The Challenges of Adopting PLM Tools Involving Diversified Technologies in Today’s Automotive Supplier Business

In order to reduce product development (PD) costs and duration, PD cycles are being accelerated in order to reduce the time to market and satisfy the end customer needs. Another key challenge in PD today, is product diversification in the technologies used, requiring improved collaboration amongst local and dispersed multi disciple PD teams. A main stream tool that aids and support engineers in PD to collaborate and share information/knowledge is Product Lifecycle Management (PLM). This research explores the benefits and requirements of implementing a PLM system for a PD and manufacturing company within the automotive supply chain. This paper first provides a brief background of the subject area, followed by an explanation of the initial industrial investigation for the implementation of a PLM system, from which investigation the resulting conclusions and recommendations are presented as the building blocks of the implementation project

MODEL BASED SYSTEMS ENGINEERING APPROACH FOR COLLABORATIVE REQUIREMENTS IN COOLING WATER SYSTEM DESIGN

Evaluation of the manufacturing process industry confirms that there is still manual exchange of product data between design and procurement engineers and equipment suppliers. Manual data exchange incurs human error, increases the cost, and takes more time. Also manual data exchange prevents designers from automatically evaluating a larger pool of suppliers and verifying supplier requirements. Even current PLM software faces difficulties with flow of requirements information from different suppliers. This thesis proposes to develop a collaborative requirements framework using a Model Based System Engineering approach to representing, communicating, and verifying requirements. Collaborative requirements entail that equipment data and process system requirements are shared in a common way to encourage automated of equipment tradeoff and requirement traceability. The collaborative requirement framework includes SysML to represent the multiple views of requirements and their relation to the system structure and behavior, Multilevel Flow Model functional diagrams to depict the high level qualitative functionality with relation to requirements, and lastly an optimization tool to verify requirements. Overall, this thesis shows the benefits of using the collaborative requirements framework automating data exchange between design engineers and equipment suppliers

Modelo de integración de la Gestión de Procesos de Negocio (BPM) y la Gestión del Ciclo de Vida del Producto (PLM) en el diseño de pequeños aerogeneradores (SWT)

El proyecto presenta la integración de las metodologías de Gestión de procesos (BPM) y la Gestión del ciclo de vida del producto (PLM) para proponer un modelo que permita estandarizar el diseño de pequeños aerogeneradores -- Para ello se establece una relación entre las metodologías de gestión de procesos, aplicando las cadenas de gestión que formalizan el diseño del flujo del proceso y la gestión del ciclo de vida del producto en donde se implementa la gestión documental del ciclo de vida y del flujo de trabajo, además de la aplicación de las herramientas CAD, CAE y CAM -- Para lograr el objetivo se aplica el software ARIS Express para el desarrollo de los flujos del proceso y ARAS Innovator, para el desarrollo de los ciclos de vida y flujos de trabajo -- En la aplicación del software Aris Express se muestra el diseño de dos procesos, el primero el estudio del lugar y el segundo, el diseño del pequeño aerogenerador -- Para la construcción del modelo se tomó como referencia las metodologías de diseño publicadas en la literatura, donde se presentan el diseño de pequeños aerogeneradores, o el análisis de estos, pero no se propone un modelo en donde se integren de forma colaborativa la gestión de los procesos y la gestión del ciclo de vida de manera que permita establecer una estandarización en el proceso de diseño de pequeños aerogeneradores -- La construcción del modelo se aplicó en un caso de estudio donde se muestra la integración en forma colaborativa de la Gestión de los procesos y la Gestión del ciclo de vida del producto y la aplicación de las herramientas propias de la ingeniería del diseño de pequeños aerogeneradoresThe project presents the integration of methodologies such as Business Process Management (BPM) and Product Life Cycle Management (PLM) to propose a model that allows standardizing the design of small wind turbines -- To do this, a relationship is established between the process management methodologies applying the management chains where the process flow design and the product life cycle management are shown, showing the life cycle and flow design in addition to the application of CAD, CAE and CAM tools -- To achieve this objective, ARIS Express software for the development of process flows and ARAS Innovator for the development of life cycles and workflows is applied -- The Aris Express software application shows the design of two processes, the first the study of the place and the second, the design of the small wind turbine -- For the construction of the model, design methodologies published in the journal and in some books where the design of small wind turbines are presented, or the analysis of these, but a model is not proposed where the management of the processes is integrated in a collaborative way and the management of the life cycle in a way that allows to establish a standardization in the design process of small wind turbines -- The construction of the model was applied in a case study that shows the integration in a collaborative way of the Process Management and the Product Life Cycle Management and the application of the engineering tools from small wind turbines developmen

Development of New Model-based Methods in ASIC Requirements Engineering

Requirements in the development of application-specific integrated circuits (ASICs) continue to increase. This leads to more complexities in handling and processing the requirements, which often causes inconsistencies in the requirments. To better manage the resulting complexities, ASIC development is evolving into a model-based process. This thesis is part of a continuing research into the application and evolution of a model-based process for ASIC development at the Robert Bosch GmbH. It focuses on providing methologies that enable tracing of ASIC requirements and specifications as part of a model-based development process to eliminate inconsistencies in the requirements. The question of what requirements are and, what their traceability means, is defined and analysed in the context of their relationships to models. This thesis applies requirements engineering (RE) practices to the processing of ASIC requirements in a development environment. This environment is defined by availability of tools which are compliant with some standards and technologies. Relying on semi-formal interviews to understand the process in this environment and what stakeholders expect, this thesis applies the standards and technologies with which these tools are compliant to provide methodologies that ensures requirements traceability. Effective traceability methods were proven to be matrices and tables, but for cases of fewer requirements (ten or below), requirement diagrams are also efficient and effective. Furthermore, the development process as a collaborative effort was shown to be enhanced by using the resulting tool-chain, when the defined methodologies are properly followed. This solution was tested on an ASIC concept development project as a case study

Project management for manufacturing using PMI’s foundation in PLM technologies

En un entorno de globalización que se encuentra en constante cambio, en el que cada vez las soluciones de ingeniería responden a situaciones de mayor complejidad, el desarrollo de productos y la investigación acerca de la administración del ciclo de vida de productos resulta vital para las organizaciones -- Para hacerle frente a esta situación, durante la última década los fabricantes de equipos de ingeniería están tratando de mejorar su conocimiento y rendimiento en el área de gestión de proyectos con el uso efectivo de métodos de gestión. Sin embargo, los retos encontrados no son problemas aislados y por tanto un enfoque sistémico es requerido -- Por lo anterior, esta tesis está dirigida a la industria de fabricación con el objetivo de mejorar la gestión de proyectos, el desarrollo de productos y los procesos de ingeniería inmersos en la fabricación de máquinas, brindando lineamientos de manera sistémica e integradora -- Para lograr esta mejora, se emplea el marco de fundamentación del Project Management Institute (PMI), la modelación de procesos en sistemas de Business Process Management (BPM) y tecnologías de información de Product Lifecycle Management (PLM

Automation & integration of secondary air system workflow for multidisciplinary design optimization of gas turbines

This thesis presents the automation and integration of Secondary Air System (SAS) tools into a Design & Analysis (D&A) platform developed in a Multidisciplinary Design Optimization (MDO) context. As technology increasingly requires high precision, and therefore meticulous work in multi-expertise fields, gas turbine engineers and analysts suffer from non-value-added tasks. Among these tasks stand data management, poor data transmission between software, and fastidious pre and post-processing; all of which greatly reduce analysis time and consequently the quality of the final product. The objective of this project was to regroup all gas turbine software into a single platform to allow for automation. Tools are now run in batch mode and the platform is linked to a data management system both of which improve efficiency of the engineering workflow. This platform has been designed and tested for SAS engineers, but can be applied to other disciplines as well. The SAS extracts air from the main gas path in the compressors of gas turbines, which is then used for sealing and cooling in addition to influencing the load on the thrust bearings. SASs are thus necessary for gas turbines to reach high powers. To design a SAS specific platform a careful analysis of the workflow was performed and a list of eligible tasks for (semi-)automation was established and prioritized. The following objectives were achieved: pre and post -processing were semi-automated, and processing was fully automated. The complete automation of the process allowed an entire power-curve calculation to be generated in a single run. Whereas the automation of the post-processing allowed for simplified readouts using a task-dependent synthesis page and for graphs to be automatically created reducing manual plotting. The desirable amounts of design iterations do not occur because of the complex and lengthy calculations. In order to perform iterations and later MDO, the SAS module integrates a feedback loop to the performance module with the integration of SAS bleeds into the performance model to ensure model alignments. The aforementioned functionalities have shown great potential. Thus far, non-value-added tasks have been drastically reduced; consequently, time for analysis has been lengthened. In addition, result accuracy will greatly improve thanks to multi-iteration

Systemorientierung in der modellbasierten modularen E/E-Architekturentwicklung

In modernen Kraftfahrzeugen wird heute für fast jede neue Funktionalität verteilte Software eingesetzt. Sie kommt auf E/E-Komponenten zur Ausführung und ist damit Teil von verteilten Elektrik/Elektronik (E/E)-Systemen, die eine Kunden- oder eine technische Funktionalität erbringen. Durch die Zunahme der verteilten Software-basierten Fahrzeugfunktionen ist heute die Kontrolle der Komplexität im Fahrzeug eine Kernherausforderung [54, 126]. Gleichzeitig müssen Fahrzeughersteller mit immer schnelleren Innovationszyklen umgehen [24, 54]. Es werden Plattform- und Modulstrategie-Ansätze mit dem Ziel eingesetzt, möglichst gemeinsame Komponenten über viele Fahrzeuge hinweg zu verwenden [168], der Komplexität zu begegnen und Entwicklungs-Zeit und -Kosten zu reduzieren [46]. In diesem Spannungsfeld ist insbesondere die E/E-Architektur des Fahrzeugs betroffen. Sie verbindet alle E/E-Komponenten der E/E-Systeme und ermöglicht deren Interaktion. E/E-Architekturen werden modelliert mit dem Ziel E/E-Architekturen zu entwerfen, zu bewerten, zu dokumentieren und abzusichern. Die E/E-Architekturmodellierung wird eingesetzt um eine möglichst optimale Lösung zu finden [69, 159], wobei sich die Entwurfskriterien oft diametral gegenüberstehen [171]. Bei der Auslegung der E/E-Architektur ist die Absicherung der Interaktion der E/E-Komponenten, die über Software und Hardware erfolgt, ausschlaggebend. Die E/E-Komponenten sind einerseits in E/E-Systemen und andererseits in E/E-Modulen der Modulstrategien organisiert. E/E-Module werden durch die Modulstrategien in der mechanischen Fahrzeugentwicklung als Teil eines vereinfachten, schnelleren Produktionsprozess definiert und weiterentwickelt. Die Evolution (Weiterentwicklung) der E/E-Module wird in den Modulstrategien ausschließlich Hardware-orientiert, d.h. ohne Betrachtung der Software und Auswirkung auf diese durchgeführt. Für die E/E-Architektur wird die Interaktion der Software heute lediglich nach Best Engineering Practice bewertet und wird somit ohne durchgängigen Prozess, Werkzeugunterstützung und Methodik durchgeführt. Damit sind sobald die Software mit einbezogen wird die \og Ziele, die mit der E/E-Architekturmodellierung verfolgt werden, heute nicht umsetzbar. Diese Arbeit hat das Ziel, die Herausforderungen für die zukünftige E/E-Architekturauslegung in diesem Spannungsfeld zu identifizieren und ein Lösungskonzept anzubieten. Dafür wird ein neuer systemischer Ansatz verfolgt. Es wird für die E/E-Architekturmodellierung untersucht, wie E/E-Systeme und E/E-Module einbezogen und die Evolution von E/E-Systemen einschließlich der E/E-Module durchgeführt werden kann. Als Lösungskonzept wird mit dieser Arbeit das E/E-System Produktlinien Engineering vorgestellt. Das Konzept wird im industriellen Umfeld ausgearbeitet und löst den heutigen modulorientierten Ansatz ab. Dabei wird der heutige Ansatz um Funktionen und E/E-Systeme erweitert und die Abhängigkeiten zwischen den Funktionen, E/E-Modulen und E/E-Systemen erfasst. Dadurch wird eine effiziente und modellübergreifende Wiederverwendung von E/E-Systemen ermöglicht. Zudem wird auf Methoden der Software-Entwicklung zurückgegriffen um die Evolution von E/E-Systemen zu realisieren: Zweigeteilt wird hierbei über eine neue Modellierungsebene eine Bewertung einer Evolution im E/E-Architekturmodell vorgenommen und mit einem neuen Modell für die Funktionen eine Umsetzung der Evolution im E/E-Architekturmodell ermöglicht. Für das E/E-System Produktlinien Engineering werden Anwendungsfälle erarbeitet und prototypisch im Werkzeug für die E/E-Architekturmodellierung PREEvision implementiert. Mit einer praktischen Fallstudie werden die Anwendungsfälle evaluiert. Mit den Konzepten dieser Arbeit werden erstmals die Ziele für die E/E-Architekturmodellierung nicht nur für die Hardware erreicht sondern eine vollständige Betrachtung eines E/E-Systems einschließlich der funktionalen Anteile (Software) realisiert. Ein weiterer Beitrag dieser Arbeit ist eine Steigerung der Modellierungseffizienz für fast alle Anwendungsfälle. Insgesamt wird das E/E-System Produktlinien Engineering in einem industriellen Kontext im Geschäftsbereich Mercedes-Benz Cars der Daimler AG erarbeitet und evaluiert. Es werden konkrete Fragestellungen und Probleme aus der Praxis der E/E-Architekturentwicklung für Kraftfahrzeuge behandelt und E/E-Systeme und Szenarien aus der E/E-Architektur-Domäne Chassis/Fahrerassistenz herangezogen. Produktiv eingesetzt werden einige Konzepte des E/E-System Produktlinien Engineerings im E/E-Plattform-Entwicklungsprojekt STAR3, das die nächste Generation der Mercedes-Benz S-Klasse und nachfolgender Kraftfahrzeuge bei Mercedes-Benz Cars umfasst