Schnellere Bereitstellung missionskritischer UAV-Fähigkeiten

Programme für autonome UAVs stehen unter dem Druck, neue Einsatzfähigkeiten schneller als je zuvor bereitzustellen. Ob zur Unterstützung von Aufklärung, Überwachung und Aufklärung (ISR), autonomen Operationen, elektronischer Kriegsführung oder Missionssystemen der nächsten Generation – die Teams der Entwicklung müssen die Entwicklung beschleunigen, ohne dabei die Konfigurationskontrolle, Rückverfolgbarkeit, Cybersecurity oder Produktionsreife zu beeinträchtigen.

Heutige UAV-Plattformen sind zunehmend softwaredefiniert. Neue Fähigkeiten hängen oft von Software-Updates, Autonomiealgorithmen, Sensorintegration und Verbesserungen der Missionssysteme ab, die sich über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg weiterentwickeln. Da sich die Entwicklungszeiträume verkürzen und die Systeme immer komplexer werden, wird es zunehmend schwieriger, die Abstimmung zwischen Anforderungen, Software, Hardware, Fertigung, Zulieferern und Verifizierungsaktivitäten aufrechtzuerhalten.

Die Herausforderung besteht nicht mehr nur darin, Flugzeuge schneller zu bauen. Es geht vielmehr darum, einsatzbereite Funktionen schneller bereitzustellen und gleichzeitig die Governance, Compliance und Konfigurationskontrolle aufrechtzuerhalten, die erforderlich sind, um die Einsatzbereitschaft in großem Maßstab zu gewährleisten.

Eine vernetzte digitale Umgebung für die Entwicklung kann Unternehmen dabei helfen, dieses Gleichgewicht zu erreichen, indem sie Anforderungen, Software, Produktdaten, Fertigung, Verifizierung und Konfigurationsmanagement über den gesamten Lebenszyklus hinweg miteinander verknüpft.

Die Komplexität von Drohnen wächst schneller als herkömmliche Entwicklungsprozesse

Moderne UAV-Plattformen müssen verschiedene Nutzlasten, Einsatzprofile, Software-Baselines, Autonomiefunktionen und kundenspezifische Konfigurationen unterstützen.

Jede Variante erhöht die Komplexität in den Bereichen Anforderungen, Software, Hardware, Fertigung und Instandhaltung. Wenn diese Disziplinen in voneinander getrennten Systemen arbeiten, können bereits kleine Änderungen zu Störungen in nachgelagerten Bereichen führen.

Viele Hersteller haben nach wie vor mit folgenden Problemen zu kämpfen:

• Mehrere Anforderungssysteme, die konkurrierende Informationsquellen schaffen
• Produktdaten, die über CAD-Tools, Zeichnungen, Tabellenkalkulationen und Unternehmenssysteme verstreut sind
• Stücklisten (BOMs), die zwischen Entwicklung und Fertigung nicht synchronisiert bleiben
• Technische Änderungen, die über betroffene Komponenten und Konfigurationen hinweg schwer nachzuverfolgen sind
• Eingeschränkter Einblick in nachgelagerte Auswirkungen bei Änderungen an Anforderungen, Software oder Hardware
• Software- und Hardware-Teams, die in getrennten Entwicklungsumgebungen arbeiten
• Manuelle Koordination zwischen Entwicklung, Konfigurationsmanagement, Fertigung und Zulieferern
• Konstruktionsänderungen in späten Phasen, die Nacharbeiten, erneute Tests und Terminverzögerungen nach sich ziehen

Da Software einen immer größeren Beitrag zur Einsatzfähigkeit leistet, lassen sich diese Diskrepanzen immer schwerer bewältigen. Was während der Prototypenentwicklung funktioniert, scheitert oft, wenn Programme über Teams, Varianten, Zulieferer und Produktionsstandorte hinweg skaliert werden.

Infolgedessen investieren viele Unternehmen der Verteidigungsindustrie in Strategien für digitale Entwicklung, die die Disziplinen der Produktentwicklung über den gesamten Lebenszyklus hinweg miteinander verbinden. Anstatt Anforderungen, Software, Produktdaten, Fertigungsinformationen und Verifizierungsaktivitäten in getrennten Umgebungen zu verwalten, schafft ein vernetzter Ansatz für digitale Entwicklung einen gemeinsamen Digital Thread, der die Kollaboration, die Rückverfolgbarkeit und die Entscheidungsfindung verbessert.

Digital Thread: Ein Wegbereiter der digitalen Transformation

Ein Digital Thread hilft, Herausforderungen zu meistern und geschäftlichen Mehrwert zu erschließen.

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Software-definierte Funktionen erfordern Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg

Die Einsatzfähigkeit wird zunehmend durch Software bestimmt. Autonomie, Einsatzplanung, Sensorfusion, Fähigkeiten zur elektronischen Kriegsführung, Kommunikation und KI-gestützte Entscheidungsunterstützung hängen immer stärker von Software ab, die sich kontinuierlich weiterentwickelt.

Software und Hardware können nicht mehr als getrennte Bereiche der Entwicklung verwaltet werden.

Ein Software-Update kann die Systemanforderungen, das Verhalten der Nutzlast, Verifizierungsmaßnahmen, Cybersecurity-Verpflichtungen, Bedienerdokumentation, Fertigungs-Baselines oder Instandhaltungsverfahren betreffen. Ohne einen durchgängigen Lebenszyklus haben Teams möglicherweise Schwierigkeiten zu verstehen, welche Produktkonfigurationen betroffen sind, welche Tests wiederholt werden müssen oder für welche Programme die Dokumentation aktualisiert werden muss.

Hier kommt der kombinierte Ansatz von ALM und PLM entscheidende Bedeutung zu. Da UAV-Plattformen zunehmend softwaredefiniert sind, benötigen Unternehmen eine Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg, die Anforderungen, Softwareentwicklung, Verifizierung, Tests und Produktkonfigurationen miteinander verknüpft.

Moderne ALM-Plattformen wie Codebeamer helfen dabei, diese Rückverfolgbarkeit herzustellen, sodass Entwicklungsteams die wachsende Softwarekomplexität bewältigen und gleichzeitig die Abstimmung mit der Hardwareentwicklung und dem Produktlebenszyklusmanagement gewährleisten können.

Durch die Verknüpfung von Anforderungen, Softwareentwicklung, Testmanagement, Produktstrukturen, technischen Änderungen und Konfigurations-Baselines können Unternehmen einen klareren Überblick vom Einsatzbedarf bis zur bereitgestellten Leistungsfähigkeit schaffen. Dies hilft den Teams zu verstehen, nicht nur, was sich geändert hat, sondern auch, wo diese Änderung über den gesamten UAV-Lebenszyklus hinweg von Bedeutung ist.

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Codebeamer ist eine komplette Lösung für das Management des Softwarelebenszyklus.

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Compliance und die Missionserfüllung erfordern Rückverfolgbarkeit

Moderne UAV-Programme müssen weit mehr als nur technische Leistungsziele erfüllen. Die Teams der Entwicklung sind zudem dafür verantwortlich, die Konfigurationsnachvollziehbarkeit zu gewährleisten, die Einhaltung von Vorschriften nachzuweisen, sensible Daten zu schützen und die immer strengeren Anforderungen von Kunden und Aufsichtsbehörden zu erfüllen.

Mit zunehmendem Softwareanteil wird die Fähigkeit, Anforderungen, Tests, Konfigurationen, Freigaben und ausgelieferte Baselines zurückzuverfolgen, von entscheidender Bedeutung. Die Teams müssen sicher sein können, dass die richtige Softwareversion, die Hardwarekonfiguration, die Dokumentation und die Verifizierungsnachweise über den gesamten Lebenszyklus hinweg miteinander verknüpft bleiben.

Anforderungen an die Cybersicherheit erhöhen die Komplexität zusätzlich. Unternehmen müssen Daten der Entwicklung schützen, den Zugriff auf sensible Informationen kontrollieren, sicher mit Zulieferern zusammenarbeiten und auditfähige Aufzeichnungen führen – und das alles bei gleichzeitig schnellen Entwicklungszyklen.

Ein durchgängiger Digital Thread hilft dabei, die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, die für die Einhaltung von Vorschriften, die Missionssicherheit, die Konfigurationssteuerung und die sichere Kollaboration zwischen verteilten Entwicklungs- und Fertigungsteams erforderlich ist.

Der Ausbau von UAV-Programmen erfordert eine solide digitale Grundlage

Um die Einsatzfähigkeit in großem Maßstab erfolgreich sicherzustellen, bedarf es mehr als nur technischer Innovationen in der Entwicklung. Unternehmen müssen zudem gewährleisten, dass Produktdaten, Softwarekonfigurationen, Fertigungsprozesse, Lieferketten und Programmteams während der gesamten Entwicklungs- und Produktionsphase aufeinander abgestimmt bleiben.

Viele Unternehmen aus der Luft-, Raumfahrt und der Verteidigungsindustrie stützen sich bei der Produktdefinition nach wie vor auf Zeichnungen, PDF-Dateien, Tabellenkalkulationen und voneinander getrennte Systeme. Mit zunehmendem Umfang der Programme und der steigenden Anzahl von Varianten lassen sich diese Ansätze immer schwerer handhaben.

Wenn Entwicklungs-, Fertigungs- und Lieferkettenteams mit unterschiedlichen Versionen von Produktdaten arbeiten, sehen sich Unternehmen mit Konfigurationsabweichungen, Doppelarbeit, verzögerten Änderungen und unnötigen Nacharbeiten konfrontiert. Eine vernetzte digitale Grundlage der Entwicklung hilft dabei, eine kontrollierte Quelle für die Produktdefinition zu etablieren, die Anforderungen, Software, Bauteile, Stücklisten, technische Änderungen, Dokumentation und Fertigungsinformationen unternehmensweit miteinander verknüpft.

Mit modernen PLM-Plattformen wie Windchill können Unternehmen:

• CAD-Daten, Bauteile, Dokumente und Stücklisten in einer einzigen, kontrollierten Umgebung verwalten
• Technische Änderungen mit den betroffenen Bauteilen, Zeichnungen, Anforderungen und nachgelagerten Ergebnissen verknüpfen
• die Abstimmung zwischen eBOM und mBOM verbessern
• das Varianten- und Konfigurationsmanagement über Produktlinien hinweg unterstützen
• den manuellen Abgleich zwischen Konstruktions- und Unternehmenssystemen reduzieren
• die Wiederverwendung von freigegebenen Bauteilen, Konstruktionen und Programmwissen stärken
• die Rückverfolgbarkeit hinsichtlich Compliance, Qualität und Auditbereitschaft verbessern

Das Ziel ist eine schnellere Entwicklung bei besserer Kontrolle.

Windchill unterstützt Hersteller dabei, Produktdaten, Konfigurationen und technische Änderungen in einer einzigen, kontrollierten Umgebung zu verwalten.

Windchill PLM-Software

PLM-Software von PTC unterstützt das erweiterte Unternehmen und externe Partner.

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Konfigurationsmanagement ist der Schlüssel zu einer skalierbaren UAV-Produktion

Viele UAV-Hersteller haben sich durch die Entwicklung einsatzspezifischer Varianten, Nutzlastoptionen und kundenspezifischer Konfigurationen weiterentwickelt. Im Laufe der Zeit werden diese Varianten oft als separate Programme und nicht als Teil einer einheitlichen Produktfamilie verwaltet. Die Folge sind Doppelarbeit, geringere Wiederverwendbarkeit, langsamere Zyklen der Entwicklung und ein komplexeres Change Management.

Das Produktlinien- und Konfigurationsmanagement hilft Unternehmen dabei, eine wiederverwendbare Grundlage zu schaffen, die eine schnelle Anpassung ermöglicht und gleichzeitig Konsistenz, Rückverfolgbarkeit und Steuerung über die gesamte Flotte hinweg gewährleistet.

Die Produktionsreife gewinnt zunehmend an Bedeutung, wenn UAV-Programme von der Prototypenentwicklung zum operativen Einsatz übergehen. Fertigungsteams benötigen genaue Konfigurationen, genehmigte Stücklisten, kontrollierte Arbeitsanweisungen und Transparenz bei Änderungen der Entwicklung. Ohne diese Abstimmung riskieren Unternehmen Produktionsverzögerungen, Qualitätsprobleme und kostspielige Nacharbeiten.

Das Konfigurationsmanagement spielt auch eine wichtige Rolle für die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette. Wenn Komponenten nicht mehr verfügbar sind, Zulieferer wechseln oder Ersatzteile qualifiziert werden müssen, benötigen Unternehmen Transparenz über betroffene Produkte, Varianten, Anforderungen, Fertigungspläne, Zertifizierungen und Qualifizierungsmaßnahmen. Ein vernetzter Digital Thread hilft Teams dabei, nachgelagerte Auswirkungen schneller einzuschätzen und die Produktionskontinuität aufrechtzuerhalten.

Dies ist besonders wichtig für UAV-Hersteller, die von entwicklungsorientierten Prototypen zur serienreifen Produktion übergehen. Im großen Maßstab müssen Teams wissen:

• Welche Konfiguration für jedes Programm oder jeden Kunden freigegeben ist
• Welche Teile, Softwareversionen und Dokumente für jede Variante gelten
• Welche Änderungen sich auf welche Produkte, Programme und Fertigungspläne auswirken
• Welche Zulieferer für eine bestimmte Komponente oder Konfiguration zugelassen sind
• Welche Anforderungen und Tests jede gelieferte Funktion validieren

Ein vernetzter Digital Thread bietet Teams eine klarere Möglichkeit, diese Komplexität zu bewältigen. Er trägt dazu bei, dass die Teams aus den Bereichen Entwicklung, Fertigung, Qualität, Zulieferer und Programmmanagement auf der Grundlage vertrauenswürdiger Produktdaten arbeiten und nicht auf der Grundlage unzusammenhängender Annahmen.

Auswirkungsanalyse von Änderungen kann Risiken in späten Phasen verringern

In der UAV-Entwicklung ist Veränderung eine Konstante. Anforderungen verschieben sich. Zulieferer wechseln. Software wird ausgereifter. Nutzlasten entwickeln sich weiter. Testergebnisse decken Probleme auf. Kundenbedürfnisse werden spezifischer.

Das Problem ist nicht die Veränderung an sich. Das Problem ist eine unkontrollierte Veränderung.

Wenn Prozesse der technischen Entwicklung nicht mit Bauteilen, Zeichnungen, Stücklisten, Anforderungen, Software und Fertigungsdaten verknüpft sind, können Teams die Auswirkungen einer Entscheidung auf nachgelagerte Prozesse möglicherweise nicht vollständig abschätzen. Dies kann zu übersehenen Aufgaben, Doppelarbeit, inkonsistenten Freigaben, Nachkonstruktionen in späten Phasen oder Nacharbeiten während der Produktion führen.

Ein stärkerer Digital Thread hilft Teams dabei, die Auswirkungen von Änderungen früher und genauer einzuschätzen. Durch die Verknüpfung des Change Managements mit Produktstrukturen, Anforderungen, CAD-Daten, Stücklisten und Verifizierungsdaten können Unternehmen bessere Entscheidungen treffen, bevor sich Änderungen in Kosten-, Qualitäts- oder Terminproblemen niederschlagen.

Für Drohnenhersteller, die unter dem Druck stehen, die Programmabwicklung zu beschleunigen, ist diese Transparenz unerlässlich. Sie hilft den Teams, Integrationsrisiken bereits während der Konstruktionsphase zu erkennen – und nicht erst bei Flugtests oder in der Produktion. Eine bessere Transparenz bei Änderungen verbessert zudem die Planbarkeit des Zeitplans, indem sie den Teams hilft, den Ressourcenbedarf, die Auswirkungen auf nachgelagerte Prozesse und die Risiken bei der Umsetzung zu verstehen, bevor Probleme die Meilensteine des Programms beeinträchtigen.

Vernetztes digitales Engineering unterstützt die Entwicklung softwaredefinierter UAVs

Autonome UAV-Plattformen sind zunehmend auf eine eng integrierte Software- und Hardwareentwicklung angewiesen. Die Einsatzfähigkeiten werden durch eine Kombination aus Airframe-Systemen, Bordelektronik, Autonomie-Software, Sensoren, Kommunikationssystemen und Missionsanwendungen bereitgestellt. Teams der Entwicklung benötigen daher einen gemeinsamen Überblick über Anforderungen, Softwareentwicklung, Produktstrukturen, Verifizierungsmaßnahmen und Konfigurationen.

Da Software zunehmend zu einer primären Quelle der Einsatzfähigkeit wird, benötigen Hersteller sowohl PLM als auch ALM. PLM bildet das Rückgrat des Produkts, während ALM dabei hilft, Softwareanforderungen, Entwicklung, Tests und Rückverfolgbarkeit über sich weiterentwickelnde UAV-Plattformen hinweg zu verwalten. Hardware- und Softwareentwicklung sind zunehmend voneinander abhängig. Teams benötigen eine gemeinsame Rückverfolgbarkeit über Anforderungen, Entwicklung, Tests und Produktkonfigurationen hinweg.

Der Ansatz von PTC für vernetztes digitales Engineering vereint Windchill, Creo und Codebeamer, um UAV-Herstellern dabei zu helfen, die Produktentwicklung über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu vernetzen.

• Windchill bietet PLM-Funktionen für Produktdatenmanagement, Stücklistenverwaltung, Konfigurationsmanagement, Change Management, Dokumentenkontrolle und unternehmensweite Kollaboration.
  
• Creo unterstützt fortschrittliches Produktdesign, simulationsgesteuerte Entwicklung, modellbasierte Produktdefinition und fertigungsorientierte Entwicklung.
  
• Codebeamer hilft bei der Verwaltung von Anforderungen, der Softwareentwicklung, dem Testmanagement, Verifizierungsaktivitäten und der Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg in softwaredefinierten UAV-Programmen, in denen sich Autonomie, Missionssysteme und Plattformfähigkeiten kontinuierlich weiterentwickeln.

Für UAV-Hersteller liegt der Mehrwert in der Schaffung einer vernetzten digitalen Entwicklung-Umgebung, die die Bereitstellung von Missionsfähigkeiten, die Rückverfolgbarkeit über den Lebenszyklus, die Produktionsreife, die Kollaboration und die Konfigurationskontrolle verbessert. Gemeinsam tragen Windchill und Codebeamer dazu bei, den Digital Thread über Anforderungen, Software, Hardware, Konfigurationsmanagement, Fertigung und Verifizierungsaktivitäten hinweg zu verknüpfen..

Die geschäftlichen Auswirkungen eines vernetzten Digital Threads

Wenn Anforderungen, Konstruktionsdaten, Softwareentwicklung, Konfigurationsmanagement, Stücklisten und Änderungsprozesse isoliert voneinander betrieben werden, reichen die Folgen weit über den Bereich der Entwicklung hinaus.

Unternehmen haben häufig Erfahrung mit folgenden Problemen:

• Längere Markteinführungszeit
• Höhere Produktkosten
• Geringere Produktivität
• Zunehmende Qualitätsprobleme
• Höhere IT-Komplexität und Supportkosten

Diese Herausforderungen betreffen letztendlich die Fähigkeit eines Unternehmens, Programme zu skalieren, Kundenerwartungen zu erfüllen und Umsätze schneller zu erzielen.

Unternehmen, die ihr PLM modernisieren und den Digital Thread über die Entwicklung, Software, Fertigung und Konfigurationsmanagement hinweg verknüpfen, können messbare geschäftliche Verbesserungen erzielen, darunter:

• 30–50 % schnellere Markteinführung
• 15–20 % höhere Produktivität
• 15 % weniger Ausschuss und Nacharbeit
• 15 % geringere Materialkosten

Für UAV-Hersteller, die unter zunehmendem Druck stehen, neue Einsatzfähigkeiten schneller bereitzustellen, können diese Verbesserungen dazu beitragen, die Entwicklungskapazitäten zu erhöhen, die Programmdurchführung zu verbessern, die Produktionsbereitschaft zu stärken, Compliance-Risiken zu verringern, Kosten zu senken und die Auslieferung an die Betreiber zu beschleunigen. Eine schnellere Umsetzung der Entwicklung und eine strengere Konfigurationskontrolle tragen dazu bei, dass neue Einsatzfähigkeiten die Betreiber früher erreichen und gleichzeitig das Programmrisiko verringert wird.

Die nächste Stufe der Drohneninnovation hängt vom „Digital Thread“ ab

Auf dem UAV-Markt hängt der Erfolg zunehmend davon ab, wie schnell Unternehmen neue Einsatzfähigkeiten bereitstellen und gleichzeitig die Kontrolle über immer komplexere Software-, Hardware- und Konfigurationsökosysteme behalten können.

Eine vernetzte digitale Entwicklungsumgebung und ein „Digital Thread“ helfen Herstellern dabei, Anforderungen, Softwareentwicklung, Produktdaten, Fertigung, Verifizierung und Konfigurationsmanagement zu einer einzigen verlässlichen Informationsquelle zu verknüpfen. Dies verbessert die Entwicklungsgeschwindigkeit, die Produktionsreife, die Compliance-Situation und die Missionssicherheit und reduziert gleichzeitig Risiken über den gesamten Lebenszyklus hinweg.

Für Unternehmen, die die Zukunft autonomer Systeme gestalten, könnte die Fähigkeit, schneller voranzukommen, ohne die Kontrolle zu verlieren, zu einem der wichtigsten Wettbewerbsvorteile werden.