Konzept Und Lösungen Für Automatisches Produktdatenmanagement

Konzept und Lösungen für automatische Produktdatenverwaltung vorgelegt von: Dipl.- Ing. Carina Fresemann an der Fakultät V – Verkehrs- und Maschinensysteme der Technischen Universität Berlin zur Erlangung des akademischen Grades Doktorin der Ingenieurwissenschaften - Dr.-Ing. – genehmigte Dissertation Promotionsausschuss: Vorsitzender: Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Detlef Gerhard Tag der wissenschaftlichen Aussprache: 05.02.2021 Berlin 2021 Vorwort der Autorin Vorwort der Autorin “Beginning a discussion on how to structure the bill of material is a good way to start a fight in a bar” (Garwood 2000). Ebensolche Diskussionen darüber, wie Produktdatenmanagement in einem Unternehmen zu implementieren und auszuführen ist, habe ich mehrere Jahre im professionellen Bereich durchlebt. Dabei wurden viele Gespräche jener Zeit mit Grundsatz- fragen beendet, mitunter wurden daraus Innovations- oder Lösungsideen erkoren. Auf Basis dieses Vorwissens entstand die Ahnung, dass sich einfachere Lösungen für Kern PDM Aufgaben entwickeln lassen. Die Suche nach solchen Lösungen legte den Grundstein für diese Promotion. Ich hoffe, die Arbeit inspiriert Leser, den eingeschlagenen Weg weiter- zugehen. Ohne die Unterstützung vieler Menschen auf diesem Weg, wäre das fertige Werk jedoch nicht entstanden. Unter der Supervision von Prof. Stark entstand diese Arbeit im Rahmen der Tätigkeit als Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Industrielle Informationstechnik der TU Berlin. Für die Bereitstellung von Möglichkeiten und konstruktive Kritik bedanke ich mich. Dankbar bin ich für den umfänglichen kritischen Diskurs mit Hartmut Sörgel und Martin Witte. Sie haben mein Verständnis für einige Sachverhalte immens verbessert. Weitere freundliche Unterstützung und fachliche Diskussionen mit Wolfgang Tauber und Udo Freise brachten Licht ins Dunkel: einerseits bezüglich der bestehenden Technologien aber auch der hinsichtlich der industriellen Erwartungshaltung. Ebenso bedanke ich mich bei Dietmar Jenke, Axel Sylvester, Corinna Beier und Uwe Kloss für die Bereitstellung von Daten und praktischen Beispielen. Diese bilden die Basis für die Versuche und geben der Arbeit somit die erforderliche praktische Relevanz. Weiterhin wäre diese Arbeit nicht ohne das Zutun von Vignesh Subban, Felix Lösch, Jan Mohrlock, Timos Ioannou und insbesondere Lars Bittcher möglich gewesen. Ich bedanke mich ausdrücklich für die gute und gewissenhafte Unterstützung aber auch für den inhaltlichen Diskurs, der einige Ansätze hinsichtlich der Praktikabilität und Relevanz verbesserte. Schlussendlich hat zudem der familiäre und geistliche Rückhalt, die Geduld und Ermutigung in schwierigen Phasen die Bewerkstelligung dieser Arbeit ermöglicht. Ich freue mich gegenwärtig auf viele frohe, gemeinsame Stunden mit meinem Mann und meinen Kindern. Aus Gründen der Lesbarkeit wird in dieser Arbeit die maskuline Form Anwender oder Nutzer verwendet. Dennoch sind selbstverständlich alle Personen gemeint. Ebenso werden einzig im Englischen bestehende Begriffe, wie tokenization nicht übersetzt. i Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Vorwort der Autorin ................................................................................................................. i Inhaltsverzeichnis ................................................................................................................... ii Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................ v Tabellenverzeichnis .............................................................................................................. vii Abkürzungsverzeichnis .......................................................................................................... ix Zusammenfassung .................................................................................................................. i Abstract .................................................................................................................................. ii 1 Einführung ...................................................................................................................... 1 1.1 Problemstellung und Motivation............................................................................... 1 1.2 Zielstellung und Abgrenzung der Arbeitsinhalte ....................................................... 2 1.3 Charakter der Arbeit und Vorgehensweise .............................................................. 6 2 Produktdatenverwaltung ................................................................................................. 8 2.1 Produktdaten ........................................................................................................... 8 2.2 Dimensionen ..........................................................................................................13 2.3 Methoden ...............................................................................................................20 2.3.1 Gliederungen...................................................................................................21 2.3.2 Varianten .........................................................................................................25 2.4 Werkzeuge .............................................................................................................27 2.4.1 Funktionen ......................................................................................................28 2.4.2 Integration von Autoren Werkzeugen ..............................................................31 2.4.3 Stand der Forschung zu PDM Funktionen .......................................................33 2.5 Zusammenhang von Methoden und Funktionen .....................................................35 2.6 Automatisierungspotentiale ....................................................................................39 3 Studie zur effizienten Produktdatenverwaltung ..............................................................41 3.1 Zielstellung und Durchführung ................................................................................41 3.2 Ergebnisse und Zwischenfazit ................................................................................42 4 Konzept für effiziente Produktdatenverwaltung ..............................................................46 4.1 Stufenmodell der Automatisierung ..........................................................................46 4.2 Ableitung der Bedarfe und Potentiale in ein Konzept ..............................................51 ii Inhaltsverzeichnis 4.2.1 Architektur des InADM ....................................................................................55 4.2.2 Funktionen des InADM ....................................................................................56 4.2.3 Auswirkungen auf die Methoden der Produktdatenverwaltung ........................75 5 Exemplarische Umsetzung relevanter Bedarfe ..............................................................77 5.1 Design Artefakte automatisch zuweisen .................................................................77 5.1.1 Funktionsweise von Semantischen Technologien ...........................................79 5.1.2 Anwendung auf den Kontext der Gliederungen ...............................................82 5.1.3 Anwendung auf den Kontext der steuernden Metainformation ........................85 5.1.4 Versuchsaufbau und Daten für Gliederungen ..................................................89 5.1.5 Versuchsergebnisse für Gliederungen ............................................................90 5.1.6 Versuchsaufbau und Daten für Metadaten ......................................................92 5.1.7 Versuchsergebnisse für Metadaten .................................................................94 5.1.8 Beurteilung der Ergebnisse zur Verwendung im InADM ..................................96 5.2 Nutzerinteraktion durch einen Chat Bot ..................................................................99 5.2.1 Funktionsweise der natürlichen Sprachverarbeitung ..................................... 100 5.2.2 Anwendung auf das Variantenmanagement .................................................. 106 5.2.3 Versuchsaufbau und Daten ........................................................................... 108 5.2.4 Versuchsergebnisse ...................................................................................... 111 5.2.5 Beurteilung der Ergebnisse zur Verwendung im InADM ................................ 116 5.3 Plausibilisierung auf Basis geometrischer Daten .................................................. 118 5.3.1 Algorithmus auf Basis der geometrischen Merkmalserkennung .................... 118 5.3.2 Versuchsaufbau und Daten ........................................................................... 125 5.3.3 Versuchsergebnisse ...................................................................................... 130 5.3.4 Beurteilung der Ergebnisse zur Verwendung im InADM ................................ 139 5.4 Plausibilisierung auf Basis von Identifikationsdaten .............................................. 140 5.4.1 Funktionsweise des Nearest Neighbour Verfahrens ...................................... 141 5.4.2 Anwendung auf die Ermittlung von Varianten ................................................ 142 5.4.3 Versuchsaufbau und Daten ..........................................................................

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