Digital Thread: So lassen sich Entwicklung, Produktion und Fertigung verbinden

Der Digital Thread oder digitale rote Faden schafft Homogenität und einfachen, universellen Zugriff auf Daten und stellt Zusammenhänge zwischen ihnen her, die verstreut in einem Unternehmen sind. Durch einen strategischen Ansatz zur digitalen Transformation mithilfe eines Digital Threads beschleunigen Hersteller die Produktentwicklung, senken Beschaffungs- und Produktionskosten und gewinnen Erkenntnisse, um Engpässe in der Lieferkette zu umgehen.

Wenn eine Funktion der digitalen Prozesskette nicht effizient arbeitet oder auf die anderen nicht optimal abgestimmt ist, wird der gesamte Prozess blockiert. Tabellenkalkulationen stellen beispielsweise isolierte Daten dar, die nicht automatisch in Softwaresysteme integriert werden können und nicht Teil eines Digitalen Threads sind.

Der Digital Thread in der Fertigung

Die digitale Transformation besteht im Bereich der Fertigung aus vier zentralen Säulen:

1. Kompatible Daten und Technologien ermöglichen eine unternehmensweite Zusammenarbeit. Durch die Verwendung von nur einer einzigen Datenquelle während des gesamten Produktlebenszyklus können schneller fundierte Entscheidungen getroffen werden.
   
2. Der digitale Zwilling umfasst digitale Konstruktionsdateien (3D-CAD) und zugehörige Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI). Er dient als Grundlage für die Beschaffung und Fertigung, um die Abläufe zu beschleunigen und Risiken zu verringern.
   
3. Der Digital Thread verbindet die digitale und die physische Welt, den digitalen Zwilling und die Produktinformationen, einschließlich Beschaffungs-, Fertigungs- und Verkaufsdaten. Zudem kann er Geschäftsprozesse über traditionell getrennte Abläufe hinweg erweitern (Produktdesign und Beschaffung).
   
4. Digitale Fabriken erlauben die Simulation und Analyse von Design for Excellence (kurz DFX, ist ein Baukasten aus Methoden, Designrichtlinien und Checklisten für Produkt- und Prozessverbesserungen, die in diversen Phasen des Produktlebenszyklus Kostenvorteile bieten können) in den Bereichen Planung, Design, Beschaffung und Fertigung. Die Teams verwenden präzise digitale Zwillingsspezifikationen, um Kosten und Produktionsszenarien zu berechnen, die Optionen für eine ausgelagerte Produktion weltweit zu vergleichen, die interne Fertigungskapazität zu bestimmen und verschiedene Fertigungsprozesse zu bewerten. Der Zugriff zu aktuellen Preisen und der Liefer-Verfügbarkeit ist entscheidend für eine effektive Planung.

Digital Thread: Der digitale Faden in der Produktentwicklung

Entscheidend für die digitale Transformation ist, wie Unternehmen Abteilungen und Abläufe miteinander verbinden und Informationen nutzen, um schnell Entscheidungen zu treffen. Hersteller, die einen digitalen roten Faden durch den gesamten Produktentwicklungszyklus führen, können den digitalen Zwilling mit Daten aus der physischen Welt verbinden – einschließlich Fertigungskapazitäten, Beschaffungs- und Kosteninformationen aus der Lieferkette, Außendienstberichten und anderen Vorgängen.

Der Digital Thread ist ein in sich geschlossener Prozess. Er stellt eine zentrale, zuverlässige Informationsquelle dar, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Durch die Nutzung aktueller digitaler Produktinformationen, können Teams schneller und effizienter arbeiten: Kostenentwicklungsteams können frühe Entwürfe überprüfen und Aktualisierungsempfehlungen abgeben, um die Herstellbarkeit zu eruieren. Sobald Ingenieure ein CAD-Modell aktualisieren, kann die Beschaffung die überarbeiteten Spezifikationen sofort nutzen, um aktualisierte Angebote einzuholen. Zusätzlich können Daten aus der Praxis direkt in Konstruktionsaktualisierungen einfließen.

Schlüssel für die Umsetzung in der Fertigung

Der digitale rote Faden kann Mehrwerte schaffen, indem er Automatisierung und Zusammenarbeit zwischen Abteilungen ermöglicht. Folgende Komponenten sollten Hersteller beim Aufbau eines effektiven digitalen Konzepts berücksichtigen:

1. Verbinden Sie alle Beteiligten, um Produktivität und Gewinn zu steigern: Richten Sie eine „Single Source of Truth“ ein, die auf kritische Systeme zurückgreift, um Leistungs- und Fertigungsdaten zwischen dem digitalen Zwilling und den nachgelagerten Anwendungen (Konstruktion, Beschaffung, Fertigungspartner) zu verbinden.
   
2. Vereinfachung und Beschleunigung der Abläufe durch Automatisierung Integrieren Sie die Automatisierung in Ihr Design for Manufacturability und die Fertigungskostenanalyse. Nutzen Sie Regeln, Rollen und Auslöser, um Teams zu alarmieren, Maßnahmen zu ergreifen, Berichte zu erstellen.
   – Identifizierung von Komponenten für Redesign oder neues Angebot mit hohen Kostenauswirkungen
   – Identifizierung von Ausreißern mit Herstellbarkeitsproblemen
   – Benachrichtigung der Beteiligten über risikoreiche Teilekonstruktionen zur sofortigen Überprüfung
   
3. Verbesserung der Planung mit exakten Daten und faktenbasierten Erkenntnissen: Eine effektive strategische Planung erfordert die Fähigkeit, auf Informationen wie verlässliche Produktdaten, detaillierte Fertigungskostenmodelle und regionale Lieferantendatenbanken zurückgreifen zu können. Diese Daten können für Planungs- und Analyseszenarien genutzt werden:
   – Bewertung der Realisierbarkeit der Verwendung eines Ersatzmaterials zur Umgehung von Lieferketten-Verzögerungen
   – Auswirkungen verschiedener Fertigungsprozesse auf Produktionskosten und Verfügbarkeit
   – Durchführung einer Matrixkalkulation zum Vergleich regionaler Fertigungskostenunterschiede aufgeschlüsselt nach Arbeit, Material, Gemeinkosten, Ausrüstungs-/Anlagensätzen und Gewinn­spanne
   – Zusätzliche „Was-wäre-wenn-Szenarien“ für potenzielle Marktänderungen
   
4. Nutzung digitale Fabriksimulation: Schwankungen der Materialpreise, regionale Fertigungskosten und Hindernisse in der Lieferkette machen den Zugang zu aktuellen Informationen unerlässlich. Da ERP-Systeme historische Preisinformationen enthalten, bieten sie nur einen orientierenden Einblick. Die optimale digitale Darstellung einer physischen Fabrik benötigt:
   – Regionale Datenbibliotheken, die eine umfangreiche Datensammlung zur Berechnung von Herstellungskosten und von Szenarien für die Produktion in verschiedenen Regionen bieten
   – Fertigungskostenmodelle für kostensparende Produktionsalternativen durch Kostenmodellsimulationen
   
5. Verbesserung der Geschwindigkeit, Flexibilität und Agilität der Lieferkette: Reduzieren Sie den Zeit- und Kostenaufwand für die Erstellung von Angeboten und Ausschreibungen. Hersteller können die Beschaffung über eine Collaboration Engine beschleunigen, um die detaillierten Fertigungskosten und -fähigkeiten der Lieferanten zu verstehen. Digitale Fabriken können auch zur Rationalisierung des Angebotsprozesses beitragen. Bei etablierten Hersteller-Lieferanten-Beziehungen kann das Beschaffungsmodell so verfeinert werden, dass es einen „Zero-RFQ“-Prozess unterstützt.

Digital Thread für messbaren Erfolg

Hersteller können Kosten und Markteinführungszeiten signifikant senken, indem sie das Produktdesign eng mit der Beschaffung und Produktion abstimmen. Maßnahmen innerhalb des Digital Threads, welche Abteilungen miteinander verbinden, erzielen schnell quantifizierbare Kostenvorteile.

Der Autor Rick Burke ist Vice President Marketing bei aPriori.

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