Product Lifecycle Management (PLM)

Inhaltsverzeichnis

1. Definition: Was ist PLM?
2. Geschichte & Entwicklung des Product Lifecycle Management
3. Product Lifecycle Management im Detail
4. Kernfunktionalitäten des PLM
5. Anwendungsgebiete des PLM
6. Zusammenfassung
7. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Definition: Was ist PLM?

PLM, Abkürzung für Product Lifecycle Management (deutsch: Produktlebenszyklusmanagement), beschreibt einen ganzheitlichen und konzeptionellen Ansatz zur Verwaltung und Steuerung aller Daten, die im Verlauf eines Produktlebenszyklus entstehen. Dazu zählen Informationen aus Entwurf, Konstruktion, Produktion, Vertrieb, Dienstleistung, Demontage und Recycling. PLM begleitet ein Produkt entlang seiner gesamten Wertschöpfungskette und wird durch spezialisierte Softwaresysteme unterstützt. 

„Product Lifecycle Management-Lösungen spielen eine wesentliche Rolle bei der Optimierung des Produktentstehungsprozesses“

– Eigner, M. 2012, Product Lifecycle Management: Ein Leitfaden für Product Development und Life Cycle Management (VDI-Buch), 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin.

Geschichte & Entwicklung des Product Lifecycle Management

Das theoretische Konzept des Produktlebenszyklus wurde bereits 1957 von Allen Hamilton, Angestellter der Werbeagentur Booz, formuliert. Er unterteilte den Lebenszyklus eines Produkts in die fünf Bereiche Einführungsphase, Wachstum, Reife, Sättigung und Niedergang. Das Product Lifecycle Management der Gegenwart wurde maßgeblich von der American Motors Corporation (AMC) beeinflusst, die 1985 nach einer Möglichkeit suchten, ihre Produktentwicklungsprozesse elektronisch zu beschleunigen, um nicht hinter der Konkurrenz zurückzufallen. Neben AMC waren Anfang der 90er-Jahre aber auch viele andere Firmen auf der Suche nach einer Anwendung, mit der sich die Entwicklungsphasen eines Produkts verkürzen ließen. Ein unmittelbarer Gründungsvater des PLM ist nicht bekannt.

PLM nahm mit den ersten Produktentwicklungslösungen in den 90ern und der Entwicklung von CAD-Software(Computer Aided Design) mehr Gestalt an. Das Product Lifecycle Management ist jedoch vor allem ein Resultat des sogenannten Engineering-Data-Managements (EDM), den ersten elektronischen Verwaltungssystemen, die später unter der Bezeichnung des (PDM) zusammengefasst wurden. Da sich das PDM mehr auf die Datenverwaltung konzentrierte, entstand kurze Zeit später unter der Bezeichnung Product Lifecycle Management ein konzeptioneller Ansatz zur Unterstützung des Produktionsprozesses. Im Gegensatz zum PDM handelt es sich beim PLM nicht um eine IT-Lösung, sondern um ein Konzept, das mithilfe des PDM und Anwendungen wie CAD oder CAM umgesetzt wird. Mittlerweile ist PLM ein fertiges System, das es den Unternehmen ermöglicht, die Produktlebenszyklen zu verwalten und zu steuern. In den letzten Jahren hat vor allem das Interesse an Cloud-basierten PLM-Anwendungen zugenommen. In Deutschland waren Anbieter wie Arena Solutions und Autodesk Vorreiter in Sachen PLM in der Cloud.

Product Lifecycle Management im Detail

Das Produktlebenszyklusmanagement umfasst über das entwicklungs- und konstruktionsbezogene Produktdatenmanagement alle relevanten Unternehmensprozesse in einem Konzept. PLM ist dabei rein strategischer Natur und beinhaltet die Planung, Steuerung und Organisation aller Prozesse, die für die Erzeugung und Verwaltung von Daten, Ressourcen und Dokumente eines Produktlebenszyklus erforderlich sind. Am Anfang basiert PLM auf den Informationen, die im Rahmen der Planung und Produktion eines Produkts anfallen – inklusive der Daten, die bei externen Dienstleistern und Zulieferern entstehen. Die Managementstruktur von PLM besteht im Wesentlichen aus den folgenden drei Phasen:

• Beginning of Life (BoL): Umfasst die Entwicklung neuer Produkte und Designprozesse;
• Middle of Life (MoL): Beinhaltet die Arbeit mit externen Dienstleistern, das Produktinformationsmanagement (PIM) sowie das Garantiemanagement;
• End of Life (EoL): beschreibt Pläne zur Entsorgung, Einstellung oder Recycling eines Produkts.

Ziel des PLM ist es, alle produktspezifischen Informationen zentral bereitzustellen, sodass diese jedem Mitarbeiter eines Unternehmens gleichermaßen und an jedem Arbeitsplatz zur Verfügung stehen. Dadurch werden unnötige und doppelte Daten verhindert und die Effizienz erhöht.

Vorteile bei der Nutzung von PLM:

• verbesserte Qualität des Endprodukts
• verkürzte Arbeitszeiten
• verringerte Kosten
• zentrale Datenbank
• erhöhte Produktivität
• stärkere Wettbewerbsfähigkeit
• gleiche Datenbasis für alle
• keine inkonsistenten Daten
• Abbildung aller Prozesse
• Vermeidung von Dubletten
• gemeinsames Dokumentenmanagement

Kernfunktionalitäten des PLM

Das Product Lifecycle Management hat einen beträchtlichen Einfluss auf das wirtschaftliche Gesamtergebnis eines Produkts. Es berücksichtigt beispielsweise auch Faktoren wie die Ersatzteilversorgung oder Software-Updates. Zu den grundlegenden Kernfunktionen von PLM gehören:

Anforderungsmanagement

Das softwaregestützte Anforderungsmanagement erfasst innerhalb eines PLM-Prozesses unterschiedliche und teils widersprüchliche Anforderungen. Diese werden bestimmten Bauteilen oder Baugruppen zugeordnet und mit Prioritäten versehen. Auch das Anlegen von Anforderungsstrukturen ohne Bezug zu Materialstämmen gehört dazu. Anforderungen bilden die Basis von Zielanalysen und der Rückverfolgbarkeit.

Änderungsmanagement

Bei dem Änderungsmanagement handelt es sich um die koordinierte Überwachung und Verwaltung aller produktbezogenen Änderungen. Es ist Teil des Konfigurationsmanagements.

CAD-Datenmanagement

Eine zentrale Funktion des PLM-Systems ist das Management und die Integration von CAD-Dateien.

Dokumentenmanagement

Das Dokumentenmanagement meint die Dateiverwaltung in einem PLM-System, sodass Dateien und Datensätze immer in aktueller Version abrufbar sind. Anders als das CAD-Datenmanagement beinhaltet das Dokumentenmanagement alle Dokumente, die im Kontext des Produktentstehungsprozesses erzeugt werden.

Konfigurationsmanagement

Aufgabe des Konfigurationsmanagements ist die Dokumentation und Verwaltung aller zusammengehörigen Arbeitsergebnisse als Konfigurationen. Dies schließt produktbezogene Änderungen mit ein.

Projektmanagement

Das Projektmanagement umfasst die Planung, Überwachung, Steuerung und den Abschluss eines Projekts anhand von Projektmanagementsystemen.

Produktdatenmanagement

Produktdatenmanagement meint die ganzheitliche Verwaltung aller Informationen, die bei der Entwicklung eines Produkts entstehen. PDM dient zur Speicherung, Bereitstellung und Verwaltung von produktbezogenen Informationen und den Entstehungsprozessen.

Produktstrukturmanagement

Ein wirksames Produktstrukturmanagement macht alle Informationen zu einem Produkt zentral über das PLM-System zugänglich.

Variantenmanagement

Das Variantenmanagement zielt darauf ab, ein transparentes und konfigurierbares Produktportfolio zu erschaffen. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Balance zwischen Produktvarianten und Prozesse gefunden und die Komplexität reduziert wird.

Anwendungsgebiete des PLM

Ein Großteil der PLM-basierten Anwendungen konzentriert sich auf die Wertschöpfungskette in der Produktentwicklung und ist in allen möglichen Bereichen einsetzbar. Dazu gehört unter anderem die Industriebranche wie die Luft- und Raumfahrt oder der Schiffsbau. Auch in der Umwelttechnik, der Verteidigungsindustrie und für Medizinprodukte kommen PLM-Systeme zum Einsatz. In den letzten Jahren entwickelt PLM sich ebenso in Richtung Fertigung und Montage und umfasst alle wesentlichen Prozessbereiche wie zum Beispiel bei der Herstellung von Kleidung oder Gebrauchs- und Konsumgüter. Fertigungs- und Betriebsablaufpläne sind ebenfalls ein Bestandteil von PLM. Die einzelnen PLM-Komponenten enthalten Gebiete wie Konstruktion und Design (CAD), Modellierung und Engineering, Produktionsplanung und -steuerung, Technologieentwicklung, Verkaufsplanung und Vertriebslogistik, Statistik, Dienstleistung und das Recycling-Management.

Mittels PLM arbeiten Spezialisten horizontal vernetzt an einem Produkt oder System und haben jederzeit Zugriff auf die wichtigen Daten der benachbarten Spezialgebiete. Daher ist PLM heutzutage eine wesentliche Unterstützung in der Produktentwicklung.

Definition Produktlebenszyklus

Der Produktlebenszyklus ist das Kernelement des Product Lifecycle Managements und beginnt immer mit einer Idee oder dem losen Konzept eines Produkts. 

„Der Produktlebenszyklus beschreibt die Phasen, die ein Produkt nach seiner Einführung auf dem Markt durchläuft“.

– Schwael C., Billing F. 2012 Produktlebenszyklus: Top 100 Management Tools. 2. Auflage, Gabler Verlag, Wiesbaden.

Diese Phasen lassen sich wie folgt definieren:

1. Phase: Analyse, Produktentwicklung und Design

Am Anfang jedes Produkts steht eine Idee oder ein grundlegendes Konzept. Die Idee oder das Konzept werden in dieser Phase der Entwicklung so weit optimiert, bis sie Erfolg versprechend erscheinen. Durch die Optimierungsprozesse werden Fehler vermieden und Kosten sowie Zeit eingespart.

2. Phase: Produktmanagement und Produktsimulation

Anhand der Entwicklungsphase werden erste Produktdaten erfasst. Die darauf basierenden Simulationen bieten die Möglichkeit, das Produkt umfassend zu testen und wichtige Parameter für die Fertigung zu bestimmen.

3. Phase: Produktfertigung und Produktvermarktung

Nach erfolgreicher Simulation werden die benötigten Materialien über Lieferanten beschafft und das Produkt geht in die Fertigung. Anschließende Qualitätstests bestimmen darüber, ob es reif für die Markteinführung ist. Für die Vermarktung werden im Vorfeld Strategien und operative Prozesse definiert.

4. Phase: Produktinstandhaltung und Produktrecycling

Um das Produkt weiterhin zu optimieren, fließt das Kundenfeedback in den Produktionsprozess. Auch die Demontage und das Recycling sind ein Teil des Produktlebenszyklus und zeigen, ob das Produkt erfolgreich war oder nicht.

PLM als Management-Ansatz

PLM und der Produktlebenszyklus sind ein hauptsächlicher Bestandteil des Produktmanagements. Im ganzheitlichen Management-Ansatz basiert PLM auf dem sogenannten „Single Source of truth“-Prinzip. Demnach werden alle Daten, die das Produkt betreffen, zentral von einem PLM-System bereitgestellt. Für diesen Ansatz ist es wichtig, dass produktspezifische Daten aus anderen Softwaresystemen über Schnittstellen in das PLM-System synchronisiert werden können.

Diese Softwaretypen kommen bei der Entwicklung von Produkten über den Lebenszyklus hinweg zum Einsatz:

• Customer Relationship Management (CRM) – das Management zur systematischen Gestaltung der Kundenbeziehungsprozesse
• Computer Aided Design (CAD) – die computergestützte Konstruktion
• Computer Aided Engineering (CAE) – die Verwendung von Software zur Simulation, Validierung und Optimierung von Produkten und Prozessen
• Computer Aided Manufacturing (CAM) – die computergestützte Fertigung
• Computer Aided Planning (CAP) – die computergestützte Arbeitsplanung
• Computer Aided Qualitiy (CAQ) – die computergestützte Qualitätssicherung
• Produtdatenmanagement (PDM) – die Verwaltung produktbezogener Daten
• Enterprise Resource Planning (ERP) – Software zur Ressourcenplanung
• Supply-Chain-Management (SCM) – Aufbau und Verwaltung von Logistikketten

Im Laufe eines Produktlebenszyklus arbeiten verschiedene Fachbereiche Hand in Hand. Die Bereiche lassen sich anhand der Zyklusphasen wie folgt definieren:

• Markt- und Anforderungsanalyse
• Konzeption
• Entwurf und Design
• Konstruktion
• Qualitätssicherung
• Fertigung
• Vermarktung
• Customer Experience

Ein gut organisiertes PLM stellt sicher, dass die jeweiligen Bereiche mithilfe moderner Technologien und Methoden effizient zusammenarbeiten können. Um das zu erreichen, wird auf Basis der PLM-Software ein komplettes Managementsystem entwickelt.

PLM-System

Ein PLM-System bildet die Grundlage für ganzheitliche Lösungen im Produktentwicklungsprozess. Es verwaltet und informiert unternehmensweit und zentral über alle Daten, die im Produktlebenszyklus anfallen. Bei einem PLM-System handelt es sich dabei mehr um eine zentrale Datenbank als um ein einzelnes Instrument. In dieser Datenbank werden jegliche produktbezogenen Informationen gesammelt zur Verfügung gestellt. PLM-Systeme bilden die gesamte Wertschöpfungskette ab und machen diese in all ihren Schritten nachvollziehbar.

Auf dem Markt findet man verschiedene PLM-Systeme mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Sie lassen sich grundsätzlich am besten über die spezifischen Anforderungskriterien auswählen.

Zu den gängigen PLM-Systemen zählen:

• GAIN
• Dassault Systèmes
• PTC
• Siemens PLM
• SAP
• CONTACT
• Lectra
• Autodesk
• Arena Solutions

PLM-Software

PLM-Software organisiert und integriert die verschiedenen Lebenszyklen eines Produkts und vereinfacht so die Steuerung und Kontrolle aller Prozesse. Sie verwaltet Daten von Artikeln, Teilen, Produkten, Anforderungen, Dokumenten, Änderungsaufträgen und Arbeitsabläufen. PLM-Software kann nur auf Grundlage einer Strategie eingesetzt werden. Während PDM-Software eine einheitliche Datenlage für die gemeinsame Verwaltung und Zusammenarbeit erstellt, berücksichtigen PLM-Softwaresysteme die gesamten Daten und Prozesse, die zu der Entwicklung, Einführung und Einstellung eines Produkts gehören. Alle Arbeiter, die an der Entwicklung und Einführung neuer Produkte arbeiten, in den verschiedenen Bereichen wie Technik, Qualität, Beschaffung und Produktion, profitieren von PLM-Software. Die Verwendung der Software garantiert einen einheitlichen Datenstand für alle Beteiligten.

PLM hilft dabei,

• die Produktqualität zu garantieren;
• das Budget einzuhalten;
• die Arbeit effizienter zu gestalten;
• die Vorschriften einzuhalten – beispielsweise zu Umwelt und Sicherheit.

Unternehmen, die eine PLM-Software verwenden, kurbeln die allgemeine Produktivität an und verringern Lieferkettenrisiken, da alle Informationen von der Software zentral verwaltet werden. Mit PLM-Softwaresystemen ist es möglich, die Produkt- und Qualitätsprozesse innerhalb des gesamten Produktlebenszyklus zu automatisieren und zu verwalten. Viele Unternehmen greifen auf eingebettete Softwaredienste wie Product-as-a-Service (PaaS) zurück, um ihre neuen Produkte oder Dienstleistungen zu verkaufen. Cloud-basierte PLM-Lösungen helfen ihnen dabei, flexibel und schnell zu reagieren. Moderne PLM-Software bilden die digitale Grundlage für die eine einheitliche Produktentwicklungs- und Lieferkettenstrategie und ist eng verwoben mit den Echtzeitdaten aus Technologien wie der künstlichen Intelligenz (KI), dem Internet der Dinge (IoT) und dem maschinellen Lernen (ML).

Zusammenfassung

PLM, das Product Lifecycle Management, basiert auf den Produktentwicklungslösungen und elektronischen Verwaltungssystemen der 90er-Jahre und beschreibt einen konzeptionellen Ansatz, um die Daten eines Produkts über dessen gesamten Produktlebenszyklus zu verwalten und zu steuern. Dieser Lebenszyklus eines jeden Produkts gliedert sich dabei in vier wesentliche Stationen, beginnend mit der Konzeption. Im ganzheitlichen Management-Ansatz synchronisiert PLM alle produktspezifischen Daten aus anderen Softwaresystemen wie der computergestützten Konstruktion (CAD) oder der computergestützten Fertigung (CAM). Produktdatenmanagement-Software kommt in allen Bereichen zum Einsatz, in denen Produkte und Dienstleistungen erzeugt werden und ist eng verwoben mit modernen Technologien wie der künstlichen Intelligenz (KI). Zu den grundlegenden Vorteilen von PLM gehören die Fehlervermeidung, effizienteres Arbeiten und die Einsparung von Zeit wie auch Kosten. Moderne PLM-Systeme sind Cloud-basiert.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist PLM?

Product Lifecycle Management (PLM) ist das Bindeglied zur Verwaltung und Steuerung aller produktbezogenen Daten, die während eines Produktlebenszyklus anfallen. PLM umfasst alle Phasen des Produktlebenszyklus – von der Idee und Konstruktion bis zur Wiederverwertung.

Was ist der PLM Prozess?

Unter dem PLM Prozess ist das Management des Lebenszyklus eines Produkts zu verstehen.

Im Verlauf eines PLM Prozesses wird sichergestellt, dass ein Produkt oder ein Service auf den Markt gelangt. Dies gelingt dadurch, dass der Product Lifecycle Manager alle Prozesse und Daten über Schnittstellen zusammenführt.

Wie ist der Unterschied zwischen PLM und PDM?

PDM steht für Product Data Management und dient zur Verwaltung von CAD- und produktbeschreibenden Daten. PDM ist ein Bestandteil des PLM (Product Lifecycle Management), das wiederum eine ganzheitliche Betrachtung des Produktlebenszyklus meint.

Was ist ein Produktlebenszyklus?

Der Lebenszyklus eines Produkts beginnt mit der Idee oder Konzeption. Nach der Entwicklung des Produkts folgen seine hauptsächlichen Zyklen. Die Zyklen gliedern sich in Produkteinführung, Wachstum, Reife und Degeneration.

Welche Vorteile hat die Nutzung von PLM?

Mit PLM ist es möglich, Produktdaten unternehmensweit zugänglich zu machen, um den Informationsaustausch unter den am Projekt beteiligten Mitarbeitern zu optimieren. Ein Großteil der Prozessschritte erfolgt virtuell, sodass Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden können. Das spart den Unternehmen Zeit und Geld.

Welche Unternehmen interessieren sich für PLM?

Obwohl PLM ursprünglich aus der Fertigungsindustrie stammt, beschäftigen sich auch immer mehr Unternehmen anderer Branchen mit dem Product Lifecycle Management. PLM ist für alle Unternehmen interessant, die Produkte oder Dienstleistungen entwickeln und auf den Markt bringen.