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Ausgewählte Ausgabe: 11-12-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Szenarien der Methodenanwendung

Ein White-Paper für die Methodenforschung

Die intelligente Vernetzung zwischen Menschen, Maschinen und Methoden nimmt stetig zu. Dabei entstehen durch virtuelle Kollaboration völlig neue Geschäftsmodelle und Möglichkeiten der Methodenanwendung. Zum Nutzen dieses Potentials werden in dem folgenden Beitrag vier mögliche Szenarien der Methodenanwendung vorgestellt. Die Szenarien der Methodenanwendung werden hierbei anhand von Kurzvideos kommuniziert und in Form einer Methodenlandkarte der Zukunft visualisiert. Die Ergebnisse werden zudem als Broschüre aufbereitet. Damit soll der Beitrag die Grundlage für eine Diskussion sein, in der Forschungsimpulse für eine zukunftsrobuste Ausrichtung der Methodenforschung adressiert werden.


1 Einführung und Motivation

Die Anforderungen, die an eine methodische Unterstützung zur Entwicklung innovativer Produktideen gestellt werden, hängen stark von den technologischen und marktseitigen Potentialen und Veränderungen ab und zeichnen sich durch eine hohe Dynamik aus. Gerade die Kompetenzentwicklung in Bezug auf Methodenwissen in Unternehmen, die Veränderung von Arbeitsmodellen, der Grad der Toolunterstützung durch Künst- liche Intelligenz (KI) sowie die Alternativen zu vom Anwender gesteuerter Methodenanwendung sind sehr un- sicherheitsbehaftete Einflussbereiche, deren zukünftige Entwicklung die Erfordernisse an eine methodische Unterstützung stark beeinflussen. Um auch in Zukunft die passenden Methoden bereitstellen zu können, reicht es nicht mehr aus, allein die heutigen Anforderungen zu kennen; vielmehr werden Erkenntnisse über zukünftige Anforderungen und Rahmenbedingungen benötigt. Die richtungsweisenden Entscheidungen, die den Forschungs- und Entwicklungsprozess von Methoden für die Zukunft betreffen, müssen bereits heute getroffen werden. Gleichzeitig sehen sich auch Unternehmen in der Industrie gezwungen, frühzeitig Entscheidungen über den zukünftigen Methoden- einsatz zu treffen. Die Einführung von komplexen Methoden macht sich dabei häufig erst nach dem Durchschreiten mehrerer Produktgenerationen bezahlt [1]. Diese zunehmende Bedeutung der Entwicklungs- und Konstruktionsmethodik beschränkt sich aber nicht nur auf die Methodenforschung und die strategische Methodenauswahl, sondern zeichnet sich immer stärker in der Ingenieursausbildung ab: So lehren unter anderem moderne Studiengänge den Studierenden die disziplinübergreifende Methodenanwendung [2]. Auch auf dem derzeitigen Arbeitsmarkt ist dieser Trend zu beobachten: Unternehmen in der Industrie schreiben zunehmend Stellen für Methodenexperten wie beispielsweise Scrum-Master aus. Die strate- gische Entscheidungsfindung zur Methodenforschung und Methodenanwendung lässt sich durch Zukunftsmanagement unterstützen. Daher werden im Rahmen des vorliegenden Beitrags Szenarien vorgestellt, welche die Anforderungen der Methoden- anwendung im Kontext zukünftiger technischer Entwicklungen und Veränderungen adressieren.

2 Stand der Forschung

Konstruktions- und Validierungs- ingenieure benötigen eine zeitgemäße, entwicklungsmethodische Unterstützung und situations- und bedarfs- gerechte Methoden, die sich an den Anforderungen und Veränderungen des Produktentstehungsprozesses orientieren [3],[4]. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, zeichnen sich aktuelle Trends in der Erforschung und Bereitstellung von schlanken und agilen Entwicklungsmethoden wie Design Thinking, Scrum oder Lean Startup immer stärker ab. In der domänenübergreifenden Zusammenarbeit in verteilten Teams rückt der Entwickler zunehmend in das Zentrum der Problemlösung [5]. Die Abkehr von aufwendigen initialen Projektplanungen hin zu wertschöpfender, agiler Arbeit wird durch diese Ansätze gefördert. Dabei wird zu den entwickelten (Teil-)Systemen bspw. durch den Kunden Feedback eingeholt. Anregungen werden in einer nächsten Entwicklungsgeneration entsprechend umgesetzt [6]. Dieses wird auch als „Validiertes Lernen“ bezeichnet. Nach Ries sind die Erkenntnisse des Validierten Lernens dabei konkreter als etwa klas-sische Marktprognosen und führen zu schnelleren Ergebnissen [7.]. Die Beobachtung dieser Trends hilft zur taktischen, mittelfristigen Ausrichtung der Methodenforschung.
Die Szenariotechnik hingegen zielt auf einen längerfristigen Zeithorizont ab und vereinheitlicht dabei ein zukunftsoffenes, vernetztes und strate- gisches Denken, indem mehrere alternative, multiple Zukunftsentwicklungen aufgezeigt werden [8], [9]. Das Ergebnis sind konsistente Zukunfts- bilder, die auf der systematischen und vollständigen Verknüpfung möglicher Entwicklungsalternativen einzelner Schlüsselfaktoren beruhen. Bei der Szenariotechnik mit Konsistenzanalyse werden die möglichen Entwicklungs-alternativen, auch Projektionen genannt, mehrdimensional gebildet. Dies führt tendenziell zu einer höheren Anzahl an Szenarien, die den Zukunftsraum nahezu vollständig beschreiben und damit die Eignung der entwickelten Szenarien für strategische Planungs- und Entscheidungs-prozesse maßgeblich verbessern [10]. Für weitere Informationen zum Stand der Szenariotechnik ist auf das Phasenmodell von Gausemeier und Plass zu verweisen [8].
Bisher fehlt es jedoch an methodisch abgeleiteten und durch Experten abgesicherten Szenarien der Methoden- anwendung, die zur Orientierung der zukünftigen Methodenforschung herangezogen werden können.

3 Forschungsfrage und -Vorgehen

Zur strategischen Ausrichtung der Methodenforschung werden Umfeld-szenarien der Methodenanwendung mithilfe der Szenariotechnik in standortverteilten Expertenteams entwickelt, mit dem Ziel, Wissen über die Anforderungen, die im Kontext zukünftiger technologischer und sozialer Veränderungen an die methodische Unterstützung der Produktgenera- tionsentwicklung gestellt, zu generieren. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit des Szenario-Kernteams mit Entwicklungsmethodenexperten und einem Szenario-Experten unter Zuhilfenahme telekommunikativer Unterstützung. Das Ziel dieser arbeitsteiligen Herangehensweise ist es, möglichst viele Wissensträger anhand ihrer Expertise und zeitlichen Verfügbarkeit so einzubinden, dass die vorhandenen Ressourcen bestmöglich zur Bildung konsistenter Szenarien eingesetzt werden können, ohne zu viel Aufwand für den einzelnen Beteiligten darzustellen. Die mehrstufige Entwicklung der Szenarien wird deshalb mithilfe unterschiedlicher Arbeits- und Workshopkonzepte durchgeführt, deren Abfolge in Bild 1 visualisiert ist.

Bild 1  Vorgehen der verteilten Szenarienentwicklung

Bild 1
Vorgehen der verteilten Szenarienentwicklung


Zu Beginn des Vorhabens wird das Szenariofeld der Methodenanwendung der Zukunft im Rahmen eines Workshops innerhalb des Szenario-Kernteams visualisiert (Szenario-Vorbereitung). Die Identifikation der Einflussfaktoren erfolgt in einem Präsenzworkshop der WiGeP–Wissenschaft- liche Gesellschaft für Produktentwicklung. Die auf diese Weise identifizierten Einflussfaktoren werden im zweiten Teil des Präsenzworkshops von den WiGeP-Fachexperten hinsichtlich Bedeutung und Offenheit priorisiert. Anschließend werden die maßgeblichen Schlüsselfaktoren mithilfe der Einfluss- und Relevanzanalyse im Szenario-Kernteam identifiziert, mit dem Ergebnis des WiGeP-Workshops ab- geglichen und schließlich zum finalen Schlüsselfaktorenkatalog zusammengeführt (Szenariofeld-Analyse). Die beiden wichtigsten charakteristischen Ausprägungen der Schlüsselfaktoren, die sogenannten Schlüsselfaktor- dimensionen, werden in einer Online-Umfrage unter Beteiligung der Methodenforscher bestimmt. Die auf diese Weise bestimmten Dimensionen werden anschließend im Szenario-Kernteam in zweidimensionale Zukunftsprojektionen überführt (Projektions-Entwicklung). Auf Basis des paarweisen Vergleichs werden diese im nächsten Schritt auf Konsistenz hinsichtlich gleichzeitigen Eintretens geprüft und zu konsistenten Szenarien gebündelt. Im letzten Schritt der Szenarienentwicklung werden die Szenarien der Methodenanwendung in einer Landkarte der Zukunft in gegenseitigen Bezug gestellt und mithilfe der Storytelling-Methode als Erklärvideos beschrieben (Szenario-Bildung).

4 Ergebnisse und Mehrwert

Dieser Beitrag stellt der wissenschaftlichen Community eine methodisch hergeleitete und durch Experten abgesicherte Grundlage für die gezielte Erforschung und Entwicklung von zukunftsrobusten Methoden bereit. Die Schlüsselergebnisse der einzelnen Phasen der Szenarienentwicklung werden in den folgenden Unterkapiteln zusammenfassend skizziert.

4.1 Ergebnisse der Szenariovorbereitung (Phase 1)

Das Szenariofeld der Methoden- anwendung ist das Ergebnis der Szenariovorbereitung. Im Kern des Szenariofelds steht die Methodenanwendung (Recherchefeld 1), die durch spezi- fische Tools (RF 2) unterstützt wird. Neben der selbstdurchgeführten Methodenanwendung existieren Alternativen (RF 3) zur Unterstützung von Produktgenerationsentwicklungen, die mit der Methodenanwendung in Form von Geschäftsmodellen (RF 4) konkurrieren. Die Systemgrenze ist hierbei der Entwicklungsbereich, das Spezifische Umfeld (RF 5). Die globalen Einflüsse werden durch das Allgemeine Umfeld (RF 6) berücksichtigt. Jedes Recherchefeld wird hierbei mithilfe einer charakteristischen Fragestellung beschrieben:

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Autoren

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c.  Albert Albers

Jahrgang 1957, ist seit 1996 Ordinarius und Leiter des IPEK – Institut für Produktentwicklung am KIT. Dort ist er für die Forschungsfelder Antriebssystemtechnik im Fahrzeug- und Maschinenbau, Produktentwicklungsmethodik und -management, Leichtbau sowie Mechatronik verantwortlich.
IPEK – Institut für Produktentwicklung am
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstr. 10, Gebäude 10.23
76131 Karlsruhe
Tel.: 07 21/608-4 23 71
E-Mail: sekretariat@ipek.kit.edu
www.ipek.kit.edu

Dipl.-Ing. Nikola Bursac

Abteilungsleiter
IPEK – Institut für Produktentwicklung am
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstr. 10, 76131 Karlsruhe
Tel.: 07 21/608-4 64 72
E-Mail: nikola.bursac@kit.edu
www.ipek.kit.edu

B.Sc. Florian Marthaler

IPEK – Institut für Produktentwicklung
Kaiserstr. 10, 76131 Karlsruhe
www.kit.edu

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sven Matthiesen

Lehrstuhl für Maschinen elemente und Gerätekonstruktion Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 10, 76131 Karlsruhe
Tel.: 07 21/6 08-4 71 56
E-Mail: sven.matthiesen@kit.edu
www.ipek.kit.edu

Dipl. Wirtsch.-Ing. Nicolas Reiß

IPEK – Institut für Produktentwicklung
Kaiserstr. 10, 76131 Karlsruhe
www.kit.edu

Dr.-Ing. Andreas Siebe

ScMI Scenario Management International AG
Klingenderstr. 10–14, 33100 Paderborn
www.scmi.de

Prof. Dr.-Ing. Beate Bender

Lehrstuhl für Produktentwicklung
Universitätsstr. 150, 44780 Bochum
www.lpe.rub.de

Prof. Dr.-Ing. Hansgeorg Binz

Institutsleiter,  Institut für Konstruktionstechnik und Technisches (IKTD), Universität Stuttgart 
www.iktd.uni-stuttgart.de

Prof. Dr.-Ing. Dieter Krause

PKT – Institut für Produktentwicklung und Konstruktion
Denickestraße 17, 21073 Hamburg
www.tuhh.de

Prof. Dr.-Ing.  Roland  Lachmayer

Institut für Produktentwicklung und Gerätebau
Leibniz Universität Hannover
Welfengarten 1A, 30167 Hannover
Tel.: 05 11/7 62–34 72
E-Mail: ipeg@ipeg.uni-hannover.de
www.ipeg.uni-hannover.de

Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor

Institutsleiter
Institut für Konstruktionstechnik (IK)
TU Braunschweig, Langer Kamp 8
38106 Braunschweig
Tel.: 05 31/3 91–33 43
E-Mail: konstruktionstechnik@tu-braunschweig.de
https://www.tu-braunschweig.de

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