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Die Rolle von lernenden Fabriken für Industrie 4.0

A. Kampker, C. Deutskens und A. Marks

Die Elektromobilität entwickelt sich momentan zu einer ernst zunehmenden Alternative zur herkömmlichen Fortbewegung durch Verbrennungsmotoren. Die Megatrends in der Gesellschaft – wie bspw. Neo-Ökologie und Mobilität – führen dazu, dass die Menschheit ihre Art sich fortzubewegen überdenkt. Sinkende Emissionsgrenzwerte und steigende Treibstoffpreise sind Beispiele aus dem Alltag, welche den Stellenwert der Elektromobilität erhöhen. Der Durchbruch auf dem Massenmarkt wird jedoch erst dann gelingen, wenn das Dilemma aus hohen Anschaffungskosten bei niedrigen Reichweiten aufgelöst werden kann. Sie lässt sich in diesem Zusammenhang als disruptive Innovation deklarieren. Aktuell weißt die Elektromobilität Eigenschaften einer disruptiven Innovation auf. Gemäß Christensen unterscheidet sie sich gegenüber erhaltenden Technologien vor allem im Hinblick auf das Wertesystem. Erhaltende Entwicklungen von Technologien finden in den Grenzen des bestehenden Wertesystems statt, also entlang der Dimensionen, die von den Kunden des Massenmarktes historisch zur Bewertung des Produktes herangezogen werden. Disruptive Technologien jedoch kennzeichnen sich durch die langfristige Veränderung des bestehenden Wertesystems. Während disruptive Technologien in der kurzen Frist zu einer Verschlechterung der Produkte verglichen mit den Produkten des Massenmarktes führen, sprechen sie durch spezielle Eigenschaften (neue Werte) Konsumenten in bestimmten Nischen an Christensen (1997). Sie können in den Nischenmärkten erfolgreich existieren, da deren Besetzung für die vorhandenen Marktmächte aufgrund des kleinen Volumens nicht interessant ist. Durch die dortige Marktbeteiligung gewinnt die Elektromobilität an Bedeutung, darüber hinaus werden dort wertvolle Erfahrungen gesammelt. Diese müssen genutzt werden, um die Technologie weiter zu entwickeln und dadurch bestehende Hemmnisse abzubauen, um sich damit den aktuellen Anforderungen des breiten Marktes anzunähern und diesen dann nachhaltig zu verändern.

Maximierung des Return on Engineering

Die technologische Reife der Elektromobilität ist Stand heute noch als sehr gering einzustufen, was neben der erwähnten Nischenanwendung kaum einen weiteren Absatzmarkt zulässt. Der durch Leistungsmerkmale begrenzte Nischenmarkt zeichnet sich durch eine hohe Individualität bei gleichzeitig niedrigen Stückzahlen und damit einer enormen Kostenherausforderung aus. Abbildung 1 stellt dies in den Dimensionen Kosten über Stückzahl exemplarisch dar. Die Marktlücke der kundenindividuellen und wirtschaftlichen Produktion wird aktuell nur durch automobile Kleinserien in Nischenmärkten, wie zum Beispiel Flottengeschäfte, möglich sein. Doch auch dann müssen die Anfangsinvestitionen gering gehalten werden und die Entwicklungsaufwände (in Zeit und Geld) begrenzt sein. Es wird damit der Ansatz verfolgt, die Vorteile des erhöhten Kundenwertes der Differenzierungsstrategie mit dem Vorteil der wirtschaftlichen Produktion der Kostenführerschaft zu vereinen. Zielgröße ist dabei der Return on Engineering (ROE), der den bereits erwähnten Quotienten aus erzieltem Nutzen zu investiertem Aufwand in allen Aktivitäten der Entwicklung und Produktion darstellt.

Insbesondere die kürzer werdenden Nachfragezyklen führen zu der Herausforderung, die Zeitspanne vom Startpunkt der Entwicklung bis zur Auslieferung des Fahrzeugs entsprechend zu minimieren. Hierfür sind entsprechende Kommunikationsinstrumente zu wählen und Prozesse zu definieren, durch welche Entwicklungsphasen parallel ablaufen können. Darüber hinaus sind möglichst modulare Produktstrukturen anzustreben, um durch eine geringe interne Varianz eine breite externe Varianz darstellen zu können, ohne einen großen Mehraufwand für Neuentwicklungen. Darüber hinaus muss es möglich sein, innerhalb kürzester Zeit den Produktionsanlauf zu bewältigen, was nur durch eine hohe

Abb. 1 Return on Engineering, Quelle: PEM der RWTH Aachen

Flexibilität innerhalb der Montage erreicht werden kann. Daher liegt der anzustrebende Zielzustand bei der Hälfte des Zeitaufwands im Vergleich zu herkömmlichen Entwicklungszyklen aus der Automobilindustrie.

Über die verkürzte zeitliche Kapazität hinaus ist es – wie bereits erwähnt – notwendig, die Produktion und damit die hierfür notwendigen Investitionskosten entsprechend der Anforderungen und zu erwartenden Stückzahlen zu optimieren. Grundsätzlich neigt man in Hochlohnländern dazu, Flexibilität durch außerordentlich teure, hoch automatisierte Arbeitssysteme abzubilden, wobei diese dann auf hohe Stückzahlen ausgelegt sind. Die unsichere Stückzahlentwicklung sowie die beschriebene, gravierende Veränderung von Montagegegenstand und -Ablauf führen zu dem Bedarf nach einem skalierbaren, intelligenten Produktionssystem. Hierbei ist für die Investition in die Produktionsstruktur sowie den Anlauf als Zielwert ein Zehntel der konventionellen Ausgaben anzustreben.

 
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