Nachbericht PTC LiveWorx 2023 PTC komplettiert IIOT-Konzept des Digital Thread

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Das Konzept des Digital Thread im Industrial Internet of Things (IIoT) ist nicht neu, denn es verbindet alle Stationen und Phasen eines Produktzyklus vom Design bis zur Produktion. Aber es umzusetzen, ist nicht einfach, denn es gibt Schnittstellen zu überwinden. PTC hat den Digital Thread um Service Management und Nachhaltigkeit erweitert. Aus dem „Faden“ ist ein unendlicher Lebenszyklus geworden.

Im Digital Thread des IIOT werden ständig Daten an die nächste Produktionsphase weitergereicht. Doch mit jeder Phase ist sowohl eine Anwendung wie etwa ein CAD-Programm als auch entsprechende Daten verbunden. Das CAD-Programm weiß üblicherweise nicht von den nachgeordneten Anwendungen wie etwa Digital Twins oder Service-Management. Das lässt sich durch einen Daten-Bus und durch ein gemeinsames Datenmodell ändern. Diese sind in der Lage, einerseits Daten über Schnittstellen hinweg weiterzureichen, als auch Daten der gesamten Produktionskette als Metadaten zur Verfügung zu stellen.

Das Datenmodell erlaubt es, aus einem Faden einen unendlichen Zyklus zu machen, beispielsweise Feedback aus dem Service Management an das CAD-Produktdesign liefert, um auf diese permanente Produktverbesserung zu ermöglichen. Auf diesem Weg lässt sich auch realisieren, wie beispielsweise die Nachhaltigkeit verbessert werden kann, die inzwischen ein fester Bestandteil der Produktion ist. Mit Daten, beispielsweise aus dem Kundenservice, können Designer und Ingenieure Produkte entwerfen, die wesentlich weniger Material oder leichter entsorgbare Materialkomponenten enthalten. Nachhaltigkeit beginnt beim Design.

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Um diesen „Faden“ umsetzen zu können, sind eine Anzahl von Anwendungen und Tools notwendig, aber auch Schnittstellen, um die Daten austauschen zu können. PTC, einer der Marktführer im Bereich CAD und IIOT, brauchte Jahre, um alle notwendigen Komponenten für seinen IIOT-Produktzyklus zu akquirieren. CEO Jim Heppelmann konnte auf der Kundenkonferenz LiveWorx 2023 in Boston, USA, die komplette Produktkette on-premises, sondern auch in der Cloud vorstellen. Denn die Bereitstellung in der Cloud erspart mittelständischen Unternehmen die Notwendigkeit, eine eigene IT aufzubauen und zu warten.

Der Digital Thread bei PTC

PTCs modellbasiertes IIOT-Konzept des Digital Thread besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, der aus verschiedenen Produktions- und Verwaltungsmodulen besteht. Auf der linken, der digitalen Seite der Schleife stehen CAD, Product Development (PDM), Application Lifecycle Management (ALM) und Product Lifecycle Management (PLM), das auch Digital Twins umfasst. Jede Änderung an physischen Produkten spiegelt sich in einem Digital Twin wider. Die Steuerung und Nutzung von Additiver Fertigung alias 3D-Druck erfolgt in der CAD-Lösung Creo.

Codebeamer erledigt Application Lifecycle Management (ALM). Die jüngste Produktversion bietet eine nahtlose Integration mit Windchill, das für Product Lifecycle Management zuständig ist. PLM-Lösungen wie Windchill verwalten Teile, Modelle und Dokumente, während ALM-Lösungen wie Codebeamer Softwareentwicklungs- und -bereitstellungsprozesse automatisieren, um die Produktivität zu steigern und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten.

Softwareentwicklungsteams arbeiten in der Regel nach agilen Methoden. Seit kurzem können die beiden Programme Daten mithilfe OSLC-Standards austauschen. Damit verbessert PTC die Sichtbarkeit über den gesamten digitalen Entwicklungsprozess. Gleichzeitig bietet die Integration eine vollständige Rückverfolgbarkeit von Anfang bis Ende, was für einen geschlossenen Kreislauf von großer Bedeutung ist.

„Mit der Integration haben wir einen Meilenstein für Ingenieure in der Industrie erreicht“, sagt Christoph Bräuchle, Senior Vice President und General Manager von ALM bei PTC. „Da diese zwei führenden Lösungen nun reibungslos miteinander funktionieren, unterstützen wir durchgängig den gesamten digitalen Entwicklungsprozess, sowohl für Hard- wie auch für Software.“ Das unterstütze vor allem Hersteller komplexer Produkte darin, Innovationen schneller und besser zu realisieren.

Weitere PTC-Produkte für PLM sind Arena, das eng mit dem CAD-Programm Onshape integriert ist, welches kürzlich um Computer-Aided-Manufacturing (CAM) der gekauften Firma CloudMilling erweitert worden ist. Erst kürzlich hat PTC die neue Onshape-Arena Connection vorgestellt. Sie verbindet die Cloud-nativen Lösungen Onshape (Product Development) und Arena (PLM).

Damit ermögliche sie den sofortigen Austausch von Produktdaten zwischen den Lösungen Onshape und Arena per Mausklick und helfe Unternehmen, den Produktentwicklungsprozess zu beschleunigen und die Zusammenarbeit mit Partnern in der Lieferkette zu vereinfachen. Hinzukommt das erwähnte Tool Windchill, das ebenso wie Onshape und das CAM-Modul CloudMilling als SaaS-Version verfügbar ist.

Das Modul Kepware steuert seit Jahren eine Vielzahl von Konnektoren und Standards wie OPC-UA bei, die für die Datenübergabe und -erfassung unerlässlich sind. Auch Simulationen lassen sich realisieren, so etwa mit PTC Arena und Onshape. Die Technik dafür kommt ursprünglich vom PTC-Partner Ansys.

ThingWorx als Nahtstelle

Eine Schlüsselrolle hinsichtlich der Steuerung dieser ALM- und PLM-Module nimmt das PTC-Produkt ThingWorx ein, das als Industrial IoT Solutions Platform unter anderem für Digital Performance Management (DPM) zuständig ist. Es umfasst die Konnektivität zu disparaten und unterschiedlichen Datenquellen, die Erstellung von IIoT-Lösungen wie etwa Digital Twins sowie Augmented Reality. ThingWorx erledigt diese Aufgaben mithilfe von wiederverwendbaren Bausteinmodulen, Analyse in Echtzeit zwecks Performance Management (DPM), die Verwaltung von IoT-Geräten in Echtzeit und das Erleben von physischen Objekten auf interaktive Weise. Damit sind vor allem Augmented Reality und der Außendienst gemeint.

Die physische Welt & Augmented Reality

Auf der rechten, physischen Seite der Lebenszyklus-Schleife ist das Service Management zu sehen. Das ist die ausführende Seite des Digital Thread, die vor kurzem mit der Firma ServiceMax eingekauft wurde. Damit lassen sich nicht nur Field-Service-Mitarbeiter managen, sondern auch ihr Feedback einholen.

Die Außendienst-Mitarbeiter können die Vuforia-Technik für Augmented Reality in ihrem Einsatz dazu nutzen, relevante Informationen zu einem Produkt abzurufen, das sie beispielsweise reparieren sollen. Diese Informationen werden in entsprechende Datenbrillen eingeblendet, doch sie müssen dafür zuerst im System bereitgestellt werden.

Mit Vuforia Step Check wurde kürzlich ein Modul für Inspektionsaufgaben vorgestellt, das die visuelle Inspektion in der Fertigung unterstützt und vereinfacht. KI-gestützt führt Step Check Mitarbeiter mit kontextsensitiven Arbeitsanweisungen Schritt für Schritt durch die Inspektionsaufgaben. Die Anweisungen werden per Datenbrille auf dem zu prüfenden physischen Produkt eingeblendet. Zudem erkennt Step Check unsachgemäße Montagen, fehlende oder falsch ausgerichtete Teile sowie ähnliche Fehler auf Basis von KI.

Hersteller betrachten ihre produktbezogenen Serviceangebote zunehmend als wichtige Geschäftsstrategie, um die Leistung ihrer Produkte zu erhalten, die Kundenzufriedenheit zu steigern, das Umsatzwachstum zu fördern und die Rentabilität zu erhöhen. Denn Premium Services sind lukrativer.

„Der Abschluss der Übernahme von ServiceMax läutet die nächste Ära der Closed-Loop-PLM-Strategie von PTC ein", erklärte Jim Heppelmann, President und CEO von PTC. „Mit ServiceMax können wir nun eines der umfangreichsten Lösungsangebote für den Service-Teil des Produktlebenszyklus anbieten. Wir freuen uns darauf, das ServiceMax-Geschäft weltweit auszubauen und unseren Kunden diese wichtigen Produkt-Service-Funktionen zur Verfügung zu stellen.“

Der Rücklauf

Eines der jüngsten Merkmale des Modell-basierten Digital Thread ist die Möglichkeit, seine Module wiederzuverwenden und so den Kapitalrückfluss zu erhöhen. Inzwischen erlaubt der Digital Thread über das ThingWorx-Modul, die Aspekte der Nachhaltigkeit und der Compliance laufend zu berücksichtigen und zu aktualisieren. Es war kein Zufall, dass PTC für den Geschäftsbereich der Nachhaltigkeit mit Catherine Kniker ein eigenes Vorstandsmitglied berufen hat.

Auf dem diesjährigen Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium AWK 23 hat PTC zeigt, wie ThingWorx DPM Unternehmen dabei unterstützen kann, ihre Produktion umweltfreundlicher zu gestalten. Mit einem geschlossenen Problemlösungskreislauf in Echtzeit liefert ThingWorx DPM alle Einsichten, die nötig sind, um die Energieeffizienz in der Produktion zu steigern sowie Ressourcenverschwendung durch Ausschuss zu reduzieren.

Eine „grüne“ Produktion beginnt laut PTC-CEO Jim Heppelmann jedoch bereits in der Konstruktionsphase. Hier wird der weitaus größte Teil des ökologischen Fußabdrucks eines Produkts festgelegt. PTC decke mit verschiedenen Lösungen den gesamten Produktentstehungszyklus ab und unterstütze Unternehmen so dabei, die aktuellen Nachhaltigkeitsanforderungen zu erfüllen. Gleichzeitig würden Innovationen beschleunigt und die digitale Transformation vorangetrieben.

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