Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte in klein- und mittelständischen Unternehmen. Maren Gäde DoWoNO, 31.

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1 Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte in klein- und mittelständischen Unternehmen Maren Gäde DoWoNO, 31. Mai 2013

2 Agenda 1. Einleitung und Projektvorstellung 2. Projektplanung in klein- und mittelständischen Unternehmen 3. Konzept zur hierarchischen Projektplanung 4. Weiteres Vorgehen 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 1

3 Organisatorische Faktoren Externe Faktoren Trends der mechatronischen Produktentwicklung von KMUs Kunden Technologie Wettbewerb steigende/individuelle Anforderungen zunehmende Produktkomplexität erhöhter Qualitätsund Kostendruck Projektorganisation komplexe/auftragsbasierte Produktentwicklungen Verteilte Produktentwicklung Konzentration auf Kernkompetenzen Abwicklung in Projekten Verteilte Entwicklungsaktivitäten Klein- und mittelständische Unternehmen Mangelnde Projektplanung und -dokumentation Interdisziplinarität kaum organisatorisch verankert Unbeständige Wertschöpfungsnetzwerke Zunehmend ausgeglichene Machtverhältnisse Verschärfte Unsicherheit Hemmnisse für Informationsaustausch Die Unsicherheit im Rahmen der Planung von Entwicklungsprojekten wird durch die strukturellen Gegebenheiten bei KMUs zusätzlich verschärft. 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 2

4 BMBF-Verbundprojekt SynProd Ausgangssituation und Problembeschreibung Entwicklung und Herstellung kundenspezifischer, mechatronischer Produkte in Klein- und Kleinstserien zahlreiche unkoordinierte Schnittstellen, unvollständige Informationen Kostenintensive Anpassungsmaßnahmen Zeitverzögerungen Ungenaue Prognosen des Entwicklungsaufwands Zielstellung Entwicklung einer Planungsmethodik zur effizienten Gestaltung firmenübergreifender Produktentwicklungen durch Integration der drei Perspektiven: Produkt Betriebswirtschaft Produktion Industriepartner Gestaltung und Entwicklung geeigneter Koordinations- und Anreizmechanismen Hochschulpartner M Hersteller mechanischer Bauteile E Hersteller elektronischer Systeme 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 3

5 Aggregierte Darstellung des Produktentstehungsprozess 2013/Q1 2013/Q2 2013/Q3 2013/Q4 2014/Q1 2014/Q2 Kunde Angebotsphase Design/ Konstruktion Prototyp- Montage, Test Prototyp Kundenvalidierung Nachbesserungen, Tests Serienfertigung V PL OEM ME EE M/T SE Kickoff Designfreeze Lieferung Prototyp SOP Druckguss Bestückung Leiterplatte Legende: V = Vertrieb PL = Projektleiter ME = Mechanikentwicklung EE = Elektronikentwicklung M/T = Montage/Tests SE = Softwareentwicklung Aktivität/Prozess Meilenstein Interaktion 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 4

6 Unsicherheiten im Produktentstehungsprozess Legende: Aktivität/Prozess Meilenstein Interaktion Langer Planungshorizont Unsichere Entwicklungskomplexität Prozesszeiten Schwer vorhersehbare Kundenimpulse Asymmetrische Informationen Abstimmungsprobleme Fazit Projektplanung mit hoher Unsicherheit verbunden Ex ante Planung oftmals hinfällig 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 5

7 Projektplanung in klein- und mittelständischen Unternehmen Angebotsphase Projekt-Kick-off Projektdurchführung Grobplanung Projektablaufplanung Operative Planung Vorteilhaftigkeits- und Machbarkeitsprüfung zur Angebotserstellung Projektablaufplanung zur Termin- und Ressourcenplanung (Baseline-Schedule) Reaktive Planung bei Planabweichungen (Re-Scheduling) Kalkulation auf Basis des Erfahrungswissens der Entwickler Keine Formalisierung des Erfahrungswissens Kaum Hilfestellung für die Kalkulation Festlegung von Meilensteinen als Projektplanung Inkonsistente und lückenhafte Projektplanung Keine/mangelnde Ressourcenplanung Abstimmung in wöchentlichen Projektleitertreffen Keine ganzheitliche Betrachtung/Auswertung Kurzsichtige Umplanungen Zielstellung Entwicklung einer standardisierten Planungsmethodik Einrichtung eines Projektarchivs zur Entscheidungsunterstützung und Vereinfachung des Planungsprozesses Entwicklung eines Planungsgedächtnis zur Vermeidung wiederholter struktureller Fehlplanungen 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 6

8 Grobes Konzept für die Projektplanung Angebotsphase Projekt-Kick-off Projektdurchführung Grobplanung Projektablaufplanung Operative Planung Vorteilhaftigkeits- und Machbarkeitsprüfung zur Angebotserstellung Projektablaufplanung zur Termin- und Ressourcenplanung (Baseline-Schedule) Reaktive Planung bei Planabweichungen (Re-Scheduling) Abschätzung von Projektdauer und kosten Projektablaufplan mit Mitarbeiterzuweisung Minimierung der Planabweichungen Dokumentation und Auswertungen der Ergebnisse der reaktiven Planung 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 7

9 Modellierungsansatz Angebotsphase Projekt-Kick-off Projektdurchführung Grobplanung Projektablaufplanung Operative Planung Vorteilhaftigkeits- und Machbarkeitsprüfung zur Angebotserstellung Robuste Projektablaufplanung zur Termin- und Ressourcenplanung (Baseline-Schedule) Reaktive Planung bei Planabweichungen (Re-Scheduling) Abschätzung von Projektdauer und kosten Resource-constrained project scheduling Problem (RCPSP) Resource-constrained project scheduling Problem (RCPSP) 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 8

10 Aktivitätsnetzwerk Ressourcen Ziele Modellerweiterungen des klassischen RCPSP Ressourcennivellierung Kis (2005); Neumann/Zimmermann (2000) Kapitalwert Neumann/Zimmermann (2000); Padmann/Zhu (2006) Termineinhaltung Voß/Witt (2007); Vanhoucke/Demeulemeester/Herroelen (2001) Robustheit Van de Vonder/Ballestín/Demeulemeester/Herroelen (2007) Variable Verfügbarkeit erneuerbarer Ressourcen Boctor (1996); Klein (2000); Kogan/Shtub (1999) Kumulative Ressourcen Bartels/Zimmermann (2009); Neumann Schwindt heterogene Ressourcen/ Resource Identity Drexl et al. (2000); Salewski et al. (2009) Tiwari et al. (2009) Multiple Ablaufmodi Heilmann (2003); Talbot (1982); Voß/Witt (2007) Unterbrechungen der Aktivitäten Debels/Vanhoucke (2008); Franck/Neumann/Schwindt (2001) Allgemeine Vorrangbeziehungen Brucker/Knust (2001); de Reyck/Herroelen (1999) Zeitfenster Neumann/Schwindt/Zimmermann (2002) Unsichere Prozesszeiten Van de Vonder/Demeulemeester/Herroelen (2008) Unsichere/flexible Projektstruktur Kellenbrink/Helber (2013), Kuster/Jannach (2006) 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 9

11 Grobes Konzept für die Projektplanung Angebotsphase Projekt-Kick-off Projektdurchführung Grobplanung Projektablaufplanung Operative Planung Vorteilhaftigkeits- und Machbarkeitsprüfung zur Angebotserstellung Robuste Projektablaufplanung zur Termin- und Ressourcenplanung(Baseline-Schedule) Reaktive Planung bei Planabweichungen (Re-Scheduling) Abschätzung von Projektdauer und kosten Resource-constrained project scheduling Problem (RCPSP) Robuste Planung Ziel: Termineinhaltung (Ziele der Robustheit) Resource-constrained project scheduling Problem (RCPSP) Reaktive Planung Ziel: Minimierung Planabweichungen (Termineinhaltung) Modellerweiterung: Unsichere Prozesszeiten Variable Verfügbarkeit erneuerbarer Ressourcen Modellerweiterung: Multiple Ablaufmodi (Zeitfenster für die Aktivitäten) Deblaere/Demeulemeester/ Herroelen (2008) 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 10

12 Weiteres Vorgehen Erarbeitung eines Konzepts zur sinnvollen Verknüpfung der robusten und reaktiven Planung Ausarbeitung von gemeinsamen Schnittstellen sowie Modellunterschieden Projektablaufplanung Robuste Projektablaufplanung (Baseline-Schedule) zur Terminund Ressourcenplanung Modellierung Operative Planung Reaktive Planung bei Planabweichungen (Re-Scheduling) Modellierung Durchlaufzeitensyndrom Identifikation planungskritischer und verwertbarer Informationen aus der reaktiven Planung Möglichkeiten zur Auswertung und Rückgabe der Informationen an die robuste Planung 31. Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 11

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Maren Gäde Mai 2013 Maren Gäde Projektplanung für die Entwicklung mechatronischer Produkte Seite 12

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