Verfahren für das Technologie- Roadmapping zur Unterstützung des strategischen Technologiemanagements

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1 Verfahren für das Technologie- Roadmapping zur Unterstützung des strategischen Technologiemanagements von der Fakultät für Maschinenbau der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung vorgelegt von Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Abele aus Mutlangen Hauptberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E. h. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. mult. Engelbert Westkämper Mitberichter: Prof. Dr.-Ing. Dieter Spath Tag der mündlichen Prüfung: 3. August 2006 Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universität Stuttgart 2006

2 IPA-IAO Forschung und Praxis Berichte aus dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO), Stuttgart, Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF), Universität Stuttgart und Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT), Universität Stuttgart Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Hans-Jörg Bullinger und Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Spath

3 Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb Thomas Abele Verfahren für das Technologie-Roadmapping zur Unterstützung des strategischen Technologiemanagements Nr. 441 Fachverlag Heimsheim

4 Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Abele Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper ord. Professor an der Universität Stuttgart Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Hans-Jörg Bullinger ord. Professor an der Universität Stuttgart Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, München Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Spath ord. Professor an der Universität Stuttgart Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO), Stuttgart D 93 ISBN Jost Jetter Verlag, Heimsheim Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils gültigen Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Jost Jetter Verlag, Heimsheim Printed in Germany. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z. B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. Druck: printsystem GmbH, Heimsheim

5 Geleitwort der Herausgeber Über den Erfolg und das Bestehen von Unternehmen in einer marktwirtschaftlichen Ordnung entscheidet letztendlich der Absatzmarkt. Das bedeutet, möglichst frühzeitig absatzmarktorientierte Anforderungen sowie deren Veränderungen zu erkennen und darauf zu reagieren. Neue Technologien und Werkstoffe ermöglichen neue Produkte und eröffnen neue Märkte. Die neuen Produktions- und Informationstechnologien verwandeln signifikant und nachhaltig unsere industrielle Arbeitswelt. Politische und gesellschaftliche Veränderungen signalisieren und begleiten dabei einen Wertewandel, der auch in unseren Industriebetrieben deutlichen Niederschlag findet. Die Aufgaben des Produktionsmanagements sind vielfältiger und anspruchsvoller geworden. Die Integration des europäischen Marktes, die Globalisierung vieler Industrien, die zunehmende Innovationsgeschwindigkeit, die Entwicklung zur Freizeitgesellschaft und die übergreifenden ökologischen und sozialen Probleme, zu deren Lösung die Wirtschaft ihren Beitrag leisten muss, erfordern von den Führungskräften erweiterte Perspektiven und Antworten, die über den Fokus traditionellen Produktionsmanagements deutlich hinausgehen. Neue Formen der Arbeitsorganisation im indirekten und direkten Bereich sind heute schon feste Bestandteile innovativer Unternehmen. Die Entkopplung der Arbeitszeit von der Betriebszeit, integrierte Planungsansätze sowie der Aufbau dezentraler Strukturen sind nur einige der Konzepte, welche die aktuellen Entwicklungsrichtungen kennzeichnen. Erfreulich ist der Trend, immer mehr den Menschen in den Mittelpunkt der Arbeitsgestaltung zu stellen - die traditionell eher technokratisch akzentuierten Ansätze weichen einer stärkeren Human- und Organisationsorientierung. Qualifizierungsprogramme, Training und andere Formen der Mitarbeiterentwicklung gewinnen als Differenzierungsmerkmal und als Zukunftsinvestition in Human Resources an strategischer Bedeutung. Von wissenschaftlicher Seite muss dieses Bemühen durch die Entwicklung von Methoden und Vorgehensweisen zur systematischen Analyse und Verbesserung des Systems Produktionsbetrieb einschließlich der erforderlichen Dienstleistungsfunktionen unterstützt werden. Die Ingenieure sind hier gefordert, in enger Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen, z. B. der Informatik, der Wirtschaftswissenschaften und der Arbeitswissenschaft, Lösungen zu erarbeiten, die den veränderten Randbedingungen Rechnung tragen. Die von den Herausgebern langjährig geleiteten Institute, das - Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), - Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO), - Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF), Universität Stuttgart, - Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT), Universität Stuttgart

6 arbeiten in grundlegender und angewandter Forschung intensiv an den oben aufgezeigten Entwicklungen mit. Die Ausstattung der Labors und die Qualifikation der Mitarbeiter haben bereits in der Vergangenheit zu Forschungsergebnissen geführt, die für die Praxis von großem Wert waren. Zur Umsetzung gewonnener Erkenntnisse wird die Schriftenreihe IPA-IAO - Forschung und Praxis herausgegeben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe fort. Eine Übersicht über bisher erschienene Titel wird am Schluss dieses Buches gegeben. Dem Verfasser sei für die geleistete Arbeit gedankt, dem Jost Jetter Verlag für die Aufnahme dieser Schriftenreihe in seine Angebotspalette und der Druckerei für saubere und zügige Ausführung. Möge das Buch von der Fachwelt gut aufgenommen werden. Engelbert Westkämper Hans-Jörg Bullinger Dieter Spath

7 Vorwort Petit train va loin. Mit dem Schreiben dieses Vorwortes findet ein Projekt seinen Abschluss, welches sich von der ersten Idee bis zur Fertigstellung über einen Zeitraum von mehreren Jahren erstreckte. Leider ist es nicht möglich, sich bei all denen zu bedanken, welche auf ganz unterschiedliche Weise die Entstehung unterstützten. Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Meinem Doktorvater Herrn Professor Westkämper danke ich für die wohlwollende Förderung der Arbeit, Herrn Professor Spath für die Übernahme des Mitberichts. Ein herzlicher Dank geht an meinen Dissertations-Paten Herrn Dr. Jürgen Bischoff. Freundschaftlich danken möchte ich Herrn Klaus Sautter für seine fachlich und menschlich immer vorbildhafte Förderung, Herrn Jochen Freese für das Wecken des Interesses am Thema Technologie-Roadmap sowie seine thematische Wegweisungen und Herrn Thorsten Laube für die vielen inspirierenden Diskussionen sowie gemeinsam durchlaufenen Projekte. Ein besonderer Dank geht auch an die Mitarbeiter der IPA-Bibliothek und Frau Viola Willig, die mir durch ihre Hilfsbereitschaft die Erstellung dieser Arbeit erleichtert haben. Auch meinen ehemaligen Kollegen, Hiwis und Diplomanden möchte ich für die schöne Zeit am IPA danken. Auch wenn es manchmal den Anschein hat, besteht das Leben zum Glück nicht nur aus dem Schreiben einer Doktorarbeit. Es bereitet einem negative, aber auch sehr viele positive Überraschungen. Stellvertretend für viele möchte ich mich an dieser Stelle bei Frau Sandra Sittig, Herrn Heiko Bartle und meinem Weggefährten Dr. Tobias Hiegler für Ihre Freundschaft bedanken, ohne die diese Arbeit in stürmischen Zeiten nur schwer hätte entstehen können. Ganz besonders bedanken möchte ich mich bei Frau Nadia Gilbert für ihre unermüdliche Motivation. Für ihre familiäre Unterstützung gebührt ein großer Dank auch meiner Großmutter sowie meinem Bruder Stephan Abele, der mir stets ein großer Rückhalt ist. Ohne meine Eltern Hermann und Brigitte Abele wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen. Ihnen danke ich dafür, dass sie mir neben der Freiheit auch jede Unterstützung gegeben haben, um diesen Weg zu gehen. Meinem viel zu früh verstorbenen Vater widme ich diese Arbeit. Schwäbisch Gmünd, im August Thomas Abele

8

9 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Problemstellung Zielsetzung der Arbeit Einordnung der Arbeit Wissenschaftliche Einordnung der Arbeit Einordnung in das St. Galler Management-Konzept Aufbau der Arbeit 22 2 Grundlagen und Untersuchungsgegenstand Technologiemanagement Begriffsdefinitionen und Abgrenzung Strukturierung von Technologien Einordnung, Aufgaben und Phasen des Technologiemanagements St. Gallener Management-Konzept als Bezugsrahmen für die Betrachtung des Technologiemanagements Beziehung von strategischem Technologie- und Unternehmensmanagement Phasenmodell des strategischen Technologiemanagements Entscheidungsfragen im strategischen Technologiemanagement Übersicht über die Entscheidungsfragen Market-pull vs. Technology-push? Which way to go? Make, collaborate or buy? Keep or sell? Organisatorische Aspekte des Technologiemanagements Management von Kooperationen Grundlagen Definition zwischenbetriebliche Kooperation Begriffliche Abgrenzung Strukturierung von Kooperationen Theoretischer Bezugsrahmen Ziele von Kooperationen Systematisierung von Kooperationszielen Übersicht über Kooperationsziele Technologiebezogene Kooperationsziele und -aspekte Kooperationsphasen und Aufgaben bei der Durchführung von Kooperationen Initiierung 55

10 Partnersuche Konstituierung Management Beendigung Strukturbezogene Betrachtung von Kooperationen Kooperationsform Kooperationsorganisation 60 3 Synopsis der Anforderungen Allgemeine Anforderungen an die Entwicklung des Verfahrens Anforderung an die Entwicklung eines integrativen Verfahrens Anforderungen Technologiemanagement Anforderungen aus dem Management von Kooperationen 68 4 Auswahl, Stand der Technik sowie Weiterentwicklungsbedarf der methodischen Grundbausteine Auswahl der Methodenbausteine Technologie-Roadmap Stand der Technik Technologie-Roadmap-Ansätze Schuh/Eversheim Wildemann EIRMA Specht/Behrens Technologiekalender nach Westkämper Entwicklungsbedarf Technologie-Portfolio Stand der Technik Technologie-Portfolio-Ansätze Technologie-Portfolio-Ansatz nach Pfeiffer u. a Entwicklungsbedarf Projektreifegradmethode Stand der Technik Projektmanagement-Ansätze Projektreifegradmethode Entwicklungsbedarf Zusammenfassung des Entwicklungsbedarfs 89 5 Lösungsansatz der Arbeit und weitere Vorgehensweise Konzeption des integrativen Verfahrens Methodenintegration Konzeption der Methodenintegration Franke/Pfeifer Qualitätsinformationssysteme Hartung Integriertes Qualitätsmanagement Ehrlenspiel Integrierende Produkterstellungsmethodik (IP- Methodik) 98

11 Vossmann Wissensmanagement in der Produktentwicklung SFB 346 Integriertes Produkt- und Produktionsmodell Burgstahler Synchronisation von Produkt- und Produktionsentwicklung mittels eines Technologiekalenders Vorgehen zur Methodenintegration Modellierungsmethode Detaillierung der Lösung Methode Technologie-Portfolio Einführung Prozess der Technologie-Portfolio-Erstellung Umfeldanalyse Identifizierung von Technologien Bewertung von Technologien Zeitliche Transformation des Technologie-Portfolios Auswertung des Technologie-Portfolios Modellierung der Technologie-Portfolio-Methode Methodenweiterentwicklung Technologie-Roadmap Struktur der erweiterten Technologie-Roadmap Ebenen der Technologie-Roadmap Grundelemente der Technologie-Roadmap Technologie-Roadmap-Prozesse Technologie-Roadmap-Erstellung Kontinuierliche Anwendung der Technologie-Roadmap Modellierung Techologie-Roadmap-Methode Methodenadaption Projektreifegradmethode Projektreifegradmethode im strategischen Technologiemanagement Projektreifegradmethode als Baustein des kooperationsfähigen Verfahrens Prozessuale Einbindung der Projektreifegradmethode in das kooperationsfähige Verfahren Bewertungskriterien für das kooperative Projektmanagement Exkurs: Methoden zur Unterstützung des kooperativen Projektmanagements Modellierung der Projektreifegradmethode Zusammenfassung Methodenintegration Nachweis der Funktionalität Fallbeispiel A Fallbeispiel B Zusammenfassung und Ausblick Abstract Literaturverzeichnis 177

12 12 Abbildungsverzeichnis Abb. 1-1: Das St. Gallener Management-Konzept 21 Abb. 1-2: Überblick über den Aufbau der Arbeit 23 Abb. 2-1: Abgrenzung von Technologie-, Innovations- und F&E-Management 26 Abb. 2-2: Technologielebenszyklus- und Technologietypenkonzept der Unternehmensberatung Arthur D. Little 28 Abb. 2-3: Substitutionspotential neuer Technologien (Doppel-S-Kurve) 29 Abb. 2-4: Technologiestrategien in einem strategischen Management 32 Abb. 2-5: Bestandteile des strategischen Technologiemanagements 35 Abb. 2-6: Übersicht über Entscheidungsfragen bzw. Kernthemen im strategischen Technologiemanagement 36 Abb. 2-7: Begriffe zur Umschreibung des Kooperationsphänomens. 47 Abb. 2-8: Perspektiven einer Kooperation 50 Abb. 2-9: Differenzierung von Kooperationszielen 51 Abb. 2-10: Kooperationsziele 52 Abb. 2-11: Bedeutung von Argumenten von F&E-Kooperationen 53 Abb. 2-12: Konzept der Kooperationsgestaltung von Staudt 55 Abb. 2-13: Erscheinungsformen strategischer Kooperationen 59 Abb. 2-14: Abb. 2-15: Zusammenhang zwischen Kooperations- und Kooperationsträgerebene der Unternehmen A und B 61 Phasenbezogene Verteilung der Kooperationsmanagementaufgaben auf unterschiedliche Träger 62 Abb. 3-1: Anforderungsrelevante Blickwinkel auf die Entwicklung des Verfahrens 63 Abb. 3-2: Anforderungen aus der Entwicklung eines integrativen Verfahrens 66 Abb. 3-3: Abb. 3-4: Anforderungen aus dem Technologiemanagement an das zu entwickelnde Verfahren 68 Anforderungen aus dem Management von Kooperationen an das zu entwickelnde Verfahren 70 Abb. 4-1: Vorgehen zur Auswahl der Methodenbausteine 72 Abb. 4-2: Bewertung von Methoden anhand der definierten Anforderungen 73 Abb. 4-3: Darstellung im Technologiekalender 80 Abb. 4-4: Technologie-Portfolio nach Pfeiffer et. al. 84 Abb. 4-5: Projektmanagement-Regelkreis 88 Abb. 4-6: Zusammenfassung grundlegender Entwicklungsbedarfe 89 Abb. 5-1: Übersicht Entwicklungspfade 91 Abb. 5-2: Synchronisation im Rahmen der Entwicklung neuer Technologien 93 Abb. 5-3: Übersicht Lösungsansatz 95 Abb. 5-4: Skizze des übergeordneten Rahmens der Lösung 96 Abb. 5-5: Bestehende Ansätze zur Integration von Methoden 102

13 13 Abb. 5-6: Kernaspekte Methodenintegration 103 Abb. 5-7: Modellierung als Abbildung zukünftiger Gestaltungsalternativen 104 Abb. 6-1: Einordnung des Technologie-Portfolios in die Technologiemanagement- Phasen 108 Abb. 6-2: Zusammenhang zwischen Produkten und Technologien 109 Abb. 6-3: Zeitliche Transformation des Technologie-Portfolios (Beispiel) 112 Abb. 6-4: Technologieportfolio und strategische Optionen 113 Abb. 6-5: Aktivitätendiagramm der Technologie-Portfolio-Methode 114 Abb. 6-6: Klassendiagramm der Technologie-Portfolio-Methode 115 Abb. 6-7: Einordnung der Technologie-Roadmap in die Phasen des Technologiemanagements 116 Abb. 6-8: Aufbau der Technologie-Roadmap 118 Abb. 6-9: Elemente einer Technologie-Roadmap 119 Abb. 6-10: Exemplarische Skizze einer Technologie-Roadmap 120 Abb. 6-11: Überblick Technologie-Roadmap-Erstellung 121 Abb. 6-12: Schematischer Ablauf der Technologie-Roadmap-Erstellung 122 Abb. 6-13: Integration Technologie- und Unternehmensstrategie 123 Abb. 6-14: Methodenauswahl für Aufgabenstellungen im Technology Forecast 125 Abb. 6-15: Technologiemanagement-Programmplanung Konzeption 126 Abb. 6-16: Exemplarische Projektklassifizierung 128 Abb. 6-17: Technologiemanagement-Programmplanung Fixierung 129 Abb. 6-18: Methoden zur Bewertung von Technologiemanagement-Projekten 131 Abb. 6-19: Entscheidungshilfe zur Auswahl von Bewertungsmethoden 132 Abb. 6-20: Kriterien zur Bewertung von Aktivitäten bzw. Projekten zur Technologiemanagement-Programmerstellung (TMP-Kriterien) 133 Abb. 6-21: Methoden zur Technologiemanagement-Programmerstellung 134 Abb. 6-22: Integratives Verfahren als kontinuierliches Managementwerkzeug 136 Abb. 6-23: Zyklische Überarbeitung der Technologie-Roadmap 137 Abb. 6-24: Aktivitätendiagramm der Technologie-Roadmap-Methode 138 Abb. 6-25: Betrachtung Schnittstelle Technologie-Portfolio und Technologie- Roadmap 139 Abb. 6-26: Klassendiagramm der Technologie-Roadmap-Methode 140 Abb. 6-27: Einordnung Projektreifegradmethode 141 Abb. 6-28: Einordnung der PRG in das integrative Verfahren 142 Abb. 6-29: Philosophie der Produktreifegradbewertung 144 Abb. 6-30: Bewertungshierarchie im integrativen Verfahren 145 Abb. 6-31: Synchronisation im kooperativen Technologiemanagement 147 Abb. 6-32: Schematische Darstellung der Zielebenen in einer Kooperation 147 Abb. 6-33: Beispiel kooperatives Projektmanagement im integrativen Verfahren 149 Abb. 6-34: Projektabhängige Anzahl von Bewertungskriterien bzw. Indikatoren 149

14 14 Abb. 6-35: Einordnung von Erfolgsfaktoren in Ordnungsrahmen 154 Abb. 6-36: Methoden zur Unterstützung des kooperativen Projektmanagements 155 Abb. 6-37: Aktivitätendiagramm der Projektreifegradmethode 156 Abb. 6-38: Klassendiagramm der Projektreifegradmethode 157 Abb. 6-39: Aktivitätendiagramm des integrativen Verfahrens 159 Abb. 6-40: Klassendiagramm des integrativen Verfahrens 160 Abb. 6-41: Detaillierung der Klasse Technologie 161 Abb. 7-1: Projektauswahl-Prozess 167 Abb. 7-2: Bewertungskriterien zur Projektauswahl 168 Abb. 7-3: Konsequenz der Anteilsfestlegung 168

15 15 Abkürzungsverzeichnis a Beschleunigung Abb. Abbildung ARIS Architektur Integrierter Informationssysteme Aufl. Auflage BMBF Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie bzgl. bezüglich bzw. beziehungsweise CIMOSA Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture d. h. das heißt Def. Definition ETA Event Tree Analysis, Ereignisablaufanalyse et al. et alii (und andere) etc. et cetera f. folgende ff. fortfolgende FMEA Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse FTA Fault Tree Analysis, Fehlerbaumanalyse FuE, F&E, F+E Forschung und Entwicklung ggf. gegebenenfalls i. A. im Allgemeinen i. e. S. im engeren Sinne i. w. S. im weiteren Sinne insb. insbesondere IP Integrierte Produkterstellungsmethodik JIT Just-in-time Kap. Kapitel kont. kontinuierlich Maßn. Maßnahme max maximal mcb make, collaborate or buy Mgmt. Management NAMUR ursprünglich: Normenarbeitsgemeinschaft für Meß- und Regeltechnik in der chemischen Industrie. Steht heute für Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der chemischen und pharmazeutischen Industrie. NPV Net Present Value o. ä. oder ähnliches

16 16 OE Organisationseinheit OMT Object Modeling Technique PRG Projektreifegradmethode QFD Quality Function Deployment R&D Research and Development ROI Return on Investment S. Seite SADT Structured Analysis and Design Technique SFB Sonderforschungsbereich SGF strategisches Geschäftsfeld STE strategische Technologieeinheit STF strategisches Technologiefeld STM strategisches Technologiemanagement SWOT Strength Weaknesses Opportunities Threats t Zeit Techn. Technologie TK Technologiekalender TM Technologiemanagement TMP Technologiemanagement-Programm TOTE -Schema T = Test, O = Operate, E = Exit TP Technologie-Portfolio TR Technologie-Roadmap u. und u. a. und andere, unter anderem u. U. unter Umständen überarb. überarbeitete UML Unified Modeling Technique v Geschwindigkeit VDI/VDE-GMA Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) ist eine gemeinsame Fachgesellschaft des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) und des technisch-wissenschaftlichen Verbandes der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE), vgl. vergleiche vs. versus z. T. zum Teil Zshg. Zusammenhang zzgl. zuzüglich

17 1 Einleitung 1.1 Problemstellung Technologien haben als Motor der wirtschaftlichen Entwicklung 1 eine grundlegende Bedeutung für Unternehmen und Volkswirtschaften. Die Verwendung innovativer Technologien ist nach Spath u. a. eine der Hauptursachen für wirtschaftliches Wachstum 2. Andererseits lässt sich der globale Wettbewerb vornehmlich auch als Rennen um die Technologievorherrschaft charakterisieren 3. Für Länder der Triade 4 und insbesondere für den durch hohe Löhne und Lohnnebenkosten gekennzeichneten Standort Deutschland 5 hat der Einsatz von Technologien eine besondere Bedeutung zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit. Technologische Innovationen bieten einerseits die Möglichkeit, neue Produkt-Markt-Felder zu eröffnen 6. Andererseits können auf vorhandenen Märkten Differenzierungs- und Kostenvorteile gegenüber Konkurrenten erzielt werden 7. Der Aufbau und das Halten erfolgreicher Wettbewerbspositionen ist somit maßgeblich auch eine Frage des Potentials an verfügbaren Technologien und des adäquaten Technologieeinsatzes 8. Im Wettlauf mit der Zeit können nach Westkämper nur diejenigen Unternehmen erfolgreich sein, welche neue Technologien und Innovationen am schnellsten umsetzen und konsequent Positionen am Markt besetzen 9. Um Unternehmen im dynamischen Umfeld mit kürzer werdenden Produktlebenszyklen und hoher FuE- bzw. Innovationsintensität 10 wirtschaftlichen Erfolg und Überlebensfähigkeit zu ermöglichen, gilt es, das Management um Kompetenzen im Technologiebereich zu ergänzen 11. Bullinger definiert das damit angesprochene Technologiemanagement als integrierte Planung, Gestaltung, Optimierung, Einsatz und Bewertung von technischen Produkten und Prozessen 12. Die Bedeutung der Qualität des Technologiemanagements lässt sich nach Gerpott z. B. aus den großen Effizienzunterschieden bei der Umsetzung von FuE-Input in neue Produkte bzw. Herstellverfahren ableiten 13. Auch Brodbeck konstatiert, dass mit Hilfe von bewusster und intensiver Steuerung der Prozesse eine bessere Lösung technologischer Entscheidungsprozesse erreicht werden kann, diesbezüglich in vielen Unternehmen jedoch noch Verbesserungspotential besteht 14. Eine der Kernaufgaben des Technologiemanagements ist es daher, intelligente Methoden und Vorgehensweisen 1 Zahn, Erich, 2004, S Spath, Dieter; Ilg, Rolf; Renz, Karl-Christof, 2004, S Zahn, Erich, 2004, S Burgstahler, Bernd, 1996, S Milberg, Joachim, 2004, S Gerpott, Thorsten, 1999, S Frauenfelder, Paul, 2000, S Bullinger, Hans-Jörg: Technologiemanagement, 1999, S Westkämper, Engelbert, 2004, S Zinser, Stephan, 2000, S Bullinger, Hans-Jörg: Technologiemanagement, 1999, S Bullinger, Hans-Jörg: Technologiemanagement, 1999, S Gerpott, Thorsten, 1999, S Brodbeck, Harald, 1998, S. 429.

18 18 aufzuzeigen 15. Am Beispiel des Einsatzes der viel versprechenden Technologie-Roadmap-Methode in Industrieprojekten wurde jedoch die begrenzte durchgängige methodische Unterstützung des strategischen Technologiemanagements 16 auffällig, welche sich in Effizienzproblemen auswirken kann. Beispielhaft kann die unzureichende Berücksichtigung von mit hohem Aufwand erzeugten Informationen in Entscheidungsprozessen zu einer fehlerhaften technologischen Ausrichtung 17 und damit z. B. zum Verlust der Technologieführerschaft, Fehlinvestitionen etc. führen. Auch lässt sich das Scheitern von Strategien nach Pümpin 18 sowie Engstler/Dold 19 durch fehlende durchgängige und systematische Planungsmethodiken aus den Unternehmenszielen bis hin zu den Projekten begründen. Für einen Teil der technologiebezogenen Leistungserstellung wählen Unternehmen aus Gründen 20 wie Risk Sharing, Technologiezugang etc. den Weg der zwischenbetrieblichen Kooperation. Deren Bedeutung lässt sich u. a. daran festmachen, dass 58 Prozent der Unternehmen mit Kunden/Zulieferern sowie 19 Prozent mit Unternehmen desselben Marktes FuE-Kooperationen eingehen 21. Studien, nachdem nur % der Unternehmen ihre Ziele mittels Kooperationen erreichen 22, sind ein Indikator für die besonderen Herausforderungen von Kooperationen. Dabei setzen sich Unternehmen insbesondere bei einer Zusammenarbeit in Technologiefeldern bei einem unzureichenden Kooperationsmanagement z. B. der Gefahr einer Entwertung der Kompetenzen 23 und damit letztlich der Gefährdung der Wettbewerbsfähigkeit aus. Dem gegenüber könnte nach Schäper ein professionelles Kooperationsmanagement viele der in einer Kooperation auftretenden Hemmnisse beseitigen oder zumindest neutralisieren 24. Studien zufolge sehen Unternehmen insbesondere Bedarf bzgl. der Strategieentwicklung in Kooperationen 25. Allerdings werden die spezifischen Herausforderungen der zwischenbetrieblichen Zusammenarbeit, wie z. B. die unterschiedlichen Zielsysteme der Partner, wenn überhaupt nur zum Teil in den Planungs-, Steuerungs- und Kontrollmethoden des strategischen Technologiemanagements abgebildet 26. Somit bleibt festzuhalten, dass selbst Unternehmen, die intern durchaus erfolgreich Technologiemanagement betreiben, vor zusätzlichen Herausforderungen stehen, wenn kooperierende Unternehmen in das Technologiemanagement zu integrieren sind. 15 Spath, Dieter, 2004, S. V. 16 Vgl. Kap Übertragen nach Vossmann, Dirk, 1999, S. 58, welcher auf die Problematik fehlender Methodenintegration im Qualitätsmanagement eingeht. 18 Frauenfelder, Paul, 2000, S Engstler, Martin; Dold, Claudia, 2003, S Vgl. Kap Sihn, W. (Hrsg.); Lay, G. (Hrsg.); Abele, T.; Dreher, C.; Eggers, T.; Fischer, R.; Hummel, V.; Sautter, A.:, 2003, S. 39. Zum Zusammenhang FuE und Technologiemanagement vgl. Kap Marxt, Christian; Link, Patrick, 2002, S Bellmann, Klaus; Alan Hippe, 1996, S. 68 oder auch Strautmann, Klaus-Peter, 1993, S Schäper, Christian, 1997, S Vgl. Hoffmann, Martina, 1996, S. 57 f. 26 Vgl. Kap. 4.

19 Zielsetzung der Arbeit Als übergeordnetes Ziel der Arbeit lässt sich auf Basis der dargestellten Problemstellung damit die Entwicklung eines Verfahrens definieren, welches im Bereich des strategischen Technologiemanagements unterstützend eingesetzt wird. Im Sinne eines zugrunde liegenden Basisprozesses bzw. Rückgrates soll es die Bearbeitung wesentlicher, festzulegender Kernaufgaben über die Phasen des strategischen Technologiemanagements ermöglichen, wobei sich das bereits mehrfach angesprochene strategische Technologiemanagement vorab einer detaillierten Betrachtung durch folgende von Bullinger definierte Aufgaben umreißen lässt 27 : Bestimmung der technologischen Ist-Situation des Unternehmens, Erkennen der für das Unternehmen relevanten Technologien, Einstufung der relevanten Technologien nach ihrer Lebenszyklusphase und strategischen Bedeutung, Beherrschen der Technologien mit hoher Bedeutung, Definition von technologischen Wettbewerbspositionen und Strategien, Ausrichtung von FuE- und Innovationsprozessen auf wettbewerbsrelevante Technologien sowie strategischer Einsatz der Technologie in Abstimmung mit anderen markt- und wettbewerbsrelevanten Leistungspotenzialen des Unternehmens. Zusätzlich soll der Einbezug von Partnern in die Umsetzung der Technologiestrategie unterstützt werden, indem das Verfahren durch die Berücksichtigung der dabei auftretenden spezifischen Herausforderungen kooperationsfähig gestaltet wird. Diese umfassenden Aufgaben mit ihren Teilaspekten zzgl. der Kooperationsperspektive können in ihrer ganzen Komplexität nur schwerlich mittels einer einzigen Methode abgedeckt werden 28. Als grundlegende Vorgehensweise wird daher ein integrativer Ansatz ausgewählt. Das geplante Verfahren soll auf der Basis von bekannten und praxiserprobten Methoden entwickelt werden, um damit insbesondere auch die Ausbreitung in die betriebliche Praxis zu fördern. Der notwendige Weiterentwicklungsbedarf wird dabei auf der Basis der zu definierenden Anforderungen identifiziert. Als zentraler Baustein soll dabei ein Technologie-Roadmap- bzw. Technologiekalender- Ansatz verwendet werden. Die Technologie-Roadmap stellt einerseits eine hervorragende Methode im strategischen Technologiemanagement zur Vorbereitung von Technologien für zukünftige Produkte dar, welche bereits wichtige Aspekte des Technologiemanagements, wie z. B. die Synchronisation von Produkt- und Produktionsentwicklung 29, abdeckt. Andererseits konnten die Stärken der Methode in verschiedenen Industrieprojekten 30 nachgewiesen werden. Dabei wurde jedoch auch bereits der Bedarf ersichtlich, die Technologie-Roadmap- Methode, welche z. T. noch den Charakter eines Prognose- und Szenarioinstruments 31 aufweist, zu einem vollständigen Managementinstrument sowie Bindeglied zur operativen 27 Zusammenstellung nach Bullinger, Hans-Jörg: Technologiemanagement, 1999, S Vgl. auch Stand der Technik in Kap Westkämper, Engelbert, 2004, S Vgl. z. B. Abele, T.; Freese, J.; Laube, T., Vgl. hierzu Specht, Dieter; Behrens, Stefan; Kahmann, Joachim, 2000, S. 42.

20 20 Planung 32 weiterzuentwickeln. Als Betrachtungsgegenstand dienen im Rahmen dieser Arbeit schwerpunktmäßig komplexe und hochtechnologische Produkte. Grund hierfür ist, dass der Erfolg der Marktleistung bei diesen Produkten in hohem Maße durch die im Produkt oder zu dessen Produktion eingesetzten Technologien bestimmt wird Einordnung der Arbeit Wissenschaftliche Einordnung der Arbeit Ulrich 34 unterscheidet die Wissenschaftsgebiete Grundlagenwissenschaften und angewandte Wissenschaften, welche sich in wesentlichen, wissenschaftstheoretischen und forschungsmethodisch relevanten Merkmalen 35 unterscheiden. Ein fundamentaler Unterschied liegt in der Zielsetzung begründet. Angewandte Wissenschaften streben nach Regeln und Modellen zur Schaffung neuer Realitäten, wohingegen Grundlagenwissenschaften sich mit allgemeinen Theorien zur Erklärung bestehender Realitäten beschäftigen. Ziel der angewandten Wissenschaft ist demnach nicht die Erkenntnisgewinnung an sich, sondern praktisch nützliches Wissen. Nach Ulrich wählt der angewandte Forscher Probleme praktisch handelnder Menschen aus, für deren Lösung kein befriedigendes Wissen zur Verfügung steht 36. Aus diesem Grund hat auch der Falsifikationismus, d. h. das Aufstellen und Widerlegen von Hypothesen, für die angewandte Wissenschaft nicht dieselbe Bedeutung, sondern es geht um die praktische Anwendbarkeit des Modells und um den Nutzen und Schaden von potentiellen realen Gestaltungsmöglichkeiten 37. Wie bereits angedeutet, entstehen die Probleme der angewandten Wissenschaften in der Praxis, welche als soziale Systeme eine hohe Komplexität beinhalten können. Bedeutsame Aspekte des Praxisbegriffes sind nach Ulrich, die sinnvolle Abgrenzung des Systems und die Anerkennung der Komplexität, beides bezogen auf die Realität, in der ihre Erkenntnisse angewendet werden sollen 38. Die vorliegende Arbeit zielt auf die Entwicklung eines integrativen, technologie-roadmapbasierten und kooperationsfähigen Verfahrens zur Unterstützung des strategischen Technologiemanagements ab. Die Problemstellung wurde aus in Industrie- und Forschungsprojekten gewonnenen Erfahrungen identifiziert. Die vorgeschlagene Problemlösung zielt auf praktisch anwendbares Wissen für Entscheidungsträger ab. Die Arbeit gehört damit nach Ulrich in das Wissenschaftsgebiet der angewandten Forschung. Die Komplexität der Aufgabe wird dabei geprägt durch die Verknüpfung kooperativer und technologiemanagement-bezogener Prozesse. 32 Westkämper, Engelbert, 2004, S Burgstahler, Bernd, 1997, S Folgendes Kapitel zusammengefasst aus Ulrich, Hans, 1984, S Ulrich, Hans, 1984, S Ulrich, Hans, 1984, S Ulrich, Hans, 1984, S. 174 f. 38 Ulrich, Hans, 1984, S. 176.

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