Modularisierung 4.0 Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services

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1 Modularisierung 4.0 Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services Univ.-Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Horst Wildemann TCW Transfer-Centrum für Produktions-Logistik und Technologie-Management GmbH & Co. KG Leopoldstr München Tel Fax mail@tcw.de

2 Horst Wildemann Modularisierung 4.0 Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services Copyright by TCW Transfer-Centrum GmbH & Co. KG 2. Auflage 2014 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Wildemann, Horst Modularisierung 4.0 Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services ISBN TCW Transfer-Centrum GmbH & Co. KG Leopoldstr München Tel Fax mail@tcw.de Alle Rechte, auch die der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form, auch nicht zum Zwecke der Unterrichtsgestaltung, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet werden.

3 Präambel Präambel Durch die steigende Produktvarianz und die damit einhergehende Komplexität der Wertschöpfung stehen Unternehmen vor der Herausforderung des effizienten Umgangs mit Vielfalt. Bei Produkten und Services haben viele Unternehmen bereits die Modularisierung als Lösungsansatz identifiziert. Sie ermöglicht die Realisierung von Skaleneffekten in der Entwicklung, im Einkauf und in der Produktion. Die Betrachtung der Produktion wurde bislang vernachlässigt. Sie stellt einen weiteren Stellhebel zur Beherrschung und Optimierung der Produktvielfalt dar. Dieser Leitfaden zeigt auf, wie man mit theoretischen und praktischen Ansätzen Organisation, Produkte, Prozesse und Services modular ausgestalten kann. Dazu werden Modularisierungskonzepte für alle relevanten Unternehmensbereiche aufgezeigt, die Unternehmen bei der Bildung von Modulen als separierbare Einheiten unterstützen. Hierzu werden zuerst die Defizite und Herausforderungen in der betriebswirtschaftlichen Praxis betrachtet und daraus die Leitlinien des Modularisierung 4.0-Ansatzes abgeleitet. Die ausführliche Beschreibung verschiedener Methodenbausteine hilft dabei, eine effektive und effiziente Umsetzung der Modularisierung im eigenen Unternehmen zu sichern. Anhand von zahlreichen Fallstudien wird die Umsetzung der Modularisierung in verschiedenen Anwendungsbereichen praxisnah verdeutlicht. Mit diesem Leitfaden soll ein umfassender Überblick über die Ansätze zur Modularisierung von Organisation, Produkten, Produktion und Services gegeben werden,... durch die Darstellung von Leitlinien, Gestaltungsfeldern, Methoden und deren Wirkungsweise die Grundlagen für die Umsetzung gelegt werden und... durch die Darlegung einer Vorgehensweise zur Einführung sowie von Fallstudien die Möglichkeit der Hilfe zur Selbsthilfe geschaffen werden. For-LEI ppt

4 Inhaltsverzeichnis 1 Modularisierung 4.0: Trends, Defizite und Handlungsbedarf 2 2 Modularisierung 4.0 als Lösungsansatz 63 3 Leitlinien als Ordnungsrahmen 87 4 Methodeneinsatz zur Realisierung 130 Fallstudien Literaturverzeichnis 477 For-LEI ppt

5 Die aktuellen Trends... Trends 1 2 Zunahme der Variantenvielfalt und Produktkomplexität Verkürzung der Innovations- und Produktlebenszyklen Leitlinien und Bausteine der Modularisierung Zunahme des Kooperationsbedarfs Globalisierung von Wertschöpfungsnetzwerken 1 2 Leit- 3 4 Modularisierung 4.0 I II III IV V VI Flexibilität & Agilität 6 7 Kundenorientierung Standardisierung & Individualisierung Wertschöpfungsorientierung Wirtschaftlichkeit 8 linien Vernetzung 9 10 Steigerung der Investitionen in die Entwicklung neuer Technologien 11 Bau Change Management 14 1 Ziel- und Strategiedefinition Projektmanagement Conjoint- Analyse 16 Target- Costing Total Cost of Ownership Wertanalysen Leistungs- Komplexitätsmanagemenentwicklungsprozesse Organisationsgestaltung steine 6 Steigende Bedeutung von Services IT-Architektur und Vernetzung Cost Engineering Virtual Engineering & Production Fertigungssegmentierung Einkaufspotenzialanalyse Lieferantenmanagement Entwicklungspartnerschaften Konzeptwettbewerb Produktklinik Produktkonferenz Produktordnungssysteme Qualitätsmanagement 7 Zunahme der Qualitätsansprüche erfordern eine konsequente Implementierung von spezifischen Methoden und Instrumenten zur zielorientierten Ausgestaltung der Modularisierung 4.0.

6 Die exponentielle Zunahme der Komplexität Trend 1: Variantenvielfalt & Produktkomplexität Quelle: Waltl (2012). Variantenvielfalt und Produktkomplexität Wettbewerb Segmentierung (Fahrzeugklassen) 80er 90er heute 80er heute Fahrzeugvolumen Derivate basiert auf stetig steigenden Funktionalitäten sowie der systemübergreifenden Vernetzung.

7 Die zunehmende Variantenvielfalt... Quelle: Mercer (2002). Automobil 2000 (Durchschnittswert ca ) Trend 1: Variantenvielfalt & Produktkomplexität Automobil 2010 (Durchschnittswert ca ) Wert (in TSD EUR) 10,2 Fahren / Bremsen Komfort Sicherheit Hydraulik Pneumatik Hydraulik Entertainment Fahren / Wert (in TSD EUR) Bremsen 11 Komfort Sicherheit, Hydraulik Pneumatik Hydraulik Entertain- Kommuniment kation Elek- Elek- tro- tronik nik Me- Mechachanik nik 0 40 % 70 % 92 % 100 % 0 30 % 60 % 8 % 92 % 100 % Elektrik/anteil ca EUR (22 %) Wert im OE-Markt ca. 12 Mrd. EUR Elektrik/Elektroanteil ca EUR (3 %) Wert im OE-Markt ca. 270 Mrd. EUR und Produktkomplexität bedingt die modulare Gestaltung von Produkten, Produktion und Service.

8 Die exponentielle Zunahme der Komplexität Trend 1: Variantenvielfalt & Produktkomplexität Quelle: Waltl (2012). Zunahme der Komplexität am Beispiel der Automobilindustrie Neue Funktionen Systemübergreifende Vernetzung Zunehmende Komplexität Powertrain Fahrwerk Sicherheit Multimedia/HMI Funktionalitäten Diagnostics and software upgrading (flashing) Collision mitigation Adaptive cruise control Stop & Go Steer-by-wire Night Vision System Komplexität Emergency call Heute t Funktionen System Heute t basiert auf stetig steigenden Funktionalitäten sowie der systemübergreifenden Vernetzung.

9 Die Ursachen der Vielfalt... Trend 1: Variantenvielfalt & Produktkomplexität Ursachen der Vielfalt hoch 4,3 Bedeutung 4 3 3,94 3,6 3,41 3,00 2,76 2 gering 1 Erfüllung von Kundenwünschen schleichende Variantengenerierung im Arbeitsprozess fehlendes Bewusstsein fehlende Methoden fehlende Produktstrategie Kostendruck sind neben der Erfüllung von Kundenwünschen vor allem die schleichende Variantengenerierung im Arbeitsprozess und das fehlende Bewusstsein der Mitarbeiter.

10 Die Entwicklung der Variantenvielfalt... Trend 1: Variantenvielfalt & Produktkomplexität Beispiel BMW Beispiel Daimler Limousine Coupé Touring Cabrio Roadster Off-Road Super Luxusklasse A-Klasse C-Klasse E-Klasse G-Modell SLK-Klasse M-Klasse Luxusklasse Mittelklasse S-Klasse CLK-Klasse CL-Klasse SL-Klasse SLR-Klasse CLS-Klasse Untere Mittelklasse Kompaktklasse Kleinwagenklasse 3 Ausstattungslinien Motorvarianten 12 Außenfarben 3 Innenfarben 11 Bezüge 10 Sonderausstattungen ist durch eine überproportionale Variantensteigerung im Vergleich zum Mengenwachstum gekennzeichnet.

11 Ein spezifischer Methodeneinsatz... Methodenbausteine Methodenbausteine Bau- -steine Change Management Conjoint Analyse Target Costing Total Cost of Ownership Komplexitätsmanagement Ziel- und Strategiedefinition Projektmanagement Wertanalysen Leistungsentwicklungsprozesse Organisationsgestaltung IT-Architektur und Vernetzung Produktklinik Cost Engineering Virtual Engineering & Production Fertigungssegmentierung Einkaufspotenzialanalyse Lieferantenmanagement Entwicklungspartnerschaften Konzeptwettbewerb Produktkonferenz Produktordnungssysteme Qualitätsmanagement im Rahmen der Modularisierung 4.0 ermöglicht eine effektive und effiziente Bearbeitung und sichert den Projekterfolg.