PDM-Daten sind überaus sensibel, daher werden an ihre Verwaltung hohe Anforderungen gestellt. Eine davon ist ein exzellentes Datenmodell, die andere ist ein sicheres Vault-Konzept mit flexibel regelbaren Zugriffs- und Ausführungsrechten. Sicheres und effizientes Arbeiten muss damit an jedem Standort gewährleistet sein. Beim Datenmodell kommt es darauf an, die "richtige" Granularität bei der Festlegung der Objektklassen zu finden. Für das Vault-Konzept sollte eine Aufteilung in die Bereiche Arbeit, Prüfen und Ablage (Archiv) vorgesehen werden.

Der PDM-Vault setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: der Datenbank zur Aufnahme von Meta- bzw. Beschreibungsdaten (z. B. Teilenummer, Benennung, Freigabestatus etc.) sowie dem Filesystem zur Ablage von Nutzdaten (z. B. CAD-Modell). Der Begriff Vault soll zum Ausdruck bringen, dass für den Zugang zu Datenbank und Filesystem wie für den Zugang zu einem Tresor ein Code bzw. eine Berechtigung notwendig ist. Die Datenbank (DB) kann beliebig viele DB-Vaults z. B. für Projektarbeit, Prüfung, Archivierung usw. enthalten. Gleiches gilt für das Filesystem. Auch in diesem können beliebig viele File-Vaults z. B. zur separaten Ablage von MCAD- und ECAD-Dateien definiert sein. Darüber hinaus lassen sich mit jedem DB-Vault beliebig viele File-Vaults verknüpfen. Damit ist es möglich, flexibel Vault-Konstellationen entsprechend den spezifischen Anforderungen einzurichten.

Basics zu Datenmanagement >>>

Wie bereits erwähnt sind die Vaults einer PDM-Installation gleichsam Schutzräume für Meta- und Nutzdaten. Für jeden Datenbank- und File-Vault lässt sich mit spezifischen Zugangsrechten bestimmen, wer was mit welchen Daten tun darf. Für ein wirkungsvolles Berechtigungsmanagement sind Instanzen – die wichtigsten sind Rollen – zu benennen, die diese Rechte erhalten sollen. Mit diesem Ansatz lassen sich Daten mit Vaults, Rechten und Rollen wie durch eine "Sicherheitsschleuse" schützen.

Der Zusammenhang von Rolle, Berechtigung, Objekt und Vault lässt sich wie folgt beschreiben: Eine Rolle (z. B. Konstrukteur) hat bestimmte Rechte (z. B. Revisionieren) für bestimmte Objekte (z. B. CAD-Modell) in bestimmten DB- und File-Vaults (z. B. mit Objektdaten, freigegeben mit Reifegrad Entwurf zur Verwendung für Detaillierung). Damit dieses Konzept seine Schutzfunktion erfüllen kann, muss gewährleistet sein, dass Prozesse Objektdaten in die jeweils richtigen Vaults einstellen.

Alle Objekte in einem Vault können mit den gleichen Rechten gehandhabt werden. Ist beispielsweise nur ein Archiv-Vault eingerichtet, sind in diesem alle freigegebenen Objekte enthalten, unabhängig davon, welchen Freigabestatus bzw. Reifegrad sie aufweisen. Bei einem mehrstufigen Entwicklungsprozess (z. B. Konzeption, Entwurf, Detaillierung) und differenzierten Verwendungen (z. B. für Beschaffung, für Vorserie, für Serie) kann es sinnvoll oder sogar notwendig sein, mit mehr als einem Archiv-Vault zu arbeiten. Das Gleiche gilt für Projekt- und Prüf-Vault.

Die Vault-Operation "Check-out" kommt bei der Änderung von nicht revisionierbaren Objekten zum Anwendung, die sich im Datenbank-Vault "Archiv" befinden. Objekte dieser Art lassen sich ändern, ohne dass der jeweilige Vorgänger gesichert wird. Es besteht die Möglichkeit, den Grund der Änderung anzugeben und festzuhalten, wer die Änderung wann ausgeführt hat. Eine vollständige Änderungshistorie wird nicht geführt.

Der User, der mit seiner Berechtigung die Operation "Check-out" ausgeführt hat, besitzt automatisch das Schreibrecht zur Änderung des betreffenden Objekts bzw. der betreffenden Objekte. Solange er sein Schreibrecht nicht zurückgibt, besteht für andere Nutzer nur Leserecht, auch wenn ihr Berechtigungsprofil das Schreibrecht für dieses Objekt bzw. diese Objekte enthält. Dies gilt in gleicher Weise für die Vault-Operation "Revisionieren".

Bei der Datenreplikation werden initial von einer Datenquelle identische Kopien (Replikate) mit gleichem Rang in alle Standort-Installationen eingebracht. Mit symmetrischer Replikation ist gleichermaßen Lesen und Schreiben/Ändern von Replikaten auf allen PDM-Installationen möglich. Mittels Replikationsmechanismen werden Änderungen an allen Standorten aktualisiert, entweder sofort (synchron) oder verzögert (asynchron).

Replikation schließt Meta- und Nutzdaten ein, Metadaten via Datenbank-Replikation und Nutzdaten mittels Distributed File System (DFS). Die replizierte Datenbank stellt nach Änderungen sicher, dass für alle PDM-Nutzer der gleiche Stand an Metadaten verfügbar ist. Die Datenbank kennt immer den Standort, an dem sich der aktuelle Änderungsstand eines Dokuments (Stammsatz-Revision und Datensatz-/Datei-Version) befindet. Die Replikation der Nutzdaten (z. B. CAD-Dateien) in einer Verzeichnisstruktur wird vom DFS übernommen. Um das Netzwerk zu den üblichen Arbeitszeiten nicht zu belasten, lässt sich die Synchronisation der Nutzdaten an den Standorten in den Nachtstunden ausführen.

Bei kleineren Installationen mit wenigen Standorten und einem Leitungsnetz mit guter Übertragungsrate kann ggf. mit zentralen Metadaten und dezentralen Nutzdaten gearbeitet werden. Die Metadaten werden zentral in der PDM-Installation am Hauptsitz eines Unternehmens geführt. Jeder Standort einschließlich Hauptsitz verfügt über einen File-Server, in dem die lokal erstellten Nutzdaten (CAx-Dateien) zur Ablage kommen. Des Weiteren befindet sich an jedem Standort ein Cache-Server, der als Zwischen- bzw. Pufferspeicher fungiert.

Nach der Suche und dem Laden mit den zentralen Metadaten am Hauptsitz gelangen die CAx-Dateien in Kopie per Netztransfer am jeweiligen Standort in den Cache-Speicher. Übers Netz geladene Files verbleiben nach Abschluss der Arbeit im Cache-Speicher. Im Falle von großen Datenmengen ist es aus Performance-Gründen sinnvoll oder notwendig, den Cache-Speicher auch für lokal erstellte Daten zu verwenden. Für neu erstellte Nutzdaten werden in der Datenbank am Hauptsitz die betreffenden Metadaten angelegt. Mit Hilfe der zentralen Metadaten wird geprüft, ob es Änderungen an den von anderen Standorten übers Netz transferierten Nutzdaten gegeben hat.

Unter dieser Form der Datenreplikation wird die Offline-Verwendung auf mobilen Endgeräten (Notebook, Tablet-PC und Smartphone) oder die Weitergabe auf einem externen Datenspeicher (Disc, USB-Stick, SD-Karte etc.) verstanden. Mit einer entsprechenden Berechtigung lassen sich benötigte Meta- und Nutzdaten selektiv in ein dafür definiertes Verzeichnis ausleiten. Im Anschluss daran können die ausgelesenen Daten auf ein mobiles Endgerät oder einen ebensolchen Datenspeicher übertragen werden.

Die Anwendungsmöglichkeiten mit ausgeleiteten Produktdaten sind vielfältig. Der Vertrieb kann im Kundengespräch das gewünschte Produkt konfigurieren, ggf. mit Simulation der Funktion. Für Reparatur- oder Wartungsarbeiten stehen direkt die erforderlichen Produktinformationen (Schaltpläne, Zeichnungen, Montagepläne etc.) zur Verfügung. Bei der Projektabwicklung dienen die mobilen Daten der Vorort-Kundenkommunikation. Des Weiteren wird dadurch die Übergabe von Technischer Dokumentation zu einer Maschine oder Anlage (Benutzerhandbuch, Wartungshandbuch etc.) in digitaler Form auf einem Datenträger ermöglicht, ergänzend hierzu können Dokumente und Protokolle zu Aufbau, Inbetriebnahme und Hochlauf eingeschlossen sein.

Bei firmenübergreifender Nutzung von Produktdaten ist bidirektionaler Datenaustausch erforderlich. Vor allem in der Automobilindustrie besteht großer Bedarf an verteilter Datennutzung entlang einer Lieferkette. Der Datenaustausch erfolgt mittels einer ENGDAT-Nachricht, dem Datenübertragungsprotokoll OFTP2 sowie dem Internet-Kommunikationsprotokoll TCP/IP. Die IT-Systeme der Partner müssen gleichermaßen nach diesen Empfehlungen arbeiten. Da die Metadaten in neutraler Form transferiert werden, können die PDM-Installationen unterschiedliche Datenmodelle aufweisen.

Die ENGDAT-Nachricht ist ein Paket von Dateien, das aus einem sog. Abstract-File, einer beliebigen Zahl an Nutzdaten (z. B. CAD-Dateien) und mindestens einer Datei mit PDM-Metadaten besteht. Der Abstract-File ist eine Art Inhaltsbeschreibung und enthält Informationen zur Kommunikation, zu Sender und Empfänger (Firma, Kontaktperson etc.) und zu den Austauschdaten (Anwendungssystem, Version, Datenformat etc.). Der Fahrzeugbau nutzt das international standardisierte Dateiformat STEP AP 214 CC6. Mit der Angabe CC6 (Conformance Class 6) werden die Details für diese Möglichkeit des Datenaustausches festgelegt. Neben dem Applikationsprotokoll 214 ist noch eine Reihe weiterer Austauschformate definiert (z. B. AP 203 für Anforderungen des Maschinenbaus).

Arbeitsteilige Wertschöpfung ist die Motivation für verteilte Datennutzung mittels Cloud-Computing. Zielsetzung ist, eine IT-Plattform zu schaffen, die standort- und firmenübergreifende Zusammenarbeit möglich macht. Die Umsetzung dieses Plans ist ein Cloud-Rechenzentrum (CRZ), das eine kollaborative Arbeitsplattform zur Verfügung stellt. Es schließt die Komponenten Infrastruktur (Server, Netzwerk, Speicher), Systemsoftware (Betriebssysteme, Datenbanken, Middleware, Dienstprogramme etc.) sowie Anwendungssoftware (PDM, ERP, MCAD, ECAD etc.) ein.

Mit einem internen oder externen CRZ lässt sich der Datentransfer zwischen Clients und Server(n) signifikant reduzieren. Dies hat vor allem enorme Bedeutung im Falle von Engineering-Prozessen, bei denen durch CAD-Anwendung Arbeitsdateien im Gigabyte-Bereich entstehen können. Mit einer sogenannten "Virtuelle Desktop-Infrastruktur" müssen solche Arbeitsdateien nicht übers Netz transferiert werden.

Software und Daten befinden sich bei diesem Ansatz auf virtualisierten Desktops bzw. Maschinen im CRZ. Programme werden über virtuelle Clients ausgeführt, die mit einer gesicherten Internet-Verbindung mit den Endgeräten (Thin-Client, Notebook, Tablet-PC etc.) der Nutzer (z. B. Konstrukteure) kommunizieren. Die Programmanweisungen gehen von den Endgeräten zu den virtuellen Clients, die die abgesetzten Programmfunktionen aufrufen. Nach Ausführung einer Programmfunktion erfolgt die Übertragung der Visualisierung des Funktionsergebnisses (z. B. Image eines erstellten CAD-Baugruppenmodells) auf das korrespondierende Endgerät.

PDM-Module