Wechsel zu agilen Prozessmodellen Qualität und Effizienz erhöhen

Mit dem Scrum-Verfahren lassen sich Bordnetz-Entwicklungsprozesse erheblich steigern.
Weg von einer linearen Abfolge einzelner Prozessschritte, hin zu einem intelligenten, selbstoptimierenden Prozess.

Mit den agilen Methoden des Scrum-Verfahrens sowie der verbindlichen Einführung von Simulationen und Bewertungsmetriken lassen sich Qualität und Effizienz des Bordnetz-Entwicklungsprozesses erheblich steigern.

Moderne Bordnetze unterliegen einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess. Auf der einen Seite gibt es immer neue Anforderungen bezüglich Komfort und Kundenzufriedenheit, auf der anderen Seite können etwa gesetzliche Vorschriften oder Produkt-Updates Änderungen erzwingen.

Das bedeutet, dass Änderungen im gesamten Life Cycle kontinuierlich zu berücksichtigen sind, ohne dabei Datenqualität und -konsistenz zu gefährden. Das ist heute bei der in vielen Unternehmen und Abteilungen immer noch gelebten linearen Abfolge von Prozessschritten ohne immens hohen Aufwand nicht machbar. Der unidirektionale Datentransport über Dateien zwischen den Akteuren ist also bei zunehmendem Kostendruck und steigender Automatisierung in der Fertigung nicht die optimale Lösung. Hier sind andere Strategien gefragt. Natürlich ist der interdisziplinäre Entwurf aus Geometrie und Verschaltung in der Bordnetzentwicklung notwendig – er ist die Grundlage. Aber um das Verhalten des Bordnetzes in der Realität vollständig zu beschreiben, reicht er nicht aus. Erst im Dialog mit Simulationen lassen sich zuverlässige Aussagen über die Prozessrealität machen (Bild 1).

Hier müssen alle Stufen berücksichtigt, Ergebnisse zurückgespielt werden und automatisiert in die Modellierung einfließen. Dies schließt den Fertigungsprozess mit ein. Hier wird heute von OEMs bereits ein automatisierungsgerechter Entwurf eingefordert. Auch das Verhalten der Konstruktion im Betrieb muss in den Modellierungsprozess mit einbezogen werden. Es ist also ein ständiger Austausch gefordert.

Vernetzung der Disziplinen gefordert

Wie in vielen anderen Unternehmensbereichen ist die Vernetzung der Disziplinen in der Bordnetzentwicklung das aktuelle Zauberwort. Es soll Problemfelder wie Dokumentation, Durchgängigkeit und Transparenz lösen. Aber wie soll das gehen, wie können Teilprozesse vernetzt werden, wenn die Prozessgestaltung auf sequenzielle Bearbeitung mit einer klaren zeitlichen Abfolge ausgelegt ist? Wenn die Dokumentation des Bordnetzes in einer Zeichnung erfolgt? Wenn Arbeitsplanung und Fertigung nicht auf dasselbe Datenmodell wie die Entwicklung zugreifen? Ganz abgesehen davon, dass auch in der Automatisierung alle Schritte abprüfbar und nachvollziehbar sein müssen – in der Vor- und Rückwärtsbewegung.

Wer über Vernetzung nachdenkt, kommt an einem Paradigmenwechsel in der Prozessgestaltung nicht vorbei. Die Vernetzung bietet allen am Prozess beteiligten Akteuren jederzeit eine Gesamtsicht des aktuellen Standes in dem gewünschten Detaillierungsgrad, macht zu jedem Zeitpunkt die Auswirkungen einer Änderung auf alle Gewerke transparent und bietet die Voraussetzung für eine Gesamtbeurteilung, aus der sich Auswirkungen auf Machbarkeit, Kosten, Risiken und Automatisierbarkeit direkt ableiten lassen. Dieser Prozess muss selbst optimierende Schritte enthalten, d.h. die personenbezogene Verantwortlichkeit muss durch eine prozessbezogene Verantwortlichkeit abgelöst werden. Wer in diesem Kontext handelt, hat alle Vorteile auf seiner Seite, kann effektiver und effizienter Bordnetze entwickeln und Veränderungen umsetzen. Quasi auf Knopfdruck lassen sich Auswirkungen selbst kleiner Veränderungen ablesen. Solche Prozessmodelle werden in der Wissenschaft Scrum genannt. Scrum hat sich in Software-Entwicklungsprojekten inzwischen etabliert. Im Mittelpunkt von Scrum steht die Philosophie der ständigen Weiterentwicklung und Verbesserung von Prozessen, Methoden und Mitarbeitern, um stets höchste Qualität bei niedrigsten Kosten zu erreichen. Scrum ist ein Prozessmodell, welches durch seine Methoden diese Weiterentwicklung aller Entwicklungsbereiche fördert und fordert.

Intelligente Prozesse schließen Änderungsmanagement ein

Die Prozesse können somit nicht mehr eine lineare Abfolge einzelner Prozessschritte sein; es müssen vielmehr Verzweigungsstellen vorgesehen und Checkpunkte für Reviews eingerichtet werden. Konzepte zur Messung, Dokumentation und Steuerung einzelner Prozessabläufe komplettieren diese Methodik. Mit einem Satz: Der Prozess selbst muss intelligent werden und selbstständig Entscheidungen treffen können. Was aber heißt das konkret?

Schon die Definition menschlicher Intelligenz ist nicht einfach. Wir beschreiben sie als eine Kombination der psychischen Funktionen wie Gedächtnis, Lernfähigkeit, Wahrnehmungsfähigkeit, Konzentrationsfähigkeit und Wille bei der Bewältigung neuer Aufgaben. Lernfähigkeit und Wille kann bei einem IT-Programm zur Prozesssteuerung kaum vorausgesetzt werden; die Wahrnehmungsfähigkeit reicht nur so weit, wie sie der Programmierer in seinem Entwurf vorgedacht hat. Aber Gedächtnis und Konzentrationsfähigkeit sind bei einem Computerprogramm unübertreffbar – und damit leisten sie einen wesentlichen Baustein zur Qualitätssicherung.

Doch zurück zur Fragestellung: Welche Maßnahmen sind Voraussetzung für einen intelligenten Bordnetzprozess? Beispiel Wahrnehmungsfähigkeit: Diese kann etwa durch die Integration von Berechnung und Simulation in den Prozess geleistet werden. Beispiel Änderungsmanagement: Bordnetzkon­struktionen sind nicht starr, sie werden kontinuierlich aufgrund der unterschiedlichsten Einflüsse angepasst und verändert. Nur etwa 30 % der Entwicklungszeit werden für den primären Entwurf verwendet. Damit ist die Integration des Änderungsmanagements unverzichtbar. Und natürlich sollte das Änderungsmanagement nicht auf Dokumentenebene erfolgen, sondern modellbasiert, damit Änderungen nur einmal eingebracht und validiert werden und die mühsame und fehlerträchtige nachträgliche Synchronisierung der abgeleiteten Dokumente entfallen kann.

Die neuen Anforderungen an Bordnetzprozesse

Speziell für das Bordnetz ergeben sich folgende Prozessanforderungen:

  • Abkehr von linear-sequenziellen Abläufen
  • Entscheidungsknoten zur Steuerung von Abläufen
  • Modellbasierte, multidisziplinärer Ansatz aus Geometrie, E/E-Systementwurf, Konfiguration
  • Einbeziehung des Manufacturing Integration des Änderungsmanagements
  • Integration von Regeln aus Design und Manufacturing in das Modell zur Validierung von Korrektheit und Vollständigkeit eines Modells
  • Ableitung der Gesamtdokumentation aus einem zentralen Datenmodell
  • Selbstoptimierung durch Informatisierung der Prozesse und Vernetzung der Akteure
  • Selbstdiagnose durch Integration von Simulationen

In den Tool-Ketten V5H und MS_Cable von SmartCable (siehe Kasten) sind diese Anforderungen bereits implementiert. Auch das Änderungsmanagement ist integriert und erlaubt das automatische Update aller Dokumente, die von der Änderung betroffen sind. Für Unternehmen bedeutet dies eine nachhaltige Vereinfachung aller Prozessschritte bei sinkenden Entwicklungs- und Änderungskosten.

Tools für ein agiles Prozessmodell

Mit den Produkten V5H (integriert in CATIA V5) und MS_Cable (basierend auf MicroStation) unterstützt SmartCable Kunden aus dem Automobilbereich in frühen Produktphasen vom DMU (Digital Mock-up) bis zur Kabelsatzzeichnung sowie der Produktdokumentation für nachgelagerte Prozesse wie Fertigungsvorbereitung, Test und Arbeitsplanung. Durch die Integration von Simulationen in die Software für die Bordnetzauslegung profitieren Hersteller von Kostenvorteilen in allen Phasen der Entwicklung.

SmartCable benutzt in seinen Software-Lösungen ein agiles Prozessmodell, das bidirektionale Kommunikation zwischen den Akteuren erlaubt. Zudem werden Regelwerke aus Entwicklung und Fertigung sowie von Simulation und Berechnungen einbezogen. Zentraler Baustein für den Prozess ist ein einheitliches Datenmodell, auf das alle Akteure zugreifen, sodass Synchronisierungsprobleme entfallen. Zu den Akteuren gehören auch der Änderungsprozess sowie der Kalkulationsmodus. Zu jedem Zeitpunkt lassen sich damit konstruktive Alternativen bewerten