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Motivation
Mit einem Anteil von 26 % an der Bruttowertschöpfung und ca. 87 % am Export stellen sich insbesondere produzierende Unternehmen in Deutschland der in der Ausgangssituation beschriebenen Herausforderung, innovative Produkte effizient zu entwickeln. Im Jahr 2010 produzierte der deutsche Werkzeugmaschinenbau nach Angaben des VDMA bzw. VDV mit 64.100 Beschäftigten im Wert von 9,9 Mrd. Euro. Insgesamt sind hieran 390 Unternehmen beteiligt, von denen 80 % bis 500 Mitarbeiter haben. Der Rest verteilt sich auf größere Unternehmen, welche jedoch über die Wertschöpfungskette der Werkzeugmaschinenproduktion wiederum mit den kleineren und mittleren Unternehmen zusammenarbeiten.
Für den Produktionsstandort Deutschland ist es daher sehr wichtig, dass die Kette zwischen Anwendern, Ausrüstern aus der Werkzeugmaschinenindustrie und Zulieferern gesichert wird. Schließlich begründet die Leistungsfähigkeit der gesamten Wertschöpfungskette die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft. Aufgrund der komplexen Bau- und Funktionsstrukturen der Produkte sowie der stark heterogenen Bedürfnisse der Kunden sind Unternehmen des Werkzeugmaschinenbaus in besonderem Maße mit dieser Ausgangssituation konfrontiert. Die Forderung nach stetig steigender Produktivität der Investitionsgüter in Verbindung mit einer höheren Prozessgenauigkeit und einem ressourcensparenden Einsatz von Energie führt dazu, dass neben den klassischen Maschinenbau-Produkten geregelte mechatronische Produkte entwickelt werden müssen, die in der Lage sind Prozessabweichungen aktiv zu beeinflussen.
Die Motivation der Anwenderunternehmen für das beantragte Verbundprojekt besteht darin, ihre Produktplanungs- und Entwicklungsprozesse zukünftig so zu gestalten, dass unter kostenoptimalen Gesichtspunkten ein möglichst breites Produktsortiment angeboten werden kann und durch effektive Modulbildung die unternehmensinterne Vielfalt gering gehalten wird. Die damit verbundene Erhöhung ihrer Produktinnovationsfähigkeit durch den Einsatz eines systematischen Entwicklungsprozesses und neuartiger Vorgehensweisen ist für sie essenziell, um im globalen Markt gegenüber dem Wettbewerb zu bestehen.
Seitens der Forschung existiert bereits eine Reihe an Methoden zur Gestaltung von Produktbaukästen. In der Regel fehlt es diesen Gestaltungsansätzen jedoch an einer integrierten Betrachtung der Produkt- und Prozessbausteine, die zu deren Erzeugung notwendig sind. Eine rein auf die Produktmerkmale ausgerichtete Planung und Detaillierung des Produkts erschließt noch lange nicht alle Standardisierungspotenziale innerhalb des heterogenen Wertschöpfungsnetzwerkes der behandelten Branchen. Insbesondere müssen die beim OEM (Original-Equipment-Manufacturer) und den Zulieferern vorhandenen fertigungstechnologischen Kapazitäten in Betracht gezogen werden, da diese aus Kostengesichtspunkten nicht beliebig an die neu definierte Produktarchitektur angepasst werden können.