Gestaltung innovativer Baukasten- und Wertschöpfungsstrukturen (GiBWert)

Problemstellung

In den nächsten Jahren rechnen die Maschinen- und Komponentenhersteller weiter mit einer steigenden Produkt-Variantenvielfalt. Ein effizienter Umgang mit der daraus entstehenden Komplexität fehlt jedoch häufig, so dass komplexitätsbedingte Ertragsreserven auf 3-5 % geschätzt werden können. Die hierfür erforderliche effiziente Erstellung des differenzierten Angebots kann durch Baukastenstrategien unterstützt werden, die es ermöglichen, verschiedene Varianten eines Produktes aus einer möglichst geringen Anzahl von Bausteinen zu erzeugen. Die Gestaltung eines solchen Produktbaukastens erfolgte bisher jedoch noch häufig intuitiv.

Projektziele

Im Forschungsprojekt GiBWert (Gestaltung innovativer Baukasten- und Wertschöpfungsstrukturen) wurde daher ein Baukastenentwicklungsprozess erarbeitet, mit dem wertschöpfungsoptimierte Baukastensysteme für den Maschinenbau gestaltet und hinsichtlich ihres Nutzens bewertet werden könnten. Dieser Prozess ermöglichte es den Maschinenbauern mit Hilfe von in diesem Projekt entwickelten, unterstützenden Methoden und IT-Tools, sowie einem detaillierten Leitfaden, in Zusammenarbeit mit den Zulieferern Produktbaukästen so zu entwickeln, dass Skaleneffekte sowohl im Make- als auch im Buy-Bereich optimal genutzt wurden, ohne dabei den erhöhten Kundennutzen durch nahezu individuelle Lösungen zu verlieren.

Vorgehensweise

Der erste Lösungsschritt umfasste dabei die Entwicklung eines konfigurierbaren Prozessmodells zur Gestaltung von Baukästen (Produkt und Prozess) für Werkzeugmaschinen. Da im Rahmen des Prozesses an verschiedenen Stellen Entscheidungspunkte zur Auswahl der besten Option oder des besten Szenarios standen, wurde das Vorgehen durch ein Modell zur Bewertung der Effizienz und Effektivität modularer Baukästen ergänzt. Das fertige Gesamtkonzept diente dazu, einen strukturierten Prozess für die Baukastengestaltung zu implementieren, der neben Kostenaspekten insbesondere die Markt- und Kundenanforderungen berücksichtigte und die Schnittstellen zu den Lieferanten mit einbezog.

Auf Basis des Prozess- und Bewertungsmodells wurden im nächsten Lösungsschritt maßgeschneiderte Methoden zur Baukastengestaltung entwickelt. Diese bildeten schlussendlich einen aufwandsskalierbaren Methodenbaukasten, der eine Adaption an dessen definierte Zielkosten ermöglichte.
Zuletzt erfolgte die Validierung des Gesamtkonzeptes bei ausgewählten Projektpartnern, wodurch die Anwendungsorientierung des Projektes sichergestellt wurde. Dazu wurden die Methoden in einem IT-basierten Demonstrator pilothaft umgesetzt, welcher dann bei den Projektpartnern in insgesamt 4 Cases, die sowohl die jeweils entweder die Perspektive des OEMs oder eines Zulieferers wiederspiegelten, zur Anwendung kam.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial

Das Ergebnis des Forschungsprojektes war demnach ein durch Methoden unterstützter Prozess zur Entwicklung von Produktbaukästen inklusive des Entwicklungsprozess-begleitenden Controllings des Baukastens. Dieser Prozess wurde durch einen Methodenbaukasten unterstützt, der u. a. eine durch ein Softwareprogramm basierte Methode zur Abschätzung der Kostenauswirkungen von Varianz bestimmter Produktmerkmale sowie ein IT-Tool zum Controlling von Produktbaukästen bereits in der Entwicklung, enthielt. Zur Verbreitung der Ergebnisse wurde ein IT-Demonstrator aufgebaut, in dem der Prozess und die Methoden verständlich in elektronischer Form abgebildet wurden.

Die erwarteten wirtschaftlichen Ergebnisse lagen insbesondere in einer Ausschöpfung von Zeit- und Kostenpotenzialen durch einen Prozess zur Entwicklung ganzheitlich optimierter Baukastensysteme. Durch die Einführung eines Baukastens waren in den Bereichen Entwicklung, Beschaffung und Produktion Einsparungen von ca. 20 % möglich. Der Zeitaufwand für die Entwicklung eines komplexen Produkts konnte um 30 % verringert werden. Eine Umsetzung im Maschinenbau und auch in anderen Branchen, wie Automobilindustrie, war aufgrund der guten Konfigurierbarkeit des Prozesses gewährleistet.

• G + L Innotec GmbH
• MAG IAS GmbH
• Ortlinghaus-Werke GmbH
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• RWTH Aachen
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