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  • Ein Beispiel für ein in Teilen zeitweise sehr problematisches Großprojekt ist die

    Entwicklung des Airbus A380.

    Der Airbus A380 ist das zur Zeit größte in Serienfertigung produzierte zivile

    Verkehrsflugzeug der Welt. Es handelt sich beim A380 um das erste

    Großraumflugzeug mit zwei durchgängigen Passagierdecks, auf denen maximal 853

    Passagiere Platz finden. Neben der Erhöhung der Passagierzahlen sollten die

    spezifischen Betriebskosten des Flugzeuges pro Kilometer und Person soweit

    gesenkt werden, dass der A380 im Vergleich zu anderen Flugzeugen mit um 15%

    geringeren Kosten betrieben werden kann. Diese zentrale Forderung stellte die

    Entwickler vor neue Herausforderungen. Die Ziele konnten nur durch den Einsatz

    fortschrittlicher Werkstoffe und neuartigen Bauweisen erreicht werden. Nach

    Unternehmensangaben betrugen die Entwicklungskosten in den acht Jahren

    zwischen 2000 und 2007 insgesamt zwölf Milliarden Euro.

    Airbus gab am 13. Juni 2006 bekannt, dass die A380-Auslieferungen wegen

    Problemen mit der Kabinenelektronik um sechs bis acht Monate verschoben werden

    müssten. Die Probleme lagen unter anderem an uneinheitlichen CAD-

    Entwicklungsumgebungen, die eine umfangreiche Konvertierung der Daten per Hand

    erforderte. Am 3. Oktober 2006 gab Airbus bekannt, dass sich die Auslieferung der

    ersten Maschinen im Schnitt um ein weiteres Jahr aufgrund von Problemen mit der

    Verkabelung verzögern werde. Gemäß dem neuen Auslieferungsplan wurde die erste

    Maschine am 15. Oktober 2007 an Singapore Airlines übergeben. 2007 sollte somit

    nur eine A380 an einen Kunden übergeben werden, gefolgt von 13 im Jahr 2008 und

    25 im Jahr 2009. 2010 sollten 45 Maschinen an die Kunden übergeben werden und

    erstmals ein operativer Gewinn bei der A380-Produktion verzeichnet werden. Nach

    aktuellem Stand (Dezember 2011) wurden bislang insgesamt 243 Maschinen bestellt

    und 63 fertige Maschinen ausgeliefert.

  • Die Abbildung stellt den Verlauf von drei parallel laufenden Projekten A, B und C in

    einem KMU der elektrotechnischen Industrie dar. Die Datenerfassung bei dem

    betrachteten Unternehmen erfolgt auf ungewöhnliche Art und Weise: sämtliche

    Tätigkeiten werden durch die Mitarbeiter mit einem lückenlosen

    Selbstaufschreibungsverfahren dokumentiert. Für jeden Auftrag wird ein Laufzettel

    erstellt, auf dem die einzelnen Aufgaben aufgeführt und mit einem Barcode versehen

    werden. Mittels eines Barcodescanners buchen die Mitarbeiter Beginn und Ende

    sämtlicher Aufgabenbearbeitungen. Werden nicht-projektspezifische Aufgaben

    bearbeitet, wird dies gesondert gebucht. Pausen und Fehlzeiten müssen ebenfalls

    gebucht werden. Somit kann lückenlos festgestellt werden, wann und wie lange ein

    Mitarbeiter welche Aufgaben für welche Entwicklungsprojekte bearbeitet hat und

    wann diese fertig gestellt wurden.

    Die Daten zeigen, dass eine sehr große Parallelität in der Aufgabenbearbeitung

    vorherrscht. So zeigt sich, dass ab einem Fertigstellungsgrad von ca. 40% die

    Konzepterstellung von Projekt A zeitweilig unterbrochen wird und zunächst mit der

    auf dem bisherigen Konzept beruhenden Schaltplanerstellung für Projekt A begonnen

    wird. Ist diese zu ca. 30% abgeschlossen, so fließen die hierbei gesammelten

    Erfahrungen in die weitere Konzepterstellung ein; diese wird nun zunächst

    weiterbearbeitet. Zusätzlich beginnt der Mitarbeiter mit der Layouterstellung auf Basis

    der bisherigen Ergebnisse. Es zeigt sich, dass die Konzepterstellung für Projekt A

    immer wieder bearbeitet wird, sie begleitet die gesamte Projektlaufzeit. Neben den

    parallel ablaufenden Aufgaben existieren aber auch Vorgänger-Nachfolger-

    Beziehungen. So wird die Prototyperstellung von Projekt A erst begonnen, wenn

    sowohl die Schaltplanerstellung als auch die Layouterstellung abgeschlossen

    wurden, allerdings erfolgt die Konzepterstellung auch hier weiter parallel. Die Struktur

    der Projektlandschaft ist also vielfältig und komplex und kann nur mit Hilfe

    weiterführender Modellierungsmethoden beschrieben werden.

  • Die Globalisierung schafft sowohl für Großunternehmen als auch KMU neue

    Herausforderungen für die Entwicklung neuer Produkte. Um wettbewerbsfähig zu

    bleiben, müssen qualitativ hochwertige Produkte in immer kürzeren Zyklen und zu

    einem wettbewerbsfähigen Preis auf den Markt kommen. Hierdurch entstehen

    Probleme, die durch ein wirkungsvolles Projektmanagement behoben werden

    müssen. Zu diesen Problemen zählen:

    • Zeitdruck durch kürzere Entwicklungszyklen

    • Kostendruck durch internationale Konkurrenz

    • parallele Projektbearbeitung, da sich auslaufende Projekte häufig schon mit neuen

    Projekten überlappen

    • Einsatz der Mitarbeiter in mehreren Projekten gleichzeitig

    • weltweite räumliche Verteilung der Mitarbeiter

    • dadurch: Ressourcenkonflikte (Betriebsmittel aber auch Personen)

    Da herkömmliche Prozess-Modellierungssprachen das Management solch komplexer

    Projekte nur ungenügend unterstützen, sind andere Modellierungsansätze

    erforderlich. In dieser Vorlesungseinheit werden die

    • Grundlagen dynamischer Design Structure Matrizen (DSM) nochmals kurz

    wiederholt und die

    • Work Transformation Matrix (WTM) mit ihren Erweiterungen als neuer Ansatz zur

    Modellierung von Produktentwicklungsprojekten vorgestellt.

  • Die Design Structure Matrix (DSM), auch Dependency Structure Matrix genannt,

    beschreibt den Zusammenhang der Informationsflüsse sowie weiterer

    Abhängigkeiten zwischen einzelnen Aktivitäten in einem Arbeitsprozess. Diese

    Methode wird angewendet, um komplexe Zusammenhänge in der

    Produktentwicklung oder Projektplanung darzustellen. Durch die matrixbasierte

    Darstellungsform können alle Elemente eines Systems hinsichtlich ihrer Abhängigkeit

    und des Grads der Abhängigkeit (z.B. mit Hilfe von Zahlen anstelle der dargestellten

    Punkte) bewertet werden. Daraus können Aussagen abgeleitet werden, welche

    Aktivitäten nötig sind, um eine Aktivität zu starten.

    Des Weiteren zeigt die Abbildung der Relationen auf, welche Informationen durch

    eine Aktivität erzeugt werden. Durch ein Lesen der Matrix in Spaltenrichtung kann

    identifiziert werden, welches Element bzw. welche Elemente von einer Aktivität

    beeinflusst werden. Lesen in Zeilenrichtung zeigt, von welchen anderen Elementen

    eine Aktivität abhängig ist. Dabei wird grundsätzlich davon ausgegangen, dass die

    Aktivitäten in der Reihenfolge in die DSM eingetragen werden, in der sie während der

    Prozessdurchführung bearbeitet werden. D.h. die in der Abbildung dargestellten

    Aktivitäten werden i.d.R. der Reihe nach beginnend bei Aktivität 1 bearbeitet.

    Die DSM ermöglicht es, den Projektablauf zu verbessern,

    Informationsabhängigkeiten zu visualisieren und ein gemeinsames Verständnis von

    Abhängigkeiten zu entwickeln. Die Methode kann somit einen wesentlichen Beitrag

    zur Prozessoptimierung leisten.

  • Aus den in der Design Structure Matrix dargestellten Informationsabhängigkeiten

    können Prozesse abgeleitet werden, um damit den Projektablauf zu planen und zu

    steuern. Der in der DSM darstellbare Grad der Informationsabhängigkeit geht dabei

    im Flussdiagramm verloren.

    Im obigen Beispiel hängt Aktivität 1 von keiner weiteren Aktivität ab und ist damit die

    Startaktivität. Aktivität 2 benötigt Informationen aus Aktivität 1 und aus Aktivität 5.

    Aktivität 3 und Aktivität 4 laufen entweder simultan oder alternativ ab. Bei geringer

    Verfügbarkeit von Personal oder Einsatzmitteln kann auch eine sequentielle

    Bearbeitung erforderlich sein. Darüber wird in der DSM keine Aussage gemacht.

    Aktivität 5 benötigt Informationen aus den Aktivitäten 3, 4 und 6 und wirkt zusammen

    mit Aktivität 4 auf die Aktivität 6, so dass Aktivitäten 5 und 6 gekoppelt ablaufen.

  • Die Abbildung zeigt eine Anwendung der DSM-Methode im Entwicklungsprozess

    einer Gasturbinenschaufel der Firma ABB.

    Aufgrund der extrem hohen technischen Anforderungen an die Gasturbinenschaufeln

    ist deren Entwicklung ein aufwändiger und stark gekoppelter Prozess, der mehrere

    Spezialisten aus unterschiedlichen technischen Bereichen einbezieht. Um die

    Integration des Prozesses zu erhöhen, wurde bei ABB ein Projekt ins Leben gerufen,

    um den Ist-Zustand des Entwicklungsprozesses zu ermitteln und anschließend

    Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren.

    Abbildung 1 zeigt den ermittelten Ist-Zustand. In Abbildung 2 wurde der Ist-Zustand in

    eine DSM transformiert. Der Hauptprozess wird in die drei Sub-Prozesse

    aerodynamic design, mechanical design und verifying mechanical integrity unterteilt.

    Grund für diese Unterteilung ist, dass die Aktivitäten in diesen Sub-Prozessen von

    Ingenieuren unterschiedlicher Abteilungen ausgeführt werden, deren Aufgabenfelder

    hoch spezialisiert sind (Strömungsmechanik, Strukturmechanik etc.). Die Aktivitäten

    innerhalb dieser Sub-Prozesse sind stark gekoppelt.