Digital Thread Der Digital Thread – die Basis für eine ganzheitliche Produktsicht

Autor: Stefanie Michel

Keiner in der Produktentwicklung soll mehr in „seinen“ Bereichen, sondern ganzheitlich denken. Das ist schon lange ein Ziel. Der Digital Thread – der „digitale rote Faden“ – bereitet den Weg, um dieses Silo-Denken aufzubrechen. Wir zeigen, was damit gemeint ist.

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Der „rote Faden“ hält in der Produktentwicklung und Fertigung alle relevanten Informationen parat.
Der „rote Faden“ hält in der Produktentwicklung und Fertigung alle relevanten Informationen parat.
(Bild: cottonbro / Pexels)

Die Software-Branche ist bekannt dafür, auch im Deutschen englische Begriffe zu nutzen. Nicht jeder kann aus dem Stegreif erklären, was mit dem „Digital Thread“, also dem „digitalen roten Faden“ tatsächlich gemeint ist. Doch im Sprachgebrauch gerade der PLM-, ERP- und CAD-Software-Anbieter ist er nicht mehr wegzudenken. Die Übersetzung „digitaler roter Faden“ hilft für eine verständliche Definition, doch „Kette“ wäre vielleicht sogar der noch bessere Begriff.

Doch zunächst ist es wichtig, zu klären: Was hat es mit dem Digital Thread auf sich? Welche Bedeutung hat er? Und welche Vorteile bringt er der Industrie.

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Was versteht man unter dem Digital Thread?

Bildlich gesprochen kann man sich zunächst tatsächlich einen „roten Faden“ vorstellen, der in einer sehr inhomogenen Softwarelandschaft Informationen verbindet. Ein Beispiel von Markus Hannen, Technical Sales Vice President beim PLM- und CAD-Software-Hersteller PTC macht den Digital Thread deutlich und beschreibt zugleich den Zusammenhang zwischen Digital Thread und Digital Twin.

Man stelle sich also eine elektronische Patientenakte für industrielle Maschinen und Anlagen vor. Sie enthält alle wichtigen Informationen zu den „Patienten“: In der Medizin sind das persönliche „Konstruktionsmerkmale“ wie Größe, Gewicht oder Blutgruppe, gemischt mit Behandlungshistorien, Befunden, Röntgenbildern oder Impfdokumentationen. In der Produktentwicklung sind es ebenfalls Konstruktionsdaten, gemischt mit Stücklisten der Bauteile samt Herkunftsinformation, die Service- und Wartungshistorie, Reparatur- und Ersatzteildokumentationen oder Leistungsdaten aus bestimmten Anwendungsphasen. Dieser elektronisch dokumentierte Zustand der Maschine ist der digitale Zwilling. Damit er aber überhaupt entstehen kann, muss der Anwender zunächst Zugriff auf die erforderlichen Datenquellen haben – und das ermöglicht der Digital Thread.

Dieser imaginäre rote Faden verbindet also alle wichtigen Daten, damit sie für die nächste „Behandlung“ im digitalen Zwilling vorliegen. Das spart natürlich Zeit und gibt einen umfassenden Überblick über den Zustand des „Patienten“. Zudem lassen sich die Informationen einfach teilen – beispielsweise für eine „Operation“, also einen Maschinenservice. Der digitale rote Faden macht all das erst möglich und stellt die Informationen dort zur Verfügung, wo sie gebraucht werden: hier die Konstruktionszeichnung aus dem CAD-System, dort die Stückliste aus dem PLM und das Ganze ergänzt durch produktionslogistische Informationen aus dem ERP. Hinzu kommen unter anderem (Sensor-)Daten aus der vernetzten Fabrik, die über eine IoT-Plattform bereitgestellt werden.

Vorhandenen Daten über Plattform zusammenführen

Die Kunst ist nun, diese Fülle an Daten (und damit auch Dateiformaten) zusammenzuführen und nutzbar zu machen. Bisher sind die meisten Unternehmen noch nicht soweit, dass sie alle Prozesse komplett digitalisiert haben. Um nun nicht ziellos alles aufwendig zu digitalisieren, empfiehlt Markus Hannen zunächst zu klären, was man denn erreichen möchte. „Es geht um das Spektrum an Anwendungen selbst, das verbessert werden soll. Erst dann wird überlegt, welche Daten hierfür gebraucht werden und woher diese stammen, um einen entsprechenden digitalen roten Faden spinnen zu können.“ Einen weiteren Aspekt bringt Malcolm Panthaki, Vice President Analysis Solutions beim PLM-Anbieter Aras, ins Spiel: Er betont, dass die Unternehmen vom produktfokussierten Denken hin zum systemorientierten Denken gehen müssen, um die Entwicklungen ganzheitlich zu betrachten.

Im Vordergrund sollte also das Ziel stehen. Und dieses Ziel beschreibt zunächst, welche Informationen aus welchen Quellen in welcher Form zur Verfügung stehen müssen. Laut Hannen sind viele Unternehmen oft überrascht, wie viele Informationen schon vorhanden, aber nicht für jeden zugänglich sind, der sie braucht. Um all die Informationsquellen zusammenzuführen, ist ein plattformbasierter Ansatz nötig, denn nur so lassen sich organisatorische und softwarebasierte Silos aufbrechen. Das ist auch der Gedanke von Aras, wie Deodatt Bawachkar, Manager Industry Solutions bei Aras erklärt: „Ein Digital Thread ermöglicht mir, vom Papier wegzukommen und alles so zu optimieren, dass ich die Informationen zu einem Produkt überall im Unternehmen zur Verfügung stellen kann.“

Aus einer Landschaft verschiedener Systeme und Applikationen liefert der Digital Thread alle produkt- relevanten Informationen. Der Digital Twin hingegen ist die „Zustandsakte“ zum Produkt.
Aus einer Landschaft verschiedener Systeme und Applikationen liefert der Digital Thread alle produkt- relevanten Informationen. Der Digital Twin hingegen ist die „Zustandsakte“ zum Produkt.
(Bild: Aras)

Wie alle großen PLM-Anbieter positioniert sich auch Aras in diesem Kontext: Das Softwareunternehmen bietet eine browserbasierte Plattform an, die sich als eine Art Manager für den Datenaustausch versteht. Der Vorteil dieser Aras Innovator Plattform liegt laut Bawachkar in ihrer großen Homogenität, die auch innerhalb der einzelnen Applikationen eine durchgängige Architektur besitzt. Sie ist keine zentrale Datenbank, sondern sorgt über Schnittstellen und Austauschformate lediglich für den Zugang zu den Daten im jeweiligen Kontext. Somit kann sie den kompletten Digital Thread abbilden.

Siemens geht einen anderen Weg: 2020 hat das Unternehmen seine Partnerschaft mit SAP bekannt gegeben, um die Durchgängigkeit der Daten im ERP- und PLM-System voranzutreiben. Konkret heißt das: Zwischen Siemens Teamcenter und SAP werden Daten synchronisiert, sodass ein durchgängiger Digital Thread vorliegt – die Single Source of Truth.

Die Vorteile des Digital Thread

Sind alle Informationen über eine Plattform verfügbar, dann müssen erforderliche Daten nicht mehr zeitaufwendig zusammengetragen werden – der offensichtlichste Vorteil des Digital Thread. Aber auch Entscheidungen können schneller fallen, weil schon früh die relevanten Informationen vorliegen: Will ein Konstrukteur beispielsweise elektronische Bauteile in ein Produkt einbauen, muss er nicht wissen, welche Hersteller welche Bauteile liefern können. Ihm ist nur wichtig, welche technischen Merkmale das Produkt hat. Zudem erfährt er, welche Hersteller diese Anforderungen erfüllen. Über den Digital Thread erhält der Projektleiter außerdem die Informationen über die Kosten. So muss das Projekt nicht erst in ein ERP-System überführt werden. Die Kaufentscheidung kann also viel früher fallen.

Doch auch das Änderungsmanagement kann vom Digital Thread profitieren, denn gerade an der Schnittstelle von der Konstruktion zur Fertigung passieren Fehler. So übergibt die Konstruktion beispielsweise ihre genehmigte Version einer Baugruppe an die Fertigung, damit dort die Planung des Produktionsprozesses starten kann. Danach schickt sie jedoch weitere Aktualisierungen, die Fertigung arbeitet aber mit der alten Version. In der Zwischenzeit schreitet der Prozess voran, während die Änderungen vielleicht gar nicht umgesetzt werden. So können Qualitätsprobleme auftauchen, die nur sehr aufwendig wieder behoben werden können.

Die Hürde der Umsetzung: Mit Pilotprojekt beginnen

Die Potenziale liegen also auf der Hand, doch noch hapert es – verständlicherweise – an der Umsetzung. Natürlich sind in vielen Unternehmen über viele Jahre hinweg eigene Technologieinfrastrukturen gewachsen, was sich in unter anderem in schwer vernetzbaren Altsystemen, einer fehlenden Digitalarchitektur sowie einer fehlenden Organisation widerspiegelt. Auf die Schnelle Datendurchgängigkeit zu schaffen, ist oft unmöglich. Deshalb rät Hannen, passende Use Cases zu entwickeln und diese in Pilotprojekten umzusetzen. „Oftmals lohnt es sich dabei einfach schon, mit den diversen Abteilungen über ihre aktuellen Prozesse und Wünsche zu sprechen, um anschließend Digitalisierungs-Teilziele festzulegen und zu priorisieren“, so Hannen.

Ein Beispiel, wie der digitale Zwilling und der Digital Thread Hand in Hand arbeiten: Der Servicetechniker in einer industriellen Anlage muss zwecks Wartung zu einer Pumpe fahren. Statt ausgedruckter Unterlagen, dem Klemmbrett mit der Reparaturcheckliste sowie dem Benutzerhandbuch samt Wartungshistorie packt er lediglich sein Tablet ein. Der Digital Thread ermöglicht es ihm, alle erforderlichen Informationen schon vor der Fahrt zu sammeln. Über die analysierten Pumpendaten kann er bereits erkennen, ob er Ersatzteile benötigt und auch welche Probleme vorliegen (digitaler Zwilling). Vorbereitet fährt er zur Pumpe, führt die Wartung durch und erfasst die Wartungsarbeiten und das Reparaturergebnis automatisch vor Ort. Diese Informationen werden in den Digital Thread wieder zurückgespielt. Mit den digitalen Daten und Workflows arbeitet der Servicetechniker natürlich deutlich effizienter. Bawachkar betont: „Der Digital Thread ist der Faden, an dem ich alle produktrelevanten Informationen finde. Der Digital Twin hingegen beschreibt den Zustand des Produkts, in diesem Fall der Maschine.“

Es wird deutlich, dass ein kompletter, durchgängiger digitaler roten Faden am Ende jede Menge Zeit spart und die Produktivität des Mitarbeiters deutlich erhöht. Laut Bawachkar ist er auch immer sinnvoll – im Gegensatz zu einem digitalen Zwilling. Es müssen jedoch nicht immer gleich mehrere Basissysteme involviert sein. Der Digital Thread kann auch eingesetzt werden, um die Konstruktions- und Fertigungsdaten aktuell zu halten und sie auf einfache Art und Weise den Mitarbeitern in einer App darzustellen.

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Über den Autor

 Stefanie Michel

Stefanie Michel

Journalist, MM MaschinenMarkt