PLM Entwurfsmuster: Ein besseres PLM für weniger als die Hälfte

18.12.2014 14:46
Heute fragen Organisationen bei PLM Beratern um Unterstützung bei der Implementierung einer PLM Lösung, die - wegen des neuen Werkzeugs - zu neuen Verfahrensanweisungen führt, um die Anforderungen des Geschäftsprozesses zu erfüllen. Die Berater bieten die Ableitung der neuen Verfahrensanweisungen aus den aktuellen Verfahrensanweisungen an und berücksichtigen dabei bewährte Methoden aus dem jeweiligen Industriezweig. Sie versuchen also zusammen mit den Interessensvertretern der Organisation den Bedarf herauszufinden und schlagen Lösungen vor. Vom Entwurfsprozess aus betrachtet ist das so als wenn man - um einen Tisch zu bekommen - zum Schreiner geht, mit dem Schreiner die Konstruktion entwickelt und sich dann den Tisch bauen lässt.
 

Gründe für die Veränderung

Der Schreiner erfragt vom Kunden, was er sich vorstellt (ein Tisch für die Küche, um Mahlzeiten vorzubereiten oder ein Tisch, um Tennis zu spielen) und wird gemäss den Vorstellungen des Kunden, der vielleicht noch nie Tischtennis gespielt hat, eine Zeichnung erstellen. Nachdem sie zusammen die Details durchgegangen sind, wird der Schreiner den Tisch produzieren und ausliefern. Ein Kunde kann viel einfacher und billiger zu einem Tisch kommen, wenn er in einen Laden geht und sich dort unter den verfügbaren Tischen den aussucht, der seinen Anforderungen am besten entspricht. Vor allem würde er Tische sehen, die Eigenschaften haben, an die er vorher nie gedacht hat. Er würde zum Beispiel einen Tischtennisplatte sehen, die man sicher und einfach zusammenklappen kann.
 
Beim Aufsetzen der Verfahrensanweisungen unter Verwendung eines PLM Systems verlieren Organisationen häufig sehr viel Zeit und Ressourcen, um ihre eigenen Arbeitspläne von Grund auf zu entwickeln. Dabei bleiben sie an den aktuellen Arbeitsplänen haften. Das führt zu Arbeitsplänen, bei denen das volle Potential von PLM Systemen nicht zur Entfaltung kommt. Auch wenn es unbestreitbar ist, dass der spezifische Geschäftsprozess einer Organisation der Ausgangspunkt für die Entwicklung von neuen Arbeitsplänen ist, wäre es wünschbar, einen Satz von Arbeitsplanmustern zu haben (zum Beispiel Kostenkalkulation oder Änderungsmanagement), bezogen auf typische Geschäftsprozesse (zum Beispiel Projektfertigung in der Automobilzuliefererindustrie) unter Verwendung von PLM Systemen. Dann kann eine Organisation herausfinden, welche Muster von Arbeitsplänen am besten passen. Man könnte einen Plan zur Implementierung der PLM Methode entwickeln und das volle Potential der neuen Praxis nutzen.
 

Beispiel 1

Um zu zeigen wie es geht, wählen ich ein einfaches Beispiel, das in vielen PLM Systemen wieder und wieder implementiert ist. Das Muster gehört zu den generellen PLM Entwurfsmustern.
 
Das Problem: Im PLM System bearbeiten User Informationen, die an Items hängen, an einem Ort. Für die Benutzung des PLM Systems ist entscheidend, dass alle User wissen, wann ein Item fertiggestellt ist und sich nicht mehr ändert. Nur wenn das Item eingefroren ist, können sich User sicher über den Inhalt sein und das Item für die Durchführung ihrer Aufgaben benutzen.
 
Die Lösung: Das "Item Documentation" Muster überprüft das Item nach gesetzten Regeln und setzt bei Erfolg einen Status (z.B. "Finalized"), der anzeigt, dass das Item fertiggestellt ist und nicht mehr geändert werden kann. Abhängig von weiteren Regeln gehört zur Überprüfung ein technischer Genehmigungsprozess (4 Augen Prinzip). Nach der Statusänderung sind Änderungen des Items nur durch Revisionen möglich.
 
Für die spezifische Implementierung des Musters muss die Organisation die folgenden Entscheidungen treffen:
  • Welche Statusnamen sollen verwendet werden? ("Working", "Finalized", "Approved", "Rework")
  • Welche Regeln für die Statusänderung sollen gelten?
  • Wann soll ein zweite Person das Item durchschauen (Regeln)?
  • Darf die zweite Person Änderungen an dem Item vornehmen?
 
Zu dem Muster können Empfehlungen existieren wie zum Beispiel:
  • Das System sollte vor der Statusänderung überprüfen, ob alle abhängigen Items zumindest den gleichen Status haben.
  • Ein User, der das Item auf Richtigkeit überprüft, soll es nicht ändern können, sondern mit dem Status "Rework" ablehnen können.
 
Wenn man sich das Beispiel anschaut, sieht man zuerst ein generelles PLM Entwurfsproblem und seine generelle Lösung. Das Business sollte sich nicht darum kümmern, das ist Aufgabe von PLM Theoretikern. Dann kommen aber Implementierungsdetails, die das Business entscheiden muss, weil sie für die Abwicklung ihres Geschäftsprozesses nötig sind.
 

Allgemeine Entwurfsmuster

Soweit wie ich das bisher überschauen kann, gibt es 4 allgemeine PLM Entwurfsmuster, die als Bausteine für der Herleitung von geschäftsprozess-spezifischen Verfahrensanweisungen verwendet werden können.
 

Item Documentation

(das ich detaillierter beschrieben habe)
  • Überprüft ein Item auf die Befolgung von Regeln und weist ihm einen Status zu, der anzeigt, dass das Item (und angehängte Inhalte) sich nicht mehr ändern. Nach der Statusänderung kann ein User das Item nur noch revisionieren. Je nach gegebenen Regeln wird eine Durchsicht des Items durch eine zweite Person unterstützt (4 Augen-Prinzip).
 

Task Execution

  • Formalisiert die Aufgabendurchführung für einzelne Aufgaben und Aufgabenfolgen in Ablaufplänen. Repetitive Aufgaben stehen in Vorlagen von Ablaufplänen zur Verfügung. An jede Aufgabe angehängt findet der User alles, was er  zur Ausführung der Aufgabe benötigt.
 

Decision Implementation

  • Kontrolliert die Implementierung eines Produktinkrements, das aus einem Satz von neuen und/oder geänderten Items besteht.
  • Dokumentiert die Absicht der Änderung.
  • Unterstützt die Planung und Ausführung der Implementierungsaufgaben bezüglich Reihenfolge, benötigte Ressourcen und Effektivität der Änderung. Ein "Product Owner" verwaltet die Implementierung des Produktinkrements.
 

Business Decision

  • Unterstützt die Analyse des Einflusses der Änderung auf die Geschäftstätigkeit und die technische Machbarkeit.
  • Sammelt die durch die Änderung betroffenen neuen Items und Items, in die die Änderungen eingetragen sind, um zu einer geschäftspolitischen Entscheidung über das vorgeschlagene Produktinkrement zu kommen. Ein "Moderator" organisiert die Entscheidungsfindung bezogen auf das Produktinkrement.
  • Dokumentiert die geschäftspolitische Entscheidung. 
 
(Wer sich mit CM II auskennt, wird erweiterte Elemente des Änderungsprozesses erkennen.)
 

Beispiel 2

Um zu zeigen, wie die allgemeinen PLM Entwurfsmuster als Bausteine für die Herleitung von geschäftsprozess-spezifischen Verfahrensanweisungen verwendet werden können, möchte ich als zweites Beispiel die Angebotsphase im Engineer to Order (ETO) Geschäftsprozess zeigen. Ich wähle die Angebotsphase, weil sie strukturell in vielen Organisationen ähnlich abläuft. Diese Beschreibung kann man als Entwurf für ein Muster eines spezifischen Arbeitsplans lesen.
 
Die Aufgaben in dieser Phase sind die folgenden:
  1. Implementiere die Kundenanforderungen
  2. Spezifiziere den Teileaufbau
  3. Spezifiziere den Herstellungsprozess
  4. Kalkuliere die Kosten
  5. Erstelle den "Business Case"
  6. Erstelle das Angebot
  7. Genehmige das Angebot
  8. Pflege die Beauftragung durch den Kunden ein
  9. Richte das Projekt ein
 
Aufgaben 1 bis 6 sind Vorbereitungen, um zu einer geschäftspolitischen Entscheidung zu kommen. Aufgaben 8 und 9 sind Implementierungsaktivitäten der Entscheidung und Ausgangspunkt für die Produktentwicklung. In den meisten Organisationen ist die Angebotserstellung ein sehr strukturierter Prozess. Sie finden Verfahrensanweisungen, um Kostenkalkulationen zu erstellen. Die können im PLM System als Vorlagen von Ablaufplänen vorhanden sein und abgerufen werden. Nachdem die Kosten bekannt sind, erstellt der Vertrieb oder Controlling den "Business Case". Danach wird das Angebot erstellt. Abhängig von der Höhe des Auftrags muss das Angebot von der Geschäftsleitung genehmigt werden.
Sobald die Organisation den Zuschlag vom Kunden bekommt, wird wieder eine Serie von Aufgaben gestartet.
Jede Aufgabe hat als Ergebnis ein Item, zum Beispiel den Teileaufbau und die Spezifikation des Herstellungsprozesses, das Kostenkalkulationsblatt usw., das möglicherweise eine technische Genehmigung benötigt oder zumindest einen Statuswechsel erfordert, der angibt, dass das Item fertiggestellt ist und für die nächste Aufgabe verwendet werden kann.
 
Wenn wir den PLM Entwurfsmustern folgen, benötigen wir einen "Moderator", der die geschäftspolitische Entscheidungsfindung koordiniert und einen "Product Owner", der dafür sorgt, dass der Kundenauftrag fachgerecht implementiert wird und das Projekt aufgesetzt wird. 
 

Schlussfolgerungen

Man kann generell Verfahrensanweisungen, in denen das PLM System verwendet wird, mit PLM Entwurfsmustern entwerfen. Auch für spezifische Arbeitspläne von Geschäftsprozessmustern wie Engineer to Order (ETO) kann man Muster herleiten, die in ihrer Grundstruktur aus allgemeinen PLM Entwurfsmustern bestehen und an spezifische Geschäftsanforderungen angepasst werden können. Es gibt genügend Freiheitsgrade, um aufbauend auf die Muster Arbeitspläne an die spezifischen Geschäftsanforderungen anzupassen.
 
PLM Theoretiker leiten unter Verwendung der PLM Entwurfsmuster Anweisungsmuster für bestimmte Geschäftsprozessmuster her. Sie arbeiten Vorschläge zur Änderung der Arbeitsweise der Organisation - soweit sie PLM inhärenten Anforderungen besser angepasst sind - in die Muster ein. Sie initiieren eine Reduktion der Komplexität des PLM Systems, indem sie Verbesserungen von essentiellen Funktionen vorschlagen, die benötigt werden, um PLM Enwurfsmuster anzuwenden.
 
Das Business selektiert aus dem Katalog für Verfahrensanweisungen die aus, die am besten zu ihrem spezifischen Geschäftsprozess passen und passt sie entsprechend ihren Anforderungen an.
 

Günstige Gelegenheiten

Werden Verfahrensanweisungen nach PLM Entwurfsmustern erstellt, können Berater bei der geplanten Einführung von PLM in eine Organisation auf eine Implementierung nach dem Stand der Technik verweisen und damit Organisationen bei der Einführung der neuen Praxis (Veränderung der Firmenkultur) unterstützen. Mit der Entscheidung für die neue Praxis kann eine Organisation das volle Potential der PLM Methodik ausschöpfen, ohne sich in den alten Arbeitsplänen zu verheddern.
 
Bei der Ermittlung der für den jeweiligen Geschäftsprozess erforderlichen Anweisungsmuster können Manager die Auswirkungen der Änderung abschätzen und sich die neue Praxis in ihrem Bereich vorstellen. Das erlaubt die Erarbeitung eines realistischen Aktionsplans und deren Ausführung, um von der aktuellen Praxis zur neuen zu gelangen.
 
Ausgehend von Anweisungsmustern können PLM Trainer Trainingseinheiten für die Verfahrensanweisungen und das PLM System entwickeln, die in vielen Organisationen wiederverwendet werden können. 
 
Mit zunehmender Erfahrung und nach Durchlaufen mehrerer kontinuierlicher Verbesserungsschleifen können sie bessere Trainingspläne entwickeln, sodass die User die neue Praxis besser erlernen können.
 

Vision

Jetzt wird man also anstatt sich eine neue Tischtennisplatte vom Schreiner erfinden zu lassen, eine klare Entscheidung für eine spezifische Platte in dem Spezialgeschäft treffen, die unseren Wünschen und vielleicht auch darüber hinaus (mit dem Zusammenklappmechanismus) entsprechen. Und wir können es uns leisten, weil Massenproduktion billiger als Einzelproduktion ist.
 
Wie viel Zeit sparen wir, wenn wir nicht mehr endlos über das Auslegen einer angepassten Praxis unter Verwendung des PLM Systems diskutieren, nur weil wir der aktuellen Praxis verhaftet sind und uns die neue Praxis nicht vorstellen können?
 
Wir würden automatisierte Workflows haben, die nur dann Klicks verlangen, wenn Entscheidungen nötig sind. Weil die Workflows auf Muster basieren, können Softwarehersteller spezifische Lösungen liefern. Und man kann sie sich leisten, weil sie von vielen Organisationen verwendet werden.
 
Die Änderung der Firmenkultur wird einfacher sein als sie es heute ist, weil wir eine mehr oder weniger fertige Lösung unseren Kollegen zeigen können. Wir können sie überzeugen, weil sie sehen, dass sie bekommen, was sie brauchen.
 
Für das Management ist es auch eine gute Nachricht: wir bekommen ein besseres PLM für weniger als die Hälfte.
 

Die hier präsentierten Ideen sind das Ergebnis von Diskussionen mit Felix Nyffenegger (Professor für PLM an der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR)) und inspiriert durch: Gamma, Erich; Helm, Richard; Johnson, Ralph; Vlissides, John (1994-10-31). Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Pearson Education.