50% Herstellkostenreduzierung bei der Brennstoffzelle durch Anwendung der Produktklinik
[31.03.2014]
Die Brennstoffzelle als potenzialreiche Schlüsseltechnologie
Die Brennstoffzelle kann als innovative Schlüsseltechnologie gesehen werden. Der Betrieb von Brennstoffzellen erfolgt emissionsfrei sowie geräuscharm und kann einen wertvollen Beitrag zur effizienten Energiegewinnung leisten. Der Wirkungsgrad von bis zu 60% von modernen Brennstoffzellen steht in keinem Verhältnis zum Wirkungsgrad gängiger Otto- bzw. Dieselmotoren, die kaum die Grenze von 30% überwinden können. Obwohl über 90% aller Personen, die in einer Studie der TU München befragt wurden, die Brennstoffzelle für eine umweltschonende, sichere und effiziente Technologie halten, würden weniger als 4% einen Kauf aus Kostengründen in Erwägung ziehen. Diese Diskrepanz macht deutlich, welcher Nutzen einer Herstellkostenreduzierung bei der Brennstoffzelle beizumessen ist. Nur durch eine Nutzwertoptimierung ist das vollständige Marktpotential der Brennstoffzelle zu erschließen. Die Produktklinik konnte mit ihrem übergreifenden Methodenkomplex in jüngster Vergangenheit genau dieses leisten. Durch die zielgerichtete Anwendung der Produktklinik konnten konkrete Maßnahmen identifiziert werden, durch deren Umsetzung die Herstellkosten um über die Hälfte reduziert werden können.
Die Anwendung der Produktklinik zur Nutzwertoptimierung der Brennstoffzelle
Die Produktklinik ist seit über 20 Jahren ein bewährtes Konzept zur kosten- und nutzenoptimierten Produktgestaltung. In über 70 Produktkliniken wurden Kostenreduzierungen von über 30% erzielt. Die Methodenbausteine der Produktklinik ermöglichen dabei eine systematische Abarbeitung aller Potenzialfelder von Produkt- und Wertschöpfungsprozessen und sind zu einem übergreifenden Modell verknüpft.
Vor allem im Bereich disruptiver Technologien kann die Produktklinik ihr volles Potential entfalten und Unternehmen dabei unterstützen, durch nutzwertoptimierte Produkte Marktanteile zu sichern und langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Durch zielgerichtete Anwendung der Produktklinik können disruptive Technologien frühzeitig wettbewerbsfähig gemacht werden. Der Marktzugang kann somit sehr zeitnah realisiert werden und die noch freien Marktsegmente können schnell und wettbewerbsarm besetzt werden. Die Vorgehensweise der Produktklinik setzt auf eine Nutzwertoptimierung durch die Einbeziehung von Kundenwünschen und kostenoptimalen Fertigungsansätzen. Im Fall der Brennstoffzelle wurden im ersten Schritt die Kundenanforderungen mittels einer Conjoint-Analyse aufgenommen. Die Kundenpräferenzen in den Segmenten Endnutzer und Industrie konnten so identifiziert werden. Aspekte, die innerhalb der Analyse berücksichtigt wurden, sind z.B. Baugröße, Sicherheitsaspekte, Preise und Brennstoffe. Auf diese Weise konnte ein Anforderungskatalog erstellt werden.
Um eine kostenoptimale Produktgestaltung zu ermöglichen, wurden im Anschluss an die Conjoint-Analyse mehrere Demontageworkshops durchgeführt. Die Brennstoffzelle wurde dazu in funktionsorientierte Baugruppen zerlegt. Auf Bauteilebene konnten so am physischen Lernort in crossfunktionalen Teams über 90 potentialreiche Verbesserungsideen identifiziert werden. Der gesamte Prozess der Ideengenerierung im Demontageworkshop erfolgte anhand strukturierter Fragenkataloge und wurde durch umsetzungserfahrene TCW-Berater moderiert und begleitet. Alle gesammelten Verbesserungsideen wurden im Anschluss daran in Steckbriefe aufgenommen und bewertet. Diese Bewertungskriterien umfassen einerseits quantitative Kriterien (z.B. Kosten-/Nutzenverhältnis) andererseits auch qualitative Kriterien (z.B. Bildung von Skalenvorteilen, technische Entfeinerung). Im nächsten Prozessschritt wurde ein Implementierungsprozessplan ausgearbeitet. Die Erfahrungen aus verschiedenen Praxisprojekten zeigen, dass der Umfang, der in der Praxis realisierbaren Potentiale an die Güte und die Detailtiefe des Implementierungsprozessplanes geknüpft ist. Der Implementierungsprozessplan, der durch TCW in enger Abstimmung mit dem Unternehmen ausgearbeitet wurde, konnte diesem Anspruch gerecht werden. Die bisherigen Meilensteine wurden bis zum jetzigen Zeitpunkt alle fristgerecht erreicht und alle bis zu diesem Zeitpunkt geplanten Kostenreduzierungen konnten wie geplant realisiert werden.
Zum ganzheitlichen Produktpotential durch definierte Produktszenarien
Die innerhalb der Demontageworkshops identifizierten Verbesserungsideen wurden im Rahmen des Implementierungsprozessplanes zuerst zu Umsetzungspaketen aggregiert. Der Aggregationsprozess berücksichtigt dabei Synergien zwischen Einzelideen, der Kundenanforderung aus der Marktanalyse und weitere funktions- und umsetzungsorientierte Kriterien. Umsetzungspakete können dann definierten Produktszenarien zugewiesen werden. Es ist so möglich aus einem undifferenzierten „One-size-fits-all“ - Produkt modulare Varianten für unterschiedliche Marktanforderungen abzuleiten. Die Produktklinik schafft somit die Voraussetzungen für zielgerichtetes Targeting ausgewählter Marktsegmente, welche im Rahmen der Marktanalyse identifiziert werden. Neben den kumulierten Kostenpotentialen kann dadurch zusätzlich durch bessere Marktanpassung die Produktattraktivität erhöht werden. Auch Modularisierungseffekte in der Produktion können erschlossen werden. Die Vorgehensweise der Produktklinik zählt seit Jahren zur Kernkompetenz des TCW und ist für alle Branchen und Produkte anwendbar.
