Organisation der Produktentwicklung

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1 Organisation der Produktentwicklung

2 Situationen in der Produktentwicklung Produkte werden unter aktuellen Bedingungen für zukünftige Situationen entwickelt. Fragen bezüglich der aktuellen Situation unseres Unternehmens - In welcher Branche ist das Unternehmen tätig? - Welche Kernkompetenzen zeichnet das Unternehmen aus? - Welche langfristigen Strategien werden verfolgt (Technologieführerschaft, Kostenführerschaft, Diversifikation,...)? - Wie erfolgt die Finanzierung des Unternehmens (Eigentümer, Kleinaktionäre..) Fragen bezüglich des zu entwickelnden Produktes - Wer wird das neue Produkt kaufen? - Was geschieht auf den Absatzmärkten der verschiedenen Regionen? - Welche Kompetenzen und Ressourcen können für das aktuelle Entwicklungsprojekt genutzt werden? - Handelt es sich um eine Neu-, Anpassungs- oder Variantenkonstruktion? - Welche Komplexität besitzt das zu entwickelnde Produkt? Fragen bezüglich zukünftiger Situationen - Make or Buy? - Lieferfähigkeit der Zulieferer?

3 Grundprinzipien des Handelns (strategischer Charakter) Taktische Maßnahmen zur Steuerung des Vorgehens unabhängig von konkreten Problemstellungen aber bezogen auf typische Situationen. Gestaltungselemente des Vorgehens. - Systemdenken Denkweise, die es unterstützt, komplexe Erscheinungen (Systeme) verstehen und gestalten zu können; Modellhafte Ansätze, um reale Erscheinungen zu veranschaulichen ohne sie unzulässig vereinfachen zu müssen. - Problemzerlegung Zerlegung komplexer Probleme in überschaubare Teilprobleme; Summe optimaler Teillösungen führt nicht zwingend zu einer optimalen Gesamtlösung - Vom Ganzen zum Detail - Vom Abstrakten zum Konkreten - Diskursives Vorgehen Start -> Handlung -> Ergebnisüberprüfung -> Zielsetzung -> Handlung -> Ergebnisüberprüfung -> Zielsetzung -> Handlung -> Ziel Jeder Zielsetzung folgt eine Handlung, jeder Handlung folgt eine Ergebnisüberprüfung, jeder Ergebnisüberprüfung folgt eine neue Zielsetzung. => Statt probieren (Trial and Error) stets auf ein Ziel ausgerichtet arbeiten

4 - Bewusste (wiederkehrende) Reflexion Erreichtes und Nichterreichtes kritisch betrachten, Vergleich/Abgleich mit gesetzten Zielen; Haltepunkte bewusst herbeiführen - Denken in Alternativen - Modalitätenwechsel Größere Anzahl von Alternativen notwendig bei: - anspruchsvollen Neuentwicklungen - Umgehung von bestehenden Patenten - Absicherung von patentfähigen Lösungsideen Wechsel von Prinzipien und Sichtweisen Vorgehensmodelle Beschreibung grundsätzlicher Vorgehensmuster für bestimmte Situationen und spezifische Zielsetzungen (Input, Output, Ressourcen). Unterstützen Reflexion und Kontrolle des eigenen Handelns. Vorgehensmodelle müssen flexibel sein und adaptiert werden können.

5 Münchner Vorgehens Modell - MVM Das Münchner Vorgehensmodell dient als Modell für den Einsatz von Arbeitsmethoden. Es beschreibt die Schritte der Klärung des Methodeneinsatzes, der Methodenauswahl, -anpassung und -anwendung.

6 Ziel planen 1. Wie können Situationen analysiert werden? - strategische Ebene (Markt, Gesellschaft, Technologien, Politik) => Fragebögen, Recherche, Portfolio, Benchmarking - operative Ebene (Entwicklungsaufgabe, zeitl. und finanz. Rahmenbedingungen) => Workshops, Portfolio, Expertengespräche 2. Wie können Analyseergebnisse strukturiert und Wechselbeziehungen abgebildet werden? => Einflussmatrix, Einflussportfolio, Wirkungsnetze, ABC-Analyse 3. Wie können Veränderungen der Merkmale abgeschätzt und Ergebnisse vorweggenommen werden? => Trendanalyse, Prognose 4. Wie können alternative Zukunfts- und Ergebnismodelle erarbeitet werden? => Szenariotechnik, Konsistenzmatrix 5. Wie können konkrete Maßnahmen abgeleitet werden? => Zukunftsmodelle und deren Auswirkungen

7 Ziel analysieren 1. Wie können Anforderungen ermittelt werden? => Anforderungsliste, Wirkungsnetz, Ursachen-Wirkungsanalyse, Checkliste, Interviews, Benchmarking, Reverse-Engineering, 2. Wie können Zusammenhänge zwischen den Anforderungen ermittelt werden? => Einflussmatrix, Konsistenzmatrix 3. Wie können Anforderungen gewichtet werden? => Nutzwertanalyse, Kano-Modell 4. Wie können Anforderungen dokumentiert werden? => Anforderungsliste (positiv formuliert, lösungsneutral, klar und eindeutig) Problem strukturieren 1. Wie können Systeme auf abstrahiertem Niveau beschrieben werden? => Abstraktion, Black-Box-Darstellung, Funktionsmodellierung (umsatz-, nutzer- und relationsorientiert) 2. Wie lassen sich Ziele mit Lösungsmerkmalen verknüpfen? => Verknüpfungsmatrix 3. Wie lassen sich Stärken und Schwächen ermitteln? => Relationsorientierte Funktionsmodellierung 4. Wie können Freiheitsgrade für die Entwicklung ermittelt werden? => Freiheitsgradanalyse 5. Wie können Handlungsempfehlungen für die Entwicklung abgeleitet werden? => aus Funktionsmodellierung abgleitet, aus (gewichteter) Verknüpfungsmatrix Lösungsideen ermitteln 1. Wie lassen sich verfügbare Lösungen finden? => Recherche, Konstruktionskataloge

8 2. Wie können neue Lösungsideen generiert werden? => Brainstorming, Reizwortanalyse, Bionik, 3. Wie können vorhandene Lösungsideen geordnet und das Ideenfeld noch erweitert werden? => Morphologischer Kasten, Mehrdimensionales Ordnungsschema 5. Wie können Lösungsideen verschiedener Teilprobleme zu Gesamtkonzeptideen kombiniert werden? => Morphologischer Kasten Eigenschaften ermitteln 1. Wie können zu analysierende Merkmale ermittelt werden? => aus Quellen Anforderungslisten, Checklisten, Wissensbasen, Eigenschaftsliste 2. Wie können Eigenschaftsanalysen vorbereitet werden? => Analyseplanung 3. Wie können Eigenschaftsanalysen durchgeführt werden? => Schätzen, Berechnungen, Simulationen, Versuche, Hardware-in-the-Loop 4. Wie können Analyseergebnisse ausgewertet werden? => Plausibilitätsanalyse (Ergebnishypothese vor der Analyse erstellen) Entscheidungen herbeiführen 1. Wie können geeignete Lösungsideen vorausgewählt werden? => Vorauswahl, Expertengespräche 2. Wie kann eine Bewertung vorbereitet werden? => Festlegung von Bewertungskriterien anhand Anforderungsliste, (gewichtete) Wertfunktion 3. Wie können Alternativen bewertet werden? => Nutzwertanalyse, (paarweiser) Vergleich 4. Wie können Bewertungsergebnisse interpretiert werden? => Plausibilitätsanalyse, Sensibilitätsanalyse 5. Wie können Entscheidungsprozesse dokumentiert werden? => Vorangegangene Bewertungsmethoden bieten übersichtliche Dokumentationen

9 Zielerreichung absichern 1. Wie können mögliche Zielabweichungen und deren Ursachen identifiziert werden? => Target Costing, Checklisten, Ablaufanalysen, Recherche, Negation 2. Wie können Ursachen, Fehler und Wirkungen in einen Zusammenhang gebracht werden? => Ursache-Wirkungsanalyse, Fehlerbaumanalyse 3. Wie kann das Risiko bewertet werden? => Workshop, FMEA, Balanced Scorecard 4. Wie kann das Risiko reduziert werden? => Reduktion von ABE in FMEA Krisen bewältigen Eruptive Krisen: - Überraschendes Auftreten - Schwerwiegende Auswirkungen Schleichende Krisen: - Auswirkungen anfangs meist kaum realisiert - Eskalation der Situation Periodische Krisen: - Aufeinander folgende eruptive Krisen auf Basis der gleichen Ursachen - Auswirkungen meist nur symptomatisch behandelt - kontinuierlich zunehmender Handlungsdruck 1. Wie können die Auswirkungen einer Krise ermittelt werden? => Szenariotechnik 2. Wie können Handlungsmöglichkeiten in einer Krise entwickelt werden? => Einflussmatrix, Portfolio 3. Wie kann die Umsetzung von Maßnahmen in einer Krise geplant werden? => Handlungsplanungsblatt

10 4. Wie können Maßnahmen in einer Krise umgesetzt werden? => Analysen zur Verifikation der Ergebnisse bzgl. der wirklich relevanten Merkmale, so genau wie unbedingt erforderlich 5. Wie können ähnliche Krisen in Zukunft vermieden werden? => Dokumentation, Expertengespräche, Abschlussbesprechung Methoden (operativer Charakter) Planmäßiges Vorgehen als Vorgabe für eine Folge von zielorientierten Tätigkeiten; Methoden besitzen einen spezifischen Anwendungszweck. Der Einsatz von Methoden: - verbessert die Handhabbarkeit von komplexen Sachverhalten - verbessert die Kooperation und Kommunikation - verbessert die Koordination von Abläufen - fördert nachvollziehbare Dokumentation (Nachweispflicht) Zum Methodeneinsatz sind folgende Punkte zu klären: - Welche Fragen sollen beantwortet werden? - Welche Ziele (Output) sollen erreicht werden? - Welcher Input ist verfügbar? - Welche Randbedingungen sind zu beachten? Adaption einer Methode: - Einzelne Schritte verändern oder weglassen - Teilschritte anderer Methoden integrieren Brainstorming - Ideenfluss zur Lösungssuche anregen - Wissen und Erfahrung unterschiedlicher Abteilungen - Vielzahl an Lösungsideen - Weiterentwicklung bestehender Ideen - geeignete Teilnehmer, Moderator bestimmen - Quantität geht vor Qualität - möglichst homogene Gruppenzusammensetzung - Auflösen von Hemmnissen zum Beispiel durch 635-Methode Recherche - im Rahmen der Anforderungsklärung - Informationen gezielt in den jeweiligen Quellen beschaffen - Expertengespräche

11 Portfolio - Anschauliche Visualisierung eines Sachverhaltes - Grundlage für Entscheidungsfindung - typischerweise zur vergleichenden Bewertung - Quelle z. B. Einflussmatrix (darauf achten, dass gleiche Skalierung auf x und y) oder Interview, Kundenumfrage Wirkungsnetze - Systemelemente und deren Wirkzusammenhänge ermitteln und visualisieren - bei unbekannten Zusammenhängen - Übersicht über das zu betrachtende System Einflussmatrix - Art und Intensität der gegenseitigen Beeinflussung von Systemelementen ermitteln - komplexes System mit vielen Parametern - Grundlage für die Entscheidung über geeignete Entwicklungsschwerpunkte - Aktivsumme (Zeile), Passivsumme (Spalte), Aktivität (Quotient) und Kritikalität (Summe) - Darstellung danach in einem Portfolio

12 Konsistenzmatrix - Verträglichkeit von Elementen untereinander untersuchen - Widersprüche und Zielkonflikte ermitteln - bei der Bildung von Gesamtkonzepten - Abhängigkeiten können durch Wirkungsnetz vorbereitet werden Szenariotechnik - aktuelle Situation analysieren - zukünftige Situation abschätzen - Zukunftsmodelle entwickeln - zur Identifikation zukunftsrobuster Handlungsoptionen - strategische Maßnahmen ableiten Checkliste - auszuführende Handlungen organisieren - vergessen wichtiger Punkte vermeiden - bei wiederkehrenden oder sicherheitsrelevanten Aktivitäten - Checklisten regelmäßig auf Gültigkeit überprüfen und aktualisieren Ursachen-Wirkungsanalyse - Wirkungen und Ursachen von Ereignissen oder Zuständen analysieren - erhöhte Transparenz zwischen Ursachen, entstehenden Fehlern und Wirkungen - im Rahmen von Optimierungsprozessen - vorwärts: Ursache -> Wirkung - rückwärts: Wirkung -> Ursache Benchmarking - branchenbeste Lösungen für Produkte oder Prozess ermitteln - im Rahmen der Zielplanung - Benchmarkingpartner bestimmen, Vergleichgrößen festlegen, Kenngrößen ermitteln und in geeigneter Form vergleichen

13 Reverse Engineering - Produktanalysen von eigenen oder fremden Produkten - Warum wurde etwas auf die vorliegende Art und Weise gelöst? - Anforderungen und nützliche Anregungen für Neuentwicklungen - umfassender Einblick in den Stand der Technik - Gefahr der Orientierung an alten Lösungen - gedankliches oder tatsächliches Zerlegen des Objektes Kano-Modell - Grundmerkmale: Kunde erwartet der Erfüllung stillschweigend - Leistungsmerkmale: Erfüllung in proportionalem Zusammenhang mit der Kundenzufriedenheit - Begeisterungsmerkmale: Merkmale die nicht erwartet werden, aber überproportional begeistern - Ausprägung der Produktmerkmale der Kundenzufriedenheit gegenüberstellen, Schlussfolgerungen für die Entwicklung ableiten - Bedeutung der Produkteigenschaften bzgl. Kundenzufriedenheit darstellen Anforderungsliste - Anforderungen strukturieren - sammeln und ordnen der Anforderungen - Quelle für weitere Planungen - Dokumentation der Anforderungen - Anforderungen neutral, positiv und eindeutig formulieren Abstraktion - durch Abstraktion des Problems die Fülle an Einzelinformationen auf größere und abstraktere Sinnzusammenhänge reduzieren

14 Black-Box-Darstellung - Sachverhalt auf wesentliche Aspekte reduzieren - Zusammenhänge zwischen System und Umgebung darstellen - zur Analyse von Systemen Funktionsmodellierung (umsatz-, nutzer-, relationsorientiert) - Funktionsmodellierung konkreter als Black-Box - Teilfunktionen werden unabhängig voneinander betrachtet - Abbildung komplexer vernetzter Beziehungen zwischen Funktionen ABC-Analyse - Schwerpunkte ermitteln - Elemente der Ausprägung nach ordnen - Elemente mit größten spezifischen Anteilen Klasse A (etwa 20 % der Elemente mit 80 % Anteil an der Zielgröße) - Elemente mit kleinsten Anteilen Klasse C (etwa 50 % der Elemente mit nur 5 % Anteil an der Zielgröße)

15 Freiheitsgradanalyse - Handlungs- und Gestaltungsspielräume einer Entwicklung festlegen - Im Rahmen von Änderungsmaßnahmen oder Weiterentwicklung - Bestimmung und Festlegung der veränderbaren Merkmale - Definition der innerhalb der Systemgrenze bestehenden Freiheitsgrade Verknüpfungsmatrix (mit Gewichtung) - Zusammenhänge zwischen Objekten aus unterschiedlichen Kategorien ermitteln - Transparenz hinsichtlich Abhängigkeiten erschaffen - grundsätzliches Arbeiten entspricht dem der Einflussmatrix - ermöglicht Bewertung von Merkmalen - Gewichtungen z. B. aus Anforderungsliste Morphologischer Kasten - eindimensionales Ordnungschema - Feld an Lösungsideen ordnen - Überblick über Teilfunktionen - Aufteilung eines komplexen technischen Problems in leichter zu bearbeitende Teilprobleme Bionik - bei Fixierung auf vorhanden Lösungen - zum Auflösen von Denkblockaden - Überragung biologischer Phänomene in die technische Anwendung

16 Eigenschaftsliste - Dokumentation von relevanten Produkteigenschaften - Vorbereiten einer Analyse - Anzeige des aktuellen Projektstandes Analyseplanung ((voll)-faktoriell) - Festlegung der Ein- und Ausgangsparameter - Auswahl der Hilfsmittel - organisatorische Rahmenbedingungen - Aufwand abschätzen, Zeitrahmen definieren - vollfaktoriell bei keinerlei Kenntnis über Zusammenhänge - bei teilweisen Kenntnissen können Analysen ge spart werden Eigenschaftsanalyse (mittels Schätzen, Berechnen, Versuche, Simulation, Hardware-in-the-Loop) - Schätzen (schnelle Analyse von Produkteigenschaften): komplexe Sachverhalte unterteilen, durch mehrere Personen, vergleichend mit bestehenden Lösungen - Berechnen: Detaillierungsgrad für Modell bestimmen, Grenzen des Berechnungsmodells erfassen, Plausibilitäts- oder Sensibilitätsanalyse zur Überprüfung der Ergebnisse - Versuch: Überprüfung eines Prototyps unter realen Bedingungen, Ein-, Ausgangsparameter sowie Messtechnik festlegen - Simulation: wieder verwendbare S.-Modelle, reduzierte Gesamtentwicklungszeit, auf Auswertung und Dokumentation achten, Überprüfung der Sinnhaftigkeit der Ergebnisse, Plausibilitäts- und Sensibilitätsanalyse im Anschluss - Hardware-in-the-Loop: bei Existenz realer Teilkomponenten, Interaktion mit Umwelteinflüssen des Gesamtsystems beachten Plausibilitätsanalyse - Ergebnisse von Eigenschaftsanalysen überprüfen - Entscheidungen absichern - Vermeidung von Zahlengläubigkeit - Überprüfung auf formale Fehler, Vollständigkeit zu berücksichtigender Merkmale, Überprüfung des Modells, Interpretation der Ergebnisse

17 Sensitivitätsanalyse - im Anschluss an eine Plausibilitätsanalyse - Aufzeigen von kritischen Merkmalen - Ermittlung des Systemverhaltens bei veränderten Merkmalen - Aussagen über Empfindlichkeit des Systems und Grenzen, zwischen denen Input-Werte abweichen dürfen Vergleich (Paarweise, Vorteil/Nachteil) - Lösungen einfach bewerten - Verhältnis der Auswirkungen bei Fehlentscheidung zu den verpassten Chancen - Aussagen zu Vor- und Nachteilen von Lösungsalternativen im Vergleich zueinander - Paarweiser Vergleich um Rangfolge von Lösungsalternativen aufzustellen Nutzwertanalyse - Wertfunktion für eine Gewichtung - Nutzwertmatrix für eine Rangfolge von Lösungen aufstellen - gewichtete Bewertung von Lösungsalternativen - bei großer Anzahl an Bewertungskriterien - Unterschied zur einfachen Punktbewertung ist die hierarchische Struktur des Wertesystems Target Costing - Kosten während des gesamten Entstehungsprozesses verfolgen - Kostentreiber ermitteln - sinnvolles Kostenziel bestimmen - frühzeitiges Aufdecken von Abweichen des Entwicklungszieles Negation - neue Lösungsideen entwickeln - Umgehung von Denkblockaden - negierte Funktion noch nicht zwingend ein Fehler, erst auf ihrer Basis wird möglicherweise ein Fehler gefunden

18 Fehlerbaumanalyse - Zusammenhänge zwischen unerwünschten Ereignissen und deren Ursachen analysieren - Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten unerwünschter Ereignisse ermitteln - Eingliederung aller Kombinationen von Einzelfehlern in den hierarchischen Aufbau des Fehlerbaums Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) - Produktmängel präventiv aufdecken und vermeiden - bei sicherheitsrelevanten Bauteilen - Dokumentation möglicher Mängel und deren Folgen - Risiko bewerten (Risikoprioritätszahl) - nicht nur RPZ beachten, sondern auch einzelne wichtige Faktoren - Bedeutung, Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit - FMEA berücksichtigt nur Fehler die aufgrund einzelner Ursachen auftreten, nicht solche, die aus Kombinationen mehrer entstehen Balanced Scorecard - Theorie der ausgewogenen Unternehmensbereiche Finanzwirtschaft, Märkte, Prozesse und Mitarbeiter - Darstellung der Ziele und deren Fortschritte - Formulierung von mindestens einem Ziel pro Bereich Handlungsplanungsblatt - auszuführende Handlungen planen - Erzwingen strukturierter Handlungen - Handlungen auf operativer Ebene - möglichst genaue Beschreibung, welche Ergebnisse erwartet werden