Logistikgerechte Produktentwicklung

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1 Logistikgerechte Produktentwicklung Von der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Dissertation von: aus (Geburtsort): Sven Schulze Hamburg eingereicht am: mündliche Prüfung am: Referenten: Univ.-Prof. Dr.-Ing. U. Dombrowski Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. mult. M. Schenk 2010

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3 Schriftenreihe des IFU Band 17 Sven Schulze Logistikgerechte Produktentwicklung Shaker Verlag Aachen 2011

4 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 2010 Copyright Shaker Verlag 2011 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. ISBN ISSN X Shaker Verlag GmbH Postfach Aachen Telefon: / Telefax: / Internet: info@shaker.de

5 Vorwort Das Ziel der Wissenschaft ist es immer gewesen, die Komplexität der Welt auf simple Regeln zu reduzieren. (Benoît Mandelbrot) Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Tätigkeit als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Fabrikbetriebslehre und Unternehmensforschung (IFU) der Technischen Universität Braunschweig. Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Dombrowski danke ich für die Betreuung und die Unterstützung meiner Arbeit. Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. mult. Michael Schenk danke ich für die Übernahme des Korreferates. Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Dilger gilt mein Dank für die Übernahme des Vorsitzes bei der mündlichen Prüfung. Besonders möchte ich mich bei meinen Kollegen am IFU für die gute Zusammenarbeit in den vergangenen Jahren bedanken. Bei meinen Freunden und ehemaligen Kollegen Herrn Dr.-Ing. Sebastian Quack, Herrn Johannes Wrehde, Frau Isabel Crespo Otano und Herrn Henning Vollrath bedanke ich mich für die zahlreichen formellen und inhaltlichen Anmerkungen zur Arbeit sowie die gelegentlich notwendigen Aufmunterungen. Auch bei der aktiven Generation der Wissenschaftlichen Mitarbeiter am IFU, stellvertretend möchte ich hier Herrn Thimo Zahn nennen, sowie den fleißigen studentischen Hilfskräften bedanke ich mich für die zahlreiche Unterstützung. Meinen Eltern, Elfriede und Lothar, möchte ich dafür danken, dass sie mich immer auf meinem Weg unterstützt haben. Besonderer Dank gilt jedoch meiner Frau Rita, die mich in allen Lebensbereichen umfassend unterstützt, sich fürsorglich um unsere Tochter Merle kümmert und diese Arbeit hierdurch ermöglicht hat. Braunschweig, im November 2010 Sven Schulze

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7 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... I Abbildungsverzeichnis... V Tabellenverzeichnis... VIII Abkürzungsverzeichnis... IX 1 Einleitung Ausgangssituation und Problemstellung Zielsetzung der Arbeit... 3 Aufbau der Arbeit Grundlagen der Produktentwicklung Relevante Begriffe und Abgrenzungen Der Produktentstehungsprozess Tätigkeiten in der Produktentwicklung Allgemeine Ziele der Produktentwicklung Probleme der konventionellen Produktentwicklung Integrierte Produktentwicklung Concurrent Engineering Simultaneous Engineering Trends in der Produktentwicklung Wissensmanagement in der Produktentwicklung Steigende Komplexität und Variantenvielfalt Entwicklungsarbeiten durch Zulieferunternehmen Gestaltungsrichtlinien in der Produktentwicklung Design for X Design for Manufacturing und Design for Assembly Zusammenfassung des zweiten Kapitels I

8 Inhaltsverzeichnis 3 Grundlagen der Logistik Definition der Logistik und ihrer Subsysteme Logistikleistung und -kosten Elemente der Logistikleistung Bestandteile der Logistikkosten Korrelation zwischen Logistikkosten und -leistung Zielkonflikte mit anderen Unternehmensbereichen Logistikplanung während der Produktentwicklung Wandel der Logistik Internationalisierung der Logistiknetzwerke Nachhaltigkeit in der Logistik Fremdvergabe logistischer Aufgaben Zusammenfassung des dritten Kapitels Problemabgrenzung und Ableitung des Handlungsbedarfs Logistikgerechte Produktentwicklung Definition der logistikgerechten Produktentwicklung Ziele und Potentiale der logistikgerechten Produktentwicklung Abgrenzung des Betrachtungsbereichs Anforderungen an eine Methodik zur Unterstützung der logistikgerechten Produktentwicklung Wissensvermittlung: Logistische Kriterien und Optimierungsmethoden Priorisierung logistischer Anforderungen Bewertung anhand einer Kennzahl Identifikation von Verbesserungspotentialen Pragmatische Anwendbarkeit Stand der Forschung Ansätze für eine logistikgerechte Produktgestaltung II

9 Inhaltsverzeichnis Übertragbarkeit ähnlicher Ansätze Methoden der Produktentwicklung Bewertung des Stands der Forschung Methodik für eine logistikgerechte Produktentwicklung Vorgehensmodell zur logistikgerechten Produktentwicklung Identifikation logistischer Anforderungen Variantenvielfalt Beschaffenheit der Teile Anforderungen im Bereich Beschaffung Lager- und Transportbedingungen Verpackung Erzeugnisstruktur Vorgehensweise zur Gewichtung der Anforderungen Produktspezifische und unternehmensspezifische Bedingungen 135 Workshop zur Zielsetzung für die logistischen Anforderungen Ableitung einer projektspezifischen Logistik-Checkliste Definition einer Kennzahl für die Logistikgerechtheit Katalog von Optimierungsmethoden für die logistikgerechte Produktentwicklung Strukturierte Beschreibung der Methoden Klassifizierung der Methoden Auswahlsystematik der Optimierungsmethoden Einbindung in die Integrierte Produktentwicklung Umsetzung in einen Softwareprototypen Anforderungen an die Software Erstellung des Softwareprototypen Prinzipielles Vorgehen bei der Programmentwicklung Programmerstellung III

10 Inhaltsverzeichnis Administratormodus Bewertung hinsichtlich der Software-Anforderungen Implementierung und exemplarische Anwendung Anwendung bei einem Hersteller von Schließsystemen Potentialanalyse vor Projektbeginn Durchführung der Gewichtung und der Zielsetzung Durchführung der Produktentwicklung Anwendung bei der Industrialisierung eines Haushaltsgeräts Zusammenfassung der Validierung Schlussbetrachtung Zusammenfassung der Arbeit Ausblick Literatur Anhang IV