Die Varianz beherrschbar machen

Die hohe Kunst des Variantenmanagements besteht darin, mit einem Minimum an Varianten die maximale Vielfalt kundenspezifischer Ausprägungen zu generieren. Und das möglichst auf Knopfdruck. Von diesem Ideal sind die meisten Unternehmen, die kundenspezifische Produktvarianten in Losgröße eins oder ganz geringen Stückzahlen herstellen, meilenweit entfernt. Meist erzeugen sie neue Varianten ausgehend von einer bestehenden Maschine oder Anlage, die den Wünschen des Kunden am nächsten kommt, in einem zeitaufwendigen Engineering-to-Order-Prozess. Das heißt, dass sie vielleicht nicht das ganze Rad, aber zumindest Nabe und die Felge ständig neu erfinden.

Das Ganze geschieht in aller Regel unter hohem Zeitdruck, weshalb niemand die Muße hat, sich über die Modularisierung und Standardisierung der Produktreihen Gedanken zu machen. Im günstigsten Fall werden dank Klassifizierung nach Sachmerkmalleiste, die mal vor über 20 Jahren eingeführt wurde, bestimmte Teile wieder verwendet. Trotzdem ist der Teilebestand mit der Variantenvielfalt immer weiter angewachsen.

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Eine Möglichkeit, die Variantenvielfalt einzudämmen oder zumindest besser beherrschbar zu machen, ist der Aufbau intelligenter Produktbaukästen. Geht nicht, gibt’s nicht, werden viele Hersteller von kundenspezifischen Maschinen und Anlagen sagen – dafür sind die Wünsche unserer Kunden viel zu unvorhersehbar. Richtig daran ist, dass sicher keines ihrer Produkte dem anderen gleich wie ein Ei dem anderen. Aber alle haben Schale, Luftkammer, Membran, Dotter, Eiklar und andere Komponenten, die sich mit ihren Ausprägungen in einem Baukasten abbilden ließen.

Selbst wenn man nur 70 Prozent eines Produkts aus dem Baukasten zusammenstellen kann, bedeutet das eine enorme Zeit- und Kostenersparnis für die Unternehmen. Und bessere bzw. besser an die Kundenbedürfnisse angepasste Produkte, denn die Ingenieure können sich auf die restlichen 30 Prozent Engineering-Arbeit konzentrieren. Die Wiederverwendung von vielen Komponenten und Funktionsmodulen hat außerdem den Vorteil, dass sie nicht erneut validiert zu werden brauchen, was im klassischen Engineering-to-Order-Prozess ein wichtiger Zeitfresser ist, insbesondere wenn bei der Validierung Probleme entdeckt werden, die spät im Prozess behoben werden müssen.

Produktbaukästen fallen nicht vom Himmel, sondern müssen systematisch aufgebaut werden. Das erfordert in aller Regel ein Reengineering der bestehenden Produkte, die so strukturiert werden müssen, dass mit einem Minimum an Varianten ein Maximum an kundenspezifischen Ausprägungen erzeugt werden kann. Ganz wichtig dabei ist, sich darüber Gedanken zu machen, welche Varianz wirklich benötigt wird. Viele Unternehmen bieten eine historisch gewachsene Produktvielfalt, die vom Kunden eigentlich gar nicht in ausreichender Zahl nachgefragt wird. Diese hausgemachte Vielfalt muss erst mal bereinigt werden.

Die Automobilindustrie mag sich momentan nicht gerade als Vorbild eignen, aber in punkto Standardisierung und Modularisierung der Produkte kann man sicher von ihr lernen. Dank Produktplattformen, Längst- und Querbaukästen schaffen es VW & Co., mit einer beherrschbaren Varianz eine wachsende Zahl von Fahrzeugmodellen mit immer mehr kundenindividuellen Konfigurationen anzubieten. Der Nachteil dieser Systematik ist natürlich, dass Software-Algorithmen zur Manipulation des Schadstoffausstoßes plötzlich in Millionen von Fahrzeugen stecken.

Maschinen- und Anlagenbauer werden die Modularisierung und Standardisierung nicht so weit treiben können, dass sie alle Kundenwünsche aus dem Baukasten bedienen. Umso wichtiger ist eine klare Festlegung dessen, was an kundenindividuellen Varianten zulässig sein soll. Und die entsprechende IT-Unterstützung: Die Kombination von Configure- und Engineering-to-Order-Prozess erfordert nach Ansicht von Experten ein leistungsfähiges, PLM-gestütztes Variantenmanagement.

Engineering-getriebene Unternehmen benötigen ein PLM-System, um die Baukastensystematik abzubilden und über den Produktlebenszyklus zu pflegen. Es reicht nicht, die Produktbaukästen einmal aufzubauen. Sie müssen leben und sich mit den Marktanforderungen verändern, sonst werden sie zu einem Innovationshindernis.

Alte Hüte, moderne Mützen

Man sollte meinen, das Thema PDM/ERP-Schnittstelle sei ein alter Hut, der an der PLM-Garderobe verstaubt. Ist aber nicht so. Es gibt immer noch Firmen, die Materialdaten und Stücklisten trotz PDM-Einsatz von Hand ins ERP-System eingeben. Und es sind nicht unbedingt die kleinsten – im Gegenteil: Manchmal hat man den Eindruck, als mittelständischen Maschinen- und Anlagenbauer, was die IT-technische Verzahnung von Einkaufs-, Entwicklungs- und Fertigungsprozessen angeht, weiter als manches Großunternehmen. Zumindest gehen Mittelständler das Thema pragmatischer an: Viele haben im Zuge der PDM/ERP-Integration ohne lange Diskussionen entschieden, dass Materialstämme und Stücklisten im PDM-System „erfunden“ werden. Und siehe da, es funktioniert.

Interessanterweise ist das Thema PDM/ERP-Integration selbst für Unternehmen, die bereits ein hohes Maß an Prozessdurchgängigkeit erreicht haben, aktueller denn je. Um die wachsende Zahl von kundenspezifischen Aufträgen mit tendenziell kleiner werdenden Losgrößen flexibler durch den Produktionsprozess zu schleusen, benötigen sie umfassendere Schnittstellen-Funktionen, die es erlauben, die Informationen in beiden Systemwelten kontinuierlich zu synchronisieren und nach Möglichkeit in Echtzeit auf sie zuzugreifen. Ein heißes Eisen ist in diesem Zusammenhang das systemübergreifende Änderungs-Management, denn es geht darum, einen stringenten und sicheren Prozess von der ersten Bedarfsmeldung für eine technische Änderung bis zur Umsetzung in der Produktion zu gewährleisten.

Neue Anforderungen ergeben sich auch durch den Ausbau der PDM-Systeme zu umfassenderen PLM-Lösungen, mit denen zum Beispiel die Entwicklungsaufgaben verteilt und terminiert, die Aufwände erfasst und die Arbeitsfortschritte kontrolliert werden. Um Projekte von der Angebotserstellung bis zur Auslieferung durchgängig steuern zu können, muss die Auftragsverwaltung im ERP-System mit dem Projekt-Management der PLM-Lösung verknüpft werden, insbesondere was den Abgleich von Cost und Work Breakdown Structures anbelangt. Hersteller von variantenreichen Produkten, die mögliche Produktkonfigurationen PLM-seitig definieren, benötigen die hinterlegten Regeln auch für die Erzeugung der auftragsspezifischen Stücklisten im ERP-System. Das heißt mit anderen Worten, dass zwischen beiden Systemwelten mehr Informationen als bisher ausgetauscht und bei Änderungen synchronisiert werden müssen..

Sowohl die Unternehmen, als auch die Softwarehersteller und ihre Systemintegratoren treiben einen erheblichen Aufwand, um dieses Mehr an Funktionalität in proprietären Schnittstellen abzubilden. Dabei wird das Rad oft neu erfunden. Mit Blick auf die Gesamtkosten für Anschaffung, Betrieb und Wartung der Integrationslösungen ist dieser Aufwand eigentlich nicht zu rechtfertigen. Wir brauchen mehr Standardisierung, nicht im Sinne einer PDM/ERP-Integration von der Stange, sondern in Form von Best Practices und standardisierten Schnittstellen-Funktionen, die sich entsprechend den Prozessanforderungen des Kunden und den Möglichkeiten der eingesetzten PDM- und ERP-Systeme einfach konfigurieren lassen. Das Forschungsinstitut für Rationalisierung der RWTH Aachen hat deshalb zusammen mit Partnern aus Verbänden und der Industrie ein Forschungsprojekt gestartet, das die Produktionssysteme durch Integration der IT-Strukturen und Dezentralisierung der Produktionssteuerung und -planung wandlungsfähiger machen soll. Gefördert wird das WInD-Projekt von Bundesministerium für Forschung und Bildung. Ein wichtiges Teilprojekt ist die Schaffung prozessorientierter Standard-Schnittstellen, sowohl zwischen ERP- und PDM-, als auch zwischen ERP- und MES-Systemen.