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PLM (Product Lifecycle Management)

Beim Product Lifecycle Management (PLM) handelt es sich um einen Ansatz zur ganzheitlichen, unternehmensweiten Verwaltung und Steuerung aller Produktdaten und Prozesse des gesamten Lebenszyklus – von der Entwicklung und Produktion über den Vertrieb bis hin zur Wartung. Ziel dabei ist es, den Produktentstehungsprozess durch Datenmanagement zu unterstützen und die Entwicklungsproduktivität zu erhöhen. Zur Unterstützung dieses Ansatzes existieren Informationstechnologie (IT-) basierende PLM-Lösungen, die mit ihren Funktionen die Umsetzung des PLM-Ansatzes in großen Teilen erst ermöglichen.

Product Lifecycle

Um das PLM ganzheitlich zu verstehen, soll im Folgenden der auf das Produkt übertragene Lebenszyklusansatz näher erläutert werden. Dadurch soll ein einheitliches Begriffsverständnis geschaffen werden. Der Lebenszyklus bildet die Basis des Product Lifecycle Managements.

Eversheim/Schuh beschreiben den Produktlebenszyklus als einen Kreislauf aufeinander folgender Produktlebensphasen, beginnend bei der Produktentwicklung bis hin zur Produktentsorgung. Die Phasen sind in einzelne Prozesse unterteilt, in denen verschiedene Unternehmensfunktionen die Eigenschaften des späteren Produktes besonders prägen. Dabei wird die Produktgestaltung durch vielfältige Anforderungen aus den einzelnen Produktlebensphasen beeinflusst, wie z. B. Fertigungs-, Montage-, Kosten- oder Recyclinggerechtheit. [Eversheim, Schuh 2005]

In Abbildung 1 werden die einzelnen Phasen des Produktlebenszyklus aufgezeigt.

1-Lebenszyklus

Abb. 1 : Die Phasen des Produktlebenszyklus

Der Produktlebenszyklus steht in enger Verbindung zu den Daten und Informationen, die während den einzelnen Phasen entstehen bzw. sich im zeitlichen Verlauf verändern. Die über den Lebenszyklus entstehenden Datenquellen werden darüber hinaus von Unternehmensfunktionen in verschiedenem Maß angefragt und unterschiedlich genutzt. So wird mit diesem Begriff insbesondere die ganzheitliche Sichtweise auf den Produktlebenszyklus in den Mittelpunkt gestellt, die mit dem PLM-Ansatz angestrebt wird. Entsprechend wird der Produktlebenszyklus wie folgt definiert:

Definition Produktlebenszyklus

Mit dem Begriff Produktlebenszyklus wird die Summe der einzelnen Phasen bezeichnet, die ein Produkt entlang der zeitlichen Dimension durchläuft. Analog zum Lebenszyklus eines Lebewesens absolviert ein Produkt die Phasen Entstehung, Wachstum, Reife und Entsorgung.

Historie

Um die Struktur, die Funktionen und die Fähigkeiten der aktuellen Software-Lösungen für das Product Lifecycle Management verstehen zu können, ist es notwendig, den Verlauf ihrer Entwicklung zu kennen. Daher soll in Abbildung 2 ein kurzer Überblick über die Evolution von PLM gegeben werden. Dabei zeigt sich, dass diese Evolution von den unterschiedlichen Zielsetzungen der CAD-, ERP/PPS- und der unabhängigen Anbieter bei der Realisierung von PLM-Lösungen geprägt wurde.

2-PLM Historie

Abb. 2: Evolution der PLM-Lösungen auf Basis von CAD- und MRP-Lösungen

Ähnlich wie das Enterprise Resource Planning (ERP) ist PLM die Weiterentwicklung eines Konzeptes und Zusammenfassung von Technologien, die bereits zuvor weitgehend existiert haben. Einzelne Konzepte und einzelne Technologien wurden bei ihrer Einführung zunächst unabhängig voneinander betrachtet und weiterentwickelt. Erst mit zunehmender Reife wurde es möglich, diese Konzepte zu integrieren und derart auszulegen, dass sie verschiedene Unternehmensbereiche unterstützen. Unter diesen Konzepten und Technologien sind vor allem das Computer Aided Design (CAD), das Engineering Data Management (EDM), das Product Data Management (PDM) sowie das Computer Integrated Manufacturing (CIM) zu nennen. [Grieves 2006]

Product Lifecycle Management

In der Literatur wurde das Lifecycle Management kontinuierlich weiterentwickelt. Deswegen sollen die folgenden Absätze einen Überblick der Gemeinsamkeiten und Unterschiede der wissenschaftlichen Ansätze geben.

PLM in der Wissenschaft

Nach Abramovici ist PLM ein strategischer Managementansatz, der aus integrierten Methoden und Werkzeugen besteht, die zur kooperativen Erzeugung, Verwaltung und Anwendung aller produktrelevanten Engineering-Informationen im gesamten Produktlebenszyklus genutzt werden. Dabei ist PLM nicht als Informationstechnologie (IT)-System zu verstehen, sondern vielmehr als ein Konzept, zu dessen Unterstützung IT-Systeme verwendet werden. [Abramovici, Schulte 2005]

Auch nach Arnold ist PLM ein integriertes Konzept zur IT-gestützten Organisation von Produktdaten und -informationen von deren Entstehungsprozess über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg, sodass alle Informationen immer aktuell an den relevanten Stellen im Unternehmen zur Verfügung stehen. [Arnold et al. 2005]

Grieves sieht PLM als einen integrierten, informationsgetriebenen Ansatz, der Menschen, Prozesse und Technologien in allen Phasen des Produktlebens von den ersten Ideen über die Produktion, den Gebrauch, die Wartung bis hin zur Entsorgung mit einbezieht. PLM verfügt über Informationen, mit deren Hilfe Zeit-, Aufwand- und Materialverschwendung über das gesamte Unternehmen sowie die Supply Chain vermieden werden können. [Gireves 2006]

Für Scheer ist PLM ein Konzept, um Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg in allen Geschäftsprozessen möglichst effektiv zu managen. Im Gegensatz zu Abramovici und Saaksvuori/Immonen sieht Scheer PLM als konsequente, auf Web-Technologie basierte standort- und firmenübergreifende Anwendung der PDM-Kernkompetenzen Datenmanagement, Prozessmanagement und Systemintegration in allen Bereichen und Phasen der industriellen Wertschöpfung. [Scheer et al. 2006]

Nach Schuh handelt es sich bei Product Lifecycle Management (PLM) um einen Ansatz zur ganzheitlichen, unternehmensweiten Verwaltung und Steuerung aller Produktdaten und Prozesse des gesamten Lebenszyklus entlang der erweiterten Logistikkette – von der Entwicklung und Produktion über den Vertrieb bis hin zur Wartung. [Schuh, Uam, 2011] Ziel dabei ist es, den Produktentstehungsprozess sowie andere Phasen der Wertschöpfungskette ganzheitlich durch konsistente Methoden, Modelle und Werkzeuge zu unterstützen sowie die Produktivität dieses Prozesses in seiner Gesamtheit zu erhöhen. Zur Unterstützung dieses Ansatzes existieren auf der Informationstechnologie (IT) basierende PLM-Lösungen, die mit ihren Funktionen die vollständige Umsetzung des PLM-Ansatzes erst ermöglichen. [Schuh, Lenders, Treutlin, Uam 2008; Schuh, Rozenfeld, Assmus, Zancul 2007]

Stark beschreibt PLM als einen Ansatz, die Produkte eines Unternehmens von der ersten Idee an über das fertige Produkt bis hin zum Recycling möglichst effektiv zu begleiten. Dabei zielt das PLM laut seiner Aussage auf die Maximierung des Wertes derzeitiger und zukünftiger Produkte sowohl für den Nutzer, als auch für den Kapitaleigner ab. [Stark 2007]

Nach Eigner besteht eine weitere Aufgabe von PLM in der interdisziplinären Produktmodellierung, welche als übergeordnetes Ziel die kontinuierliche Beschreibung des Produktes während seiner Entwicklung beinhaltet. Dabei sind vor allem die frühen Phasen (Anforderungen und Funktionen) des Produktentwicklungsprozesses von Bedeutung. Im modellgetriebenen Anforderungsmanagement müssen verschiedene Anforderungsmanagementprozesse verschiedener Entwicklungsabteilungen (mechanisch, elektrisch, Software bezogen) in einem ganzheitlichen Modell abgebildet werden, oder durch einen übergreifenden Begleitprozess disziplinspezifisch ergänzt werden. Anschließend wird eine modellgetriebene Konzeptentwicklung mit einer formaleren Abbildung erzielt, welche die weniger formale Beschreibung in der frühen Phase der Produktentwicklung unterstützen soll. [Eigner 2013]

Erkennbar ist, dass in allen wissenschaftlichen Ansätzen die Zusammenfassung verschiedener Managementdisziplinen adressiert wird. Eine weitere Gemeinsamkeit liegt darin, dass der PLM Ansatz dazu dienen soll, unternehmerische Prozesse effizienter zu gestalten. Der Fokus der PLM Nutzer variiert dabei zwischen eher verwalterischen oder wertschöpfenden Funktionen. Ein aktueller Aspekt der PLM Wissenschaft liegt in der Abbildung von Produkten aus Sicht verschiedener Entwicklungsabteilungen.

Potenziale des PLM

Die vom Product Lifecycle Management ausgehenden Nutzenpotenziale finden sich in allen Bereichen entlang der Wertschöpfungskette wieder, ganz im Sinne des Lebenszyklusansatzes und der damit einhergehenden ganzheitlichen Sichtweise. Mithilfe dieses Konzeptes lassen sich beispielsweise Produkte schneller auf den Markt bringen, das Produkt in der Nutzungsphase durch bessere Serviceleistungen unterstützten, sowie die Entsorgung ex ante im Produktkonzept antizipieren. Zusammenfassend lassen sich die durch PLM realisierbaren Nutzenpotenziale in vier Bereiche einteilen. [Sauer, Lenders 2007; Schuh, Lenders, Treutlein, Uam 2008]

  • Finanzielle Vorteile
  • Zeitvorteile
  • Qualitätsvorteile
  • Business Performance

Finanzielle Potenziale zeigen sich vor allem in Gewinnerhöhungen, die etwa durch vorzeitige Markteinführung des Produktes und somit höheren Absatzzahlen oder aber durch Senkung von Kosten realisiert werden. Eine Kostenreduktion ist beispielsweise in den Bereichen Prototypenbau, Materialkosten, Produktionskosten, Lagerkosten, Servicekosten oder aber Lohnkosten möglich.

Einen weiteren Aspekt bildet die Zeit von der Produktentwicklung bis zur Auslieferung. Die effiziente Prozessgestaltung führt zu einer Reduktion von Projektbearbeitungszeiten, Durchlaufzeiten, Problemlösezeiten und somit zu einer Verringerung der Time-to-Market.

Durch PLM können außerdem Vorteile in der Qualität realisiert werden. Der Begriff Produktqualität bezieht sich nicht nur auf die Qualität des Produktes hinsichtlich seiner geometrischen Abmaße oder der Funktionserfüllung in zuvor definierten Parametern, sondern vielmehr auch auf die Konformität von Kundenanforderungen und Produktperformance. So lassen sich durch PLM nicht nur Produktionsfehler frühzeitig erkennen und Nacharbeit bzw. Kundenreklamationen verringern, sondern vielmehr Produktvarianten realisieren, die mit einem vertretbaren Nutzen-Aufwand-Verhältnis angeboten und vom Kunden wertgeschätzt werden.

Schließlich zeigen sich im Bereich der Business Performance Potenziale, die sich nicht direkt messen lassen. Hierzu zählt vor allem der Wert von Daten und Informationen sowie deren Management. Je aktueller und verfügbarer der Daten- und Informationsstand ist, desto höher ist die Transparenz über die vorliegende Sachlage als Basis für die Entscheidungsfindung. Erst dadurch lassen sich Zustände adäquat antizipieren, die sich beispielsweise in einer Erhöhung der Innovationsfreudigkeit, Stärkung des Unternehmensimages oder aber höherer Kundenzufriedenheit äußern.

Um die Nutzenpotenziale des PLM voll ausschöpfen zu können, ist es notwendig, neben der technischen Umsetzung vor allem die beteiligten Mitarbeiter des Unternehmens mit einzubeziehen. Das Ziel hierbei ist das Erreichen einer zielgerichteten und effizienten Kollaboration der Mitarbeiter. [Schuh et al. 2010]

Anwendungsgebiete des PLM

PLM umfasst alle Bereiche einer Unternehmung, doch zeigt sich in den verschiedenen Bereichen ein anderer Grad an Intensität. Aus der Historie heraus entstand PLM vor allem in der Produktentwicklung. Daher fokussieren viele PLM basierende Methoden und Werkzeuge diesen Bereich der Wertschöpfungskette. Erst in den letzten Jahren zeigt sich, dass die Vernetzung auch zu anderen Bereichen wie der Fertigung und Montage stattfindet. Um die PLM-Bausteine strukturiert erfassen zu können, ist vom Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen ein PLM-Funktionsmodell erstellt worden, siehe Abbildung 3 [Schuh, Lenders, Müller 2007]. Das Modell besteht aus den Bereichen Kerndatenmanagement, Produktdatenentstehung, Prozessmanagement sowie dem Management der Prozessdatenintegration. Eine ausführliche Dokumentation des Funktionsmodells findet sich unter www.plm-info.de.

3-Marktspiegel

Abb. 3: PLM-Modell des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen

In der Vergangenheit war der Einsatz von PLM eher in der produzierenden Industrie wie der Luft- und Raumfahrt oder im Automotive Bereich anzutreffen. Heute lässt sich die Umsetzung des PLM-Konzeptes in nahezu allen Branchen finden. Es ist erkannt worden, dass das Management von Daten und Informationen sowie die Vernetzung von Prozessen Nutzenpotenziale mit sich bringen, die ebenfalls in der Herstellung von Schuhen, Kleidung, Schmuck, Chemieanlagen oder anderen Investitions-, Gebrauchs- sowie Konsumgütern realisierbar sind. [Schuh, Lenders, Treutlein, Uam 2008]

PLM-Systemanbieter

Die Umsetzung von PLM-Konzepten ist in der Praxis durch eine hohe Komplexität gekennzeichnet. Die Umsetzung wird durch IT-Systeme ermöglicht oder unterstützt. Die meisten PLM basierenden Methoden und Werkzeuge vernetzen Prozesse und Daten miteinander, wobei insbesondere die Integration von Daten durch das IT-System realisiert wird. Diese IT-Systeme werden von den Softwareanbietern oft bereits als PLM-Systeme bezeichnet. Das PLM stellt jedoch nicht nur ein IT-System, sondern vielmehr ein Managementkonzept dar.

Es lassen sich wie zuvor beschrieben zwei Strömungen von PLM-IT-Systemen erkennen, die in ihrer Basisstruktur verschieden sind. Zum einen sind dies Softwarehersteller von Warenwirtschaftssystemen wie das ERP, zum anderen Hersteller von EDM- bzw. PDM-Systemen.

Im Markt der PLM-Anbieter gibt es derzeit wenige große Anbieter, zu denen beispielsweise Softwarelösungen von Dassault Systèmes, Oracle, PTC, SAP oder Siemens gehören. Neben diesen finden sich noch weitere kleinere Anbieter, die sich weniger als „Vollsortimentsanbieter“, sondern mehr als Anbieter von Speziallösungen sehen. So sind in der Lebensmittel- oder chemische Industrie typischerweise oft andere PLM-Anbieter zu finden als im Maschinen- und Anlagenbau.

Manche der PLM-Anbieter vertreiben ihr Produkt eigenständig und führen auch die Implementierung selber durch. Andere Anbieter bieten ihr PLM-System ausschließlich oder ergänzend durch Vertriebsgesellschaften an. Diese haben sich meist auf Branchen spezialisiert und das originäre PLM-System bereits in weiten Teilen angepasst. Bei der Auswahl eines geeigneten IT-Systems zur Unterstützung der gewünschten Unternehmensfunktionen helfen Dienstleister, die gleichzeitig eine Übersicht über Softwarefunktionalitäten bereitstellen [Schuh, Lenders, Treutlin, Uam 2008].

Literatur

Zuletzt bearbeitet: 17.04.2015 17:51
Letzter Abruf: 25.07.2017 10:44
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