Autor: Matthias Roth

I. Abstract An increasing globalization and growing competitive environment puts pressure on the efficiency of product development and therefore also for a consistent use of the product model along the whole product lifecycle. In industries of individual manufacturing, such as shipbuilding, the product model differs from the actual build of the product. An alignment of the product model to the as-built is consequently needed. The thesis at hand shows the possibility of supporting the information upstream from the production on shop floor level to the product model. Manufacturing planning profits from the updated product model data, as well as many production-following processes such as retrofit, maintenance or recycling do take advantage of a product model that accurately represents the reality. The execution of the project set out here takes place by the use of an open and lightweight format combination (OLS, open and lightweight strategy). Therefore, the solution can be used by industries having large product models as well as heterogeneous system landscapes. Taking JT and PLMXML as an example of an OLS format combination, the thesis at hand shows this for the formerly mainly downstream use of JT as a new “information backflow” (or “upstream”) of data so that the challenge can be mastered. To check the efficiency of the approach, a methodology is developed extending an existing process valuation model. The extension includes the valuation of data formats and iterative process loops in the process chain, making use of an estimate of the design drops and -rises. As a result and scientific benefit, the valuation model enables a holistic valuation of the process chain, also on the levels of data formats and process loops. The possibility of the information upstream in pre-production processes is being shown on the data format, system and process level. A concrete application from an industry partner is taken into account for the recording of the as-built in the individual manufacturing of shipbuilding. A corresponding software demonstrator for non-CAD users serves the comprehensive validation of the approach. The direct industrial effect of the project is the documentation of the as-built and therefore the possibility of a to-be/as-is comparison. The reduction of iteration cycles between construction department and shop floor poses an additional commercial benefit. Perspectives for other industries such as construction industry or plant engineering are shown to emphasize the universal applicability of the approach. A critical reflection finalizes the project. II. Zusammenfassung Hoher Konkurrenzdruck zwingt zu optimierten Vorgehensweisen in der Produktentwicklung – und damit auch zu einer durchgehenden Nutzung des Produktmodells. In Branchen der Einzelfertigung wie dem Schiffbau weicht aber oft das real gebaute Produkt vom Produktmodell ab. Die vorliegende Arbeit zeigt die Möglichkeit der Unterstützung des Informationsrückflusses (Upstream) während des Baus eines Produktes in das Produktmodell auf. Neben der Fertigungsplanung können so zahlreiche Folgeprozesse wie Retrofit, Wartungsaufgaben und Recycling daran profitieren. Die Umsetzung des hier dargestellten Vorhabens erfolgt mittels der Verwendung einer sogenannten OLS-Formatkombination, die sich durch Leichtgewichtigkeit und Offenheit auszeichnet. Dadurch ist diese Lösung auch auf große Baugruppen in heterogenen Systemlandschaften anwendbar. Am Beispiel des offenen ISOStandards JT in Kombination mit PLMXML wird dies für eine über die bisherige stark dominierende Downstream-Nutzung [EGH13] [Vet10] hinausgehende Anwendung für den Informationsrückfluss („Upstream“) gezeigt. Es wird gezeigt, dass die Herausforderung des Informationsrückflusses in vorgelagerte Prozesse mit einer aus dieser Methode resultierenden Lösung bewältigt werden kann. Zum Nachweis der Effektivität der Lösung wird ein Bewertungsmodell entwickelt, das ergänzend zum Modell von Hochstein [Hoc14] die Datenformate und iterativen Prozessschleifen in die Bewertung einer Prozesskette einbezieht. Als Ergebnis und wissenschaftlicher Mehrwert steht somit ein Bewertungsmodell für Prozessketten auf den Ebenen der Datenformate und iterativen Prozessschleifen. Die Möglichkeit für den Informationsrückfluss in vorgelagerte Prozesse wird im konkreten Beispiel umfassend auf Datenformat-, System- und Prozessebene erarbeitet. Dabei werden aus realen Anwendungsfällen abgebildete Erfordernisse wie z.B. die Protokollierung des Bauzustandes in der schiffbaulichen Einzelfertigung berücksichtigt. Eine zugehörige Software für CAD-fremde Nutzer dient der Validierung des Ansatzes in der Praxis. Der direkte industrielle Nutzen des Vorhabens ist ein durch die Dokumentation des aktuellen Baustatus ermöglichter Soll/Ist-Vergleich – als auch eine Abbildung des real Gebauten im Produktmodell und die Unterstützung von Folgeprozessen. Die Reduktion von Iterationsschleifen zwischen Werk und Konstruktion bildet eine zusätzliche betriebswirtschaftliche Motivation. Perspektiven für andere Branchen wie die Baubranche werden aufgezeigt, um die Universalität des Ansatzes zu unterstreichen. Eine kritische Reflexion schließt das Vorhaben ab.