Product lifecycle simulation : definition of requirements for a reference model

This thesis is part of the research on Product Lifecycle Management (PLM), a methodology born in the early 80s in order to manage data related to product design. Over the years the goal of PLM has been extending, becoming a strategic approach to manage information, processes and resources to support the life cycle of products and services, from their conception up to their disposal. The PLM is not just an information technology, rather an integrated approach, based on a set of technologies, methods of tasks organization and process definition. In addition, its area of influence has greatly expanded, including what today are called Product Service Systems (PPS). PPS are a set of marketable products and services to meet user’s needs (Cees Van Halen 2005). Despite several efforts, the ambitious goals of PLM are still far from being achieved. Within a deepening study of PLM methodologies, the research work aims to define guidelines for the development of a Product Lifecycle Simulation (PLCS) system. The PLCS is a simulation tool to assess alternative scenarios of product service systems. The thesis contributes to a broader research project, which involves the Politecnico di Milano (Department of Industrial Engineering and Management), Università di Bergamo (Department of Industrial Engineering), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) and the Technical Research Centre of Finland (VTT). Under this joint initiative, I spent a period of my student career working as a visiting researcher at the VTT (in two sessions in 2010, from the 18th to the 30th of March and from the 2nd of October to the 14th December ), during which I cooperated at the CODES project, sponsored by VTT and some other major European companies. During my staying in Finland, I acquired a good expertise in PLCS field, developing a comprehensive state of the art on the topic. As a result of this experience, the paper "Challenges in Data Management in Product Life Cycle Engineering" has been submitted to the 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering 2011. The analysis highlights the weaknesses of the software tools currently available to support this area through a comparison of the products offered by leading vendors of PLM software. Eventually, I analysed in detail the existing standards for product data management in order to define how better design the new system. A survey allowed to detect the needs and expectations of companies’ stakeholders dealing with these issues. Linking up the literature and the real needs of industry, system requirements have been defined. The model, presented in the last part of the thesis, through a case study, gives an example of a PLCS system.

Questo lavoro di tesi si colloca nell’ambito della ricerca sul Product Lifecycle Management (PLM), una metodologia nata all’inizio degli anni ’80 con lo scopo di gestire i dati relativi alla progettazione dei prodotti. Nel corso degli anni l’obiettivo del PLM si è ampliato divenendo un approccio strategico alla gestione delle informazioni, dei processi e delle risorse a supporto del ciclo di vita di prodotti e servizi, dalla loro ideazione fino alla loro dismissione. Il PLM non è quindi solo una tecnologia informatica, ma piuttosto un approccio integrato, basato su un insieme di tecnologie, metodologie di organizzazione del lavoro e definizione dei processi. Inoltre la sua area di azione si è notevolmente estesa fino a comprendere quelli che oggi vengono definiti Product Service Systems (PPS), cioè un insieme commercializzabile di prodotti e servizi in grado di soddisfare congiuntamente le esigenze di un utente (Cees Van Halen 2005). Nonostante i numerosi sforzi, gli obiettivi ambiziosi del PLM sono ancora ben lontani dall’essere raggiunti. Il lavoro di ricerca di questa tesi mira, all’interno di un approfondimento delle metodologie del PLM, a definire le linee guida per lo sviluppo di un sistema di Product Lifecycle Simulation (PLCS), un strumento di simulazione che permetta di valutare scenari alternativi di prodotto/servizio. La tesi contribuisce ad un progetto di ricerca più ampio, che unisce il Politecnico di Milano (Dipartimento di Ingegneria Gestionale), l’Università degli Studi di Bergamo (Dipartimento di Ingegneria Industriale), l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e il Technical Research Centre of Finland (VTT). Nell’ambito di questa iniziativa congiunta, ho potuto svolgere un periodo di ricerca presso il VTT (in due tranche nel 2010, dal 18 Marzo al 30 Marzo e dal 2 Ottobre al 14 Dicembre), durante il quale ho lavorato all’interno del progetto CODES, promosso da VTT e da alcune importanti aziende Europee. Durante la permanenza in Finlandia, ho acquisito una buona competenza sul PLCS, arrivando ad elaborare un completo stato dell’arte dell’argomento, che ha peraltro portato alla stesura dell’articolo “Challenges in Data Management in Product Life Cycle Engineering” per la 18th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering 2011. Quest’analisi ha inoltre messo in rilievo quelle che sono le carenze degli strumenti informatici attualmente disponibili a supporto di quest’area attraverso un confronto dei prodotti offerti dai maggiori vendor di software PLM. Infine ho analizzato dettagliatamente gli standard esistenti per la gestione dei dati di prodotto al fine di capire come meglio progettare il nuovo sistema. Attraverso poi un questionario mirato è stato possibile rilevare i bisogni e le aspettative delle figure professionali che all’interno delle aziende si occupano di questi aspetti. Incrociando quindi il mondo della letteratura e le reali esigenze dell’industria sono stati definiti i requisiti del sistema. Il modello, presentato nell’ultima parte della tesi, esemplifica un sistema di PLCS attraverso un caso di studio.