Individualisierung aus dem Baukasten

Modularisierung ist einer der zentralen Erfolgsfaktoren im Maschinenbau. Auch bei WEISS ist die modulare Bauweise ein wichtiges Element der Unternehmensstrategie, um flexibel auf den zunehmenden Wunsch nach kundenindividuellen Produkten reagieren zu können.

 

Seit den 1980er-Jahren gilt Modularisierung im Maschinen- und Anlagenbau als effiziente Strategie. Konsequent umgesetzt, entsteht dabei ein flexibles System mit austauschbaren Funktionsbausteinen, aus denen sich kostengünstig verschiedene Varianten eines Produkts bei kurzer Time to Market realisieren lassen. Denn im Vergleich zur klassischen Produktentwicklung erfordern Innovationen nicht mehr die Überarbeitung ganzer Maschinen. Die Anpassung erfolgt auf Modulebene.

Auch wenn sich viele Unternehmen schwer damit tun, die Potenziale der Modularisierung vollständig auszureizen oder die Risiken der Umstellung scheuen, hat sich am Stellenwert des Themas nichts geändert, ganz im Gegenteil. Infolge der zunehmenden digitalen Vernetzung müssen Unternehmen immer schneller neue Varianten auf den Markt bringen, damit sie Kundenwünsche individuell erfüllen können. Hier sind Betriebe mit einer effizienten Modularisierungsstrategie klar im Vorteil – allerdings stellt die nachhaltige Installation einer modularen Produktstrategie auch hohe Anforderungen.

Die Funktion steht im Vordergrund, nicht die Technik
Anders als frühere Ansätze fokussieren heutige Modularisierungsstrategien auf eine ganzheitliche Umsetzung. Das Ziel dabei ist im Wesentlichen immer das gleiche: die Entwicklung eines Baukastens, der verschiedene Bereiche wie Mechanik, Elektrotechnik, Fluidik sowie Software vereint und neben standardisierten Schnittstellen auch Konfigurationsregeln zur kundenindividuellen Anpassung enthält.

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor beim Aufbau und Handling solch eines Baukastens liegt darin, nicht in Kategorien wie Technik oder Aggregate zu denken. Im Fokus steht stattdessen eine funktionsbezogene Sichtweise, an der sich die gesamte Wertschöpfungskette im Unternehmen orientiert.

Der Grund dafür ist, dass die Identität eines Moduls immer seine Funktion ist, während Technik „nur“ als Enabler der jeweiligen Funktion dient. Dementsprechend wird beim Modularisieren ein integrales System in einzelne Funktionsbausteine zerlegt, die möglichst vollständig voneinander entkoppelt sind. Diese Funktionsbindung je Modul verringert die gegenseitige Abhängigkeit und ermöglicht so die autonome Entwicklung oder Weiterentwicklung einzelner Bausteine. Anpassungen, Optimierungen und Kostensenkungen lassen sich ebenfalls auf Modulebene durchführen.

Parallel statt sequenziell entwickeln
Wie groß die damit verbundenen Wettbewerbsvorteile sind, zeigt sich bei einem kurzen Blick auf das klassische Engineering, bei dem die Produktionsentwicklung in sequenziellen Einzelprojekten erfolgt. Dabei arbeiten Abteilungen wie Mechanik, Elektrotechnik oder SPS-Programmierung vielfach losgelöst voneinander, wodurch das Produktportfolio im Laufe der Zeit immer größer wird. Auch wenn es für diese Arbeitsweise im Einzelfall gute Gründe gibt, führt sie zwangsläufig dazu, dass die technische Komplexität mit jeder Neuentwicklung zunimmt. Die Konsequenz ist, dass Entwicklungsabteilungen immer weniger Zeit für Innovationen haben. Stattdessen ist ein Großteil der Kapazitäten und Kosten an die Produktpflege gebunden, deren Komplexität mit jedem neuen Entwicklungsprojekt unaufhaltsam zunimmt.

Modulare Produktentwicklung bietet einen Ausweg aus diesem Teufelskreis, weil sich mit weniger, wiederverwendbaren Bauteilen mehr Varianten fertigen lassen. Dazu werden Funktionsbausteine auf Basis der jeweiligen Kundenbedürfnisse definiert sowie Entwicklungsvorhaben projekt- und abteilungsübergreifend aufgesetzt. Das anschließende Engineering erfolgt nicht mehr sequenziell, sondern parallel. Die Folgen: Konstrukteure können sich wieder verstärkt auf Innovationen konzentrieren und Entwicklungsvorhaben schneller umsetzen. Gleichzeitig werden „Over-Engineering“ und Redundanzen vermieden.

Hohe Kosteneinsparungen und Qualitätsverbesserungen möglich
Sind die organisatorischen Weichen richtig gestellt, lassen sich die Vorteile der Modularisierung bereits in der Planungsphase realisieren, weil die hohe Wiederverwendbarkeit von standardisierten Modulen sowie ein durchgängiges Datenhandling über alle Projektphasen die Time to Market verkürzen. Darüber hinaus bieten Modularisierung und modulare Produktentwicklung zahlreiche weitere Vorteile. Dazu gehören:

• die Kombination der Vorteile von Standardisierung und Individualisierung
• sinkende technischen Komplexität
• günstige Herstellung durch baugleiche Serien
• niedrige Entwicklungskosten
• höhere Innovationsfähigkeit und schnellere Produktzyklen
• einfache Montage, Reparatur und Produktanpassungen
• größere Agilität durch schnelle Modifizierbarkeit des Baukastensystems

Die Vorteile lassen sich auch anhand von konkreten Zahlen belegen. So zeigen Fallbeispiele einer Unternehmensberatung, dass die Modularisierung von Produkten und Dienstleistungen im Durchschnitt 28 Prozent Einsparungen bewirkte. Wurde das Produktionssystem modularisiert, sank das Investitionsvolumen in Anlagen und Werkzeuge um mehr als 32 Prozent, während Leistungssteigerungen bei Qualität und Time-to-Market in der Spitze ein Plus von 43 Prozent erreichten.

Herausforderung: die Komplexität des Baukastens beherrschen
So imponierend diese Zahlen auch sein mögen: der Weg dorthin ist steinig. „Wenn ich mich konsequent für Modularisierung entscheide, habe ich in der Organisation und im verwendeten Toolset quasi über Nacht eine Komplexität, die eine Zehnerpotenz höher ist als vorher“, sagt Fabian Hübner, der bei WEISS das Produkt- und Portfoliomanagement verantwortet.

Das liegt zum einen daran, dass Ingenieure die Komplexität des Baukastens bei Neuentwicklungsprojekten bereits in einer frühen Phase komplett durchdenken und definieren müssen. Zudem müssen Unternehmen Konfiguratoren zulassen und installieren sowie willens und fähig sein, mit variantenreichen Produkten umzugehen. „Viele geben auf, weil sie mit der Komplexität nicht umgehen können“, so Hübner. „Aber wenn man das schafft, hat man eine solide Basis“

Modularisierung „von unten“
Bei WEISS hat sich diese Basis quasi automatisch entwickelt, weil sich das Unternehmen über unterschiedlichste Marktanforderungen und Kundenapplikationen entwickelt hat. „Wenn man so will, ist Modularisierung Teil unserer DNA und ‚Bottom-up‘ aus der Unternehmenshistorie heraus gewachsen“, sagt Fabian Hübner. Trotzdem entschied sich WEISS vor einigen Jahren, Modularisierung und digitalisierte Lösungsorientierung bewusst voranzutreiben, um schneller und passgenau auf den zunehmenden Kundenwunsch nach Individualisierung reagieren zu können. Dabei sind 5 Elemente entscheidend:

1.  Kurze Konzeptphasen für neue Produkte und Varianten. Hierfür kann das Application Engineering im Baukasten zwischen fest taktenden, frei programmierbaren oder direkt angetriebenen Rundschalttischen wählen.

2.  Hohe Kosten- und Termintreue: Die notwendige Kosten- und Projektierungstransparenz liefert der Modulbaukasten.

3.  Standardisierung und Wiederverwendbarkeit: Teile wie Zylinderkurve und Rollenbolzen für den Drehteller sowie fertige Komponenten wie Rundschalttisch, Pick & Place-Modul oder Lineartransfersystem kombinieren die Vorteile von hohem Wiederverwendungsgrad mit Standardisierung. So profitieren Kunden von WEISS durch hohe Qualität bei kurzen Lieferzeiten dank fertiger Prozesse und Arbeitspläne sowie einer definierten Produktionsabfolge.

4.  Hohe Fertigungseffizienz

5.  Gleichbleibend hohe Qualität über die Summe aller Komponenten

Mit Sonderlösungen wachsen und den Baukasten erweitern
Perspektivisch sieht Fabian Hübner Modularisierung bei WEISS als fest etablierten Teil der Produktentwicklung, die sich über mechatronische und Software-Lösungen erstrecken wird. WEISS nutzt die mit dem Baukastensystem erarbeiteten Effizienzgewinne gezielt für den Markteintritt in neue Industriesegmente mit Sonderlösungen, die noch nicht mit dem Standardbaukasten abgedeckt sind. „Um nachhaltig überdurchschnittliches Wachstum zu erreichen, verlassen wir hier ganz bewusst den Pfad der Standardisierung und werden unseren Anteil an Sonderlösungen dafür sogar erhöhen“, erklärt Fabian Hübner. Die damit verbundenen Kostensteigerungen finanziert WEISS über die Standardlösungen. „Das wird allerdings nur mittelfristig erforderlich sein, weil wir mit den entstehenden Sonderlösungen unseren Standardbaukasten erweitern“, sagt der Portfoliomanager.

Die Entwicklung von Sonderlösungen und kundenspezifischen Lösungen ist schon heute ein wichtiges Element und Treiber einer Wachstumsstrategie, die dem Modularisierungsgedanken auf den ersten Blick zu widersprechen scheint, weil der Modulbaukasten dabei zunächst nur eine kleine Nebenrolle spielt. Letztendlich entwickeln sich aus den erarbeiteten Sonderlösungen jedoch Optimierungen für das Standardportfolio.

Beim organisatorischen Umbau zur Handhabung der Komplexität eines solchen Baukastens ist WEISS gut unterwegs, wenn auch noch nicht ganz am Ziel. So ist die Modularisierungsstrategie bislang erst in der Teildisziplin Mechanik vollständig umgesetzt, während die Modularisierung der Software gerade erst Fahrt aufnimmt. Trotzdem profitiert WEISS schon jetzt von den erzielten Effizienzgewinnen, die in den kommenden Jahren deutlich steigen sollen. „Dann können wir mit einer hohen Umschlaghäufigkeit innerhalb kurzer Zeit sehr reaktionsschnell auf Markt- und Kundenanforderungen eingehen.“ Zweifel daran hat Fabian Hübner keine Sekunde. „Modularisierung und alle dafür nötigen Maßnahmen sind bei uns schon lange kein Gegenstand von strategischen Diskussionen mehr. Bei all diesen Themen blicken wir nur nach vorne.“