaten- und Informationsflüsse über Abteilungsgrenzen hinweg steuert. Als Product Data Backbone führt es alle Elemente eines Produktes aus Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik, Hydraulik, Pneumatik und Software in einer gemeinsamen Stückliste. Es speichert die Unterlagen gemeinsam in der Datenbank ab und stellt sie über eine Bedienoberfläche zur Verfügung. Damit garantiert PRO.FILE saubere Durchgängigkeit von der Entwicklung über die Prozesse in der Verwaltung bis zur Übergabe ans ERP-System.

Mechanik-Konstrukteure können dadurch bei der Gehäuse-Konstruktion die Layoutpläne aus der Elektronikentwicklung einsehen. Elektroniker kennen die Abmessungen und Bohrstellen des Gehäuses, in die eine Platine eingebaut werden muss. Dies ist besonders wichtig, wenn die Arbeitsgruppen räumlich voneinander entfernt arbeiten.

PRO.FILE stellt die für ein interdisziplinäres Arbeiten bei der Mechatronik notwendige gemeinsame Datenbasis zur Verfügung!