Thesis im Studiengang WI Bachelor - Titelblatt (Muster)

E-Business-Szenarien in der kollaborativen Produktentwicklung

im Fokus der Automobilbranche

Thesis

zur Erlangung des Grades Bachelor of Science

im Studiengang Wirtschaftsinformatik an der Fakultät Wirtschaftsinformatik

der Hochschule Furtwangen University

vorgelegt von

Melanie Lickert

Referenten: Prof. Dr. Marianne Andres Dr.-Ing. habil. Michael Muth Eingereicht am: 13. Oktober 2006

Eidesstattliche Erklärung

Ich erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Thesis selbständig und ohne unzulässige fremde Hilfe angefertigt habe. Die verwendeten Quellen sind vollständig zitiert. Furtwangen, den _____________________________ _____________________________ Melanie Lickert

IV

"Zusammenkunft ist ein Anfang.

Zusammenhalt ist ein Fortschritt.

Zusammenarbeit ist der Erfolg…"

HENRY FORD (1863-1947), GRÜNDER DER FORD MOTOR COMPANY

Abstract

THESIS E-Business-Szenarien in der kollaborativen Produktentwicklung im Fokus der Automobilbranche Melanie Lickert

Collaboration ist zu einem immer wichtigeren Thema in der Produktentwicklung der Au-tomobilbranche geworden. Die Automobilhersteller können dem immer stärker werdenden Druck aufgrund der Globalisierung, der immer größer werdenden Produktkomplexität und Variantenvielfalt und den sich daraus ergebenden Entwicklungen und Trends nur Stand hal-ten, indem sie ihre Innovationsfähigkeit mit Hilfe ihrer Zulieferer aufrechterhalten und noch weiter verstärken.

Doch der enorme Strukturwandel und die Entwicklung hin zu einer vernetzten Wertschöp-fungsarchitektur stellen die Automobilhersteller und -zulieferer vor eine große Herausforde-rung. Um die Vorteile der Collaboration wirklich ausnutzen zu können, ist eine reibungslose Zusammenarbeit über Unternehmensgrenzen hinweg notwendig, welche durch entsprechende Informations- und Kommunikationstechnologien unterstützt werden muss. Wenn die Prozess- und Systemlandschaften der Collaboration-Partner nicht entsprechend aufeinander abge-stimmt werden, entstehen durch die Collaboration leider mehr Hürden und Schwierigkeiten als Vorteile.

Das Internet stellt hierbei die entsprechende Collaboration-Plattform zur Verfügung, die jedoch auf ganz unterschiedliche Weise genutzt werden kann. Die Entwicklungen im Rahmen des E-Business haben in den letzten Jahren eine Vielzahl von Anwendungen hervorgebracht, die zum Teil jedoch nur eingeschränkt für den Einsatz in der kollaborativen Produktentwick-lung geeignet sind.

Die vorliegende Arbeit setzt an diesem Punkt an und beleuchtet, welche E-Business-Szenarien sich in welcher Form für einen Einsatz in der kollaborativen Produktentwicklung eignen. Hierbei wird nach der Erarbeitung der prozessualen Anforderungen und einer neutra-len Darstellung der lösungstechnischen Möglichkeiten eine Evaluierung der E-Business-Szenarien im Hinblick auf ihre Eignung für die Einsatzgebiete in der kollaborativen Produkt-entwicklung durchgeführt.

Das Ziel ist es herauszukristallisieren, an welcher Schnittstelle in der Collaboration zwi-schen Automobilhersteller und -zulieferer die E-Business-Szenarien eingesetzt werden kön-nen und welche Randbedingungen bei der Implementierung der Szenarien berücksichtigt wer-den müssen.

Inhaltsverzeichnis ABSTRACT ................................................................................................................................................... V

ABBILDUNGSVERZEICHNIS..................................................................................................................IX

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ................................................................................................................XI

1 EINLEITUNG ......................................................................................................................................... 1 1.1 XXXXXXXXXXXXXXXXXX ...................................................................................................................... 2

1.1.1 XXXXXXXXXXXXXX ............................................................................................................. 2 1.1.2 XXXXXXXXXXXXXXX........................................................................................................... 3

2 EINFÜHRUNG INS THEMA................................................................................................................ 5 2.1 AUSGANGSSITUATION IN DER AUTOMOBILBRANCHE........................................................................ 5

2.1.1 Entwicklungen und aktuelle Trends in der Automobilbranche .............................................. 5 2.1.2 Chancen und Risiken in der Zukunft ...................................................................................... 6

2.2 KOLLABORATIVE PRODUKTENTWICKLUNG ...................................................................................... 8 3 PROZESSE IN DER PRODUKTENTWICKLUNG........................................................................... 9

3.1 GESCHÄFTSPROZESSE DER PRODUKTENTWICKLUNG ........................................................................ 9 3.1.1 Innovation ............................................................................................................................ 13 3.1.2 Produktplanung ................................................................................................................... 13 3.1.3 Konzeptentwicklung ............................................................................................................. 14 3.1.4 Detailentwicklung ................................................................................................................ 14 3.1.5 Serienvorbereitung............................................................................................................... 14 3.1.6 Serie ..................................................................................................................................... 15 3.1.7 Zusammenfassung ................................................................................................................ 15 3.1.8 Automobilzulieferer.............................................................................................................. 16 3.1.9 Automobilhersteller.............................................................................................................. 17

3.2 SCHNITTSTELLENPROZESSE ............................................................................................................ 18 3.3 INFORMATIONSUMFANG ................................................................................................................. 22

3.3.1 Produkte............................................................................................................................... 23 3.3.2 Prozesse ............................................................................................................................... 24 3.3.3 Support................................................................................................................................. 25

3.4 INFORMATIONSPRINZIPIEN.............................................................................................................. 25 3.4.1 Push- und Pull-Prinzip ........................................................................................................ 25 3.4.2 Trigger ................................................................................................................................. 26

3.5 CHANCEN UND RISIKEN.................................................................................................................. 26 4 LÖSUNGSTECHNISCHE MÖGLICHKEITEN .............................................................................. 28

4.1 C-BUSINESS ................................................................................................................................... 28 4.2 E-BUSINESS LÖSUNGSMÖGLICHKEITEN.......................................................................................... 29

4.2.1 Basistechnologien ................................................................................................................ 29 4.2.2 Unternehmensintegration .................................................................................................... 31 4.2.3 E-Business-Tools und Szenarien.......................................................................................... 33

4.2.3.1 Einfache Tools ................................................................................................................................33 4.2.3.2 Erweiterte Tools und Szenarien ......................................................................................................36 4.2.3.3 Unterstützende Systeme und Konzepte...........................................................................................38

4.3 REIFEGRAD DER LÖSUNGEN ........................................................................................................... 40 4.3.1 Web Service.......................................................................................................................... 40 4.3.2 EDI....................................................................................................................................... 41 4.3.3 Virtueller Marktplatz............................................................................................................ 41 4.3.4 Online Conference Systeme ................................................................................................. 41 4.3.5 CAx/PDM-Tools................................................................................................................... 41 4.3.6 Virtueller Projektraum......................................................................................................... 42 4.3.7 Branchennetz........................................................................................................................ 42

VIII Inhaltsverzeichnis

4.3.8 Wissensportal .......................................................................................................................42 4.3.9 Nutzungsgrad der Tools .......................................................................................................42

4.4 CHANCEN UND RISIKEN..................................................................................................................44 4.5 ENTWICKLUNGEN, TRENDS UND VISIONEN.....................................................................................47

5 EVALUIERUNG DER HEUTIGEN MÖGLICHKEITEN ..............................................................50 5.1 VORAUSSETZUNGEN FÜR COLLABORATION....................................................................................50

5.1.1 Technische Voraussetzungen................................................................................................50 5.1.2 Prozessuale Voraussetzungen ..............................................................................................51 5.1.3 Organisatorische Voraussetzungen......................................................................................51

5.2 PROZESSRELEVANZ DER E-BUSINESS-SZENARIEN ..........................................................................54 5.3 FIT/GAP-ANALYSE .........................................................................................................................56

5.3.1 Fit/Gap-Analyse der Prozessphase Innovation....................................................................56 5.3.2 Fit/Gap-Analyse der Prozessphase Produktplanung ...........................................................57 5.3.3 Fit/Gap-Analyse der Prozessphasen Konzept- und Detailentwicklung................................59 5.3.4 Fit/Gap-Analyse der Prozessphase Serienvorbereitung ......................................................62

5.4 CHANCEN UND RISIKEN..................................................................................................................65 6 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN .....................................................................................................66

6.1 FALLBEISPIEL AUTOMOBILHERSTELLER .........................................................................................69 6.1.1 Prozesskette..........................................................................................................................71 6.1.2 Handlungsempfehlungen......................................................................................................73 6.1.3 Zusammenfassung ................................................................................................................78

6.2 FALLBEISPIEL AUTOMOBILZULIEFERER ..........................................................................................80 6.2.1 Prozesskette..........................................................................................................................82 6.2.2 Handlungsempfehlungen......................................................................................................85 6.2.3 Zusammenfassung ................................................................................................................92

7 FAZIT.....................................................................................................................................................94 7.1 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................................................................94 7.2 AUSBLICK.......................................................................................................................................96

LITERATURVERZEICHNIS.....................................................................................................................98

INTERNETQUELLEN ..............................................................................................................................105

ANHANG.....................................................................................................................................................108

Abbildungsverzeichnis ABB. 1-1: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX .............................................................................. 2 ABB. 1-2: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX .................................................................................... 3 ABB. 1-3: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.................................................. 4 ABB. 2-1: ROLLEN DER ZULIEFERER....................................................................................................... 7 ABB. 3-1: ARIS HOUSE OF BUSINESS PROCESS MANAGEMENT ........................................................... 10 ABB. 3-2: Y-CIM-MODELL NACH SCHEER ........................................................................................... 10 ABB. 3-3: GESCHÄFTSPROZESSE AUF UNTERNEHMENSEBENE ............................................................. 12 ABB. 3-4: PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS....................................................................................... 13 ABB. 3-5: PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS IM DETAIL..................................................................... 15 ABB. 3-6: AUTOMOBILZULIEFERERPROZESS......................................................................................... 16 ABB. 3-7: AUTOMOBILHERSTELLERPROZESS........................................................................................ 17 ABB. 3-8: COLLABORATION IM Y-CIM-MODELL ................................................................................. 18 ABB. 3-9: ENGINEERING CHANGE COSTS.............................................................................................. 21 ABB. 4-1: TECHNISCHE STANDARDS..................................................................................................... 29 ABB. 4-2: NUTZUNGSGRAD DER E-BUSINESS-TOOLS ........................................................................... 43 ABB. 4-3: PLANUNGSHORIZONT DER E-BUSINESS-TOOLS.................................................................... 43 ABB. 4-4: EINSATZ VON E-BUSINESS-STANDARDS GELISTET NACH BEKANNTHEITSGRAD ................. 45 ABB. 4-5: VIRTUELLE PRODUKTENTWICKLUNG ................................................................................... 48 ABB. 4-6: METHODIK DER DIGITALEN FABRIK..................................................................................... 49 ABB. 5-1: KOMBINATIONSMATRIX........................................................................................................ 54 ABB. 5-2: FIT/GAP-ANALYSE DER PROZESSPHASE INNOVATION ......................................................... 56 ABB. 5-3: CHANCEN UND RISIKEN DER PROZESSPHASE INNOVATION.................................................. 57 ABB. 5-4: FIT/GAP-ANALYSE DER PROZESSPHASE PRODUKTPLANUNG............................................... 57 ABB. 5-5: CHANCEN UND RISIKEN DER PROZESSPHASE PRODUKTPLANUNG ....................................... 58 ABB. 5-6: FIT/GAP-ANALYSE DER PROZESSPHASEN KONZEPT- UND DETAILENTWICKLUNG .............. 59 ABB. 5-7: CHANCEN UND RISIKEN DER PROZESSPHASEN KONZEPT- UND DETAILENTWICKLUNG ...... 61 ABB. 5-8: FIT/GAP-ANALYSE DER PROZESSPHASE SERIENVORBEREITUNG ......................................... 62 ABB. 5-9: CHANCEN UND RISIKEN DER PROZESSPHASE SERIENVORBEREITUNG ................................. 64 ABB. 5-10: CHANCEN UND RISIKEN DER COLLABORATION.................................................................. 65 ABB. 6-1: VORGEHENSMODELL COLLABORATION................................................................................ 66 ABB. 6-2: ELEKTROHYDRAULISCHE UND ELEKTROMECHANISCHE BREMSSYSTEME ........................... 70 ABB. 6-3: PROZESSKETTE KONZEPTENTWICKLUNG ............................................................................. 72 ABB. 6-4: MARKTPLATZSZENARIO........................................................................................................ 74 ABB. 6-5: WETTBEWERBSSZENARIO IM VIRTUELLEN PROJEKTRAUM.................................................. 76 ABB. 6-6: ANFORDERUNGSLISTE VIRTUELLER MARKTPLATZ UND VIRTUELLER PROJEKTRAUM ....... 77

X Abbildungsverzeichnis

ABB. 6-7: REIFENDRUCKKONTROLLSYSTEM......................................................................................... 81 ABB. 6-8: PROZESSKETTE DETAILENTWICKLUNG................................................................................. 83 ABB. 6-9: PROZESSKETTE PROTOTYP-ENTWICKLUNG .......................................................................... 84 ABB. 6-10: EXEMPLARISCHER AUFBAU EINES VIRTUELLEN PROJEKTRAUMS...................................... 85 ABB. 6-11: VIRTUELLER PROJEKTRAUM IN DER DMZ.......................................................................... 87 ABB. 6-12: SUPPLYON KOSTENKALKULATION ..................................................................................... 88 ABB. 6-13: PROJEKTSTRUKTUR ............................................................................................................. 89 ABB. 6-14: VERKNÜPFUNG ZWEIER COLLABORATION-PYRAMIDEN..................................................... 93 ABB. 7-1: F&E-AUFWENDUNGEN DER DEUTSCHEN AUTOMOBILINDUSTRIE........................................ 94 ABB. 7-2: AKTUELLE TRENDS IN DER AUTOMOBILBRANCHE ............................................................... 95 ABB. 7-3: ZUSAMMENFASSUNG COLLABORATION................................................................................ 95

Abkürzungsverzeichnis ABS Anti-Blockier-System ADAC Allgemeiner Deutscher Automobil Club ANX Automotive Network Exchange APQP Advanced Product Quality Planning AR Augmented Reality ARIS Architektur integrierter Informationssysteme ASCII American Standard Code for Information Interchange ASP Application Service Providing AVE ARIS Value Engineering B2B Business-to-Business B2Bi Business-to-Business-Integration BMWA Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit BOM Bill-of-Materials BPA Business Process Automation BVL Bundesvereinigung Logistik CAD Computer Aided Design CAE Computer Aided Engineering CAM Computer Aided Manufacturing CAP Computer Aided Planning CAQ Computer Aided Quality Assurance CAVE Cave Automatic Virtual Environment CAx Computer Aided Technologies C-Business Collaborative Business CIM Computer Integrated Manufacturing CNC Computerized Numerical Control CRM Customer Relationship Management CSCW Computer Supported Cooperative Work cXML Commerce XML DIN Deutsches Institut für Normung DMU Digital Mock Up DMZ Demilitarisierte Zone DNC Direct Numerical Control EAI Enterprise Application Integration E-Business Electronic Business ebXML Electronic Business XML EC Engineering Change EDI Electronic Data Interchange EDIFACT Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport EHB Elektrohydraulische Bremse EMB Elektromechanische Bremse ENX European Network Exchange

XII Abkürzungsverzeichnis

EPK Ereignisgesteuerte Prozesskette ERP Enterprise Resource Planning ETL Extraction, Translation, Loading F&E Forschung und Entwicklung FDM Fused Deposition Modeling FEM Finiten Elemente Methode Fraunhofer IAO Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation Fraunhofer IML Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik Fraunhofer IPA Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung Fraunhofer IPK Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik FTP File Transfer Protocol HTML Hyper Text Markup Language HTTP Hyper Text Transport Protocol IM Instant Messaging IP Internet Protocol ISDN Integrated Services Digital Network ISO International Organization for Standardization IT Informationstechnologie IuK Information und Kommunikation J2EE Java 2 Platform Enterprise Edition KMU Kleine und Mittelständische Unternehmen LDAP Lightweight Directory Access Protocol LOM Laminated Object Manufacturing MKS Mehrkörpersimulationen NC Numerical Control NHTSA National Highway Traffic Safety Administration OAGIS Open Application Group Integration Specification OASIS Organization for the Advancement of Structured Information Standards OEM Original Equipment Manufacturer (Automobilhersteller) PC Personal Computer PDA Personal Digital Assistant PDM Produktdaten Management oder Product Data Management PLM Product Lifecycle Management PMI Project Management Institute PMU Physical Mock Up PPS Produktionsplanungs- und -steuerungssystem R&D Research and Development (F&E) RFP Request For Proposals RFQ Request For Quotations RSS Feed Really Simple Syndication Feed SCM Supply Chain Management SDL Specification and Description Language SL Stereolithographie SLS Selective Laser Sintering SMTP Simple Mail Transfer Protocol

Abkürzungsverzeichnis XIII

SOAP Simple Object Access Protocol SRM Supplier Relationship Management SSL Secure Socket Layer STEP Standard for the Exchange of Product model data TCP Transmission Control Protocol TPMS Tire Pressure Monitoring System TTM Time-to-Market UBL Universal Business Language UDDI Universal Description, Discovery and Integration UN/CEFACT United Nations Centre for Trade Facilitation and Electronic Business UNSPSC United Nations Standard Products and Services Code URL Uniform Resource Locator VDA Verband Der Automobilindustrie VDA-FS Verband Der Automobilindustrie - Flächenschnittstellen VDI Verein Deutscher Ingenieure VP Virtuelle Prototypen VPE Virtuelle Produktentwicklung VPN Virtual Private Network VR Virtual Reality WSDL Web Services Description Language WYSIWIS What You See Is What I See xCBL XML Common Business Library XML Extensible Markup Language

1 Einleitung "Es gibt kaum einen Hersteller, der nicht eine Armada neuer Modelle angekündigt hat oder teils

bereits baut. Audi will bis 2015 die Modellpalette von heute 22 auf 40 Fahrzeuge ausweiten. Volks-wagen arbeitet an 20 neuen Produkten, zum Teil für Segmente, die bislang nicht besetzt sind. Der Sa-nierungsplan von Opel sieht 30 Modelle bis 2010 vor. Und jüngst verkündete Renault-Chef Carlos Ghosn 26 Neuheiten für die nächsten drei Jahre" (Baeuchle, 2006, S.20).

Diese Vielzahl an Neuentwicklungen können die Automobilhersteller nur mit der tatkräf-tigen Unterstützung ihrer Zulieferer bewältigen.

"In unseren Werken liegt der Wertschöpfungsanteil im Durchschnitt wertmäßig bei etwa 30%, der große Rest sind klarerweise Zuliefereranteile." Zitat von Dr.-Ing. Norbert Reithofer, Produktionsvorstand bei BMW, aus den VDI-Nachrichten vom 21. April 2006, S.13.

Zitate wie diese, finden sich aktuell täglich in der Presse. Die Automobilbranche befindet sich in einem tief greifenden Strukturwandel und es zeichnet sich der Trend ab, dass sich die Automobilindustrie zu einem Netzwerk entwickelt, in dem der Automobilhersteller und seine Zulieferer mit Hilfe kollaborativer Szenarien eine immer effizientere und engere Entwicklung und Produktion ihrer Güter anstreben. Die Wertschöpfung wird sich dabei noch weiter von den Automobilherstellern hin zu den Zulieferern verlagern.

"Wertschöpfungstiefen beim OEM, die bereits unter der 30 Prozent-Marke liegen, sind schon heute in der Automobilindustrie vorzufinden. Aktuellstes Beispiel ist der neue BMW 1er, bei dem gezielt große Teile wenig wertschöpfender Leistungen nach außen verlagert wur-den" (Richter, 2006, S.119).

In der Produktion ist die Zusammenarbeit heute schon sehr weit voran geschritten, wie z.B. der Zuliefererpark am Produktionsstandort des smart in Hambach, smartville, zeigt. Dank des kreuzförmigen Designs der Endmontagehalle können die Konzepte des Just-in-Time und Just-in-Sequence optimal eingesetzt werden und die Produktionszeit für ein Auto beträgt nur noch acht Stunden.

In der Produktentwicklung hingegen scheuen sich die Automobilhersteller und -zulieferer noch etwas. Eine engere Kooperation in der Produktentwicklung bedeutet, das Wissen und die Innovationen kund zu tun, die man eigentlich tunlichst geheim hält, um den vollen Wett-bewerbsvorteil ausschöpfen zu können.

Hier setzt nun die folgende wissenschaftliche Arbeit an, die mit Hilfe der IDS Scheer AG erstellt wurde. Die IDS Scheer AG hat diese Entwicklung in der Automobilbranche seit lan-gem verfolgt und bemerkt, dass eben gerade in der kollaborativen Produktentwicklung noch viel Potential zur Weiterentwicklung für die Unternehmen enthalten ist. Die vorliegende Ar-beit wird dieses Potential untersuchen und Handlungsempfehlungen für die Unternehmen in der kollaborativen Produktentwicklung geben.

In einem ersten Schritt gilt es zu untersuchen, welche Prozesse es in der Produktentwick-lung gibt und wo sich Schnittstellen-Prozesse zwischen den Automobilherstellern und Zulie-ferern abzeichnen. Nach der genauen Definition der Prozesse und der Festlegung des Infor-mationsaustausches an den Schnittstellen in Kapitel 3, widmet sich die Arbeit in Kapitel 4 den technischen Möglichkeiten des E-Business, die eine kollaborative Produktentwicklung unter-stützen können. Diese werden dabei in verschiedene Kategorien unterteilt und auch entspre-chend ihres Reifegrads beurteilt.

2 Einführung ins Thema In diesem Kapitel wird ein Einblick in die aktuellen Entwicklungen in der Automobil-

branche gegeben und der Begriff der kollaborativen Produktentwicklung näher erläutert.

2.1 Ausgangssituation in der Automobilbranche

2.1.1 Entwicklungen und aktuelle Trends in der Automobilbranche Die Automobilbranche steht vor einer neuen Revolution: Nachdem Henry Ford mit der

Fließbandproduktion und seinem Model T zu Beginn des 20. Jahrhunderts die traditionelle Produktion revolutioniert hatte, erwirkte Toyotas Idee der Lean Production mit ihren schlan-ken Prozessen in der Fertigung erneut ein völliges Umdenken. In der neuerlichen Revolution handelt es sich jedoch um das Aufbrechen der traditionellen Wertschöpfungskette. Neue For-men der Kooperation werden sich entwickeln, in denen sich die Wertschöpfung immer weiter vom Automobilhersteller zum Zulieferer verschiebt (vgl. Radtke, 2004, S.11). Die Eigenleis-tung der Hersteller bei der Produktion sinkt laut einer Studie von Mercer Management Con-sulting und der Fraunhofer-Gesellschaft von heute ca. 35% auf etwa 23% im Jahr 2015.

Die Gründe für diese Entwicklung und die gegenwärtigen Trends in der Automobilbran-che finden sich in vielen aktuellen Studien (vgl. hierzu u.a. Accenture, 2001; IDS, 2005; Sie-mens, 2004; Software Forum Bayern, 2003; The Boston Consulting Group, 2004):

• Die Anforderungen des Marktes steigen kontinuierlich an. Aufgrund der Globali-sierung sehen sich die Automobilhersteller und Zulieferer einer immer größeren Konkurrenz gegenüberstehen, die sich gegenseitig nur noch wenig differenziert. Oft kommt die Konkurrenz aus Niedriglohnländern und kann gleichwertige Pro-dukte daher zu niedrigeren Preisen anbieten.

• Der Kostendruck auf die Hersteller steigt somit stetig an. Die Triademärkte, Euro-pa, USA und Japan, stagnieren, der Markt ist gesättigt und die Kunden verlangen immer besser ausgestattete Autos zu günstigeren Preisen. Die Hersteller geben die-sen Kostendruck an ihre Lieferanten weiter und versuchen, durch eine immer hö-here Variantenvielfalt Marktnischen auszuschöpfen und neue Kundensegmente zu erreichen.

• Die Individualisierung der Fahrzeuge nach den Wünschen der Kunden sowie die höhere Variantenvielfalt und Produktkomplexität zusammen mit dem steigenden Kostendruck sind nur durch eine Modularisierung in Systemkomponenten zu be-wältigen. Durch die Modularisierung können die Fahrzeug-Komponenten, die meist komplett outgesourced sind und von Lieferanten hergestellt werden, in ver-schiedenen Fahrzeugen eingesetzt werden. Damit können Kostenvorteile ausge-nutzt und die Flexibilität in der Fahrzeugproduktion erhöht werden.

• Ein weiteres Schlagwort in diesem Zusammenhang ist die Mass Customization. Wie schon erwähnt, können die Kunden heute ihr neues Auto individuell aus einer Vielzahl von Ausstattungs- und Designvarianten zusammenstellen. Trotzdem möchte die Automobilindustrie die Vorteile der Massenproduktion ausschöpfen. Beides zu vereinen ist das Ziel der Mass Customization, die sich z.B. auch der Modularisierung bedient.

6 Einführung ins Thema

• Die neuen Schlüsseltechnologien Elektronik und Software werden zu einer trei-benden Kraft. Sie nehmen einen immer größeren Anteil an der Fahrzeugentwick-lung ein und Hersteller ziehen zur Technologieentwicklung Zulieferer heran, die die entsprechenden Kompetenzen dafür haben. So werden Zulieferer in Zukunft laut dem Verband der Automobilindustrie (VDA) 84% der Elektronik im Auto ü-bernehmen.

• Während nach dem zweiten Weltkrieg Fahrzeugmodelle zum Teil bis zu 30 Jahre am Markt waren, wurde die Frequenz der Modellerneuerung bis heute immer wei-ter erhöht. Während der VW Käfer jahrelang relativ unverändert über die Straßen rollte, ist der VW Golf nun schon bei der fünften Generation angelangt. Die ver-kürzten Produktlebenszyklen und die Reduzierung der Time-to-Market werden bei der Ausschöpfung der First-Mover-Vorteile immer wichtiger. Während früher eine Entwicklungszeit von vier bis fünf Jahren durchschnittlich war, liegt das heutige Ziel der Automobilhersteller unter zwei Jahren. Dies ist vor allem auch durch die Unterstützung der Entwicklungsprozesse durch Informationstechnologien möglich geworden.

• Ein Konzept, welches in diesem Zusammenhang angewendet wird, ist das Simul-taneous Engineering. "Unter Simultaneous Engineering versteht man ein organisa-torisches Integrationskonzept, das auf einer parallelen, ortsunabhängigen und ganzheitlichen Entwicklung von Produkten beruht" (IDS, 2005, S.15). Dies bedeu-tet, dass die Entwicklungsstufen nicht sequentiell, sondern parallel durchgeführt werden, womit Kosten- und Zeitvorteile ausgenutzt werden können, aber auch ein hoher Abstimmungs- und Organisationsaufwand verbunden ist. Dies führt teilwei-se zu Mehrarbeit, da nicht mit dem endgültigen Informationsstand gearbeitet wird, sondern sich die Arbeitsgrundlage jederzeit verändern kann. Dafür können aber Fehler schneller erkannt und rechtzeitig beseitigt werden, bevor sie in einer späte-ren Phase hohe Kosten verursachen (vgl. Kap. 3.2).

• Ein weiterer wichtiger Aspekt zur Reduzierung der Time-to-Market ist der Einsatz moderner Technologien wie Digital Mock Up, moderne Berechnungs- und Simula-tionsverfahren und Rapid Prototyping. Mit Hilfe dieser Technologien können Zeit und Kosten bei der Fertigung von Modellen und Musterteilen reduziert werden. Die Technologien werden im Rahmen dieser Arbeit noch detailliert beschrieben.

2.1.2 Chancen und Risiken in der Zukunft Die oben genannten Trends führen zu einem strukturellen Wandel des Wertschöpfungs-

systems. Die Automobilhersteller gliedern Nicht-Kernkompetenzen aus, um sich im Kampf um die Kundengunst vornehmlich um ihre Kernkompetenzen kümmern zu können. Damit verringert sich die Fertigungstiefe der Hersteller und die Wertschöpfung verschiebt sich im-mer mehr auf die Zulieferer. Diese übernehmen damit eine höhere Verantwortung, vor allem auch bei der Produktinnovation. Die Automobilhersteller hingegen kümmern sich nun vor-wiegend um die Aufgaben, die der Produktion nachgelagert sind: After-Sales, Service und Dienstleistung, Vertrieb, Kundenbetreuung, Image, Markendifferenzierung und -erlebnis.

Accenture sieht in der Studie "Auto 2010" einen "Wandel von einer produzierenden zu ei-ner Dienstleistungsindustrie" (2001, S.3). "Im Zentrum steht der Wandel von einer absatz- und produktgetriebenen Unternehmensstrategie („Push-Strategie“) hin zu einer Kundenbe-darfs- und Dienstleistungsorientierung („Pull-Strategie“)" (2001, S.4).

3 Prozesse in der Produktentwicklung

3.1 Geschäftsprozesse der Produktentwicklung Wie in Kapitel 2 deutlich wurde, befindet sich die Automobilindustrie in einem Umfeld

hoher Komplexität und Dynamik. Um sich darin behaupten zu können, müssen die Unter-nehmen ihre Geschäftsprozesse so effizient wie möglich gestalten. Die Optimierung der Ge-schäftsprozesse bezüglich Zeit, Kosten und Qualität ist heute ein entscheidender Wettbe-werbsfaktor in der Automobilbranche. Dies war nicht immer so.

Die Entwicklung und Produktion eines Automobils sind komplexe Tätigkeiten, an denen eine Vielzahl von Ressourcen beteiligt sind. Menschen und Maschinen erstellen arbeitsteilig und unter Einsatz einer Vielzahl von Techniken Produkte, bei deren Wertschöpfung ein Mehrwert erzielt wird. Sowohl der Produktprozess als auch das Produkt selbst gestaltet sich aufgrund seiner vielen Komponenten als äußerst komplexes Gebilde.

Mit dem Beginn der Industrialisierung im 18. und 19. Jahrhundert wurde das Prinzip der Arbeitsteilung zur Steigerung der Effizienz konsequent umgesetzt. Die Beteiligten eines Pro-zesses spezialisierten sich auf eine Tätigkeit und führten dann ausschließlich diese aus. In der Automobilbranche setzte beispielsweise Henry Ford die Idee der Arbeitsteilung in seinen Pro-duktionsstätten mit Fließbandproduktion ein. In einer stark arbeitsteiligen Organisation im Sinne des Taylorismus ist es notwendig, genau zu definieren, welche Aufgaben von wem in welcher Reihenfolge durchgeführt werden, die so genannte Ablauforganisation. Neben der Ablauforganisation dominierte jedoch in dieser Zeit vor allem die Aufbauorganisation, die die Organisationseinheiten der Unternehmung und ihre Entscheidungs- und Weisungsbefugnisse festlegte und somit auch die Möglichkeiten der Ablauforganisation innerhalb der Organisati-onsfunktionen einschränkte (vgl. hierzu Kosiol, 1962).

Bis in den achtziger Jahren standen also "vorwiegend aufbauorganisatorische Sachverhalte und unternehmerische Funktionsbereiche bzw. Abteilungen im Vordergrund der Unterneh-mensführung" (IDS, 2005, S.36). Ein radikales Umdenken erbrachte die Veröffentlichung von Hammer und Champy Mitte der neunziger Jahre mit dem Konzept des Business Process Reengineering. Dabei stehen die Gestaltung der Geschäftsprozesse und deren radikale Verän-derung im Vordergrund, um drastische Kosteneinsparungen und Wettbewerbsvorteile zu er-zielen (vgl. hierzu Hammer, 1993).

Ein Geschäftsprozess wird als "eine Abfolge von Funktionen zur Erfüllung einer betriebli-chen Aufgabe, wobei eine Leistung in Form von Informations- und/oder Materialtransforma-tion erbracht wird" (Allweyer, 2005, S.8) definiert. "Bei der radikalen Neugestaltung wird ei-ne konsequente Ausrichtung des Unternehmens an den wertschöpfenden Geschäftsprozessen und somit die Überwindung der tayloristischen, funktionsorientierten Organisationsformen empfohlen" (Allweyer, 2005, S.81).

Zur gleichen Zeit beschäftigten sich auch deutsche Autoren mit diesem Thema. So entwi-ckelte Scheer mit der Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) ein Rahmenkon-zept zur detaillierten Dokumentation und Analyse von Geschäftsprozessen (vgl. Scheer, 1998, S.32ff). Dies gliederte sich zur Reduzierung der Komplexität von Geschäftsprozessen in ver-schiedene Sichten und Ebenen. Aufgrund dieser Aufteilung können unterschiedliche be-triebswirtschaftliche und informationstechnische Beschreibungsmethoden in ARIS eingeord-net werden.

10 Prozesse in der Produktentwicklung

Die folgende Abbildung fasst das Konzept der ARIS im ARIS House zusammen:

QUELLE: IDS SCHEER AG ABB. 3-1: ARIS HOUSE OF BUSINESS PROCESS MANAGEMENT

Bei der Vielzahl an Geschäftsprozessen innerhalb eines Unternehmens und den vielfälti-gen Interdependenzen zwischen den Prozessen ist es hilfreich, diese in einem Modell festzu-halten. Eines dieser Modelle ist das von Scheer entwickelte Y-CIM-Modell (vgl. Scheer, 1990, S.2).

QUELLE: IDS SCHEER AG ABB. 3-2: Y-CIM-MODELL NACH SCHEER

PlanungsebeneFertigungsebene

Produktionsplanung

Produktionssteuerung

6 Handlungsempfehlungen In diesem Kapitel werden anhand von zwei Fallbeispielen Handlungsempfehlungen für

die Automobilindustrie beim Einsatz von E-Business-Strategien im Rahmen der kooperativen Produktentwicklung gegeben. Das erste Beispiel behandelt einen Fall aus Sicht des Automo-bilherstellers mit einem besonderen Schwerpunkt auf die Phase Konzeptentwicklung (vgl. Kap. 6.1). Das Kapitel 6.2 beschreibt ein Fallbeispiel in der Detailentwicklung aus Sicht des Zulieferers.

In einem ersten Schritt wird nun der prinzipielle Ablauf einer Collaboration beschrieben. Für eine erfolgreiche Collaboration ist es notwendig, einige wichtige Punkte zu berücksichti-gen und ein entsprechendes Vorgehensmodell zu entwickeln. Um ein strukturiertes Vorgehen sicherzustellen, sind standardmäßige und immer wiederkehrende Phasen zu durchlaufen, die im Folgenden genauer beschrieben werden (vgl. hierzu Dannenberg, 2006; BMWA, 2003). Hierbei gilt es auch die Voraussetzungen aus Kapitel 5.1 zu berücksichtigen. Die folgende Abbildung gibt einen kurzen Überblick über das Vorgehensmodell:

CollaborationPreparation

CollaborationPlanning

Collaborations-bedarfsermittlung unterBerücksichtigung derChancen und Risiken Entscheidung füreine Collaboration Ziele definieren Anforderungen anPartner festlegen Informationsaustauschfestlegen

Partnerauswahl unterBerücksichtigungder Anforderungen,Unternehmenskulturenund -abläufe Mögliche Partnerkontaktieren Gemeinsame Zieleplanen und aufeinanderabstimmen Gemeinsames Vorgehenund Maßnahmenfestlegen Prozess- und Systemland-schaften abstimmen

Jeder Partner stößt dieeigenenUnternehmensabläufe anund startet damit dieeigentliche Collaboration Anwendung vonSteuerungs- undKontrollinstrumenten Regelmäßige Kontrolleder Zieleund evtl. korrigierendeMaßnahmen einleiten

Offene Feedbackkulturpflegen Lessons-Learnederarbeiten Aufteilung der getätigtenInvestitionen undRessourcen Evtl. direkt anschließendAufbau einerweiteren Collaboration

Vertrauensbildende Maßnahmen fördern

CollaborationExecution

CollaborationFinishing

Collaboration Start

Offene Kommunikation sicherstellen

Teamentwicklung fördern

ABB. 6-1: VORGEHENSMODELL COLLABORATION

Handlungsempfehlungen 67

Das Vorgehensmodell beinhaltet im Prinzip vier Phasen:

In der ersten Phase Collaboration Preparation findet die Entscheidung für eine Collabo-ration innerhalb eines Unternehmens statt. Den Anstoß für das Eingehen einer Collaboration kann eine innovative Geschäftsidee, eine strategische Neuausrichtung des Unternehmens oder die Feststellung, dass ein Kundenauftrag oder Projekt nicht alleine erfüllt werden kann, ge-ben. Bei der Entscheidung, ob eine Collaboration eingegangen wird oder nicht, sollten die Chancen und Risiken aus Kapitel 5.4 berücksichtigt werden. Nach der Entscheidung für eine Collaboration müssen die angestrebten Ziele festgelegt werden, wobei anhand einer Prioritä-tenliste definiert werden sollte, welche Effizienzsteigerungen für das eigene Unternehmen möglich sind. Damit werden auch die Anforderungen an die Partner in Form von Eigenschaf-ten und Qualitäten festgelegt.

Während die Phase Collaboration Preparation nur innerhalb des eigenen Unternehmens stattfindet, nimmt das Unternehmen, welches die Collaboration initiiert, nun in der Phase Col-laboration Planning Kontakt mit möglichen Partnern auf. Bei der Partnersuche über beste-hende Kunden-Lieferantenverhältnisse, Verbände oder Netzwerke der Automobilbranche werden auf der Basis des zuvor festgelegten Anforderungskatalogs ein oder mehrere Partner ausgewählt und kontaktiert. Vor der ersten Kontaktaufnahme ist es wichtig zu definieren, welche Informationen preisgegeben werden sollen und welche nicht. Je nach Bekanntheits- und Vertrauensgrad kann sich der Informationsaustausch zu Beginn der Collaboration sehr unterschiedlich gestalten. So ist es vielfach sinnvoll, zunächst mit einem eingeschränkten Da-tenaustausch zu beginnen, um die gemeinsamen Prozesse im Laufe der Zeit zu intensivieren und außerdem bereits im Vorfeld mögliche Missbrauchspotenziale zu identifizieren.

In der kollektiven Planung der Collaboration werden nun die gemeinschaftlichen Ziele de-finiert und aufeinander abgestimmt, um so ein gemeinsames Vorgehen und die Maßnahmen der Collaboration festlegen zu können. Hierbei sind unter anderem folgende Definitionen von besonderer Bedeutung:

• Collaboration-Art

• Collaboration-Intensität

• Collaboration-Dauer

• Verantwortungen

• Rollen

• Projektplan

• Aufgaben

• Ergebnisse

• Informationsaustausch

Zur Möglichkeit einen Vertrag abzuschließen siehe Kapitel 5.1.3.

In der Phase der Planung müssen die Partner ihre IT-Systeme und Kommunikation aufein-ander abstimmen und sicherstellen, dass die notwendigen Daten auf einem sicheren Weg aus-getauscht werden können und immer aktuell für alle zur Verfügung stehen (vgl. hierzu Kap. 5.1.1). Hier gilt es zu berücksichtigen, dass zumeist der einflussreichste bzw. marktmächtigste Partner den anderen Partnern ein System vorgibt. Auf die Auswahl wird dann in den Fallbei-spielen nochmals detailliert eingegangen (vgl. Kap. 6.1 und 6.2).

Am Ende der Planungsphase muss sichergestellt sein, dass alle notwendigen Informatio-nen und Dokumente zur Verfügung stehen und die Ziele und Ergebnisse klar definiert sind.

68 Handlungsempfehlungen

In der Phase Collaboration Execution wird die eigentliche Collaboration durchgeführt, indem jeder Partner die eigenen Unternehmensabläufe anstößt, wodurch die Geschäftsprozes-se über Unternehmensgrenzen hinweg ausgeführt werden. Die vereinbarten Aufgaben werden durchgeführt und die erforderlichen Ergebnisse zum vereinbarten Termin geliefert. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass Änderungen an alle Teilnehmer der Collaboration kom-muniziert werden und die aktuellen Dokumente jederzeit für alle zur Verfügung stehen. Mit Hilfe von Steuerungs- und Kontrollsystemen können Fehlentwicklungen und Abweichungen frühzeitig erkannt werden und entsprechende Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden.

Am Ende der Collaboration, in der Phase Collaboration Finishing, gilt es die abgeschlos-sene Collaboration zu bewerten und Lessons-Learned aus den Erfahrungen zu entwickeln, um diese dann bei weiteren Collaboration-Projekten anwenden zu können. Unmittelbar nach dem Abschluss der Collaboration kann sich eine weitere Collaboration mit den gleichen Partnern oder einem Teil derer anschließen.

Eine Besonderheit in diesem Modell (vgl. Abb. 6-1) stellt die etwas außerhalb stehende fünfte Phase Collaboration Start dar. Damit soll deutlich gemacht werden, dass nicht jede Collaboration im Vorfeld so ausführlich geplant wird. Zum Teil entsteht der Collaborations-bedarf sehr kurzfristig und auch nur für eine sehr abgegrenzte Aufgabe, wie z.B. den Bau ei-nes Prototyps. Wenn der Automobilhersteller kurzfristig einen Prototypen zur Evaluierung benötigt, stellt er temporär die notwendigen Daten für den Partner bereit, wobei meist ein CAD-Modell ausreicht, und der Zulieferer erstellt daraus einen Prototypen. Hierfür ist keine aufwendige Planungs- und Vorbereitungsphase notwendig. Wichtig ist nur, dass die erforder-lichen Informationen dem Zulieferer vollständig und aktuell zur Verfügung gestellt werden. Dazu ist eine Definition der Austauschformate, des verwendeten Austauschtools und der Aus-tauschprozesse notwendig.

Das Vorgehensmodell bietet den Unternehmen einen Leitfaden, um die Collaboration zu planen, durchzuführen und abzuschließen. Es dient bei den folgenden Fallbeispielen immer als Grundlage, auch wenn im Folgenden nicht mehr ausdrücklich darauf eingegangen wird.

Fallbeispiel Automobilhersteller 69

6.1 Fallbeispiel Automobilhersteller Im ersten Fallbeispiel hat sich ein Automobilhersteller bei seiner Make-or-Buy-

Entscheidung dafür entschieden, das Bremssystem für das neue Modell fremd zu vergeben. Hierfür wird nun ein Ausschreibungsprozess mit konkurrierenden Zulieferern gestartet, bei dem später ein Konzeptvergleich stattfinden soll. Am Ende des Prozesses wird ein Zulieferer den Zuschlag für sein Konzept für die gesamte Serie bekommen. Der Schwerpunkt dieses Beispiels liegt somit auf dem Ausschreibungsprozess mit der Konzeptentwicklung aus Sicht des OEMs.

Der OEM hat in seiner Spezifikation für das Gesamtfahrzeug festgelegt, dass ein Brake-by-Wire-System eingebaut werden soll. Im Vergleich zu einem herkömmlichen hydraulischen Bremssystem wird unter Brake-by-Wire "die elektrische Weiterleitung, Verarbeitung und Umsetzung der vorgegebenen Bremspedalsignale verstanden" (Radtke, 2004, S.292). Folgen-de Vorteile ergeben sich durch den Einsatz eines Brake-by-Wire-Systems:

• Kürzerer Anhalteweg und optimales Stabilitätsverhalten

• Mehr Komfort und Sicherheit durch verstellbare Pedale

• Keine Pedalvibrationen im ABS-Modus

• Umweltfreundlich, da keine Bremsflüssigkeit notwendig ist

• Besseres Crashverhalten

• Platz sparend, da weniger Teile notwendig sind

• Einfachere Montage

• Leicht vernetzbar mit zukünftigen Verkehrsleitsystemen

• Zusatzfunktionen, wie eine elektrische Parkbremse, sind einfach zu integrieren

Ein konventionelles hydraulisches Bremssystem besteht aus einem Bremskraftverstärker, einem Hauptbremszylinder sowie den Bremsen für Vorder- und Hinterräder. Als Betriebs-bremsen kommen im Fahrzeugbereich vor allem Scheibenbremsen und Trommelbremsen zur Anwendung. Durch Druck auf das Bremspedal wird ein Hydraulikkolben im Hauptbremszy-linder mechanisch bewegt, der über die Hydraulikleitung wiederum auf die Kolben in den Radbremszylindern auf die Bremsklötze bei Scheibenbremsen oder die Bremsbacken bei Trommelbremsen drückt. Das hydraulische Bremssystem ist in zwei Kreise aufgeteilt, die di-agonal wirken. Ein Bremskreis arbeitet vorne links und hinten rechts, der zweite vorne rechts und hinten links. Dadurch bremst bei einem Ausfall immer ein Vorderrad und das entgegen-gesetzte Hinterrad. Der Bremskraftverstärker speichert beim Benzinmotor einen Teil des vom Motor erzeugten Ansaugunterdruckes. Beim Betätigen des Bremspedals wird dann die Pedal-kraft durch den Unterdruck verstärkt. Da beim Dieselmotor der Ansaugunterdruck nicht vor-handen ist, erzeugt eine Vakuumpumpe den Unterdruck für den Bremskraftverstärker.

Bei einer konventionellen Bremsanlage wird der Bremswunsch des Fahrers damit mecha-nisch vom Bremspedal bis zum Radbremszylinder übertragen.

Brake-by-Wire wird unterschieden in elektrohydraulische Bremsen (EHB), die sich heute schon auf dem Markt befinden, und elektromechanische Bremsen (EMB), bei denen komplett auf die Hydraulik verzichtet wird, deren Serienstart jedoch noch nicht abzusehen ist. Die fol-gende Abbildung stellt die beiden Möglichkeiten gegenüber:

70 Handlungsempfehlungen

QUELLE: ROBERT BOSCH GMBH (HTTP://WWW.BOSCH.DE) ABB. 6-2: ELEKTROHYDRAULISCHE UND ELEKTROMECHANISCHE BREMSSYSTEME

Bei der elektrohydraulischen Bremse wird der Fahrerwunsch elektronisch über eine Sen-sorik erfasst. Die Schnittstelle zum Fahrer ist die Bremsbetätigungseinheit. Sie misst über ei-nen Wegsensor und einen Drucksensor am noch vorhandenen Hauptbremszylinder, wie schnell und wie kräftig die Bremse betätigt wird. Diese Informationen verarbeitet das Steuer-gerät mittels eines Softwarealgorithmus zu den gewünschten Sollbremsdrücke an den einzel-nen Rädern. Das Steuergerät regelt die Hydraulikeinheit, welche durch eine Hochdruckpumpe versorgt, einen radindividuellen Bremsdruck aufbauen kann. Dieser radindividuelle Brems-druck ist von der jeweiligen Fahrsituation und dem Fahrerwunsch abhängig. Drucksensoren in jeder Radleitung ermitteln den Ist-Druck, so dass radindividuell der Soll-Druck nachgere-gelt werden kann. Bei einem Ausfall des Systems wird über entsprechende Ventile wieder wie bei einer konventionellen Bremse eine direkte - jedoch unverstärkte - Verbindung zwi-schen dem Hauptzylinder und den Radbremsen hergestellt. Das gewohnte Pedalgefühl erzeugt ein Pedalwegsimulator.

Bei einem elektromechanischen Bremssystem erzeugen direkt in die Radbremsen integ-rierte Elektromotoren die Bremskraft dort, wo sie gebraucht wird. Die zum Bremsen erforder-liche Energie wird dabei ausschließlich vom Bordnetz des Fahrzeugs bereitgestellt. Bei den elektromechanischen Bremsen werden elektronisch gesteuert die Bremsbeläge durch Elekt-romotoren und Bewegungsgetriebe an die Bremsscheibe gepresst. Die elektromechanische Bremse verlangt ein hochgradig verfügbares und entsprechend aufwändiges 42-Volt-Bordnetz, da es in diesem Fall auch kein hydraulisches Rückfallsystem gibt.

Fallbeispiel Automobilhersteller 71

Die wesentliche Aufgabe der Zulieferer ist es, eine kostengünstige und leichte Radbremse zu entwickeln, die in den beengten Innenraum der Felge passt. Folgende Anforderungen soll-ten neu entwickelte Bremssysteme erfüllen:

• Reduzierung von Gewicht und Bauraum.

• Dank des modularen Aufbaus soll die Montage wesentlich flexibler gestaltet und die Variantenvielfalt entscheidend verringert werden.

• Kurze Ansprechzeiten sorgen zusammen mit der Bremskraftmodulation an jedem einzelnen Rad für optimale Bremswege bei gleichzeitig hoher Fahrstabilität. Zu-dem kompensieren Brake-by-Wire-Systeme nachlassende Bremswirkung innerhalb definierter physikalischer Grenzen, indem sie automatisch die Bremskraft erhöhen.

• Zahlreiche Zusatzfunktionen zur Unterstützung des Fahrers, wie der Bremsassis-tent oder die Anfahrhilfe, sollten problemlos integrierbar sein. Zudem bieten Bra-ke-by-Wire-Konzepte optimale Voraussetzungen, um sie mit anderen Fahrzeug-systemen zu vernetzen. Sie bilden so die Basis für innovative Entwicklungen von Adaptive Cruise Control bis hin zu autonomen Verkehrsführungssystemen.

• Minimale Bedienkräfte und ein pulsationsfreies Pedal mit wählbarer Charakteristik und geräuschloser Funktion für mehr Komfort.

• Mittels jederzeit verfügbarer Informationen über den Zustand des Bremssystems sind ausgeklügelte abgestufte Sicherheitskonzepte realisierbar, so dass auch bei Ausfall des Systems eine ausreichende Restbremswirkung jederzeit gewährleistet ist.

6.1.1 Prozesskette Diese Prozesskette stellt den Ablauf des Fallbeispiels aus Sicht des Automobilherstellers,

mit allen notwendigen Funktionen und Ereignissen sowie ein- und ausgehenden Daten dar. Der obere Teil der Prozesskette beschreibt den Teil des Prozesses, in dem der Auftraggeber die möglichen Zulieferer auswählt und die notwendigen Unterlagen für die Ausschreibung be-reitstellt. Im unteren Teil sind die Angebote und Konzepte der Zulieferer eingegangen und der Auftraggeber vergibt nun den Auftrag an einen der Zulieferer.

80 Handlungsempfehlungen

6.2 Fallbeispiel Automobilzulieferer In diesem Fall hat ein Zulieferer mit ca. 2.700 Mitarbeitern und einem Umsatz von ca. 300

Millionen Euro im Jahr den Auftrag für die Detailentwicklung eines Reifendruckkontrollsys-tems erhalten.

Reifendruckkontrollsysteme dienen der Überwachung des Reifendrucks bei Kraftfahrzeu-gen, um Unfälle, die durch fehlerhafte Reifen verursacht werden, zu minimieren und frühzei-tig zu erkennen. Es wird unterschieden zwischen direkten und indirekten Systemen (vgl. Bochmann, 2005, S.3).

Indirekte Systeme messen nicht den Reifendruck selbst. Im Falle eines Druckabfalls in ei-nem Reifen verringert sich dessen Außendurchmesser, wodurch die Drehzahl dieses Rades in Relation zu den anderen ansteigt. Dieser Drehzahlanstieg wird von den ohnehin im Fahrzeug enthaltenen Sensoren für ABS und ähnliche Systeme erfasst und als Druckabfall interpretiert, wodurch eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird. Aufgrund der Schwachpunkte dieses Systems, dass z.B. durch ein solches System ein gleichzeitiger Druckabfall in allen Reifen nicht erfasst werden kann und ein Druckabfall erst dann registriert wird, wenn der Druck in dem betroffenen Reifen mehr als 25% unter dem der anderen Reifen liegt, hat sich der Auf-traggeber gegen diese Variante entschieden.

Bei direkten Systemen wird innerhalb des Reifens ein Sensor angebracht, der mittels Funkübertragung in gewissen Intervallen den Innendruck und die Temperatur des Reifens an ein zentrales System überträgt. Diese Systeme können auch schleichende Druckverluste an al-len Reifen erkennen, da sie direkt den Druck überwachen, statt von Folgen eines zu geringen Drucks Rückschlüsse auf einen möglichen Druckverlust zu ziehen.

Zumeist bestehen die Reifendruckkontrollsysteme aus einem Kompaktsteuergerät mit integ-rierter Antenne sowie vier Radelektroniken, in denen ein Sensor, ein Sender und eine Batterie zu einer Einheit verbaut sind.

In der Radelektronik befindet sich auf einem Schaltungsträger ein speziell für diese Anwen-dung entwickelter intelligenter integrierter Sensor, der einen Drucksensor, einen Temperatur-sensor und die komplette Messwerterfassung und Signalaufbereitung in einem integrierten Schaltkreis enthält. Dieser Sensor steuert direkt eine Hochfrequenz-Sendestufe an. Hierbei wird eine unidirektionale Hochfrequenzübertragung der Messdaten vom Rad zum Fahrzeug einge-setzt.

Das Steuergerät besteht aus einem Hochfrequenz-Empfangsmodul, einer Basisplatine mit Mikroprozessorsteuerung und den Bus- und Diagnose-Schnittstellen. Es wertet die empfange-nen Daten aus und leitet die Informationen bei Bedarf an das Fahrer-Informations-System wei-ter.

Die jeweilige Bedien- und Anzeigeeinheit wird mit dem Fahrzeughersteller abgestimmt und ist an das Interieur-Design des jeweiligen Autos angepasst. Dabei gibt es verschiedene Mög-lichkeiten der Informationsausgabe. Sie kann über eine einfache Lampenansteuerung bis hin zur alphanumerischen Ausgabe der Druck- und Temperaturwerte mit farblicher Zustandsmarkie-rung der jeweiligen Räder im Fahrer-Informations-System erfolgen.

Die folgende Abbildung zeigt ein Kompaktsteuergerät mit integrierter Digital-Antenne (geschlossen und ohne Gehäuse) sowie die Radelektronik mit Ventil. Außerdem ein Display-Beispiel für die Anzeige des Reifendrucks bzw. der Reifentemperatur.

Fallbeispiel Automobilzulieferer 81

QUELLE: BERU AG (HTTP://WWW.BERU.COM) ABB. 6-7: REIFENDRUCKKONTROLLSYSTEM

Die Sollwerte der einzelnen Reifendrücke lassen sich wahlweise über eine Steuergerät-Codierung achsspezifisch vorgeben oder per Kalibriertaster direkt von den Ist-Drücken der Reifen abnehmen. Der Fahrer wird mit einer "harten" Warnung ab einem schnellen Druckver-lust von 0,2 bar pro Minute auf eine potenzielle Reifenpanne aufmerksam gemacht. Aus gu-tem Grund, denn Reifen können nach einem Druckverlust von mehr als 0,2 bar pro Minute unvermittelt platzen. Bei einem Druckverlust von 0,2 bar über einen längeren Zeitraum be-kommt der Fahrer eine so genannte "weiche" Warnung und wird aufgefordert, bei der nächs-ten Gelegenheit den Reifendruck zu erhöhen.

Folgende Anforderungen stellen sich an ein Reifendruckkontrollsystem:

• Messbereich der Radelektronik zwischen 0 und 6,375 bar

• Präzise Messung (Abweichungen von 0,2 bar) im Stand und während der Fahrt

• Zuverlässig bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von ca. 300 km/h

• Hohe Temperaturbeständigkeit, funktionssicher von -40 bis 150 °C

• Batteriehaltbarkeit bis zu zehn Jahren

• Robust gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit und Vibration

• Flexible Konstruktion für nahezu alle Felgenapplikationen

• Extreme mechanische Belastungen von bis zu 2.000 g

• Anpassung des Bedien- und Anzeigemodul an das entsprechende Fahrzeugmodell

Um die einwandfreie Funktion sicherstellen zu können, werden die Komponenten auf ei-ner Hochgeschwindigkeitsstrecke getestet. Zusätzlich zu den enorm hohen Fliehkräften an den Sensoren muss dort bei Maximalgeschwindigkeit auch die Signalübertragung zwischen Radelektroniken, Antenne und Steuergerät höchsten Anforderungen gerecht werden.

Die Systemintegration in das Fahrzeug teilt sich in zwei Bereiche auf: Zum einen sind die technisch und gestalterisch optimalen Positionen für die Hardware festzulegen, zum anderen muss die Ankoppelung an das Bordnetz erfolgen.

88 Handlungsempfehlungen

QUELLE: SUPPLYON AG (HTTP://WWW.SUPPLYON.COM) ABB. 6-12: SUPPLYON KOSTENKALKULATION

Insgesamt ist laut dem Software Forum Bayern mit folgenden Kosten bei der Betreibung eines Virtuellen Projektraumes zu rechnen (vgl. Software Forum Bayern, 2003, S.81):

• Kosten für die Softwarelizenz: bis zu 10.000 Euro

• Kosten für die Hardware: ab 2.000 Euro

• Kosten für das Hosting: bis zu 250 Euro/mtl.

Ein besonders wichtiger Punkt in dieser Entwicklungsphase stellt das Projektmanage-ment dar. Gerade in unternehmensübergreifenden Entwicklungsprojekten muss sichergestellt werden, dass alle Projektteilnehmer über den Projektplan und die Meilensteine informiert werden und ihre Ergebnisse entsprechend abliefern. In Entwicklungsprojekten ist der Einsatz einer geeigneten Methodik zur Umsetzung innovativer Ideen ein wesentlicher Erfolgsfaktor. Wie in Kapitel 3.2 erwähnt, verfolgt die Automobilbranche hierbei unter anderem den Ansatz des APQP. Dies sollte auch im Projektmanagement berücksichtigt werden.

In den meisten Virtuellen Projekträumen sind zumindest ein Gruppenkalender und eine To-Do-Liste für die Projektteilnehmer integriert. Besser jedoch wäre ein umfassendes webba-siertes Projektmanagement-Tool, welches sowohl im Virtuellen Projektraum integriert sein kann oder aber auch standalone betrieben werden kann.

Ziele hierbei sind:

• Effiziente Strukturierung, Planung und Überwachung von Projekten

• Optimale Ressourcenzuordnung

• Sicherstellung der Projekttransparenz zwischen internen und externen Projektmit-gliedern

• Verkürzung der Kommunikationswege durch die Zusammenarbeit über das Inter-net

Die Projekte werden in den Tools zumeist in eine der folgenden Abbildung ähnlichen Struktur untergliedert:

Fallbeispiel Automobilzulieferer 89

QUELLE: EIGENE DARSTELLUNG IN ANLEHNUNG AN KOHLHOFF, 2005, S.119 ABB. 6-13: PROJEKTSTRUKTUR

Rechts neben der schematischen Darstellung der Projektstruktur sind die Strukturelemente aufgezeigt, die im Folgenden genauer erläutert werden.

Das Projekt selbst bestimmt die oberste Hierarchieebene und enthält alle Rahmendaten. Unterhalb wird das Projekt dann durch die Phasen weiter detailliert, welche Checklisten und Aufgaben enthalten. Eine Checkliste gibt alle Punkte an, die in dieser Phase abgearbeitet wer-den müssen. Sie spiegeln damit die wichtigen Anforderungen des Projekts wieder, ohne deren Erfüllung das Projektziel nicht erreicht werden würde. Die Aufgabe kann sowohl einer Phase als auch einem Punkt in der Checkliste zugeordnet werden. Sie dient zur Erfassung und Struk-turierung notwendiger Bearbeitungsschritte.

Bei einem in den Virtuellen Projektraum integrierten Projektmanagementsystem sollte es möglich sein, die entsprechenden Dokumente, die zur Bearbeitung notwendig sind oder wäh-rend des Arbeitsschritts entstehen, mit den Aufgaben und Checklisten zu verknüpfen. Falls sich Änderungen im Projektlauf ergeben, werden alle Projektteilnehmer per E-Mail benach-richtigt und auch die nachfolgenden Aufgaben entsprechend verschoben und neu terminiert.

Wenn der Datenaustausch auf den Austausch von CAD-Daten beschränkt ist, wie z.B. beim Prototypenbau, bei dem die Daten an sich nicht weiter bearbeitet oder kommentiert wer-den müssen, haben sich verschiedene Formate zur Übergabe entwickelt (vgl. Eigner, 2001, S.152):

• Native CAD-Formate: Die Informationen werden hierbei in dem Format verteilt, in dem sie das lokal genutzte CAD-System verarbeitet. In diesem Fall können nur Partner mit den Daten weiterarbeiten, die das gleiche CAD-System besitzen. In der Automobilbranche schreibt der OEM das CAD-System seinen Zulieferern zumeist vor. Allerdings können in diesem Fall die Daten vollständig übertragen und integ-riert werden, ohne dass aufgrund von Konvertierungen mit Informationsverlusten zu rechnen ist.

Zusammenfassung 95

ABB. 7-2: AKTUELLE TRENDS IN DER AUTOMOBILBRANCHE

Die Folge dieser Entwicklungen ist eine Neuaufteilung der Wertschöpfung zwischen Au-tomobilhersteller und -zulieferer, welche innovative Formen der Zusammenarbeit erfordert.

Die vorliegende Arbeit hat beleuchtet, welche E-Business-Szenarien die Collaboration un-terstützen können und in welchen Phasen des Produktentwicklungsprozesses sich ihre An-wendung am besten eignet.

Auf die Anforderungen, die die Phasen des Produktentwicklungsprozesses an die E-Business-Szenarien stellen, wurde in Kapitel 3 ausführlich eingegangen. In Kapitel 4 wurden als Grundlage die unterschiedlichen lösungstechnischen Möglichkeiten dargestellt, die dann in Kapitel 5 entsprechend bewertet wurden.

Die folgende Abbildung fasst die in der vorliegenden Arbeit angesprochenen Themenbe-reiche im Rahmen der Collaboration zusammen:

QUELLE: EIGENE DARSTELLUNG IN ANLEHNUNG AN FRAUNHOFER IPK ABB. 7-3: ZUSAMMENFASSUNG COLLABORATION

96 Fazit

Im inneren hellblauen Oval ist nochmals das Vorgehensmodell aus Kapitel 6 abgebildet, das jeder Collaboration zugrunde liegt. Ebenfalls sind dort die Anforderungen und die not-wendigen Funktionen für die verschiedenen Phasen des Produktentwicklungsprozesses darge-stellt, welche sich auch in den Fit/Gap-Tabellen der Evaluierung in Kapitel 5 wieder finden. Sicherheit, Performance und Zuverlässigkeit sind hierbei notwendige Bedingungen für jede Collaboration-Konfiguration.

Im äußeren dunkelblauen Kreis sind Strategien, Prozesse, Tools, Szenarien, Konzepte und Einflussfaktoren der Collaboration-Umgebung abgebildet. Links beginnend erstreckt sich die Aufzählung von Netzwerkthemen und Backend-Systemen über E-Business-Tools und Szena-rien hin zu weit reichenden Konzepten. Diese Themen sind im Rahmen der Arbeit beleuchtet und im Hinblick auf Collaboration bewertet worden.

In der vorliegenden Arbeit wurde deutlich, dass die heute am Markt befindlichen E-Business-Szenarien weit reichende Funktionen bieten und daher zumeist auch parallel oder in Kombination miteinander einsetzbar sind. Zudem sind die Szenarien in den meisten Fällen nicht auf den Einsatz in einer Phase des Produktentwicklungsprozesses begrenzt, sondern sie können vielseitig eingesetzt werden.

Letztendlich hängt die Entscheidung von den konkreten Anforderungen des Unterneh-mens ab und der aktuellen Collaboration-Umgebung, die bereits im Unternehmen vorherrscht. Allerdings bietet die vorliegende Arbeit mit der Evaluierung der Möglichkeiten und den Ta-bellen in Kapitel 5 eine Grundlage, um die verschiedenen Szenarien im Hinblick auf die eige-nen Anforderungen hin zu untersuchen und sich dann für die bestgeeignete Lösung zu ent-scheiden. Die Ausführungen können die Einzelfälle nicht abdecken, sollen jedoch die strate-gischen Überlegungen, die zur Entscheidung führen, unterstützen.

Indes gilt hierbei der Grundsatz, dass viele lösungstechnischen Möglichkeiten im Rahmen der Collaboration aufgrund von Misstrauen und aufgrund der Angst vor den Risiken der Col-laboration (vgl. Kap. 5.4) heute noch nicht genutzt werden.

7.2 Ausblick Die im Folgenden dargestellte Vision geht davon aus, dass sich die in Kapitel 2 beschrie-

benen Trends (vgl. Abb. 7-2) weitgehend unverändert in den nächsten Jahren fortsetzen wer-den:

• der Arbeitsalltag ist von Team- und Gruppenarbeit gekennzeichnet

• die Mitarbeiter werden ständig neues Wissen erwerben müssen

• Methoden und Werkzeuge des Informations- und Wissensmanagements gewinnen zunehmend an Bedeutung

• die durchgängige Nutzung erzeugter Daten in allen Unternehmensbereichen wird weitere Fortschritte machen; trotzdem werden noch zahlreiche Datenaustausch-probleme bestehen bleiben

• Datenabgleich verschiedener Standorte und die verteilte Datenhaltung stellen kein großes Problem mehr dar

• neue Kommunikationssysteme werden die Reichhaltigkeit der Medien steigern und somit eine neue Qualität der Kommunikation ermöglichen (z.B. VR-Konferenzen)

• die Arbeitsleistung wird zunehmend in zeitlich und örtlich flexiblen Arbeitsformen erbracht (z.B. Telearbeit)

Ausblick 97

• alle Arbeitsschritte werden soweit wie möglich parallelisiert; zur Beschleunigung der Abarbeitung nicht parallelisierbarer Aufgaben wird Schichtarbeit oder Ent-wicklung unter Nutzung unterschiedlicher Zeitzonen durchgeführt

• die Abläufe sind prozessorientiert organisiert

• komplexe, mechatronische Produkte, die an individuelle Anforderungen angepasst werden

• globale Märkte

• Virtual Reality wird anwendungsreif; digitale Prototypen werden überall verfügbar

• ein globales Hochgeschwindigkeitsnetz ist einsatzbereit

• die Sicherheitsfrage bei Datenübertragungen über öffentliche Netze ist gelöst

• große Unternehmen werden weiterhin ihre Zulieferer zwingen, in der Entwicklung die gleichen Werkzeuge einzusetzen, die sie auch nutzen

• universelle Austauschformate werden noch länger auf sich warten lassen

Diese Prognosen erscheinen aus heutiger Sicht plausibel und werden durch die Ansichten zahlreicher Autoren gestützt (vgl. hierzu u.a. Ebel, 2004; Gordon, 2002; Radtke, 2004; Ro-land Berger, 2002; Zentes, 2003).

Es ist davon auszugehen, dass die in dieser Arbeit vorgestellten E-Business-Szenarien sich entsprechend dieser Vision weiterentwickeln werden. Besonders hervorzuheben sei hier der Virtuelle Projektraum, dem aufgrund seiner weit reichenden Funktionen und Einsatzgebiete sowie aufgrund der noch geringen Nutzung in den heutigen Collaboration-Umgebungen ein Durchbruch in den nächsten Jahren vorherzusagen ist.

Die Unternehmen in der Automobilbranche und dabei vor allem die kleineren Unterneh-men sollten sich auf den Einsatz dieser E-Business-Szenarien vorbereiten, indem sie sowohl ihre Prozesse als auch ihre IT-Infrastruktur entsprechend anpassen. Leider wird ihnen hierbei immer noch das Meiste von den marktmächtigeren Unternehmen vorgeschrieben, so dass die kleineren Unternehmen vorwiegend nur passiv auf die Anforderungen ihrer Auftraggeber re-agieren können und müssen. Um jedoch überhaupt darauf reagieren zu können, ist es wichtig, dass die Unternehmen Collaboration als Kultur im Unternehmen verankern.

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Anhang 109

Anhang A

CD-Inhalt

• Thesis als PDF-Datei (Thesis.pdf)

• Ordner Internetquellen beinhaltet Information.pdf (Internetquellen.zip)

• Präsentation als PDF-Datei (Präsentation.pdf)

110 Anhang

Anhang B

Kontaktdaten