Szenariorobuste Produktarchitekturgestaltung - Änderungsaufwandminimale Gestaltung von Produktarchitekturen in einem dynamischen Unternehmensumfeld
Final Report Abstract
Aufgrund historisch gewachsener Produktprogramme sowie einer zunehmenden Mikrosegmentierung müssen sich viele Branchen mit einem Anstieg der Produktvielfalt auseinandersetzen. Darüber hinaus führen individuelle Kundenwünsche und der Wunsch nach kundenspezifischen Produkten zu einer Veränderung der Märkte. Die Situation wird durch aufstrebende Märkte z. B. in Asien, die eine weitere Differenzierung der Produkte erfordern, noch mehr verschärft. Um die Herausforderung der zunehmenden Vielfalt und dem Preiswettbewerb zu beherrschen, verwenden viele Unternehmen neue Produktarchitekturansätze. Diese Produktarchitekturen ermöglichen die Produktion fast individuell konfigurierbarer Produkte, ohne auf Skaleneffekte zu verzichten. Jedoch erzeugen sie auch eine hohe externe Vielfalt durch maßgeschneiderte Varianten mit weniger interner Vielfalt kombiniert mit z.B. Modulen. Eine zunehmende Anzahl an Varianten und Produktgenerationen basiert auf einer Produktarchitektur, die, um Skaleneffekte nutzen zu können, einen langen Lebenszyklus aufweisen muss. Allerdings sind die Kundenanforderungen auch mit einer erhöhten Unsicherheit gekennzeichnet, die mit einer Produktarchitektur erfüllt werden müssen. Darüber hinaus kommt es zu steigendem Änderungsaufwand der Produktarchitektur. Dies impliziert die Notwendigkeit einer besseren Prognostizierbarkeit der zukünftigen Kundenmerkmale und deren Spezifikationen. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, müssen prospektive Ansätze zur Strukturierung der Produkte angepasst werden. Derzeit ist dieser Prozess weitgehend statisch und beinhaltet zukünftige Anforderungen nur unzureichend. Bestehende Ansätze der dynamisch orientierten Produktprogrammplanung und Produktarchitekturgestaltung berücksichtigen die Unsicherheiten der Kundenmerkmale zeigen jedoch nicht, wie diese Unsicherheiten bestimmt werden können. Ebenfalls erfolgte bisher kein Einsatz multikriterieller Bewertungsmethoden im Zusammenhang mit der Gestaltung szenariorobuster Produktarchitekturen. Des Weiteren wurden für die Produktarchitekturgestaltung Steuerungsmittel wie die Szenariotechnik bis dato noch nicht in den Prozess der systematischen Lösungssuche eingesetzt. Das erarbeitete Referenzmodell berücksichtigt Methoden der Szenariotechnik, der Simulation, der Umfeldüberwachung und der multikriteriellen Bewertung. Die Verwendung der Szenariotechnik ermöglicht die Berücksichtigung des Zusammenspiels von Einflussfaktoren und verschiedene Zukunftsprojektionen dieser. Die Produktarchitekturalternative kann unter Einsatz von Gestaltungsstrategien, welche mithilfe von Auswahlkriterien zielgerichtet ausgewählt werden, bereits heute so gestaltet werden, dass sie eine flexible Handhabung und Reaktion auf zukünftige Ereignisse zulässt. Mit verschiedenen Zukunftsszenarien können Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Produkte abgeleitet werden. Ein in der Forschungsphase festgelegtes Simulationsmodell ermöglicht zunächst die Auswahl einer Produktarchitekturalternative für die Entwicklung und die zeitnahe Berücksichtigung von Umfeldveränderungen in der Entwicklungsphase. Die Informationen über Veränderungen im Umfeld des Unternehmens bezüglich der Einflussfaktoren werden mithilfe eines standardisierten indikatorbasierten Umfeldüberwachungssystems bereitgestellt. Zusätzlich gibt ein weiteres standardisiertes Früherkennungssystem basierend auf dem Konzept der schwachen Signale Informationen über die zukünftige Entwicklung der Schlüsselfaktoren. Beide Systeme ermöglichen eine frühzeitige Antizipation von Veränderungen und verbessern somit die Prognose dieser. Die multikriterielle Entscheidungsmethode, der Analytic Network Process, stellt ein geeignetes Instrument zur Bewertung von Produktarchitekturalternativen dar. Dabei werden sowohl der Nutzen als auch die Kosten der einzelnen Alternativen in die Bewertung integriert. Die Bewertungskriterien wurden speziell auf die Bewertung von Produktarchitekturalternativen ausgewählt. Die entwickelte Methodik zur Gestaltung szenariorobuster Produktarchitekturen, die den Änderungsaufwand bei der kontinuierlichen Adaption an veränderte Markt- und Kundenanforderungen minimiert, stellt damit ein Instrument dar, das es ermöglicht, Produktarchitekturen während ihrer Entwicklung hinsichtlich ihrer Szenariorobustheit zu optimieren. Weiterer Forschungsbedarf wurde während des Forschungsprojektes identifiziert. Im Rahmen der szenariobasierten Bestimmung der Unsicherheiten von Kundenmerkmalen gilt es den Nutzen einer weiterverfolgten Lösungsalternative zu berücksichtigen. Insbesondere die systematische Auswahl und Eingrenzung auf Basis der definierten Lösungsalternativen und die Bewertung des Nutzens der zusätzlichen Handlungsoptionen durch die Lösungsraumsteuerung sind hier von weiterem praktischem und forschungsseitigem Interesse. Weitergehend gilt es auch die Möglichkeiten zur Berücksichtigung von Kundenmerkmalen zu prüfen, deren Ausprägungen sich auf verschiedene Weise innerhalb der Produktarchitektur auswirken.
Publications
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Scenario Based Development of Robust Product Architectures. In: Kocaoglu, D. F., Anderson, T. R., Daim, T. U. (Hrsg.): Proceedings of PICMET '12: Technology Management for Emerging Technologies. Vancouver, Kanada, 29. Juli - 2. August, Piscataway, NJ: IEEE, S. 2542–2549
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Szenariorobuste Produktarchitekturgestaltung, Dissertation, RWTH Aachen, Aachen, 2013
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Scenario based determination of product feature uncertainties for robust product architectures, In: Production Engineering, Volume 8, Issue 3, pp. 383-395, 2014
Schuh, G., Schultze, W., Schiffer, M., Rieger, A., Rudolf, S., Lehbrink, H.
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Scenario-based determination of alternative product architecture designs, In WGP Jahreskongress 2014, Erlangen, Sept. 2014
Schuh, G., Schiffer, M., Ortlieb, C.
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Decision Support Instrument for managerial accounting purposes - A simulation model approach, Dissertation, Universität Augsburg, Augsburg, 2015
Rieger, A.
