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Was zeichnet ein gutes modulares System aus?

Die Entwicklung einer modularen Produktarchitektur ist eine Herausforderung, die initial einiges an Zeit und Aufwand beansprucht und an der alle Menschen im Unternehmen beteiligt werden. Kostenersparnisse und Umsatzzuwächse, die Sie mit einem guten modularen Baukasten erzielen können, sind jedoch erheblich. Aber was zeichnet ein gutes modulares System aus?

Es balanciert den Umfang des Systems und seiner Lebensdauer gegenüber dem Aufwand für die Baukastenentwicklung und -implementierung aus. In diesem Artikel stellen wir Ihnen verschiedene Kenngrößen (Key Performance Indicators, kurz KPIs) vor, anhand derer Sie Ihre Modularisierung steuern oder Ihren existierenden Baukasten bewerten können.

Abschließend werden wir Ihnen ein Beispiel eines Unternehmens zeigen, dass sich durch kontinuierliche Weiterentwicklung seiner modularen Produktarchitekturen ein außerordentlich erfolgreiches und entsprechend der KPIs „gutes“ modulares System erarbeitet hat.

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Was ist ein modulares System?

Ein modulares System ist eine Sammlung von Bausteinen (Modulen), die auf verschiedene Weise konfiguriert werden können und sich an unterschiedliche Kundenbedürfnisse anpassen lassen. Im Laufe der Zeit werden weitere Module entwickelt, um neue Funktionen zu bieten oder bestimmte Leistungsparameter zu verbessern.

Ein modulares Produkt ermöglicht es so, Anpassungen, Optimierungen und Kostensenkungen in einzelnen Modulen durchzuführen, ohne dass es zu dem typischen Welleneffekt von Änderungen innerhalb des gesamten Produkts kommt. Viele Unternehmen setzen die Modularisierung als Werkzeug ein, um die Produktkomplexität zu reduzieren oder den Kundenauftragsprozess effizienter zu gestalten, indem sie auftragsspezifisch konfigurieren (configure to order), anstatt auftragsspezifisch zu konstruieren (engineer to order).

Die folgende Abbildung zeigt schematisch, wie in einem modularen Produkt durch den Austausch von varianten Modulen gezielt auf (zeitlich) veränderliche Anforderungen reagiert wird.

Was_ist_ein_modulares_System

Wenn ein solches modulares System richtig entwickelt wird, sind die Vorteile beträchtlich. Hierbei profitiert die ganze Wertschöpfungskette des Unternehmens – von Entwicklungsingenieuren, die weniger Komponenten konstruieren und pflegen müssen, bis zu reduzierter Komplexität im Verkaufsprozess, der gesamten Lieferkette (supply chain) und im Service.

Wenn es gute modulare Systeme gibt, so muss es auch schlechte geben. Dies führt zu der Frage: Wie kann man ein gutes modulares System von einem weniger guten modularen System unterscheiden? Hierzu stellen wir Ihnen im Folgenden einige einfache Kenngrößen vor.

Faktor 1: Umfang eines modularen Systems

Viele Unternehmen nutzen modulare Produktarchitekturen, um mit der ständig zunehmenden Komplexität ihres Produktangebots fertig zu werden. Sie versprechen sich Komplexitätsreduzierung, Volumenkonsolidierung und erhöhte Lieferketteneffizienz in Verbindung mit verbesserter Flexibilität. Trotzdem sehen sich viele Unternehmen weiterhin mit Problemen konfrontiert, die mit dem Umfang ihrer modularen Systeme zusammenhängen:

  • Verbesserungen erstrecken sich nur auf einen kleinen Teil des gesamten Portfolios, so dass es schwierig ist, umfassendere Verbesserungen der Komplexität und der Lieferkette zu implementieren.
  • Die Anzahl der Plattformen nimmt mit der Zeit zu.
  • Subsysteme, die von mehreren Plattformen gemeinsam genutzt werden könnten, werden nicht erfasst.

Es ist daher von großer Wichtigkeit den Umfang eines modularen Systems richtig festzulegen. Der grundlegende Treiber für die Arbeit mit modularen Produktarchitekturen besteht darin, eine hohe Flexibilität zu ermöglichen und gleichzeitig die erforderliche Komplexität zu reduzieren - Do more with less. Das klingt in der Theorie einfach, erweist sich aber in der Praxis als schwierig.

Umfasst ein modularer Baukasten einen großen Teil des Portfolios, bedeutet dies, dass mehr Kundenbedarfe und mehr Volumen (Marktanteile) in diesem Baukasten konsolidiert werden. Es erscheint also zunächst erstrebenswert, möglichst viele Produktfamilien in einem gemeinsamen modularen System zu konsolidieren.

Ein solcher „Baukasten für alles“ ist aber mit Risiken verbunden - es besteht die Gefahr, zu weit zu gehen und Produkte mit zu diversen Anforderungsprofilen zusammenzufassen, so dass es zu Leistungs- oder Kosteneinbußen für große Teile des Portfolios kommt.

Die Ingenieure bei VW wären wahrscheinlich in der Lage, einen Baukasten zu entwickeln, aus dem sich sowohl der VW Polo als auch ein Bugatti Veyron konfigurieren ließen. Das wäre allerdings weder technisch noch wirtschaftlich sinnvoll. Für die Entwicklung eines modularen Baukastens ist es also wichtig, den Umfang richtig zu definieren.

Leseempfehlung: Lesen Sie in unserem Artikel Wie Sie ein Portfolio definieren, das Ihre Kunden begeistert mehr darüber, wie Sie den Umfang Ihres Portfolios festlegen können (inkl. Anleitung zur erweiterten SWOT-Analyse).

Faktor 2: Lebensdauer des modularen Systems

Die Entwicklung eines modularen Systems ist mit Aufwand und Kosten verbunden, da alle Produktvarianten, die in den Baukasten aufgenommen werden sollen, in Betracht gezogen werden müssen. Diesen Aufwand im Voraus zu erbringen (das sog. Frontloading), zahlt sich im Laufe der Zeit aus, da alle nachfolgenden Markteinführungen weniger ressourcen- und zeitaufwendig werden.

Sobald das System entwickelt und implementiert ist, hängt dessen Hebelwirkung an der abgedeckten Produktionsmenge. Bei einer größeren Menge profitieren wir von einem geringeren Entwicklungskostenanteil, besseren Preisen in der Beschaffung und größerer Effizienz in der Herstellung. Der Umfang eines modularen Systems skaliert proportional mit dessen Lebensdauer. Diese Lebensdauer kann erhöht werden, indem die modulare Produktarchitektur so gestaltet wird, dass der Umfang flexibel angepasst werden kann und das System robust gegenüber Änderungen ist.

Faktor 3: Aufwand für die Modularisierung

Während die obigen Ausführungen die Vorteile eines modularen Systems erklären, müssen wir auch den Aufwand verstehen, der für die Erstellung und Pflege des modularen Baukastens erforderlich ist. Je größer die Komplexität und der Aufwand sind, desto höher muss das Produktionsvolumen für die Rentabilität sein. Viele Unternehmen verwenden die Anzahl einzelner Komponenten, die auch als Teilenummern bekannt sind, als ein Maß für die Komplexität.

Um den Aufwand für die Erstellung und Wartung eines modularen Baukastens zu verstehen, verwenden wir die durchschnittliche Anzahl der Teilenummern über die Lebensdauer des modularen Systems. Mit diesem Maß des Aufwands können wir eine Gleichung formulieren, die die Rentabilität des modularen Systems erklärt.

KPI: Profitabilität eines modularen Systems

Mit den vorgestellten Faktoren können wir die Profitabilität eines modularen Systems wie folgt definieren:

Profitabilität-modulares-System

Mit diesem einfachen Modell im Hinterkopf ist es leicht zu verstehen, dass insbesondere folgende Maßnahmen im Rahmen eines Modularisierungsprojekts kritisch hinterfragt werden müssen:

  • Reduktion des Umfangs eines modularen Systems
  • Update von Teilen eines modularen Systems
  • Modularisierung eines Produktportfolios ohne langfristige Perspektive der sich ändernden Anforderungen (damit Reduktion der Lebensdauer)

Im Folgenden werden wir die Effekte dieser Maßnahmen im Einzelnen betrachten.

Leseempfehlung: Mit dem entsprechenden Software-Tool haben Sie während der Entwicklung, des Betriebs und der Optimierung jederzeit Transparenz bezgl. wichtiger Kennzahlen Ihres modularen Baukastens. Erfahren Sie hier mehr: Mit dem richtigen Software-Tool schneller und besser zum modularen Baukasten

Reduktion des Umfangs eines modularen Systems

Häufig werden Entwicklungsprojekte in ihrem Umfang reduziert, um eine kürzere Markteinführungszeit zu ermöglichen. Obwohl die Zeit bis zur Markteinführung ein kritischer Faktor ist, ist diese Reduktion des Umfangs häufig eine wirtschaftliche Fehlentscheidung. Ein kurzfristiger Gewinn entpuppt sich mittel- bis langfristig als Verlust.

Dies zeigt sich anschaulich an diesem Beispiel aus einem realisierten Projekt: Hier wurde entschieden, den Umfang nicht wie zunächst gefordert zu reduzieren. Das Ergebnis war eine um ca. drei Monate längere Entwicklungszeit für das erste Produkt auf Basis des modularen Baukastens. In allen folgenden Produktimplementierungen wurden jedoch ca. 2 Monate gespart. Im Effekt zeigt sich schon nach der vierten Produktimplementierung, dass der Aufwand für die Entwicklung geringer als bei einem reduzierten Umfang ist:

Umfang-modulares-System

Die ersten beiden Produkte wurden noch später eingeführt, als es mit einem reduzierten Projektumfang möglich gewesen wäre. Dadurch, dass die zusätzlichen drei Monate mit dem Frontloading des ersten Projekts verbracht wurden, konnten dann aber bei den Produkten 3, 4 Zeit und Ressourcen eingespart werden. Je länger die Lebensdauer der Plattform, desto mehr Time-to-Market (TTM)-Vorteile ergeben sich.

Auch wenn Sie mit einem modularen Baukasten einen großen Bereich abdecken wollen, sollten Sie bei der gemeinsamen Modularisierung von Hochleistungsprodukten und Massenmarkt-Produkten vorsichtig sein (siehe Beispiel – VW Polo & Bugatti Veyron).

Obwohl es eine scheinbar einfache Lösung für die Kommunalität (Vereinheitlichung) ist, wird die Gewinnspanne für weniger anspruchsvolle Produkte zerstört. Bei den unteren Preisgruppen führt diese Vorgehensweise zu einer Überspezifikation. Für die hochpreisigen Segmente ist der Mehrwert gegenüber den niedrigen nicht mehr erkennbar und hohe Margen werden verhindert.

In diesem Fall wird eine auf Gleichteile fokussierte Standardisierung dazu führen, dass nicht mehr genügend Produktdifferenzierung betrieben wird, die Bedarfe der Kunden nicht mehr ausreichend bedient werden. Der Umfang der Plattform ist verringert, selbst wenn Sie versuchen, das standardisierte Produkt an einen größeren Kundenkreis zu verkaufen.

Update von Teilen eines modularen Systems

Dieser Punkt ist mit dem vorhergehenden verwandt, kommt aber aus einem anderen Blickwinkel. Wir betrachten eine Plattform, die sich bereits seit einiger Zeit am Markt befindet und die ein Upgrade von Technologie A auf Technologie B benötigt. Hierzu muss jedoch zunächst eine Spezifikation für die gesamte Plattform erstellt werden, um Technologie B verwenden zu können. Um die Zeit bis zur Markteinführung dieses Projekts zu verkürzen, wird nun der Umfang reduziert, so dass nur die „High-Runner“ aufgerüstet werden.

Das Ergebnis: Aus einer Plattform werden zwei. Sie können die alte Plattform nicht auslaufen lassen, weil sie Produkte enthält, die für die Vervollständigung Ihres Portfolios entscheidend sind. Daher müssen Sie den Aufwand für die Wartung und Produktion von zwei statt einer Plattform aufwenden. Solange Sie diese beiden Plattformen nicht durch eine komplette Plattform der neuen Generation ersetzen, sitzen Sie fest. Sie sind in einer Spirale von immer mehr Plattformen gefangen - und immer weniger Ressourcen, wobei Sie sich aufgrund von Ressourcenbeschränkungen noch mehr darauf konzentrieren müssen, den Umfang der Entwicklungsprojekte zu reduzieren.

weniger-Profitabilität-modulares-System

Aus der Berechnungsformel wird direkt ersichtlich, dass die Maßnahme zu einer Erhöhung des Aufwandes bei gleichbleibendem Umfang und Lebensdauer und damit zu einer Reduktion der Profitabilität führt.

Modularisierung eines Produktportfolios ohne langfristige Perspektive der sich ändernden Anforderungen

Die Bestimmung heute bestehender Anforderungen an ein Portfolio lassen sich relativ einfach ermitteln: Schauen Sie sich Ihr bestehendes Portfolio und die Portfolios Ihrer Konkurrenten an und befragen Sie einige Ihrer Schlüsselkunden. Das Ergebnis deckt wahrscheinlich 95% der relevanten Anforderungen ab.

Es ist aber deutlich schwieriger, eine Vorhersage für die zukünftige Entwicklung der Anforderungen zu machen. Eine solche Vorhersage aber ist der Schlüssel zur Erhöhung der Lebensdauer des modularen Systems. Wenn eine solche Vorhersage systematisch erarbeitet wurde, kann diese genutzt werden, um die modulare Produktarchitektur so zu gestalten, dass sie robust gegenüber den erwarteten Veränderungen ist.

Während tatsächlich zufällige Änderungen problematisch sind, sind jedoch die meisten Änderungen vorhersehbar, wenn Sie die tatsächlichen Bedürfnisse Ihrer Kunden verstehen und eine solide Marktstrategie haben.  

Leseempfehlung: Finden Sie heraus, was Ihre Kunden wirklich wollen. Erfahren Sie mehr in unserem Blogartikel Produktmanagement & Modularisierung: Was Ihre Kunden wirklich wollen

Neben den marktseitigen Veränderungen sind auch technische Änderungen zu berücksichtigen: Mit einer guten technischen Roadmap, können Sie die Änderung größtenteils vorhersehen oder sogar einleiten.

Für diese Änderungen der Marktanforderungen sowie für die Änderungen technischer Natur gilt, dass diese in der Gestaltung der modularen Produktarchitektur berücksichtigt werden können. Je besser der Einfluss solcher Veränderungen auf einzelne Teile (Module) des Produktes beschränkt ist, umso länger ist die Lebensdauer des modularen Baukastens und desto rentabler ist dieser, da mit der Lebensdauer der Wert eines modularen Systems steigt oder fällt.

Lebensdauer-modulares-SystemEin Beispiel für ein gutes modulares System

Bisher haben wir Ihnen Kenngrößen zur Bewertung der Qualität eines modularen Systems vorgestellt. Um diese zu veranschaulichen, wollen wir Ihnen nun ein entsprechend dieser Kenngrößen gutes modulares System vorstellen.

Eines der bekanntesten Beispiele für modulare Systeme sind die Fahrzeuge des Volkswagen-Konzerns. Das System ist unglaublich flexibel, und es gibt einen klaren Lern- und Verbesserungspfad über einen langen Zeitraum hinweg. So wird eine lange Lebensdauer ermöglicht. Volkswagen hat seine modularen Baukästen durch stetiges Lernen im Laufe der Zeit verbessert, was sich nun in der dritten Generation seines modularen Systems auszahlt. Die untenstehende Grafik zeigt eine Illustration der Variationsparameter des Modularen Querbaukasten (MQB) von Volkswagen (Quelle: www.wolkswagen-newsroom.com )

Volkswagen-VW-modulares-System

Heute umfassen die modularen Systeme von Volkswagen die gesamte Palette der Personenkraftwagen. Sie sind nur durch Unterschiede in grundlegenden strukturellen Konstruktions-prinzipien definiert, einschließlich elektrischer (MEB-, PPE-Plattformen) und verbrennungsmotorischer (MQB-, MLB-Plattformen) Antriebsstränge. Innovationen sparen laut Kotabe und Helsen ( „Global Marketing Management“[2020]) jährlich mehr als 3 Milliarden Dollar ein. Im Jahr 2020 konsolidiert die MQB-Plattform mehr als 80% des gesamten Produktionsvolumens des Volkswagen Konzerns - fast 11 Millionen Fahrzeuge. Der Umfang des modularen Systems deckt also einen großen Bereich des Portfolios ab. Diese aktuelle MQB-Plattform wurde 2012 eingeführt, sie ist also bereits 8 Jahre alt und hat damit eine für die Automobilindustrie sehr lange Lebensdauer.

Der Weg zu einer über lange Zeit erfolgreichen Plattform war für VW steinig. In der ersten Generation der modularen Systeme, der A-Plattform, machte VW den Fehler, zu stark zu standardisieren. Durch die Standardisierung (also einen geringeren Umfang) kundenspezifischer Merkmale, ging die Markendifferenzierung verloren. Ein Audi-Kunde konnte keinen Unterschied mehr zu einem Skoda sehen. Eine ungenügende Abbildung der Kundenbedürfnisse führte damit zu einer kurzen Lebenszeit des modularen Systems.

 
Leseempfehlung: Wir können die Plattformen von Volkswagen als modulare Systeme die aus modularen Sub-Systemen bestehen sehen. Wie diese aufgebaut sind und im Zusammenspiel funktionieren werden wir Ihnen im Rahmen eines zukünftigen Blog-Artikels im Detail vorstellen. Abonnieren Sie unseren Blog und bleiben Sie auf dem Laufenden.

Mit den passenden KPIs die Profitabilität Ihres modularen Systems erhöhen

Wie Sie in diesem Artikel erfahren haben, lässt sich zwischen guten und weniger guten modularen Systemen unterscheiden. Um die Qualität der Modularisierung bewertbar zu machen und so Steuerungsinstrumente für die Entwicklung, den Betrieb und die Optimierung eines modularen Baukastens vorzustellen, bedarf es klar ermittelbarer KPIs.

Ein solches Maß ist die Profitabilität eines modularen Systems, die sich aus Aufwand und Nutzen des Systems zusammensetzt. Je größer hierbei der Umfang und die Lebensdauer des Systems sind, umso größer ist der Nutzen, der sich in Volumeneffekten in Entwicklung, Produktion und Verkauf wiederspiegelt. Auf der Aufwandsseite stehen die Entwicklung und Implementierung des Baukastens. Die Profitabilität des Systems ergibt sich als Quotient zwischen Aufwand und Nutzen.

Es gibt hierbei typische Fehler, die bei der Entwicklung und dem Betrieb solcher Baukästen gemacht werden, die kurzfristige Verbesserungen versprechen, die Profitabilität des modularen Systems aber mittel- bis langfristig schädigen.

Nun wissen Sie vielleicht, was einen guten modularen Baukasten ausmacht, wie aber kann dieser entwickelt werden? Lesen Sie hier, wie Sie eine modulare Produktarchitektur definieren, inkl. Step-by-Step Anleitung:

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