Produktvarianten mit OpenCLM domänenübergreifend managen

Komplexe technische Produkte und Systeme mit viel Elektronik und Software bieten die Möglichkeit, sie noch einfacher und schneller auf die Anforderungen von bestimmten Kunden und Märkten zuzuschneiden. Ihr Verhalten lässt sich sogar noch im Betrieb ändern, indem man "Over the Air“ neue Softwareversionen einspielt. Dadurch nimmt die Produktvarianz weiter zu. Um sie über den gesamten Produktlebenszyklus von der Entwicklung bis in den Betrieb beherrschbar und nachvollziehbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Variantenmanagement erforderlich. Insbesondere bei der Dokumentation und in der Fehleranalyse spielt die Rückverfolgbarkeit der Varianz von den Anforderungen über die Funktionen und das logische Verhalten bis zu den Komponenten eine zentrale Rolle.

Das Variantenmanagement steht in einem engen Zusammenhang mit dem Konfigurationsmanagement, allerdings mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Varianten beschreiben die alternativen Ausprägungen eines Produkts, Systems oder einer Dienstleistung, die sich aus der Kombination unterschiedlicher Merkmale, Optionen und Komponenten ergeben, in generischer Form. Demgegenüber hat das Konfigurationsmanagement die Aufgabe, die spezifische Auswahl und Kombination von Komponenten zu managen, die benötigt werden, um eine konkrete Variante zu erzeugen.

Varianten können auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen beschrieben werden - der Ebene der Produktmerkmale, der Architektur- oder der Komponentenebene. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um mechanische, elektrische/elektronische oder Software-Varianten handelt. Allerdings können die domänenspezifischen Varianten zueinander in Beziehung stehen bzw. sich gegenseitig bedingen, weshalb ein domänenübergreifendes Variantenmanagement mit Blick auf die Rückverfolgbarkeit unerlässlich ist.

Übergeordnetes Informationsnetzwerk

Die Schwierigkeit besteht darin, dass die Domänen nicht dieselbe Sprache sprechen und unterschiedliche IT-Tools einsetzen, die oftmals schon mit einem eigenen Variantenmanagement-System ausgestattet sind. In den meisten Unternehmen sind weder der Variantenmanagementprozess noch die Abstraktionsebenen über Domänengrenzen hinweg vereinheitlicht. Das macht die Implementierung eines zentralen Variantenmanagements zu einer komplizierten und zeitaufwendigen Angelegenheit.

Der von PROSTEP entwickelte Ansatz lässt den Domänen deshalb die Hoheit über ihr eigenes Variantenmanagement, ihren Prozess und ihre präferierte Abstraktionsebene und integriert die Informationsobjekte aus den verteilten Systemen in einem übergeordneten Graphen. Genau genommen werden diese nicht integriert, sondern nur verlinkt bzw. referenziert. Die Anbindung der föderierten Quellsysteme erfolgt über leistungsfähige Konnektoren, die einen Echtzeit-Zugriff auf die Informationsobjekte erlauben.

Die Informationsobjekte der domänenspezifischen Modelle, Tools und Prozesse werden mit ihren Beziehungen und Abhängigkeiten als Knoten und Kanten in dem übergeordneten Graphen abgebildet. Dieser Graph dient als domänenübergreifendes Informationsnetzwerk, das auf Basis der vorhandenen Metadaten durchsucht werden kann. Die gezielte Verwendung von Beziehungen in diesem Graphen ermöglicht es, domänenübergreifende Varianten in einer strukturierten und nachvollziehbaren Form abzubilden.

Zudem unterstützt der graphenbasierte Ansatz die automatische Generierung von Variantenkonfigurationen sowie die Validierung ihrer Konsistenz. Und er erleichtert die graphische Visualisierung der Abhängigkeiten und die Analyse der Auswirkungen von Änderungen.

Grundlage für die Integration der Informationen in einen übergeordneten Graphen ist die Verwendung einer gemeinsamen Sprache bzw. eines einheitlichen Sprachraums, der die domänenspezifische Sprache in einheitliche Elemente und Beziehungen umwandelt. Dazu muss ein Klassenmodell für die Elemente und Beziehungen definiert werden, welches sich entweder an Standards wie STEP oder an verbreiteten Ontologien orientieren kann. Dieses Klassenmodell wird dann auf die domänenspezifischen Bezeichnungen oder Klassen gemappt.

Abbildung des Ansatzes in OpenCLM

Um die Beziehungen zwischen den domänenspezifischen Varianten nachverfolgen zu können, empfiehlt es sich, den Ansatz eines verteilten domänenübergreifenden Variantenmanagements in einer Traceability-Lösung wie OpenCLM abzubilden. Sie stellt die Rückverfolgbarkeit in beide Richtungen sicher. Vorausschauend steuert sie den Entwicklungsprozess, die Überwachung der Projektfortschritte und das Änderungsmanagement; rückblickend unterstützt sie Auswirkungsanalysen, Fehlermanagement und Audits.

OpenCLM bietet die Möglichkeit, alle relevanten Informationen aus dem Variantenmanagementprozess, der Systemmodellierung und dem Konfigurationsmanagement zu integrieren bzw. zu referenzieren. Die Traceability-Lösung kann über die bewährten OpenPDM Konnektoren oder standardisierte Web-Schnittstellen wie OSLC auf eine Vielzahl an Quellsystemen zugreifen. Nach dem Linked Data-Prinzip pflegt sie die Informationsobjekte mit ihren Metadaten und Beziehungen in den Originalsystemen. Grundlage für das domänenübergreifende Variantenmanagement ist ein generisches Informationsmodell, das mit den domänenspezifischen Ontologien verknüpft ist.

Neben der Darstellung der domänenübergreifenden Varianz kann das in OpenCLM aufgebaute Informationsnetz auch für die Dokumentation heterogener Baselines genutzt werden. Grundlage sind unveränderliche Versionen der aktuell genutzten Referenzen auf (unveränderliche) Informationsobjekte in den verteilten Quellsystemen. Über die OpenPDM Konnektoren können direkt aus der Lösung heraus Baselines in den angeschlossenen Quellsystemen erzeugt werden, um z.B. die domänenübergreifend getroffene Auswahl an Variantenpunkten für Audits zu dokumentieren.

OpenCLM ist eine schlanke und smarte Web-Anwendung, um das Variantenmanagement über Domänengrenzen hinweg zu steuern und den Digital Variant Thread in heterogenen Produktentwicklungsumgebungen beherrschbar zu machen. Sie bietet die Möglichkeit, domänenübergreifende Entscheidungen über Produktvarianten zu treffen und Varianten systemübergreifend zu dokumentieren. Dank des generischen Ansatzes der Lösung können bestehende Anwendungsfälle wie die Traceability sehr einfach um neue Anwendungsfälle, die auf verteilten Systemen basieren, ergänzt werden.