Artikelstammdaten: 96 Drohnen-Konfigurationen, 66 davon flugfähig

Ein Elektronikwerk baut einen Quadrocopter. Dann kommen die Kundenwünsche: ein größerer Rahmen für längere Flüge, eine Wärmebildkamera statt der Tageslichtkamera, ein anderes Funkband, ein größerer Akku, ein GNSS-Modul, das Störungen besser standhält. Jeder Wunsch ist berechtigt. Ein Jahr später pflegt die Entwicklung Dutzende fast identischer Stücklisten, und ein einziges Firmware-Update heißt: alle von Hand ändern.

Artikelstammdaten sind der zentrale Datensatz zu jedem Artikel, den ein Werk einkauft, fertigt, lagert oder verkauft: Nummer, Bezeichnung, Mengeneinheit, Merkmale sowie Stückliste und Arbeitsplan, die festlegen, wie er entsteht. Produktvarianten sind Ausführungen eines Grundprodukts, die sich in wenigen Optionen unterscheiden. In der Elektronik- und Wehrtechnikmontage, wo fast jedes Modul des Produkts eine Option hat, entscheidet die Modellierung der Varianten darüber, ob Ihr Artikelstamm ein Werkzeug ist oder ein zweiter Vollzeitjob.

Wie sich Produktvarianten vervielfachen: die Drohnen-Rechnung

Nehmen Sie eine Quadrocopter-Plattform und zählen Sie die Optionen an ihren Hauptmodulen:

• Rahmen: 7 Zoll oder 10 Zoll (2)
• Kamera: Tageslicht, Wärmebild, Zoom oder Tageslicht + Wärmebild als Dualkamera (4)
• Funkstrecke: drei Frequenzbänder (3)
• Akku: 5.000 mAh oder 8.000 mAh (2)
• GNSS: Standard oder störfest mit Spezialantenne (2)

2 × 4 × 3 × 2 × 2 = 96 Kombinationen. Aber nicht alle davon fliegen. Die Dualkamera ist für den 7-Zoll-Rahmen zu schwer, und der 8.000-mAh-Akku passt auch nicht hinein. Der 7-Zoll-Rahmen erlaubt also 3 Kameras × 1 Akku × 3 Funkbänder × 2 GNSS = 18 Varianten, der 10-Zoll-Rahmen 4 × 2 × 3 × 2 = 48. Das sind 66 gültige Varianten von 96.

Das ist die erste Lehre: Varianten sind nicht bloß eine Multiplikation. Sie bringen Konfigurationsregeln mit, und diese Regeln sind Konstruktionswissen. Stehen sie nur in den Köpfen zweier Entwickler, verspricht der Vertrieb früher oder später eine 7-Zoll-Drohne mit Dualkamera.

Eine Matrixstückliste statt 66 Kopien

Hat jede Variante ihre eigene Stückliste mit rund 45 Positionen, pflegen Sie 66 × 45 = 2.970 Positionen, und die meisten davon sind Kopien. Ersetzt Firmware v2.4 die v2.3, muss die Änderung in alle 66 Stücklisten, und die eine, die übersehen wird, geht mit alter Firmware raus.

Eine Matrixstückliste (auch Variantenstückliste oder konfigurierbare Stückliste) enthält alle möglichen Komponenten der Plattform genau einmal, und jede Position hat eine Regel, wann sie verwendet wird:

• Motoren und Propeller: nach Rahmengröße (Satz für 7 Zoll oder 10 Zoll)
• Kamera und Halterung: nach Kameraoption; die Dualkamera bringt zusätzlich einen Zwei-Achsen-Gimbal mit
• Funkmodul und Antennen: nach Frequenzband
• Akkupack: nach Akkuoption
• Flugsteuerung mit Firmware: eine Position für alle Varianten

Die Konfiguration „10 Zoll, Wärmebild, Band 2, 8.000 mAh, störfestes GNSS“ erhält ihre Stückliste aus diesen Regeln in Sekunden. Eine Firmware-Änderung ist eine einzige Bearbeitung und erreicht alle 66 Varianten auf einmal. Ein Matrix-Arbeitsplan leistet dasselbe für die Arbeitsgänge: Jede Drohne durchläuft Montage, Flashen, Kalibrierung und Testflug, aber die Gimbal-Kalibrierung gibt es nur bei der Dualkamera. Stückliste und Arbeitsplan einer Drohne im Detail zeigt der Beitrag Drohnen-Stückliste und Arbeitsplan.

Denken Sie an den Laptopkauf im Onlineshop. Sie wählen Arbeitsspeicher, SSD und Display, und der Shop führt nicht für jede Kombination ein eigenes Datenblatt. Er hat einen Konfigurator mit Regeln. Niemand hält das für ungenauer.

Mythos: „Jede Variante braucht ihre eigene Stückliste“

Es fühlt sich sicherer an. Das Gegenteil ist der Fall. Bei 66 kopierten Stücklisten erreicht eine Korrektur die 60, an die Sie gedacht haben, und verfehlt die 6, an die Sie nicht gedacht haben. Bei einer Matrix erreicht sie alle. Die Genauigkeit steckt in der Regel, nicht in der Zahl der Kopien.

Wenn „dasselbe“ nicht derselbe Artikel ist

Der umgekehrte Fehler: Dinge zusammenlegen, die nur gleich aussehen. Zwei Wärmebildkameras mit gleichem Gehäuse und gleichem Stecker können sich in der Sensorauflösung unterscheiden: 640 × 512 und 384 × 288. Mechanisch sind sie austauschbar. Für einen Vertrag, der 640 × 512 vorschreibt, sind sie es nicht. Teilen sie sich eine Nummer, sagt der Bestandsbericht „ja“ und die Abnahmeprüfung beim Kunden „nein“.

Die Prüffrage: Zwei Dinge nur dann unter einer Nummer führen, wenn sie einander bei jeder Verwendung ersetzen können. Dieselbe Frage gilt für Baugruppen wie den Antriebssatz, wie im Beitrag zu Halbfabrikaten beschrieben.

Alternativen: 1:1 und 1:n

Manche Komponenten können andere ersetzen, ohne derselbe Artikel zu sein:

• 1:1. Motoren von Lieferant A oder B, beide mit gleichem KV-Wert und gleichem Schub qualifiziert. Zwei Nummern, weil Sie wissen müssen, welcher Motor in welcher Drohne steckt, aber beide erfüllen die Stückliste.
• 1:n. Ein kombiniertes GNSS-Kompass-Modul lässt sich durch ein separates GNSS-Modul, eine separate Kompassplatine und ein Verbindungskabel ersetzen. Eine Komponente wird durch drei ersetzt.

Kundenausführungen ohne neue Artikelnummern

Fünf Kunden wollen eigene Etiketten, Verpackung in ihrer Sprache und voreingestellte Funkkanäle. 66 Varianten mal 5 ergibt 330 Nummern, die sich nur durch einen Aufkleber und eine Konfigurationsdatei unterscheiden. Behalten Sie die 66 Varianten und erfassen Sie die Kundenausführung stattdessen an der Fertigungscharge. Die Hardware bleibt gleich, der Plan bleibt lesbar, und trotzdem sieht jeder, welche Drohnen für welchen Kunden vorbereitet wurden. Wie sich diese Erfassung auszahlt, wenn ein Kunde später Fragen stellt, zeigt der Beitrag zur Chargenrückverfolgbarkeit.

So verwaltet factory.online Drohnenvarianten

In factory.online werden die 66 gültigen Varianten in einem Schritt aus Merkmalen erzeugt, statt einzeln angelegt zu werden. Matrixstückliste und Matrix-Arbeitsplan liefern Motoren, Kamera, Funk und Arbeitsgänge für jede Konfiguration. Geht ein Kundenauftrag über „10 Zoll, Wärmebild, Band 2“ ein, erzeugt er Fertigungsbedarf für genau diese Konfiguration, und die MRP zeigt, welche Module fehlen. Die beiden Motorlieferanten sind als 1:1-Alternative hinterlegt, das separate GNSS-Modul und der Kompass als 1:n-Alternative. Konstruktionen lassen sich aus PDM- oder PLM-Systemen importieren, statt sie neu zu erfassen. Derselbe Ansatz passt zu jedem Produkt mit vielen Modulen und Optionen – deshalb lohnt sich ein Blick auf Auftragsfertigung und Lagerfertigung, um zu entscheiden, welche Module Sie auf Lager legen.

Wenn Ihr Artikelstamm schneller wächst, als Ihr Team ihn pflegen kann, vereinbaren Sie eine Demo und bringen Sie eine Plattform mit ihren Optionen mit.