I Produktkonfigurering kundetilpasning af produkter præsenterer forfatterne en operationel fremgangsmåde for opbygning af konfigureringssystemer i industrielle virksomheder. Fremgangsmåden beskriver forløbet fra behovsidentifikation til drift og vedligeholdelse af konfigureringssystemet. Bogen er baseret på erfaringer fra mere end 40 konfigureringsprojekter i Danmark og i udlandet, som alle har resulteret i store gevinster for de involverede firmaer i form af kortere gennemløbstider, øget produktivitet, færre fejl i leverancerne og således mere tilfredse kunder. www.nyttf.dk Konfigureringssystemer har vist sig at være et af de mest effektive midler til at skabe kundetilpassede produkter. Eksempelvis har pumpefabrikken Grundfos reduceret gennemløbstiden for behandling af kundeordrer fra 3 dage til 3 minutter ved at indføre et konfigureringssystem. American Power Conversion (APC), der leverer infrastruktursystemer til store datacentre, har, ved at anvende konfigureringssystemer i salg og produktionsforberedelse, reduceret den samlede leveringstid for anlæggene fra 400 til 16 dage,. F.L. Smidth, der leverer cementfabrikker, har implementeret et konfigureringssystem til tilbudsgivning og derved reduceret gennemløbstiden for udarbejdelse af tilbud fra 3 uger til 1 dag, samtidig med at dialogen med kunden er blevet forbedret. Anvendelse af produktkonfigurering har givet GEA Niro en markant bedre tilbudsproces. Tilbudene er i dag langt mere ensartede end tidligere, samtidig med at ressourceforbruget pr. tilbud udarbejdet ved hjælp af konfiguratoren er nedsat fra 20 til 2 timer. Executive Vice President Kristian Skaarup, GEA Niro Jesper Riis Jesper Riis, M.Sc., ph.d., HD(O). Har arbejdet med produktkonfigurering i mere end 8 år, bl.a. som forsker og konsulent i en lang række virksomheder. Arbejder nu hos ingeniørvirksomheden GEA Niro a/s som gruppeleder for Integrated Business Solutions. Manager of the configuration team Mikkel Dalgas, American Power Conversion CEO Roger Dowdell, American Power Conversion Produktkonfigurering Kundetilpasning af produkter Lars Hvam Niels Henrik Mortensen Jesper Riis Hvad er et produktkonfigureringssystem? Lidt forenklet er et konfigureringssystem et it-system, som indeholder viden om virksomhedens produktsortiment. Derved bliver salg og interne funktioner i virksomheder i stand til effektivt at håndtere kundevarianter. Konfigurering er effektiv til at understøtte en lang række områder, f.eks. tilbudsgivning, salg, konstruktion af kundetilpassede produkter, produktionsforberelse etc. Hvem har brug for produktkonfigurering? Bogens målgruppen er virksomheder, hvor evnen til at kunne specificere, producere og levere kundetilpassede produkter har afgørende betydning for konkurrenceevnen, dvs. typisk ordreproducerende virksomheder med variantproduktion, hvor væsentlige konkurrenceparametre kan beskrives ved bl.a.: Krav om hurtig og præcis tilbudsgivning for kundespecifikke ordrer. Evne til at kunne konkurrere på kundetilpasning og præcis leveringstid. Kort ordregennemløbstid (hurtig ordrespecifikation). Hurtig lancering af nye produkter. Evne til at kunne håndtere et stigende antal varianter på en sikker måde. Fejlfri leverance i forhold til kundens specifikationer. Høj produktivitet i kraft af fejlfrie specifikationer. Evne til at kunne opfylde dokumentationskrav. Evne til at kunne samarbejde effektivt med eksterne partnere under anvendelse af den nyeste teknologi, herunder hurtigt at kunne etablere nye samarbejdsrelationer. Læs mere om produktkonfigurering på Foreningen for Produktmodellerings hjemmeside: www.produktmodeller.dk/ Over the last five years we have proven that the DTU Configurator design methodology can scale to support the APC needs in this area. Configurators and Configure to Order (CTO) have become a central part of the company strategy. Produktkonfigurering Niels Henrik Mortensen Niels Henrik Mortensen, lektor, ph.d., Danmarks Tekniske Universitet (DTU). Har som forsker og underviser arbejdet med produktkonfigurering i 10 år. Envidere har Niels Henrik Mortensen medvirket som konsulent i mere end 15 konfigureringsprojekter i danske og udenlanske virksomheder. Er ved DTU vejleder for 6 ph.d.-studerende indenfor området. Niels Henrik Mortensen er bestyrelsesmedlem i Foreningen for Produktmodellering Kundetilpasning af produkter Lars Hvam Lars Hvam, lektor, ph.d., Danmarks Tekniske Universitet. Har arbejdet med produktkonfigurering i 15 år som forsker og underviser, samt som konsulent i mere end 15 konfigureringsprojekter i større industrivirksomheder. Har desuden været vejleder for otte ph.d.-projekter vedr. opbygning og anvendelse af konfigureringssystemer, samt projektleder på fire større forskningsprojekter vedr. produktkonfigurering. Lars Hvam er desuden stifter af og formand for Foreningen for Produktmodellering, der har til formål at udbrede kendskabet til produktkonfigurering, bl.a. via kurser. Produktkonfigurering er omdrejningspunktet for den virksomhed, der vil imødekomme kundernes krav om større fleksibilitet og specielt tilpassede produkter for at opnå større konkurrencekraft. 44050-1
Produktkonfigurering kundetilpasning af produkter
Produktkonfigurering kundetilpasning af produkter Lars Hvam Niels Henrik Mortensen Jesper Riis
Produktkonfigurering kundetilpasning af produkter 1. udgave 2007 Nyt Teknisk Forlag 2007 Forlagsredaktion: Thomas Rump, tr@nyttf.dk Omslag: Morten Kvist Tegninger: Mette Nielsen Dtp: Akademisk Afskrivnings Anstalt ISBN: 978-87-571-3239-7 (e-bog) Bogen er sat med: Palatino og Legcy Sans Bogen er trykt på 90 g Multifine Varenummer: 44050-9 Alle rettigheder ifølge gældende lov om ophavsret forbeholdes. Kopiering fra denne bog må ikke finde sted. Nyt Teknisk Forlag Vigerslev Allé 18 2500 Valby info@nyttf.dk www.nyttf.dk Ekspedition: Erhvervsskolernes Forlag, +45 63 15 17 00
Forord Denne bog beskriver en fremgangsmåde for opbygning af konfigureringssystemer. Konfigureringssystemer anvendes i stigende grad i industrielle virksomheder til at understøtte arbejdet med at specificere produkter i forhold til f.eks. salg og produktion. Fremgangsmåden omfatter analyse og redesign af de forretningsprocesser, der kan understøttes af et konfigureringssystem, analyse og modellering af virksomhedens produktsortiment, valg af konfigureringssoftware, programmering af dette, samt implementering og videreudvikling af konfigureringssystemet. I bogen har vi valgt at lægge størst vægt på de første faser i fremgangsmåden med analyse af og redesign af forretningsprocesser og modellering af produktsortiment. Bogen spænder over et relativt stort fagområde, hvilket vi til dels har formået ved at fordele skrivearbejdet indbyrdes. Kapitlerne er skrevet af henholdsvis: 1, 2, 4 og 9: Lars Hvam, 5: Niels Henrik Mortensen og Lars Hvam, 3: Lars Hvam, Niels Henrik Mortensen og Jesper Riis, 6, 7 og 8: Jesper Riis og Lars Hvam.. Kapitel 9 beskriver erfaringerne med at anvende produktkonfigurering hos F.L. Smidth A/S. I den forbindelse vil vi gerne takke Line Hemmingsen, Michael K. Nielsen og Morten Hugo Bennick for det gode samarbejde, og for at have taget sig tid til at diskutere og dele ud af deres erfaringer med produktkonfigurering. Udgangspunktet for den beskrevne fremgangsmåde er Lars Hvams ph.d.-projekt: Anvendelse af produktmodellering set ud fra en arbejdsforberedelsessynsvinkel. Den oprindelige fremgangsmåde er siden løbende blevet videreudviklet, bl.a. gennem ph.d.-projekter udført af Benjamin Loer Hansen, Jesper Riis og Martin Malis med Lars Hvam som vejleder, samt Carsten Svensson med Ari Barfod og Lars Hvam som vejledere og Ulf Harlou med Niels Henrik Mortensen som vejleder. 5
Forord En afgørende forudsætning for udvikling af den beskrevne fremgangsmåde er, at vi gennem de sidste 10 år har haft et tæt samarbejde med en række danske og udenlandske virksomheder vedr. opbygning og anvendelse af konfigureringssystemer. Samarbejdet er bl.a. udført gennem ovennævnte ph.d.-projekter og gennem mere end 60 eksamensprojekter med Niels Henrik Mortensen og Lars Hvam som vejledere. Lyngby, marts 2007 Lars Hvam Niels Henrik Mortensen Jesper Riis 6
Indhold Forkortelser 11 1 Introduktion 13 Doors A/S 16 2 Specifikationsprocesser og produktkonfigurering 29 Specifikationer 29 Specifikationsprocesser 31 Mass customization og specifikationsprocesser 35 Udvikling og anvendelse af moduler 41 Moduler kombineres vha. et konfigureringssystem 42 Anvendelse af moduler hos SCANIA 44 Produktmodeller og konfigureringssystemer 45 Konfigureringssystem 45 Afgrænsning og strukturering af viden om produkter 48 Litteratur 52 3 Fremgangsmåden 55 Den objektorienterede projektlivscyklus 60 Fremgangsmåde for opbygning af konfigureringssystemer 63 Eksempel på et projektforløb 66 Udvikling af specifikationsprocesser (fase 1) 71 Analyse af produktsortiment (fase 2) 73 Objektorienteret analyse (fase 3) 77 Anvendelse af CRC-kortene 87 Forløbet ved opbygning af OOA-modellen 87 Objektorienteret design (fase 4) 91 Valg af konfigureringssoftware 91 Tilpasning af produktmodellen til den valgte software 92 Sammenfatning af krav til systemet 93 7
Indhold Programmering (fase 5) 94 Programmering i et ikke-objektorienteret konfigureringssystem 96 Programmering i et objektorienteret konfigureringssystem 96 Implementering (fase 6) 97 Vedligeholdelse og videreudvikling (fase 7) 98 Afrunding 101 Litteratur 102 4 Udvikling af specifikationsprocesser 105 Forløbet ved udvikling af specifikationsprocesser 105 Trin 1. Identifikation og karakteristik af de vigtigste specifikationsprocesser 108 Situationen hos Doors A/S 114 Trin 2. Analyse af krav til specifikationsprocesserne 119 Doors A/S, Diskussion af målene 131 Trin 3. Konstruktion af den fremtidige specifikationsproces. Definition af konfigureringssystem 137 Doors A/S, Konstruktion af ny specifikationsproces 140 Trin 4. Vurdering og valg af løsning 143 Doors A/S, Vurdering af scenarier 146 Trin 5. Handlingsplan og organiseringaf det videre arbejde 149 Doors A/S, Handlingsplan for gennemførelse af scenario 2 152 Sammenfatning af fase 1 i fremgangsmåden 154 Litteratur 155 5 Analyse af produktsortiment 157 Produktprogrammets parathed til konfigurering 160 Teoretisk baggrund for analyse af produktsortiment 165 Systemmodellering 166 Multistrukturering 168 Produktvariantmaster 170 Klassedefinition 171 Klassehierarki part-of- og kind-of-strukturer 172 Attribut definition 173 Constraints 174 8
Indhold Modelleringsformalisme for kundesynsvinkel 175 Modelleringsformalisme i udviklingssynsvinklen 177 Modelleringsformalisme i produktionssynsvinklen 179 Sammenhænge mellem de tre synsvinkler 179 Eksempel på en produktvariantmaster 181 Analyse af produktsortiment hos Doors A/S 184 Arbejdsform ved analyse af produktsortiment 187 Litteratur 189 6 Objektorienteret modellering 191 Grundlæggende begreber ved objektorienteret modellering 191 Objekt 192 Klasse 193 Instans 193 Abstraktion 193 Indkapsling 194 Nedarving 195 Kommunikation gennem meddelelser 195 Objektorienteret analyse (OOA) 196 Problemdomænet 196 Primær resultat af OOA for problemdomænet 205 Anvendelsesområdet 207 Dynamik 210 Opbygning af OOA-model for Doors A/S 210 Litteratur 216 7 Videnrepræsentation og ræsonneringsformer for ekspertsystemer 219 Kunstig intelligens, videnbaserede systemer og ekspertsystemer 219 Karakterisering af ekspertsystemer 221 Struktur for ekspertsystemer 224 Videnrepræsentationsformer for videnbasen 227 Ræsonnering i ekspertsystemet 234 Litteratur 239 9
Indhold 8 Valg af konfigureringssoftware 241 Hvad er et standardsystem? 241 Oversigt over programmeringsformer 244 Kriterier for valg af standardsoftware til produktkonfigurering 248 Kriterier for valg af software 249 Kriterier for valg af leverandør 256 Eksempler på programmering af ekspertsystemer 259 Programmering i ikke-objektorienterede ekspertsystemer 259 Programmering i objektorienterede ekspertsystemer 261 Litteratur 262 9 Produktkonfigurering hos F. L. Smidth 263 Fase 1. Analyse af specifikationsprocesser 265 Identifikation og karakteristik af de vigtigste specifikationsprocesser 265 Mål og krav til tilbudsprocessen sammenholdt med den nuværende præstation 266 Scenarier for anvendelse af konfigurering hos F. L. Smidth 268 Konfigureringssystemets output 272 Den fremtidige tilbudsproces 273 Definition af konfigureringssystem 275 Handlingsplan for gennemførelse af scenario 1 278 Organisering af arbejdet med scenario 1 278 Fase 2. Produktanalyse 280 Produktvariantmaster 283 Fase 3. Objektorienteret analyse 286 Fase 4. Objektorienteret design. Valg af software 293 Fase 5. Programmering 293 Fase 6. Implementering 295 Fase 7. Vedligeholdelse og videreudvikling 297 Afslutning 298 Indeks 303 10