Integrierte Produktentwicklung und Integrated Product Engineering | IPD und IPE

Potenziale erschließen: Integrierte Produktentwicklung und Produkt-Engineering

Was ist integrierte Produktentwicklung (IPD)?

Die integrierte Produktentwicklung (IPD) richtet Menschen, Prozesse und Technologien über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg aufeinander aus. Durch die Zusammenführung multidisziplinärer Teams und die Ermöglichung von Concurrent Engineering verbessert IPD die Zusammenarbeit, beschleunigt Innovationen, reduziert Risiken und unterstützt Unternehmen dabei, qualitativ hochwertigere Produkte schneller auf den Markt zu bringen.

Was ist integriertes Produkt-Engineering (IPE)?

Integriertes Produkt-Engineering (IPE) bildet die Grundlage für eine integrierte Produktentwicklung. Es verbindet Engineering-Disziplinen durch Orchestrierung, Zusammenarbeit und gemeinsame Produktdaten und verknüpft Anforderungen, Konstruktionen, Änderungen, Tests und Compliance-Aktivitäten. Das Ergebnis ist eine vernetzte Engineering-Umgebung, die die Rückverfolgbarkeit verbessert, die Entwicklung beschleunigt und Teams dabei unterstützt, die zunehmende Produktkomplexität zu bewältigen.

Integriertes Produktengineering vs. integrierte Produktentwicklung

Die integrierte Produktentwicklung definiert die Strategie, Prozesse und den organisatorischen Ansatz, die für die Entwicklung erfolgreicher Produkte erforderlich sind. Integriertes Produktengineering stellt die Technologien, Datenverbindungen und kollaborativen Workflows bereit, die diese Strategie umsetzbar machen.

In der Praxis beantwortet IPD die Frage: "Wie sollten Teams zusammenarbeiten, um bessere Produkte zu liefern?", während IPE die Frage beantwortet: "Wie verbinden wir Engineering-Disziplinen, Produktdaten, Anforderungen und Prozesse, um diese Zusammenarbeit zu ermöglichen?" Gemeinsam schaffen sie eine vernetzte Umgebung, die agile Produktentwicklung, MBSE-gestütztes Systemdenken, Concurrent Engineering und digitale Produktrückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg unterstützt.

Was ist der integrierte Produktentwicklungsprozess?

Konzeption

Die integrierte Produktentwicklung beginnt mit der Identifizierung von Kunden- und Marktbedürfnissen und deren Überführung in Produktanforderungen. Teams legen Ziele fest, definieren den Umfang, analysieren Risiken und bewerten Geschäftschancen, während sie die Abstimmung zwischen den technischen Disziplinen sicherstellen. Eine frühzeitige Zusammenarbeit unterstützt Unternehmen dabei, von Beginn an das richtige Produkt zu entwickeln.

Planung und parallele Entwicklung

Während der Planung und Entwicklung arbeiten multidisziplinäre Teams parallel statt nacheinander. Teams aus Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik, Software, Systementwicklung, Fertigung und von Zulieferern arbeiten auf Basis gemeinsamer Daten und abgestimmter Workflows zusammen. Concurrent Engineering trägt dazu bei, Verzögerungen zu reduzieren, die Kommunikation zu verbessern und Innovationen zu beschleunigen. Gleichzeitig unterstützt es Design for Manufacturability (DFM) sowie Ziele einer nachhaltigen Produktion.

Validierung und Tests

Die Validierung stellt sicher, dass Produkte die Anforderungen der Stakeholder, regulatorische Vorgaben, Qualitätsziele und Leistungserwartungen erfüllen. Integriertes Anforderungsmanagement, Testmanagement, Rückverfolgbarkeit und Änderungssteuerung helfen Teams dabei, die Compliance zu überprüfen, Probleme frühzeitig zu erkennen und Produkte zuverlässig freizugeben – bei gleichzeitiger Transparenz über alle Fachbereiche hinweg.

Warum ist integrierte Produktentwicklung wichtig?

Die Produkte von heute sind komplexer denn je. Mechanische Systeme müssen mit Software, Elektronik, eingebetteten Systemen, Fertigungsprozessen und regulatorischen Anforderungen interagieren. Herkömmliche Entwicklungsansätze basieren auf nicht miteinander verbundenen Tools und isoliert arbeitenden Teams, wodurch es schwierig wird, die Arbeit zu koordinieren, Änderungen zu verwalten und die Rückverfolgbarkeit von Produkten sicherzustellen.

Integrierte Produktentwicklung begegnet diesen Herausforderungen, indem sie durchgängige Engineering-Workflows und Produktdatenbeziehungen über alle Disziplinen hinweg etabliert. Unternehmen erhalten mehr Transparenz über Anforderungen, Architekturen, Konstruktionen, Konfigurationen und Tests und verbessern zugleich die Zusammenarbeit zwischen internen Teams, Lieferanten und Partnern. Das Ergebnis sind eine höhere Produktqualität, geringere Entwicklungsrisiken, eine schnellere Reaktion auf Änderungen und eine besser planbare Produktbereitstellung.

Wie funktioniert IPE?

Der Ansatz von PTC für integriertes Product Engineering basiert auf drei grundlegenden Säulen: Orchestrierung, Zusammenarbeit und Produktdaten. Gemeinsam schaffen diese Funktionen eine vernetzte Entwicklungsumgebung, in der Lebenszyklen, Anforderungen, Änderungen, Tests und Produktinformationen vom Konzept über die Produktion bis darüber hinaus aufeinander abgestimmt bleiben. Teams können die Arbeit über verschiedene Engineering-Bereiche hinweg koordinieren, die Entscheidungsfindung beschleunigen, die Rückverfolgbarkeit verbessern und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften unterstützen – bei gleichzeitiger Reduzierung manueller Aufwände und voneinander getrennten Prozessen.

Häufige Herausforderungen bei IPD und IPE

Nicht integrierte Tools und Datensilos

Viele Unternehmen verlassen sich auf getrennte Systeme für Anforderungen, Softwareentwicklung, Produktdesign, Systems Engineering, Fertigung und Qualitätsmanagement. Wenn Informationen über nicht integrierte Anwendungen verteilt sind, verbringen Ingenieurinnen und Ingenieure wertvolle Zeit mit der Suche nach Daten, der manuellen Synchronisierung von Aktualisierungen und der Verwaltung doppelter Informationen. Dies verlangsamt Innovationen und erhöht das Fehlerrisiko.

Keine zuverlässige Informationsquelle

Ohne eine vernetzte Produktdatenbasis fällt es Teams schwer, die Zusammenhänge zwischen Anforderungen, Konstruktionen, Konfigurationen, Tests und Änderungen zu verstehen. Diese mangelnde Transparenz erhöht den Nachbearbeitungsaufwand, erschwert Auswirkungsanalysen und macht fundierte Entscheidungen schwieriger.

Volatilität in der Lieferkette

Moderne Produkte sind auf komplexe globale Liefernetzwerke angewiesen. Veränderungen bei Lieferanten, Komponenten oder Fertigungsprozessen können sich schnell auf Zeitpläne, Kosten und die Produktqualität auswirken. Vernetzte Engineering-Daten verbessern die Transparenz und helfen Teams, effektiver auf Störungen zu reagieren.

Zunehmende Produktkomplexität

Teams aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Softwareentwicklung müssen enger zusammenarbeiten als je zuvor. Da Systeme immer stärker miteinander vernetzt sind, benötigen Unternehmen Entwicklungsprozesse, die die bereichsübergreifende Kollaboration und eine koordinierte Umsetzung unterstützen.

Druck zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

Branchen wie die Luft-, Raumfahrt und die Verteidigungsindustrie, die Automobilindustrie, die Medizintechnik und der Industrieausrüstungssektor sehen sich mit steigenden Anforderungen hinsichtlich Rückverfolgbarkeit, Validierung und Governance konfrontiert. Unternehmen müssen nachweisen, wie Anforderungen, Tests, Entwürfe und Änderungen während des gesamten Entwicklungsprozesses miteinander verknüpft sind.

Management technischer Änderungen

Technische Änderungen betreffen häufig mehrere Fachbereiche gleichzeitig. Ohne integrierte Workflows und eine koordinierte Änderungssteuerung entstehen Verzögerungen, Qualitätsprobleme und höhere Entwicklungskosten.

Vorteile einer integrierten Produktentwicklung und -konstruktion

Schnellere Entwicklung

Vernetzte Engineering-Workflows reduzieren manuelle Übergaben, verbessern die Transparenz und ermöglichen Teams die parallele Ausführung von Aufgaben. Unternehmen können Innovationen beschleunigen und Produkte schneller auf den Markt bringen.

Geringere Kosten

Integrierte Produktdaten und eine koordinierte Ausführung tragen dazu bei, Doppelarbeit zu reduzieren, Nacharbeiten zu minimieren und die Entwicklungseffizienz zu steigern.

Höhere Qualität

Die Rückverfolgbarkeit von Anforderungen, koordinierte Tests, Konfigurationsmanagement und funktionsübergreifende Zusammenarbeit helfen Teams, Probleme früher zu erkennen und hochwertigere Produkte zu entwickeln.

Verbesserte Compliance

Lückenlose Rückverfolgbarkeit und vernetzte Entwicklungsdokumentationen unterstützen Unternehmen dabei, die Einhaltung von Branchenvorschriften und Qualitätsstandards nachzuweisen.

Kernfunktionen von IPE

Digitale Rückverfolgbarkeit von Produkten

Vernetzte Produktdaten schaffen Verknüpfungen zwischen Anforderungen, Architekturen, Konstruktionen, Konfigurationen, Tests, Validierungsaktivitäten und Änderungen. Rückverfolgbarkeit verbessert die Entscheidungsfindung, beschleunigt Auswirkungsanalysen, unterstützt Compliance-Initiativen und ermöglicht es Unternehmen, über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg Transparenz zu wahren.

Zusammenarbeit bei Aufgaben & Änderungen über Fachbereiche hinweg

Entwicklungsarbeit findet nur selten innerhalb eines einzigen Fachbereichs statt. Teams aus Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik, Software, Qualitätssicherung und Fertigung müssen Aufgaben, Reviews und technische Änderungen während des gesamten Entwicklungsprozesses koordinieren. Integrierte Workflows verbessern die Kommunikation, reduzieren Verzögerungen und unterstützen Unternehmen dabei, agile Produktentwicklungsstrategien im großen Maßstab umzusetzen.

Anforderungsmanagement, Testmanagement und Testabdeckung für Compliance

Anforderungsmanagement, Testmanagement, Verifizierung, Validierung und Risikomanagement sind entscheidend für die Entwicklung konformer, hochwertiger Produkte. Durch die Verknüpfung von Anforderungen, Tests, Fehlern und Engineering-Daten mittels durchgängiger Rückverfolgbarkeit können Unternehmen die Zusammenarbeit verbessern, die Compliance stärken und größere Sicherheit hinsichtlich der Produktreife gewinnen.

Weitere ALM-Funktionen entdecken

Konfigurationsmanagement und Änderungsgovernance

Ein wirksames Konfigurationsmanagement stellt sicher, dass Teams nachvollziehen können, was sich geändert hat, wann die Änderung erfolgte und wie sie sich auf das Produkt auswirkt. Die integrierte Änderungsgovernance verbessert die Transparenz über alle Fachbereiche hinweg und unterstützt Unternehmen dabei, Komplexität zu beherrschen und die Produktintegrität zu wahren.

Änderungsmanagement entdecken

Abstimmung von Produktarchitektur und Systems Engineering

Die Partnerschaft zwischen PTC und Ansys revolutionierte mit Creo Simulation Live zunächst das simulationsgestützte Design. Sie ermöglichte es Konstrukteuren, Simulationen bereits frühzeitig in den Entwicklungsprozess einzubinden und ihre Entwürfe mithilfe von Echtzeit-Analysen zu Strukturverhalten, Modalverhalten, thermischem Verhalten und Strömungen iterativ zu optimieren und anzupassen. Mit Creo Ansys Simulation bietet Ihnen diese Partnerschaft nun ein Simulationswerkzeug mit hoher Modelltreue und Präzision, bei dem Ansys-Solver direkt in Creo integriert sind. Creo Ansys Simulation wurde speziell dafür entwickelt, Ingenieuren die Analyse der Leistung von 3D-Prototypen zu ermöglichen, bevor sie in die reale Produktion überführt werden. Creo Ansys Simulation bietet einen umfassenden Funktionsumfang und nutzt die Ansys-Funktionen für thermische, strukturelle und modale Analysen. So können Ingenieure fundierte Entscheidungen treffen, während sie ihre Konstruktionen weiter verfeinern.

MBSE entdecken

Offene Standards und Tool-Konnektivität

Technische Ökosysteme bestehen selten aus einer einzigen Lösung. Der Ansatz von PTC legt den Schwerpunkt auf offene Konnektivität, die bestehende technische Systeme integriert und es Unternehmen gleichzeitig ermöglicht, die Kontinuität über Tools, Teams und Partner hinweg zu gewährleisten.

Automobili Lamborghini beschleunigt Innovation durch digitale Transformation

Da Hochleistungsfahrzeuge zunehmend softwaredefiniert und digital vernetzt sind, verfolgte Automobili Lamborghini eine Transformationsstrategie mit dem Fokus auf einer verbesserten Zusammenarbeit, beschleunigter Innovation und der Vernetzung von Engineering-Prozessen im gesamten Unternehmen.

Mit vernetzten digitalen Engineering-Funktionen steigerte Lamborghini die Entwicklungseffizienz, verbesserte die Zusammenarbeit zwischen Teams und stärkte seine Fähigkeit, in einem sich schnell wandelnden Markt innovative Produkte bereitzustellen. Der Ansatz des Unternehmens spiegelt viele der zentralen Prinzipien des Integrated Product Engineering wider: vernetzte Daten, abgestimmte Workflows und funktionsübergreifende Zusammenarbeit, die dazu beitragen, die Produktentwicklung zu beschleunigen und gleichzeitig die zunehmende Komplexität zu bewältigen.

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PTC Lösungen für die integrierte Produktentwicklung

Integrierte Produktentwicklung erfordert vernetzte Funktionen in den Bereichen ALM, PLM, CAD, MBSE, Rückverfolgbarkeit, Änderungsmanagement und Zusammenarbeit. PTC bietet ein Portfolio, das darauf ausgelegt ist, diese Funktionen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu unterstützen.

Codebeamer

Vereinheitlichen Sie das Anforderungs-, Risiko- und Testmanagement sowie die Zusammenarbeit über den gesamten Softwarelebenszyklus hinweg und unterstützen Sie gleichzeitig die Produktnachverfolgbarkeit und die Einhaltung regulatorischer Anforderungen.

Windchill

Etablieren Sie einen vernetzten Digital Thread über die gesamte Produktentwicklung hinweg – mit Funktionen für Produktdatenmanagement, Konfigurationsmanagement, Engineering-Änderungsmanagement und Zusammenarbeit.

Creo

Beschleunigen Sie Produktinnovationen mit fortschrittlichen CAD-Funktionen, die Simultaneous Engineering, simulationsgestützte Konstruktion, digitale Produktentwicklung und Design-for-Manufacturability-Initiativen unterstützen.

Codebeamer Vereinheitlichen Sie das Anforderungs-, Risiko- und Testmanagement sowie die Zusammenarbeit über den gesamten Softwarelebenszyklus hinweg und unterstützen Sie gleichzeitig die Produktnachverfolgbarkeit und die Einhaltung regulatorischer Anforderungen.

Windchill Etablieren Sie einen vernetzten Digital Thread über die gesamte Produktentwicklung hinweg – mit Funktionen für Produktdatenmanagement, Konfigurationsmanagement, Engineering-Änderungsmanagement und Zusammenarbeit.

Creo Beschleunigen Sie Produktinnovationen mit fortschrittlichen CAD-Funktionen, die Simultaneous Engineering, simulationsgestützte Konstruktion, digitale Produktentwicklung und Design-for-Manufacturability-Initiativen unterstützen.

Zusätzliche Ressourcen

Warum die ALM- und PLM-Integration wichtig ist

Erfahren Sie, wie die Verbindung von Application Lifecycle Management und Produktlebenszyklus-Management Rückverfolgbarkeit, Zusammenarbeit, Compliance und die Umsetzung in der Entwicklung verbessert

Häufig gestellte Fragen zur integrierten Produktentwicklung und -konstruktion

Warum ist integrierte Produktentwicklung für moderne Produkte entscheidend?

Moderne Produkte vereinen mechanische, elektrische, elektronische und softwarebasierte Systeme und unterliegen zugleich einem zunehmenden regulatorischen Druck. Die integrierte Produktentwicklung unterstützt Unternehmen dabei, multidisziplinäre Teams zu koordinieren, die Zusammenarbeit zu verbessern, Risiken zu reduzieren und Innovationen zu beschleunigen.

Welche Rolle spielt die Integration von ALM und PLM im integrierten Product Engineering?

Die Integration von ALM und PLM schafft eine Verbindung zwischen den Entwicklungsprozessen für Software und Hardware. Sie unterstützt Unternehmen dabei, durchgängige Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, Änderungen domänenübergreifend zu koordinieren, die Zusammenarbeit zu verbessern und Compliance-Initiativen zu unterstützen, indem sie Anforderungen, Entwicklungsaktivitäten, Tests und Produktdaten miteinander verknüpft. Dies ist ein grundlegender Bestandteil der IPE-Strategie von PTC.

Was ist digitale Produktrückverfolgbarkeit (DPT)?

Die digitale Rückverfolgbarkeit von Produkten bezeichnet die Fähigkeit, Anforderungen, Systemarchitekturen, Entwürfe, Konfigurationen, Tests, Risiken und Änderungen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg miteinander zu verknüpfen. Sie verbessert die Entscheidungsfindung, die Auswirkungsanalyse, die Qualität und die Compliance-Bereitschaft.

Wie unterstützt MBSE das integrierte Product Engineering?

MBSE unterstützt Teams dabei, komplexe Systeme mithilfe von Modellen zu definieren und zu verwalten, die Anforderungen, Architektur, Verhalten, Schnittstellen und Verifizierungsaktivitäten miteinander verknüpfen. Innerhalb des IPE dient MBSE als entscheidender Mechanismus, um Entwicklungsaktivitäten über verschiedene Engineering-Disziplinen hinweg abzustimmen.

Wie verbessert integriertes Product Engineering die Time-to-Market?

IPE ermöglicht abgestimmte Lebenszyklen, vernetzte Workflows, eine verbesserte Zusammenarbeit und gemeinsame Produktdaten über Engineering-Teams hinweg. Durch die Reduzierung manueller Aufwände und eine höhere Transparenz können Unternehmen schneller auf Veränderungen reagieren und die Bereitstellung beschleunigen.