Designer werden immer beschäftigter, warum wird die Zeit, die tatsächlich für das Design aufgewendet wird, immer weniger?
In den F&E-Abteilungen von Fertigungsunternehmen hört man oft solche Beschwerden: „Es gibt zu viele Projekte, aber nicht genug Personal, und die Designer arbeiten jeden Tag Überstunden.“ Besonders in Situationen, in denen die Produktvielfalt stetig zunimmt, die Kundenanforderungen sich häufig ändern und die Entwicklungszyklen sich ständig verkürzen, scheint die Designabteilung ständig unter Ressourcenmangel zu leiden.
Angesichts dieser Situation reagiert das Management von Unternehmen meist zunächst damit, mehr F&E-Mitarbeiter einzustellen, Projektpläne anzupassen oder neue Designsoftware und KI-Tools einzuführen. In unserer Praxis der F&E-Managementberatung haben wir jedoch festgestellt, dass die hohe Auslastung der Designabteilung nicht vollständig auf das zu hohe Arbeitsvolumen zurückzuführen ist, sondern auch darauf, dass viel Zeit durch wertarme repetitive Tätigkeiten verbraucht wird.
Eine Frage, über die Manager nachdenken sollten: Wie viel Zeit verbringen Designer, die täglich zehn Stunden arbeiten, tatsächlich damit, über Produktdesign nachzudenken, technische Probleme zu lösen und Designlösungen zu optimieren?
Womit sind Designer den ganzen Tag eigentlich beschäftigt?
Man kann sich einmal einen typischen Arbeitstag eines Maschinenbauingenieurs in einem Fertigungsunternehmen ansehen.
Wenn er morgens im Unternehmen ankommt, bearbeitet er zunächst die Zeichnungsprobleme, die von der Produktionsabteilung gemeldet wurden. Daraufhin fragt die Einkaufsabteilung, ob ein bestimmtes Bauteil ersetzt werden kann, da der ursprüngliche Lieferant nicht pünktlich liefern kann. Gerade als er mit dem Entwurf von gestern weitermachen will, teilt der Projektmanager mit, dass der Kunde die technischen Anforderungen geändert hat, sodass das 3D-Modell und die Stückliste angepasst werden müssen.
Am Nachmittag nimmt er an einer Projektfortschrittsbesprechung teil und bereitet nach der Besprechung die Materialien für die Designprüfung vor. Währenddessen sucht er auch nach Zeichnungen ähnlicher Produkte aus der Vergangenheit, um von den ursprünglichen Designlösungen zu profitieren. Da die historischen Dateien jedoch in verschiedenen Projektordnern verteilt sind, braucht er sehr lange, um die relevanten Materialien zu finden. Außerdem enthalten die Zeichnungen nur das endgültige Designergebnis, ohne zu erläutern, warum damals eine solche Struktur gewählt wurde.
Als er abends endlich seine volle Aufmerksamkeit dem Entwurf neuer Produkte widmen kann, tritt in einem anderen Projekt wieder ein Problem bei der Montage vor Ort auf, das dringende Unterstützung erfordert.
Dieser Ingenieur ist den ganzen Tag über sehr beschäftigt und erledigt tatsächlich viele Aufgaben. Bei genauer Analyse stellt sich jedoch heraus, dass die Zeit, die er tatsächlich für den Entwurf neuer Produkte, technische Innovationen und die Optimierung von Lösungen aufwendet, nur einen sehr kleinen Teil ausmacht.
Das ist genau das Problem, das viele F&E-Abteilungen leicht übersehen: Wir erfassen normalerweise, wie viele Arbeitsstunden die Designer investieren, analysieren aber selten, wie viel Designwert diese Arbeitsstunden tatsächlich erzeugen.
Zu viele Designänderungen fressen F&E-Ressourcen auf
Während der Produktentwicklung sind Designänderungen unvermeidlich. Änderungen der Kundenanforderungen, technischer Fortschritt und Anpassungen von Vorschriften können alle dazu führen, dass die Designlösung neu angepasst werden muss. Aber nicht alle Designänderungen haben den gleichen Charakter.
Einige Änderungen sind vernünftige Veränderungen der Anforderungen, andere wiederum entstehen dadurch, dass die Vorarbeiten nicht ordnungsgemäß erledigt wurden. Beispielsweise stellt sich nach Abschluss des Entwurfs heraus, dass die Kundenanforderungen falsch verstanden wurden; erst in der Prototypphase erkennt man, dass die Produktstruktur die Herstellung und Montage erschwert; beim Einkauf stellt sich heraus, dass die ausgewählten Bauteile schwer zu beschaffen sind; erst nachdem das Produkt Qualitätsprobleme aufweist, stellt man fest, dass in früheren anderen Projekten bereits der gleiche Ausfall aufgetreten ist.
Diese Probleme bedeuten oft, dass der Designer Modelle, Zeichnungen und Stücklisten neu bearbeiten, neu berechnen, neu prüfen und sogar neue Versuche organisieren muss. Eine Designänderung kann auch eine kettenartige Anpassung anderer Bauteile und Systeme nach sich ziehen.
Oberflächlich betrachtet haben die Designer eine große Menge an Arbeit erledigt, aber ein erheblicher Teil davon dient nur dazu, Probleme zu korrigieren, die in der Vorphase nicht erkannt oder gelöst wurden.
Beispielsweise wurden in einem F&E-Projekt 300 Stunden investiert, davon 200 Stunden für die reguläre Designentwicklung und weitere 100 Stunden für die Nacharbeit am Entwurf. Wenn das Unternehmen nur sieht, dass das Projekt 300 Stunden in Anspruch genommen hat, kommt es leicht zu dem Schluss, dass „die F&E-Ressourcen unzureichend sind“.
Wenn man jedoch durch verbesserte Anforderungsprüfungen, Designprüfungen, Analysen der Herstellbarkeit und Präventionsmaßnahmen für historische Probleme die Nacharbeitszeit halbiert, setzt das Unternehmen damit gleichsam 50 Stunden an F&E-Ressourcen frei.
Daher darf man bei der Bewertung der F&E-Effizienz nicht nur darauf achten, wie viele Stunden die Designer arbeiten, sondern vor allem darauf, wie viel Zeit für vermeidbare repetitive Entwurfsarbeiten aufgewendet wird.
Für F&E-Manager gilt es, neben Projektfortschritt und Designarbeitszeit auch die Ursachen von Designänderungen, die Phasen, in denen sie auftreten, die Nacharbeitskosten und den Anteil der Probleme zu analysieren, die bereits in der frühen Entwurfsphase hätten erkannt werden können.
Unternehmen verfügen über eine große Menge an Designdaten, haben aber kein echtes Designwissen aufgebaut
Ein weiteres leicht zu übersehendes Problem ist, dass Designer viel Zeit damit verbringen, nach Informationen zu suchen.
In vielen Unternehmen hat die F&E-Abteilung über Jahre hinweg Zeichnungen, 3D-Modelle, technische Spezifikationen, Aufzeichnungen von Designprüfungen, Versuchsberichte und Berichte zu Qualitätsproblemen angesammelt. Wenn Designer jedoch auf historische Projekte zurückgreifen wollen, wissen sie oft nicht, wo sich die Materialien befinden oder an wen sie sich wenden sollen.
Noch bemerkenswerter ist, dass man selbst wenn man historische Zeichnungen findet, die damaligen Designentscheidungen nicht unbedingt wirklich verstehen kann.
Warum wurde dieses Material gewählt? Warum wurde diese Toleranz festgelegt? Warum ist die Struktur so gestaltet worden? Wurden andere Lösungen in Betracht gezogen? Hängt dieses Maß mit früher aufgetretenen Qualitätsproblemen zusammen?
Wenn das Unternehmen nur die endgültigen Zeichnungen speichert, aber die Grundlagen für wichtige Designentscheidungen nicht aufbewahrt, können diese Materialien zwar wiederverwendet werden, aber es ist schwierig, daraus dauerhaft weiterzugebendes Designwissen aufzubauen.
Junge Ingenieure müssen möglicherweise Probleme neu analysieren, die erfahrene Ingenieure bereits gelöst haben, während erfahrene Ingenieure immer wieder dieselben Designgrundlagen erläutern müssen.
Das ist auch der Grund, warum einige Fertigungsunternehmen trotz einer vollständigen F&E-Datenbank keine deutliche Verbesserung der Designeffizienz erzielen.
In den letzten Jahren versuchen immer mehr Unternehmen, KI für die Suche nach Designdaten, die Empfehlung ähnlicher Produkte, die Abfrage von Normen und die Analyse historischer Probleme einzusetzen. Das eröffnet zweifellos neue Möglichkeiten.
Ob KI ihre Wirkung wirklich entfalten kann, hängt jedoch weitgehend davon ab, ob das Unternehmen ein klares, zuverlässiges Designwissenssystem aufgebaut hat. Wenn historische Materialien nur das Designergebnis, aber keine Designgrundlagen enthalten, nur Problemaufzeichnungen, aber keine Ursachenanalysen und Erfahrungsrückmeldungen, dann kann KI Unternehmen zwar helfen, Dateien schneller zu finden, aber nicht unbedingt Ingenieuren dabei, bessere Designentscheidungen zu treffen.
Daher darf die digitale Transformation der F&E nicht nur als zentralisierte Speicherung von Zeichnungen und Dateien verstanden werden. Viel wichtiger ist es, Verknüpfungen zwischen Designstandards, Designgrundlagen, historischen Ausfällen und technischen Lösungen aufzubauen, damit die Erfahrungen aus der Vergangenheit der zukünftigen Produktentwicklung wirklich zugutekommen.
Je beschäftigter man ist, desto weniger Zeit hat man für Verbesserungen – F&E-Abteilungen geraten leicht in einen Teufelskreis
Während unserer F&E-Beratung stellen wir häufig ein Phänomen fest: Je beschäftigter eine F&E-Abteilung ist, desto schwieriger ist es, Zeit für Designstandardisierung, technische Schulungen und Erfahrungszusammenfassungen zu finden.
Beispielsweise hat ein junger Designer Zweifel an der technischen Lösung bei der Gestaltung einer bestimmten Struktur. Aber die erfahrenen Designer sind mit anderen Projekten beschäftigt und haben keine Zeit für Diskussionen. Der junge Designer muss den Entwurf nach seinem eigenen Verständnis fertigstellen, bis er bei der Designprüfung feststellt, dass die gesamte Strukturlösung offensichtliche Probleme aufweist.
Wenn man in der Konzeptphase eine zehnminütige technische Diskussion führt, lässt sich das Problem leicht lösen. Wenn man aber erst dann Änderungen vornimmt, nachdem Modelle, Zeichnungen und zugehörige Bauteilentwürfe vollständig abgeschlossen sind, kann das Stunden oder sogar Tage dauern.
Daraufhin gerät die Abteilung in einen Kreislauf:
Die Projekte sind zu voll, um Zeit für vorbereitende technische Diskussionen zu haben; unzureichende vorbereitende Diskussionen führen zu mehr Designproblemen in der späteren Phase; mehr Designprobleme binden wiederum mehr Zeit der Ingenieure.
Dieselbe Logik gilt auch für die F&E-Standardisierung und die Personalentwicklung. Aufgrund des engen Projektzeitplans hat die Abteilung keine Zeit, Bibliotheken für Normteile zu strukturieren, Desigenerfahrungen zusammenzufassen, technische Spezifikationen zu vervollständigen und junge Ingenieure auszubilden. Infolgedessen ist das nächste Projekt weiterhin auf wenige erfahrene Designer angewiesen, um Probleme zu lösen, und die F&E-Ressourcen bleiben dauerhaft knapp.
Das zeigt, dass die Verbesserung der F&E-Effizienz nicht nur von der individuellen Arbeitseffizienz abhängt, sondern auch erfordert, dass das Management bewusst Ressourcen investiert, um zukünftige repetitive Arbeiten zu reduzieren.
Beispielsweise den Aufbau einer Designwissensdatenbank, die Vervollständigung von Produktplattformen und Normteilsystemen, die Durchführung von Nachbesprechungen zu historischen Ausfallfällen sowie die Organisation fächerübergreifender technischer Diskussionen in der frühen Entwurfsphase. Diese Aktivitäten können kurzfristig nicht unbedingt den Projektoutput direkt steigern, aber sie können die Entwicklungskosten zukünftiger Projekte erheblich senken.
Ein wirklich effektives F&E-Management stellt nicht nur sicher, dass laufende Projekte pünktlich abgeschlossen werden, sondern sorgt auch dafür, dass das nächste Projekt einfacher abzuwickeln ist als das vorherige.
Übermäßige Abhängigkeit von erfahrenen Designern – ist das ein Leistungsvorteil oder ein organisatorisches Risiko?
Viele Fertigungsunternehmen haben einige sehr ausgezeichnete erfahrene Designer. Sie kennen sich mit Produktstrukturen, Herstellungsverfahren und historischen Problemen aus, können technische Risiken schnell einschätzen und finden auch bei komplexen Problemen immer eine Lösung.
Sie sind oft die beschäftigtesten Personen in der F&E-Abteilung und gleichzeitig diejenigen, auf die sich das Unternehmen am meisten verlässt.
Aus Sicht des Organisationsmanagements ist dieses Phänomen jedoch Vorsicht geboten.
Wenn nur eine Person ein bestimmtes Produkt wirklich versteht, wenn wichtige Designentscheidungen nur von einem bestimmten erfahrenen Ingenieur getroffen werden können und junge Designer keine regulären Entwürfe unabhängig fertigstellen können, konzentriert das Unternehmen tatsächlich einen großen Teil seiner F&E-Kapazität auf wenige Einzelpersonen.
Sobald diese Mitarbeiter das Unternehmen verlassen, in den Ruhestand gehen oder gleichzeitig zu viele Projekte übernehmen, kann das F&E-System erheblich beeinträchtigt werden.
Noch wichtiger ist: Wenn erfahrene Designer über lange Zeit mit der Brandbekämpfung betraut sind, verlieren sie die Zeit, technische Forschungen durchzuführen, junge Ingenieure anzuleiten und Designstandards aufzubauen.
Daher sollten Manager nicht nur darauf achten, wie diese ausgezeichneten Ingenieure mehr Projekte übernehmen können, sondern darüber nachdenken, wie ihre Erfahrungen in organisatorische Fähigkeiten umgewandelt werden können.
Beispielsweise können ausgereifte Designlösungen zu wiederverwendbaren Produktplattformen umgewandelt werden, gängige technische Beurteilungen zu Designgrundsätzen, historische Ausfälle zu Designprüfungsanforderungen und individuelle Erfahrungen zu technischem Wissen, das junge Ingenieure lernen und anwenden können.
Eine ausgereifte F&E-Organisation verlässt sich nicht für immer auf die besten Ingenieure, um Probleme zu lösen, sondern sorgt dafür, dass immer mehr Ingenieure nicht mehr auf dieselben Probleme stoßen.
KI kann die Designeffizienz steigern, aber nicht das F&E-Managementsystem ersetzen
Mit der Entwicklung von generativer KI, intelligentem CAD und Werkzeugen zur Designautomatisierung erhalten Unternehmen immer mehr Möglichkeiten, die F&E-Effizienz zu steigern.
KI kann Ingenieuren dabei helfen, technische Daten zu suchen, Dokumente zu erstellen, Designlösungen unterstützend zu analysieren und sogar teilweise Designfehler automatisch zu erkennen. Diese Anwendungen können eine große Menge an verwaltenden Tätigkeiten reduzieren.
Ein Problem darf jedoch nicht übersehen werden: Wenn die ursprünglichen F&E-Prozesse des Unternehmens Mängel aufweisen, kann KI lediglich dazu führen, dass ineffiziente Arbeiten schneller ausgeführt werden.
Beispielsweise kann unklare Anforderungsdefinition nicht durch KI automatisch sicherstellen, dass die Designeingaben korrekt sind; fehlt ein wirksamer Mechanismus für Designprüfungen, kann das automatische Generieren von mehr Prüfmaterialien die Designgefahren nicht unbedingt verringern; wenn historische Qualitätsprobleme keine wirksamen Designpräventionsanforderungen nach sich gezogen haben, weiß die KI auch nicht unbedingt, worauf bei dem nächsten Entwurf besonders zu achten ist.
Daher muss das Unternehmen vor der Einführung von KI in der F&E zunächst verstehen, welche Aktivitäten in der F&E-Arbeit wirklich Wert erzeugen, welche notwendige Managementaktivitäten sind und welche Verschwendung darstellen, die beseitigt werden sollte.
Aus Sicht des F&E-Managements müssen mindestens drei Aspekte beachtet werden.
Erstens: Unnötige Nacharbeit am Entwurf reduzieren. Durch verbessertes Anforderungsmanagement, Designprüfungen, DFMEA, Herstellbarkeitsprüfungen und Verifizierungsmechanismen in den Entwicklungsphasen werden Probleme so weit wie möglich früh in der Entwicklung gelöst.
Zweitens: Die Wiederverwendbarkeit von Designwissen steigern. Durch Plattformisierung, Modularisierung und Standardisierung von Produkten sowie Designwissensmanagement werden repetitive Entwicklungen und die Abhängigkeit von der Erfahrung einzelner Personen reduziert.
Drittens: Die F&E-Prozesse an die digitalen Werkzeuge anpassen. Auf der Grundlage klarer Geschäftsprozesse, eindeutiger Zuständigkeitsverteilungen und wirksamer technischer Standards werden KI und digitale Systeme eingesetzt, um die Zeit für Informationssuche, wiederholte Eingaben, Dokumentenerstellung und abteilungsübergreifende Kommunikation zu reduzieren.
Auf diese Weise kann KI Designern wirklich dabei helfen, mehr Energie auf technische Beurteilungen, Risikovorhersagen und Produktinnovationen zu verwenden, anstatt nur das ursprüngliche Arbeitstempo zu beschleunigen.