DIGITALISIERUNG KÖNNEN.

Unternehmen, die komplexe Produkte entwickeln und fertigen, sehen sich mit enormen Herausforderungen konfrontiert. Diese resultieren aus dem technologischen Wandel und steigender Produktkomplexität bei niedrigeren Stückzahlen der einzelnen Varianten. Die Wettbewerbsfähigkeit lässt sich durch eine konsequente Digitalisierung der Produktentwicklung sichern und ausbauen. Folgende Gründe sprechen dafür, damit in der Vorentwicklung zu beginnen:

  • Vermeidung von Over-Engineering, Reduzierung der Produktkosten
  • Steuerung der Produktentwicklung anhand der ausgearbeiteten Prioritäten
  • Sicherung und Zurverfügungstellung des Wissens der Entwickler
  • Erkennen von Synergiepotenzial auch über heterogene Produktbereiche
  • Reduzierung des Entwicklungsaufwands über den Produkt-Lifecycle
  • Weniger Informationsverlust durch das Herunterbrechen in Teilprojekte

Es zeigt sich, dass die Produktkomplexität zu einer wachsenden Herausforderung wird, insbesondere im Hinblick auf den schnellen technologischen Wandel, der von den Unternehmen ein Höchstmaß an Anstrengungen erfordert. Hinzu kommt, dass die Stückzahlen pro Variante kleiner werden. Jetzt ist es an der Zeit, die bisherigen Vorgehensweisen in der Produktentwicklung zu überprüfen. Neue flexible IT-Tools ermöglichen es, mit wenig Aufwand die Vorentwicklung digital zu unterstützen und damit den Datenfluss von Anfang an richtig aufzusetzen.

Erst Prozesse, dann Daten

Bei vielen Diskussionen zum Thema Digitalisierung und Industrie 4.0 werden die Produktentwicklungsprozesse nicht mit betrachtet. Aber nur mit gut strukturierten und umgesetzten Prozessen können Daten sinnvoll verarbeitet werden – und das ist die Hauptaufgabe der Produktentwicklung. Es reicht nicht, CAD- bzw. PLM-Systeme einzuführen und mit "business-as-usual" weiter zu machen. Die Grundstruktur muss   schon sehr viel früher geschaffen werden: in der Vorentwicklung. Die meistens verwendeten unstrukturierten Pflichten- und Lastenhefte (als Word-Datei oder PDF) verhindern eine effiziente Arbeit in der Produktentwicklung.

Der Schlüssel ist die Vorentwicklung

Die frühe Entwicklungsphase (vor der Konzeptentscheidung) ist zumeist bestimmt von relativ unstrukturierten Abläufen und Insellösungen für die Speicherung und Bearbeitung der anfallenden Daten. Außerhalb der Großindustrie ist die Digitalisierung der Produktentwicklung immer noch rudimentär und bei weitem nicht durchgängig umgesetzt. Selbst bei systematischer Implementierung beginnt die digitale, vernetzte Welt in der Produktentwicklung erst nach der Konzeptbestätigung. Kundenanforderungen, Lasten- und Pflichtenhefte liegen fast immer nur "in Prosa" als Word- oder Excel-Dokumente vor und kritisches Know-how steckt in den Köpfen erfahrener Mitarbeiter.

Vorteile des strukturierten Vorgehens

Mit einer strukturierten und mit IT-Tools unterstützten frühen Produktentwicklungphase lässt sich die Effizienz der Produktentwicklung deutlich steigern. Folgende Verbesserungen werden ermöglicht:

  • Es lässt sich ermitteln, inwieweit sich konstruktive Lösungen auf die Erfüllung von (nicht direkt sichtbaren) Kundenanforderungen auswirken. Für jede konstruktive Lösung, die untersucht wird, lässt sich somit einfach ermitteln, ob und wie weit die vorgegebenen Kundenanforderungen damit erfüllt werden. Zu jedem Zeitpunkt weiß man, welche Anforderungen erfüllt sind und für welche noch Lösungen benötigt werden. Damit kann die Arbeit der Produktentwickler auf die noch offenen Themen fokussiert werden, was dazu führt dass ein "Overengineering" (weitere Arbeit an schon erfüllten Kundenanforderungen) vermieden wird. Dies führt zu einer deutlichen Verringerung des Entwicklungsaufwands und der Produktkosten.
  • Die Produktentwicklung lässt sich anhand einer nach Kundenanforderungen priorisierten und optimierten Validierung takten, weil die dazu notwendigen Informationen jetzt vorhanden sind. Das führt zu deutlich verkürzten Entwicklungszeiten.
  • Das Wissen der Mitarbeiter zu den Aufgabenstellungen in der frühen Phase liegt systematisiert vor und ist damit für das ganze Team verfügbar. Die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Kundenanforderungen und Produktlösungen war bisher Erfahrungswissen, das verloren ging, wenn der entsprechende Mitarbeiter die Firma verlassen hat.
  • Gleichartige Kundenanforderungen bei verschiedenen Projekten oder in verschiedenen Unternehmensbereichen, die mit gleichen oder ähnlichen Lösungen erfüllt werden können, werden erkannt. Damit wird eine Übernahme von schon umgesetzten Lösungen möglich und Doppelarbeit vermieden.

Zwilling oder Drilling?

Im Rahmen der Diskussionen und Konzepte für Industrie 4.0 wurde schon von verschiedenen Parteien postuliert, dass es für jedes Produkt einen digitalen Zwilling geben sollte, wo alle relevanten Informationen und Daten aus Entwicklung, Produktion und Nutzung zusammen gespeichert werden.

Wir empfehlen, zu dem digitalen Zwilling noch einen weiteren Teil zuzufügen: die strukturelle Produktbeschreibung. Diese bilden dann einen Drilling, der aus der strukturellen und der virtuellen Produktbeschreibung und dem realen Produkt besteht.

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In der strukturellen Produktbeschreibung (oder auch Produktstruktur bzw. „Struktureller Drilling“) sind die Kunden- und Gesetzesanforderungen samt ihrer Abhängigkeiten untereinander und Prioritäten hinterlegt. Die Produktstruktur fasst alle Informationen zum Produkt zusammen, die benötigt werden, um dann die technischen Umsetzungen zu finden. Es ist ein Netzwerk von Objekten mit dokumentierten funktionalen und zeitlichen Abhängigkeiten. Mit entsprechenden Softwaretools lässt sich dieses Netzwerk gut abbilden und handhaben. Wird diese Information mit der Konstruktionsinformation (dem langsam entstehenden virtuellen Zwilling) verknüpft, wird es möglich, die Produktentwicklung anhand der Umsetzung der wichtigsten Kundenanforderungen und den daraus folgenden Validierungserfordernissen zu takten. Damit können der starre Wasserfall-prozess aufgegeben und deutliche Zeiteinsparungen realisiert werden

Die Produktstruktur ermöglicht das Herunterbrechen des Gesamtentwicklungsprojekts in sinnvolle Teilprojekte mit deutlich verringertem Informationsverlust. Der Blick auf den Gesamtzusammenhang bleibt erhalten. Die Einführung agiler Entwicklungskonzepte wird so ermöglicht, ohne parallele Wasserfallprozesse beibehalten zu müssen. Auch wird das Denken in modularen Systemen damit unterstützt. Außerdem ermöglicht die Produktstruktur gleichartige Teilkundenanforderungen zu erkennen. Wenn die Kundenanforderungen gut strukturiert dargestellt werden, werden auch über verschiedene Produkte oder sogar über verschiedene Unternehmensteile gleiche oder ähnliche Anforderungsteile erkannt. Das führt dazu, dass innerhalb des Unternehmens schon entwickelte funktionale bzw. konstruktive Umsetzungen gefunden und einfach kopiert werden können. Diese Arbeits- und Zeiteinsparung ist wichtig, um mit der steigenden Produktkomplexität umgehen zu können.

Lifecycle-Management

Für das Lifecycle-Management erweist sich die formale Produktstruktur und damit der digitale Drilling als vorteilhaft. Erfahrungen mit dem Produkt aus dem Feld werden daraufhin untersucht, ob sie eine Auswirkung auf die Produktstruktur (d. h. Lasten- oder Pflichtenheft) haben. Wenn das der Fall ist, wird die Produktstruktur entsprechend angepasst. Diese Information steht dann für Folgegenerationen zur Verfügung. Bei der Konzeption der nächsten Generation eines Produkts lässt sich der größte Teil der Produktstruktur kopieren. Im ersten Schritt wird  herausgearbeitet, wo sich Kunden- und Gesetzesanforderungen geändert haben. Im zweiten Schrittwird geprüft, wo neue Technologien neue technische Lösungen ermöglichen

Zusammenfassung

Eine weitergehende Digitalisierung der Produktentwicklung ist erforderlich, um den Anforderungen bezüglich neuer Technologien und Produktkomplexität gerecht werden zu können. Die damit verbundene Forderung nach Datendurchgängigkeit kann nur erfüllt werden, wenn die Produktentwicklung „end-to-end“ strukturiert und digital unterstützt wird. Dies wird durch die Einführung einer definierten Produktstruktur als Vorstufe des virtuellen Produkts erreicht. Damit ist die Arbeit mit dem „digitalen Drilling“ die Antwort auf die Herausforderungen, denen sich die Industrie stellen muss.

Feynsinn gehört zu den Teilnehmern des 5. Internationales Commercial Vehicle Technology Symposium am 13. - 15.03.2018 in Kaiserslautern. Anhand einer Posterpräsentation erläutert ein Feynsinn-Experte, wie sich die Effizienz in der Produktentwicklung mit einer strukturierten und mit IT-Tools unterstützten frühen Produktentwicklungsphase deutlich steigern lässt. Nutzen Sie die Chance und sprechen Sie unseren Experten vor Ort an.

EDAG_CVT_Symposium_Poster_v06_srgb_100dpi.jpgFür Personen, die nicht vor Ort sein können, stehe ich Ihnen natürlich gerne für Fragen und weiterführende Informationen zur Verfügung. Sie erreichen mich unter andreas.boerner@edag-ps.de oder telefonisch unter +49 (151) 467 669 38. Wir freuen uns auf Sie.

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