Schnell zum Produkt: Agile Methoden in der Kunststofftechnik

Die Herstellung von technischen Produkten verlangt immer kürzere Entwicklungszyklen. Gleichzeitig müssen Unternehmen Risiken minimieren und dafür sorgen, dass ihr Produkt den Anforderungen optimal entspricht. Damit wächst der Druck auf alle am Entwicklungsprozess Beteiligten, insbesondere auf die Projektleiter. Sie müssen dafür sorgen, dass benötigte Bauteile, wie Kunststoffprofile, termingerecht und in der benötigten Qualität zur Verfügung stehen. Agile Methoden in der Planung und Produktion helfen  dabei, Risiken zu minimieren.

Die herkömmliche Produktentwicklung nach dem “Wasserfallprinzip” verläuft linear: Idee, Planung, Produktion, Vertrieb. Oft erkennen Unternehmen erst spät, ob die ursprünglich geplante Produkteigenschaften den Kundenanforderungen gerecht werden. Bei dieser Art der Entwicklung werden auch Lieferanten erst dann hinzugezogen, wenn das Produkt und die benötigten Bauteile bereits vollständig geplant sind. Für ein Kunststoffprofil beispielsweise, hat man die Kontur schon genau festgelegt, und im Hinblick auf das Material sehr konkrete Vorstellungen.

Wir bei Technoform erleben jedoch immer wieder, dass aus Kostengründen, Zeitdruck oder mangelnden Kunststoff-Kenntnissen falsch oder zu oberflächlich geplant wird. Das rächt sich später im Projekt, wenn beispielsweise die Anforderungen an das Kunststoffprofil nicht erfüllt werden können. Davor wollen wir unsere Kunden und Partner mit unserem Know-how und unserer Erfahrung bewahren.

Eine Korrektur im laufenden Prozess ist dann schwierig oder gar unmöglich, so dass im Extremfall neu produziert werden muss. Das verursacht erheblichen Mehrkosten und Mehraufwand. Selbst wenn falsche Annahmen noch vor Produktionsbeginn erkannt und korrigiert werden, geht wertvolle Zeit verloren, und Termine können im Zweifel nicht gehalten werden.

Skizze eines klassischen Produktentwicklungsprozesses am Beispiel eines Kunststoffprofils
 

Je komplexer die Anforderungen an ein Produkt, desto eher gerät die Entwicklung nach dem klassischen Wasserfallmodell an seine Grenzen.

Agile Produktentwicklung folgt im Gegensatz zum “Wasserfallprinzip” einer iterativen Vorgehensweise: Der Planungs- und Entwicklungsprozess wird in einzelne Bausteine zerlegt, die aufeinander aufbauen. Zudem werden Kunden frühzeitig in die Prozesse eingebunden, um ihre wahren Anforderungen zu verstehen und das Projekt in die richtige Richtungen zu lenken.

Wir bei Technoform unterstützen unsere Kunden dabei, Produkte nach diesem Prinzip zu entwickeln. In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden ermitteln wir die gewünschten Funktionen, hinterfragen Anforderungen und entwickeln vorab einen “Rapid Prototype”: ein Produktmuster, das wenn nötig und gewünscht bereits nahezu Serienqualität bietet. Oft können wir unsere Kunden schon mit einfachen Materialmustern helfen, die Funktionalität ihres Produktes in seiner konkreten Anwendung vorab zu überprüfen.

Erfüllt er wirklich die gewünschten Eigenschaften wie z.B. Flammfestigkeit, Steifigkeit oder Dehnungsverhalten bei Temperaturveränderungen? Das lässt sich in der Regel mit vorhandenen Mustern klären, ohne dass eigens etwas angefertigt werden muss und Zusatzkosten entstehen. Damit erhält der Projektleiter schnell Erkenntnisse, die er in seine weitere Planung einfließen lassen kann.

Skizze eines agilen Produktentwicklungsprozesses:
 

Je schneller das Muster eines Kunststoffprofils entwickelt und getestet werden kann, desto besser können mögliche Anpassungen in den Entwicklungsprozess integriert werden. Das Risiko zeitlicher Verzögerungen und ggf. höherer Kosten lässt sich so deutlich reduzieren.

Bei Technoform kombinieren wir agile Methoden der Produktentwicklung mit Prinzipien des „Simultaneous Engineering“, bei dem verschiedene Aufgabenbereiche nicht nacheinander sondern parallel arbeiten, um Planungs- und Entwicklungszeit einzusparen. Dies ermöglicht beispielsweise “Rapid Prototyping” zur schnellen Herstellung von Musterprofilen selbst bei komplexen Anforderungen.

Die wichtigsten Aufgabenfelder in der Entwicklung eines Kunststoffprofils für technische Anwendungen sind zum einen die Auswahl des passenden Materials und zum anderen die Entwicklung des Werkzeugs für die Formgebung und Funktionserfüllung des Kunststoffes. Letzteres kann je nach Anforderung sehr zeit- und kostenintensiv sein, weshalb hier das Rapid Prototyping eine wichtige Rolle spielt.

Planung schnell und agil starten
Um die Stärken des Rapid Prototyping voll auszuschöpfen, versuchen wir möglichst früh in die gemeinsame Planung mit unseren Kunden einzusteigen. Ein erstes Gespräch zum Projekt findet in der Regel direkt, spätestens wenige Tage nach der Anfrage statt. Dabei geht es darum die wahren Bedürfnisse zu verstehen, ihm Material- oder Funktionsmuster zur Verfügung zu stellen und die Anforderungen fachlich in die Planung zu übersetzen.

Schnell zum Werkzeug für die Musterproduktion
Die Herausforderung insbesondere in zeitkritischen Projekten besteht darin, schnell genug ein Musterwerkzeug zu entwickeln, mit dem sich Profile fertigen lassen, die bereits nahe an der Serienqualität sind. Bei Technoform können wir dies durch spezielle Verfahren und viel Erfahrung in nur ein bis zwei Entwicklungsschritten erreichen, was die Dauer bis zur Musterproduktion im Vergleich zu anderen Anbietern auf einen Bruchteil verkürzt.

Sich Iterativ den Anforderungen nähern
Kunststoffprofile, die per Extrusion hergestellt werden sollen, müssen in der Regel nicht nur eine, sondern mehrere Anforderungen erfüllen. Ein Profil für eine elektrotechnische Anwendung beispielsweise muss neben Anforderungen an Form und Geometrie üblicherweise auch flamm- bzw. hitzebeständig sein, gegen elektrischen Strom isolieren und bei Temperaturveränderungen formstabil sein.

Um solche Materialeigenschaften zu prüfen, muss der Kunststoff häufig gar nicht in die gewünschte Form gebracht werden. Es genügt ein beliebiges Profil aus dem Material, das in Betracht kommt. Auf ein solches Materialmuster folgt in der Regel ein Funktionsmuster, erst dann ein eigens angefertigtes Minimal Viable Product. Mit einem solchen iterativen Vorgehen lassen sich Anforderungen schnell und mit minimalem Aufwand ermitteln.

Simulation als Baustein agiler Produktentwicklung
Die Geometrie eines geplanten Kunststoffprofils lässt sich auch mithilfe von Simulationen prüfen. Da weder Werkzeug noch ein Muster hergestellt werden ist dies eine kostengünstige Möglichkeit, um die benötigten Eigenschaften des Profils zu analysieren und schnell zu einem Muster zu kommen, das nahe an die gewünschte Serienqualität heranreicht.

Die oben genannten Aspekte und Beispiele zeigen, dass agile Prinzipien sich für jedes Projekt lohnen, wo es auf Geschwindigkeit und Flexibilität ankommt. Wie wir gesehen haben, beginnt Agilität nicht erst mit der konkreten Projektplanung, sondern bereits im Vorfeld, beim Formulieren der fachlichen Anforderungen. Denn nur so lässt sich ein Projekt ganzheitlich agil planen, um zeitlichen Aufwand und Risiko zu minimieren.