Qualitätsprobleme im Virtuellen Produktentstehungsprozess. Kai Lindow

Transkript

1 Qualitätsprobleme im Virtuellen Produktentstehungsprozess Kai Lindow

2 Historie Herstellung des Produktes steht im Vordergrund Produktqualität wird in der Produktion bestimmt Bewertung von Maßhaltigkeiten bestimmter Prüfmaße Typische Verfahren und Werkzeuge Fehlersammelliste, Ursache-Wirkungs-Diagramm Pareto-Diagramm, Histogramm Qualitätsregelkarte Poka Yoke Kanban Kaizen Beispielbild Fertigung Automobil Beispielbild Poka Yoke Trend: Qualitätsabsicherung in der Produktentwicklung Seite 2

3 Historie: Zunehmende Produktvielfalt und Individualisierung Karosserieform 4 Motoren 1 Werk Beispielbild Mercedes C-Klasse Karosserieformen 7 Motoren 4 Designlinien 2 Werke Karosserieformen 7 Motoren 3 Designlinien 4 Werke Karosserieformen 15 Motoren 4 Designlinien 4 Werke Beispielbild Mercedes C-Klasse Beispielbild Mercedes C-Klasse Beispielbild Mercedes C-Klasse Auswirkungen auf die Ebenen Prozesse, Methoden, IT-Systeme und Informationsstandards in der Virtuellen Produktentstehung. Seite 3

4 Wirtschaftsfaktoren in der Produktentstehung Die Optimierung der Entwicklungsprozesse ist von bestimmender Bedeutung aufgrund der damit verbundenen finanziellen Aufwendungen. Deckung der Entwicklungskosten Gewinn Entwicklungskosten Zeit Markteinführung Return of Investment Seite 4 [Quelle:

5 Aktueller Stand der Qualitätsabsicherung Annahme, dass man durch Optimierung der Prozesse / Erhöhung der Prozessqualität mittels - FMEA, Quality-Gates, Design-Reviews - DIN EN ISO 9000 ff - Erstbemusterung, Wareneingangsprüfung - Lieferantenbewertung - - Reifegradmodelle für Unternehmen und Prozesse - CMMI (Capability Maturity Model Integration) - APQP (Advanced Product Quality Process) implizit die Produktqualität erhöht. Gleichzeitig werden aber die Entwicklungstätigkeiten, insbesondere die digitalen Tätigkeiten, als nicht wertschöpfender Prozess betrachtet. Seite 5

6 Antwort auf Herausforderungen aus wissenschaftlicher Sicht: Das V-Modell Seite 6 [Quelle: Dr. Patrick Müller, CONTACT Software]

7 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU Zehn Thesen aus der Literatur wurden im Gespräch mit Experten validiert. Thema: These: Experte: Späte Einbindung in den Produktentstehungsprozess Konzeptentwicklung durch den OEM Infolge fehlenden Knowhows Nacharbeiten notwendig. Die Einbindung häng davon ab, in wie weit der OEM Kompetenzen auf dem Fachgebiet hat und seit wann das Zuliefererunternehmen für den OEM arbeitet. Ungünstige Extremfälle sind vorhanden. Thema: These: Experte: Anpassung an Kundenprozesse Anpassung an Arbeitsprozesse und IT-Systeme führt zu Mehrfachstrukturen in Unternehmen. Verbesserung durch die Einbindung in IT-Systeme. Speziell für kleine Unternehmen eine große Herausforderung mehrere Kunden zu bedienen. Seite 7

8 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU Thema: These: Experte: Überlastung der Konstrukteure Ingenieure können infolge des Multi-Projekt-Einsatzes und des damit entstehenden Arbeitsdrucks nur 25% ihrer Arbeitszeit in die Konstruktion investieren. Gerade in KMU arbeiten die Ingenieure sowohl als Projektmanager, Vertreiber, Forscher wie auch als Entwickler. Dies führt zu einer permanenten Überbelastung. Hinzu kommt die Anforderung der erhöhten kurzfristigen Kommunikation. Thema: These: Experte: Finanzierung von Innovationen Geringere Investitionsmöglichkeiten bei gleichzeitig geforderter steigender Innovationsleistung führt zu einer Risikoinvestmentstrategie. Je nach Unternehmensgröße wird über die Preisgestaltung verhandelt (Stückzahlen und Stückpreise). Entwicklungskosten werden in Teilpreise umgelegt. Seite 8

9 Bedarfe und Wünsche - Etablierung eines Qualitätsverständnis bei virtuellen Produkten (weil virtuelle Produktentwicklung ein wertschöpfender Prozess ist) - Etablierung eines Qualitäts- und Risikomanagements über das gesamte Entwicklungsnetzwerk - Berücksichtigung der speziellen Anforderungen von KMU (Zeit, Kosten, Personal) - Berücksichtigung von vollständigen Netzwerken (Integration von KMU auf allen TIER Ebenen in einen gemeinsamen Produktenwicklungsprozess) Die VPE birgt ein enormes Verbesserungspotential für Entwicklungsnetzwerke. Seite 9

10 Was machen wir zukünftig besser? Exemplarische Forschungsprojekte am PTZ TR Prozessbasiertes Projektmanagement für Hybride Leistungsbündel bzw. Product-Service Systems (PSS) bestehend aus Sach- u. Dienstleistungen. ISYPROM Unterstützung der Virtualisierung der Produktentstehung durch modellbasierte und damit rechnerinterpretierbare Beschreibung der Produkte. Seite 10

11 Was machen wir zukünftig besser? Exemplarische Forschungsprojekte am PTZ INNOPEP Flop-Raten bei Innovationsprojekten müssen weiter reduziert werden. Dazu müssen neue Strategien entwickelt werden, die die Vernetzung der Akteure verbessern und neue Perspektiven wie bspw. die Nachhaltigkeit einer Innovation frühzeitig absichern. RQA-VPE Risikomanagement und Qualitätsabsicherung in der Virtuellen Produktentwicklung in KMU. Spezielle Beachtung der Rolle innerhalb eines Zulieferernetzwerkes und der damit verbundenen kollaborativen Ereignisse. Seite 11

12 IHK Berlin Innovation und Umwelt Heike Schöning Telefon: TU Berlin Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb Fakultät V / Produktionstechnisches Zentrum Kai Lindow Telefon: kai.lindow@tu-berlin.de Seite 12

13 WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN Seite 13

14 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU Zehn Thesen aus der Literatur werden im Gespräch mit Experten validiert. 1. Späte Einbindung in den Produktentstehungsprozess Konzeptentwicklung durch den OEM Infolge fehlenden Knowhows Nacharbeiten notwendig. Die Einbindung häng davon ab, in wie weit der OEM Kompetenzen auf dem Fachgebiet hat und seit wann das Zuliefererunternehmen für den OEM arbeitet. Ungünstige Extremfälle sind vorhanden. 2. Ungenügender Informationsaustausch Nicht optimale Produkte infolge von Informationsknappheit durch verzögerte Informationsfreigabe und dem Bedarf geistiges Eigentum zu schützen. Hohe Abhängigkeit vom eingesetzten Personal (kommunikativ / nicht kommunikativ) Bei klaren Schnittstellen in einem modularen Design werden weniger Informationen benötigt. Seite 14

15 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU 3. Späte Änderungen von Produktspezifikationen Besonders an den Schnittstellen zwischen Modulen treten häufig späte Änderungen auf. Späte Änderungen speziell in komplexen multidisziplinären Produkten. Fehlende Synchronisation zwischen den verschiedenen Zuliefererunternehmen. 4. Anpassung an Kundenprozesse Anpassung an Arbeitsprozesse und IT-Systeme führt zu Mehrfachstrukturen in Unternehmen. Verbesserung durch die Einbindung in IT-Systeme. Speziell für kleine Unternehmen eine große Herausforderung mehrere Kunden zu bedienen. Seite 15

16 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU 5. Einführung moderner IT-Systeme Moderne IT-Systeme werden in KMU später als in OEM eingesetzt. Finanzielle Aufwendungen zu hoch für KMU. Potentiale im Cloud Computing Nur die zur notwendigsten IT-Systeme werden eingesetzt. Durchgehende Datenkonsistenz fehlt bislang in den meisten Unternehmen. 6. Fehlende Datenstandards Kostensteigerung infolge zunehmender Datenvolumina mit verschiedenen Standardformaten Problematik nimmt ab und verlagert sich auf die Herausforderung, verschiedene Systeme mit heterogenen Anforderungen zu bedienen. Seite 16

17 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU 7. Überlastung der Konstrukteure Ingenieure können infolge des Multi-Projekt-Einsatzes und des damit entstehenden Arbeitsdrucks nur 25% ihrer Arbeitszeit in die Konstruktion investieren. Gerade in KMU arbeiten die Ingenieure sowohl als Projektmanager, Vertreiber, Forscher wie auch als Entwickler. Dies führt zu einer permanenten Überbelastung. Hinzu kommt die Anforderung der erhöhten kurzfristigen Kommunikation. 8. Abhängigkeit von Erfahrungswissen Fehlende standardisierte Prozesse und Lessons Learned-Mechanismen infolge des hohen Projektdrucks. Abhängig von der Unternehmensgröße Hinzu kommt der Wunsch des Alleinstellungsmerkmals der Entwickler. Seite 17

18 Studie zu Herausforderungen kooperativer Produktentstehungs-Vorhaben in KMU 9. Finanzierung von Innovationen Geringere Investitionsmöglichkeiten bei gleichzeitig geforderter steigender Innovationsleistung führt zu einer Risikoinvestmentstrategie. Je nach Unternehmensgröße wird über die Preisgestaltung verhandelt. (Stückzahlen und Stückpreise) Entwicklungskosten werden in Teilpreise umgelegt. 10. Offenlegung von Kosteninformationen Offenlegung zur Optimierung des Wertschöpfungsnetzwerks ist ein einseitiger Informationsvorteil bei den OEM, keine Akzeptanz bei den KMU. Preisverschleierung in Folge der eingeforderten Kostentransparenz. Seite 18

19 In Unternehmen gelebte Prozesse Management-Prozesse - Steuern und Kontrollieren - Verdichten Information für höhere Führungsebenen Kern-Prozesse - Entwicklungsprozess - Wertschöpfende Prozesse Unterstützungs-Prozesse - Infrastruktur und IT-Support - Prozesse zur Unternehmensorganisation Trend: Entwicklungsprozesse zunehmen Unterstützungsprozess und nicht Kern-Prozess Seite 19 [Quelle: Dr. Patrick Müller, CONTACT Software]

20 Der Entwicklungsprozess - Der Entwicklungsprozess eines produzierenden Unternehmens ist ein wertschöpfender Prozess. - Er steht stark mit den Management- und Supportprozessen in Verbindung. - Die Verbindung wird über Ziele, Rollen, Daten und Informationen und Teilprozesse hergestellt. - Der Entwicklungsprozess ist stochastisch geprägt. - Er ist i.d.r. interdisziplinär und zumeist lokal verteilt. - Er unterliegt einem starken Datenaufwuchs durch ständige Erweiterung der Produktdaten. Seite 20 [Quelle: Dr. Patrick Müller, CONTACT Software]