Funktionenbasierte Vorgehensweise zur Ideenfindung für hybride Produkte in den frühen Phasen der Produktentwicklung

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1 Funktionenbasierte Vorgehensweise zur Ideenfindung für hybride Produkte in den frühen Phasen der Produktentwicklung Von der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME) der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung von Dipl.-Ing. Lena Wagner geboren in Karlsruhe Hauptberichter: Mitberichter: Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dieter Späth Prof. em. Dr. rer. pol. Erich Zahn Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper Tag der mündlichen Prüfung: 29. Januar 2013 Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME) Universität Stuttgart 2013

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 9 Abbildungsverzeichnis 14 Tabellenverzeichnis 17 Abkürzungen 18 1 Einleitung Motivation Zielsetzung der Arbeit Forschungsfragen Positionierung der Arbeit im Forschungsfeld der Produktentwicklung Wissenschaftlicher Beitrag Forschungsdesign Aufbau der Arbeit 28 2 Grundlagen und Stand der Forschung Definitionen Einordnung und Abgrenzung der frühen Phasen der Produktentwicklung Eingrenzung des Forschungsfelds Methoden und Modelle der frühen Phasen der Produktentwicklung Stage-Gate-Prozess - Cooper ( ) Produktentwicklung in der halben Zeit - Smith und Reinertsen (1991) Foundation Elements und Project-specific Elements - Khurana und Rosenthal ( ) Prozessverständnis- Herstatt ( ) Galileo-Prozess - Montoya-Weiss und O'Driscoll (2000) New Concept Development - Koen (2001) Informations- und Entscheidungsprozess - Reid und de Bretani (2004) 50 9

3 2.4.8 Handlungsunterstützungssystem - Jetter (2005) Empirische Untersuchung und Handlungsempfehlungen - Verworn (2005) Empirische Untersuchung in konvergenten Industrien - Bröring ( ) A 4 -lnnovationsprozess - Gassmann und Zeschky ( ) OntoGate - Bullinger (2008) Konzeptentwicklung - Sadek (2009) Scouting-Systeme - Tatarczyk (2009) Defizite der Methoden und Modelle der frühen Phasen der Produktentwicklung Service Engineering Grundlagen des Service Engineering Phasen des Service Engineering Ansätze des Service Engineering Defizite des Service Engineering Zusammenführung und Bewertung der Defizite 71 Anforderungen an eine Vorgehensweise für die frühen Phasen der Produktentwicklung Anforderungen an die systematische Vorgehensweise für die frühen Phasen Anforderungen an die Berücksichtigung der Komplexität der Produkte Anforderungen an die Effizienz und Effektivität der Vorgehensweise Anforderungen an die umfassende und integrative Gestaltung der Ergebnisse Anforderungen an die ganzheitliche und integrative Gestaltung der Vorgehensweise Zusammenfassung der Anforderungen an die Vorgehensweise 77 Entwicklung der Vorgehensweise Leitlinien für die Vorgehensweise Bestandteile der Vorgehensweise Strukturierung der Vorgehensweise 79 10

4 4.2 Phase 1: aktuelle interne Sicht Ziel der Phase Methodisches Vorgehen Zusammenfassung der Phase Phase 2: zukünftige interne Sicht Ziel der Phase Methodisches Vorgehen Zusammenfassung der Phase Phase 3: zukünftige externe Sicht Ziel der Phase Methodisches Vorgehen Zusammenfassung der Phase Phase 4: Bewertung und Auswahl Ziel der Phase Methodisches Vorgehen Zusammenfassung der Phase Zusammenfassung - InnoCube Praktische Anwendung der InnoCube-Vorgehensweise Auswahl der Fallstudien Fallstudie Alpha Beschreibung der Anwendung in Unternehmen Alpha Ergebnisse der Anwendung in Unternehmen Alpha Nutzen der Anwendung für Unternehmen Alpha Fallstudie Beta Umsetzungsphase 1: Erarbeitung der aktuellen internen Sicht Umsetzungsphase 2: Erarbeitung der zukünftigen internen Sicht Umsetzungsphase 3: Erarbeitung der zukünftigen externen Sicht Umsetzungsphase 4: InnoCube-Bewertung Ergebnisse der Anwendung für Unternehmen Beta Nutzen der Anwendung für Unternehmen Beta Zusammenfassung der Anwendung

5 6 Evaluation und Diskussion Evaluation der Vorgehensweise Systematisch Ideen für hybride Produkte ganzheitlich entwickeln Abbildung der Komplexität der Produkte Aufwandsarmund schnell zu Ergebnissen Bewertungsansatz Modularität der Vorgehensweise Diskussion der Ergebnisse Anforderungen an die systematische Vorgehensweise für die frühen Phasen [A1] Anforderungen an die Berücksichtigung der Komplexität der Produkte [A2] Anforderungen an die Effizienz und Effektivität der Vorgehensweise [A3] Anforderungen an die umfassende und integrative Gestaltung des Ergebnisses [A4] Anforderungen an die ganzheitliche und integrative Gestaltung der Vorgehensweise [A5] Implikation für Forschung und Praxis Zusammenfassung Abstract Anhang Systematische Literaturrecherche Ausgewählte Literatur der durchgeführten Literaturrecherchen Ergebnisse der systematischen Literaturrecherchen Definition der frühen Phasen Kreativitätstechniken Brainstorming Brainwriting (635-Methode) Synektik Delphistudie / Delphi-Methode Morphologie / Morphologischer Kasten Osborne-Methode/Osborne-Checkliste.' Hut-Methode

6 9.3.8 Conjoint-Analyse Quality Function Deployment Defizite der Kreativitätstechniken Funktionenbeschreibung Funktionenbeschreibung nach Pahl, Beitz Funktionenbeschreibung nach Koller Funktionenbeschreibung nach Roth Funktionenbeschreibung nach Ehrlenspiel Funktionenbeschreibung nach Conrad Funktionenbeschreibung nach Ulrich, Eppinger Checklisten für die Erarbeitung der Funktionen Ergänzende Fragen für die Marktfunktionen Ergänzende Fragen für die Angebots- und Lösungsfunktionen Liste der Bewertungskriterien für die Nutzwertanalyse der InnoCube- Vorgehensweise Fragebögen InnoFunc-Vorgehensweise Fragebogen für das Unternehmen Fragebogen für das Kemteam und das Team Intern Fragebogen für das Team Extern Fragebogen für das Kemteam II Auswertung der Szenarien Literaturverzeichnis