Michael Wendenburg

Warum einfach, wenn’s auch kompliziert geht

Deutschen Ingenieuren wird oft vorgeworfen, dass sie zum Over Engineering neigen. Leider nicht ganz zu Unrecht. Das ist aber nicht allein ihre Schuld, sondern auch die ihrer Vorgesetzten (meist selber Ingenieure), die nicht immer in der Lage sind, den ihren Mitarbeiter in die Ingenieurswiege gelegten Kreativtrieb zu bremsen oder wenigstens in die richtigen Bahnen zu lenken. (Oh, ich sehe schon, dass ich mir mit diesem Blogbeitrag keine Freunde machen werde:-)).

Deutsche Unternehmen, die zum Beispiel eine einfache (und kostengünstige) Produktvariante für den asiatischen Markt entwickeln wollen, überlassen das nicht selten ihren polnischen oder tschechischen Ingenieuren. Und das nicht etwa deshalb, weil die weniger kosten (das natürlich auch), sondern weil sie eher in der Lage sind, sich weniger komplexe Lösungen auszudenken. Manchmal werden diese Produkte sogar reimportiert, weil die Unternehmen plötzliche entdecken, dass es auch in unserer entwickelten Welt Bedarf für einfache und preisgünstige Lösungen gibt. Die Amerikaner nennen diesen Trend Reverse Innovation.

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Natürlich muss man zur Verteidigung der westlichen Welt und ihrer Ingenieure sagen, dass sie letztlich nur das entwickeln, was wir als (deutsche) Konsumenten für teures Geld zu kaufen bereit sind. Vielleicht sollte ich die Klammer weglassen, denn ich bin der festen Überzeugung, dass Phänomene wie die Mass Customization, das heißt die kundenindividuelle Konfiguration (wenn nicht gleich Entwicklung) von in Serie zu fertigenden Produkten, eigentlich eine Erfindung deutscher Ingenieure ist. So wie übrigens auch die deutsche Antwort auf die damit verbundene, fertigungstechnische Herausforderung: Industrie 4.0.

Beweise? Fragen Sie doch mal bei einem der deutschen Premium-Automobilhersteller nach, ob er nordamerikanischen oder asiatischen Kunden die gleichen Konfigurationsmöglichkeiten für seine Fahrzeuge einräumt wie seinen deutschen Kunden? Pustekuchen. Da wird oft schon der langen Lieferzeiten wegen mit vorkonfigurierten Paketen gearbeitet.

Richtig ist aber, dass die Ingenieure in kaum einer Branche so kreativ sein dürfen wie in der globalen Automobilindustrie. Trotz modularer Längs- und Querbaukästen und anderer Anstrengungen zur Eindämmung der Variantenvielfalt werden viele Dinge in einer zumindest für Laien unfassbar großen Varianz entwickelt, was den allseits bekannten Rattenschwanz an Kosten für Fertigung, Einkauf, Lagerhaltung und Verwaltung der eigentlich redundanten Teile nach sich zieht.

Ein schönes Beispiel dafür habe ich neulich beim Besuch eines bekannten Herstellers von Kabelbindern und -befestigungssystemen entdeckt. Das Unternehmen hat einen innovativen Befestigungsclip für Kabelsätze entwickelt, der in ovale Löcher unterschiedlicher Größe in unterschiedlichen Fahrzeugmarken und -modellen passt. Warum, fragte ich mich, müssen die Löcher für die Befestigungen der Kabelsätze eigentlich unterschiedlich groß sein? Könnte man sich da nicht auf einen Standard einigen oder – besser noch – einfach die Vorgaben der Verkabelungsspezialisten übernehmen? Die wissen doch am besten, welche Kräfte so eine Befestigungssystem aushalten muss. Aber nein, es muss eine kundenindividuelle Lösung sein.

Möglicherweise liegt es daran, dass die Ingenieure nicht wissen, welche Lösungen es von der Stange gibt und wie viel Geld sie durch ihre Verwendung sparen könnten. Und wie viel Zeit, denn geprüfte Komponenten müssen nicht mehr aufwendig abgesichert werden, bevor sie verwendet werden können. Dazu bräuchten sie aus ihrem PLM-System heraus den Zugriff auf leistungsfähige Bauteil-Bibliotheken, in denen sie anhand technischer Parameter die passenden Kaufteile suchen und am besten gleich verbauen können. Und die sie auch darüber informieren, welche ähnlichen Komponenten auf Lager sind und alternativ verbaut werden könnten. Solche Bibliothekssysteme gibt es zwar, aber sie werden offensichtlich noch zu wenig genutzt. Sonst müssten sich die Ingenieure das Leben nicht so schwer machen.

Der Fortschritt ist ein Walkürenritt

Den Fortschrittsglauben meiner technikverliebten Freunde und Kollegen teile ich nur bedingt. Ich bin der festen Überzeugung, dass wir jeden Fortschritt mit lauter kleinen Rückschritten erkaufen. Vor ein paar Tagen, als mein “alter” DVD-Player plötzlich seinen Geist aufgab, ist mit das wieder bewusst geworden. Das No-Name-Gerät hatte einen analogen Audio-Ausgang mit zwei Cinch-Buchsen, so dass ich ihn an meine (wirklich alte) Stereo-Anlage anschließen und mir Filme mit guter Musik über die Boxen anhören konnte. Da klang Wagners Walkürenritt in Apocalyse Now noch mal so gut.

Jetzt habe ich einen nagelneuen Blu(e)-Ray-Player von einem namhaften koreanischen Hersteller, den ich sogar ins WLAN hängen kann. Aber statt der Cinch-Buchsen hat er nur noch einen digitalen Coaxial-Ausgang, und in dem ganzen Medienmarkt war kein Mitarbeiter in der Lage mir zu erklären, wie ich das Gerät wieder an meine Stereo-Anlage anschließen kann. Einer meinte, ich solle das Audiosignal doch am Euro Connector des Fernsehers abgreifen und in den Receiver einspeisen, worauf mir der Song von Mike Krüger in den Sinn kam: “Sie müssen erst den Nippel durch die Lasche ziehen…”

Stecker2 — Mit freundlicher Genehmigung Hyena Reality, www.FreeDigitalPhotos.net

Smart Connected Systems stelle ich mir anders vor. Vielleicht hätte ich einen der Kunden fragen sollen, die – wenn man der Werbung besagten Marktes Glauben schenken darf – nicht blöd sind. Der hätte mir dann gesagt, dass ich dafür ein Zusatzgerät benötige, das ich im Spezialhandel suchen muss und das mehr kostet als der neue Player. Aber zum Glück gibt es ja heute das Internet, um die Probleme zu lösen, die man vor dem Internet-Zeitalter nicht hatte. Und wo man den Digital Audio Converter dann auch gleich online bestellen kann.

Sie werden sich sicher fragen, was das alles mit PLM zu tun hat? Ich überlege auch schon die ganze Zeit fieberhaft, wie ich die Kurve kriege. Nun, zunächst einmal macht das Beispiel einmal mehr deutlich, warum wir PLM so dringend benötigen. Es gibt keine einfachen Lösungen mehr – alles wird komplizierter, und ohne PLM sind wir einfach nicht mehr in der Lage, die Komplexität zu beherrschen.

Zwingend erforderlich ist die Integration eines leistungsfähigen Anforderungsmanagements in die PLM-Systeme, damit unsere Kundenbedürfnisse endlich besser erfasst werden. Allerdings befürchte ich, dass mein Wunsch nach Anschluss des Players an eine klassische Stereo-Anlage spätestens bei der Priorisierung der erfassten Anforderungen dem Mainstream zum Opfer fallen würde. Stereo-Anlagen sind halt “mega-out”, wie meine Kinder sagen würden. Die hören Musik mit Handy und Knopf im Ohr und wissen deshalb gar nicht mehr wie gut Musik aus Boxen klingen kann.

Ich kann nur hoffen, dass irgendein Hersteller sein Player-Portfolio PLM-gestützt managt und dank eines integrierten Variantenmanagements in der Lage ist, eine meinen Anforderungen entsprechende Produktvariante zu konfigurieren. Es wird doch ständig von Mass Customization geredet – davon dass Massenprodukte immer variantenreicher werden, um individuelle Kundenanforderungen zu erfüllten. Das mag für deutsche Premium-Fahrzeuge und deutsche Premium-Maschinen sicher lohnenswerter sein, als für elektronische Massenware aus dem fernen Korea, die – das muss man der Fairness halber sagen – sehr viel Leistung für wenig Geld bietet. Aber mit Elektronik und Software lässt sich Varianz doch angeblich viel preisgünstiger abbilden als in Hardware.

Das Problem ist, dass die Lebenszyklen elektronischer Konsumgüter im Ladenregal so kurz sind, dass man kaum Zeit hat, sie zu managen. Ihre Lebensdauer ist hingegen wesentlich länger, was dazu führt, dass in unseren Haushalten Produkte unterschiedlicher Generationen zusammenleben. Wir brauchen also ein generationenübergreifendes Produktfamilien-Management. Und wir brauchen ein PLM-gestütztes Systems Engineering, das die Connectivity-Konflikte zwischen unterschiedlichen Produktgenerationen berücksichtigt.

Nachtrag: Ich habe meinen alten, voll funktionsfähigen Receiver inzwischen dem Fortschritt geopfert und ein Gerät mit digitalem Audio-Eingang bestellt – in der Gewissheit, dass es nicht besser klingen, dafür aber höchstens halb so lange halten wird. Zum Glück dürfte dank PLM zumindest die Recyclingfähigkeit sichergestellt sein.

Zersprengte Prozessketten

Manchmal frage ich mich, wie unsere deutschen Unternehmen es schaffen, so tolle Produkte zu entwickeln und auch noch zu weltweit wettbewerbsfähigen Konditionen zu fertigen. Zwischen Entwicklung und Fertigung tun sich datentechnisch und organisatorisch immer noch Gräben auf. Die Entwickler befürchten, dass ihre Kreativität durch Enterprise Ressource Planning (ERP) in Ketten gelegt wird; die Kollegen in Arbeitsvorbereitung (AV) und Fertigung können oft schon mit dem Begriff Product Lifecycle Management (PLM) wenig anfangen.

Die Gräben werden notdürftig mit schmalen Schnittstellen überplankt, die gerade mal den Austausch und Abgleich der Stammdaten ermöglichen, obwohl sie technisch meist viel mehr können. Schon die Synchronisation von Konstruktions- und Fertigungsstücklisten ist meist mit viel Handarbeit verbunden (siehe auch mein letzter Blogbeitrag). Die mangelnde Integration zwischen Entwicklungs- und Fertigungsprozessen bzw. zwischen den Systemen, die diese Prozesse unterstützen, ist einer Studie von Accenture zufolge eine der großen Herausforderungen, vor der die PLM-Verantwortlichen in Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie stehen; in anderen Branchen dürfte das nicht anders aussehen.

PLMketten — Mit freundlicher Genehmigung David Castillo Dominici, www.FreeDigitalPhotos.net

Dass Unternehmen ihre Fertigungsunterlagen im selben IT-System ablegen, mit dem die Konstruktionsdaten verwaltet und versioniert werden, ist eher die Ausnahme als die Regel. Obwohl das gerade mit Blick auf ein durchgängiges Änderungsmanagement Sinn machen würde, weil die Mitarbeiter in der AV dann auf einen Blick erkennen könnten, dass das NC-Programm für die Bearbeitung eines Bauteils nicht mehr dem Stand des Modells oder der Zeichnung entspricht. Mir ist jedoch kein PLM-Hersteller bekannt, der Standard-Schnittstellen zu einem CAM-System anbieten würde, das nicht sein eigenes ist. Was nicht unbedingt Schuld der Anbieter, sondern oft der mangelnden Nachfrage geschuldet ist.

Was man den PLM-Herstellern mit eigener CAD/CAM-Lösungen aber sehr wohl vorwerfen kann, ist dass ihre CAM-Module nicht immer auf der Höhe der (Fertigungs-)Technik und außerdem noch kompliziert zu bedienen sind. Vom fehlenden Know-how für die Programmierung der Postprozessoren und die Maschinenanbindung ganz zu schweigen. Und das ist keine Frage des Geldes, sondern der (falschen) Prioritäten. Statt die Konsolidierung des CAM-Markts zu nutzen, um einen langweiligen, aber kompetenten CAM-Anbieter zu übernehmen, investieren sie halt lieber in “Zukunftsthemen” wie das Internet der Dinge.

Das führt dann zu der absurden Situation, dass wir uns über die vierte industrielle Revolution mit intelligent vernetzten Fabriken unterhalten, obwohl die dritte (digitale) Revolution im Grabenkrieg zwischen Entwicklung und Fertigung steckengeblieben ist. Wie tief diese Gräben sind, habe ich neulich beim Besuch eines renommierten Herstellers von Stellantrieben feststellen dürfen. Die Firma setzt ein eigenständiges CAM-System ein, weil es die Drehfräsbearbeitung und den vorhandenen Maschinenpark besser unterstützt als das CAM-Modul des CAD-Lieferanten. Dank leistungsfähiger Schnittstellen zwischen CAD und CAM eigentlich kein Problem – sollte man meinen.

Die digitale Prozesskette ist jedoch bei diesem und bei vielen anderen Unternehmen längst nicht so geschlossen wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Zwar programmieren die Mitarbeiter in der AV ihre NC-Programme nicht mehr anhand der Papierzeichnung, sondern auf Basis der CAD-Daten. Aber oft müssen sie diese Daten erst umständlich aufbereiten, weil die Konstrukteure die Geometrie üblicherweise im Nennmaß erzeugen und nicht auf Mitte tolerieren. Sie müssen Flächen verschieben, Zylinder durch richtige Bohrungen ersetzen etc, bevor sie die Bearbeitung programmieren können. Und das ist relativ aufwendig, weil die (parametrischen) CAD-Modelle im CAM-System als dumme Geometrie ohne Historie ankommen.

Die Lösung des Dilemmas ist eigentlich recht einfach und wird in manchen Unternehmen auch praktiziert: Die fertigungsgerechte Aufbereitung der CAD-Modelle ist Aufgabe der Konstruktion bzw. des Konstruktionssystems, in dem sie dank Parametrik wesentlich einfach zu bewerkstelligen ist. Das erfordert jedoch eine Entscheidung des Managements, die ich bislang vor allem in Unternehmen gesehen habe, in denen die Verantwortung für Entwicklung und Fertigung in der Hand einer Person liegt. Vielleicht lässt sich die Unternehmensleitung ja mit folgendem Argument überzeugen: Die zum Teil massiven Eingriff der AV in die freigegebenen CAD-Modelle, die prozesstechnisch nicht oder zumindest nicht im PLM-System dokumentiert werden, sind mit Blick auf die Produkthaftung mehr als bedenklich. Noch ein Grund warum ich der Meinung bin, dass die Fertigungsunterlagen unbedingt ins PLM-System gehören.

In diesem Sinne wünsche ich Ihnen allen ein erfolgreiches Jahr 2015.