Stückliste und Konfiguration für Maschinenbauer – Grundlagen
Dieser Artikel basiert auf einem Gespräch mit Tim Yerby, Director of Industrial Machinery Solutions bei Siemens, und Will Haines, Market Management Senior Representative bei Siemens.
Was ist eine Stückliste und warum ist sie für Maschinenbauer so wichtig?
Eine Stückliste ist eine strukturierte Auflistung aller Komponenten, Baugruppen und Teile, die zur Herstellung eines Produkts benötigt werden. Im Maschinenbau dient sie als Grundlage für die Verwaltung von Teilen, Baugruppen und deren Beziehungen untereinander und gewährleistet eine präzise Fertigung, Montage und Wartung der Maschinen. Unter dem Oberbegriff „Stückliste” gibt es einige spezifische Arten von Stücklisten, die zu berücksichtigen sind:
- Die Konstruktionsstückliste (Design Bill of Materials, DBOM): Diese auch als CAD-Stückliste bezeichnete Stückliste stellt die geometrische Definition eines Produkts dar und hilft bei der Verwaltung der Konstruktionsdaten, die Konstruktionskomponenten und ihre Instanzen umfassen.
- Die Engineering-Stückliste (Engineering Bill of Materials, EBOM): Die EBOM verwaltet alle Teile und Konfigurationen, die zum Definieren des Endprodukts erforderlich sind. Sie enthält Informationen zu Produktspezifikationen, Toleranzen, Mengen, Maßeinheiten und zugehörigen technischen Standards.
- Die Fertigungsstückliste (Manufacturing Bill of Materials, MBOM): Die MBOM definiert alle für die Produktion erforderlichen Teile und Baugruppen, die in der Regel aus der EBOM übernommen werden. Die Fertigungsstückliste umfasst auch Materialanforderungen, Zuliefererauswahl und Vorlaufzeiten für die Teilebeschaffung, Fertigungstoleranzen und Qualitätsstandards, Prüf- und Validierungsverfahren sowie Informationen zu Vorschriften und Compliance.
Diese Arten von Stücklisten sind für die Optimierung der Fertigungsabläufe von grundlegender Bedeutung, wie wir gleich noch näher erläutern werden.
Wie nutzen Maschinenbauer Stücklistendaten?
Alles beginnt mit der Engineering-Stückliste (EBOM). Die EBOM definiert bestimmte Kriterien, und dann übernimmt die Fertigungsstückliste (MBOM) diese Informationen und nutzt sie, insbesondere Teilenummern und -beschreibungen, Teilemengen, Teilespezifikationen (Abmessungen, Materialien und Leistungsmerkmale) sowie die hierarchischen Beziehungen zwischen Baugruppen, Unterbaugruppen und einzelnen Komponenten der Maschine.
In der MBOM finden Sie Verbrauchsmaterialien für die Fertigung, wie Schneid- und Bearbeitungsflüssigkeiten, Schweiß- und Lötzubehör, Schleifmittel, Markierungs- und Messwerkzeuge und sogar Schutzausrüstung, die Mitarbeiter im Produktionsprozess benötigen. Auch Oberflächenbehandlungen von Teilen, wie Lacke, Grundierungen und Beschichtungen, werden hier verwaltet.
Eine Ableitung der MBOM ist die Prozessliste (Bill of Process, BOP), die die Abfolge der Arbeitsschritte, Prozessanweisungen für die Fertigung und Ressourcen beschreibt, die zur Herstellung eines Produkts erforderlich sind, und detailliert angibt, wie jede Komponente verarbeitet wird.
Wenn Ihre Maschine in mehreren Werken und Regionen hergestellt wird, listet eine Werkstückliste alle Materialien, Komponenten und Baugruppen auf, die für die Herstellung eines Produkts in einem bestimmten Werk erforderlich sind. Diese Liste ist häufig an die Kapazitäten und Prozesse des Werks angepasst.
Einige Maschinenbauer wickeln die Montage von Teilen und Komponenten getrennt von den Fertigungsvorgängen ab. Eine spezielle Montagegruppe würde eine Montagestückliste führen, um die zu montierenden Teile zusammen mit spezifischen Montageanweisungen zu verwalten.
Eine Montagestückliste enthält auch Verbrauchsmaterialien wie Befestigungselemente, Klebstoffe und Dichtungsmittel, Schmiermittel, elektrische Verbrauchsmaterialien wie Kabelverbinder, Kabelbinder, Schrumpfschläuche sowie Lösungsmittel und Entfetter, die zur Reinigung der montierten Komponenten benötigt werden.
Die Versandstückliste dokumentiert alles, was für den Versand des Produkts an den Kunden erforderlich ist, einschließlich detaillierter Anweisungen dazu, was zu verpacken ist und wie es zu verpacken ist. Das Verpackungsmaterial, seien es Kartons, Kisten, Luftpolsterfolie oder Schaumstoffeinlagen, muss aufgeführt und verwaltet werden.
Maschinen werden häufig mit Schutzfolie, Polstermaterialien und Gurten versandt, um die Verpackung während des Transports zu sichern. Einige Unternehmen stellen ihre eigenen Paletten und Kartons her, während andere diese Materialien von Zulieferern beziehen. Daher ist es wichtig, dass diese Stückliste mit den Stücklisten der Fertigung und der Lieferkette abgestimmt ist.
Worin besteht der Vorteil der Verwendung mehrerer Stücklisten?
Die Verwaltung einer zentralen Stückliste hat den Vorteil, dass eine gemeinsame Datenstruktur für die Konstruktion und Fertigung geschaffen wird. Dieser Ansatz kann jedoch auch zu Konflikten beim Datenmanagement führen.
Die Daten sind nicht für die individuellen Anforderungen der verschiedenen Gruppen optimiert, wodurch sich die Konstruktions-, Freigabe- und Änderungsprozesse verlangsamen können.
Unternehmen, die standardisierte, wenig komplexe Maschinen mit minimaler Anpassung herstellen, verwenden aufgrund der Einfachheit und Effizienz häufig einen Ansatz mit einer einzigen Stückliste.
Ein Ansatz mit mehreren Stücklisten ermöglicht optimierte Stücklisten, die auf die Bedürfnisse der einzelnen Abteilungen zugeschnitten sind und zeitnahe und effiziente Änderungen in der Fertigung ermöglichen.
Unternehmen, die komplexe, hochgradig kundenspezifische Maschinen bauen, trennen in der Regel ihre Konstruktions- und Fertigungsstücklisten, um den unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Disziplinen gerecht zu werden.
Bei diesem Ansatz ist die Datenintegration zwischen den beiden Stücklistensystemen von entscheidender Bedeutung und kann durch ein integriertes Product Lifecycle Management (PLM)-System weiter unterstützt werden.
Was sind Beispiele für andere nützliche Stücklisten, die Maschinenbauer einsetzen könnten?
Es gibt viele weitere Stücklistentypen, wie z. B. Konzeptstückliste, Planstückliste, Bestellstückliste, Fertigungsstückliste/Lieferstückliste, Servicestückliste und Wartungsstückliste, die Unternehmen mit komplexen Entwicklungs- und Fertigungsprozessen dabei helfen, die verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus zu verwalten.
Wie verwalten Maschinenbauer unterschiedliche Produktkonfigurationen innerhalb der Stückliste?
Erstellbare Produktkonfigurationen werden in der Regel vom EBOM-System verwaltet. Die Regeln und Einschränkungen, die diese Konfigurationen definieren, werden hauptsächlich in der Produktplanungsphase festgelegt, erfordern jedoch auch Input aus den Bereichen Konstruktion, Fertigung, Lieferkette, Marketing und Vertrieb.
Aus diesem Grund ist eine gemeinsame Plattform für das Konfigurationsmanagement, die den gesamten Produktlebenszyklus abdeckt, der Schlüssel zum Erfolg: Ein digitaler Backbone ermöglicht es Ihnen, beliebige Artefakte zu konfigurieren, darunter Funktionen, Familien und Produktlinien, Teile und Module sowie Systemanforderungen und Einschränkungen, um realisierbare Produktkombinationen zu erstellen und zu validieren.
Wie lässt sich die Prozesseffizienz verbessern, wenn Sie hochgradig kundenspezifische Maschinen herstellen?
Die Automatisierung der Konstruktion kann für Unternehmen, die kundenspezifische Maschinen herstellen, von großem Nutzen sein. Die Erstellung einer kundenspezifischen Maschinenkonfiguration erfordert einen erheblichen manuellen Aufwand.
Tools zur Automatisierung der Konstruktion können diesen Aufwand durch regelbasierte Konstruktionsautomatisierung und Konfigurationsmanagement erheblich reduzieren.
Der Schlüssel zur Beschleunigung der Konstruktionszeit ist die Wiederverwendung. Sie können die Wiederverwendung fördern, indem Sie wiederverwendbare Bibliotheken mit Standardkomponenten erstellen und das Wissen Ihres Unternehmens in Tools zur Automatisierung der Konstruktion erfassen, um Konsistenz und Effizienz zu gewährleisten.
Mit diesen wiederverwendbaren Bibliotheken können Sie die Erstellung von Angeboten und Angebotsunterlagen automatisieren, wodurch Sie mehr Aufträge einholen und diese effektiver ausführen können.
Was sind einige gemeinsame Merkmale von Unternehmen, die bei der Einführung von Engineer-to-Order-Prozessen (ETO) am erfolgreichsten sind?
Bei der Bewertung von Unternehmen, die sich durch ETO auszeichnen, fallen zwei wesentliche Merkmale besonders auf.
Erstens ist ein strukturierter Ansatz unerlässlich, um Kundenanforderungen frühzeitig in der Konstruktionsphase zu erfassen und zu analysieren. Ein PLM-basierter Ansatz ermöglicht es Ihnen, Ihre Anforderungen, Konstruktionsvarianten, Produktstücklisten, Dokumentationen und Prozesse in einem integrierten Daten-Backbone zu verknüpfen.
Dadurch wird sichergestellt, dass Konstruktionsvariationen systematisch verwaltet werden, während gleichzeitig hohe Qualitätsstandards gewährleistet und Termine eingehalten werden.
Zweitens optimieren erfolgreiche Maschinenbauer ihre Fertigungsabläufe einschließlich ihrer Lieferkette, um der Variabilität Rechnung zu tragen. Auch hier hilft Ihnen ein digitaler roter Faden dabei, Ihre stücklistengesteuerten Konfigurationen mit den Zulieferern zu verbinden, die für die Beschaffung von Teilen zuständig sind.
Durch die Bereitstellung flexibler Produktionskapazitäten können Sie sich effizient an unterschiedliche Konfigurationen und Spezifikationen anpassen. Die Konzentration auf modulare Konstruktionen und standardisierte Komponenten verbessert die Wiederverwendbarkeit und verkürzt die Vorlaufzeiten für Sonderanfertigungen.
Die Integration moderner Planungs- und Terminierungssysteme, die auf PLM abgestimmt sind, spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Ressourcenzuweisung und der Produktionsabfolge.
Dieser umfassende Ansatz gewährleistet nicht nur termingerechte Lieferungen, sondern minimiert auch die mit dem Management von Variabilität verbundenen Kosten und steigert so die Kundenzufriedenheit und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt.
Worin bestehen die größten Herausforderungen für Maschinenbauer beim Management ihrer Stücklisten, und welche möglichen Lösungen gibt es?
Eines der häufigsten Probleme besteht einfach darin, genaue Aufzeichnungen zu führen, während Daten den Produktlebenszyklus durchlaufen.
Daten kommen aus allen Bereichen des Unternehmens, von Produktplanern, die Anforderungen zuweisen, bis hin zu Mechanik-, E/E- und Softwareteams, die die Maschinenkomponenten entwerfen und konstruieren.
Die Daten müssen für alle Beteiligten, einschließlich der nachgelagerten Fertigungs- und Wartungsabteilungen, zugänglich und aktuell sein.
Insbesondere wenn Stücklisten in Excel oder in separaten, isolierten Systemen erstellt werden, ist ein manueller Aufwand erforderlich, um die Daten zwischen den Teams zu übertragen und deren Konsistenz zu gewährleisten. Freigabeprozesse können ebenso wie das Änderungsmanagement zeitaufwändig und kostspielig sein. Die Rückverfolgbarkeit ist eine Herausforderung, und es kann leicht zu menschlichen Fehlern kommen.
Ein weiteres großes Problem ist die Schwierigkeit für die Konstrukteure, die Auswirkungen von Änderungen auf die Fertigung zu beurteilen. Die Übergabe und Freigabe von Teilen von der Konstruktion an die Fertigung erfordert oft einen hohen manuellen Koordinationsaufwand.
In der Regel werden Informationen aus verschiedenen Systemen zusammengetragen, um die Auswirkungen der Freigabe eines Teils zu ermitteln. Ohne integrierte Systeme ist es schwierig, die Auswirkungen der Freigabe eines Teils auf die Produkte in der Fertigung, die Auswirkungen auf die Kosten oder die Auswirkungen auf den Lagerbestand in Ihren Fertigungsanlagen zu bestimmen.
Eine der gängigsten Lösungen zur Bewältigung dieser Herausforderungen ist die Einrichtung eines digitalen Backbones in einem PLM-System wie Teamcenter, mit dem Sie Informationen aus der EBOM und MBOM abrufen können.
Wir haben leistungsstarke Automatisierungstools entwickelt, mit denen Kunden die DBOM automatisch an die EBOM und MBOM anpassen, die manuelle Koordination zwischen diesen Bereichen eliminieren und genau nachvollziehen können, wie sich ein freigegebenes Teil auf Ihre nachgelagerten Prozesse auswirkt.
Was raten Sie Unternehmen, die ihre gesamten Entwicklungsprozesse verbessern und ihre Maschinen schneller auf den Markt bringen möchten?
Die führenden Unternehmen im Maschinenbau haben bereits kräftig in Digitalisierungstechnologien und -systeme investiert.
Sie erkennen den Nutzwert digitaler Zwillinge. Die Herausforderung scheint jedoch häufig in der Koordination zwischen diesen verschiedenen Systemen zu liegen. Hier kommt es zu einem hohen manuellen Aufwand und redundanten Synchronisierungsarbeiten, die den gesamten Entwicklungsprozess verlangsamen.
Die Zusammenführung dieser isolierten Systeme bietet die Möglichkeit, Investitionen in Technologie optimal zu nutzen. Eine Unternehmensstückliste kann alle Teile des Produktlebenszyklus integrieren und ermöglicht Nutzern den Zugriff auf eine einheitliche Produktdefinition über alle Bereiche hinweg.
Eine Unternehmensstückliste gibt Ihnen mehr Kontrolle über Konfigurations- und Änderungsprozesse, verbessert die domänenübergreifende Zusammenarbeit und bietet die erforderliche Rückverfolgbarkeit, um bessere Entscheidungen zu treffen.
Siemens verfügt über umfassendes Fachwissen und führende Technologie, um Ihre Vision einer Unternehmensstückliste zu realisieren. Die offene digitale Plattform Siemens Xcelerator hilft Maschinenbauunternehmen dabei, umfassende digitale Zwillinge zu erstellen, unterstützt durch die Lösungen für Unternehmensstücklisten von Teamcenter.
Um mehr über das Stücklistenmanagement mit Siemens zu erfahren, klicken Sie hier: https://www.sw.siemens.com/en-US/solutions/bom-management/
Tim Yerby ist aktuell als Director of Industrial Machinery Solutions bei Siemens Digital Industries Software tätig. Mit über 20 Jahren Erfahrung in den Bereichen Engineering, Produkt- und Marketingmanagement und einem Hintergrund, der mehrere Branchen und Fachdisziplinen umfasst, ist Tim auf die Wertschöpfung durch Innovation spezialisiert, insbesondere in den Bereichen neue Produkte und Services, um noch nicht definierte und unerfüllte Kunden- oder Verbraucherbedürfnisse zu bedienen. Tim hat einen Bachelor of Science in Maschinenbau von der Louisiana Tech University und einen MBA von der DePaul University mit Schwerpunkt Marketing. Außerdem ist er zertifizierter Lean Six Sigma Black Belt.
