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Globale und schlanke Produktentwicklung

Lean Construction

Globale und schlanke Produktentwicklung

Viele Unternehmen agieren in Bezug auf Entwicklungsstandorte, Arbeitsverteilung und externe Partner global. Die daraus resultierenden Chancen werden jedoch häufig von einer verschärften Wettbewerbssituation begleitet. Um sich dennoch auf dem Markt zu behaupten, rücken Lean Management-Ansätze auch im Entwicklungsprozess mehr und mehr in den Vordergrund. Dabei geht es um die kontinuierliche Verbesserung des Werteflusses und damit des Informationsflusses zwischen allen Beteiligten.



Für Hersteller von Serienprodukten bleibt die mögliche kundenspezifische Varianz oft entscheidend für die Marktaussichten. Die Herausforderung besteht auch darin, die mit der Variantenanzahl steigende Komplexität bei Entwicklung, Fertigung und Aftersales-Modellen handhaben zu können, ohne den Kostenrahmen zu sprengen. Dafür erfolgt in der Regel der Griff zu geeigneten IT-Systemen. Bild: PTC – Parametric Technology GmbH

Schlanke Produktion beziehungsweise Lean Management ist eine Geschäftsstrategie, mit der Unternehmen Qualität und Kosten ihrer Produkte optimieren, indem sie überflüssigen Aufwand in den Herstellungs- und Lieferprozessen vermeiden und so kostengünstig Flexibilität erzeugen. Für nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit reicht eine nachträgliche Kostenoptimierung oft nicht aus. Deshalb bietet es sich an, Lean Management-Ansätze bereits in der Phase der Produktgestaltung einzubringen. Dabei lässt sich der Entwicklungsprozess mit nachgelagerten Prozessen im Unternehmen enger verbinden. So gewinnen die Entwicklungsteams Zeit und Ressourcen für ihre eigentlichen Innovationsaufgaben.

Einen wichtigen Schlüssel für diese Herangehensweise stellt die Standardisierung und Modularisierung des Entwicklungsprozesses dar. Unternehmen mit Fokus auf dem Projektgeschäft versuchen häufig stärker zu standardisieren: Wiederholbare Module werden dazu zusammen mit ihren Schnittstellen zu anderen Modulen definiert, damit kundenspezifische Anforderungen mehr und mehr durch Konfiguration bewältigt werden können. Der Anteil auftragsspezifischer Arbeit nimmt ab, Vorarbeiten für diese modularen Produktarchitekturen nehmen indessen zu. Umgekehrt stehen Hersteller von Serienprodukten mit großen Stückzahlen oftmals vor der Herausforderung, mehr kundenspezifische Varianz zuzulassen – ohne die Komplexitätskosten über die erwarteten Marktvorteile hinaus wachsen zu lassen. Auch hier spielt die modulare Definition von Varianzen eine große Rolle.

Die Ausarbeitung der dazu erforderlichen, zunächst unspezifischen Architekturen ist ein Vorab-Investment, das Unternehmen über die nachgelagerten Skalenvorteile für Einkauf, Produktion und Service wieder hereinholen möchten – auch im F&E-Budget. Nach dem Abschluss vieler Projekte stellte sich jedoch heraus, dass wenig wertschöpfende indirekte Arbeiten zunehmen. Dies liegt in der Regel an unzureichenden Fähigkeiten in der automatisierten Verwaltung von Daten für Produktarchitekturen, Produkte und Arbeitsabläufe: Vor der Freigabe an die Produktion werden oftmals Produktstrukturen und Stücklisten per Tabellenkalkulation verwaltet. Auf einer solch zerklüfteten Basis für die Erstellung, Validierung und Verwendung der erzeugten Daten sind keine präzisen Prozesse möglich, um datenbezogene Irrtümer und Nacharbeiten zu vermeiden.

Kontinuierliche Verbesserung auf Basis von Prozesswissen

Aus der schlanken Produktion ist die Vermeidung von Nacharbeiten als Zielgröße gut bekannt. Im Kern geht es für die Anforderungs- und Entwicklungsprozesse darum, eine ‚Single Source of Truth‘ – einen klar definierten Datenbestand – einheitlich und kontrolliert allen Beteiligten über Abteilungen und Standorte hinweg benutzerfreundlich zur Verfügung zu stellen. Dies ist die Grundlage, um, Mitarbeitern eine Basis für schlanke Prozesse in Echtzeit an die Hand zu geben. Der Gegenstand der Wertschöpfung ist in der Produktentwicklung das spezifizierte oder detaillierte virtuelle Produkt. Dies gilt es zusammen mit Reifegrad und Stand in einem transparenten Arbeitsablauf abzubilden.

In der Werkhalle kann man die Produkte und Prozesse selber sehen und nach und nach verbessern, in der Entwicklungsphase muss diese Art von Sichtbarkeit datentechnisch organisiert und hergestellt werden. Das betrifft etwa die Rückmeldung von Ergebnissen aus Prototypentests unter Bezugnahme auf die Versuchsträger. Die Fähigkeit, effizient im Team zu iterieren und das Produkt reifer zu machen, lässt sich etwa anhand der Dauer und der Präzision solcher Verbesserungsschleifen messen. Die Summe der Schleifen ergibt die Entwicklungsdauer und damit die Projektkosten. Weniger Aufwand pro Schleife kann zu Einsparungen führen – oder zu einer höheren Anzahl erwünschter Schleifen. Die wiederum bedeutet mehr Reife bei gleichem Budget, und damit oft bessere Abstimmung mit dem Markt, der Produktion und dem Einkauf, und somit profitablere Produkte.

Globale Lean-Projekte systematisch bewältigen

Systematiken wie diese helfen gleichzeitig, die immer stärker werdende Globalisierung des Arbeitsalltags zu bewältigen. Während in der Vergangenheit häufig standortspezifisch entwickelt und gefertigt wurde, stellen sich jetzt Aufgaben in der flexiblen Vernetzung verschiedener Produktions- und Entwicklungsstandorte. Neben der Produktarchitektur wird die Wertschöpfungsarchitektur im weltweiten Verbund – oft schon bei relativ kleinen Unternehmen – maßgeblich. Und während bisher oft das gemeinsame, abteilungsübergreifende Entwicklungsteam am selben Ort eingespielt war, lässt sich diese menschliche Nähe, das ‚über die Schulter schauen‘, nicht mehr in global verteilten Projekten realisieren. Hier müssen Transparenz und gemeinsame Methodik greifen, die mit der Single Source of Truth eines weltweit verfügbaren Product Lifecycle Management-Systems (PLM) erzeugt werden kann.

Auch globale Wertschöpfung kann verhältnismäßig schlank erfolgen: IT-Systeme für Produktlebenszyklus-Management helfen Unternehmen dabei, derartige Produktarchitekturen, schlanke Prozesse und die Zusammenarbeit weltweit verteilter Ressourcen abzubilden. Der wirtschaftliche Beitrag der Investitionen, die für Anschaffung, Integration und Schulung anfallen können, bemessen sich häufig in mehreren Prozent Margenverbesserung für die Gewinn- und Verlustrechnung (GuV). Wenn Organisationen die Einführung einer umfassenden PLM-Lösung planen, sollten Geschäftsplanung und zukünftige GUV im engen Zusammenhang mit den Anforderungen an die Unternehmensarchitektur betrachtet werden. Denn um die nötige Durchgängkeit zu erreichen, muss eine stimmige Verbindung zwischen zentralen Themen erreicht werden – darunter fallen etwa Produktarchitekturen, Wertschöpfungsarchitektur, mögliche Produktionsstandorte sowie Prozess- und IT-Architektur.



Lean Mangement kann man bereits in der Produktgestaltung einsetzen. Doch während sich Prozessverbesserungen der Werkhalle häufig anschaulich visualisieren und planen lassen, finden entsprechende Maßnahmen im Entwicklungsprozess in der Regel auf einer eher abstrakten Datenebene statt.
Bild: PTC – Parametric Technology GmbH

Methoden für operative Verbesserungsinitiativen

Auch deshalb gibt es etwa bei Volkswagen eine enge Verzahnung zwischen modularen Produktbaukästen und modularen Fabriken. ‚Unterhalb‘ dieses strategischen Rahmens können operative Verbesserungsinitiativen dazu beitragen, Lean-Ideen auch in frühen Design-Phasen aufzugreifen. In solchen Projekten lassen sich etwa Instrumente etablieren, um einen Echtzeit-Überblick über den Status des Entwicklungsfortschritts und der angestrebten Ergebnisse zu erhalten. Diese Informationen stehen im Idealfall ständig zur Verfügung und nicht nur, wenn das Projekt Meilensteine oder spezielle Phasen erreicht. Die Statusinformation kann dabei neben Projektmanagement oder Führungsgremien auch einem breiteren Empfängerkreis zur Verfügung stehen, sodass sich Teams schnell auf aktuelle Situationen einstellen können. Um dabei die Umsetzung von ‚Best Practices‘ voranzutreiben, bieten sich Initiativen im Rahmen von systematischer Wissenserfassung an.

In der Entwicklung handelt es sich dabei beispielsweise um erprobte Berechnungsgrundlagen, klassifizierte Teile- und Funktionsbibliotheken sowie wiederverwendbare Elemente aus Prozessplänen oder Komponenten technischer Publikationen. Das Prozesswissen kann in Vorlagen wie Checklisten, Projektplänen und Abläufen festgehalten werden. In der Zusammenarbeit mit Fertigungs- und Lieferpartnerschaften steckt ebenfalls Potenzial für Verbesserungen: Werden externe Zulieferer und andere Abteilungen – etwa Produktionsingenieure – bereits in frühen Phasen in den Entwicklungsprozess einbezogen, können deren Kompetenzen und Kenntnisse um potenzielle Probleme früher eingebracht werden. Die Durchführung von Design Reviews bedeutet heute in der Regel die aufwändige Sammlung von Informationen zu Status und Inhalten. Die Zeitdifferenz, die durch diese administrativen Tätigkeiten entsteht, kann Probleme im Projektmanagement und in den verantwortlichen Gremien mit sich bringen, wenn der Projektstatus vom Projektbericht abweicht und eine große Anzahl an Problemen in wenigen Gremien-Sitzungen gelöst werden muss. Häufigere Design-Reviews mit laufender Problembehandlung machen diese häufig effizienter und optimieren die Problemlösung. Hierfür sind Echtzeit-Informationen jedoch unabdingbar.



Autor Dr. Rupert Deger

Vorteile durch unternehmensweites Prozessmanagement

Viele Verbesserungsinitiativen sind eng mit der Informationsarchitektur und -technologie verknüpft. Daher bietet sich in aller Regel an, den operativen Verbesserungsansätzen ein leistungsfähiges IT-Gerüst zur Seite zu stellen. Zu den Anforderungen an IT-Systeme im Rahmen von schlanken Entwicklungsinitiativen gehört zum Beispiel die Forderung nach leistungsfähiger Konstruktions- und Simulationssoftware, die den Schlüssel bei der Evaluierung von Konstruktionen und bei der Informationsbeschaffung darstellt. Damit wird es möglich, mehrere Konstruktionsoptionen zu untersuchen und zu simulieren, sodass Probleme so früh wie möglich identifiziert und Optionen so spät wie möglich ausgeschlossen werden können. Funktionen zur verteilten Zusammenarbeit und Planung unterstützen dabei die Organisation der Teamarbeit, was zu einem ‚digitalen Produkt‘ aus Modulentwicklungen verschiedener Standorte führen kann. Ein solches, unternehmensweites Content- und Prozessmanagement gestattet, durch Produkt- und Prozessinformationen aus einer Vielzahl von Quellen einen vollständigen strukturierten Satz an Produktinformation zu erstellen – also eine Stückliste im weiteren Sinn – und unterstützt deren Bereitstellung an weitere Teilnehmer auf systematische und recht sichere Art.

Dies gestattet beispielsweise die Kombination von Teilergebnissen unterschiedlicher Ingenieur-Disziplinen zu mechatronischen Produkten. Visualisierung und Modelle machen den am Entwicklungsprozess Beteiligten die virtuellen Darstellungen des digitalen Produktes zugänglich, sodass jeder den Projektstatus sowie Reifegrad erkennen sowie prüfen und kommentieren kann. Die Planung der Fertigungsprozesse und die Prozesse der technischen Dokumentation können wesentlich von angereicherten, jederzeit aktuellen Informationen profitieren, die einem kontrollierten Änderungsdienst unterliegen, um die parallelen Entwicklungsaufgaben möglichst effizient zu gestalten. Da globale Produktentwicklung in vielen Unternehmen bereits Realität ist, müssen deren Auswirkungen auf Menschen, Prozesse und Informationstechnologie weiter untersucht werden. Im Konzept ‚Lean Development‘ werden viele dieser Aspekte kombiniert, um zu einer kontinuierlichen Verbesserung der F&E-Produktivität zu kommen. Je wichtiger die Produktivität in der Entwicklungsabteilung für den Erfolg eines globalen Unternehmens wird, desto mehr Vorteile können aus der engen Verknüpfung von schlanker und globaler Produktentwicklung erwachsen.