Was wie eine weit entfernte „Chinesische Grippe“ begann, hält uns immer noch in Atem. Wir können überall beobachten, wie Corona unsere Schwächen wie mit einem Brennglas verstärkt. Dies gilt natürlich auch für unsere Produktkomplexität, die in der Krise zu einem existentiellen Problem werden kann.
Jetzt ist es höchste Zeit, unsere Produktkomplexität zu verbessern, und auch hier hilft uns dieses Corona-Brennglas durch einfachere Identifikation und Priorisierung.
Die beschriebene Vorgehensweise ist auf möglichst kurzfristige Verbesserungen ausgerichtet, bildet dabei aber eine gute Basis für eine langfristige Verbesserung der gesamten Produktplattform. Langfristig eröffnet sie weitere Möglichkeiten der Komplexitätsreduzierung und erlaubt weitere Synergie-Effekte , zum Beispiel in den Bereichen Wertanalyse, Einkaufsstrategie oder dem Einsatz eines Produktkonfigurators.
| Chronik | |
| Dez. 19 | Corona tritt in Wuhan, China, auf |
| Jan. 20 | Corona hat Europa und Amerika erreicht. China reagiert mit der vollständigen Abriegelung von Wuhan. |
| Feb. 20 | Erste globale Lieferketten zerbrechen Die Börsenkurse beginnen weltweit einzubrechen. |
| Mär. 20 | Italien wird zur Sperrzone erklärt Europa schließt seine Grenzen nach innen und außen Millionen Beschäftigte gehen in Kurzarbeit und Home-Office. |
| Apr. 20 | Bundesweite Maskenpflicht Erste Lockerungs-Schritte |
| Mai 20 | Grenzkontrollen innerhalb EU werden wieder reduziert |
| Jun. 20 | Die Corona-Warn-App startet Das Bruttoinlandsprodukt in DE ist in Q2 um -11% zurückgegangen |
| Sep. 20 | Die allgemeine Reisewarnung wird aufgehoben Einreisende aus Risikogebieten sollen 10 Tage in Quarantäne Das Virus breitet sich konstant aus |
| Okt. 20 | Zweite Welle mit täglich neuen Höchstständen der Infektionen |
| Nov. 20 | Zweiter Lockdown |
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Typische Corona-Probleme
Durch Corona werden die gesamten globalen Lieferketten durcheinandergewirbelt:
- Die Versorgung mit Rohstoffen, Bauteilen oder Dienstleistungen stockt oder verzögert sich.
- Bedarfe ändern sich, die Nachfrage nach manchen Produkten bricht ein, während andere boomen.
- Durch Krankheit und Lockdown geraten Prozesse und Projekte ins Stocken.
Dies führt zu manchen verblüffenden Situationen. Zum Beispiel laufen Lager über, weil die Lieferungen schon unterwegs waren, obwohl nun gar kein Bedarf mehr besteht. Deshalb sahen wir kurzfristig sogar einen negativen Ölpreis (siehe Heizöl24.de)
Produktkomplexität verstärkt diese Auswirkungen noch deutlich:
- Wenn Einkäufer nicht nur für 20 sondern für 250 Bauteile alternative Lieferanten suchen müssen.
- Wenn einfache Kundendienstteile nicht lieferbar sind, weil Komponenten einer kritischen Lieferkette integriert sind.
- Wenn die Fertigung boomende Modelle nicht produziert kann, weil die fehlende Bauteile nicht durch vorhandene ersetzt werden können.
- Wenn das Lager überläuft, weil die gelieferten Bauteile nicht für die boomenden Modelle verwendet werden können.
- Wenn die Umstellung auf die boomenden Modelle ein Vermögen kostet, weil in viel zu viele Werkzeuge investiert werden muss.
Wirkung von Produktkomplexität
Um sich von Konkurrenten abzusetzen und genauer auf Kundenwünsche einzugehen, entwickeln Firmen eine Vielzahl von Produktvarianten. Oft erreichen sie das, indem sie vorhandene Bauteile leicht verändern, und damit immer mehr unterschiedlichen Bauteilen und Materialien betreuen müssen.
Dabei übersehen sie gerne, dass jede angelegte Teilenummer eine Belastung für die Organisation ist, Kosten verursacht, Resourcen blockiert und die Reaktionsfähigkeit einschränkt.
Die folgende Übersicht zeigt an Hand zweier sehr unterschiedlicher Firmen, welche Aufwände jedes Bauteil über seinen Lebenszyklus verursacht:
Der notwendige Aufwand, um nur „den Laden am Laufen zu halten“ steigt deshalb mit der Anzahl von aktiven Bauteilen und Produkten (mehr zur Produktkomplexität). Und aktuell verstärkt die Krise diesen Effekt noch deutlich.
Corona Brennglas
Dass Corona unsere Komplexitätsprobleme deutlich verstärkt, hilft uns, sie ohne aufwändige Analysen identifizieren. Interviews mit Mitarbeitern aller betroffenen Funktionen sind dafür oftmals völlig ausreichend.
Zur Strukturierung und Priorisierung der Interviews reicht eine einfache Tabelle, wie z.B.:
Zuerst führen wir Interviews in allen Abteilungen, die mit dem Produkt arbeiten, – in der Entwicklung genauso wie z.B. Lager, Produktion, Einkauf oder Marketing – also überall wo sich Komplexitätsprobleme auswirken.
Dabei fragen wir nach „den größten Corona-Problemen“, „an welchen Bauteilen und Baugruppen sich diese festmachen“, und wie die „möglichen Gegenmaßnahmen aussehen“ könnten.
Danach priorisieren wir über folgende 4 Fragen
- Wie hoch ist der Aufwand durch Corona?
- Wie stark wird dieser Aufwand durch die Bauteilanzahl bestimmt?
- Wie stark wird dieser Aufwand dadurch bestimmt, dass Bauteile nicht gegenseitig ersetzbar sind?
- Wird der Aufwand dadurch verstärkt, dass die betrachteten Bauteile stark mit anderen integriert sind?
Die Antworten bewerten wir mit der vom QFD bekannten Bewertungsskala „stark-mittel-schwach“ (9–3–1) . Diese ist völlig ausreichend für eine klare Priorisierung und führt weniger zu langen Diskussionen.
Zu guter Letzt sortieren wir die Tabelle nach der letzten Spalte „Komplexitäts-Priorität“, und erhalten damit die Bauteile mit dem größten Verbesserungspotential.
Produktkomplexität verbessern während Corona
Das Ziel der einer Modularen Produktstruktur ist, mit möglichst wenigen Bauteilvarianten alle Produktvarianten herstellen zu können, die vom Kunden nachgefragt werden. Um dies Produktarchitektur vollständig zu entwickeln müssen die folgenden Schritte mit Blick auf die gesamte Produktplattform durchlaufen werden (siehe auch Entwicklung einer Modularen Produktarchitektur)
- Definition der vollständigen Modulstruktur
- Definition der Variantenanzahl je Modul
- Entwicklung von Bauteilen und Baugruppen
- Entwicklung der Organisation
Zur Entwicklung einer langfristig stabilen Produktstruktur muss normalerweise Schritt 1 vollständig durchgeführt werden, danach können die weiteren Schritte folgen.
Da wir in der Krise aber an möglichst schnellen Verbesserungen interessiert sind, durchlaufen wir alle vier Schritte sofort für jedes Bauteil. Dadurch erreichen wir möglichst schnelle Verbesserungen, allerdings mit dem Risiko der späteren Nacharbeit.
Zusätzlich trennen wir die nach Schritt (2) gefunden Bauteiländerungen in kurz- und langfristige Aktivitäten. Damit die langfristigen Aktivitäten nicht verloren gehen, tragen wir sie in eine Roadmap ein.
Definition der Modularen Struktur
Vorbereitung
Da wir einige Arbeitsdokumente für alle Bauteile verwenden werden, erstellen wir diese einmal vorab:
Aktuelle Produktstruktur
Eine vollständige aktuelle Produktstruktur ist der Ausgangspunkt unserer Verbesserungsaktivitäten.
Dafür erstellen wir eine Teileliste für die gesamte Produktfamilie. Wir beginnen mit der Teileliste des Produktes mit den meisten Features, das wir danach Bauteile fehlender Funktionen ergänzen. Zum guten Schluss verallgemeinern wir die Bauteilnamen, z.B. aus „Antriebsmotor 500W“ wird der „Antriebsmotor“, der somit für alle seine Varianten steht.
Firmenspezifische Modularitätstreiber
Als „Modularitätstreiber“ bezeichnen wir die firmenspezifischen „Gründe zur Modularisierung“, also die Kritierien, um Bauteile zu integrieren bzw. voneinander zu trennen.
Die Produktentwicklung beginnt üblicherweise mit der Entwicklung der Funktionen, weshalb dann oft die Modularisierung nach Funktionen geschieht.
Komplexitätskosten fallen jedoch entlang der Lieferkette und während des Lebenszyklus der Bauteile an (siehe auch System Engineering und Produktarchitektur ). Deshalb ist es vorteilhaft, die Modularisierung auch an den Anforderungen von Lieferkette und Lebenszyklus auszurichten, den Modularitätstreibern:
Um den Aufwand zu minimieren, wählen wir vorab die Modularitätstreiber aus, die firmenspezifisch relevant sind. Dies spart uns Aufwand, da wir später auch nur diese bewerten müssen. Wir bewerten, wie stark ein Modularitätstreiber jedes Bauteil beeinflusst. Dies wird mit einer einfachen Dreier-Skala durchgeführt:
- Strong: Massgebliche Beeinflussung des Bauteils
- Medium: Signifikant, aber nicht dominante Beeinflussung des Bauteils
- Weak: Geringer Einfluss
Um sicherzustellen, dass die Bewertung immer vergleichbar abläuft, bietet es sich an, eine Bewertungstabelle zu erstellen:
Module Indication Matrix (MIM)
Die „Module Indication Matrix“, kurz MIM, ist das Dokument, das die aktuelle Produktstruktur mit den Modularitätstreibern verbindet, indem die entsprechenden Bewertungen der Module eingetragen werden (siehe unten) . Ihr Inhalt wird zur Grundlage für die Analyse der Produktstruktur.
Interface Matrix
Die Interface Matrix dokumentiert die Schnittstellen zwischen allen Bauteilen. Die Art der Schnittstelle wird mit Buchstaben abgekürzt, z.B.:
S .. Space: die beiden Module limitieren sich gegenseitig in der Größe
C .. Control: zwischen beiden Modulen besteht ein Steuerungsinterface
E .. Energy: die beiden Bauteile tauschen Energie aus
A .. Attachment: beide Module sind miteinander verbunden
…..
Definition der Modularen Struktur
Nach den Vorbereitungen gehen wir für jedes Bauteil die nächsten Schritte durch, um dadurch mögliche Konflikte und damit Verbesserungsmöglichkeiten in der Modulstruktur zu identifizieren.
Bewertung der Modularitätstreiber
An Hand des Bewertungsschemas der MIM wird nun für die untersuchten Bauteile der Einfluss der jeweiligen Modularitätstreiber abgeschätzt. Um spätere statistische Hilfsmittel nutzen zu können, werden die Zusammenhänge als Zahlen eingetragen:
Strong = 9, Medium = 3, Weak = 1
In einer zusätzlichen Spalte „Strategy“ dokumentieren wir, wenn die ideale Strategie von der aktuellen Situation abweicht.
Konflikte und neue Module-Abgrenzung
Die Komplexitätsprobleme zeigen sich nun als Konflikte in der Bewertung, z.B.: Konflikte zwischen ..
- .. gewünschter Strategie und tatsächlicher Bewertung
- .. hoher gleichzeitiger Bewertung von „Standard“ und „Flexibel“
- .. hoher gleichzeitiger Bewertung von „Innovativ“ zusammen mit „Flexibel“
- .. Bewertungen, die eigentlich nur für einen Teil des Bauteils gelten
- .. hohe Bewertung von „Performance“, der gar keine Kundenforderungen gegenüber steht
(siehe oben: rot umrandet)
Wir haben drei wesentliche Möglichkeiten die oben genannten Konflikte zu entschärfen:
- Aufbrechen eines Bauteils,
- Integration mit anderen Bauteilen, oder
- Standardisierung der Schnittstellen
Aufbrechen eines Bauteils
Widersprüchliche Einflüsse auf ein Bauteil eliminieren wir durch ein Auftrennen des Bauteils, so dass die Teilbauteile konfliktfrei sind. Obwohl sich dadurch mehr Module ergeben, sinkt oftmals die Anzahl der nötigen Bauteilvarianten durch stärkere Standardisierung und spätere Kombination der Teilbauteile.
Integration mit anderen Bauteilen
Die Interface-Matrix zeigt deutlich auf, zu welchen anderen Bauteilen das untersuchte Bauteil Schnittstellen hat. Es lohnt sich, auch diese sofort in der MIM zu bewerten und zu analysieren. Denn Bauteile mit gleichen oder sehr ähnlichen Modularitätstreibern bieten die Chance zur Integration, womit die Bauteil- und Schnittstellenanzahl reduziert werden kann.
Standardisierung der Schnittstellen
Ein modulares Bauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass seine Varianten austauschbar, also die Schnittstellen bei allen Varianten gleich sind.
Die Realität sieht jedoch oft so aus, dass Schnittstellen, die aus unterschiedlichen Entwicklungsjahren resultieren, nicht kompatibel sind. Eine Standardisierung kann hier die Komplexität signifikant reduzieren.
Kombination der Methoden
In der praktischen Modul-Definition kommen oft gleichzeitig alle drei Methoden zur Anwendung, wenn zum Beispiel mehrere Bauteile aufgetrennt und wieder neu zusammengefasst werden, um zu guter Letzt die Schnittstellen zu standardisieren.
Ein Beispiel ist der Einsatz eines Druckschalters, bei dem es Varianten mit unterschiedlicher Anzahl von Schaltniveaus hat, die traditionell noch unterschiedliche Stecker besitzen. Die Standardisierung des Steckers ermöglich volle Austauschbarkeit und eine Reduzierung von Bauteilen, sowohl bei den Druckschaltern als auch bei den angeschlossenen Steuerungen.
Variantenmanagement
Eine weitere Quelle vermeidbarer Komplexität ist die Anzahl der Varianten, also die unterschiedlichen Ausprägungen „eines Bauteils“. Hier finden wir zwei Angriffspunkte, um die Variantenanzahl zu reduzieren, ohne das Produktangebot einzuschränken oder die Kosten zu erhöhen:
- die Eliminierung aller Variantenattribute, die nicht durch Kundenvarianz gedeckt sind
- die Optimierung der Schrittweite der verschiedenen Variantenattribute
Eliminierung von Variantenattributen
Das folgende Beispiel eines Motors listet alle vorhandenen Varianten mit ihren Unterschieden auf.Die Attribute „Befestigung“ und „Stecker“ spielen für die Produktvielfalt aus Kundensicht keine Rolle. Streicht man diese, dann gibt es zwischen einigen Varianten keine relevanten Unterschiede mehr, und wir können sie durch die jeweils billigere Variante ersetzen.
Optimierung der Schrittweite
Bei vielen Variantenattributen liegt die Definition der konkreten Werte beim Entwicklungsteam, z.B. Motoren mit einer Leistungs-Abstufung 150W – 200W – 300W – 500W.
In diesem Fall können die konkreten Werte so optimiert werden, dass
- die Kundenwünsche abgedeckt sind, und
- ein Optimum zwischen Material- und Komplexitätskosten erreicht wird.
Die optimale Abstufung ermitteln wir durch Abschätzung der vollständigen Life-Cycle-Kosten bei unterschiedlicher Varianten-Szenarien. Sie hängt im Wesentlichen davon ab, wie weit Varianten gegenseitig ersetzbar sind, sowie der Stückzahl je Preispunkt und den Variantenkosten (siehe auch Komplexitätsmanagement)
Je nach Fertigungstiefe bietet es sich an, diese Kalkulation zum Zulieferer zu verlagern und von ihm ein optimiertes Angebot auf Basis aller Varianten zu verlangen.
Implementation der Modularen Struktur
Aktivitätsplanung mit der Roadmap
Um möglichst effizient vorzugehen, stürzen wir uns nicht sofort in Re-Design-Aktivitäten, sondern tragen alle erarbeiteten Aktivitäten in eine zeitlich gestaffelte Roadmap ein.
Die Einordnung in kurz-, mittel- oder langfristige Aktivitäten kann nach folgendem Vier-Quadranten-Schema erfolgen.
Die Roadmap dient nicht nur der Planung der Implementation der Verbesserungen, sondern auch der Kommunikation mit anderen Abteilungen.
Design und Konfiguration
Während „nicht-modulare“ Bauteile meist nur durch eine einzige Bauteil-Spezifikation definiert werden, ist die Spezifikation in einer modularen Architektur selbst modular aufgebaut.
Modulspezifikation
Zuerst einmal werden die Elemente definiert, die für alle Varianten eines Moduls eingehalten werden müssen, damit diese tatsächlich modular, also austauschbar sind – die Modulspezifikation.
Bauteilspezifikation
Natürlich gibt es weiterhin für jedes Bauteil ein Spezifikation, allerdings mit dem Unterschied, dass diese auf die Modulspezifikation als Grundanforderung verweist, so dass für alle Varianten eines Moduls die Austauschbarkeit sichergestellt bleibt.
Schnittstellenspezifikation
Je nach technischem Umfang ist es oft vorteilhaft, auch für Schnittstellen eine eigene Grund-Spezifikation zu erstellen, z.B. wenn es sich um ganze Kommunikationsprotokolle handelt. Auf diese verweisen dann üblicherweise die Modulspezifikationen.
Variantenübersicht
Nach der Analyse der Varianten, dokumentiert die Variantenübersicht die gültigen Varianten und Variantenattribute.
Organisation
Die vorangegangenen Schritte machen deutlich, dass nachhaltiges Komplexitätsmanagement nicht nur ein einzelnes Bauteile betrachten darf. Ganz im Gegenteil ist es wichtig die ganze Produktplattform zu betrachten.
Um diese Strukturen managen zu können, müssen sie durch die Organisation und ihre Prozesse widergespiegelt werden.
Im Besten Fall gibt es dann
- einen Plattform-Verantwortlichen für eine ganze Plattform, incl. aller Module und Varianten
- einen Modul-Verantwortlichen für jedes Modul, inklusive aller Varianten
Die Verantwortung des Plattform-Verantwortlichen liegt darin, sicherzustellen, dass die Modulare Struktur der Plattform erhalten bleibt – also Modulstruktur mit allen Schnittstellen – auch wenn sich das Produkt in Zukunft weiterentwickelt.
Der Verantwortungsbereich des Modul-Verantwortlichen wird gut durch die Modulspezifikation und Variantenübersicht beschrieben: Er stellt sicher, dass nur Varianten entwickelt werden, die sich über die erlaubten Variantenattribute unterscheiden sowie die Modulspezifikation erfüllen.
Da damit die modulare Architektur des Produktes sichergestellt wird, werden die Rollen oft auch Produktarchitekt bzw. Modularchitekt genannt. Deren Verantwortlichkeiten können ähnlich der folgenden Verantwortungsmatrix (RACI) definert werden
Fazit & Ausblick
Wie alle Probleme verstärkt Corona auch Komplexitätsprobleme wie in einem Brennglas. Dadurch können diese zu einem existentiellen Problem werden. Allerdings hilft uns dieses Brennglas Corona bei Identifikation und Priorisierung der Probleme um die Produktkomplexität effektiv und zielgerichtet zu verbessern.
Die beschriebenen Aktivitäten bilden eine gute Basis für eine langfristige Verbesserung der gesamten Produktplattform. Sie eröffnen weitere Möglichkeiten der Komplexitätsreduzierung und erlauben Synergie-Effekte , zum Beispiel in den Bereichen Wertanalyse, Einkaufsstrategie oder dem Einsatz eines Produktkonfigurators.
Grundlage dafür ist eine Modulare Produktstruktur, die an Ihrer spezifischen Situation und Ihren Strategien ausgerichtet ist, unterstützt durch eine optimierte Organisation. Die Entwicklung einer Produktarchitektur erfolgt in kleinen Expertenteams, die die Produktplattform, die analysierten Bauteile wie auch die Produktroadmap bestens kennen . Am effektivsten liegt die Leitung dieser Teams bei einem „Produktarchitekten“, der den Prozess beherrscht.
Gerne unterstütze ich Sie dabei. Bitte kontaktieren Sie mich, gerne auch zu einem unverbindlichen Gespräch.