Mechatronik

Ein entscheidender Grund, die Zusammenarbeit und Systematik im Produktentstehungsprozess deutlich zu verbessern, ist die zunehmend multidisziplinäre Zusammensetzung der Produkte. So prognostiziert Mercer Management bis 2010 eine jährliche Wachstumsrate für elektronische Funktionen im Auto von mehr als 10%. Der Elektronikanteil der Produktionskosten von Automobilen soll sich auf 35 - 40% im Jahre 2010 erhöhen.

Der Begriff Mechatronik ist das Synonym für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Entwicklungsbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik (E/E) und Software. Mechatronische Lösungen finden sich in allen bedeutenden Industrien, wie Automotive, Aerospace, High Tech, Maschinen- und Anlagenbau und Consumer Electronics. Die Entwicklungsmethodik fußt dabei auf Prinzipien des Systems Engineering, das sich in der Luft- und Raumfahrt schon seit Jahrzehnten bewährt hat und zu denen laut International Council on Systems Engineering (INCOSE) vor allem folgende Punkte gehören:

• Interdisziplinärer Ansatz
• Fokus auf Kundenanforderungen
• Absicherung des gesamten Product Lifecycle
• Dokumentation

Herausforderungen

Mechatronik und Systems Engineering sind für viele Unternehmen zu einem zentralen Erfolgs- und Wettbewerbsfaktor geworden. Allerdings war die Entwicklung mechatronischer Produkte in der Vergangenheit durch ein ausgeprägtes Nebeneinander und damit durch mangelnde Zusammenarbeit der Disziplinen geprägt. Die Herausforderungen, die die Technologieentwicklung, die Kunden und das regulatorische Umfeld mit sich bringen, machen heute eine nachhaltige Integration der Disziplinen unverzichtbar.

Zu diesen Herausforderungen gehören

• eine stetig steigende Komplexität der Produkte unter anderem durch die Zunahme funktionaler Abhängigkeiten: selbst marginale Änderungen an einer Stelle können erhebliche Auswirkungen auf das Gesamtsystem haben;
• kürzeres Time-to-Market und eine erhöhte Entwicklungs- und Änderungsfrequenz;
• die Ausweitung der Engineering Supply Chain weg vom Teile- und hin zum Systemlieferanten;
• unterschiedliche Vorgehensweisen, Werkzeuge und Lebenszyklusverläufe: Während sich ein Gesamtprodukt durch lange Lebenszyklen auszeichnet (Beispiel: 3 Jahre Entwicklung, 7 Jahre Produktprogramm, 15 Jahre Betrieb und Service) besitzen sowohl E/E- als auch SW-Komponenten deutlich kürzere Lebenszyklen.

Mechatronik mit CIM DATABASE

Ein integriertes Datenmodell bildet die Grundlage sowohl für eine gemeinsame funktionsorientierte als auch die disziplinspezifischen Sichten auf das Produkt. Ausgangspunkte sind die Kundensicht und die Lösungsanforderungen. Gruppiert zu Funktionen leitet sich daraus die Implementierung anhand komponentenorientierter Produktstrukturen und disziplinspezifischer Sichten ab. Das CIM DATABASE Produktdatenmanagement (PDM) und prozessorientierte Product Lifecycle Management (PLM) stellt diese Daten und Sichten übersichtlich bereit und sichert ihre Konsistenz über den Produktentwicklungsprozess hinweg. Dabei sind bedarfsgerechte Schnittstellen zu den Autorensystemen aus den Bereichen M-CAD, E-CAD und Software unverzichtbar.

Hinzu kommen ein leistungsfähiges Konfigurationsmanagement und eine umfassende Vorgehens- und Prozessunterstützung. Gerade an das Konfigurationsmanagement stellt die Entwicklung mechatronischer Produkte besondere Anforderungen. Im Vordergrund stehen hier nicht allein hierarchische Stücklistenstrukturen, sondern komplexere, netzartige Beziehungen aus den funktionalen Abhängigkeiten der Komponenten. Je nach Branche gilt es außerdem, dezidierte Anforderungen an die Prozessgestaltung zu berücksichtigen. Für softwareintensive Automotive-Systeme gilt beispielsweise der Standard Automotive SPICE angelehnt an ISO/IEC 15504 Software Process Improvement and Capability Determination. CIM DATABASE unterstützt die Fähigkeit von Unternehmen, entsprechende Compliance-Anforderungen zu beschreiben und in die Praxis umzusetzen.

Wichtige Vorteile und Funktionen

• Integriertes, gemeinsames Datenmodell von den Anforderungen über Funktionen bis zu den disziplinspezifischen Produktstruktursichten.
• Logisch zentrale Informationsdrehscheibe und Verfügbarkeit aller Daten und Dokumente entlang des mechatronischen Produktentwicklungsprozesses.
• Kollaborative Arbeitsumgebung sowohl für individuelle Sichten als auch gemeinsame Aufgaben und funktionale und prozessbedingte Abhängigkeiten.
• Verbesserte Analysefähigkeiten und dadurch schnellere und sicherere Änderungen und Produktabsicherungen.
• Unterstützung des unternehmensübergreifende Zusammenarbeit und Verfahrenssicherheit im Rahmen der Engineering Supply Chain.
• Integration der Autorensysteme aus den Bereichen M-CAD, E-CAD und Software.
• Unterstützt die Fähigkeit von Unternehmen, Compliance-Anforderungen zu beschreiben und in die Praxis umzusetzen.
• Schnellere und zielsichere Markteinführung durch höhere Transparenz und abgestimmte Prozesse.