Neue Smartphones, Tablets und ähnliche elektronische Geräte schlagen im Monatsrhythmus in den Regalen der Händler auf. Ein neues Auto zu entwickeln und in die Serienfertigung zu bringen, dauert dagegen Jahre. Immer noch. Damit gerät das mechatronische Konstrukt Auto im Zeitalter der Digitalisierung in die Bredouille – die Generation Y fordert Hand in Hand mit dem zunehmenden Wettbewerbsdruck ein immer schnelleres Rotieren des Produktkarussells. Immerhin: Die Entwicklungszyklen haben sich über die letzten Jahre hinweg deutlich beschleunigt. Dennoch wächst der Druck, neue Modelle schneller auf den Markt zu bringen. In den etablierten Verfahren von Produktdefinition, Entwicklung, Einbindung der Zulieferer, Test, Produktionssteuerung und Kundeninteraktion steckt immer noch Beschleunigungspotenzial. Überall entlang der Prozesskette gibt es Optimierungsmöglichkeiten. Es geht nicht nur darum, die Prozesse schneller zu machen. In manchen Fällen eröffnet die Digitalisierung eine Abkürzung auf dem Pfad des V-Modells hin zu agileren Arbeitsmethoden. Die Reise beginnt mit der Frage: Wo setzt eine „Time to Market“-Betrachtung sinnvollerweise ein? Sicher nicht erst zu dem Zeitpunkt, wenn die Bänder zur Fertigung eines neuen Modells erstmals anlaufen. Auch nicht in dem Moment, in dem die Ingenieure den digitalen Zeichenstift für ihre Entwürfe in die Hand nehmen. Vielleicht in dem Augenblick, in dem der Vorstand eines Autoherstellers beschließt, die Entwicklung eines Fahrzeugs anzugehen? Oder vielleicht noch früher? Vor der Entwicklung liegt in der heutigen Engineering-Landschaft die Produktdefinition. Diese aber baut auf den Erfahrungsdaten der vorherigen Generation auf, und dazu ist erst einmal eine frühere Entwicklung unabdingbar. Statt eines linearen Prozesses von Produktdefinition, Entwicklung, Test und – am Ende – der Serienfertigung trifft in der Realität das Bild eines fortwährenden Kreislaufs die Sachlage am ehesten. Aber irgendwo muss man anfangen, also warum nicht in der Konzeptionsphase, in der das Produktmarketing darüber nachgrübelt, wie ein noch erfolgreicherer Nachfolger für das laufende Modell wohl aussehen könnte? Dazu lesen die Experten Marktstudien, befassen sich mit dem Verbraucherverhalten auf ganz allgemeiner Ebene, schauen gerne auch ein wenig auf die Verkaufszahlen der Konkurrenz. Unternehmen, die ihre Kunden ernst nehmen, werten zudem die Berichte aus dem Handel aus, in denen die Kundschaft noch am ehesten Gelegenheit hat, Frust und Wünsche loszuwerden. In dieser Feedback-Schleife, so Wolfgang Leimbach, Business Development Executive in IBMs Continuous Engineering Solutions Division, kann die IT eine durchaus beschleunigende Rolle spielen. Die Watson-Technik von Big Blue, mit der zurzeit manche Autohersteller experimentieren, bietet sich für derlei Fragestellungen an. Aus dem unstrukturierten Datenmaterial, das zahlreiche Kunden in Beschwerde-Hotlines oder ServiceCallcentern hinterlassen haben, lassen sich mit Hilfe von BigData-Analysen oder anderen intelligenten Verfahren wie etwa der Watson-Software die Strickmuster erkennen, die einen künftigen Topseller ausmachen. Das gleiche Verfahren ließe sich auf Internet-Foren, Blogs, Kundenportale oder andere Social-Media-Kanäle anwenden.
zwischen dem ersten Federstrich auf dem Entwurfsblatt des Designers und dem SOP zu verkürzen, liegt das größte Potenzial aber im Bereich der Entwicklungsphase. Das mag überraschen, denn hier hat die IT bereits weite Tätigkeitsfelder umgepflügt und revolutioniert – und dennoch ist da noch so mancher Schatz zu heben. Ein Beispiel ist die Digitalisierung im Prototypentest. Virtuelle Crashtests beispielsweise, die den Entwicklern viel Zeit und Geld sparen, gehören in der Branche mittlerweile zum Standard. Noch nicht überall herumgesprochen haben sich dagegen die Möglichkeiten von Windkanaltests am virtuellen Modell. Nutzen lassen sich die Ergebnisse etwa für die Untersuchung der Geräuschentwicklung eines künftigen Fahrzeugmodells oder für das Fahrverhalten in extremen Situationen. Aber das sind Punktlösungen. Was immer noch fehlt, ist eine umfassende Produktdatenerfassung. „Das würde den Serienanlauf deutlich beschleunigen, denn es erleichtert den Transfer der Daten auf die Steuerungsrechner und Roboter der Produktion“, erläutert Gérard Richter, der beim Beratungsunternehmen McKinsey als Direktor an der Schnittstelle zwischen IT und Fachabteilungen tätig ist. „Generell gilt: Eine Vernetzung über mehrere Wertschöpfungsstufen hinweg hätte einen deutlich positiven Einfluss auf die Time to Market.“ Allerdings erfordert das eine standardisierte Datenerfassung entlang der Wertschöpfungskette, was jedoch bisher nicht überall der Fall ist. „Es gibt beispielsweise noch nicht durchgehend eine eindeutige Teilenummer für alle relevanten Komponenten“, so der Experte. „Die durchgängige digitale Produktakte könnte zu signifikanten Verbesserungen im Aftersales und im Service führen.“ Das vorherrschende System der Vergabe von Teilenummern auf Chargenebene hat den Nachteil, dass sich bei Problemen nicht rückverfolgen lässt, welcher Charge ein Problemteil entstammt. „Ein weiteres gutes Beispiel, wie die Entwicklungsphase optimiert werden kann und damit direkt zu einer kürzeren Time to Market beiträgt, ist der Einsatz von IBMs Continuous-Engineering-Toolkette bei Bosch Mobility Solutions“, berichtet Leimbach. Beispielsweise habe der Zulieferer Bosch die Notwendigkeit einer standardbasierten Vernetzung aller Entwickler und Unternehmen der Lieferkette erkannt. Über die IBM-Plattform kann Bosch alle Teams und Entwicklungspartner in die Engineeringprozesse einbinden. Dies ist wesentlich für eine effiziente Entwicklung, die auf einer Strategie der zielgerichteten und transparenten Wiederverwendung beruht. Auch im Einkauf gibt es noch weiße Flecken auf der IT-Landkarte. Zwar wird das Internet mit diversen Auktionsplattformen bereits für die Beschaffung genutzt. Doch zwischen den IT-Systemen der Zulieferer und der OEMs klafft eine Lücke. Würde sie geschlossen, ließe sich eine durchgehende digitale Produktakte für den gesamten Werdegang eines Teils bis hin zum Service im Aftermarket anlegen. Laut Richter eine lohnende Aufgabe für das PLM.
Noch eine Nummer größer wäre natürlich die Einführung von „Fabrik 4.0“ als Kernanwendung für die UnternehmensIT. „Das würde die Time to Market revolutionieren“, so Richter. „Es würde die vollständig integrierte Fertigung singulärer Produkte und den Abschied von der Massenfertigung ermöglichen.“ Wichtige Komponente bei der Schaffung einer solchen Fabrik 4.0 ist die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, ein weiteres Element die Mensch-Maschine-Schnittstelle in der Produktion. Bereits heute arbeiteten Werker mit Robotern zusammen, doch da gebe es noch sehr viel Potenzial, sagt Richter. Er empfiehlt Softwareentwicklern eine Anleihe in der digitalen Spiele-Industrie, wo bereits heute menschliche Bewegungsabläufe aufs Genaueste erfasst und in digitale Modelle umgesetzt werden. Solche Modelle ließen sich auch für die Steuerung von Robotern bei nicht voll automatisierten Arbeitsschritten einsetzen. Weitere Stichworte in diesem Zusammenhang sind Augmented und Virtual Reality für das Training von Computern und Werkern. „Das Rationalisierungspotenzial in diesem Bereich hängt natürlich vom Fahrzeug und vom einzelnen OEM ab, aber es dürfte mindestens über zehn Prozent betragen“, so Richter. Auch Andreas Hein, im Rang eines Vice President für die globalen Automotive-Aktivitäten des IT-Beraters Capgemini zuständig, sieht erhebliche Möglichkeiten, die Time to Market zu beschleunigen. Seine Überlegung: Da die Produkte, also die Autos, künftig stärker als bisher über Software definiert werden, ändern sich auch die Entwicklungsprozesse. Eine wichtige Rolle könnte das Connected Car mit seiner Fähigkeit zum Software-Update „over the air“ (OTA) spielen. Virtuelle Entwicklungsräume mit Zulieferern und die Einführung des Digital Mock-ups haben bereits erhebliche Beschleunigungseffekte gebracht. Für die Zukunft sieht Hein den Einzug intelligenter Telematiklösungen, die die Automatisierung voranbringen könnten. Die Digitalisierung der Wertschöpfungskette unter Einbeziehung des Customer Feedbacks kann neue Möglichkeiten für die Regionalisierung und Lokalisierung der Produkte schaffen. „Es geht nicht mehr um das Weltauto“, so Hein. „Es geht um das individuell gefertigte Auto.“ Wie das geht, turnt gerade der Sportartikelhersteller Nike vor: Er lässt seine Kunden ihre Laufschuhe selbst designen und steuert sie flexibel in die Fertigung ein. Übertragen ließe sich so ein Ansatz auch aufs Auto – nicht auf Großkomponenten wie Getriebe oder Motoren, aber immerhin auf bestimmte Teile der Software. Ansatzpunkte für eine Beschleunigung der gesamten Wertschöpfungskette sehen die Experten auch in einer Agilisierung der Entwicklungsverfahren. Nicht die Ablösung des bewährten, aber schwerfälligen V-Modells ist gefordert, sondern die computerunterstützte Beschleunigung der Prozesse im Requirementsmanagement und die Umsetzung dieser Anforderungen, etwa mit durchgängigen, integrierten Toolketten. Das würde die Auflösung bestehender Domänen und IT-Inseln mit sich bringen: Statt getrennter Entwicklungswerkzeuge für Mechanik, Elektronik und Software gäbe es eine einheitliche Umgebung mit kompatiblen Datenformaten. All diese Elemente könnten einen Beitrag dazu leisten, neue Automodelle schneller zum Kunden zu bringen. In der zurückliegenden Dekade ist es gelungen, den Entwicklungszyklus der Fahrzeuge von acht auf heute fünf bis sechs Jahre zu verkürzen. Wird das Digitalisierungspotenzial entlang der Wertschöpfungskette überall konsequent erschlossen, ließe sich diese Phase weiter verkürzen: In fünf bis zehn Jahren werden nur noch 24 bis 48 Monate von der ersten Idee bis zum SOP vergehen, schätzen Experten.
Autor: Christoph Hammerschmidt
Fotos: Fotolia/artens, Audi, Siemens, Fraunhofer/Werner Sobek, MHP – Illustration: Sabine Werner
