Die Produktentwicklung ist in Bewegung

Trends in der Konstruktion & Entwicklung

Durch die Globalisierung ist der Wettbewerb in nahezu allen Branchen härter geworden. Entsprechend muss sich auch die Produktentwicklung weiterentwickeln. Neue Kundenanforderungen und zunehmende Digitalisierung erfordern ein strategisches Umdenken, den verstärkten Einsatz moderner Technologien und eine neue Definition von Zusammenarbeit.

Herausforderung: Serienfertigung und Losgröße 1 zugleich

Heute gilt es, den Widerspruch zwischen Serienfertigung und Losgröße 1 in den Griff zu bekommen. Denn die Anforderungen und die Ansprüche von Kunden unterliegen einem stetigen Wandel und dabei treffen sich die beiden Bereiche. Ralf Kirchheim arbeitet in der PLM Division Business Development von TECHNIA und hat das Ohr am Kunden: „Produkte müssen immer mehr maßgeschneidert werden. Das ist prinzipiell gut, für die Produktentwicklung jedoch auch eine größere Herausforderung. Denn mit der Ausrichtung an individuelle Kundenanforderungen erhöht sich auch die Komplexität. Das erfordert größere Baukästen, um diese Individualisierung zu ermöglichen.“

Für eine solch umfassende Variantenkonstruktion müssen auch die Komponenten qualitativ besser und genauer aufeinander abgestimmt werden. Das ist bereits im Entwicklungs- und Konstruktionsprozess zu berücksichtigen, ebenso wie die Einflüsse aus der zunehmenden Digitalisierung der Produkte und Dienstleistungen sowohl aus der Welt des Internet-of-Things wie auch der Industrie 4.0.

Simulation immer wichtiger

Überhaupt wird die Digitalisierung unsere Konstruktion und Entwicklung durchgehend beeinflussen, das wird alle Bereiche treffen. Aber mit Sicherheit wird die Simulationstechnik eine immer deutlichere Rolle in der Produktabsicherung spielen, bis hin zur Quasi-Echtzeitsimulation des digitalen Prototyps mit Realdaten aus dem aktiven Nutzerumfeld. „Das hängt auch damit zusammen, dass neue innovative Werkstoffe Anwendung finden, gerade etwa in Bereichen wie Leichtbau. Diese Materialien müssen auf ihre Einsatzmöglichkeiten getestet werden, etwa auf Festigkeit, Durchfluss, Kinematik“, erklärt Kirchheim. Das erfordert eine bessere Verzahnung der verschiedenen Bereiche. Dadurch kommt der Verwaltung von Daten eine immer wichtigere Rolle zu. Welche Auswirkungen haben die unterschiedlichen Teile oder Materialien aufeinander?

Ganzheitliches Model Based Systems Engineering

Dazu müssen sie aber auch in Zusammenhang gebracht werden. Die Systemmodellierung ist daher der nächste Schritt, der die Entwicklung deutlich effizienter macht. „Die Fokussierung auf die Einzeldisziplinen genügt dem ganzheitlichen Qualitätsanspruch an ein Produkt nicht mehr. Der Zeit- und Kostenaufwand zur Systemvalidierung wird einfach zu hoch“, weiß Kirchheim. Heute kann die Analyse, wie sich das System bei einer Änderung der Faktoren eines Bauteils im Kontext der Verwendung verhält, mit Hilfe von digitalen Modellen virtuell und völlig realistisch durchgeführt werden. Das Model Based Systems Engineering ist der ganzheitliche Ansatz einer multidisziplinären Simulation, in der das Zusammenspiel aller Aspekte in einem Modell zusammengefasst und alle Abhängigkeiten zwischen den Subsystemen und Bereichen realistisch simuliert werden. Das Ziel dieser Vorgehensweise ist die Analyse und Simulation von Varianten und aus diesen Erkenntnissen abgeleitet, die Auswahl der besten Konstellationen bereits in der Konzeptphase sowie die folgende virtuelle Validierung und Verifikation.

Teamwork ohne Grenzen

Diese hoch komplexen Lösungen und die neuen Möglichkeiten der Zusammenarbeit im Entwicklungsprozess wirken sich auch auf das Teamwork der Zukunft aus. Teamwork kennt heute keine Grenzen mehr, weder geographisch noch unternehmerisch. Wettbewerber werden zu temporären Partnern, Zulieferer zu Produktpartnern, denn Daten sind der Rohstoff für die Zukunft. Nur wer künftig in der Lage ist, leistungsfähige Teams dynamisch und im Kontext der Aufgabenstellung mit Wissen zu versorgen, wird im Wettbewerb bestehen.

Hierbei wird Cloud-Technologien eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung der notwendigen Infrastruktur zukommen. Die Weiterentwicklung der technischen Anwendungen spielt auch eine Rolle. Die Benutzeroberflächen sind heute zunehmend intuitiv gestaltet, so können die Anwender ein größeres Spektrum an Aufgaben abdecken. Der Einsatz von Entwicklungsplattformen ermöglicht aber auch eine engere Zusammenarbeit von Teams und natürlich einen enormen Zeitgewinn: Risiken und Fehler können so minimiert oder sogar vermieden werden, was am Ende eine schnellere Entwicklung zur Folge hat. Expertise kann ad hoc eingeholt und dieses Fachwissen unmittelbar in den Prozess integriert und verarbeitet werden.

So kommt man vom Concurrent Engineering zum Collaborative Engineering. Aufgrund der Plattformen können Teams nun auch unabhängig von ihren Standorten zusammenarbeiten. Das bedeutet allerdings auch eine neue entscheidende Herausforderung an das Projektmanagements, das dabei die Aufgabe hat die richtigen Teams zusammenzustellen.