Prozesse optimieren Anwendungsintegration von PLM und ERP: Das sind die Vorteile

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In der Fertigung hat die Integration von zwei grundlegenden Systemen höchste Priorität: das Product Lifecycle Management (PLM) und das Enterprise Resource Planning (ERP). Denn arbeiten diese Systeme getrennt voneinander, kann bei beiden nicht das volle Potenzial genutzt werden. Damit eine nahtlose Anwendungsintegration gelingt, müssen jedoch zunächst einige Vorarbeiten erledigt werden.

Der Unterschied zwischen PLM und ERP besteht darin, dass die Systeme unterschiedliche Aspekte des Geschäftsbetriebs verwalten. PLM dient dazu, diskrete Produkte während ihres gesamten Lebenszyklus zu managen. Das umfasst die Konzeption und das Produktdesign, die Konstruktion, das Prototyping sowie Fertigung und Service. Sind Zusammenarbeit und Innovation in der Produktentwicklung besonders wichtig, vor allem bei komplexen Konstruktionen, ist PLM nicht nur hilfreich, sondern entscheidend.

ERP umfasst demgegenüber eine Vielzahl an Geschäftsdisziplinen und -prozesse, vom Lieferkettenmanagement über Finanz- und Rechnungswesen, Personalwesen bis zu Kundenbeziehungsmanagement (CRM) und viele mehr. Im Wesentlichen zielt ERP auf die Automatisierung und Rationalisierung von Prozessen sowie auf die Zentralisierung von Daten ab, um die Entscheidungsfindung und das Ressourcenmanagement im gesamten Unternehmen zu verbessern.

Nachteile getrennter ERP/PLM-Systeme

Arbeiten beide Systeme getrennt voneinander, kann bei beiden nicht das volle Potenzial genutzt werden. Manuelle Übergaben und Datenduplizierung in ERP- und PLM-Systemen beeinträchtigen die Qualität, verursachen Kosten, verlängern Liefer- und Wartezeiten, führen zu Fehlabstimmungen sowie mangelhafter Rückverfolgbarkeit und erschweren die Umsetzung von Kundenanforderungen. Eine Skalierung ist kaum möglich, denn zum Beispiel die Fertigungskapazität lässt sich nur verdoppeln, wenn auch das Personal für die Dateneingabe verdoppelt wird.

Mangelnde Transparenz verstärkt zudem die Probleme beim Änderungsmanagement. Viele Fertigungssysteme wurden für Fertigungsfachleute mit jahrelanger Erfahrung konzipiert. Die heutige Belegschaft besteht jedoch zum Großteil aus Arbeitskräften mit höchstens drei Jahren Erfahrung. Gleichzeitig werden die Produkte immer komplexer, die Änderungsquote steigt. Um Verbesserungen bei Qualität, Produktivität und Nachhaltigkeit zu erzielen, müssen Fertigungsunternehmen ihre Beschäftigten mit praxistauglichem Produkt- und Prozesswissen ausstatten, sodass die Beschäftigten die nötigen Mittel zur kontinuierlichen Identifikation, Priorisierung, Analyse und Behebung der Problempunkte in ihrem Arbeitsalltag an die Hand bekommen und keine Zeit für eine nicht wertschöpfende Suche nach Informationen verlieren.

Um Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität zu steigern, stehen Fertigungsunternehmen zudem vor der Aufgabe, die operative Effizienz ihrer Produkte, Prozesse und Ressourcen stetig zu verbessern. Dadurch können sie ihre Arbeits- und Verarbeitungskosten senken. Zudem müssen sie aber auch ihr Produkt- und Prozessdesign evaluieren und optimieren, um die Materialkosten zu senken. Dabei entscheidet jedoch die technische Entwicklung generell zu 70 Prozent über die Produktkosten. Bei nicht integrierten Systemen müssen die Ingenieure doppelte Arbeit leisten, indem sie die gleichen Daten ins PLM- und ERP-System eingeben.

Unkomplizierte Arbeitsteilung

Das zeigt: Die Beziehung von PLM- und ERP-Systemen ist synergetisch: Die vollständige Optimierung beider Systeme hängt vom erfolgreichen Einsatz bzw. der effektiven Integration des jeweils anderen Systems ab. Gut aufeinander abgestimmt ergänzen sie sich in vollem Umfang, wobei jedes System den Wert des anderen nicht nur bewahrt, sondern auch steigert.

Auf dem Markt finden sich zahlreiche kommerzielle PLM- und ERP-Systeme, die meisten von ihnen werden unternehmensspezifisch konfiguriert. Dennoch ist die „Arbeitsteilung“ zwischen ihnen unkompliziert: PLM verwaltet den Lebenszyklus des Produkts von der Konzeption bis zum endgültigen produktionsreifen Design, während ERP den Part übernimmt, wenn das Produkt für die Fertigung und den Vertrieb bereit ist. Obwohl während des gesamten Prozesses Informationen zwischen den Systemen ausgetauscht werden, führen sie ihre Aufgaben getrennt voneinander aus.

Vorbereitung der Anwendungsintegration

Das A und O einer erfolgreichen Integration ist ein strategisch durchdachter, präzise geplanter und sorgfältig ausgeführter Implementierungsplan. Obwohl jedes Unternehmen anders ist, gelten hierfür einige allgemeine Überlegungen. Dazu gehört es, die Frage zu beantworten, welches Werkzeug nach der Integration am effektivsten sein wird, um die Ziele zu erreichen, die durch die Integration erreicht werden sollen. Bei der Planung der Schnittstelle zwischen beiden Systemen ist zu berücksichtigen, wie die Produktdaten reibungslos in andere Anwendungen fließen können. Dabei sind relative Maßeinheiten, Währungen, alle Anbieter in der Lieferkette und andere Datenvariablen zu berücksichtigen.

3 Schritte zur nahtlosen Anwendungsintegration

Die optimale Vorgehensweise bei der Anwendungsintegration hängt von Geschäftsmodell und Produktkomplexität ab. Drei Faktoren sind jedoch immer gleich und müssen berücksichtigt werden: der Speicherort der Stammdaten, wo diese auch kuratiert werden, das Konfigurationsmanagement und die Änderungskoordination. Zudem spielen unternehmensspezifische geschäftliche Initiativen eine Rolle. Wo sieht das Unternehmen wichtige Chancen im Hinblick auf Produktinnovationen, Produktqualität, Produktkosten und Produkteffizienz? Die Implementierung eines Prozesses, der alle Wertschöpfungsketten produkt-, fertigungs- und logistikübergreifend umfasst, erfordert ein komplexes Spektrum ineinandergreifender Überlegungen. Für eine nahtlose Anwendungsintegration empfehlen sich folgende drei Schritte:

Schritt 1 – Die richtigen Daten im richtigen Tool verwalten und auf die richtigen Produktstammdaten zurückgreifen: Zunächst ist zu ermitteln, wo sich die Produktstammdaten derzeit befinden, sie zu identifizieren und zu bereinigen. So lässt sich verhindern, dass die gleichen Daten zur gleichen Zeit in mehreren Systemen als Stammdaten gepflegt werden. Zum Beispiel ist ein ERP-System nicht Eigentümer von Informationen, die dem Produkt und der Fertigung vorgeschaltet sind, und bietet nur begrenzte Möglichkeiten, optimierte Prozesspläne für die Fertigung eines komplexen, Änderungen unterworfenen Produkts zu erstellen und zu definieren.

Legt man als Erstes solide digitale Grundlagen für PLM und ERP, werden die Arbeitsergebnisse der technischen Entwicklung automatisch an nachgeschaltete Bereiche weitergeleitet. Letztendlich geht es darum, dass die richtigen Leute in den richtigen Systemen die richtige Arbeit ausführen und nicht zwischen unterschiedlichen Systemen wechseln und die Arbeit duplizieren müssen.

Schritt 2 – Nahtlose, bidirektionale Prozessabläufe konzipieren: Alle Stakeholder müssen auf sämtliche Produktinformationen zugreifen können, die sie im Zusammenhang mit ihrer Rolle im Produktlebenszyklus benötigen, anstatt sich diese von Kollegen beschaffen zu müssen. Fertigungs- und Prozessplaner, Werks- und Werkzeugdesigner, Fertigungsleiter und Arbeitskräfte in der Fertigung beispielsweise brauchen Zugriff auf die neuesten Informationen aus der technischen Entwicklung. Konstruktionsingenieure brauchen Echtzeit-Feedback aus der Fertigung.

Der ideale künftige Status besteht in der Integration der Abläufe, nicht der Daten. Dazu muss Zugriff auf die PLM-Daten über bestehende ERP-Systeme möglich sein und eine einzige zuverlässige und allgemeingültige Datenquelle vorliegen. Jedes System sollte nur die Daten enthalten, die für seine Funktion erforderlich sind.

Bei vernetzten Systemen ist es zudem wichtig, klar herauszuarbeiten, wie viel Definition Eingang in die einzelnen Systeme finden soll, das heißt, wo das eine System aufhört und das nächste anfängt. Auf dieser Grundlage können die Benutzer aus Daten Erkenntnisse gewinnen, die zu einer abgestimmten Entscheidungsfindung und automatischen Koordination der Prozesse in der technischen Entwicklung und Fertigung beitragen. Ziel ist ein geschlossener Kreislauf integrierter Automatisierungs- und Berichtsfunktionen, die alle Phasen der Fertigung abdecken.

Liegen die Konstruktionen getestet und validiert in digitaler Form vor, werden die Informationen ans ERP-System weitergeleitet, sodass die Vorbereitungen für die physische Fertigung der Produkte getroffen werden können. Je höher die Qualität der Informationen aus dem PLM-System, desto größer der Nutzen des ERP-Systems und desto geringer der Aufwand für die Anreicherung des ERP-Materials.

Hierfür werden aus dem PLM-System in erster Linie übergeordnete Informationen benötigt, wie Materialstammdaten, Stücklisten, Einkaufsspezifikationen usw., keine technischen Daten. Bei der Übertragung von Daten zu einem Fertigungsartikel vom PLM- zum ERP-System sollten alle nötigen Definitionen enthalten sein, um die Kosten für den Artikel im ERP automatisch zu berechnen (sofern mit MPM und Prozessplanung gearbeitet wird) und um die Artikelstückliste mit Kosten- und Routing-Informationen aus dem Prozessplan für Konfiguration/Logistik zu übermitteln.

Schritt 3 – Aus Daten digitale Funktionalitäten erstellen und Beschäftigten in der Fertigung zur Verfügung stellen:

Sind die Daten zugeordnet, die Systeme integriert und die Prozesse optimiert, lassen sich Dashboard-Ansichten zur Analyse von Zeitaufwand und Ausführungsqualität generieren. Daraus ergeben sich unzählige Möglichkeiten, etwa:

• → die Demokratisierung der Produktdaten mit Out-of-the-box-Apps oder benutzerdefinierten Low-Code-Apps für eine Zusammenarbeit in Echtzeit vom Fertigungsleiter bis zum Fertigungsmitarbeiter,

• → die Rückanbindung des Fertigungsbetriebs an die technische Entwicklung durch kontextbezogene Meldung von Problemen oder Konformitätsabweichungen über Terminals in der Fertigung,

• → die Vernetzung der Anwendungsfälle für Arbeitszellen, um Beschäftigten ein nahtloses Erlebnis zu bieten und gleichzeitig Umsetzungsdaten mittels Zugriff auf relevante Steuerungseigenschaften, Smart Tools und Maschinen zu erfassen,

• → visuelle, digitale Arbeitsanweisungen zugeschnitten auf das Kompetenzniveau des Beschäftigten,

• → Konzeption der Fertigungsabläufe auf Basis besserer Abstimmung zwischen Fertigung und Fabriklayout.

Herausforderungen bei der Integration

Einige Aktivitäten, die den technologischen Prozessen untergeordnet zu sein scheinen, können den Erfolg der Integration erheblich steigern oder – falls vernachlässigt – beeinträchtigen. Dazu gehören die Anpassung der Geschäftserwartungen, angemessene interne Schulungen und die Einbindung von Drittanbietern in den Prozess.

Zu den zentralen technologischen Herausforderungen der Anwendungsintegration zählen der Umgang mit Änderungen der Art und Weise, wie Daten in verschiedenen Funktionen formatiert und definiert werden, sowie die Sicherstellung, dass integrierte oder übertragene Daten für die geplante Integration „sauber“ sind. Das System muss zudem so strukturiert sein, dass es Versions- und Release-Management unterstützt. Denn diese Änderungen passieren nicht gleichzeitig an allen Komponenten der IT-Umgebung, trotzdem muss das kombinierte System während der Upgrade-Prozesse in seiner Gesamtheit weiter funktionieren.

Vorteile der PLM/ERP-Anwendungsintegration

Werden diese Schritte und Herausforderungen berücksichtigt, steht einer erfolgreichen Integration nichts im Wege und Unternehmen können von zahlreichen Vorteilen profitieren.

Durch die PLM/ERP-Integration entfallen viele Ineffizienzen durch mehrfache Dateneingabe, die durch menschliche Fehler oft noch verstärkt werden. Das PLM-System kann Stücklisten- und Produktdaten konsistent erfassen und in Echtzeit an alle Funktionen weitergeben, die sie benötigen. So werden vor- und nachgelagerte Prozesse verknüpft und effizienter. Viele Reibungsverluste herkömmlicher Kommunikationssysteme entfallen, was zu einer besseren Zusammenarbeit führt. Entscheidungen und Aktivitäten im Produktentwicklungsteam können zum Beispiel von den Beschaffungsteams in Echtzeit nachvollzogen werden. Die Verbesserungen bei Effizienz, Zusammenarbeit und Innovation sorgen zudem für erhebliche Kostensenkungen.

Darüber hinaus kann die Integration einen robusten Rahmen für die Einhaltung komplexer gesetzlicher Regularien und Vorschriften schaffen und ihre Auswirkungen auf die Rentabilität des Unternehmens mildern. Compliance-Prozesse werden durch die Zentralisierung von Daten und den damit verbundenen verbesserten Zugang rationalisiert.

Eine konsistente Datenverarbeitung trägt außerdem dazu bei, die Genauigkeit zu gewährleisten und Fehler im gesamten Unternehmen zu reduzieren, während verbesserte Change-Management-Funktionen dem Unternehmen ermöglichen, effektiv auf sich ändernde Compliance-Anforderungen zu reagieren. Nachvollziehbarkeit und Verantwortlichkeit werden optimiert, ebenso wie die Berichtsfunktionen, die dem Unternehmen helfen, potenzielle Compliance-Risiken zu erkennen und zu bewältigen.

Ein weiterer Maßstab für eine erfolgreiche PLM/ERP-Integration sind zufriedenere Kunden. Wenn diese die Auswirkungen von Produktdesign- und Fertigungsentscheidungen besser verstehen, können sie ihr eigenes Geschäft effektiver planen.

Der Autor Florian Harzenetter ist Global Advisor Industrials and EHT (Electronics and High Tech) bei PTC.