Gehäuse für die Bahntechnik Designprojekt am Beispiel HeiPac Vario Heavy

Bestehender Baukasten in mobile Anwendungen und rauher Umgebung zu integrieren.
Bestehender Baukasten in mobile Anwendungen und rauher Umgebung zu integrieren.

Im Folgenden wird anhand der HeiPac-Vario-Heavy-Linie der Ablauf der Produktentstehung bei der Fa. Heitec aufgezeigt. Ausgangspunkt ist die Idee, den bestehenden Baukasten des HeiPac-Vario-Systems um eine Lösung für mobile Anwendungen und raue Umweltbedingungen zu erweitern.

Die Entwicklung von neuen Produkten ist eine komplexe Angelegenheit, welche für Unternehmen zahlreiche Risiken birgt und oft mit enormen finanziellen Aufwendungen einhergeht. Für eine erfolgreiche Produktentwicklung ist es daher besonders wichtig, dass sämtliche beteiligten Funktionen eng und reibungslos zusammenarbeiten – so wie im Heitec-Elektronik-Kompetenzzentrum am Standort Eckental. Durch die integrierte Organisation des Kompetenzzentrums ist eine besonders effektive Zusammenarbeit der unterschiedlichen Abteilungen gewährleistet: Unterschiedlichste Entwicklungen, angefangen bei einfacher Gehäusetechnik bis hin zu komplexen Systemen bestehend aus Hardware, Embedded Software und maßgeschneiderter Gehäuselösung werden dort in kurzer Zeit aus einer Hand entwickelt und gefertigt.

Von der Idee bis hin zum fertigen Produkt ist es allerdings oft ein weiter Weg, der möglichst schnell und effizient zurückgelegt werden soll. Schleichen sich dabei Fehler ein, können die Folgekosten unüberschaubar sein, denn je später im Entwicklungsprozess ein Problem erkannt wird, desto höher sind meist die entstehenden Kosten. Deshalb ist ein definierter Entwicklungsprozess unabdingbar, der allen Beteiligten als Leitlinie dient, unnötige Risiken vermeiden und Kosten sowie Termine kontrollieren hilft. So kann die geforderte Entwicklungsqualität sichergestellt werden.

Bei Heitec gliedert sich dieser Prozess in drei große Abschnitte, welche die wesentlichen Schritte im Produktentstehungs-Ablauf wiedergeben: Definitionsphase, Entwurfsphase und Umsetzungsphase (Bild 1). Viele unterschiedliche Aspekte müssen dabei von Anfang an berücksichtigt werden. Zu allererst wird ein Entwicklungsteam installiert, das allen Anforderungen im Zuge eines verzahnten und oft simultanen Arbeitens gerecht wird.

Dieses Team unter Führung eines Projektleiters besteht aus Spezialisten wie Produktmanager, Entwickler, Produktionsplaner, Einkäufer sowie Qualitätsmanager, welche zusammen alle im Prozess erforderlichen Fachbereiche und Kompetenzen abbilden.

Am Anfang des Prozesses befindet sich die Definitionsphase (Phase 1), in der eine neue Produktidee mit allen Anforderungen beschrieben wird sowie mögliche Marktchancen eines solchen Produktes geprüft werden.

Eine gute Produktidee fällt allerdings selten vom Himmel, sondern wird im Zuge des Prozesses sorgfältig erarbeitet. Ziel ist es, dabei auch einen zukunftsorientierten Ansatz zu finden, denn der Fokus bei einer Produktneuentwicklung liegt nicht nur darauf, was Kunden derzeit benötigen, sondern vielmehr darauf, was zukünftig gefragt sein wird.

Um das herauszufinden, sind Tools wie zum Beispiel Kunden- und Anwenderbefragungen, aber auch Patentrecherchen sowie Wettbewerbsanalysen hilfreich. Besonders die Mitarbeit in einschlägigen Gremien und Organisation wie PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group) oder DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik), wie es bei dem Systementwickler der Fall ist, lässt Technologietrends frühzeitig erkennen und auch mitbestimmen.

Lastenheft mit allen Designvorgaben

Die konzeptionelle Definition des Produktes findet über ein sogenanntes Lastenheft statt, in dem alle notwendigen Anforderungen an das neue Produkt zusammengetragen werden. Neben den grundlegenden technischen Anforderungen ist auch ein Kostenplan wichtiger Bestandteil des Lastenheftes. In diesem werden die kommerziellen Aspekte, z.B. voraussichtliche Entwicklungskosten, möglicher Marktpreis sowie Umsatz- und Renditeerwartung, aufgezeigt. Die terminliche Planung der Produktentstehung wird in einem ebenfalls enthaltenen Zeitplan detailliert aufgelistet, um entsprechende Ressourcen zu planen.

Idee muss genau analysiert werden
Anschließend wird die Produktidee über eine genaue Analyse bewertet:

  • Werden aktuelle Technologietrends, die für den spezifischen Marktbereich relevant sind, berücksichtigt?
  • Wie ausbaufähig ist das Konzept?
  • Wie flexibel kann das System auch an zukünftige Kundenwünsche und -anforderungen angepasst werden?
  • Welchen Kundennutzen bringt das Produkt und welche Risiken birgt die Entwicklung?
  • Kann das Produkt zu einem marktgerechten Preis gefertigt werden und wie sind die kommerziellen Erfolgsaussichten über die nächsten Jahre?

Auch die Fragestellung, wie sich das Produkt in die Gesamtstrategie des Unternehmens und die vorhandene Vertriebsstruktur fügt, ist hier von Bedeutung. Durch diese frühzeitige, umfassende Bewertung der Produktidee lässt sich das oft enorme finanzielle Risiko für das Unternehmen deutlich eingrenzen.

Am Ende dieser Phase steht nun die Entscheidung, ob die Produktidee in der nächsten Phase weiter verfolgt oder verworfen wird.
 

Phase 2: konkreter Lösungsentwurf

In der Entwurfsphase (Phase 2) wird nun ein konkreter Lösungsentwurf erstellt, der darlegt, wie die Produktidee technisch umgesetzt werden soll. Diese umfassende Beschreibung, die gemeinhin als Pflichtenheft bezeichnet wird, zeigt auf, wie genau jede einzelne Anforderung aus dem in Phase 1 erstellten Lastenheft erfüllt werden soll. Falls Anforderungen technisch nicht oder nicht innerhalb des gesteckten Kostenrahmens umgesetzt werden können, werden im Zuge des Lastenheftes auch mögliche Alternativlösungen aufgezeigt.

In dieser Phase werden mit Hilfe von Entwurfszeichnungen auch erste orientierende Angebote eingeholt, um die möglichen Herstellkosten des Produktes zu ermitteln und um damit die kommerziellen Aspekte des Produktes zu beleuchten.

Die Prüfung und Analyse in technischer und kommerzieller Hinsicht anhand der gestellten Anforderungen beinhalten oftmals auch die Anfertigung von Prototypen, mit Hilfe derer wichtige Eigenschaften und Funktionen schon zu diesem frühen Zeitpunkt untersucht werden können.

Im Rahmen einer Risikoanalyse, auch bekannt als FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), wird eine Aufstellung aller potenziellen Probleme, die während der Produktrealisierung und später im Feld entstehen können, erstellt.

In dieser Analyse werden mögliche Risiken frühzeitig bewertet sowie entsprechende Maßnahmen definiert, um der Risiko-Entstehung vorzubeugen oder denkbare Folgen zu minimieren. Wenn später während der Herstellung oder beim Kunden Probleme auftreten würden, wären die Folgen meist ungleich größer. Oft werden auch mehrere Lösungsansätze gleichzeitig betrachtet, die über einen iterativen Prozess immer weiter verfeinert werden, bis sich am Ende der optimale Umsetzungsentwurf herauskristallisiert, der abschließend wiederum in allen Aspekten bewertet wird.