Target Engineering

 

Der richtige Methoden-Mix
 
Entscheidend ist, was zu Ihnen passt und
Erfolg bringt!


Erfolgreiche, d.h. wettbewerbsfähige und profitable Produkte zu entwickeln, erfordert sowohl die konsistente Abstimmung der Entwicklungsziele (Leistung, Kosten, Qualität, Termine) zu Beginn, als auch die kontinuierliche Überwachung der Zielerreichung während der Produktentwicklung. Hinzu kommen Zielkorrekturen und oft häufige Änderungen im Projektverlauf, was die Notwendigkeit zur Zielverfolgung noch weiter verstärkt. Die gelebte Realität sieht jedoch in vielen Unternehmen anders aus:

  • unklare, nicht objektiv nachvollziehbare Festlegung von Projektzielen,
  • mangelnde Transparenz in Bezug auf den aktuellen Stand der Produktentwicklung
  • mangelnde Möglichkeit zum Erkennen der Auswirkung von Veränderungen,
  • mangelnde Unterstützung der Methoden für eine agile Produktentwicklung, die nicht von initial vollständig festgelegten Projektzielen geprägt ist,
  • IT-, Prozess-, und Methdodik-Brüche zwischen den beteiligten Organisationseinheiten, so dass Änderungen nicht übergreifend bewertet werden können

Mit dem Einsatz von „Target Engineering“ werden die genannten Defizite zuverlässig vermieden. Das Primärziel für die Entwicklung dieses „Methodik-Baukastens“ war von Anfang an, eine organisations- und methodenübergreifende Lösung zur Unterstützung rollenspezifischer Aufgaben in einer durchgängigen „Prozesskette Produktentwicklung“ aufzubauen. Target Engineering ist daher das Ergebnis der Integration mehrerer zentraler Entwicklungsmethoden (QFD, Kano, Value Cost, Target Costing, FMEA, Reifegradmanagement) zu einem konsistenten, durchgängigen Gesamtansatz, der es ermöglicht,

  • Produktanforderungen auf Basis einer Kundensicht festzulegen, mit Wettbewerbern zu vergleichen und zu priorisieren,
  • Produktfunktionen aus den Kundenanforderungen abzuleiten, in ein funktionales Produktmodell zu überführen und die Funktionen gemäß Priorisierung der Kundenanforderungen zu gewichten,
  • Zielkosten für Funktionen und Bauteile differenziert festzulegen und konsequent zu verfolgen,
  • Kundennutzen, Attraktivität, und Zielerreichung des Produktkonzeptes konsistent zu validieren,
  • Risiken zu identifizieren, den Funktionen und  Bauteilen zuzuordnen und geeignete Maßnahmen zur Validierung und Entdeckung zu definieren, um die Qualität des Produktes sicherzustellen,
  • die Reife des entstehenden Produktes während der Produktentwicklung objektiv zu messen sowie notwendige Korrekturmaßnahmen frühzeitig zu definieren und einzuleiten,
  • Auswirkungen der Änderungen von Zielvorgaben schnell und vollständig zu bewerten, sowie Wechselwirkungen zwischen Produktkosten, -qualität und -funktionalität umfassend darzustellen und zu kommunizieren,
  • wiederkehrende Anwendungen einzelner Methoden bei geänderten Randbedingungen z.B. innerhalb einer Produktfamilie durch Parametrisierung teilweise zu automatisieren und dadurch enorme Zeiteinsparungen in der Produktentwicklung zu realisieren.

Target Engineering basiert auf einem integralen „Funktionalen Produktmodell“, mit dem es sowohl gelingt, die spezifischen Produkteigenschaften und deren Abhängigkeiten zu modellieren, als auch diese mit den Entwicklungsvorgaben einerseits und den Ergebnissen der angewandten Entwicklungsmethoden andererseits zu vernetzen. Dadurch entsteht im Entwicklungsverlauf sukzessive ein komplexes semantisches Datennetz, bestehend aus Anforderungen, Funktionen, Bauteilen, Ziel- und Ist-Kosten, Risiken, Maßnahmen, Reifegraden etc., welches insgesamt den jeweiligen Stand der Produktentwicklung repräsentiert.

Mit dem Einsatz innovativer IT-Werkzeuge aus dem Bereich „Big Data Analytics“ wird dieser „Produkt-Informationspool“ zu einem schlagkräftigen Entwicklungs- und Entscheidungsinstrument, das mit grafischen Auswertungen und Sichten auf diese Daten die zuverlässige und schnelle Beantwortung wichtiger Fragestellungen ermöglicht, u.a.

  • Welche Kundenanforderungen sind die primären Kostentreiber?
  • Durch welche Anforderungen entstehen die höchsten Produktrisiken?
  • Welche Parameter beeinflussen diese Risiken am meisten?
  • Bauteilsicherheit: Welche Bauteile sind quer über alle Risiken am stärksten belastet?
  • Funktionssicherheit: Welche Funktionen sind quer über alle Risiken am stärksten gefährdet?
  • Welches Entwicklungsrisiko entsteht, wenn bestimmte Validierungsmaßnahmen nicht durchgeführt werden können?
  • Welches Kostenrisiko entsteht durch die von Risiken betroffenen Bauteile?
Unser Lösungsansatz basiert auf einem gemeinsamen Datenmodell für die Anwendung der Entwicklungsmethoden
  • QFD (Quality Function Deployment),
  • KANO,
  • FMEA (Failure Mode and Effects Analysis),
  • Target Costing,
  • Value Cost Analysis, und
  • Reifegradmanagement.

Das Datenmodell und die zugrunde liegenden Berechnungs- und Auswertungsverfahren stellen hierbei sowohl eine methodenspezifische als auch eine methodenübergreifende Nutzung sicher, d.h. jede Methode ist alleine für sich nutzbar und setzt nicht die Anwendung der anderen Methoden voraus. Hieraus entsteht eine maximale Flexibilität im Sinne der Nutzung des ganzheitlichen (Target Engineering) als auch des methodenspezifischen Ansatzes (z.B. FMEA). Die Offenheit und Flexibilität des Datenmodells erlaubt die Realisierung beliebiger Sichten und Berechnungen, indem die Informationsobjekte über vorhandene oder neu zu definierende Beziehungen verknüpft und in der erforderlichen Richtung und Tiefe ausgewertet werden.

Target Engineering mit Soley

Unsere Target Engineering Lösung nutzt die Entwicklungsumgebung von Soley, unser Partner und Spezialist für Smart Data Technologien. Soley bietet speziell für die Analyse komplexer Datenbestände, wie sie typischerweise in der Produktentwicklung entstehen, eine flexibel anpassbare Lösung, die mit Hilfe eines sematischen Datenmodells eine graphenbasierte Anwendungsumgebung ermöglicht. Nach dem Motto "Sehen ist verstehen" bedeutet dies, jederzeit die Daten und ihre Beziehungen untereinander nachvollziehbar und vor allem transparent zu visualisieren. Flexibel definerbare Sichten, Filter und Berechnungsalgorithmen ernöglichen die Navigation und die gezielte Analyse.

 
  • Target Costing, Kano Analyse und Value Cost Analyse nutzen das aus der QFD entstehende funktionale Produktmodell und bewerten die Wettbewerbsfähigkeit bzgl. Attraktivität und Kosten.
  • Die in der QFD erfolgte Festlegung der Kundenanforderungen wird über Parameter quantifiziert und auf verschiedenen Ebenen (Kundenanforderung, Funktion) definiert, so dass eine Kundensicht (Lastenheft) als auch interne Sicht (Pflichtenheft) abgebildet werden kann.
  • Diese Parameter dienen zur Steuerung des in der FMEA entstehenden Risikoprofils, um bei Änderungen direkt und automatisch eine Risikoneubewertung zu erhalten.
  • Die integrierte FMEA nutzt nicht nur das funktionale Produktmodell zur Zuordnung der Risiken, sondern bietet durch die Zuordnung der Bauteile zu den Funktionen eine gleichzeitige Auflösung des Risikoprofils sowohl bzgl. Funktionen als auch Bauteilen System-FMEA und Design-FMEA aus einem Guss!
  • Die parameterbasierte FMEA kann durch Produktoptionen auf eine ganze Produktfamilie ausgeweitet werden, so dass diese nur einmal erstellt werden  muss und mithin zu einer drastischen Aufwandsreduktion führt. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn bestehende Produkte an geänderte Einsatzrandbedingungen angepasst werden müssen.
  • Auf Basis des  aktualisierten Risikoprofils ist die automatische Ableitung eines Validierungsplans möglich, womit eine individuelle, aufwändige Zusammenstellung notwendiger Maßnahmen entfällt. Diese Ausleitung unterstützt branchentypische Anforderungen wie z.B. die Erstellung einer Risikomanagement-Akte in der Medizintechnik oder eines Design Verification Plan&Reports (DVP&R) in der Automobilbranche.
  • Ein Reifegradmanagement berechnet die aktuelle Reife eines Produktes durch Nutzung der in der QFD festgelegten Ziele, deren Parametrisierung   und Priorisierung und verbindet diese mit der in der FMEA hinterlegten Entdeckungswahrscheinlichkeit.
  • gezielte Unterstützung einer agilen Produktentwicklung, in der während der Laufzeit Ziele festgelegt, modifiziert und schnellstmöglich Auswirkung auf Risiken, Kosten oder aktuellem Reifegrad erkennbar sein muss.

Die nachfolgenden Bilder stellen ein fiktives Beispiel für eine alle Methoden übergreifende Anwendung anhand eines Auto-Scheinwerfers (Leuchtweitenregulierung, Kurvenlicht, Anpassung an Strassenverhältnisse etc.) dar. Für eine detaillierte Sicht steht ein Bildzoom (Mouse-over) zur Verfügung.

QFD - Kundenanforderung

  Die Kundenanforderungen werden als eigenständige Objekte definiert. Ihr unterschiedlicher Bezug zu den einzelnen Funktionen wird über Beziehungen abgebildet, in diesen wird die unterschiedlich hohe Bedeutung der einzelnen Funktionen zur Umsetzung der Kundenanforderung hinterlegt.

Funktionsmodell - Zuordnung der Parameter

  Die Zuordnung der Parameter zu den Funktionen quantifiziert die in der QFD festgelegten Anforderungen. Gleichzeitig dienen diese Parameter der Steuerung zur Aktualisierung des Risikoprofils in der FMEA sowie der Reifegradsteuerung durch Hinterlegung der Zielwerte und der Meilenstein bezogenen aktuellen Werte.

Funktionsmodell - Zuordnung der Bauteile

  Bauteile werden den einzelnen Funktionen zugeordnet und an den jeweiligen Beziehungen wird die Bedeutung zur Realisierung dieser Funktionen hinterlegt.
Durch die Zuordnung der Bauteile in der QFD wird deren Bedeutung für die Realisierung der Kundenanforderungen transparent. Gleichzeitig stellt die Hinterlegung von Kosten den Übergang zum Target Costing dar.

Die nachfolgenden Bilder stellen ein fiktives Beispiel für eine alle Methoden übergreifende Anwendung anhand eines Auto-Scheinwerfers (Leuchtweitenregulierung, Kurvenlicht, Anpassung an Strassenverhältnisse etc.) dar. Für eine detaillierte Sicht steht ein Bildzoom (Mouse-over) zur Verfügung.

Funktionsmodell - Zuordnung der Bauteile

  Bauteile werden den einzelnen Funktionen zugeordnet und an den jeweiligen Beziehungen wird die Bedeutung zur Realisierung dieser Funktionen hinterlegt.
Durch die Zuordnung der Bauteile in der QFD wird deren Bedeutung für die Realisierung der Kundenanforderungen transparent. Gleichzeitig stellt die Hinterlegung von Kosten den Übergang zum Target Costing dar.

Target Costing - Kostenoptimierung

  Die hinterlegten bauteilbezogenen Kosten und die Bedeutung der einzelnen Funktionen werden nachfolgend in der Target Costing Auswertung genutzt, um IST und gewichtete Zielkosten zu vergleichen. Baiss hierfür bildet der zu erzielende Marktpreis. Analog hierzu ist eine graphische Übersicht der Funktionskosten möglich.

Die nachfolgenden Bilder stellen ein fiktives Beispiel für eine alle Methoden übergreifende Anwendung anhand eines Auto-Scheinwerfers (Leuchtweitenregulierung, Kurvenlicht, Anpassung an Strassenverhältnisse etc.) dar. Für eine detaillierte Sicht steht ein Bildzoom (Mouse-over) zur Verfügung.

Kanoanalyse

  Die Kano Analyse basiert auf den in der QFD vorhandenen Daten und stellt eine qualitative Bewertung der Kundenanforderungen dar und liefert bereits in einer frühen Entwicklungsphase Risikoindikatoren.
Eine Anforderung mit hoher Attraktivität aber niedriger Zielerreichung bedeutet hohes Umsetzungrisiko und kann den Produkterfolg in Frage stellen.

Value Costs

  Die Value Cost Analyse basiert auf den in der QFD vorhandenen Daten und stellt eine qualitative und quantitative Bewertung dar. Die Relation zwischen relativen Kundennutzen und Kosten erschließt Kostenpotanziele, z.B. bei Funktionen mit relativ niedriger Bedeutung aber hohen Kosten.

Die nachfolgenden Bilder stellen ein fiktives Beispiel für eine alle Methoden übergreifende Anwendung anhand eines Auto-Scheinwerfers (Leuchtweitenregulierung, Kurvenlicht, Anpassung an Strassenverhältnisse etc.) dar. Für eine detaillierte Sicht steht ein Bildzoom (Mouse-over) zur Verfügung.

parameterbasierte FMEA

  Zu jedem Risiko/Fehler entsteht ein Beziehungsnetzwerk aus Fehlerursache, Fehlerfolge, Vermeidungs- und Prüfmaßnahmen usw. In der parameterbasierten FMEA werden die zugeordneten Funktionsparameter genutzt, um über deren Veränderung eine mögliche Erhöhung des Risikowertes (RPZ oder Risikomatrix) zu erkennen. Hierbei fließen Erfahrungen aus Feldtest, Service und Validierung ein.
Eine textbasierte Schnittstelle ermöglicht die Erstellung eines FMEA Reports.

parameterbasierte FMEA - Bauteil und Risiken

  Die Vernetzung der Datenobjekte ermöglicht unterschiedlichste Auswertungen und Sichten, so kann einerseits bzgl. einem bestimmten Risiko die in Beziehung stehenden prägenden und beschreibenden Objekte dargestellt werden. In diesem Bild wurde nicht nach einem bestimmten Risiko sondern nach einem bestimmten Bauteil aufgelöst, so dass erkennbar ist, bei welchen Risiken dieses Bauteil betroffen ist und welche Maßnahmen für diese Risiken im Sinne von Vermeidung oder Prüfung möglicherweise ergriffen werden müssen.

parameterbasierte FMEA - Validierungsplan ableiten

  Die Parametrisierung der FMEA ermöglichst es, über die Veränderung der Kundenanforderungen bzw. deren Beziehung zu den Funktionsparametern zu analysieren, welche Risiken deutlich erhöht werden. Hierauf aufbauend kann für alle kritische Risiken zu jedem bestimmten Bauteil automatisch ausgeleitet werden, welche Maßnahmen für dieses Bauteil ergriffen werden müssen. Durch die Konzentration auf notwendige Maßnahmen aufgrund der Kritikalität der Bauteile wird der Aufwand zur Durchführung von Maßnahmen reduziert. Diese graphischen Übersichten, die auch in einer tabellarischer Form über eine Schnittstelle ausgeleitet werden können, bilden die Basis für den Validierungsplan.

FMEA - Einfluß der Kundenanforderungen auf Risiken

  Akkumulierend über alle Risiken kann analysiert werden, welche Kundenanforderungen bzw. Parameter den relativ größten Einfluss auf das Risikoprofil des Produktes oder Komponente haben. Diese Kenntnis kann in frühen Entwicklungsphasen, insbesondere einer agilen Produktentwicklung, entscheidend sein, um über deren eventuell noch mögliche Beeinflussung das Produktrisiko zu senken.

Die nachfolgenden Bilder stellen ein fiktives Beispiel für eine alle Methoden übergreifende Anwendung anhand eines Auto-Scheinwerfers (Leuchtweitenregulierung, Kurvenlicht, Anpassung an Strassenverhältnisse etc.) dar. Für eine detaillierte Sicht steht ein Bildzoom (Mouse-over) zur Verfügung.

Reifegradmanagement - Produktreife

  Reifegradmanagement stellt eine effektive Möglichkeit dar, um jederzeit, z.B. zu einem bestimmten Projektmeilenstein, festzustellen, ob die ursprünglich gesetzten Ziele am Ende des Projektes erreicht werden können. Für diese Prognose werden die ursprünglichen Zielwerte der Kundenanforderungen bzw. Parameter und deren aktuelle Zielprognose genutzt und mit der Sicherheit dieser Prognose verknüpft. Für diese Prognosesicherheit können die in der FMEA hinterlegte Entdeckungswahrscheinlichkeit der zugeordneten Maßnahmen verwendet werden. Die hieraus resultierenden Kurven ermöglichen eine IST/SOLL-Abgleich und weisen bei zu großen Unterschieden das damit verbundene Projektrisiko aus.

Produktreife - Entwicklunsgrisiko

  Das Entwicklungsrisiko analysiert über alle Reifegrade/Meilensteine den geplanten und tatsächliche Verlauf der Prognosesicherheit der Absicherungsmaßnahmen. SOLL und IST Kurven reflektieren den Unterschied zwischen geplanten und tatsächlich durchgeführten Maßnahmen.

Die SOLL-Kurve indiziert ergänzend möglichen strukturellen Verbesserungsbedarf:

Ein über mehrere Meilensteine zu flacher Verlauf bedeutet keine deutliche Verbesserung. Maßnahmen sind möglicherweise redundant.

Zu hohe frühe Werte bedeuten Prognoseunsicherheit,
Maßnahmen müssen verbessert werden.

Ein zu steiler Gradient zwischen Meilensteinen primär virtueller bzw. physischer Maßnahmen bedeutet eine Prognoseunsicherheit der simulativen Maßnahmen.

QFD und insbesondere FMEA sind klassische, über lange Zeit bewährte Methoden der Qualitätssicherung, entstanden in einer Zeit, in der die Produktentwicklung von klar abgegrenzten Entwicklungsschritten und initial von einer umfassenden Festlegung der Anforderungen geprägt war. Eine agile Produktentwicklung ist jedoch fast gegensätzlich geprägt, insbesondere von einer noch nicht vollständigen oder abgeschlossenen, stabilen Festlegung der Anforderungen. Dies relativiert zwar in keiner Weise die Bedeutung einer FMEA, jedoch die klassische Vorgehensweise.

Die dargestellte Methodik der Vernetzung der klassischen Methoden wie QFD, FMEA, deren Verbindung zu Analysemethoden wie Kano und Value Cost Charts sowie der Berechnung der Produktreife bietet durch die Parametrisierung den entscheidenden Vorteil: Änderungen in den Anforderungswerten (=Parameter) oder die Korrektur der Charakteristik des Produktes (Neupriorisierung der Funktionen untereinander, Ergänzung durch neue Funktionen, Kostenoptimierung im Vergleich zu Wettbewerbern etc.) können schnellstmöglich übegreifend und konsistent bewertet werden. Dies schließt die Änderung des Risikoprofils und die Planung der Absicherungsmaßnahmen (Simulation, physische Verfahren) ein, sofern die Parameter außerhalb der bekannten und in der Berechnung berücksichtigten Erfahrungsrenzen liegen.

Target Engineering bedeutet nicht, zwangsweise alle Methoden einzusetzen, so können alle Methoden auch einzeln genutzt werden. Die gilt insbeondere für die FMEA oder Reifegradmanagement. Produktentwicklung heute und somit die Anwendung der FMEA ist oftmals auch davon geprägt, dass ein bestehendes Produkt oder Teilsystem kundenspezifisch an geänderte Einsatzrandbedingungen angepasst oder doch geprüft werden muss, ob durch diese neuen Einsatzrandbedingungen einzelne Risiken als kritisch einzustufen sind. Die Parametrsierung der FMEA, die Möglichkeit der Erweiterung einer parameterbasierten FMEA auf eine ganze Produktfamilie durch Produktoptionen, eröffnet genau diese Möglichkeit. Somit wird der typische Copy-and-Paste Effekt, d.h die unvollständige und meist nicht konsistene Anpassung einer früheren FMEA vermieden und der Aufwand zur Erstellung eines aktuellen Risikoprofil kann drastisch reduziert werden. Die jederzeit aktuelle Bewertung steigert die Aussagekraft der FMEA und führt zu einer deutlich höheren Akzeptanz in der Durchführung.