Augmented Reality  PLM-Software und KI: So lassen sich Potentiale voll ausschöpfen

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Schwer zugängliche Daten, mehrere Datenquellen und das Arbeiten in getrennten Silos erfordern doppelte Anstrengungen in den Unternehmen. Nur in einer engen Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen können sie wachsen und ihre Märkte erweitern. Die Produktentwicklung muss mit den gesetzlichen Anforderungen abgestimmt werden und Unternehmen müssen schnell und flexibel Änderungen vornehmen können, um komplex hergestellte Produkte zu liefern. Wie können PLM-Software und KI effektiv zusammenarbeiten, um diese Anforderungen zu erfüllen?

Das Konzept des Produktlebenszyklusmanagements (PLM) und seine Entwicklung von Basic PLM zu Advanced PLM, einschließlich der Erweiterungen mit Augmented Reality (AR) und Künstlicher Intelligenz (KI), unterstützt Unternehmen bei diesen Herausforderungen. Grundlage eines innovativen PLM Konzepts ist ein Basic PLM mit Dokumentenmanagement, CAD, Engineering Bill Of Materials (eBOM), Änderungsmanagement und Freigabeprozess sowie Klassifizierung der Produkte, die im PLM (wieder-)verwendet werden sollen.

Basic PLM zu einem Advanced PLM ausweiten

Um den Betrieb zu skalieren und im Zeitalter von Industrie 4.0 und IoT wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen während jeder Phase des Produktlebenszyklus die Produktdaten in Form einer vollständigen digitalen Produktdefinition erfassen, konfigurieren und verwalten. Mit der steigenden Komplexität von Produkten wird es deshalb immer relevanter, die Funktionalitäten des Basic PLM zu ergänzen und zu einem Advanced PLM auszuweiten, um so Hardware, Software und Elektronik in einer Multi-BOM zu kombinieren, ein Variantenmanagement basierend auf der Multi-BOM zu ermöglichen sowie verschiedener Arten von BOMs wie Manufacturing BOM (mBOM), Service BOM (sBOM) und Recycling BOM (rBOM) zusammen mit ihren Prozess- und Arbeitsplänen abzuleiten.

Augmented Reality als Erweiterung der PLM-Software

Mit der durchgängigen digitalen Verfügbarkeit von Daten sind Unternehmen in der Lage, die Produktionsplanung zu rationalisieren und die Ressourcenzuweisung zu optimieren. Während der Produktion werden so Engpässe beseitigt, Ausfallzeiten reduziert und somit die Gesamteffizienz gesteigert. Verbesserte Änderungsmanagementprozesse und Prozessverbesserungen führen zur Verkürzung der Produktionsprozesse und damit zu einer minimierten Markteinführungszeit.

Die Kombination von einem Advanced PLM mit Augmented Reality (AR) bietet weitere Vorteile für die Fertigungsindustrie. AR kann dazu beitragen, Produktentwürfe und -modelle besser zu visualisieren und zu verstehen. Produktdaten und Arbeitsprozesse können automatisiert in AR-Erfahrungen visualisiert werden, was die Effizienz und Produktivität in der Produktion erhöht.

AR ermöglicht kontextbezogene Arbeitsanweisungen, die auf realen Objekten überlagert werden. Herausforderungen wie häufigere Personalwechsel und aufgrund von Fachkräftemangel mehr ungeschultem Personal in Verbindung mit einer flexiblen Produktion von verschiedenen Produkten, werden Arbeitsanweisungen benötigt, die direkt und leicht zugänglich zur Verfügung stehen. Durch die Verbindung von AR, CAD, PLM-Software und IoT können Hersteller Arbeitsanweisungen schnell abrufen, bei Bedarf aktualisieren und unternehmensweit bereitstellen.

KI-gestützte Konstruktion

In der PLM-Software liegt der komplette Datenschatz der Produktentwicklung, von Patenten über Know-how bis hin zu Design-Varianten. Mit Künstlicher Intelligenz (KI) kann schneller und effizienter auf diese Informationen zugegriffen werden. KI-gestützte PLM-Software erleichtert die nahtlose Zusammenarbeit von Teams und Stakeholdern. Routineaufgaben wie Terminplanung oder Projektstatusaktualisierungen werden automatisiert. Viele Unternehmen priorisieren Nachhaltigkeit. KI kann dabei helfen, Ressourcen effizienter zu nutzen und umweltfreundlichere Entscheidungen zu treffen. Durch die Analyse großer Datenmengen kann KI Muster und Trends erkennen, die dem menschlichem Auge entgehen. Dies führt zu effizienteren Abläufen, Zeitersparnis und gesteigerter Produktivität.

Durch KI können in der Konstruktion Anforderungen wiedererkannt und Duplikate erkannt werden. Teile und Klassifizierungen können so wiederverwendet werden. Die Materialauswahl kann mit KI optimiert werden und die Auswirkungen auf den Lebenszyklus bewertet werden. Unternehmen kommen damit der Herausforderung nach, Vorschriften einzuhalten und sind in der Lage Ökodesign leichter umzusetzen. Mit KI-Unterstützung kann die Konstruktion sowie die Entwurfssimulation optimiert werden, indem eine Prüfung auf Herstellbarkeit und eine Kostenanalyse durchgeführt wird. KI bietet durch Änderungsmanagement-Analytik und Einblicke in den IP-Schutz eine Berichterstattung im geschlossenen Kreislauf sowie wertvolle Prozesseinblicke.

Nutzung von Advanced PLM, KI und AR für neue Geschäftsmodelle

Durch die konsequente Anwendung von den neuen Möglichkeiten lassen sich signifikante Wettbewerbsvorteile bei der Marktpositionierung neuer Produkte erzielen. Insbesondere werden Trends besser unterstützt.

Software defined Products: Durch die integrierte Entwicklung in einer Multi-BoM, aber auch die durchgängige Abbildung der verschiedenen BoMs ist es möglich, Leistungsmerkmale von Produkten und Wartungsfunktionen auch während der Nutzung des Produktes zu unterstützen. So kann beispielsweise unter Nutzung von OTAU (Over-the-Air-Update) die Leistung eines Motors auf Kundenwunsch nachträglich geändert werden, oder Softwareupdates von Produkten im laufenden Betrieb eingespielt werden, ohne Mehraufwand für den Nutzer.

Produktoptimierung: Insbesondere die Nutzung der KI ermöglicht es, Änderungen am Produkt und dessen Optimierung effizienter zu gestalten. So ist es technisch möglich, Aufgaben der Konstruktion aber auch der Änderungsprozesse teilautomatisiert durchzuführen und dabei gleichzeitig Einflüsse aus der vermutlichen Produktnutzung zu berücksichtigen.

Cradle-to-Cradle Planung: AR ermöglicht es, bereits während der Entwicklung typische Wartungsaufgaben zu simulieren und so gleich bei der Entwicklung einzubeziehen. Dabei ist es möglich, auch die steigende Variantenvielfalt zu erfassen. Zusätzlich können AR-Methoden die Montage und Fertigung deutlich optimieren, indem bereits sehr früh diese Prozesse simuliert und Schwachstellen erkannt werden.

KI und AR als Lösungsmöglichkeiten in der PLM-Software attraktiv machen

Wie in den genannten Beispielen angeführt ergeben sich durch die Nutzung neuer Technologien deutliche Vorteile bei der Gestaltung neuer Produktgenerationen. Die frühzeitige Anwendung dieser Technologien sichert dabei deutliche Vorteile gegenüber dem Wettbewerb. Darüber hinaus gibt es künftige Anforderungen aus den Regularien, die die Verknüpfung und Anwendung übergreifender Datensilos erforderlich machen und somit Advanced PLM, aber auch KI und AR als Lösungsmöglichkeiten attraktiv machen. Hier sind insbesondere der Digitale Produktpass und Anforderungen zur Nachhaltigkeit zu nennen. Advanced PLM stellt hier die erforderliche Grundlage bereit, um diese Anforderungen erfüllen zu können.

Der Autor Erik Rieger ist Principal Business Analyst bei Transition Technologies PSC.