Erschienen am: 28.10.2016, Ausgabe SPS-MAGAZIN 11 2016

Systems Engineering

Produkt, Prozess und Faktor Mensch

Der Automatisierunganbieter RK Rose+Krieger setzt in seiner Produktentwicklung künftig auf Systems Engineering und fokussiert dabei neben Produkten und Prozessen auch den Faktor Mensch. Im Cluster it's OWL trägt das Unternehmen gemeinsam mit dem Forschungspartner Fraunhofer IEM in einem Transferprojekt dazu bei, die wissenschaftlichen Methoden des ganzheitlichen Entwicklungsansatzes auch für mittelständische Unternehmen anwendbar zu machen.


In Workshops wurden der Entwicklungsprozess analysiert und Verbesserungspotenzial identifiziert.
Bild: Fraunhofer IEM

Vorgehensweisen, Methoden und Werkzeuge des Systems Engineering (SE) adressieren vornehmlich große Unternehmen und sind nicht auf die spezifischen Rahmenbedingungen von kleinen und mittleren Unternehmen zugeschnitten. Aber besonders hier stehen Entwicklungsabteilungen vor enormen Herausforderungen, wie das Beispiel RK Rose+Krieger zeigt: Das Unternehmen mit etwa 560 Mitarbeitern weltweit entwickelt am Standort Minden Komponenten und Systemlösungen für die Automatisierungstechnik. Neben Katalogartikeln und modifizierten Standards gehören auch kundenspezifische Entwicklungen zum Repertoire. Ein zunehmend globaler Wettbewerb und unterschiedliche Anforderungen in den jeweiligen Marktregionen, der Zuwachs an Individualität und kundenspezifischen Anforderungen sowie das Spannungsfeld zwischen Qualität, Lieferzeit und Preis stellen das Unternehmen vor Herausforderungen. Hinzu kommt die zunehmende Vernetzung und der steigende Elektronik- und Softwareanteil in den Lösungen, die zu einer stetig wachsenden Systemkomplexität führen.

Systems Engineering im Mittelstand

Um auch künftig wettbewerbsfähige Produkte anbieten zu können setzt RK auf ein stärkeres Einbinden von Systems Engineering. Das ist für mittelständische Unternehmen derzeit jedoch deutlich schwieriger als für Großunternehmen: Oft können keine Kapazitäten frei gemacht werden, um neben dem Alltagsgeschäft neue Prozesse ins Unternehmen zu bringen. Auch der Zugang zu technologischem Know-how ist schwierig; ein unternehmenseigenes Forschungsbudget existiert oft nicht. "Mittelständische Unternehmen haben aber auch strategische Vorteile gegenüber Konzernen", so Michael Amon, Technischer Leiter bei RK. "Eine besondere Stärke ist unsere Flexibilität. Wir arbeiten in kleinen Entwicklungsteams und profitieren von flachen Hierarchien." Unterstützt wird das Unternehmen bei der SE-Einführung von der Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, die seit einigen Jahren Methoden und Werkzeuge des Entwicklungsansatzes erforscht. Ziel ist die disziplinübergreifende Zusammenarbeit vom Systementwurf, über die Spezifikation und Integration bis über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. "Die heutige Produktentwicklung ist schon lange kein linearer Prozess mehr", sagt Anja Czaja, Wissenschaftlerin am Fraunhofer IEM, "Anforderungen vom Kunden, vom Zulieferer und aus den einzelnen Fachdisziplinen müssen zusammengebracht und im Sinne eines effizienten Änderungsmanagements über den gesamten Entwicklungsprozess beibehalten bzw. angepasst werden." Die mittelständische Unternehmenslandschaft profitiert von der Forschung des Fraunhofer IEM in Form von Transferprojekten im Rahmen des Clusters it's OWL.

Bedarfsgerechte SE-Strategie

RK etabliert einen bedarfsgerechten Systems-Engineering-Prozess, der die in der disziplinübergreifenden Entwicklung durchzuführenden Prozessschritte beschreibt und sie mit den entsprechenden Methoden und Werkzeugen verknüpft. Im Fokus steht hierbei die Neugestaltung des disziplinübergreifenden Systementwurfs, also die Konzipierungsphase. Die parallele Überarbeitung seines Produktdatenmanagements hin zu einem interdisziplinären und durchgängigen Umgang mit Daten steht mit der Einführung von SE in enger Wechselwirkung. Erfolgsfaktor dabei ist die Orientierung an den bestehenden Rahmenbedingungen im Unternehmen. "Wir wollten mit dem Projekt nicht das grundsätzlich Mögliche möglich machen, sondern gezielt die für unsere spezifische Situation notwendigen Ansätze herausarbeiten", sagt RK-Entwicklungsleiter Rolf Lampert. Die bedarfsgerechte SE-Strategie wurde in mehreren Schritten entwickelt. Grundlage war eine disziplinübergreifende Arbeitsgruppe, die es ermöglichte, sowohl den Entwicklungsprozess als auch das zu entwickelnde Produkt aus allen beteiligten Perspektiven zu betrachten. Zunächst analysierten die Projektpartner den bestehenden Entwicklungsprozess im Unternehmen, konkret anhand der Entwicklung der neuen Steuerung MultiControl II. In Workshops kamen Kollegen aus den an der Entwicklung beteiligten Fachbereichen wie Mechanik, Elektronik, Software und Vertrieb zusammen. Sie bildeten den Entwicklungsprozess mithilfe der Modellierungssprache Omega modellhaft ab und identifizierten Verbesserungspotential. Besonderes Augenmerk lag auf der Analyse der Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Fachbereichen, etwa der Elektrotechnik und der Antriebstechnik.

Ansätze finden

und einbinden

Auf dieser Basis konnten die Entwickler relevante SE-Ansätze herausarbeiten. Dabei galt es, Rücksicht auf spezifische Unternehmenseigenschaften und Rahmenbedingungen zu nehmen, um die Ansätze zielgerichtet zu etablieren. So achteten die Projektpartner etwa auf die verfügbare Ressourcen im Bereich IT und Personal und zogen die bereits bei den Mitarbeitern vorhandenen Kompetenzen mit ein. Als besonders sinnvolle Kombination von Prozessbausteinen, Methoden und Werkzeugen stellte sich die Umfeldmodellierung im Workshop zum Planen und Klären der Aufgaben heraus. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IEM wurden die Ansätze mit den involvierten Mitarbeitern getestet. Dazu gehörte auch eine Schulung in der modellbasierten Systemspezifikation Consens. Erst die Einbettung der identifizierten SE-Ansätze in den bestehenden Gesamtentwicklungsprozess ermöglichte eine erfolgreiche Umsetzung im Unternehmen. Das Projektteam ordnete den bestehenden Prozessphasen die relevanten Eingangs- und Ausgangsinformationen, Methoden, Werkzeuge, die Informationsflüsse und Formblätter zu. Die Ergebnisse sind in einem leichtverständlichen Entwicklungsleitfaden dokumentiert und in das Qualitätsmanagement-Handbuch von RK integriert.

Mitarbeiter als wesentlicher

Erfolgsfaktor

Der problemlose Umgang mit neuen Konzepten und Methoden ist Grundlage für ein erfolgreiches Entwicklungsteam. Speziell für Mitarbeiter mit langjähriger Berufserfahrung ist das Erarbeiten neuer Prozesse eine Herausforderung. Deswegen stand zu Projektbeginn fest, dass die Mitarbeiter von Beginn an durch Schulungen mit auf den Weg genommen werden müssen. Durch die direkte praktische Anwendung der Methoden und Werkzeuge wurde eine nachhaltige Umsetzung gewährleistet. Ein leichtverständlich aufbereiteter Entwicklungsleitfaden unterstützt die involvierten Mitarbeiter bei der Umsetzung und Anwendung über das Projekt hinaus. Der Cluster it's OWL knüpft hier, neben den Transferprojekten, mit einem weiteren Angebot für Mitarbeiter mit langjähriger Berufserfahrung an: Im Weiterbildungsprogramm Bildungsmotor hatten die RK-Ingenieure die Möglichkeit, gemeinsam mit Vertretern anderer mittelständischer Unternehmen, an einem mehrmonatigen praxisorientierten SE-Schulungsprogramm teilzunehmen.