Digitale Produktentwicklung: Datengestützt mit viel Luft nach oben

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Wo stehen Unternehmen, wenn es darum geht, Daten aus Produkten zu erfassen und sie für die Entwicklung von neuen Produkten zu nutzen? Das haben Forscher des Fraunhofer IPA in einer Studie untersucht. Ziel war es, Erkenntnisse über die Fähigkeiten und Kompetenzen von Unternehmen unterschiedlichster Größe und Branche zu generieren. Die wichtigsten Ergebnisse.

Digitale Produktentwicklung als Lösung? Die Produktionshallen und somit auch die Produktionsarbeit selbst werden zunehmend von smarten Produkten geprägt. Diese verfügen insbesondere durch die Erweiterung um neue Dienste über zusätzliche Fähigkeiten und werden im Funktionsumfang immer komplexer. Allerdings werden sie auch in ihrer Entwicklung anspruchsvoller, die heutzutage ein vielseitiges Expertenwissen aus unterschiedlichen Bereichen erfordert.

Smarte Produkte und die digitale Produktentwicklung

Allerdings können smarte Produkte selbst dazu beitragen, dieser Komplexität zu begegnen. Denn durch ihre Vernetzung eröffnen sie neue Möglichkeiten, Produktdaten zu erfassen und bereitzustellen. Smarte Produkte sind mit einer externen Infrastruktur verbunden, über welche sie Dienste zur Verfügung stellen und zu welcher sie Daten senden können. Genau diese Produktdaten können wiederum in frühen Phasen der Produktentstehung – in der Ideenphase etwa oder in der Entwicklung – verwendet werden, um neue Produkte zielgerichteter zu entwickeln oder bestehende Produkte besser an den tatsächlichen Bedarfen auszurichten.

Mehr Daten in kürzerer Zeit

Grundsätzlich bilden smarte Produkte zwar keine notwendige Voraussetzung, um Produktdaten erfassen zu können. Diese ließen sich auch schon zuvor aus der Wartung oder aus Serviceeinsätzen gewinnen. Aber durch die Smartisierung der Produkte steigt das Potenzial der datengestützten Produktentstehung, weil deutlich mehr Daten in kürzerer Zeit bereitgestellt und ausgewertet werden können. Doch wo stehen Unternehmen heutzutage, wenn es darum geht Produktdaten in der Produktentstehung zu nutzen? Denn um das volle Potenzial derartiger Anwendungsfälle nutzen zu können, müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein.

Genau hier setzt die Studie »Datengestützte Produkt­entstehung« des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA an. Dafür haben die Wissenschaftler knapp 60 produzierende Unternehmen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz befragt. Um den aktuellen Stand und somit auch das Potenzial für die digitale Produktentwicklung und datengestützte Produktentstehung zu nutzen, stellten sie sich folgende Fragen: Wie weit sind Unternehmen, wenn es darum geht, Daten aus ihren Produkten zu erfassen und sie für die Entwicklung zu nutzen? Welche Ziele verfolgen sie dabei? Wie lässt sich der Status quo beschreiben?

Digitale Produktentwicklung: Noch sind smarte Produkte kaum verbreitet

Um darauf Antworten geben zu können, richteten die Forscher insgesamt 28 Fragen an Unternehmensvertreter und Domänenexperten und bereiteten sie in ihrer Studie auf. Die beiden am häufigsten vertretenen Branchen waren der Maschinenbau sowie die Elektrotechnik- und Elektronik-Branche. Alle Ergebnisse wurden dabei ins Verhältnis zur Unternehmensgröße und zur Branche gesetzt.

Die aufbereiteten Ergebnisse geben Aufschluss über das Vorhandensein wichtiger Voraussetzungen für die datengestützte Produktentstehung: Grundsätzlich sahen die befragten Experten weiteres Potenzial für die Verbreitung von smarten Produkten. Das ergibt sich aus ihren Angaben zu den Fragen, welchen Anteil smarte Produkte heutzutage in ihrem Portfolio haben und wie sie diesen für die kommenden fünf Jahre einschätzen. Ein steigender Anteil smarter Produkte würde, wie eingangs beschrieben, auch weiteres Potenzial für die datengestützte Produktentstehung mit sich bringen.

Meist noch keine systematische Datenanalyse

Die Gewinnung der Produktdaten geschieht bisher allerdings noch auf altem Wege: Der Großteil der Befragten gab an, dass viele Produktdaten (18,5 Prozent) aus Wartungseinsätzen und aus Kundenbefragungen (17,5 Prozent) stammen oder auf Feedback aus dem Vertrieb (20,4 Prozent) zurück­gehen. Die Erfassung von Produktdaten über das Internet of Things wurde dabei deutlich seltener genannt – so gehen 8,1 Prozent auf die Erfassung von Rohdaten zurück und 7,1 Prozent auf die Erfassung von vorverarbeiteten Produktdaten. Damit eng verbunden ist auch die Geschwindigkeit der Datenerfassung. Hier gab der Großteil (46,4 Prozent) der befragten Personen an, dass diese langsam und in unregelmäßigen Abständen erfolgt.

Aber nicht nur die Erfassung von Produktdaten ist ein wichtiges Thema, sondern auch wie mit diesen in Unternehmen umgegangen wird – auch hier kommt die Studie zu dem Schluss, dass es noch viel Luft nach oben gibt. So gaben beispielsweise 68,4 Prozent der Befragten an, dass keine systematische Vorgehensweise im Unternehmen etabliert ist, um Produktdaten zu analysieren. Bezüglich der Frage, ob die Qualität der erfassten Produktdaten vor der Analyse verifiziert wird, gaben 36,4 Prozent der befragten Personen an, dass dies nicht der Fall ist. 41,8 Prozent konnten dazu keine Angaben machen. In vielen Fällen war gar nicht bekannt, welche Produktdaten im Unternehmen überhaupt vorliegen.

Technische Möglichkeiten sind nicht der limitierende Faktor

Das deckt sich mit zahlreichen Aussagen aus den Experteninterviews für die fünf Praxiseinblicke, mit denen die Studie endet. Darin geben Unternehmensvertreter über interessante und aktuelle Anwendungsfälle der datengestützten Produktentstehung in ihren jeweiligen Unternehmen Auskunft – dabei kann es sich sowohl um Umsetzungs- als auch um Forschungsprojekte handeln.

In diesen Praxiseinblicken äußerten die Interviewpartner mehrfach, dass die Mitarbeiter der Unternehmen für derartige Anwendungsfälle der datengestützten Produktentstehung sensibilisiert werden müssten. Die technischen Möglichkeiten hingegen sind weniger limitierende Faktoren. So verwenden bereits heute 50 Prozent der befragten Unternehmen digitale Abbilder, um Produktdaten zu erfassen.

Ebenso ist es für viele der befragten Unternehmen bereits möglich, sehr spezifische Informationen aus der Produktnutzung zu erfassen, zum Beispiel technische Betriebsdaten, Störungsmeldungen oder Informationen darüber, ob der Kunde das Produkt überhaupt nutzt.

Aktueller Stand der Technik

Die Studie beschreibt den aktuellen Stand der Technik bei ausgewählten Unternehmen, der Aufschluss über die Voraussetzungen für die datengestützte Produktentstehung gibt. Die Praxiseinblicke runden die Auswertung der Umfrage ab und vermitteln einen Eindruck davon, inwiefern Produktdaten die Produktentstehung bereichern und optimieren.

Grundsätzlich ist in Zukunft mit weiterem Potenzial bei der datengestützten Produktentstehung zu rechnen. Die Bereitschaft der Unternehmen Daten zu teilen, die systematische Verwendung von Produktdaten in der Produktentstehung
und die Sensibilisierung der Mitarbeiter für diese Anwendungsfälle können sinnvolle Ansatzpunkte sein.

Entstanden ist die Studie »Datengestützte Produktentstehung« im Rahmen des Forschungsprojekts »Future Work Lab«, einem Innovationslabor für Arbeit, Mensch und Technik am Standort Stuttgart, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Die Studie steht hier kostenlos zum Download zur Verfügung.

Der Autor Henry Himmelstoß ist stellvertretender Leiter der Gruppe Umsetzungsmethoden für die digitale Produktion
am Fraunhofer IPA.

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