Interview: Produktentwicklung 07.10.2011, 12:06 Uhr

Künftige Technologien profitieren von neuen Strategien in der Produktentwicklung

Nie zuvor wirkten in der Produktentwicklung so viele Ingenieurdisziplinen mit wie heute. Prof. Michael Abramovici von der Ruhr-Universität Bochum und Prof. Albert Albers vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beschreiben, was sich daher in Wissenschaft und Industrie ändern muss. Sie stehen für ein Netzwerk von 80 Professoren und über 800 wissenschaftlichen Mitarbeitern, welches den technischen Fortschritt antreiben will.

VDI nachrichten: Elektroauto, Tablett-Computer oder künftig auch Assistenz- und Pflegeroboter – alle müssen zunächst entwickelt werden. Reichen dafür die Methoden, die Ingenieure vor zehn oder zwanzig Jahren gelernt haben, noch aus?

Albers: Eindeutig nein. Die Produkte des Maschinenbaus und des Fahrzeugbaus sind heute überwiegend komplexe mechatronische Systeme, die nur ganzheitlich erfolgreich entwickelt werden können. Dazu brauchen wir neue Methoden und Entwicklungsprozesse, die erforscht und dann auch gelehrt werden müssen.

Was ist heute im Aufgabengebiet der Produktentwicklung definitiv anders als früher?

Abramovici: Die Antwort ist sehr stark abhängig vom Produkttyp. Die Produktentwicklung hat sich aber in allen Industriebereichen in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert. Die Interdisziplinarität und die Komplexität der Produktentwicklung haben enorm zugenommen. Die heutige Produktentwicklung ist bei den meisten Firmen global verteilt, durchgehend digitalisiert und wird durch eine Vielzahl von IT-Werkzeugen unterstützt.

Warum tun sich die einzelnen Disziplinen wie Mechanik, Elektrik, Elektronik und Informatik bei der Zusammenarbeit immer noch schwer? Liegt es an traditionellen Strukturen in Industrie und Forschung oder fehlen die passenden Werkzeuge, wie offene IT-Systeme?

Albers: Beides trifft zu. Natürlich gibt es auch heute noch in vielen Unternehmen die Trennung in die Disziplinen, die dann jeweils sehr effektiv und mit viel Wissen ihre Teilsysteme optimieren. Dies zu überwinden benötigt neue, eng vernetzte Aufbau- und Ablauforganisationsstrukturen für integrierte Produktentstehungsprozesse – die sich bereits bilden.
Aber auch die passenden Werkzeuge sind noch nicht wirklich vorhanden. Lange hat man nach der einen integrierenden Softwarelösung gesucht. Diese Ansätze waren nicht erfolgreich. Nun geht es eher in die Richtung einer kooperativen Vernetzung auf einer Metaebene. Das erlaubt es, die bewährten disziplinorientierten Methoden und Werkzeuge einzubinden.

Wie lässt sich die erforderliche Zusammenarbeit verbessern?

Abramovici: Firmen führen neue interdisziplinäre Organisationsstrukturen ein. Diese werden unterstützt durch Hilfsmittel wie neue Mechatronik-Methoden – z. B. die VDI-Richtlinien Mechatronik – und IT-Integrationsplattformen und -Werkzeuge – z. B. neue PLM-Plattformen. Bereits in der Ausbildung werden neue Ingenieurgenerationen gezielt auf eine interdisziplinäre Zusammenarbeit vorbereitet.

Sind das über mehr als ein Jahrhundert lang erarbeitete Methodenwissen und die Erfahrungen in der Mechanik auf jüngere Disziplinen wie Elektronik und Informatik übertragbar oder sollten eher die jüngeren Disziplinen mit ihren meist deutlich kürzeren Produktlebenszyklen den Weg bestimmen?

Albers: Hier können die Disziplinen voneinander lernen und gemeinsam neue interdisziplinäre Ansätze erarbeiten nach dem Motto „Stärken stärken“. Die Entwicklungsprozesse in den Disziplinen sind aber mit ihren jeweiligen Spezifika nicht ausreichend, um zum Beispiel die Fragestellungen der Elektromobilität zu lösen. Hier braucht es neue Ansätze auf der Basis des Systems-Engineering, die jetzt auch im Fokus der Forschung stehen.

Reichen Cluster, wie sie von Hochschulen und Industrie zunehmend aufgebaut werden, künftig noch aus, um international in der Produktentwicklung wettbewerbsfähig zu sein?

Abramovici: Die Frage der Wettbewerbsfähigkeit muss jede Firma für sich selbst beantworten. Nationale Cluster wie die neu gegründete „Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung WiGeP – Berliner Kreis & WGMK“ können die Unternehmen bei der Stärkung ihrer Wettbewerbsfähigkeit jedoch unterstützen. Sie bieten Kooperationsplattformen, die zu vielen Synergien führen können, sie fördern eine praxisorientierte Ausbildung und erleichtern den Forschungstransfer in die Praxis. Die WiGeP ist schon heute eng mit den wichtigsten nationalen und internationalen Clustern auf dem Gebiet der Produktentstehung, wie z. B. der Design Society und der internationalen Akademie für Produktionswissenschaften, kurz CIRP, vernetzt.

Mit der Vereinigung von Berliner Kreis und WGMK gehen nun zwei durch Mechanik geprägte Zusammenschlüsse eine Allianz ein. Ist es geplant, noch weitere Disziplinen einzubeziehen?

Abramovici: Etwa die Hälfte der Mitglieder der WiGeP vertreten bereits heute Forschungsgebiete der Informatik, Mechatronik, produktbezogener Services und der Produktionsplanung. In Zukunft wird auch bei neuen Mitgliedern die Grenze zwischen den Disziplinen, die sie vertreten, zunehmend verschwinden.

Wie wird sichergestellt, dass in der großen, deutschlandweit verstreuten Vereinigung effizient an Projekten gearbeitet werden kann?

Albers: Dies wurde bereits in den beiden Ursprungsvereinigungen sehr erfolgreich realisiert. In Projektclustern unterschiedlicher Größe und Ausrichtung – von der Grundlagenforschung bis hin zu kooperativen Innovationsprojekten mit Unternehmen wird in unterschiedlichen Konstellationen zusammengearbeitet. Zukünftig können wir im Kompetenznetzwerk der WiGeP gemeinsam noch schneller und zielgerichteter Kooperationen auf dem gesamten Feld der Produktentwicklung generieren.

Wie wichtig Produktentwicklung und Produktion für Volkswirtschaften sind, mussten viele Länder in der letzten Krise erkennen. Wollen Sie den Einfluss Ihrer starken Gruppe auch in Richtung Politik verstärken?

Abramovici: Ja. Allerdings streben wir dies nicht isoliert an, sondern im Schulterschluss mit Kollegen anderer wissenschaftlicher Gesellschaften, wie z. B. der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktion (WGP). Dies tun wir durch ein starkes Engagement in der deutschen Akademie für Technikwissenschaften – acatech, die die Bundesregierung in Sachen Innovationspolitik berät.

Albers: Ein zentrales Anliegen ist es für uns, die Bedeutung der Forschung im Bereich Innovation und Produktentstehung zur Sicherung unseres zukünftigen Wohlstandes auf allen politischen und gesellschaftlichen Ebenen klar zu machen und so die sehr erfolgreichen Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet auch im Wettbewerb mit anderen Modethemen – ich nenne da mal als Beispiel die Nanotechnik – zu sichern und auszubauen.

Von Martin Ciupek

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