Gleichzeitiges vs. Sequenzielles Engineering: Den richtigen Ansatz für NPD wählen

Gleichzeitiges und Sequenzielles Engineering

Gleichzeitiges Engineering (Concurrent Engineering) und Sequenzielles Engineering sind die zwei Hauptansätze für Produktdesign-Workflows, wie funktionale Teams während der 8 Phasen der Neuproduktentwicklung interagieren und Informationen austauschen.

Jede Produktentwicklung ist zeitaufwändig, die Technologien für moderne Produkte sind hochkomplex. Unternehmen können nicht mehr auf wenige Ingenieure vertrauen, die designen, entwickeln und launchen. Die Industrialisierung und anschließende technologische Fortschritte zwangen zur Spezialisierung, was Unternehmen veranlasste, spezialisierte Mitarbeiter einzustellen. Moderne NPD ist ein multidisziplinärer Prozess, der auf funktionale Teams angewiesen ist: Industriedesigner, Produktdesigner (Mechanik, Elektrik, Software), Fertigung, Marketing etc. NPD-Herausforderungen sind zahlreich – NPD scheitert öfter als es gelingt. Wie gut verschiedene Teams interagieren, wann (in welchen Phasen) sie kommunizieren und wie gut sie Informationen teilen, macht einen riesigen Unterschied für den Erfolg. Diese Faktoren beeinflussen Entwicklungszeit, Produktkosten und Qualität.

Was ist Sequenzielles Engineering (SE)?

Traditionelles sequenzielles Engineering beschreibt lineare Produktentwicklungsprozesse, bei denen Design- und Entwicklungsschritte nacheinander abgearbeitet werden, mit Fokus auf einen Fachbereich zur Zeit. Während der Industrialisierung zwang dies Unternehmen, spezialisierte Mitarbeiter und Abteilungen einzustellen, da Produkte komplexer wurden. Dies führte zu einer „Über-die-Mauer“-Mentalität, bei der jedes Teammitglied oder jede Abteilung nur ihre Aufgabe fokussierte und die fertige Arbeit an die nächste weiterreichte (Abbildung 1).

Dieser traditionelle „Schornstein“-basierte NPD-Prozess beschreibt eine große vertikale Struktur, die nur downstream mit folgenden Vor- und Nachteilen interagiert.

Vorteile sequenzielles Engineering

• Fortschritt leicht nachverfolgbar, Projektanforderungen und Prozesse verständlich
• Für jedes Teammitglied/Abteilung klar definiert
• Einfach zu verstehen, vermeidet Missverständnisse
• Auferlegte disziplinierte Herangehensweise, beseitigt Unklarheiten

Nachteile sequenzielles Engineering

• Erhöhte Produktzykluszeit durch Nacharbeit in späten NPD-Phasen
• Änderungswünsche anderer in späten Phasen oft sehr teuer und schwer zu managen
• Ohne stufenweises Feedback und Evaluierungstore kann das Produkt abweichen oder Erwartungen verfehlen
• Fertigungs- und Produktionskosten können zu schwierig/teuer werden, Stückkosten nicht wirtschaftlich

Was ist Gleichzeitiges Engineering (CE)?

Gleichzeitiges Engineering entstand in den 1980ern, um Probleme der „Über-die-Mauer“-Methode zu beseitigen. Es bietet viele Vorteile: Verschiedene Abteilungen arbeiten gleichzeitig an verschiedenen Phasen der Engineering-Produktentwicklung, während sie neue Produkte designen und entwickeln. Mehr zu Concurrent Engineering NPD hier inkl. zentraler Vorteile.

Gleichzeitiges vs. Sequenzielles Engineering

Betrachten wir eine typische NPD-Reise und erkunden die Unterschiede.

Sequenzielle Neuproduktentwicklung

Abbildung 2 zeigt ein typisches Produktentwicklungsteam und seine Funktionalität im traditionellen linearen Workflow.

• Nach Identifikation einer NPD-Chance und Business-Case-Analyse im Fuzzy Front End übergibt das Management eine Produktspezifikation (PDS) an Design & Entwicklung.
• Hatte das Designteam keinen Input beim PDS, startet es mit „weißem Papier“. Ideenfindung, Bewertung, Kundendaten werden nicht weitergegeben.
• Produktdesign wird gemäß PDS bis zum Detaildesign完成. Detailzeichnungen gehen an Fertigungsingenieurwesen. Hier melden sich viele Probleme: Fertigungsabteilung fordert Änderungen, Lieferantenprobleme werden an Design zurückgespielt.
• Nach Änderungsphase werden Teile an Produktion geliefert für Montage & Test – weitere Probleme bei Montage.

Gleichzeitige Neuproduktentwicklung

Derselbe Prozess kann mit minimalen Zusatzressourcen in einen Concurrent-Engineering-Workflow überführt werden. Abbildung 3 zeigt, wie Abteilungen sich vor Abschluss ihrer Aufgabe abstimmen. Vorteile im Detail:

• Unternehmen definiert PDS gemeinsam.
• Fertigung & Produktion bewerten Herstellbarkeit des Designs. Werkzeuge: DFM, QFD, DFMA.
• Design for Assembly (DFA) wird gemeinsam mit Produktion zur Designevaluation genutzt.
• Detaildesign-Informationen werden mit Produktion geteilt – Werkzeuge und Vorrichtungen können frühzeitig vorbereitet werden.
• Designteam teilt finale Spezifikationen mit Vertrieb & Marketing für Datenblätter, Broschüren, Verpackungsdesign, Promotions etc.

Kostenvergleich CE vs. SE

Bei sequenzieller Entwicklung steigen Kosten langsam, da Abteilungen nacheinander involviert werden. In der Design-Fertigungs-Phase steigen Kosten rapide durch Änderungswünsche & Iterationsschleifen (Hin-und-Her Change Management).

Bei simultaner Entwicklung steigen Kosten anfangs stark durch größeres Team und intensive Aktivitäten. Aber im weiteren Verlauf (Fertigung, Produktion) wird es schneller und günstiger durch weniger Probleme und kürzere Iterationsschleifen.

Produktdesign-/Entwicklungskosten liegen bei 5–15 % der Gesamtkosten. Doch Entscheidungen in der Designphase beeinflussen 60–95 % der Kosten. Das zeigt, wie entscheidend richtige frühe Designentscheidungen für die Gesamtkosten sind.

Praxisbeispiele für Einsparungen:

• Ford Motor Company reduzierte Time-to-Market erheblich bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung bei einigen Modellen.
• DFM, QFD, funktionsübergreifende Teams mit Top-Management-Unterstützung waren Schlüssel zum Erfolg von HPs 34401A Multimeter.

Zusammenfassung

Concurrent Engineering in die Produktentwicklung einzuführen, bietet große Vorteile. Es muss nicht vollständig umfassend sein. Kritik: Mehr Ressourcen am Anfang nötig. Richtig gemacht, lässt sich das minimieren. Nicht alle Abteilungen müssen von Beginn an oder bei allen Key-Stage-Meetings involviert sein.

Für Unternehmen, die regelmäßig Produkte entwickeln, lohnt es sich, Produktentwicklungsprozesse mit definierten Phasen einzuführen.