Produktgestaltung

Die zielorientierte Kombination organisatorischer, methodischer und technischer Maßnahmen / Hilfsmittel, genutzt von ganzheitlich denkenden Produktentwicklern

Vernetzt die Spezialisten in den unterschiedlichen Fachabteilungen miteinander

Vernetzt die Hierarchie-Ebenen des Unternehmens von der Unternehmensleitung über die Abteilungen bis zum Werker

Informationsfluss (predictive engineering)

—> In Richtung der Produkterstellung

Informationsrückfluss (feed back, reverse engineering)

—> In Richtung der Produktdefinition

Regelkreis (Rückkopplung)

—> Zur Analyse der Auswirkungen der Änderungen

Möglichkeiten des Informationsflusses:

—> Personen, Papier, EDV

• = Produkt + Entwicklung

• zielgerichtete Transformation einer Idee in eine Waren- oder Dienstleistungskomponente für kommerzielle Zwecke

• Die Gesamtheit der technischen, markt- und produktionsorientierten Tätigkeiten zur Schaffung eines neuen oder verbesserten Produktes oder Verfahrens

Je stärker die formale Arbeitsteilung, umso mehr Arbeitsleistung muss zur gegenseitigen Information aufgewendet werden („Informationslogistik“)

1.       Produktbezogene Aufbauorganisation

2.       Methoden der Ablauforganisation

3.       Gruppen- und Teamarbeit

4.       Projektmanagement

Die Organisationseinheiten unter dem Vorstand sind nach Produkten oder Produktgruppen orientiert. Das gibt ein stärkeres Zusammengehörigkeits- und Erfolgsgefühl als die Funktionsorientierung.

Bei der konventionellen funktionalen Aufbauorganisation der Produktentwicklung sind die “Linien” Vertrieb, Konstruktion und Produktion jeweils für viele Produkte zuständig. Die Verantwortlichkeit und die Motivation für den Erfolg einer Produktart sind nur schwach ausgeprägt. Zudem lassen sich die Kosten nur ungenau auf die jeweiligen Produkte verrechnen.

—> Parallelisierung der Arbeitsabläufe. Zeitersparung bei der Durchlaufzeit

• Bei der Aufgabenklärung: die Einzelnen bringen unterschiedliche Erfahrungen ein

• Zur ersten Lösungssuche: Das intensive methodische Durcharbeiten muss dagegen in Einzelarbeit erledigt werden

• Bei Auswahl und Endprüfung von Lösungen und Entwürfen z.B. bei der Freigabebesprechung für neue Lösungen. Hier ist die Beteiligung aller zur Produktentwicklung beitragenden Abteilungen für den Produkterfolg besonders wichtig

• Team so groß wie nötig und so klein wie möglich sein. (7-8 Personen)

• Frühzeitige Festlegung des Kernteams, erweiterten Teams und weiteren Akteuren.

• Entsprechend dem Arbeitsfortschritt sollte die Teamzusammensetzung geändert werden.

• Der Teamleiter sollte sich nach innen eher als Moderator denn als Vorgesetzter verstehen.

• Ein Team benötigt eine klare Zielsetzung, eine Termin-, Kapazitäts- und Kostenplanung mit entsprechender Aufgabenverteilung

• Die Entwickler und Konstrukteure müssen auch zur eigenen Arbeit kommen. Sinnvoll ist 20-30% Gruppenarbeit, der Rest ist Einzelarbeit.

Projekt = unterscheidet sich von einem routinemäßigen Prozess durch seine Einmaligkeit und durch ein definiertes Ziel, das in einer definierten Zeitspanne erreicht werden soll (DIN 69901). Ein Projekt hat ferner eine eigenständige Organisation mit definierten Verantwortlichkeiten und hat begrenzte Ressourcen

Projektmanagement = die Gesamtheit von Führungsaufgaben, -organisation, -techniken und –mitteln für die Abwicklung eines Projektes und dient als Methode der Ablauforganisation bei der organisatorischen Integration der Produktentwicklung.

1.       Simulataneous Engineering

2.       Qualitätsmanagement

SE = zielgerichtete & interdisziplinäre Zusammen- und Parallelarbeit

• Für Produkt-, Produktions- und Vertriebsentwicklung

• Für den gesamten Produktlebenslauf

• Mit straffem Projektmanagement

• Zeiteinsparung bei der Produktentwicklung

• Kostenverringerung bezüglich der Produktgesamtkosten, insbesondere der Entwicklungs- und Herstellungskosten

• Qualitätsverbesserung

(QKT-Dreieck)

-          Teamarbeit

-          Projektmanagement

-          Parallelisierung von Arbeitsabläufen

-          Einbezug von Kunden

-          Koopertion mit Systemlieferanten

-          Schwerpunktbildung mit ABC-Analyse

-          FMEA, DFA, DFM, Target Costing

-          Zielkostenorientiertes Konstruieren, Simulation und Rapid Prototyping

1.       Organisation der Arbeit

o   Arbeiten im SE-Team

o   Ablaufplan mit Meilensteinen, Zwischenrevisionen und Freigabebesprechungen

o   Parallelisierung von Produkt-, Fertigungs- und eventuell Vertriebsentwicklung

2.       Gestaltung der Arbeit

o   Veränderte Zielsetzung, durch mehr Zeit für Aufgabenklärung & Konzeptphase auf Kosten der Realisierungszeit

o   Integration der Ziele & Erfahrungen durch SE-Team & Einbezug von Kunden & Lieferanten

o   Eigenschaftsfüherkennung für Produkt, Produktion, Vertrieb durch Berechnung, Simulation, frühzeitige Kostenschätzung, orientierte Versuche, Rapid Prototyping…

o   Einsatz effektiver Werkzeuge

o   Reduzierung der Besprechungsdokumentation durch gute Kommunikation

Qualität = die Gesamtheit von Merkmalen einer Einheit, bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen” (DIN EN ISO 8402)

-          Gebrauchstauglichkeit, die voraussetzt, dass die explizit formulierten Kundenwünsche (Pflichtenheft bzw. Anforderungsliste) und die impliziten Kundenvorstellungen im Produkt realisiert sind

Methoden und Werkzeuge zur Verbesserung der Qualität

Allgemeine Methoden:

-          TQM – Total Quality Management

-          KAIZEN, KVP – Kontinuierlicher Verbesserungsprozess

-          BVW – Betriebliches Vorschlagswesen

Methoden mit Schwerpunkt in der Produktentwicklung

-          Konstruktionsmethodik

-          QFD – Quality Function Deployment

-          FMEA – Fehler-Möglichkeits- und Einflussanalyse

-          Fehlerbaumanalyse

-          Schadenanalyse

-          Risikoanalyse

-          Design Review

-          Sicherheitstechnik

Die integrierte Produktentwicklung senkt bei einem eingeplanten zeitlichen Mehraufwand in der Konzeptphase die mittlere Gesamtdauer von der Projektstudie bis zum Produktionsbeginn von 30 Monaten (weniger erfolgreiche Unternehmen) auf 13 Monate (erfolgreiche Unternehmen)

-          Ergebnis der Produktion

-          Unterscheidung von Produkten:

• Materielle Güter (Gebrauchsgüter) und

• immaterielle Güter (Dienstleistungen)

• Verbesserung bekannter und Erfindung neuer Erzeugnisse

• neue & verbesserte Materialien, Geräte, Produkte, Verfahre, Systeme und Dienstleistungen

• Abgrenzung Forschung:

  • Entwicklung —> konkrete Zielorientierung, Anwendbarkeit

  • Forschung —> erzielen vongrundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse mit Hilfe von z.B. Experimente

• am weitesten vom konkreten Produkt entfernt

• primär Gewinnung neuer wissenschaftlicher und technischer Erkenntnisse

• nicht unmittelbar an der praktischen Anwendbarkeit orientiert

• konkrete Ausrichtung auf ein wirtschaftliches Ziel fehlt

• in der Regel nicht im Unternehmen

• Hochschulen, Universitäten, Max Planck-Instituten, Fraunhofer, Helmholtz Gesellschaft

• Gewinnung und Weiterentwicklung von Fähigkeiten und Wissen zur Lösung realtechnischer Problemstellungen in der Technik

• Basis: Grundlagenforschung, praktische Erfahrungen und anwendungsorientiertes Wissen

• Ziel: Pflege und Aufbau technologischer Leistungspotentiale und Kernkompetenzen

• Ergebnis: neues Wissen und neue Fähigkeiten mit eindeutiger praktischer Orientierung (unternehmensintern)

• Die anwendungsorientierte “Ausentwicklung” von Technologien

• Prüfung der technischen Umsetzbarkeit der neuen Technologien in Produkte und Produktionsprozesse

• Definition von Produktkonzepten, Erbringung von Funktionsnachweisen durch den Bau von Prototypen

• Technisch anspruchsvolle und risikoreiche Bauteile, Baugruppen oder Produkte

• Projekte zur späteren Markteinführung

• basiert auf Fähigkeiten und Wissen: Grundlagenforschung, Technologie- und Vorentwicklung & der Anwendungsfelder und Märkte

• Ziel: Realisierung neuer marktfähiger Produkte, verbesserter Produktionsverfahren oder anderer technischer Neuerungen

= Gesamter Lebenszykluseines eines Produkts: Von Produktidee über Markteinführung bis zum Nehmen von Markt

• Kontroll- und Korrekturpunkte: werden innerhalb des Prozesses zur Bewältigung der Komplexität in der Produktentwicklung

• Modell des Entwicklungsprozesses: wird in sequentieller Form dargestellt. Darüber hinaus existieren auch iterative Modelldarstellungen des Entwicklungsprozesses.

In Produkt- und Prozessplanung 75-85 % der Produktkosten festgelegt, wohingegen nur 5-7% der Gesamtkosten dieser Phase zuzurechnen sind

—> magischem Dreieck:

Kosten, Qualität bzw. Reifegrad, Zeit

• Inputgüter: Material, Personen, Gebäude, Maschinen

• Aufgrund der Entwicklung festgelegte Produktkosten

• Kumulierte Entwicklungs- und Produktionskosten

• Preisbereitschaft der Kunden

• Innovationen als Mittel zur Senkung der Produkt- und Produktionskosten

• Qualität nach ISO 8402: Gesamtheit von Merkmalen einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen”

• Objektive Qualität, z.B. die Anzahl der Mängel pro Fahrzeug

• Subjektive Qualität durch Erhebung der Kundeneindrücke

• Kunden bilden Erwartungen: auf Basis von Leistung, Preis, Design und Komfort des Fahrzeugs

• Externe Qualitätsaspekte: durch Einhaltung interner Qualitätsaspekte (Arbeits-, Prozess- und Unternehmensqualität)

• Zeit in der Produktentwicklung: Zeitraum von der Ideenbewertung bis zur Markteinführung; schließt den gesamten Produktlebenszyklus mit ein

• Durch kürzere Entwicklungszeit: Rentabilität eines Produkts verbessern & profitables Wachstum

• Frühzeitige Markteinführung: durch Alleinstellungsmerkmal -temporären Monopolstellung und –gewinnen

• Risiko: 6-monatige Verzögerung in der Entwicklung kann zu den Ergebniseinbußen von 1/3 über den gesamten Lebenszyklus führe

Für eine Entwicklungsaufgabe ist stets das Vorliegen eines Problems: wird in Entwicklungsprozesse aufgelöst

—> Ausprägung verändert sich über den Verlauf des Entwicklungsprozesses

• Temporärer und einmaliger Charakter

• Behaftung mit Risiken

• Zusammenarbeit von Spezialisten aus unterschiedlichen Bereichen

 1. Vorentwicklung

2. Definitionsphase

3. Produktentwicklungsphase

4. Vorserie

5. Serie

Fortlaufende Maßnahmen

-          Qualitätsoptimierung

-          Kostensenkung

-          Fehlerbeseitigung

-          Umsetzung kurzfristiger Gesetzesanforderungen

Technische Überarbeitung des Fahrzeugs

• Z.B. Elektronik, Antrieb,…

Modellüberarbeitungen (sog. “Facelift”, meist 3-4 Jahre nach SOP = Start of Production)

• Optische Überarbeitungen

• Innovationsschübe

• Vorgang der Erstellung eines Produkts: von Idee/ Auftragserteilung -> Auslieferung an Nutzer

• Fast alle Abteilungen beteiligt

• Produkteigenschaften am stärksten durch die Entscheidungen beeinflusst vom Anfang seines Lebenslaufs

• im ganzen Lebenslaufverknüpft mit externen und internen Dienstleistungen

• Prozess abhängig von internen und externen Einflüssen

• Einflüsse (internen, externe) und mögliche Stellschauen kennen (für z.B. günstige Produkt)

• Keine klare Trennung von innerbetrieblichen und äußeren Einflüssen (da voneinander abhängig)

—> 80 % der Ergebnisse in den ersten 6 Monaten,

—> 20% der Ergebnisse in den darauffolgenden 6 Monaten 

• Reichweite:

  • Elektroantrieb für Pkw-Bereich (Mercedes EQXX bis 1000 km)

  • Brennstoffzelle für SUVs und Nutzfahrzeuge

• Lange Batterie-Ladezeiten: Alternative - Tauschsystem für Batterien (Nio, CATL)

• Wachsender Bedarf an Ladesäulen: App zur Vermittlung freier privater Ladepunkte (sharepnp)Unterschiedliche Merkmale von produzierenden Klein- und Mittelunternehmen im Vergleich zu Großunternehmen

Arbeitsteilung zur Bewältigung der Komplexität der Produktentwicklung

-          Technische Komplexität des Produktes

-           Geforderte Menge von Produkten pro Zeit

Beispiel “vom Vorläufigen zum Endgültigen”:

• Konzept, Vorentwurf, Entwurf, Produktdokumentation, Prototyp, Teilefertigung, Vormontage, Endmontage, …

Beispiel “vom Abstrakten zum Konkreten”:

• geistige bzw. rechnerinterne Modellierung, Designmodell, Versuchsmodell, fertiges Produkt, …

Beispiel “vom Wesentlichen zum weniger Wesentlichen”:

• Funktionsfestlegung: Haupt- vor Nebenfunktionen

• Sicherheitsauslegung

• Fertigungsgerechte Gestaltung: Grob- vor Feingestaltung

• Kostengünstige, ergonomische, optisch günstige Gestaltung

Beispiele von Baugruppen (bei PKW): Motor, Karosserie, Fahrwerk, Innenausstattung,…

Beispiele von technischen Bereichen (für Waschautomaten): - Mechanik, Elektrik zum Antrieb, Steuerungstechnik, Software, …

Die Schnittstellen ergeben die Probleme bzgl. Des Informationsflusses:

Die Information kommt nicht, falsch oder zur falschen Zeit!

Dokumente: Zur Überwindung der Schnittstellenproblematik

• Muss-Dokumente: Müssen für geordneter Informationsfluss erstellt werden (z.B. Fertigungszeichnungen und Berechnungen, Stücklisten, Prüfpläne, …)

• Kann-Dokumente: erleichtern den Arbeitsfortschritt (z.B. Prinzipskizzen, Überschlagsberechnungen)

Für die Produkthaftpflicht & Qualitätssicherung:  Kann-Dokumenten zu Muss-Dokumente

• Strukturierung der betrieblichen Arbeit des Unternehmens

• legt hierarchische Gliederung des Unternehmens in Teilsysteme fest und regelt deren Beziehungen (Kompetenz, Verantwortung, Kommunikation)

• Unternehmen nach folgenden Kriterien gliedern:

  • nach Funktionsbereichen

  • nach Produktbereichen (Sparten)

  • nach Phasen der Produkterstellung

  • nach Marktbereichen / Regionen

  • nach Projekten

—> Gliederung nach Funktionsbereichen (funktionale Organisation, Linienorganisation, Verrichtungsmodell) liegt der konventionellen – nicht integrierten – Produktentwicklung zugrunde

Vorgehensplan: stellt Orientierung des zweckmäßigen Ablaufs nach Arbeitsabschnitten dar (vergleichbar mit einer Wanderkarte mit Wegweisern)