QM-Methoden als Erfolgsfaktor

Der Produktentstehungsprozess stellt einen der bedeutsamsten Geschäftsprozesse von entwickelnden und produzierenden Unternehmen in Deutschland dar. Das allgemeine Begriffsverständnis des Prozesses umfasst dabei die gesamte Planung, Entwicklung und Herstellung des Produktes von der Anforderungsaufnahme bis hin zur Serienherstellung. Zur Gliederung der einzelnen Phasen haben sich unterschiedliche Konzepte etabliert, die inhaltlich jedoch große Überschneidung aufweisen. Ein exemplarisches Konzept für den Produktentstehungsprozess mit seinen charakteristischen Phasen, Perspektiven und Elementen ist in Grafik 1 dargestellt.

Um diesen komplexen Geschäftsprozess, an dem verschiedene Akteure aus unterschiedlichen Disziplinen des Unternehmens mitwirken, systematisch zu begleiten und abzusichern, kommen verschiedene Methoden und Werkzeuge des Qualitätsmanagements zum Einsatz. Diese unterstützen Planer und Entwickler bei der anforderungs- und qualitätsgerechten Entstehung des Produktes. Beispiele für diese QM-Methoden sind:

Durch die fortschreitende Digitalisierung werden Methoden des Qualitätsmanagements zunehmend durch entsprechende Softwaresysteme unterstützt. Diese entlasten den Anwender bei der Methodendurchführung und reduzieren den Aufwand der Ergebnisdokumentation. Viele dieser QM-Methoden sind dabei in umfassenden IT-Systemlösungen integriert. Diesbezüglich sind CAQ-Systeme von großer Bedeutung. Sie vereinen verschiedene Werkzeuge des Qualitätsmanagements in einer umfassenden Softwarelösung. Weiterhin finden sich verschiedene QM-Methoden auch in anderen umfassenden Softwaresystemen wieder. Dies sind beispielsweise Methoden des Anforderungsmanagements oder der Designverifizierung, welche in Softwaresystemen für das Product Lifecycle Management (PLM) eingebettet sein können. Neben der Integration in umfassenden IT-Konzepten werden QM-Methoden darüber hinaus vielfach als eigenständige Softwarelösung angeboten, welche auf die Durchführung und Dokumentation ausgewählter Methoden zurechtgeschnitten sind.

Beim Einsatz der Methoden entlang des Produktentstehungsprozesses mangelt es derzeit an einer durchgängigen IT-Verknüpfung der einzelnen Systeme und Werkzeuge. Aufgrund der Tatsache, dass verschiedene Methoden teilweise als eigenständige IT-Lösungen, teilweise jedoch auch in CAQ- oder PLM-Systemen im Unternehmen realisiert sind, ist der Austausch von Informationen geprägt von Medienbrüchen zwischen einzelnen System- oder Insellösungen. Darüber hinaus entstehen durch die Anbietervielfalt jeweils eigenständige Datenformate und Schnittstellen, die den Informationsaustausch zwischen den Methoden erschweren.

Diese Problematik führt dazu, dass zur weiteren Nutzung von Informationen aus den QM-Methoden die relevanten Daten häufig manuell transformiert, angepasst und ausgetauscht werden müssen. Zum einen resultieren hieraus unnötige Rückfragen und Iterationsschleifen im Produktentstehungsprozess, welche das gesamte Vorhaben verzögern und somit einer effizienten Produktentstehung entgegenstehen. Zum anderen kommt es häufig durch die mangelnde Standardisierung beim Datenaustausch zur Verfälschung von Daten, was die Rückverfolgbarkeit von Informationen entlang des Produktenstehungsprozesses erschwert. Weiterhin besteht durch die Medienbrüche die Gefahr, dass wichtige Informationskomponenten (zum Beispiel Kundenanforderungen) verloren gehen, was das Risiko von Fehlentwicklungen erhöht.

Vor dem Hintergrund derzeitiger Entwicklungstrends wie Industrie 4.0 oder Smart Data, welche die Digitalisierung von Unternehmen maßgeblich beeinflusst und vorantreibt, stellt die oben beschriebene, unzureichende IT-Verknüpfung zwischen den einzelnen QM-Methoden und Werkzeugen eine enorme Herausforderung für Unternehmen dar. Die mit der Digitalisierung einhergehende, kontinuierlich wachsende Datenmenge erfordert eine effiziente Handhabung der qualitätsrelevanten Informationen aus der Produktentstehung. Folglich ist eine durchgängige und standardisierte Vernetzung der IT-Systeme für QM-Methoden und -Werkzeuge im Produktentstehungsprozess von großer Bedeutung, um zukünftig weiterhin qualitativ hochwertige Produkte effizient planen, entwickeln und herstellen zu können.

Als zukünftiger Trend ist daher absehbar, dass die informationstechnische Verknüpfung von QM-Methoden, die im Produktentstehungsprozess eingesetzt werden, weiter zunimmt. Um die Problematik der mangelnden IT-Verknüpfung zu adressieren, wird in der Abteilung Produktmanagement am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen ein Ansatz verfolgt, welcher die Realisierung eines durchgängigen Informationsflusses von der Anforderungsaufnahme bis hin zur Serienherstellung sicherstellt. Hierzu werden alle unternehmerische Aktivitäten im Produktentstehungsprozess an den Produkt-, Prozess- und Systemanforderungen ausgerichtet und eingesetzte Methoden miteinander in Beziehung gesetzt, um den Informationsfluss von QM-Methoden und Werkzeugen im Produktentstehungsprozess durchgängig abzubilden und anschließend in der IT-Integration zu harmonisieren. Die Vorgehensweise zur Realisierung des durchgängigen Informationsflusses sieht dabei drei grundsätzliche Elemente vor, welche in obiger Grafik dargestellt sind. Zunächst müssen die im Unternehmen eingesetzten Methoden in den einzelnen Planungs- und Entwicklungsdisziplinen identifiziert und in den Kontext des Produktentstehungsprozesses eingeordnet werden. Um hierbei einen möglichst großen Betrachtungsraum zu wählen, werden diejenigen Methoden berücksichtigt, welche branchenübergreifend Einzug in den Produktentstehungsprozess gefunden haben. Als Rahmenwerk zur Einordnung der Methoden eignen sich verbreitete Prozessmodelle der Produktrealisierung, wie es exemplarisch in Abbildung 1 dargestellt ist. Im zweiten Schritt werden die Methoden und Entwicklungsaktivitäten auf die im Produktentstehungsprozess erfassten Anforderungen bezogen. Durch das Arbeiten mit einer einheitlichen Anforderungsdatenbasis wird die Grundlage für den vernetzten Methodeneinsatz gelegt, indem einzelne Disziplinen die QM-Methoden auf Basis einer gemeinsamen Anforderungssprache anwenden. Die Anforderungsinformationen müssen entsprechend disziplingerecht aufbereitet und unternehmensweit zur Verfügung gestellt und Entwicklungsstände disziplinübergreifend synchronisiert werden. Zur Abbildung und Vernetzung der Methoden innerhalb der bestehenden IT-Landschaft wird im dritten Schritt der Methodeneinsatz der Disziplinen integriert. Hierfür müssen die erforderlichen Schnittstellen der einzelnen Systeme spezifiziert werden. Anschließend können die erforderlichen Schnittstellen sukzessive in der IT-Landschaft implementiert sowie an die Planungsebenen angebunden werden.

Mithilfe der angestrebten IT-Verknüpfung von QM-Methoden und -Werkzeugen ist es möglich, einen durchgängigen Informationsfluss von qualitätsrelevanten Informationen im Produktentstehungsprozess auf Basis der Produkt-, Prozess- und Systemanforderungen herzustellen, sodass Methodenergebnisse von der initialen Anforderungsaufnahme bis hin zur Serienproduktion verlustfrei und rückverfolgbar weitergegeben werden können. Zudem lassen sich durch die gewonnene Informationstransparenz unnötige Rückfragen und Iterationen vermeiden, was für Unternehmen in letzter Konsequenz zu einer Effizienzsteigerung und somit zu reduzierten Entwicklungskosten und kürzeren Markteinführungsphasen führt.

Prof. Robert Schmitt, Björn Falk, Jan Kukulies Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen