Die Komplexität moderner Produkte entwirren

Nahezu jedes moderne Produkt, ob Auto, Telefon oder Waschmaschine enthält heute eingebettete Prozessoren oder Ähnliches. Die Kunden setzen zunehmend auf Hightech. Smartphones, Tablet-PCs, Navigationssysteme, WLAN-fähige Fernseher und unzählige weitere Hightech-Produkte bieten Komfort, Mobilität und Personalisierung zu äußerst günstigen Preisen – dank des großen Wettbewerbs unter den Herstellern.

Sehen Sie sich diese beeindruckenden Statistiken an: In den letzten fünf Jahren ist die durchschnittliche Anzahl von computerisierten Motorsteuerungssystemen in Neufahrzeugen von 20 auf 80 angestiegen. Bei Handyherstellern hat sich die Zahl der IT-basierten Updates pro Jahr seit dem Jahr 2000 auf etwa 40 verdoppelt.

Mit der zunehmenden Komplexität der Produkte wird auch ihre Entwicklung komplizierter. Der wachsende Druck, die Markteinführung zu beschleunigen und dabei die Preise niedrig zu halten, trägt zusätzlich zu den Herausforderungen bei, denen sich Hersteller weltweit gegenübersehen. Die steigende Nachfrage nach diesen technologielastigen Produkten sorgt für einen Kampf unter den Herstellern, die die Kosten im Umfeld des schnellen technologischen Fortschritts eindämmen und immer neue Produktverbesserungen herausbringen müssen.

Traditionell wurde die Produktentwicklung vorwiegend von den Hardware-Rahmenbedingungen gesteuert. Die komplexen Produkte von heute sind von der effektiven Integration mehrerer Hardware- und Softwarekomponenten abhängig. Beim Software-Design werden Code-Zeichenketten in miteinander verwobenen Schichten zusammengesetzt. Die IT-Architektur, die neuen Produktentwürfen zugrunde liegt, ist daher viel komplexer. Bei Produkten, die über On-Board-Mikroprozessoren gesteuert werden, wird die Funktion von Sensoren und Prozessoren bestimmt, nicht von mechanischen Bauteilen.

Hersteller, die daran gewöhnt sind, die Hardwareentwicklung zu verwalten, müssen neue Prozesse und Messgrößen für die Verwaltung der Softwareentwicklung erlernen. Bei der Hardware gibt es in der Regel viel weniger Ungewissheit darüber, wie die Komponenten eines Systems zusammenarbeiten: Entweder sie passen zusammen oder nicht. Bei der Softwareentwicklung gibt es hingegen viele Zwischentöne. Da die eingebettete Entwicklung Erfahrung mit Software- und Hardwareentwicklung sowie Physik erfordert, hat sich der Einsatz von funktionsübergreifenden Expertenteams und Entwicklungsmethoden mit allgemeinen Modellen und Simulationstools bewährt.

Für die erfolgreiche Entwicklung dieser hochtechnisierten, komplexen Produkte ist ein integriertes Gesamtkonzept notwendig, das viele wichtige Merkmale aufweist. Die Architektur sollte modular sein, damit Schnitte gespeichert und in verschiedenen oder auch zukünftigen Produkten verwendet werden können. Das Konzept sollte auf Standards basieren, die Integration erleichtern und konfigurierbar sein, damit ein System viele unterschiedliche Kundenanforderungen erfüllen kann. Und schließlich sollte es aktualisierbar sein, damit neue Leistungsmerkmale und Funktionen ergänzt werden können, ohne dass große Teile der Vorversionen verworfen werden müssen.

Produktentwicklungsteams, die komplexe Produkte erstellen, müssen konsequent nach Möglichkeiten zur Vereinfachung ihrer Entwürfe suchen. Sie müssen sich fragen, ob ein bestimmtes gewünschtes Merkmal von Kunden regelmäßig genutzt werden würde. Ist dies nicht der Fall, sollte es weggelassen werden. Wenn der Entwurf übermäßig komplex erscheint, sollte das Team sich nicht scheuen, noch einmal von vorne zu beginnen und zu überprüfen, ob der Entwurf gestrafft und weniger komplex gestaltet werden kann. Das senkt nicht nur die Entwicklungskosten und verkürzt die Entwicklungszyklen, sondern kann auch die Komplexität beim Verwenden des Produkts reduzieren. Ist ein Produkt zu komplex und die Lernkurve zu steil, ist die Akzeptanz gering.

Eine effiziente und effektive Zusammenarbeit all derer, die an der Entwicklung dieser komplexen Produkte beteiligt sind – technische Entwicklung, Marketing, Konzeptentwicklung usw. – ist extrem wichtig. Dieser Austausch hilft den Entwicklungsteams in Software- und technischer Entwicklung, den Ausgleich zu schaffen zwischen dem, was der Markt von einem Funktionssatz verlangt, und den betriebswirtschaftlichen Vorgaben hinsichtlich Kosten und Zykluszeiten – all das im Rahmen des technisch Möglichen.

Eine enge Zusammenarbeit hilft außerdem dabei, vorauszusehen, wo Konstruktionsänderungen auftreten könnten, da Änderungen in einem Bereich von komplexen, mehrdimensionalen Entwürfen sich wellenartig auf die angrenzenden Bereiche auswirken. Der sorgfältige und teambasierte Aufbau der Architektur dieser Entwürfe ist äußerst wichtig, um die Folgen von Konstruktionsänderungen zu isolieren. Wenn alle einbezogen werden, die Änderungen am Entwurf initiieren können – Vertrieb, Marketing, Einkauf, Qualitätsmanagement, Fertigung und technische Entwicklung –, können Sie besser vorhersagen, wo Konstruktionsänderungen auftreten werden, und die zugrunde liegende Produktarchitektur entsprechend gestalten.

Aufgrund der hohen Komplexität bei der Entwicklung dieser Hightech-Produkte ist die Implementierung eines Systems für das Produktlebenszyklus-Management (PLM) unabdingbar. PLM-Systeme verwalten die Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Teilsystemen (Software und Hardware), ermöglichen die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen an der Entwicklung beteiligten Fachbereichen und überwachen den Änderungsprozess.

 

Bild: Tom Held

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