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Guide Allgemeines zur Produktentwicklung
Lenkung der gesamten Entwicklungskette

Qualität von Anfang an

Eine rein formale Installierung und Beschreibung der Qualitätssicherung in der Entwicklung (selbes gilt aber auch für andere Produktentstehungsphasen) genügt jedoch noch nicht. Es zeigt sich nämlich, dass es Unternehmen mit gleichen formalen Voraussetzungen in sehr unterschiedlichem Maße gelingt, die Qualität neuer Produkte zu optimieren und zu beherrschen. Manche Neuprodukte erfüllen die Kundenbedürfnisse hervorragend, während andere am Markt vorbeientwickelt wurden. Bei manchen Neuprodukten ist die Fehler- und Ausfallrate von Anfang an auf niedrigem Niveou, während bei anderen Produkten gehäuft Kinderkrankheiten auftreten. (Nach MASING [3] S.332).

Lange Zeit konzentrierten sich alle Maßnahmen der Qualitätssicherung auf Fehlervermeidung in der Fertigung mit nachträglicher Gut-/ Schlecht- Selektion. Auch die vielfach eingeführten so genannten "Null Fehler Programme" zielten voererst auf eine Fehlerreduktion in der Fertigung ab [ ]. Es zeigte sich jedoch, dass häufig bereits im Design "eingebaute" Schwächen und Fehler für die nachträglichen Schwierigkeiten in der Fertigung verantwortlich waren. Fehlervermeidung darf deshalb nicht erst in der Fertigung beginnen, sondern muss konsequenterweise bereits in das Produkt eingebaut werden. Moderne Schlagwörter hierfür sind "robustes Design", welches gegen Fertigungsstreuungen weitgehend unempfindlich ist. "Qualität von Anfang an" muss konsequenterweise in das Produkt hineingebaut werden. Jeder kennt ganz besonders gravierende Entwicklungs- oder Planungspannen, die sich nachträglich kaum oder nur mit großem Aufwand beheben lassen bis hin zu einer Nichtannahme des Produktes durch den Markt. Beispiele hierfür sind von Architekten "vergessene" Stiegenaufgänge, Aufzüge, Kamine u.a.m. oder so manches Automodell, welches vom Markt nicht angenommen wurde. Prominentestes Beispiel hierfür aus jüngerer Zeit ist die Entwicklung einer Luxuslimonsine einer renomierten Autofirma, welche aufgrund fundamentaler Schwächen bei Leistungsgewicht und bei den äußeren Abmessungen wieder vom Markt genommen werden musste. Bekannt wurde ein weiteres Modell dieser Firma, welches den sogenannten Elchtest nicht bestand, was nachträgliche Nachentwicklungen erforderlich machte. Die von den Systemnormen verlangte Systematik soll helfen, solche Entwicklungsfehler weitgehend auszuschließen und ganz allgemein Zeit und Geld für teure Nachentwicklungen zu sparen.

Qualityengineering

Wie es insbesondere die Automobilindustrie vormacht, ist es für den Entwicklungserfolg unerlässlich, im Entwicklungsprozess bekannte und erprobte Mittel und Methoden (Entwicklungs- und Qualitätstools) einzusetzen und diese gegebenenfalls (branchenabhängig) auf die speziellen Anwendungsfälle zu adoptieren. Auch wenn es nicht immer ein "richtig" oder "falsch" gibt, so gibt es doch häufig ein "bewährt". Die richtige Anwendung moderner Entwicklungs- und Qualitätsmanagementtools ist eine anspruchsvolle Ingenieuraufgabe, welche die notwendige Ausbildung und Fachkenntnis in diesen (Qualitäts-) Techniken bzw. -Methoden voraussetzt.

Darstellung der Fehlerkosten in Abhängigkeit des Produktlebenszyklus

Aufwand für Fehlerbehebung
Kosten....XX
...X..
......
..X...
XX....
Strategie
Marketing
Entw.
Konstr.
Planung
Einkauf
Logistik
Vorserie
Prod.
Serie
Produkt
Nutzung
nach DANZER [1] S.35

Auswirkungen von Fehlern siehe hier

Planungsqualität (Entwicklungsqualität)

Die Qualität eines Produktes entsteht während seiner Entwicklung. In dieser frühen Phase werden jene Eigenschaften eines Produktes festgelegt, die ihm in einer Typenprüfung bescheinigt und die unter dem Begriff Entwurfsqualität des Produktes verstanden werden [ ]. Was in dieser Phase an Mängel oder Vorzüge in das Produkt hineingepackt wird, haftet ihm Zeit seines Lebens an, unabhängig, ob es sich um eine einzelne Großanlage oder um ein Massenprodukt mit hohen Stückzahlen handelt. Schon allein dieser Aspekt würde genügen, der Qualitätssicherung von Neuprodukten einen hohen Stellenwert einzuräumen. Hinzu kommt noch, dass neue Produkte für ein Unternehmen, für die Verbraucher und die Umwelt mit besonders hohen Risiken verbunden sind (Kinderkrankheiten). Allerdings ist der Kunde heute kaum noch bereit, solche Mängel als gegeben hinzunehmen und für deren Behebung auch noch extra zu bezahlen [ ]. Viel besser und auch billiger als nachträgliche Korrekturmaßnahmen sind durchdachte Systeme des Qualitätsmanagements, um von vorneherein Risiken bei der Produkteinführung weitgehend zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.

Technologie Entwicklung-
Technologische Innovation

vergleiche hierzu:
Guide Forschung
Innovation
Innovationsmanagement
Produktinnovation
Technologische Innovation

Hinweis: Die Qualität der Planungstätigkeiten wird hier festgelegt. Diese Planungsqualität ist von der Qualitätsplanung zu unterscheiden (vergl. GEIGER [2] S.4).

Steigende Komplexität der Produkte erfordert erhöhte Aufwendung in der Produktentwicklung, die das Problem der Verkürzung der Entwicklungszeiten noch verschärfen und Neuentwicklungen zu einem Wettlauf mit der Zeit werden lassen (MAURER [6] S.4).

In der ISO 9001- Norm wird diese wichtige und sensible Entwicklungstätigkeit nur sehr global beschrieben. Im Rahmen des Qualitätsmanagements ist es aber sinnvoll, die sehr allgemein gehaltene QM-Darlegung nach ISO 9001 hinaus zu einer systematischen QME-Planung weiter zu entwickeln, was auch ein zentrales Anliegen dieser Homepage darstellt!.

Kinderkrankheiten und nachträgliche Produktänderungen, Lernkurve

Auch häufige, nachträgliche Änderungen und Produktnachbesserungen haben ihre tiefere Ursache in einer Missachtung des Prinzips "Qualität von Anfang an" (DANZER [1] S.35). Bei Untersuchungen des japanischen Wirtschaftserfolges stößt man häufig auf folgendes schwer zu erklärende Phänomen: Nach dem Start der Serienproduktion gibt es in Japan fast keine Änderungen mehr, bei westlichen Firmen sind Änderungen kurz vor und kurz nach dem Serienstart noch sehr häufig und laufen unter dem Titel "Serienbetreuung, Redesign oder Lernkurve" mitunter jahrelang weiter.

Konstruktions-FMEA (K-FMEA)

Im heutigen Verdrängungswettbewerb kann man es sich nicht mehr leisten, einfach "aus dem Bauch heraus" zu entwickeln, alles technisch perfekt zu planen und erst im nachhinein, wenn Änderungen schon sehr teuer kommen, unter dem Zeit- und Kostendruck billigere Lösungen auszuprobieren. Die Unternehmen müssen präventiv unter Einsatz geeigneter Methoden systematisch alle denkbaren Risiken "abklopfen" (daneben gibt es immer noch genug Restrisken, die man nicht erkennt oder nicht richtig einschätzt) und zu einem frühest möglichen Zeitpunkt attraktive Produkte zu marktgerechten Preisen anzubieten und damit am Verdängungswettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben. Am Verdrängungsmarkt, wo der Kunde unter mehreren gleichwertigen Produkten auswählen kann (womit der maximal erzielbare Preis vom Markt vorgegeben wird), ist häufig nur die Kostenseite, die das Unternehmen selbst maßgeblich beeeinflussen kann, um auf Dauer einen akzeptablen Gewinn zu erzielen (DANZER [1] S.93 ff.). Die Kosten werden aber von den Entwicklungskosten einerseits und von der Qualität der Entwicklung mit geringerem Nachentwicklungsaufwand andererseits maßgeblich geprägt.

Näheres zur Methode der (Konstruktions-) FMEA hier

Alternativkonzepte, „robuste“ Lösungen, time to market, simultaneous engineering

Im Grunde wird hier nichts anderes verlangt und von den Japanern vorgemacht, als "es von Anfang an richtig zu machen". Gerade bei europäischen Entwicklungsabteilungen gilt häufig die einmal gefundene Lösung, insbesondere wenn sie "technisch alle Stücke spielt", als akzeptabel und man unterlässt die Suche nach weiteren Alternativlösungen [ ]. Aber die technisch anspruchsvoll(st)e Lösung ist möglicherweise auch die sowohl in der Herstellung als auch im Gebrauch "empfindlichste" Lösung. Damit handelt man sich auch unnötigerweise viele Herstellungsschwierigkeiten durch schwierige Herstellverfahren und nicht robuste Produkte ein. Das ist einer der Hauptgründe für ständige Fertigungsänderungen nach Serienstart.

Wir können hier von den Japanern lernen

Das mach(t)en die die Japaner besser aufgrund einfacherer, dafür aber besser ausgereifter und hinreichend robuster Prozesse (diese Aussage galt ohne Zweifel uneingeschränkt noch für die 1980er Jahre). Auch waren die Japaner bemüht, ihre Produkte möglichst einfach bedienbar zu gestalten. Der Kunde wird möglicherweise irritiert von unnötigerweise aufwändigen technischen Spielereien wie Zusatzfunktionen, die er nicht wirklich braucht und die die Bedienung unnötig kompliziert machen. Der Kunde entscheidet sich letztlich für ein Produkt, welches seinen Ansprüchen gerecht wird, aber einfach zu handhaben und obendrein wenig störempfindlich ist und deshalb vor allem auch früher (oder rechtzeitig) am Markt ist.

Verspäteter Markteinführungszeitpunkt (time to market)
Entwicklungscontrolling/ simultaneous engineering

Eine (möglicherweise unnötige) größere technische Kompliziertheit führt häufig zu einer Verlängerung der Entwicklungszeiten, was wiederum zu einem verspäteten Markteinführungszeitpunkt (Time to market) führt. Ein Beispiel hierfür ist ein dem Verfasser persönlich bekannter Vorgang rund um einen Telekommunikations-Baustein, welcher aufgrund einer zum Zeitpunkt der Markteinführung überzogenen Technik verspätet auf den Markt kam. Erst möglichst systematisierte Entwicklungsabläufe mit konkreten Zielwerten und Meilensteinen sowie einem effizientem Entwicklungscontrolling, durch systematische Arbeitsteilung durch Einsatz von Entwicklungsteams und Anwendung von simultaneous engineering erlauben solchen Versuchungen wirksam zu begegnen. Und wie schon bei einer einfachen Arbeit das Um und Auf in einer ordentlichen Vorbereitung liegt, wird diese Erkenntnis hier systemaschisch auf kompliziertere Entwicklungsprozesse angewendet. Es geht um den Erfolg in heutigen Verdrängungsmärkten und auch aber darum, das Ziel durch ein rechtzeitiges, ausreichendes und durch robustes Design auch fertigbares Entwicklungsergebnis mit geringstem Aufwand und damit kostengünstig zu erreichen. Gerade "kreative" Entwickler sind anfangs nur sehr schwer von der Notwendigkeit einer solchen Systematik zu überzeugen, aus Furcht, eigenen kreativen Spielraum zu verlieren. Letztlich geht es hier aber um die Gesamtoptimierung des Entwicklungsprozesse mit handfesten ökonomischen Auswirkungen für das ganze Unternehmen.

Näheres zur Anwendung von simultaneous engineering hier

Tools-Entwicklungswerkzeuge- Methoden zur Designunterstützung

Zur Entwicklung von Neuprodukten und Technologien gibt es eine Reihe gut geeigneter Methoden.

Methoden zur Neuentwicklung
Innovationsmanagement
QFD- Quality Function Deployement
Phasenmodell der Produktentstehung
FMEA- Failure and Effects Analysis
Clausing- Modell

Quality Function Deployement (QFD)

Im Falle technisch anspruchsvoller Produkte bedarf es einer wirkungsvollen Methodik, welche den Entwicklungsablauf effizient regelt bzw. lenkt. Eine solche, häufig zur Anwendung kommende Methodik (Systematik), welche den Ablauf von Entwicklungsprojekten regelt, und von der Produktidee bis zur Markteinführung systematisch in Einzelschritte unterteilt und jeden einzelnen behandelt ist die von den Japanern übernommene Methode: Quality Function Deployement (QFD). Eine gute Beschreibung erfolgt bei MAURER (MAURER [5] S.11 ff.), dessen Einteilung hier weitgehend übernommen wird.

Hinweis: Häufig einher mit technisch anspruchvollen Produkten geht auch eine hohe Komplexität der Prozesse (vergleiche Prozessentwicklung). Dabei ist die Basis für diese Entwicklungstätigkeit die zuvor beschriebene Gestaltungsmatrix.

Produktoptimierungs-
Tools (Six-Sigma)

DMADV
IDOV
nach KROSLID, SIX Sigma [7]

 Produkt- Optimierung
 Produkt- Redesign

Reservierung ausreichender Mittel für den Entwicklungsvorgang

Ziel u. Zweck ist die Budgetierung ausreichender (finanzieller und personeller) Mittel für die Entwicklungstätigkeit.

Ausserdem müssen die Zuständigkeiten für jedes Designprojekt und alle Design- und Überprüfungstätigkeiten projekt- oder auftragsspezifisch geregelt werden.

Planung der Prüf- und Haltepunkte in der Design- und Entwicklungsplanung
Time to market

Ziel u. Zweck: Die Planung des zeitlichen Ablaufes (Ablaufplanung), Festlegung der (zeitlich aufeinanderfolgenden) Prüfpunkte (Terminplanung) im Designprozess, Vorgabe von Entwicklungsdauern sowie Zeitpunkt der Markteinführung durch die oberste Leitung. Diese Planung muß insbesondere aus terminlicher Sicht periodisch dem Designfortschritt angepaßt werden.

Näheres zu Prüf-und Haltepunkten siehe hier

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Literaturhinweise

  1. Danzer, H.H.: "Qualitätsmanagement im Verdrängungswettbewerb" TAW-Verlag Wuppertal ISBN 3-930526-01-8 und Verlag Industrielle Organisation Zürich 1995 ISBN 3-85743-979-3
  2. Geiger, W.:"Qualitätslehre, Einführung, Systematik, Terminologie", 2.Auflage, Vieweg Verlag, 1994
  3. Masing, W.:"Handbuch der Qualitätssicherung", Herausgeber Prof. Masing, 2.Auflage, Carl Hanser Verlag München Wien, 1988
  4. Maurer, K.: "PRA-Produkt Risiko Analyse", Dissertation an der TU Graz 1994, Fak.f.Maschinenbau, Inst.Fertigungstechnik
  5. Maurer, K.: "PRA-Produkt Risiko Analyse- Qualität im Produkt-Design", Kurzform der Dissertation, Inst.Fertigungstechnik der TU Graz 1994
  6. Wittig, K.J.:"Qualitätsmanagement in der Praxis; DIN-ISO 9000, Lean Production, Total Quality Management, Einführung eines QM-Systems im Unternehmen", B.G.Teubner Verlag Stuttgart
  7. Kroslid,D.; Faber,K.; Magnusson,K.; Bergmann,B.: “ Six Sigma- Erfolg durch Breakthrough- Verbesserungen” Pocket Power Hanser Verlag 2003 ISBN-10:3-446-22294-4 oder ISBN-13: 978-3-446-22294-6