Produktentwicklung

Eine zunehmende Zahl von Produktvarianten sowie die Entstehung globaler Wertschöpfungsnetzwerke induzieren in Unternehmen eine steigende Zahl von Prozessen sowie Prozessvarianten und erhöhen so deren Komplexität. Während auf Produktebene Modularisierungs- und Standardisierungsansätze zur Beherrschung vielfaltsinduzierter Komplexität Stand der Technik sind, bestehen im Bereich indirekter Geschäftsprozesse entsprechende Defizite. Der vorgestellte Ansatz untersucht am Beispiel der Nutzfahrzeugindustrie Chancen und Einflussfaktoren einer Standardisierung indirekter Prozesse in globalen Netzwerken. Berücksichtigt werden hierbei insbesondere Wechselwirkungen mit der zunehmenden Komplexität technischer Systeme.

Heutige Systeme des Maschinenbaus und verwandter Branchen werden immer stärker von der Informationstechnik geprägt. Der damit einhergehenden Komplexitätssteigerung kann durch eine konsequente Modularisierung der Systeme entgegen getreten werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt, welche Herausforderungen gerade bei der Modularisierung von modernen mechatronischen Bauteilen bestehen, wie die Produktstrukturierung durchgeführt werden kann und wie sich das auf den Produktentwicklungsprozess auswirkt.

Steigende Anforderungen im internationalen Wettbewerb erfordern von produzierenden Unternehmen neue Strategien im Umgang mit der daraus resultierenden Komplexität. Die Modularisierung komplexer Systeme ist eine dieser Strategien, die auf Produkte wie auch auf Prozesse angewendet werden kann. Viele Entscheidungen zur Entwicklung modularer Produkte müssen jedoch zu einem frühen Zeitpunkt der Produktentwicklung und unter einem hohen Maß an Unsicherheit getroffen werden. Nachträgliche Änderungen sind dadurch vorprogrammiert. Der Gestaltung änderungsfreundlicher Modulstrukturen sowie der Analyse und Bewertung von Moduländerungen gilt daher der folgende Artikel.

Der Serienanlauf von Produkten (ramp-up) ist zu einem entscheidenden Differenzierungsmerkmal für die Wett-bewerbs-fähigkeit eines Unternehmens geworden. Hersteller von Serienprodukten stehen vor der Herausforderung, immer breitere Produktpaletten mit kürzeren Produktentwicklungszeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität und zunehmendem Kostendruck auf den Markt zu bringen. Damit einher geht eine Erhöhung der Zahl der Produktüberleitungen von der Entwicklung bis zur Serie. Die Beherrschung dieser Produktüberleitung stellt künftig einen signifikanten Wettbewerbsvorteil dar.

Das Konzept schlanker Produktionssysteme hat sich in vielen Unternehmen als erfolgreicher Ansatz zur Optimierung der Produktion etabliert. Während bereits viele große Unternehmen schlanke Produktionssysteme eingeführt haben, erfolgt derzeit eine Übertragung des Konzepts auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Aufgrund struktureller Unterschiede zu großen Unternehmen stellt die Gestaltung schlanker Produktionssysteme für KMU eine ungleich größere Herausforderung dar. Auf Basis eines neuen Konzepts kann die Gestaltung schlanker Produktionssysteme in KMU durchgängig unterstützt werden.

Zunehmende Variantenvielfalt und kürzer werdende Lebenszyklen stellen die Maschinen- und Anlagenhersteller vor neue Herausforderungen. Dies führt dazu, dass Produktionsmaschinen in immer kürzerer Zeit entwickelt und in Betrieb genommen werden müssen. Zusätzlich hat der Entwicklungsprozess, aufgrund der Abhängigkeiten zwischen den mechatronischen Disziplinen Mechanik, Elektrik und Software, bei vielen Herstellern einen sequenziellen Charakter. Mangelnde Abstimmung zwischen diesen Bereichen führt zu Verzögerungen während der Inbetriebnahme. Durch systematische Wiederverwendung mechatronischer Module in Form mechatronischer Standards können Synergieeffekte mit Vorgängerprojekten erzielt werden. Dies spart Zeit und erhöht die Entwicklungsqualität.

Produktionswirtschaftliche Flexibilität zählt aktuell zu einem der Kerntrends in der Automobilindustrie. Die Bestimmung des optimalen Flexibilitätsgrads stellt dabei ein komplexes Entscheidungsproblem dar. Der Beitrag erläutert zunächst Chancen und Wirkungsweisen von Flexibilitäten in der Automobilproduktion. Produktionsflexibilität kann sowohl zur Begegnung von kurz- und mittelfristigen Marktschwankungen eingesetzt, als auch als strategischer Ansatz zur Realisierung langfristiger Kostenvorteile genutzt werden. Da-rauf aufbauend wird auf die verschiedenen Aspekte eingegangen, die im Rahmen der strategischen Planung berücksichtigt werden müssen. Der Beitrag verdeutlicht, dass die Planung optimaler Flexibilitäten einen ganzheitlichen Planungsansatz erfordert.

Die Nachfrage nach immer komplexeren und individuelleren Produkten erfordert eine stetige Verkürzung der Entwicklungszyklen. Gleichzeitig muss der Entwicklungsaufwand unter dem herrschenden Kostendruck weiter reduziert werden. Bei dieser vielschichtigen Aufgabe erhält der Projektplaner nur selten die notwendige Unterstützung. Das IAW hat hierzu eine Methode entwickelt, die es erlaubt, auch komplexe und vorab nicht exakt planbare Projekte zu modellieren und anschließend simulationsgestützt zu optimieren. Der Vergleich von alternativen Ressourcenmodellen spielt darin eine wichtige Rolle. Der in einem Forschungsszenario erstmals eingesetzte Ansatz wurde auch von der Industrie als aussichtsreich eingestuft und wird aktuell mit renommierten Unternehmen der Verfahrenstechnik und der Softwarebranche weiterentwickelt.

Viele Unternehmen sehen sich in Folge der Globalisierung gezwungen, ihre Wettbewerbsfähigkeit durch eine Internationalisierung der Produktionsstandorte zu sichern. Dies erfordert eine langfristige Planung der zukünftigen Produktstrukturen und Prozessketten, um die Variantenvielfalt beherrschen und Kernkompetenzen sichern zu können. Ziel der hier vorgestellten Methode ist eine marktnahe Variantenbildung und eine Bündelung von Kernkompetenzen.

Im Spannungsfeld gestiegener Kundenanforderungen, der daraus resultierenden Verbreiterung und Vertiefung der Produktpalette und der Notwendigkeit der Unternehmenssicherung werden Industrieunternehmen gezwungen, Anlaufzeiten von Neuprodukten drastisch zu reduzieren. Der Trend zur kontinuierlichen Reduzierung der Time-to-Market setzt sich unter hohem Druck fort und adressiert die Einhaltung des gesetzten Markteintrittszeitpunkts. Aus diesem Trend resultiert oftmals ein ineffizienter Produktionshochlauf. Begründet ist dies in der Entwicklungszeitverkürzung, da durch Einsparungen in Entwicklung und Konstruktion spätere Produkt-änderungen oftmals unvermeidbar sind. Unter dem Aspekt kürzer werdender Produktlebenszyklen wird mittels der Verkürzung erhofft, den Absatz- und Produktionszeitraum zu verlängern. Kostenintensive Produkt-änderungen schmälern jedoch oft die erwarteten Gewinne, weswegen das technische Änderungsmanagement in jüngster Zeit in Industrie und Wissenschaft stark ...