Produktentwicklung – der Ansatz von Dassault Systèmes

Konstrukteure müssen Entwicklungsprozesse digital neu denken

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Wenn Produkte zu vernetzten Systemen mit integrierten Diensten werden, genügt es nicht, bestehende Prozesse zu beschleunigen oder zu optimieren – sie sind digital neu zu denken. Dassault Systèmes sieht deswegen das eigene Produkt-Portfolio nur als Basis des Angebots an die Kunden und rückt dieses sehr viel näher an die Kundenbedürfnisse heran. Das Ziel: Digitalisierung soll sich für den Kunden rentieren.

Ulrich Sendler, unabhängiger Technologieanalyst und Autor, München

Inhaltsverzeichnis

1. Rolle des Editors
2. Warum will der Kunde die Digitalisierung?
3. Maximale Unterstützung für modellbasiertes Systems Engineering
4. Datensee statt vordefiniertes Datenformat
5. Eine leicht konfigurierbare Plattform
6. 3DExperience

Drehte sich vor sechs Jahren noch alles um den Wechsel von Version 5 auf Version 6 des 3D-CAD-Flaggschiffproduktes Catia, ist heute die 2012 ins Leben gerufene 3DExperience Plattform das Zentrum des Angebots von Dassault Systèmes. Oder noch mehr: Im Zentrum steht das, was die Kunden in ihren Prozessen mit Hilfe dieser Plattform besser machen können. ‚Value Engagement‘ heißt das Motto. Der Wert, den die Plattform für den Kunden hat, soll durch ihren Einsatz wachsen, die Wertschöpfung beim Kunden schneller und besser werden. Dass diese Wertsteigerung gelingt, lässt sich mit Beispielen erfolgreicher Projekte belegen.

„Die Zeiten der Benchmarks und Vergleiche von Features und Functions sind vorbei“, sagt Klaus Löckel, Managing Director EuroCentral bei Dassault Systèmes. „Der Kunde zeigt uns heute eine sehr konkrete Aufgabe und unsere Mitarbeiter erläutern, wie sie diese Aufgabe auf Basis unserer Plattform lösen. Und eine Reihe namhafter Unternehmen von Kärcher über Homag bis Claas erzielen mit diesen Lösungen aufsehenerregende Ergebnisse.“

Rolle des Editors

Value Engagement ist eine Methode, mit der in klar definierten Schritten gemeinsam mit dem Kunden die Ausgangssituation, der zu adressierende Abschnitt der Prozesskette, das angestrebte Ergebnis in Geschäftszahlen und schließlich die Umsetzung selbst angegangen werden. Der Hersteller sieht sich in der Rolle des Editors.

Mit diesem Wandel – vom Produktverkauf zum Nutzen des Produkteinsatzes beim Kunden – steht der Hersteller nicht allein. Aber die konsequente Fokussierung auf das Engineering als Kern der industriellen Wertschöpfungskette, und zwar auf seine moderne Form der intensiven Zusammenarbeit in multidisziplinären Teams verzweigter Ökosysteme – damit unterscheidet sich Dassault Systèmes doch deutlich von anderen Ansätzen.

Warum will der Kunde die Digitalisierung?

Wenn Dr. Barbara Holtz, Senior Business Consultant bei Dassault Systèmes, mit Kunden über ein Projekt spricht, mit dem die Digitalisierung in Angriff genommen werden soll, sind oft sehr grundsätzliche Fragen zu klären. Was genau ist das Ziel des Projekts? Warum und wie soll die Digitalisierung dabei eine Hauptrolle spielen? Als größtes Hindernis bei der Optimierung der Prozesse erweist sich, dass die ständig wachsende Zahl von Experten nicht gut genug, also nicht schnell und nicht genau genug miteinander kommuniziert. Es dauert zu lange, bis eine Information von einem zum anderen gelangt – und nicht selbstverständlich ist sie richtig und aktuell. Denn die Informationen in den heutigen Prozessen sind nicht als Daten in Echtzeit zugreifbar, sondern stecken in irgendeinem Verzeichnis, im schlimmsten Fall auf Papier in einem Ordner. So aber sind die Prozesse nicht datengestützt, nicht digital. Gleichgültig, mit wie vielen IT-Systemen die Daten generiert wurden.

Diesen Unterschied zwischen dokumentgesteuerten und digitalen, also über Daten steuerbaren Prozessen gilt es zu verstehen. Eine Beschleunigung und Verbesserung ist nicht durch den Einsatz eines Systems zu erreichen. Auch der Vergleich der Kosten und des Funktionsumfangs von IT-Tools hilft nicht. Die bestehenden Prozesse sind nicht zu beschleunigen oder zu optimieren. Die Herausforderung ist, sie digital neu zu denken, um sie im zweiten Schritt mit den entsprechenden Methoden und Tools neu zu gestalten.

Mit einem 3D-Modell kann eine Kollisionsprüfung gemacht, ein NC-Programm erzeugt und ein schönes Bild für das Marketing erstellt werden. Aber das sind nicht die Probleme, um die es geht, wenn Produkte zu vernetzten Systemen mit integrierten Diensten werden. Es sind die alten Fragen, die eigentlich in den Unternehmen längst gelöst sein sollten.

Maximale Unterstützung für modellbasiertes Systems Engineering

In einem Entwicklungsprojekt für ein vernetztes System brauchen alle Beteiligten Daten in jeder Dimension. Verhaltensmodelle für den Test, logische Ablaufpläne aus der Elektronik oder aus der Softwareentwicklung, Modelle für die Simulation und Berechnung. Nicht erst, wenn der betreffende Bereich seine Arbeit erledigt hat. Von der ersten Idee, von den Requirements, die beschreiben, was das System können und wie es funktionieren soll.

In diesem Bereich fehlen übrigens die Fachkräfte am dringendsten: Systemarchitekten, die die Gesamtarchitektur des Systems beschreiben, seine Entwicklung vorantreiben und die Erfüllung der Anforderungen zu jedem Zeitpunkt prüfen können. Die Industrie arbeitet dabei – auch im Mittelstand – verstärkt mit der Methode des modellbasierten Systems Engineering (MBSE), die die Requirements (R) über die Definitionen der Funktionalität (F) und der dafür benötigten Logik (L) bis in die Realisierung der physikalischen (P) Komponenten verfolgt. RFLP heißt das Kürzel.

„Es gibt kaum ein Unternehmen, in dem diese Fragen nicht sehr schnell im Mittelpunkt stehen“, sagt Dr. Barbara Holtz. „Und damit sind wir genau bei dem, was wir mit der 3DExperience Plattform adressieren und auf was übrigens fast alle Akquisitionen der letzten Jahre zielten: Daten aus allen an einer Systementwicklung beteiligten Parteien sollen jederzeit genau dort zur Verfügung stehen, wo sie benötigt werden. Das funktioniert am besten, wenn sie dazu nicht erst gesucht und konvertiert werden müssen, sondern wenn sie auf derselben Plattform in Echtzeit zu haben sind.“

Datensee statt vordefiniertes Datenformat

Das Datenmodell, mit dem ein Unternehmen arbeitet, sollte also so beschaffen sein, dass es systemische Entwicklungsarbeit unterstützt. Diesem Anspruch wird das Datenmodell der Engineering-Plattform von Dassault Systèmes immer besser gerecht – und es ist schon jetzt kaum noch mit jenem der Plattform vor sechs Jahren vergleichbar. Es geht um eine Ausweitung des Modells in fast jede Richtung.

  • Multidisziplinär: Die Prozesse in der Elektronik sollen mit dem Datenmodell ebenso gut funktionieren wie in der Mechanik, der Informatik oder der Berechnung. Jeder Bereich hatte bislang seine eigene Sprache, seine eigenen Systeme und natürlich entsprechend proprietäre Datenformate. Aber wie soll das Funktionieren einer Motorsteuerung für einen Fensterheber in einem Fahrzeug in Zusammenhang mit der Mechanik des Fensters simuliert und sicher geprüft werden, wenn alle Daten getrennt und in unterschiedlichen Formaten vorliegen? Über zeitaufwendige Konvertierung in ein Funktionsmodell?
  • Über die Wertschöpfungskette: Die Durchgängigkeit des Datenmodells sollte von der ersten Idee nicht nur bis zur Fertigung, sondern bis zum Betrieb reichen. Denn die neuen Dienste im B2B-Geschäft der Industrie, das sogenannte Internet of Things (IoT), betreffen zum Beispiel Predictive Maintenance, sollen also dem Hersteller erlauben, seinen Kunden vorausschauende Wartung anzubieten. Dazu müssen die Produktdaten an der Maschine verfügbar sein. Und umgekehrt stehen Daten aus dem Betrieb beim Hersteller – zugleich Anbieter der Dienste – zur Verarbeitung an, die im herkömmlichen Engineering unvernetzter Produkte gar nicht vorkamen.
  • Fertigungs- und Prozessindustrie: Ein einziges Datenmodell, das die eben beschriebenen Herausforderungen erfüllt; aber nicht nur für die Fertigungsindustrie und den Maschinenbau, sondern auch für die Hersteller und Betreiber von Anlagen, beispielsweise in der Chemie oder Pharmazeutik. Im einen Fall geht es um die Entwicklung und Herstellung von Dingen und Diensten, im anderen um die Rezeptur und Verarbeitung von Molekülen, um mit den Ergebnissen Dienste anbieten zu können.

Das alles ist nicht wie früher mit einem einzigen ‚Format‘ zu realisieren. Die 3DExperience Plattform steuert auf das Modell eines sogenannten ‚Datensees‘ zu, in dem sich die gesamten Daten des Unternehmens und seiner Produkte und Dienste finden lassen. Nicht völlig unstrukturiert, sondern über ihre Metadaten sofort und zielsicher zugreifbar.

Dieser umfassende und wirklich generische Ansatz versetzt Kunden in die Lage, zuvor fast unlösbare Aufgaben zu meistern. Dr. Barbara Holtz verweist auf einen Flugzeugbauer, der an einem Bauteil im Tragflächenbereich Gewicht einsparen muss, ohne Abstriche an Sicherheit und funktionaler Qualität. Für die Lösung sind Daten aus dem Bereich der Werkstofftechnik und möglicherweise sogar der Kunststoffherstellung entscheidend, bis hin zu Fragen der Molekular-Biologie und Chemie. Dafür reicht das gesamte Datenumfeld aus dem traditionellen Engineering der Fertigungsindustrie nicht aus. Ein typischer Fall für industrieübergreifende Anforderungen an das Datenmodell.

Eine leicht konfigurierbare Plattform

Ursprünglich war das Motiv für die 3DExperience Plattform, möglichst alle Daten in einer einzigen Datenbank vorzuhalten. Die bisherige Arbeit mit Dateien und Verzeichnissen sollte abgelöst werden durch das Arbeiten in einer Datenbank mit allen Daten aller Anwendungen in Echtzeit.

Vor allem zwei Gründe setzen diesem Ansatz Grenzen. Erstens ist es für kein Unternehmen und seine Projektpartner möglich, alle Systeme abzuschalten oder zu ersetzen, die für unzählige Spezialaufgaben entstanden, entwickelt oder angepasst wurden. Es wird immer Tools geben, deren Daten in einem proprietären Format gespeichert sind. Und zweitens wird es auch für Dassault Systèmes nie möglich sein, für jede denkbare Aufgabe das beste Tool im eigenen Angebot zu haben.

3DExperience

Deshalb arbeiten heute Kunden mit der Plattform, die gleichzeitig auch nicht in die 3DExperience integrierte Systeme nutzen. Die Plattform kann natürlich auch mit Daten aus Files und Verzeichnissen umgehen. Aber – und das wurde auf dem letzten 3DExperience Forum sowohl von Claas als auch von Homag betont – mit Power’by auf Basis der PLM Collaboration Services hat Dassault Systèmes ein Angebot für das Arbeiten mit Daten aus Drittsystemen in einem Tempo, das dem innerhalb der Plattform sehr nahekommt. „Mit der Digitalisierung steigt die Herausforderung an die Kreativität der Ingenieure nochmals dramatisch“, betont Dr. Barbara Holtz. „Dem muss unsere Plattform gerecht werden – sie soll immer einfacher von den Kunden selbst konfigurierbar sein.“

Und worauf zielt Dassault Systèmes mit seiner Plattform? Wird der Marketplace, auf dem sich die Entwickler und Fertiger im Additive Manufacturing treffen, eine weitere Industrie-Cloud mit Apps für die Industrie von der Industrie? „Nein“, sagt Klaus Löckel, „was wir anstreben, ist eine Plattform, auf der sich Engineering-Spezialisten aller Couleur treffen, um die vernetzten Produkte und Dienste der Zukunft zu entwickeln. Dafür muss die 3DExperience Plattform ihnen alles an die Hand geben.“ Also keine weitere Industrie-Cloud, sondern möglicherweise die Engineering-Cloud. Ein spannender Ansatz mit einer Menge Potenzial, der sich jedenfalls von denen des Wettbewerbs unterscheidet. co

www.3ds.com/de/

Weitere Details zur 3DExperience Plattform:

hier.pro/i67bb

Die KEM Konstruktion systems engineering veröffentlicht diese Serie in Kooperation mit dem Autoren Ulrich Sendler, der auch Betreiber des PLMportals ist.

www.plmportal.org


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