Product Lifecycle Management in der Automobilindustrie

Schneller – höher – weniger

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In der Automobilindustrie bestimmt immer mehr die digitale Welt, wie schnell, wie gut und wie günstig ein neues Fahrzeugmodell auf den Markt kommt. Regiert wird die digitale Welt vom so genannten dreidimensionalen Product Lifecycle Management (PLM), das den kompletten Lebenszyklus eines Autos begleitet, von der ersten Modellierung über die Fertigung bis hin zum Recycling.

„Wir setzen Catia ein, weil sich dieses System in der Automobilindustrie etabliert hat“, sagt Ralf Wolpers, Mitinhaber der Tricat GmbH in Lüneburg. „Um als mittelständisches Unternehmen am großen Kuchen der Automobilindustrie teilhaben zu können, gibt es für uns keine andere Alternative.“ Tricat ist ein Konstruktionsdienstleister mit 15 Mitarbeitern. Die Kunden des Unternehmens sind in erster Linie größere Zulieferer der Automobilindustrie, da-runter auch der Systemlieferant und Automobilhersteller Karmann, der für seine Cabriolets bekannt ist.

Auch im Hause Karmann ist die CAD-CAM-CAE-Software Catia Basis für die dreidimensionale computergestützte Konstruktion, mit der die digitale Wandlung eines geschlossenen Automobils hin zu einem Cabriolet verwirklicht wird. Neben Catia setzt Karmann auch das PDM-System (Produktdatenmanagement) Enovia ein, über das die digitalen 3D-Daten verwaltet, verteilt und archiviert werden. „Generell ist hier einer der größten Vorteile, dass mit Enovia alle Daten für jeden Prozessbeteiligten verfügbar sind und nicht nur auf den Bedarf der Kons-truktion abgestellt werden“, sagt Dirk Kröger, Leiter der Produktdokumentation in der technischen Entwicklung von Karmann. „Und natürlich die Tatsache, dass wir jederzeit sicher sein können, auf aktuelle Daten zuzugreifen. Jeder Beteiligte holt sich Geometrie und andere Daten ja aus derselben Datenbank.“
Catia und Enovia sind Basis für ein dreidimensionales Product Lifecycle Management (PLM), bei dem der gesamte Lebenszyklus eines Produktes vom ersten Design über die Konstruktion und Fertigung bis hin zur Wartung digital erfasst wird. Beide Softwarelösungen stammen aus dem französischen Hause Dassault Systèmes und werden weltweit von IBM ver-trieben.
Bei mehr als 1000 Unternehmen der Automobilindustrie kommen diese PLM-Lösungen zum Einsatz – darunter sind gut drei Viertel der großen Automobilhersteller wie Daimlerchrysler, BMW, Ferrari, Fiat, Porsche, Renault oder Volkswagen, aber auch Automobilzulieferer wie Michelin, Good-year, der Klimaanlagenexperte Behr oder auch der schwäbische Systemlieferant Allgaier.
Zu Hause in der Automobilindustrie
Gerade mittelständischen Unternehmen wie Allgaier agieren dabei als Vorreiter beim derzeitigen Versions-Umstieg von der Catia V4 auf V5. „Auch wenn wir noch nicht alle Arbeitsschritte abdecken können, so ist die Umstellung von Catia V4 auf V5 für uns sehr sinnvoll“, sagt Ralf Schmidt, Leiter CAD/CAM im Werkzeugbau bei Allgaier. „Denn dass die Automobilindustrie demnächst den generellen Wechsel beschließt, wird von niemandem in Frage gestellt. Dann aber, wenn mancher Mitbewerber erst mit Pilotprojekten anfängt, haben wir schon wertvolle Erfahrungen gemacht und wissen, was wie geht.“
Wertvolle Erfahrungen sind Grundlage dafür, um mit PLM die „olympische“ Maxime der Automobilindustrie zu erreichen: Schneller, höher, weniger – neue Produkte müssen immer schneller mit immer höherer Qualität auf den Markt gebracht werden und sollten dabei immer weniger Kosten verursachen. Um PLM in einem Unternehmen zu verwirklichen, bedarf es aber nicht nur der entsprechenden Softwarelösungen, sondern PLM muss vor allem das strategische Denken der Mitarbeiter erfassen. Dieses beginnt damit, dass ein neues Automodell aus dem bisherigen Know-how entwickelt wird und sich niemand daran macht „das Rad neu zu erfinden“ – Knowledge-Management ist gefragt. Dabei bleiben alle digitale 3D-Daten, die einmal erstellt wurden, während des gesamten Lebenszykluses des Autos erhalten – egal ob die Daten von Tricat, Karmann, Allgaier oder DaimlerChrysler stammen.
PLM vereint verschiedene IT-Disziplinen
Neben der dreidimensionalen Konstruktion, Simulation und des Produktdatenmanagement übernehmen PLM-Lösungen auch die Fertigungsplanung eines Autos. Beispielsweise kann mit der Planungssoftware Delmia der gesamte Produktionsprozess digital durchgespielt werden: Materialfluss, Teilefertigung und Montage. Und schließlich erreichen die digitalen Daten auch die unternehmerischen IT-Systeme für En-terprise Resource Planning (ERP), Supply Chain Management (SCM) und Customer Relationship Management (CRM).
So entsteht eine Digitale Fabrik, in der Einkaufsdaten Entwurfsentscheidungen beeinflussen, die Fertigung in den Entwicklungsprozess einbezogen wird, und die neuesten Erkenntnisse von der Marketingabteilung über das Konsumentenverhalten unverzüglich allen Produktmanagern zur Verfügung stehen. Die Konstruk-tionsabteilung muss nicht mehr den Einkauf anrufen, um sich nach der Verfügbarkeit eines Teils zu erkundigen. Und auch die Fertigung sieht einen Entwurf nicht erst nach seiner Fertigstellung. Mit dieser Form des E-Collabora-tion werden auch kleinere und mittelständische Unternehmen nahtlos in die Wertschöpfungskette eines Automobils integriert und alle Prozessbeteiligten besitzen zeitgleich den selben Wissensstand. In einer Digitalen Fabrik können es sich die eigentlichen Automobilhersteller erlauben, zunehmend nur noch als Schaltzentrale zu fungieren, die Projektmanagement, Teile der Entwicklung sowie unter Umständen die Montage übernehmen. Alles andere wird von einer ständig wachsenden Kette von Zulieferern und Systemlieferanten übernommen.
Entwicklungszeiten verkürzen ist das Ziel
Ziel einer PLM-Strategie ist es – wie könnte es auch anders sein – Zeit und Kosten einzusparen. Die bisherigen Erfahrungen von Unternehmen, die PLM-Lösungen von IBM einsetzen, zeigen, dass sich dies durchaus verwirklichen lässt. „Catia ist ein Hauptgrund dafür, dass wir ein ganzes Jahr Entwicklungszeit einsparen konnten“, sagte beispielsweise Annie Guillou, Strategic Account Manager bei Chrysler. Und auch der Motorenentwickler Cosworth Engineering reduzierte die Entwicklungszeit seiner Motoren um 35 Prozent, der Nutzfahrzeughersteller Scania verkürzte gar die Zeit zur Vernetzung eines Motorblocks von sechs Monaten auf zwei Tage.
Für die beschleunigten Entwicklungszeiten bietet Catia eine umfassende Auswahl von Funktionen, die eigens für die Automo-bilindustrie entwickelt wurden: Modellierungsmodule für 3D-Solids, Flächen und Drahtmodell oder auch Simulationsmodule. Diese zeigen beispielsweise, wie ein Antriebsstrang im Ruhezustand aussieht und wie er sich bei einer Geschwindigkeit von 160 Kilometern in der Stunde verhält. Sämtliche Konstruktionsaufgaben lassen sich so innerhalb ein und derselben Umgebung lösen.
Digitaler Lebensweg nach dem Verkauf
Nach der Modellierung und Konstruktion ist das digitale 3D-Modell des Autos Basis für die Fertigungsplanung, die NC-gesteuerte Werkzeugherstellung und die Endmontage. Und selbst wenn das fertige Auto aus der Fertigungshalle rollt und verkauft ist, geht der digitale Lebensweg des Autos noch weiter – denn kein Auto kommt ohne Wartung und Reparatur aus. IBM hat hierfür eigene so genannte Service-Aftersales-Lösungen entwickelt. Damit kann ein vollständig vernetztes Auto via Telematik-Infrastukturen mit der Werkstatt kommunizieren. Die webbasierte Fahrzeugdiagnose kontrolliert jedes Bauteil des Autos. Fehler in der Fahrzeugelektrik oder der Elektronik werden sofort erkannt und nach den Vorschriften des Fahrzeugherstellers umgehend behoben. Wirklich zu Ende ist das Product Lifecycle Management eines Autos erst dann, wenn es auf dem Schrottplatz in seine Einzelteile zerlegt wurde und sich nach dem finalen Recycling der Lebenszyklus des Autos wieder schließt.
Ausführliche Informationen
Catia
Enovia
Delmia
Der Autor Roland Brutscher ist Redak-tionsleiter bei der Agentur Brodeur in Stuttgart und erstellte den Beitrag im Auftrag der IBM Deutschland GmbH, Stuttgart
V5 mit Knowledgeware
Die neue Version Catia V5 bietet darüber hinaus erstmalig die so genannte Knowledgeware, mit der jeder Kunde seine eigenen Zusatzanwendungen zusammenstellen kann, die dann zum Beispiel betriebsspezifische Normen und Konstruktionsvorschriften beinhalten. Oder mit denen höchst spezielles Ingenieurwissen allen Konstrukteuren im Haus auf einfache, unkomplizierte Weise zur Grundlage ihrer täglichen Arbeit gemacht wird. Für die Simulation des Menschen beherbergt Catia V5 das Modul „Human Modeling“: ein digitales Menschenmodell für ergonomische Analysen. Damit können Entwickler bereits im virtuellen Catia Modell das Blickfeld des Fahrers testen oder die Steuerelemente des Fahrzeugs bedienen.
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