Mit seinen Sensor- und Automatisierungslösungen schafft Balluff die Grundlage für einen echten digitalen Zwilling. Gemeinsam mit PTC und der Pdsvision als Systemhaus wurde eine durchgängige PLM Lösung von der Definition der Anforderungen über die Konstruktion bis zur Fertigung implementiert.

Bild: Balluff

Schritt für Schritt in die Digitalisierung Auf dem Weg zum Digitalen Zwilling

14.09.2022

Balluff bewegt sich weiter in die Zukunft: Der Hersteller von Sensoren und Automatisierungslösungen schafft die Grundlage für einen echten digitalen Zwilling und damit für einen bidirektionalen Austausch zwischen realer und virtueller Ausprägung. Hierfür implementiert PTC gemeinsam mit der Pdsvision als Systemhaus eine durchgängige PLM-Lösung von der Definition der Anforderungen über die Konstruktion bis zur Fertigung.

Die Balluff-Produkte sind integraler Bestandteil und Datenlieferant unter anderem in IIoT- und Digitalisierungs-Szenarien. Software gewinnt immer größere Bedeutung im Portfolio und als Bestandteil zunehmend komplexer Produkte. Gleichzeitig steigt die Variantenvielfalt, statt Produkten werden vermehrt Lösungen angeboten, was die Komplexität weiter nach oben treibt.

In dieser Situation müssen die Prozesse und IT-Systeme alle Mitarbeitenden dabei unterstützen, Kundenanfragen schnell und in höchster Qualität zu beantworten. Das erfordert unternehmensweite digitale Prozesse, die einfach gelebt werden können und effizient sind, sowie die Verfügbarkeit der notwendigen Informationen an jeder Stelle des Produktlebenszyklus.

Produktdaten ohne Medienbruch von der Entwicklung zum Kunden

Hubertus Breier, Chief Technology Officer (CTO) von Balluff, erläutert die Herausforderungen: „Kunden wollen unsere Produkte schon während der Entwicklung ihrer Anlagen in Simulationen einbinden. Deshalb bieten wir schon heute für viele Komponenten AutoML-Softwarebausteine im Webshop an. Ziel ist es, die Produktdaten ohne Medienbruch von unserer Entwicklung bis zum Kunden zu bringen.“

Intern unterstützt das PLM-System die Zusammenarbeit mit einem einzigen, einheitlichen Datenspeicher und Datenmodell, das allen Bereichen zur Verfügung steht. „Durch die Erweiterung des Datenflusses ins Feld, wie das mit IoT möglich ist, erhalten wir Daten zurück, die wir zum Condition Monitoring und zur Optimierung unserer Produkte nutzen können“, ergänzt Hubertus Breier. Diese Entwicklungen erforderten eine Neuorientierung – zum einen organisatorisch, zum anderen in den Prozessen.

In der Konstruktion hat Balluff trotz der hochintegrierten mechatronischen Produkte lange mit getrennten Lösungen für Elektronik- und Mechanikkonstruktion, Requirements Management, Webshop und ERP-System gearbeitet. „2019 standen wir vor der Frage, mit dem bisherigen PLM-System nochmal neu zu starten oder einen anderen Weg zu gehen. Wir planten dann eine ausgiebige zwölfmonatige Evaluationsphase ein, in der sich schon nach fünf Monaten PTC als ein Favorit zeigte“, erinnert sich Hubertus Breier.

Auswahl ohne Lastenheft

Neben den Benchmarks legte Balluff großen Wert auf die „weichen“ Faktoren: „Wir schauten uns die Partner genau an, mit denen wir ja für viele Jahre zusammenarbeiten wollten. Wir hatten bewusst kein Lastenheft formuliert, sondern benannten relevante Handlungsfelder und evaluierten die Lösungsansätze, die uns präsentiert wurden. Idealerweise konnten die Anbieter uns für diese Handlungsfelder Best Practices zeigen und mindestens 90 Prozent der Anforderungen mit dem Standardumfang ihrer Systeme abdecken.“

Im Benchmark entwickelten die Balluff-Verantwortlichen in Zusammenarbeit mit PTC und Pdsvision eine Roadmap, die in wenigen Release-Schritten die Umsetzung festlegt. Sie umfasst einen Zeithorizont von vier bis fünf Jahren. Nach sieben Monaten Evaluation hat sich PTC in allen Belangen durchgesetzt, wie Hubertus Breier sagt: „Das Unternehmen hat viel in seine Lösungen investiert und Angebote für Themen, die bei uns erst in zwei bis fünf Jahren aktuell werden. Großen Anteil hatte dabei der Systemintegrator Pdsvision, der die Implementierung bei Balluff begleitet.“

Digitaler Zwilling per Knopfdruck

„Wir bauen einen digitalen Faden auf, von der ersten Entwicklungsphase bis hin zum digitalen Zwilling“, erläutert der Balluff CTO. Mit der Asset Administration Shell haben wir bereits einen digitalen Zwilling, in dem Metadaten, Modelle und Dokumente zu einem Produkt gesammelt sind. Doch diese Daten müssen bisher mühsam aus diversen Systemen zusammengesucht werden. „In Zukunft soll das auf Knopfdruck funktionieren“, so Breier.

Als Startpunkt wählte Balluff Autorensysteme, in denen die Daten entstehen, die dann in weiteren Schritten verwaltet und genutzt werden. Release 1.0 enthält die Migration sämtlicher CAD-Daten der mechanischen Konstruktion aus der CAD-eigenen Datenverwaltung in das PTC PLM System Windchill. Hierfür bringt Windchill umfangreiche Schnittstellen mit.

Bis Mitte 2023 sollen alle produktrelevanten Daten in Windchill migriert und das ECAD-System von Eplan in Windchill integriert sein. Eine Material Classification aller mechanischen und elektrischen Bauteile soll die Suche erleichtern und die Wiederholteilrate steigern, unterstützt durch eine geometrische Ähnlichkeitssuche.

Engineering- und Fertigungsstücklisten sollen verknüpft und ein Produktkonfigurator, Arbeitspläne und Work Instructions eingeführt werden. Auch der Bereich „technische Publikationen“, unter anderem mit Produkthandbüchern, soll in Windchill integriert werden.

Vom Engineering zum Enterprise Change Management

Ein wichtiges Projekt ist die Umsetzung des Engineering Change Workflows, der aktuell in Sharepoint und Excel verwaltet wird, in einen Windchill-Prozess, außerdem die SAP-Integration. Balluff möchte den Änderungsprozess auf SAP ausdehnen und Stücklisten automatisiert in SAP übertragen. Ziel ist es, das bisherige Engineering Change Management auf ein umfassenderes Enterprise Change Management zu erweitern.

Schließlich soll das Requirements Management in Windchill migriert werden. Zudem möchte Balluff die Zusammenarbeit mit Lieferanten und Entwicklungspartnern über Windchill automatisieren, etwa indem sich Partner Daten kontrolliert aus Windchill heraus zur Verfügung stellen lassen.

Derzeit läuft die Windchill Installation auf lokalen Servern. Sie soll jedoch auf eine SaaS-Lösung migriert werden, bei der die Lösung auf Cloudservern von PTC läuft.

Agile Umsetzung mit frühen User-Tests

„Die einzelnen Schritte gehen wir in einer Mischung aus Wasserfall- und Scrum-Prozessen“, erläutert Hubertus Breier. „Wir nutzen eine agile Vorgehensweise, bei der wir User Stories erstellen, die wir dann in Sprints umsetzen. Anwender können diese direkt danach noch während des Implementierungsprojekts sehen und testen. Dabei arbeiten wir eng mit PTC und Pdsvision zusammen. Dieses Vorgehen hat sich sehr bewährt!“

Weiterer Vorteil dieses Vorgehens: Balluff konnte eine hohe Bereitschaft bei den Anwendern erzielen, Prozesse an das System anzupassen. Zudem lernen die Nutzer anhand einer PLM Standard-Implementierung die Möglichkeiten durch Windchill kennen. Zum Beispiel sehen sie in diesem Demonstrator, warum es sinnvoll ist, eine Engineering- und eine Fertigungsstückliste parallel zu führen: In Windchill sind das keine zwei getrennten Listen, die manuell verwaltet werden müssen, sondern sie sind verknüpft, sowohl miteinander wie auch mit weiteren Dokumenten wie Anweisungen und Zusatzinformationen.

Sukzessive werden nun Prozesse, die manuell, in Excel oder anderen Insellösungen abliefen, in Windchill überführt.

Das PLM-Projekt hat im Unternehmen vollste Unterstützung bis in die Chefetage hinauf. Ein QA-Board begleitet das Projekt und unterstützt bei komplexen Themen. Um einen hohen Standardanteil sicher zu stellen, muss jedes Customizing vom Board genehmigt werden – das gibt zusätzliche Gewissheit und führt zu guten, praktikablen Lösungen.

Für die kommenden Go-Live-Phasen hat Balluff eine Hypercare-Phase mit Pdsvision vereinbart, in der dem Unternehmen besonders viele Unterstützer zur Verfügung stehen. So kann bei Bedarf schnell auf Probleme reagiert werden. „Zudem arbeiten wir in dem Dreieck PTC – Pdsvision – Balluff hervorragend zusammen. Wir haben Ansprechpartner, die eigene, praktische Erfahrungen in PLM-Systemeinführungen gesammelt haben. Und: Die Chemie zwischen uns stimmt“, ergänzt Hubertus Breier. „Unsere Strategie, ohne Lastenheft, aber mit präzise formulierten Handlungsfeldern in den Benchmark zu gehen, hat sich bewährt. Wir konnten die Erkenntnisse aus dem Benchmark direkt in die Implementierungsphase übernehmen und mit Hilfe des Demonstrators die Anwender und Abteilungen mitnehmen. So schaffen wir Schritt für Schritt ein System, das uns über viele Jahre begleiten wird.“

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