Rund 80 % der späteren Produktkosten werden bereits ider Knstruktion festgelegt. Das Ziel in der Produktentwicklung von innovativen Produkten aus Kunststoffen ist daher die Steigerung der Effizienz, um Bauteile so wirtschaftlich aber zugleich qualitativ hochwertig wie möglich fertigen zu können. Der Konstruktionsansatz Design for Manufacturing (DFM) verfolgt diese Zielsetzung. Dabei arbeiten in der der Regel Forschung & Entwicklung, Fertigungsingenieure und Lieferanten zusammen, um Lösungen zu schaffen, die eine schnelle und kosteneffiziente Markteinführung unterstützen.
In diesem Beitrag beschreiben wir, was Design for Manufacturing konkret ist und welche positiven Effekte sich durch die Einhaltung von dessen Grundprinzipien ergeben.
1. Die Spannungsfelder in der Produktentwicklung
2. Die 5 Grundprinzipien des Design for Manufacturings als Problemlöser
3. Fazit
Zumeist ist nicht auf Anhieb klar, wie sich Entwürfe konkret fertigen lassen und wie diese die Fertigungskosten und –zeit schlussendlich beeinflussen. Wird bei der Produktentwicklung kein ganzheitlicher Prozess berücksichtigt, können hohe Kosten entstehen, die den Markteintritt verzögern oder sogar vermeiden.
Die Produktion wird oft mit Konstruktionen überrascht, die komplex, zeitaufwändig und kostspielig sind. Dies geschieht, da Abteilungen oder auch Lieferanten oftmals in isolierten Prozessen planen und fertigen. Eine gelungene Kommunikation aller Teams fehlt in diesem Fall schon beim Start der Produktentwicklung. Werden jedoch alle Parteien von Beginn an eingebunden, kann erheblicher Mehraufwand verhindert werden.
Gelingt diese übergreifende Zusammenarbeit ergeben sich folgende Effekte:
Der Ansatz des Design for Manufacturings (DFM) hilft dabei, Kommunikationshürden zu überwinden, indem allen Parteien schon bei Entwicklungsbeginn der Zugang zu den relevanten Daten ermöglicht wird, und dessen Nutzung sogar gefördert beziehungsweise eingefordert wird.
Schon in dieser frühen Entwicklungsphase müssen Entscheidungen durch einen transparenten Informationsaustausch von allen Beteiligten getroffen werden. Dabei müssen die Prozesse von der Produktentwicklung über die Produktion und das Marketing bis hin zum Recycling gesamtheitlich berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung aller Phasen der Produktentwicklung und des Produktlebenszyklus werden störende und meist teure Eventualitäten weitestgehend eliminiert. Hier hilft auch der Einbezug von Wissen aus vergangenen Projekten. Idealerweise wird dieses Know-How im Unternehmen dokumentiert und bewertet.
Video: Die Einbindung aller beteiligten Abteilungen und Lieferanten verhindert Mehraufwand und steigert den Produkterfolg.
Vorlaufzeiten und Fehler können reduziert werden, wenn die Bereitstellung von Informationen standardisiert wird. Faktenbasierte Entscheidungen können zum Beispiel anhand von Prototypen und Kleinserien getroffen werden. Anschließend wird erhoben und ausgewertet. Die Rückmeldungen aller Beteiligten durchleuchten dabei unterschiedlichste Blickwinkel, welche von der F&E alleine nicht ganzheitlich betrachtet werden könnten. Dieser Wissenstransfer entwickelt sich dabei am besten von einem Entwicklungstool zu einem fixen Bestandteil der Unternehmenskultur.
Das Ziel hierbei ist die Wiederverwendung von Bauteilen über verschiedene Produktgruppen hinweg. Wirtschaftlich gesehen, resultiert daraus eine höhere Erfolgsquote der Produkte. Ikea ist dabei ein Paradebeispiel. Gerade Funktionsteile werden bei Ikea konsequent über alle Produktlinien hinweg eingesetzt. Im Kunststoffspritzguss können beispielsweise Werkzeugeinsätze statt komplette Werkzeuge beauftragt werden.
Hier gilt es zu erheben, was die Stärken des eignen Unternehmens sind und wo zum Beispiel eine Open Innovation bzw. die Vergabe von Komponenten schlussendlich mehr Sinn macht. Wird beispielsweise Unterstützung im Engineering von Kunststoffteilen benötigt, macht es mehr Sinn einen Anbieter von Konstruktionsleistungen samt angeschlossener Produktion zu beauftragen, da damit die Machbarkeit immer gleich mit geklärt ist. Somit wird die Schnittstelle Konstruktion–Produktion eliminiert und einhergehend damit auch potentielle Fehlerquellen. In der Produktentwicklung gilt somit jede Schnittstelle als potentielle Gefahrenquelle. Ist man auf den Zukauf von Leistungen und Produkten angewiesen, empfiehlt sich vor allem die Einbindung eines One-Stop-Shops.
Dies betrifft vor allem das Änderungsmanagement. Es gilt dabei die Bauteilfunktion und die Fertigungstechnik eng abzustimmen. Wird zum Beispiel bei einem Fahrzeug nach etlichen Jahren, ein bisher traditionell gefertigtes Metallbauteil durch ein Leichtbauteil aus Faserverbundwerkstoffen ersetzt, hat dies enorme Auswirkungen auf den Fertigungsprozess und die nachgelagerten Arbeitsschritte. Sind die Funktionen eines Produktes und dessen fertigungstechnische Umsetzung jedoch bekannt und evaluiert, kann eine solche Änderung effizient ablaufen.
Um die Effizienz in der Produktentwicklung zu erhöhen und Mehraufwand zu vermeiden, sollte der Konstruktionsansatz Design for Manufacturing verfolgt werden. Dieser fördert die abteilungsübergreifende Kommunikation, wodurch frühzeitig unterschiedliche Blickwinkel betrachtet und potentielle Fehler vermieden werden können. Bei der Auslagerung von Leistungen oder Fremdbezug von Komponenten ist es ebenso wichtig, den Dienstleiser bzw. den Produzenten in die enge Kommunikation einzubinden, um letztendlich einen Produkterfolg zu ermöglichen. Vereinfachung, Vereinheitlichung und Transparenz sind somit die Schlüsselfaktoren des Design for Manufacturings.