Entwicklung komplexer Großserienprodukte: ein chaostheoretischer Ansatz zum Entwicklungsmanagement
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Dt. Univ.-Verl.
1998
Wiesbaden Gabler |
| Series: | Gabler Edition Wissenschaft : Markt- und Unternehmensentwicklung
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XX, 397 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3824467992 |
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|---|---|
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Abbildungsverzeichnis XV
Abkürzungsverzeichnis XIX
1 EINLEITUNG 1
1.1 Problemstellung 1
1.2 Zielsetzung 2
1.3 Vorgehensweise 4
1.4 Aufbau der Arbeit 10
X 2 PRODUKTENTWICKLUNG ALS KOMPLEXES SYSTEM 13
2.1 Begriffsklärung 13
2.2 Systemtheoretische Grundlagen 14
2.2.1 Begriffe aus der Systemtheorie 15
2.2.1.1 Grundbegriffe 15
2.2.1.2 Strukturelle Begriffe 17
2.2.1.3 Der Prozeßbegriff 19
2.2.2 Beschreibung komplexer Systeme als kreative Aufgabe 20
2.2.3 Die drei Teilsysteme des Systemmodells 23
2.2.4 Vorgehen bei der Beschreibung komplexer Systeme 25
2.3 Systemische Betrachtung der Produktentwicklung 30
2.3.1 Grundlegende Betrachtungen zum Verständnis von
Entwicklungsprozessen 31
2.3.2 Der Markt als „Kunde der Produktentwicklung 39
2.3.3 Die Produktion als „Kunde der Produktentwicklung 43
2.3.4 Abgrenzung des Systems Produktentwicklung von seiner Umwelt 46
2.4 Das Sachsystem der Produktentwicklung 50
2.4.1 Elemente und ihre Strukturen im Sachsystem 50
2.4.2 Beziehungen im Sachsystem 58
2.4.3 Aspekte im Sachsystem 63
2.5 Das Handlungssystem der Produktentwicklung 70
2.5.1 Elemente und ihre Strukturen im Handlungssystem 71
2.5.1.1 Organisation der Produktentwicklung 72
2.5.1.2 Externe Partner als „Schattenorganisation 77
2.5.2 Die Prozeßstruktur im Handlungssystem 82
XII Inhaltsverzeichnis
2.5.3 Das Phasenmodell als Prozeßstruktur 89
2.5.3.1 Projektneutrale Vorentwicklung von Innovationen 91
2.5.3.2 Produktplanung 92
2.5.3.3 Definitionsphase 92
2.5.3.4 Konzeptentwicklung 93
2.5.3.5 Serienentwicklung 96
2.5.3.6 Vorserien und Serienanlauf 98
2.6 Das Zielsystem der Produktentwicklung 99
2.6.1 Elemente und ihre Strukturen im Zielsystem 100
2.6.2 Beziehungen im Zielsystem 104
3 VON MECHANISTISCHEN ZU KOMPLEXITÄTSORIENTIERTEN
GESTALTUNGSPRINZIPIEN 109
3.1 Die Unzulänglichkeit des mechanistischen Weltbildes 111
3.1.1 Das mechanistische Paradigma der klassischen Physik 111
3.1.2 Das mechanistische Paradigma im Management 118
3.1.3 Notwendigkeit eines neuen Prinzips zum Management kreativer
Prozesse 121
3.2 Komplexitätseignung von Managementinstrumenten in der
Entwicklung 123
3.2.1 Methoden zur Betrachtung von Einzelaspekten der
Produktentwicklung 124
3.2.1.1 Quality Function Deployment 124
3.2.1.2 Detaillierte Ablaufbeschreibung von Entwicklungsprozessen 125
3.2.1.3 Analyse der Abhängigkeiten zwischen Entwicklungsprozessen 126
3.2.1.4 Phasenmodelle und Balkendiagramme zur zeitlichen
Ablaufbeschreibung 127
3.2.1.5 Kreativitätstechniken und Konzeptauswahlmethoden 128
X 3.2.2 Technisch-orientierte Konstruktionsmethodiken 130
3.2.3 Management-Rahmenkonzepte zur integrierten Produktentwicklung 132
3.2.3.1 Erfolg durch Integrität in der Leistungserstellung 132
3.2.3.2 Kontinuum des Projektmanagements 134
3.2.3.3 Weitere Rahmenkonzepte zur integrierten Entwicklung 136
X 3.2.4 Identifizierung von Erfolgsfaktoren durch empirische Erhebungen 139
3.2.4.1 Erfolgsfaktoren der Neuproduktleistung in Geschäftseinheiten 139
3.2.4.2 Einfluß funktionsübergreifender Zusammenarbeit
auf die Projektleistung 42
3.2.4.3 Messen von Effektivität in der Produktentwicklung 144
3.2.5 Allgemeine Problemlösungstechniken 147
X 3.3 Die Herausforderung der Komplexitätsbewältigung 149
3.3.1 Systemtheoretische Diskussion des Komplexitätsbegriffs 149
3.3.2 Anwendung des Komplexitätsbegriffs auf das Systemmodell 151
Inhaltsverzeichnis XIII
3.3.3 Komplexitätsorientierte Managementansätze 154
3.3.4 Komplexität in nichtlinearen, chaotischen Systemen 157
3.4 Koexistenz von Ordnung und Chaos als Managementprinzip 159
3.4.1 Phänomene in chaotischen Systemen 160
3.4.1.1 Verhaltensmerkmale chaotischer Systeme 160
3.4.1.2 Wirkprinzipien in chaotischen Systemen 165
3.4.2 Verhaltensmerkmale und Wirkprinzipien im chaotischen System
Produktentwicklung 169
3.4.3 Selbstorganisation als eigendynamisches Ordnungsprinzip 183
3.4.4 Lenkung von Selbststeuerung und Eigendynamik in der
Produktentwicklung 192
4 EIN ANSATZ ZUM INTEGRIERTEN ENTWICKLUNGS¬
MANAGEMENT 201
4.1 Bedeutung der Erkenntnisse aus den System- und
cbaostheoretischen Betrachtungen 202
4.1.1 Anforderungen an eine integrierte Produktentwicklung 202
4.1.2 Lösungsprinzipien des integrierten Entwicklungsmanagements 206
4.1.2.1 Priorisierung 208
4.1.2.2 Visualisierung 208
4.1.2.3 Bewußte Unscharfe 209
4.1.2.4 Zielorientierung 210
4.2 Struktur eines integrierten Entwicklungsmanagements 210
4.3 Der Prozeßwürfel als Integrationsmodell für Entwicklungs¬
prozesse 216
4.3.1 Das Würfelmodell 216
4.3.2 Die Entwicklungslandkarte 220
X 4.4 Strategische Voraussetzungen für eine integrierte
Produktentwicklung 230
4.4.1 Strategische Aufgaben in der Produktentwicklung 232
4.4.2 Das Verständnis von Kompetenzketten 238
4.4.3 Priorisierung von strategischen Kernfeldem in der Produktentwicklung 242
4.4.4 Technologievisionen als ordnende Kraft für Innovationen 253
4.4.5 Die integrierende Wirkung von Produktvisionen 258
X 4.5 Die Eigenschafts- und Baustruktur im Sachsystem 261
4.5.1 Die Eigenschaftsstruktur als Kundensicht in der Produktentwicklung 263
4.5.2 Die Baustruktur als zentrales Strukturelement in der
Produktentwicklung 271
XIV Inhaltsverzeichnis
4.6 Das Portfoliospiel zur integrierten Suche von Ergebniszielen 278
4.6.2 Identifizierung von Differenzierungspotentialen 281
4.6.3 Erschließen von Kostenpotentialen 291
4.6.4 Förderung dezentraler Kreativität im Portfoliospiel 296
4.7 Gestaltung kreativer Prozesse im Handlungssystem 300
4.7.1 Leitlinien zur Gestaltung von Entwicklungsprozessen 301
4.7.2 Systemintegration durch explizite und implizite
Integrationsmechanismen 306
4.7.3 Die Prozeßgestaltungs-Matrix als Ordner für Entwicklungsprozesse 310
4.7.4 Integrierte Gestaltung von Entwicklungsprozessen 318
4.7.4.1 Bedeutung der Sachsystemstrukturen für den
Entwicklungsprozeß 318
4.7.4.2 Dezentrale Identifizierung von Problemschwerpunkten
mit der Prozeßgestaltungs-Matrix 323
4.7.4.3 Ausgewählte Detailanalysen in den Gestaltungsdimensionen
der Prozeßgestaltungs-Matrix 329
4.8 Das „War room -Konzept zur Ausrichtung dezentraler
Kreativität 341
5 SCHLUßBETRACHTUNG 351
5.1 Zusammenfassung 351
5.2 Bewertung der Ergebnisse 354
6 LITERATURVERZEICHNIS 359
7 STICHWORTVERZEICHNIS 375
8 ANHANG 383
8.1 Anhang 1: Erkenntnisse dieser Arbeit in vier Rubriken 383
8.1.1 Anforderungen an das Systemmodell (SA) 383
8.1.2 Erkenntnisse aus der Entwicklung des Systemmodells (SE) 384
8.1.3 Erkenntnisse aus den theoretischen Betrachtungen (TE) 385
8.1.4 Antworten für die Praxis (AP) 387
8.2 Anhang 2: Ergänzende Bilder - Methodik in der Praxis 388
Abbildungsverzeichnis
Bild 1: Zwei grundlegende Zielsetzungen der Arbeit 4
Bild 2: Der anwendungsorientierte Wissenschaftsansatz 6
Bild 3: Aufbau der Arbeit 11
Bild 4: Begriffe des Systemdenkens 17
Bild 5: Drei Schritte zur Identifikation einer Struktur für die Systemanalyse 22
Bild 6: Die Modellvorstellung des „leeren Ergebniscontainers 24
Bild 7: Die drei Teilsysteme der Produktentwicklung 25
Bild 8: Ansatz dieser Arbeit: Unterstützung der intelligenten Akteure bei der Problem¬
abgrenzung im komplexen System Entwicklung 27
Bild 9: Zusammenhang zwischen Phasenmodell und Problemlösungszyklus 30
Bild 10: Die Informationsperspektive: Produktentwicklung als Simulation des Konsum- und
des Produktionsprozesses 34
Bild 11: Der „externer Kunde und „die Produktion als „Kunden der integrierten Produkt-
und Prozeßentwicklung 36
Bild 12: Entwicklungsaufwendungen in Abhängigkeit der Produktkomplexität 38
Bild 13: Trends im Automobilmarkt in Deutschland und Europa - horizontale Marktdimension 41
Bild 14: Veränderung der Dynamik in wettbewerbsintensiven Märkten reifer Produkte -
Zunehmende Bedeutung der Innovationskraft der Entwicklungsabteilungen 41
Bild 15: Neue Herausforderungen durch die horizontale Marktdynamik 43
Bild 16: Darstellung der subsystembezogenen Wertschöpfungsketten einer mehrstufigen
Fertigung - Beispiel Automobilproduktion 45
Bild 17: Abgrenzung des Systems Produktentwicklung 47
Bild 18: Eigenschaften, Funktionen und Parameter am Beispiel Fahrrad und Automobil 54
Bild 19: Funktionen des Subsystems Tür 55
Bild 20: Aufgliederung des Gesamtproduktes in hierarchische Baustrukturen am Beispiel
Fahrrad und Automobil 58
Bild 21: Wirkmechanismen in der Produktentwicklung 59
Bild 22: Beziehungskonstellationen zwischen den Elementen des Sachsystems 61
Bild 23: Verteilung der Einzelkosten und des produktbezogenen Einmalaufwands eines
Oberklassenautomobils 65
Bild 24: Innovationen zur Verbesserung der Produkt- und Prozeßleistung 68
Bild 25: „Aufgabenwürfel in der integrierten Produkt- und Prozeßentwicklung 74
Bild 26: Zusammenspiel von funktional organisierten Fachbereichen und Projektteams
in den drei Dimensionen der Arbeitsteilung 76
Bild 27: Leistungstiefe (Entwicklung und Produktion) am Beispiel eines Produktprojektes
in der Automobilindindstrie 80
Bild 28: Geschätzte Verteilung des Gesamtentwicklungsaufwandes (Weltdurchschnitt 1991) 82
Bild 29: Der Entwicklungsprozeß aus der Informationsperspektive - ein Informationsmodell 87
Bild 30: Verschiedene Phasenmodelle für Entwicklungsprojekte 88
Bild 31: Aktivitätenschwerpunkte unterschiedlicher Konstruktionsarten 89
Bild 32: Ein Phasenmodell für die Entwicklung komplexer Großserienprodukte - Beispiel
Automobilentwicklung 90
Bild 33: „Verteilte Konzeptentwicklung auf Gesamtprodukt- und Subsystemebene 96
XVI Abbildungsverzeichnis
Bild 34: Meilensteine im Entwicklungsprozeß 99
Bild 35: Drei Ebenen im Zielsystem: Fähigkeitsziele, Prozeßziele und Ergebnisziele 101
Bild 36: Von mechanistischen zu komplexitätsorientierten Gestaltungsprinzipien 111
Bild 37: Korrelationen zwischen Erfolgsfaktoren und Dimensionen der Neuproduktleistung
einer gesamten Geschäftseinheit 141
Bild 38: Korrelationen zwischen funktionsübergreifender Zusammenarbeit und
Entwicklungsergebnis 143
Bild 39: 10 Faktoren zur Bewertung der F E-Effektivität 145
Bild 40: Grenzen des menschlichen Verstandes 153
Bild 41: Kennzeichung der Situation in komplexen Systemen durch „Nebelvierecke 154
Bild 42: Kontinuum der Komplexitätsbewältigung 156
Bild 43: Drei grundlegende Wirkprinzipien in nichtlinearen Systemen 159
Bild 44: Beschreibung komplexer „Ganzheiten durch einfachen Bildungsgesetzen
gehorchende Fraktale 164
Bild 45: Selbstähnlichkeit in der Produktentwicklung 173
Bild 46: Wirkprinzipien im chaotischen System Produktentwicklung 176
Bild 47: Reduzierung von Komplexität durch Favorisierung von Wegen zur Erreichung der
Ergebnisziele 196
Bild 48: Produktentwicklung als nichtlineares, chaotisches System 200
Bild 49: Aufbau von Kapitel 4: Ein Ansatz zum integrierten Entwicklungsmanagement 201
Bild 50: Prinzip der indirekten Lenkung freier, dezentraler Intelligenzen 211
Bild 51: Die Struktur des integrierten Entwicklungsmanagements 212
Bild 52: Differenzierte Vorgehensweisen in den drei Teilsystemen des Systemmodells 214
Bild 53: Der „Prozeßwürfel als Model für den Entwicklungsprozeß - Prozeßstruktur des
Handlungssystems 218
Bild 54: Das verteilte „Wachsen von Informationsschärfe in der Produktentwicklung 221
Bild 55:Visualisierung von Entwicklungsprozessen - Beispiel Integrierte Produkt- und
Prozeßentwicklung des Subsystems Türrohbau 222
Bild 56: Die Entwicklungslandkarte als „aufgeklappter Prozeßwürfel 224
Bild 57: Darstellungsinhalte der Gesamtprodukt- und der Modul-Entwicklungslandkarten 225
Bild 58: Verknüpfung von Gesamtproduktsicht und Subsystemsicht auf der Modul-
Entwicklungslandkarte 226
Bild 59: Entwicklungslandkarte des Moduls Tür 227
Bild 60: Beispielhafte Sichten auf die Entwicklungslandkarte 229
Bild 61: Integrierte Strategien zum Management von E-Prozeßfähigkeiten und
technologischen Fähigkeiten 234
Bild 62: Kompetenzketten als Innovationsgeneratoren und Wissensspeicher für
Produktprojektteams 240
Bild 63: Realisierung von Kompetenzkettenvisionen und Produktvisionen in den
Produktprojekten 241
Bild 64: Wirkrichtung in der Produktentwicklung 243
Bild 65: Priorisierung des „Wesentlichen in der Produktentwicklung 245
Bild 66: Attraktivität und Leistungsposition zur strategischen Priorisierung 249
Bild 67: Strategische Priorisierung im Kompetenzmanagement und Innovationsmanagement 250
Bild 68: Zweistufige Priorisierung der Prozesse in der Kompetenzkette Tür 251
Abbildungsverzeichnis XVII
Bild 69: Gleichzeitige Visualisierung von Technologievisionen auf Gesamtsystem- und
Subsystemebene - „Leitsterne für zukünftige technologische Fähigkeiten 255
Bild 70: Visualisierung des Füllstandes der Innovationsschubladen - bewertet nach
Attraktivität und Reifegrad 257
Bild 71: Lenkung dezentraler Intelligenzen durch „innere Bilder der Produktvisionen 259
Bild 72: Generierung von Handlungsmöglichkeiten in den Kompetenzketten für
die Produktprojekte 261
Bild 73: Auszug aus der projektneutralen Eigenschaftsliste eines Automobils 268
Bild 74: Numerische Eigenschaften-Komponenten-Matrix (EKM) 270
Bild 75: Drei Dimensionen der Kritizität von Schnittstellen 272
Bild 76: Kritische Schnittstellen aus Produkt- und Prozeßsicht am Beispiel des Moduls Tür 274
Bild 77: Komponenten-Komponeten-Matrix (KKM) 276
Bild 78: Relative Priorisierung der Subsysteme durch numerische Schnittstellenauswertungen 278
Bild 79: Das Eigenschaftsportfolio - Beitrag der Subsysteme zur Verbesserung der
Eigenschaftsleistungen des Gesamtproduktes 283
Bild 80: Das Komponentenportfolio -Identifizierung von Differenzierungs- und
Kostenpotentialen einzelner Komponenten 285
Bild 81: Möglichkeiten zur Bewertung der Komponentenleistung - anwendbar auf
Komponenten-, Modul- oder Gesamtproduktebene 287
Bild 82: Das Prinzip des Komponentenportfolios als Kern des Portfoliospiels 288
Bild 83: Gezielte Differenzierung und Kostenreduzierung im „Portfoliospiel 290
Bild 84: Das Prozeßportfolio - Beitrag einzelner Komponenten zur Reduzierung
der Herstellkosten 293
Bild 85: Zwei grundlegende Arten von Zielkonflikten - Darstellung im Portfoliospiel 296
Bild 86: Das Portfoliospiel - ein iteratives, verteiltes Zielsuchspiel 298
Bild 87: Laufender Perspektivenwechsel durch selbstähnliche Anforderungs- und
Lastenmatrizen 300
Bild 88: Integrierte Entwicklung: Austausch von vorläufigen Informationen zwischen
phasenverschobenen Informationsreifefunktionen 302
Bild 89: Entwicklung/Absicherung als „Mikrozyklus der Produktentwicklung 304
Bild 90: Implizite und explizite Integrationsmechanismen in der Produktentwicklung 309
Bild 91: Prozeßgestaltungs-Matrix: Vier Dimensionen zur Gestaltung drei verschiedenartiger
Prozeßsegmente 313
Bild 92: Drei Prozeßsegmente unterschiedlicher Natur: Kreative, chaotische Prozesse;
bewertende Absicherungen und detaillierende, aufwendige Ausarbeitungsprozesse 315
Bild 93: Die Prozeßgestaltungs-Matrix als komplexitätsreduzierende „Systembrille 317
Bild 94: Bedeutung der Erkentnisse aus der Sachsystembetrachtung für den
Entwicklungsprozeß 321
Bild 95: Anwendung der PGM auf die Entwicklungslandkarte 324
Bild 96: Die Prozeßgestaltungs-Matrix zur Visualisierung der Gestaltungspotentiale im
Entwicklungsprozeß 326
Bild 97: Gegenüberstellung von Organisationsstruktur und Prozeßstruktur auf der
Entwicklungslandkarte 332
Bild 98: Dimensionen des Informationsaustausches zwischen Prozessen 337
Bild 99: Voraussetzungen für die integrierte, überlappende Entwicklung von Produkt-
und Prozeß 339
XVIII Abbildungsverzeichnis
Bild 100: Vier Fragen zur Gestaltung eines überlappenden Informationsaustausches 340
Bild 101: Selbstähnliche Warrooms für die Entwicklung komplexer Produkte 348
Bild 102: Beitrag zur wissenschaftlichen Diskussion dieser Arbeit 354
Bild 103: Voraussetzung zur Priorisierung von Entwicklungsprozessen im Prozeßwürfel:
Herausschneiden bewertbarer Prozeßbündel aus der Entwicklungslandkarte -
alternative Prozeßschnitte 388
Bild 104: Ausschnitt aus einer detaillierten Entwicklungslandkarte - Beispiel Modul Tür 389
Bild 105: Multiprojektleistungstiefen als strategische Leitlinie für dezentrale
Leistungstiefenentscheidungen in den Produktprojekten 390
Bild 106: Subsysteme des Moduls Tür: 11 Komponentengruppen und mehr als
60 Komponenten 390
Bild 107: Komponenten-Komponenten-Matrix: Geometrische Schnittstellen zwischen den
Komponenten des Moduls Tür 391
Bild 108: Auswertung der Komponenten-Komponenten-Matrix: Geometrische Schnittstellen
zur Abschätzung des Kommunikationsaufwandes 392
Bild 109: Detaillierte Eigenschaften-Komponenten-Matrix: Visualisierung von Technologie¬
visionen, Eigenschaften, Komponenten, geometrischen Schnittstellen und
organisatorischen Schnittstellen 392
Bild 110: Auswertung der Eigenschaften-Komponenten-Matrix: Relative Priorisierung der
Subsysteme nach ihrem Kundenwert 393
Bild 111: Priorisierung von Subsystemen aus Produktionsprozeßsicht - Beispiel für eine
Auswertung der Produktionsdaten (hier: Endmontage) 393
Bild 112: Auszug aus dem Komponentenportfolio Modul Tür: Visualisierung von
Differenzierungs- und Kostenpotentialen 394
Bild 113: Alternative Möglichkeiten zur Bewertung der Kosteneffizienz: Relative und
absolute Bewertung auf Basis variabler Herstellkosten 394
Bild 114: PGM-Gestaltungsdimension Kommunikation: Intuitive Abschätzung der relativen
Kommunikationsintensitäten zwischen den Prozeßketten Konstruktion-Dichtsystem
und den anderen Komponentengruppen des Moduls Tür 395
Bild 115: PGM-Gestaltungsdimension Kommunikation: Korrelation zwischen geometrischen
Schnittstellen und Kommunikationsintensitäten - Beispiele Lautsprecher und
Türrohbau 395
Bild 116: PGM-Gestaltungsdimension Lieferanteneinbindung: Prozeßbezogene Ist-
Leistungstiefe der Prozeßkette Konstruktion der Komponentengruppen des
Moduls Tür 396
Bild 117: PGM-Gestaltungsdimension Ablauf: Blockzeitenpotentiale des kritischen Pfades
der Prozeßkette Rohbauplanung - Komponentengruppe Türrohbau 396
Bild 118: PGM-Gestaltungsdimension Ablauf: Subsystembezogene Bewertung der Effizienz
von Absicherungen als Grundlage für eine Absicherungsstrategie 397
Bild 119: PGM-Gestaltungsdimension Kommunikation: Gestaltung des überlappenden
Informationsaustausches zwischen den Entwicklungsfunktionen Design und
Konstruktion - Beispiel Tür 397
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