Einordnung des digitalen PEP

• bezeichnet Ablauf von Aktivitäten, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen
• kann in Phasen und Teilschritte eines Vorganges unterteilt werden
• Phase kann weiter logisch zergliedert werden
• Prozesswiederholung durch Iteration
• parallele Phasen können abgebildet werden

nach WFMC:

Kausale Abfolge von Aktivitäten, die einen oder mehrer Inputs benötigt, um unter Verwendung betrieblicher Ressourcen und Informationen ein Ergebnis von Wert für eine Kundengruppe zu erzeugen

eine Gesamtheit aufeinander einwirkender Vorgänge in einem System, durch Materie, Energie oder Informationen umgeformt, transportiert oder gespeichert werden

IBM:

eine logisch aufeinander folgende Reihe wiederkehrender Handlungen. Tätigkeiten mit messbarer Eingabe, messbarem Wertzuwachs und messbarer Ausgabe. Ein Produkt oder eine Dienstleistung steht am Ende

ist ein strukturiertes, messbares Set an Aktivitäten, um einen bestimmten Kunden oder Markt einen spezifizierten Output zu produzieren

• Konstruktion von technischen Produkten
• Der Entwicklungsprozess folgt meist einer Methodik
  • z.B. iterativer Durchlauf der Schritte (nach VDI 2221):
  • Aufgabenklärung
  • Konzipieren
  • Entwerfen
  • Ausarbeiten
• Beispiel für konkreten Prozess: Entwicklung eines Flugzeugs von der ersten Idee bis zum fertigen Produkt

• Steuerung von Geschäftsprozessen
• 9 Wissensgebiete
• Beispiel für konkreten Prozess: Entscheidung für oder gegen den Bau eines Flugzeuges aufgrund von wirtschaftlichen und strategischen Gesichtspunkten

• Erreichen eines bedeutenden Projektziels.
• Projektziele werden vor Beginn eines Projektes definiert
• Erreichen der gesetzten Teilziele wird in einer Meilensteinsitzung überprüft
• Häufig ist das Bestehen eines Meilenstein bzw. das " Go" aus der Meilensteinsitzung Bedingung für den Eintritt in die nächste Projektphase und die Freigabe der Mittel

• Projektbericht
• Kompatibilitätsabgleich
• Kostenkontrolle
• Gewichtsstrategie

• Erfolg hängt von Planen/erreichen der Meilensteine ab
• vollständige, funktionale und robuste Absicherung von Prozessschritten während des gesamten Entwicklungsprozesses
• Robuste Prozesse sind wichtig, damit Meilensteine auch unter unerwarteten Belastungen erbracht werden können
• Mechanismen der Fehlervorbeugung, -erkennung und -behebung sind notwendig
• Begleitende Aspekte einer operativen Prozessgestaltung (z.B. Datenaustausch) müssen berücksichtigt werden

• Planung: Definition der Anforderungen, Kreativmethoden zur Lösungsfindung, Lösungsauswahlmethoden
• Konstruktion: Modellierung eines Volumenkörpers, Materialauswahl, Auslegung der Abmaße anhand von Berechnungen, Festlegung von Toleranzen, …
• Erprobung: Aufbau von realen und virtuellen Prototypen zur Durchführung von Prüfverfahren (Belastungstests, Funktionstests, …)
• Arbeitsvorbereitung: Planung des gesamten Fertigungs- und Montagesystems

• Reproduzierbarkeit
• Effizienz
• Flexibilität (Änderungen)
• Automatisierung
• 3D-Asichten

• interdisziplinärer Ansatz 
• Ziel: erfolgreich Systeme bestehend aus verschiedenen Partialmodellen zu realisieren
• integriert die verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Elektronik, Software)
• bildet ein strukturierten Entwicklungsprozess vom Konzept über Produktions- und Betriebsphasen (INCOSE)

• Ein Gantt-Diagramm stellt die zeitliche Abfolge von Aktivitäten grafisch in Form von Balken auf einer Zeitachse dar
• Die Dauer und Reihenfolge der jeweiligen Aktivitäten ist deutlich sichtbar
• Zwischen den Aktivitäten können Bedingungen und Abhängigkeiten verknüpft werden

1. Zusammenstellen aller Forderungen und Wünsche und Formulieren einer Anforderungsliste

2. Lösungsneutrale Beschreibung der wesentlichen Anforderungen und deren Zusammenhänge in Form von Funktionen und Funktionsstruktur

3. Prinziplösungen für Teilfunktionen werden miteinander kombiniert und stellen ein Konzept bzw. eine prinzipielle Lösung dar

4. Aufteilung des gesamten Systems in kleinere Einheiten (Module), die sich leicht im Gesamtsystem austauschen lassen

5. Gestalten der einzelnen maßgebenden Module führt zu Vorentwürfen, Bauteile und Baugruppen sind erkennbar

6. Entwerfen des gesamten Produktes unter Berücksichtigung der Vorentwürfe

7. Produktdokumentation mit Zeichnungen, Stücklisten und technischen Beschreibungen

Nachteile:

• sehr undetailliert
• nur auf die Entwicklung neuer Produkte ausgerichtet (während in der Praxis viel häufiger existierende Produkte weiterentwickelt werden)
• Anforderungsmanagement und Produktabsicherung werden nicht berücksichtigt

Fazit: unvollständig, aber ein nützlicher Einstieg

Der Produktlebenszyklus setzt sich aus den Hauptprozessphasen der

1. Produktentstehung (Planung, Entwicklung, Arbeitsvorbereitung), der
2. Produktherstellung (operative Produktion) und des
3. realen Produktlebenslauf (Nutzung und Entsorgung/Recycling) zusammen.

Hauptprozessphasen werden durch Begleitprozesse, wie Marketing, Beschaffung/Einkauf und Vertrieb, ergänzt

1. Anforderungsgestaltung
2. Entwurfskonzept
3. Auslegungsberechnung
4. Konstruktion
5. Absicherung/Nachberechnung
6. Testen
7. Produktionsplanung

• aus (Markt-)Studien und Kundenfeedback ergibt sich ein Bedarf für innovatives Produkt
• Anforderung an das Produkt müssen zusammengestellt, erfasst und gewichtet werden
• Widersprüche müssen identifiziert und gelöst werden
• Liste der Anforderung müssen im Verlauf des Produktentstehungsprozess iterativ weiterentwickelt und überprüft werden

• mehrere Konzepte als Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung entstehen aus den Anforderung
• Entscheidend bei der Erstellung von Konzepten ist eine möglichst große Brandbreite an Lösungsvarianten bzw. -alternativen.

• Auslegung und Simulationen können durchgeführt werden anhand konzeptioneller Modelle
• zum Ermöglichen der Berechnung ist häufig eine aufwändige Erstellung eines aussagefähigen Modells notwendig
• die Berechnung erfolgt über das Variieren weniger vordefinierter Parameter zur Auslegung kritischer Größen
• Auswahl von Prinzipien, Materialien und die Geometriegestaltung stehen als Ergebnis

• dient der geometrischen Festlegung und der Gestaltung von Produktdetails
• Produktstruktur und Topologie des Produktes werden festgelegt
• Stückliste wird genegiert

• erfolgt meist auf geometrischer Ebene
• Detaillierte Modelle mit hohem Reifegrad werden mit Hilfe virtueller Werkzeuge abgesichert
• Ist die Validierung positiv, können die Modelle den Freigabeprozess durchlaufen
• nicht positiv ⇒ Modelle werden samt Problembeschreibung in frühere Prozessphasen zurückgeführt und dem etsprechenden Entwickler zugewiesen

• Ein physischer Prototyp wird in seinem praktischen Anwendungsfall nach vordefinierten Regeln getestet
• Testroutinen müssen detailliert geplant sein, um ein möglischst intensives Nutzen der kostspieligen Prototypen zu gewährleiten
• Eigenschaften des Produktes werden auf Basis der daraus gewonnen Erkenntnisse angepasst

• Produktfertigung und Montage werden simuliert und geplant auf Basis von Konstruktionsmodellen
• Alternativen und Anpassung innerhalb des Produktionsprozess können mit geringen Kosten digital geprüft werden
• Anhand von Simulationen können potenzielle Schwachstellen antizipiert und geeignete Gegenmaßnahmen vorbereitet werden
• Produktionsplanung muss bereits in frühen Phasen des Produktentstehungsprozesse (PEP) berücksichtigt werden