Mangelnde Effizienz in der Produktentwicklung

Die Innovationen im deutschen Maschinen- und Anlagenbau sind teuer erkauft. Fast vier von zehn Entwicklungsprojekten laufen aus dem Ruder, was Liefertermine, Herstellungskosten, Entwicklungsbudgets oder Qualitätsvorgaben anbelangt; viele reißen die Meßlatte gleich mehrfach. Das sind die beunruhigenden Ergebnisse einer Studie von VDMA und Staufen AG zum Thema Lean Development im deutschen Maschinenbau. Sie zeigt außerdem ein sehr starkes Gefälle zwischen dem Durchschnitt der befragten Maschinen- und Anlagenbauer und der Spitzengruppe der besten 20 Unternehmen.

Mit freundlicher Genehmigung suphakit73, www.FreeDigitalPhotos.net
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Die Ergebnisse der Studie sind Wasser auf die Mühlen der PLM-Hersteller. Die Hälfte der acht untersuchten Handlungsfelder offenbart Verbesserungspotentiale, die durch den konsequenten Einsatz der PLM-Technologie erschlossen werden könnten. Eines knüpft unmittelbar an das Thema meines letzten Blogbeitrags an: Die Reduzierung der unnötig großen Variantenvielfalt durch intelligente Produktbaukästen, die sich vor allem auf die Herstellungskosten positiv auswirken würde. Zwar verwenden angeblich 80 Prozent der Unternehmen in der Produktentwicklung Modularisierung und Baukästen, aber die Module sind noch nicht produktübergreifend genug nutzbar.

“Die Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau entwickeln immer noch zu sehr aus dem Bauch heraus. Es fehlt ihnen die konsequente und systematische Steuerung von der Idee bis zur Produkteinführung “, urteilt Studienleiter Dr. Andreas Romberg von der Staufen AG. Diese Lücke im Innovationsprozess ließe sich durch ein PLM-integriertes Ideenmanagement relativ einfach schließen. Eine systematische Bewertung und Priorisierung von Ideen könnte die Innovationsrate verzehnfachen, weil die Unternehmen sich auf die wichtigen Dinge konzentrieren würden. Das wäre auch deshalb nötig, weil im Maschinenbau nur sechs von 100 offizielle Ideen zu einem erfolgreichen Produkt werden.

Gerade kleinere Unternehmen verlieren sich oft im Kleinklein des Projektalltags und merken es nicht mal. Weniger als die Hälfte hat die gleichzeitige Planung, übergreifende Steuerung und Überwachung von mehreren Projekte professionell organisiert, obwohl ein effizientes Multiprojektmanagement maßgeblich zu einer Verbesserung der Termintreue beitragen würde. Die Projekte werden nicht nach Bedeutung, sondern Dringlichkeit abgearbeitet. Es fehlt es an der nötigen Transparenz im Projektgeschehen und an vor allem an belastbaren Kennzahlen, um die Projektfortschritte bewerten zu können. Und das obwohl die meisten PLM-Systeme heute umfassende Projektmanagement-Funktionen bereitstellen. Man muss sie halt auch nutzen.

Eines der Handlungsfelder, in dem die Maschinen- und Anlagenbauer noch besonders großen Handlungsbedarf aufweisen, ist das Shopfloor Management, verstanden als eine effektive und effiziente Kommunikation von Informationen, Störungen und Abweichungen nach festgelegten Regeln und unter Nutzung visueller Management-Techniken. Gerade einmal 30 Prozent der Unternehmen nutzen Shopfloor Management als zentrales Führungs- und Steuerungsprinzip des Lean Developments, obwohl es ein wichtiger Stellhebel für die fristgerechte Fertigstellung von Entwicklungsprojekten ist. PLM-Systeme erscheinen mir als die geeignete Plattform zu sein, um solche regelbasierten Kommunikationsprozesse abzubilden, zumal sie häufig schon Funktionen für das Issue Management beinhalten.

Natürlich ist die Effizienz in der Produktentwicklung des Maschinen- und Anlagenbaus nicht nur ein PLM-Thema. Die Studie zeigt eine Vielzahl von organisatorischen Ansatzpunkten für Effizienzverbesserungen auf, die ich hier nicht näher erläutern möchte. Wichtig erscheint mir aber hervorzuheben, dass PLM einen maßgeblich Beitrag dazu leisten kann, die Trefferquote von Entwicklungsprojekten in Maschinen- und Anlagenbau zu verbessern. Das ist die Voraussetzung, um nachhaltig innovativ zu sein.

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.