Modularisierung als Lösung für zukünftige Fahrzeugkonzepte

Herausforderungen zukünftiger Fahrzeugkonzepte

Unternehmen der Automobilindustrie stehen vor immer komplexeren und zugleich dynamischeren Herausforderungen. Insbesondere der Mobilitätswandel hin zur gleichzeitigen Produktion von Fahrzeugen mit klassischem Verbrennungsmotor sowie teil- oder sogar vollelektrifizierten Personenkraftwagen verlangt sowohl den OEM als auch den Zulieferern der Branche hohe Flexibilität ab. Die zunehmende Internationalisierung der Märkte intensiviert gleichzeitig den Wettbewerbsdruck durch die Erweiterung der Absatzmärkte. Damit einhergehend ist vor allem der steigende Kostendruck, der durch die internationale Gestaltung von Arbeitszeit als auch -kosten verschärft wird. Kürzere Innovationszeiträume und Produktlebenszyklen erhöhen zusätzlich die Anforderungen und hohe Qualität über die gesamte Wertschöpfungskette wird für den Unternehmenserfolg vorausgesetzt. Insbesondere die stark individualisierten Anforderungen der immer neuen Kundengruppen führen zu folgenden Fragestellungen:

Wie lässt sich der Zielkonflikt zwischen Effizienz und Flexibilität vor dem Hintergrund der aktuellen Herausforderungen unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte bestmöglich beherrschen?

Wie kann man die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen der Automobilindustrie sichern?

Das TCW Konzept

Gemeinsam mit einem Kunden aus dem Bereich der Automobilzulieferindustrie beantwortete TCW diese Fragen mit dem Konzept der Modularisierung – also dem systematischen Wiederverwenden von Systemen, Modulen, Gleichteilen und Plattformen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg.

TCW verfolgt hierfür einen interdisziplinären Ansatz, der die teilweise gegenläufigen Interessen verschiedener Stakeholder im Unternehmen (Entwicklung, Produktion, Einkauf etc.) sowie auf Kunden- und Lieferantenseite in Einklang bringt und ein gesamtunternehmerisches Optimum bewirkt. Dabei zeigt sich der Nutzen der Modularisierung insbesondere in folgenden Bereichen:

• Erhöhung der Bauteil- und Prozessqualität
• Erhöhung der Flexibilität
• Verbessertes Wissensmanagement
• Reduzierung von Logistik-, Material- und Produktionskosten
• Verkürzung von Liefer-, Durchlauf- und Anlaufzeit
• Reduzierung von Aufwänden in der Planung und Entwicklung

Um diese Potenziale realisieren zu können, werden Produkte und Komponenten in einzelne Module unterteilt. Skalierbare Module und Prozesse bilden die zwingend erforderliche Grundstruktur des Produkts ab, Erweiterungs- und Applikationsmodule erzeugen die Produktvielfalt. Sämtliche Module werden in einem Baukasten zusammengefasst. Um Kosten-, Zeit- und Qualitätsvorteile realisieren zu können, gilt es bei der Architekturgestaltung die Einhaltung spezifischer Eigenschaften zu berücksichtigen, sodass mit Hilfe standardisierter Einzelkomponenten die Komplexität vor allem in der Produktion beherrschbar wird.

Im Fokus der TCW-Vorgehensweise stehen die Kundenperspektive sowie eine detaillierte, ganzheitliche technische und kostenmäßige Betrachtung unter Zuhilfenahme von erfolgreich erprobten Tools. Diese Vorgehensweise umfasst sechs Schritte:

1. Analyse von Markt, Marktsegmentierung, Produktprogrammen, Kundenanforderungen und Produktstrukturen,
2. Technische und kostenmäßige Bewertung von Konzepten und Auswahl technischer Lösungen zur Ableitung von Anforderungsprofilen,
3. Spaltung von Modulen und Systemen sowie Parametrisierung von Funktionen zur Definition von Ecktypen,
4. Bestimmung von Produktvarianten durch Identifikation möglicher Plattformen oder Module aus der Bündelungstreibermatrix (BTM) und Integration einzelner technischer Lösungen,
5. Bestimmung der modularen Architektur durch Schnittstellentypisierung, Aufstellen der Schnittstellendreiecksmatrix sowie die Auswahl einzelner Lösungsansätze,
6. Ableitung der Zielkosten unter Berücksichtigung von Design for Assembly (DFA), Design for Manufacturing (DFM) und des Komplexitätscontrollings.

Ergebnis der TCW-Modularisierung

Die Praxiserfahrungen von TCW bestätigen, dass Unternehmen insbesondere unter Anwendung von Produkt- und Prozessmodularisierungskonzepten operativ rentabler, mit einer höheren Marktdurchdringung und zugleich flexibler gegenüber Wettbewerbern agieren können. Gleichzeitig zeigt sich ein Nutzen der Modularisierung in allen Unternehmensbereichen im gesamten Produktlebenszyklus, sodass neben Potenzialen im Produkt oder im Produktionsprozess auch die Servicequalität und die Produktivität in der Organisation steigen.

Im konkreten Anwendungsbeispiel des Automobilzulieferers konnten transparente sowie mehrpreisfähige Leistungsbündel das Fahrzeugkonzept geschaffen werden. Dem hervorgerufenen Anstieg der Produktvarianten wurde erfolgreich entgegengewirkt und die damit verbundene Teilevielfalt um 17 % reduziert. Die Modularisierung als Enabler von Skaleneffekten bewirkte zudem die Senkung der Komplexitätskosten. Das größte Potenzial stellte die Verringerung der Herstellkosten um 18 % dar.

Beratungsleistungen

• Modularisierung von Produkten und Produktprogrammen
• Plattformstrategie
• Modularisierung in Organisation, Produkten, Produktion und Services

Publikationen

• Modularisierung der Produktion in der Automobilindustrie
  Der Modulare Produktions-Baukasten von Volkswagen
• Modularisierung 4.0
  Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services
• Modularisierung in Organisation, Produkten, Produktion und Services
  Vielfalt nutzen und optimieren

Praxisbeispiele

• Modularisierung als Schlüssel zum Unternehmenserfolg
• Modularisierung der Produktion zur Abdeckung einer hohen Variantenvielfalt
• Modularisierung 4.0 - Produkte, Produktion und Dienstleistungen