Neue Verfahren und ein ganzheitliches Management von
Produktzyklen beschleunigen die Produktion und sparen Kosten
 Früher saßen die Entwicklungsingenieure an einem Zeichentisch und skizzierten einen Entwurf für ein Produkt. Die Fertigungsingenieure betrachteten sich den Entwurf und stellten sich die Frage: „Können  wir das bauen oder nicht?“ Dann legten sie den Entwicklern ihre Änderungswünsche vor. Wenn die Konstruktionsphase erst abgeschlossen war und die Fertigung begonnen hatte, waren die Entwicklungsingenieure völlig ausgeschlossen.

„Die Ingenieure haben sogar einen Ausdruck dafür“, sagt Paul Teague, Redakteur der Branchenzeitschrift Design News. „Sie nennen es ‚rüberwerfen‘. Die Entwicklungsingenieure fertigten einen Entwurf an und ‚warfen ihn rüber‘ zu den Fertigungsingenieuren. Deren Reaktion war meistens ‚Das können wir nicht bauen‘, und dann ‚warfen‘ sie ihn wieder ‚rüber‘ zu den Entwicklungsingenieuren. Früher waren nämlich Entwicklungsingenieure nicht dafür verantwortlich, dass ein Entwurf auch praktisch durchführbar war. Sie sahen ihre Aufgabe darin, einfach ein tolles Produkt zu konstruieren.“
Wie sich die Zeiten doch geändert haben. Dank neuer Trends und Verfahrensweisen wie Concurrent Engineering, Collaborative Engineering und Lebenszyklusmanagement arbeiten die Entwicklungsingenieure heute nicht nur mit Fertigungsingenieuren, sondern auch mit den Kollegen von Marketing und Einkauf sowie mit Lieferanten und Kunden zusammen. Durch die zunehmende Nutzung der Digitaltechnik und moderner elektronischer Kommunikation bei Entwicklung und Konstruktion laufen derartige Prozesse zudem immer häufiger in Echtzeit ab, ungeachtet dessen, wo sich die Beteiligten geographisch befinden.

„Früher bestand der Prozess aus einzelnen Schritten, die nacheinander durchgeführt wurden. Alle an dieser Kette Beteiligten erledigten ihren Teil der Arbeit und reichten sie dann an den nächsten weiter“, sagt Joe Gavaghan, Leiter der PR-Abteilung des amerikanischen Unternehmens Parametric Technology Corporation (PTC), eines führenden Herstellers von Softwarelösungen für Produktentwicklung und Lebenszyklusmanagement. „Heute muss alles gleichzeitig ablaufen und das erfordert eine umfangreiche Zusammenarbeit.“

Diese enorme Veränderung bei der Entwicklung und Konstruktion von Produkten reflektiert verschiedene Trends. Der harte Wettbewerb verlangt in allen Branchen nach einer beschleunigten Markteinführung eines Produkts. Die Globalisierung der Industrie schreitet immer weiter fort, da eine wachsende Zahl von Unternehmen ihre Produktion weltweit auslagert, um sich wirtschaftliche Vorteile zu Nutze zu machen und konkurrenzfähig zu bleiben. Dieser Trend hat einen weiteren Trend nach sich gezogen, nämlich die zunehmende Nachfrage nach unternehmensübergreifender Zusammenarbeit, nicht nur bei der Fertigung von Produkten, sondern auch in der so wichtigen Entwicklungsphase dieser Produkte.

Die Begriffe Concurrent Engineering und Collaborative Engineering liegen dicht beieinander. Concurrent Engineering lässt sich als systematisches Konzept für eine integrierte und synchronisierte Produktentwicklung und die damit verbundenen Prozesse wie Fertigung und technische Unterstützung bezeichnen. Der Grundgedanke ist, dass der Entwickler oder Konstrukteur des Produkts gleich von Anfang an alle Aspekte des Produktlebenszyklus vom Entwurf über Qualitätskontrolle, Kosten, Ablaufplanung und Anwenderforderungen bis zur Entsorgung berücksichtigt.

Diese Art der Entwicklungs- und Konstruktionsarbeit wäre nicht möglich ohne Zusammenarbeit, bei der alle am Produktlebenszyklus Beteiligten (Konstrukteure, Marketingleute, Vertriebspersonal, Hersteller, Erstausstatter, Zulieferer und Kunden) in die jeweiligen Entwicklungsschritte einbezogen werden. Dies muss immer sofort erfolgen, um Zeit, Geld und Arbeit zu sparen. Ermöglicht wird das durch eine Software, die eine vollständige digitale Darstellung eines Produkts erlaubt.

Menschlicher Faktor
Auch wenn immer mehr Unternehmen Softwarelösungen für diese Zwecke anbieten, ist der menschliche Faktor ausschlaggebend für den Erfolg dieser neuen Form von Zusammenarbeit.

„Eine der größten Herausforderungen liegt nicht in der Technologie, sondern darin, die Arbeitsweise der Leute zu verändern“, meint Gavaghan. „Wir tun Dinge auf eine bestimmte Weise und fühlen uns nach einer Weile sehr sicher dabei. Damit Collaborative Engineering zum Erfolg wird, müssen wir dafür sorgen, dass die Leute die notwendige Ausbildung und Unterstützung erhalten, um ihre Arbeitsweise zu verändern.“

An der University of Southern California hat sich das „IMPACT Lab“  zur Aufgabe gemacht, eine neue Generation von Ingenieuren nicht nur darin auszubilden, wie man zusammenarbeitet, sondern auch, wie man mit den vielen Akteuren, die an der Entwicklung eines Produkts beteiligt sind, verhandelt. IMPACT steht für „improve manufacturing productivity with advanced collaboration technology“ (die Fertigungsleistung durch moderne Zusammenarbeitstechnik verbessern).

„Das Ingenieurwesen galt schon immer als angewandte Wissenschaft“, sagt Stephen Lu, Inhaber des David Packard-Lehrstuhls für Fertigungstechnik und Professor für Luft- und Raumfahrttechnik, Industrie- und Systemtechnik sowie für Computerwissenschaften an der University of Southern California. „Die Ingenieure dachten früher ‚Solange wir unsere Wissenschaft zur Anwendung bringen, haben wir unsere Arbeit getan‘. Heute sind jedoch wesentlich mehr Akteure in das Produkt involviert, das gerade entwickelt wird, – nicht nur der Kunde, sondern beispielsweise auch staatliche Behörden, Umwelt- und Sicherheitsbeauftragte“

Die Ingenieure waren sich stets über den technischen Aspekt ihrer Arbeit im Klaren. Inzwischen berücksichtigen sie auch zunehmend den wirtschaftlichen Aspekt. Die sozialen Aspekte der Produktentwicklung setzen sich jedoch nur langsam durch, meint Lu.

„Das newtonsche Gesetz hat in Stockholm und in Tokyo dieselbe Gültigkeit. Warum sieht dann ein Volvo völlig anders aus als ein Toyota“, fragt sich Lu. „Wegen der vielen nicht-technischen Faktoren, die die verschiedenen Beteiligten einbringen. Heutzutage müssen Entwicklungsingenieure die Marktdynamik des Produktes berücksichtigen, das verkauft werden soll.“

Zahlreiche Vorteile
Concurrent Engineering in einem Klima enger Zusammenarbeit bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Lebenszyklusmanagements hat zahlreiche Vorteile. Die Produkte kommen wesentlich schneller auf den Markt, meint Gavaghan. Als Beispiel nennt er einen Kunden von PTC, den Hersteller von militärischer Ausrüstung, United Defense. Ein Produkt, dessen Entwicklung in der ersten Generation vier Jahre gedauert hatte, konnte in der zweiten Generation dank konstruktionstechnischer Zusammenarbeit in nur acht Monaten weiterentwickelt werden.

In der Automobilindustrie ist Outsourcing ein ebenso alltägliches Phänomen wie in der Elektronikindustrie. Deshalb ist auch hier Zusammenarbeit ein wesentlicher Faktor.

„Die großen Automobilhersteller sehen sich heute mehr als Systemintegrator und weniger als Erstausstatter“, erklärt Gavaghan. „Fast alle wichtigen Bauteile eines Fahrzeugs werden von unterschiedlichen Firmen entwickelt, die die fertigen Komponenten an die Automobilhersteller liefern. Deren Aufgabe ist es dann, sie an der richtigen Stelle einzubauen.“

Abgesehen von der enormen Anzahl von Akteuren, die an der Entwicklung und Konstruktion eines Fahrzeugs beteiligt sind, besteht auch ständig die Forderung nach einer Beschleunigung der Markteinführung. Je schneller und effektiver die Entwiklungs-arbeit voranschreitet, desto größer ist die Chance, dass der Hersteller sein Fahrzeug rechtzeitig und trendgerecht auf den Markt bringen kann.

„Entwicklung und Konstruktion sind heute mehr als je zuvor eine Teamarbeit“, sagt Teague von Design News. „Wenn Ingenieurteams an einem virtuellen Konstruktionsentwurf arbeiten, der erst dann realisiert wird, wenn alle Beteiligten zufrieden sind, gibt es keine Überraschungen. Und angesichts der Tatsache, dass unwillkommene Überraschungen den Herstellern Millionen von Dollar kosten können, ist dies definitiv ein Schritt in die richtige Richtung”, so Gavaghan.