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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen und ein Datenmodell zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement (PLM), welche ohne starre Produktstrukturen zur Beschreibung eines Produktes auskommen. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein auf einem solchen Datenmodell basierendes PLM-System.
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Hintergrund der Erfindung
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PLM-Systeme haben in der IT die Aufgabe, virtuelle, digitale Bauteile, Baugruppen und/oder Module, zusammenfassend als Komponenten bezeichnet, über den gesamten Lebenszyklus transparent und nachvollziehbar abzubilden.
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Um je nach Lebenszyklus des Produktes unterschiedliche Eigenschaften digital untersuchen zu können, beispielsweise zum DMU (Digital Mock-Up, Digitales Versuchsmodell), zur Kollisionsanlayse von Bauteilen, einer Montageplanung, usw., entstehen damit lose, phasenspezifische, unabhängige Beschreibungen von Komponenten. Typische Phasen sind z.B. die frühe Phase, Konzeptentwicklung, Serienentwicklung, Beschaffung, After Sales, usw. Damit darüber hinaus die losen Beschreibungen wieder aufgefunden werden können, werden diese in aktuellen PLM Systemen in phasenabhängigen, statischen Produkt-Strukturen abgelegt.
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Dies führt dazu, dass im Laufe des Produktlebenszyklus zur Beschreibung eines kontinuierlich reifenden virtuellen Produktmodells phasenabhängige Repräsentationen und Ablagestrukturen im System entstehen. In der Folge entsteht Redundanz.
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Zudem lassen sich phasenspezifische und domänenspezifische Sichten nur durch Strukturtransformation erstellen, die rechnerisch sehr aufwändig, zeitintensiv und fehleranfällig sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement zur Verfügung zu stellen, welche ohne starre Produktstrukturen zur Beschreibung eines Produktes auskommt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen gemäß Anspruch 10, sowie durch ein Datenmodell gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement die Schritte:
- – Anlegen zumindest einer kontextfreien Komponente, die in Produkten verwendet werden kann; und
- – Anlegen zumindest einer kontextspezifischen Verwendung der kontextfreien Komponente im Produkt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Produkt in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement beschrieben durch zumindest eine kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein computerlesbares Speichermedium Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement veranlassen:
- – Anlegen zumindest einer kontextfreien Komponente, die in Produkten verwendet werden kann, in Reaktion auf eine erste Benutzereingabe; und
- – Anlegen zumindest einer kontextspezifischen Verwendung der kontextfreien Komponente im Produkt in Reaktion auf eine zweite Benutzereingabe.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird gemäß einem Datenmodell zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement ein Produkt beschrieben durch zumindest eine kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der generische Ansatz von kontextfreien Komponenten zugrunde. Eine kontextfreie Komponente ist wiederverwendbar und geometrisch eindeutig. Kontextfreie Komponenten erlauben es, Produkteigenschaften komponentenspezifisch und phasenübergreifend abzubilden. Der Ansatz ist unabhängig vom eingesetzten PLM-System. Phasenabhängige Repräsentationen des Produktes sind zur Laufzeit erzeugte Sichten auf die kontinuierlich reifende Menge aller kontextfreien Komponenten. Eine kontextfreie Komponente kann prinzipiell kontextlos entstehen, d.h. noch bevor überhaupt ein Kontext existiert. Dies geschieht in der Regel bei der Neuentwicklung von Komponenten, die später in mehreren Produkten zum Einsatz kommen sollen, deren Zuordnung zu einem Produkt aber noch nicht erfolgen kann. Durch die Zuordnung zu einem Produkt entsteht eine kontextspezifische Verwendung. Dabei kann eine kontextfreie Komponente mehreren kontextspezifischen Verwendungen zugeordnet sein. Im Ergebnis erlaubt es die vorliegende Erfindung, alle sich während des Produktentwicklungsprozesses entstehenden Produktinformationen in einem zentralen, kontinuierlich reifenden, virtuellen Produkt-Modell (VPM) abzubilden. Ein Produkt wird dabei beschrieben durch eine Menge von kontextfreien Komponenten.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die kontextfreie Komponente eines oder mehrere der folgenden Elemente auf: eine eindeutige, geometrische Repräsentation, eines oder mehrere Teile, die durch Geometrieversionen realisiert werden, Relationen zwischen Geometrieversionen und Teilen und eine Referenz zur einer Klasse. Die kontextfreie Komponente besteht es aus einer Menge von domänenspezifischen Elementen. Jedes dieser Elemente hat einen eigenen Lebenszyklus. Die versionsgenaue Kombination dieser Elemente bildet einen gültigen Verbauzustand der kontextfreien Komponente. Jede kontextfreie Komponente kann darüber hinaus mit einer Menge an Attributen klassifiziert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die eindeutige, geometrische Repräsentation mehrere Versionen zur Abbildung einer geometrischen Änderungshistorie. Somit lassen sich Änderungen der Geometrie auf einfache Weise nachverfolgen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente im Produkt eines oder mehrere der folgenden Elemente auf: eine Geometrieverwendung mit einer Relation zu genau einer Geometrieversion, die Position dieser Geometrieversion im Kontext, eine oder mehrere Variantenregeln, die die Gültigkeit der Geometrie im Produkt beschreiben, alternative Geometrieverwendungen, eine Teilverwendung, die das Teil im Kontext repräsentiert, eine oder mehrere Variantenregeln, die die technische Gültigkeit des Teils im Produkt beschreiben, und einen Meilenstein, der den Stand des Produktes beschreibt, für den die kontextspezifische Verwendung bereitgestellt wurde. Da die kontextspezifische Verwendung eine kontextspezifische Instanz einer kontextfreien Komponente ist, enthält sie eine Reihe von kontextbezogenen Datenelementen. Jede Version einer kontextfreien Komponente wird bei der Produktzuordnung vorzugsweise einem produktspezifischen Meilenstein zugeordnet. Dies erfolgt mit Hilfe der Angabe des Meilensteins in der kontextspezifischen Verwendung. Auf diese Weise lässt sich später, während der Laufzeit, die Menge aller zu einem spezifischen Produkt und Meilenstein gehörenden kontextfreien Komponenten ermitteln.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Struktur mit Strukturknoten angelegt, wobei einem Strukturknoten eine Klasse zugeordnet ist. In Reaktion auf eine Anforderung zur Generierung einer Sicht auf ein Produkt wird zumindest eine kontextspezifische Verwendung zumindest einem Strukturknoten entsprechend der referenzierten Klasse zugeordnet. Dabei erbt die kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente die Klasse der kontextfreien Komponente. Basierend auf der Struktur und den zugeordneten kontextspezifischen Verwendungen werden schließlich eine oder mehrere kontextspezifische oder kontextübergreifende, phasenabhängige Sichten auf ein virtuelles Produkt-Modell generiert. Die Klassifikation erlaubt es, dass zur Laufzeit bereitgestellte Strukturierungsvorlagen mit gültigen kontextfreien Komponenten befüllt und dargestellt werden können. Damit entfällt das Anlegen von produktspezifischen und phasenspezifischen Strukturierungen. Stattdessen wird ein- und dieselbe Strukturierungsvorlage kontextspezifisch zur Laufzeit befüllt. Dadurch entfallen rechnerisch sehr aufwändige, zeitintensive und fehleranfällige Strukturtransformationen.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement;
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Produktlebenszyklusmanagement;
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Systems zum Produktlebenszyklusmanagement;
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4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Generierung einer Sicht auf ein Produkt;
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5 zeigt ein Anwendungsbeispiel zur Bereitstellung von Konstruktionsergebnissen mittels statischer Produktstrukturen;
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6 illustriert das Konzept von kontextfreien Komponenten, kontextspezifischen Verwendungen der Komponenten und dynamischer Generierung von Sichten;
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7 zeigt das Publizieren von Ergebnissen durch die Verwendung von virtuellen Produkt-Modell-Komponenten;
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8 zeigt die Ableitung von Sichten auf ein virtuelles Produkt-Modell; und
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9 zeigt die Ableitung von domänenspezifischen Sichten.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Beschreibung eines Produktes in einem System zum Produktlebenszyklusmanagement. In einem ersten Schritt wird zumindest eine kontextfreie Komponente angelegt 10, die in Produkten verwendet werden kann. Dies kann beispielsweise in Reaktion auf eine erste Benutzereingabe erfolgen. Anschließend wird zumindest eine kontextspezifische Verwendung der kontextfreien Komponente im Produkt angelegt 11, beispielsweise in Reaktion auf eine zweite Benutzereingabe.
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2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems 20 zum Produktlebenszyklusmanagement. Das System 20 hat einen Eingang 21 zum Empfangen von Daten und einen Ausgang 22 zum Ausgeben von Daten. Der Eingang 21 und der Ausgang 22 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein. Im System 20 wird ein Produkt beschrieben durch zumindest eine kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente. Das System 20 hat daher eine erste Verarbeitungseinheit 23 zum Anlegen 10 einer kontextfreien Komponente. Das Anlegen 10 einer kontextfreien Komponente kann beispielsweise in Reaktion auf eine erste Benutzereingabe erfolgen, die über eine Benutzerschnittstelle 24 erfolgt. Eine zweite Verarbeitungseinheit 25 ist zuständig für das Anlegen 11 zumindest einer kontextspezifischen Verwendung der kontextfreien Komponente im Produkt, beispielsweise in Reaktion auf eine zweite Benutzereingabe. Die kontextfreie Komponente und die kontextspezifischen Verwendung können in einem Speicher 26 des Systems 20 abgelegt und/oder über den Ausgang 22 zur externen Verarbeitung ausgegeben werden. Die erste Verarbeitungseinheit 23 und die zweite Verarbeitungseinheit 25 können als dezidierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft.
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Die kontextfreie Komponente ist vorzugsweise wiederverwendbar und geometrisch eindeutig. Darüber hinaus kann sie eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: eine eindeutige, geometrische Repräsentation, eines oder mehrere Teile, die durch Geometrieversionen realisiert werden, Relationen zwischen Geometrieversionen und Teilen und eine Referenz zur einer Klasse. Dabei kann die eindeutige, geometrische Repräsentation mehrere Versionen zur Abbildung einer geometrischen Änderungshistorie umfassen.
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Die kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente im Produkt weist vorzugsweise eines oder mehrere der folgenden Elemente auf: eine Geometrieverwendung mit einer Relation zu genau einer Geometrieversion, die Position dieser Geometrieversion im Kontext, eine oder mehrere Variantenregeln, die die Gültigkeit der Geometrie im Produkt beschreiben, alternative Geometrieverwendungen, eine Teilverwendung, die das Teil im Kontext repräsentiert, eine oder mehrere Variantenregeln, die die technische Gültigkeit des Teils im Produkt beschreiben, und einen Meilenstein, der den Stand des Produktes beschreibt, für den die kontextspezifische Verwendung bereitgestellt wurde. Dabei kann eine kontextfreie Komponente mehreren kontextspezifischen Verwendungen zugeordnet sein.
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3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Systems 30 zum Produktlebenszyklusmanagement. Das System 30 weist einen Prozessor 32 und einen Speicher 31 auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem System 30 um einen Computer oder eine Workstation. Im Speicher 31 sind Instruktionen abgelegt, die das System 30 bei Ausführung durch den Prozessor 32 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 31 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 32 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Das System 30 hat einen Eingang 33 zum Empfangen von Informationen. Vom Prozessor 32 generierte Daten werden über einen Ausgang 34 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 31 abgelegt werden. Der Eingang 33 und der Ausgang 34 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein.
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Der Prozessor 32 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.
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Die Speicher 26, 31 der beschriebenen Ausführungsformen können volatile und/oder nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.
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4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Generierung einer Sicht auf ein Produkt. Zunächst wird eine Struktur mit Strukturknoten angelegt. Einem Strukturknoten ist dabei eine Klasse zugeordnet ist. In Reaktion auf eine Anforderung 13 zur Generierung einer Sicht auf ein Produkt wird dann zumindest eine kontextspezifische Verwendung zumindest einem Strukturknoten entsprechend der referenzierten Klasse zugeordnet 14. Zu diesem Zweck erbt die kontextspezifische Verwendung einer kontextfreien Komponente die Klasse der kontextfreien Komponente. Basierend auf der Struktur und den zugeordneten kontextspezifischen Verwendungen werden schließlich eine oder mehrere kontextspezifische oder kontextübergreifende, phasenabhängige Sichten auf ein virtuelles Produkt-Modell generiert 15.
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Nachfolgend soll die Erfindung an einem konkreten Beispiel näher beschrieben werden. Nach der Vorstellung eines generellen Anwendungsszenarios wird zunächst das Konzept der virtuellen Produkt-Modell Komponente (VPM-K) und ihrer kontextspezifischen Verwendungen (VPM-K-V) vorgestellt. Anschließend wird der Ablauf eines beispielhaften Anwendungsszenarios basierend auf virtuellen Produkt-Modell Komponenten gezeigt. Dieses Anwendungsszenario deckt die Entwicklung einer Komponente über die Zeit und ihre Verwendung in unterschiedlichen Produkten mit zeitlich versetzten Meilensteinen ab. Abschließend wird die Ableitung von domänenspezifischen Sichten zur Laufzeit erläutert.
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Anwendungsszenario: Verbindung von Konstruktionsergebnissen und logistischen Datenelementen (Teile)
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Änderungen an einer Komponenten führen in der Regel zu Änderungen an der geometrischen Beschreibung. In der Praxis wird nicht jede Änderung einer Geometrie auf logistische Datenelemente, d.h. Teile, abgebildet. Dies liegt zum einen daran, dass Teile nicht ausschließlich von der geometrischen Repräsentation, sondern auch von Änderungen bezüglich der Beschaffungswege oder anderer organisatorischen Rahmenbedingungen abhängen. Zum anderen erfüllt aufgrund der fortlaufenden Entwicklung nicht jede Geometrieversion die Qualitätsansprüche, die von nachgelagerten Phasen des Produktentwicklungsprozesses gefordert werden.
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Unter Berücksichtigung der parallel ablaufenden und zeitlich unabhängigen Entwicklung verschiedener Produkte können verschiedene Versionen einer Komponente, und dementsprechend der Geometrie, für unterschiedliche kontextspezifische Meilensteine gültig sein. Als Beispiel soll die Weiterentwicklung einer Komponente „Felge“ über die Zeit t betrachtet werden, wie sie in 5(b) dargestellt ist. Die zugehörige Beschreibung mittels statischer Produktstrukturen ist in 5(a) gezeigt. Zum Meilenstein „Konzeptentscheid“ des ersten Produktes I (Limousine) zum Zeitpunkt t = 1 ist nur eine Version der Geometrie verfügbar. Zu diesem Zeitpunkt besteht noch keine Notwendigkeit für die Zuordnung eines Teils, weil organisatorische Informationen, wie beispielsweise Lieferanten, nicht vor dem Start der Produktionsplanung in t = 2 benötigt werden.
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Zum Zeitpunkt t = 3 (Meilenstein „Start of Production“, S) des Produktes I besteht die neueste Teil-Geometrie-Zuordnung aus der zweiten Geometrieversion G1.2 und dem zweiten Teil P2, zum Beispiel einer silbernen Felge. Deshalb kann diese Zuordnung der Limousine (Kontext I) für Meilenstein S zugeordnet werden. Zum Zeitpunkt t = 4 wird eine neue Geometrieversion veröffentlicht aber noch kein Teil zugeordnet, da der Meilenstein S des Produktes I bereits in der Vergangenheit liegt und für kein anderes Produkt ein entsprechender Meilenstein erreicht wurde (vergleiche 5(b)).
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Die Entwicklung des Cabriolets (Kontext II) beginnt zum Zeitpunkt t = 5. Zu diesem Zeitpunkt existieren bereits vier verschiedene Versionen der Geometrie. Das aktuellste Teil, entsprechend der definierten Teil-Geometrie-Zuordnungen, ist P3, zum Beispiel eine schwarze Felge. Demzufolge werden die vierte Geometrieversion und das Teil P3 dem Cabriolet für Meilenstein K zugeordnet.
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Virtuelle Produkt-Modell-Komponente (VPM-K) und VPM-K-Verwendung (VPM-K-V)
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Ein virtuelles Produkt-Modell besteht aus vielen einzelnen Komponenten. Die Menge der Informationen, die eine einzelne Komponente beschreibt, wird in diesem Dokument als virtuelle Produkt-Modell-Komponente (VPM-K) definiert. Jede virtuelle Produkt-Modell-Komponente ist geometrisch eindeutig. Es existiert also keine zweite virtuelle Produkt-Modell-Komponente, die geometrisch identisch ist.
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Eine virtuelle Produkt-Modell-Komponente wird kontinuierlich und phasenübergreifend entwickelt. Unter Berücksichtigung des Wiederverwendungsgedankens wird eine Komponente in mehreren Produkten beziehungsweise Kontexten verwendet. Im Folgenden wird diese kontextspezifische Verwendung als VPM-K-Verwendung (VPM-K-V) bezeichnet. Dementsprechend steht eine virtuelle Produkt-Modell-Komponente zu mehreren VPM-K-Verwendungen in Relation. Da eine virtuelle Produkt-Modell-Komponente aus Teilen und Geometrien besteht, stehen diese Elemente ebenfalls zu mehren Teilverwendungen und Geometrieverwendungen in Relation. Diese Verwendungen tragen wiederum andere kontextspezifische Informationen, wie beispielsweise Meilensteine, die Position der Geometrie im Kontext, Variantenregeln bezüglich der geometrischen Gültigkeit (auf der Geometrieverwendung) oder der technischen Gültigkeit (auf der Teilverwendung). Eine virtuelle Produkt-Modell-Komponente ist keinem Kontext zugeordnet, sondern zu mehreren VPM-K-Verwendungen. Jede VPM-K-Verwendung dient dabei als Sammler für die kontextspezifischen Ausprägungen der Elemente der virtuellen Produkt-Modell-Komponente. Die Anzahl vorhandener VPM-K-Verwendungen hängt dabei von den folgenden Faktoren ab:
- • die Anzahl der Kontexte, in denen die virtuelle Produkt-Modell-Komponente verwendet wird;
- • die Anzahl der Verwendungen innerhalb eines Kontexts, wie beispielsweise vier Reifen in einem Fahrzeug; und
- • die Anzahl von Änderungen innerhalb einer VPM-K-Verwendung, d.h. der Änderungshistorie.
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Weitere Elemente des virtuellen Produkt-Modells, zusätzlich zu den virtuellen Produkt-Modell-Komponenten, sind vordefinierte, strukturierte und baumähnliche Sichten. Die Blätter solcher Bäume sind klassifiziert. Diese Klassifizierungen befinden sich ebenfalls auf den virtuellen Produkt-Modell-Komponenten. Zum Beispiel enthält ein Blatt alle Komponenten der Klasse „Felge“. Demzufolge werden alle virtuellen Produkt-Modell-Komponenten mit einer Relation zu dieser Klasse dem Strukturknoten „Felge“ zugeordnet. Wird dieses Konzept auf VPM-K-Verwendungen angewendet, so erhält man eine kontextspezifische und dynamische, d.h. zur Laufzeit generierte Sicht auf das Produkt. In 6 ist der Unterschied zwischen virtuellen Produkt-Modell-Komponenten und VPM-K-Verwendungen noch einmal graphisch dargestellt.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine virtuelle Produkt-Modell-Komponente eine wiederverwendbare und geometrisch eindeutige Komponente ist. Sie enthält eines oder mehrere der folgenden Datenelemente:
- • eine eindeutige, geometrische Repräsentation, gegebenenfalls mit mehreren Versionen zur Abbildung der geometrischen Änderungshistorie;
- • mehrere Teile, die durch Geometrieversionen realisiert werden;
- • Relationen zwischen Geometrieversionen und Teilen (Teil-Geometrie-Zuordnung); und
- • eine Referenz zur einer Klasse zur Klassifizierung der virtuellen Produkt-Modell-Komponenten.
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Eine VPM-K-Verwendung ist eine kontextspezifische Instanz einer virtuellen Produkt-Modell-Komponente. Sie enthält eines oder mehrere der folgenden Datenelemente:
- • eine Geometrieverwendung mit einer Relation zu genau einer Geometrieversion;
- • die Position dieser Geometrieversion im Kontext;
- • Variantenregeln, die die Gültigkeit der Geometrie beschreiben;
- • alternative Geometrieverwendungen, beispielsweise zur Abbildung von Extremlagen;
- • eine Teilverwendung, die das Teil im Kontext repräsentiert;
- • Variantenregeln (auf der Teilverwendung), die die technische Gültigkeit des Teils beschreiben; und
- • einen Meilenstein, der den Stand des Produktes beschreibt, für den die VPM-K-Verwendung bereitgestellt wurde.
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Beispiel: Kontinuierliche Entwicklung von Komponenten
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Nachfolgend wird das Datenmodell von virtuellen Produkt-Modell-Komponenten und ihren kontextspezifischen Verwendungen an einem Beispiel beschrieben. Das Datenmodell ermöglicht die kontinuierliche Entwicklung einer Komponente, insbesondere der zugrundeliegenden Teil-Geometrie-Zuordnung, in Abhängigkeit von kontextspezifischen und unabhängigen Meilensteinen.
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Zunächst erstellt ein Konstrukteur eine neue Geometrie G1, beispielsweise ein 3D-Computer Aided Design (CAD)-Dokument, welche die Felge aus dem vorangegangenen Beispiel beschreibt. Durch das Ablegen einer neue Zeichnung wird im Hintergrund ein neues Datenelement für die gerade entstehende virtuelle Produkt-Modell-Komponente repräsentiert. In Abhängigkeit vom Entwicklungsvorhaben des Konstrukteurs, in diesem Fall die Konstruktion einer Felge, wird die virtuelle Produkt-Modell-Komponente entsprechend als „Felge“ klassifiziert (Klasse α in 7).
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Zum Zeitpunkt t = 1, der in 7(a) dargestellt ist, weist der Konstrukteur die erste Version G1.1 der Geometrie G1 einem neuen Produktkontext I zu, im vorliegenden Fall also dem Kontext Limousine. Im Rahmen dieser Publikation des Konstruktionsergebnisses werden im Hintergrund anhand dieser Informationen die folgenden Datenelemente angelegt:
- • eine neue VPM-K-Verwendung U I / V1.1, die als Sammler für die kontextspezifischen Verwendungen der Datenelemente der virtuellen Produkt-Modell-Komponente dient;
- • eine Geometrieverwendung U 1 / G1.1, die die aktuelle Version der Felge im Produktkontext der Limousine repräsentiert; und
- • ein Positionierungselement, welches die Lage im Produktkontext beschreibt und in Relation zur Geometrieverwendung U 1 / G1.1 steht.
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Zum Zeitpunkt t = 2 wird die Geometrieversion G1.1 einem neuen Teil zugeordnet, z.B. einer silbernen Felge. Die kontextspezifische VPM-K-Verwendung U I / V1.1 wird anhand der Teil-Geometrie-Zuordnung der virtuellen Produkt-Modell-Komponente automatisch aktualisiert. Die im Hintergrund angelegten Datenelemente sind:
- • Eine neue Teilverwendung UP1, die die silberne Felge in der Limousine (Kontext I) repräsentiert. Aufgrund der bereits existierenden Relation zwischen der Geometrieversion und dem Teil können die jeweiligen Verwendungen, d.h. die Teilverwendung und die Geometrieverwendung, zueinander in Beziehung gesetzt werden. Weiterhin wird beiden Verwendungen die gleiche Gültigkeit für Meilenstein K zugewiesen.
- • Eine Variantenregel, die die Gültigkeit des Teils in Abhängigkeit unterschiedlicher Konfigurationen des Kontexts I beschreibt. Z.B. kann diese spezifische Felge nur für Fahrzeuge mit einem gehobeneren Ausstattungspaket gültig sein. Diese Variantenregel steht in Relation zur Teilverwendung.
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Zum Zeitpunkt t = 3, der in 7(b) dargestellt ist, wird eine neue Version G1.2 der silbernen Felge geliefert, ein neues Teil P2 wird angelegt, z.B. eine schwarze Felge, und beide Datenelemente werden einander zugeordnet. Die kontextspezifischen Verwendungen und ihr Sammler U I / V1.2 sollen für den Meilenstein S der Limousine gültig sein. Die erste Position der Geometrieversion im Kontext, die Gültigkeiten der Geometrieverwendung U 1 / G1.2 und der Teilverwendung UP2 können entweder von der vorangegangenen VPM-K-Verwendung übernommen oder, auf Anweisung des Konstrukteurs, durch neue abweichende Informationen ersetzt werden. Weiterhin können alternative Positionierungen zur Abbildung von Extremlagen, z.B. Lenkeinschlag rechts, angegeben werden. Die im Hintergrund angelegten Datenelemente sind:
- • eine neue Version der Geometrie G1.2, ein Teil P2 und eine Relation zwischen diesen beiden Elementen;
- • eine VPM-K-Verwendung, die für den Meilenstein S gültig ist und in Relation zur ursprünglichen virtuellen Produkt-Modell-Komponente steht;
- • eine neue Teilverwendung UP2 für das Teil P2;
- • die Variantenregel für UP2, die von der vorherigen VPM-K-Verwendung U I / V1.1 übernommen wird; und
- • Zwei neue Geometrieverwendungen U 1 / G1.2 und U 2 / G1.2 für die Geometrieversion G1.2. Die kontextspezifische Position der ersten Geometrieverwendung wird von der vorherigen Geometrieverwendung U 1 / G1.1 der VPM-K-Verwendung U I / V1.1 übernommen. Die zweite Position (Extremlage) und die Variantenregel werden vom Konstrukteur bereitgestellt.
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Zusammenfassend führt dieser Ansatz für eine gegebene virtuelle Produkt-Modell-Komponente zu einer Menge von kontextspezifischen VPM-K-Verwendungen mit unterschiedlichen Gültigkeiten. Jede VPM-K-Verwendung beschreibt den meilensteinabhängigen Verbauzustand der zugehörigen virtuellen Produkt-Modell-Komponente in einem Produktkontext zu einem bestimmten Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses dieses Kontexts. Die Trennung von Komponenten in kontextfreie (VPM-K) und kontextspezifische (VPM-K-V) Datenelemente ermöglicht die phasenunabhängige Entwicklung dieser Komponente. Dadurch wird das Problem der Verwendung derselben Produktkomponente in unterschiedlichen Produkten mit unabhängigen Meilensteinen gelöst.
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Domänenspezifische Sichten auf ein virtuelles Produkt-Modell
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Einer der größten Vorteile dieses virtuellen Produkt-Modells ist die Möglichkeit, phasenabhängige Sichten zur Laufzeit zu generieren, in dem VPM-K-Verwendungen wie oben beschrieben zu Blattknoten beliebiger Strukturen entsprechend ihrer Klassifizierung zugeordnet werden. Dadurch entfallen rechnerisch sehr aufwändige und demnach zeitaufwändige Transformationen von statischen Strukturen.
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Diese Sichten können entweder kontextspezifisch oder kontextübergreifend sein. Eine kontextspezifische Sicht ist in 8(a) gezeigt, eine kontextübergreifende Sicht in 8(b). Dieses übergreifende Relationenwissen ergibt sich aus der eindeutigen Zuordnung einer VPM-K-Verwendung zu einem Produktkontext. Demzufolge kann dieser Ansatz zur dynamischen Generierung von Strukturen genutzt werden, die den Gleichtteilumfang verschiedener Produkte beschreiben.
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Außerdem können domänenspezifische Sichten durch die Selektion bestimmter Datenelemente der VPM-K-Verwendung abgeleitet werden, beispielsweise Teile für die Beschaffung oder Geometrien für die Konstruktion. Dies ist exemplarisch in 9 gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Anlegen einer kontextfreien Komponente
- 11
- Anlegen einer kontextspezifischen Verwendung
- 12
- Anlegen einer Struktur mit Strukturknoten
- 13
- Anforderung zur Generierung einer Sicht auf ein Produkt
- 14
- Zuordnen einer kontextspezifischen Verwendung zu einem Strukturknoten
- 15
- Generierung zumindest einer Sicht auf ein Produkt
- 20
- System zum Produktlebenszyklusmanagement
- 21
- Eingang
- 22
- Ausgang
- 23
- erste Verarbeitungseinheit
- 24
- Benutzerschnittstelle
- 25
- zweite Verarbeitungseinheit
- 30
- System zum Produktlebenszyklusmanagement
- 31
- Speicher
- 32
- Prozessor
- 33
- Eingang
- 34
- Ausgang
