Von der Produktkonfiguration zu flexiblen Lösungsarchitekturen (FSA)

Artikle 6 unserer Serie „Executive Perspectives on Digital Transformation“. Von Thomas Gessner, Business Development Manager MBSE Solutions bei Zuken.

Kundenorientierung durch kundenspezifische Produkte schafft Mehrwert und ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Gleichzeitig stellt dieser Ansatz der Produktentwicklung viele Hersteller vor ein strukturelles Dilemma: Während Engineer-to-Order-Geschäftsmodelle maximale Flexibilität ermöglichen, erschweren sie die Wiederverwendung bestehender Lösungen und erhöhen die Abhängigkeit von Expertenwissen.

Lernen von MBSE-gestützten Konfigurationsansätzen

Eine aktuelle MBSE-Fallstudie aus Japan beschreibt einen interessanten Ansatz zur Strukturierung dieses Spannungsfelds. Ziel des Projekts war es, die Angebots- und Konfigurationsphase durch die Kombination von Model-Based Systems Engineering (MBSE) und einer strukturierten Produktarchitektur zu unterstützen. Entscheidungslogiken werden dabei explizit modelliert, sodass geeignete Maschinenkonfigurationen systematisch aus Kundenanforderungen abgeleitet werden können.

Der Ansatz basiert auf einer hochgradig standardisierten Plattformstruktur („150 %-Baseline“), aus der projektspezifische Lösungen durch das gezielte Entfernen nicht benötigter Funktionen entstehen. Für viele europäische Maschinenbauer ist ein solches Modell jedoch nur eingeschränkt übertragbar. In der Praxis sind Produktportfolios häufig über Jahrzehnte organisch gewachsen und umfassen zahlreiche Varianten ohne klar definierte Systemarchitektur. Gleichzeitig entstehen wesentliche Innovationen weiterhin direkt im Projektgeschäft.

Deshalb liegt der eigentliche Schlüssel weniger in einer vollständig vorkonfigurierten Plattform als vielmehr in einer Produktarchitektur, die gezielt Raum für projektspezifische Lösungen schafft.

Creating Space for Customer-Specific Innovation

An definierten Stellen der Architektur können bewusst sogenannte „Engineering Zones“ vorgesehen werden, in denen unterschiedliche Strategien für den Umgang mit kundenspezifischen Anforderungen angewendet werden – beispielsweise Überdimensionierung, gezieltes Delta Engineering oder die Integration projektspezifischer Module über klar definierte Schnittstellen.

Besonders bemerkenswert am japanischen Ansatz ist die Integration von Engineer-to-Order- und Configure-to-Order-Logik innerhalb eines gemeinsamen Datenmodells. Anstatt beide Welten organisatorisch oder systemtechnisch voneinander zu trennen, werden Anforderungen, Systementscheidungen und Produktstrukturen in einem konsistenten Modell miteinander verknüpft. Diese Perspektive bietet auch für den europäischen Maschinenbau wertvolle Impulse – vorausgesetzt, sie wird mit der Realität gewachsener Produktportfolios und projektgetriebener Innovation kombiniert.

Gute Produktarchitekturen definieren nicht nur Komponenten, sondern auch kontrollierte Räume für projektspezifisches Engineering.

Warum Collaborative MBSE im Maschinenbau wichtig ist

In vielen Maschinenbauunternehmen erfolgt die Produktentstehung noch immer fragmentiert. Marktanforderungen werden in frühen Phasen definiert, technische Lösungen entstehen später in der Entwicklung, und das Produktmanagement versucht, beide Welten miteinander in Einklang zu bringen.

Die Symptome sind bekannt:

• Vertrieb verkauft Lösungen, die nur schwer realisierbar sind.
• Engineering optimiert lokal statt systemisch.
• Kundenspezifische Lösungen verschwinden nach Projektabschluss und gehen für die Organisation verloren.

Das Problem ist selten mangelnde Kompetenz. Häufig fehlt vielmehr ein gemeinsames Verständnis des Produkts.

Wenn Produktentscheidungen ohne Produktsicht getroffen werden

Engineer-to-Order- und Configure-to-Order-Geschäftsmodelle erzeugen ein strukturelles Spannungsfeld. Jede Kundenanforderung ist anders, gleichzeitig muss das Produktportfolio beherrschbar und skalierbar bleiben.

In der Praxis zeigt sich diese Spannung besonders in der Angebots- und Auftragsklärungsphase. Viele der wichtigsten Produktentscheidungen werden bereits dort getroffen – lange bevor die eigentliche Entwicklung beginnt.

Die Optimierung des Angebotsprozesses könnte daher einer der größten Hebel für MBSE sein. Die Personen, die diese Entscheidungen treffen, arbeiten jedoch meist nicht mit Systemmodellen. Stattdessen stützen sie sich auf Erfahrung, Dokumente und fragmentiertes Produktwissen.

Um diese Komplexität zu bewältigen, existieren in vielen Unternehmen drei parallele Welten:

1. Vertrieb und Angebotserstellung
2. Applikations- bzw. Anwendungstechnik
3. Produktentwicklung

Alle drei treffen produktrelevante Entscheidungen – jedoch auf Basis unterschiedlicher Daten, Werkzeuge und Annahmen. Was fehlt, ist eine gemeinsame Produktreferenz, die Marktanforderungen, funktionales Verhalten und technische Umsetzung miteinander verbindet.

Von Produktplattformen zu einer Architektur kontrollierter Flexibilität

Plattformdenken geht häufig davon aus, dass Produkte vollständig vorab definiert werden können. Ein pragmatischer Ansatz ist die sogenannte „150 %-Produktstruktur“, bei der alle denkbaren Optionen im Voraus modelliert werden und projektspezifische Lösungen durch das Entfernen nicht benötigter Elemente entstehen.

Während dieser Ansatz in stark standardisierten Branchen gut funktioniert, stößt er im Maschinenbau häufig an Grenzen: Viele Innovationen entstehen direkt in Kundenprojekten, und nicht alle zukünftigen Varianten lassen sich im Voraus vorhersagen.

Was Unternehmen tatsächlich benötigen, ist keine starre Plattform, sondern ein strukturierter Lösungsraum. In einer solchen Architektur:

• bilden stabile Systemfunktionen das Rückgrat des Produkts,
• werden alternative Lösungsprinzipien als wiederverwendbare Bausteine organisiert,
• ermöglichen klar definierte Engineering Zones kontrollierte projektspezifische Erweiterungen.

Dieses Konzept schafft strukturelle Flexibilität. Anstatt jede mögliche Konfiguration vorab definieren zu wollen, legt die Produktarchitektur explizit fest, wo Variabilität zulässig ist und wie sie beherrscht werden kann.

Kundenspezifische Lösungen können dabei unterschiedlichen Strategien folgen:

• Überdimensionierung durch Auswahl leistungsfähigerer Standardkomponenten
• Delta Engineering durch gezielte Anpassungen
• Einsatz validierter Technologiekonzepte
• Projektspezifische Module mit definierten Schnittstellen

Flexibilität wird dadurch zu einem integralen Bestandteil der Architektur und nicht zu einem unkontrollierten Nebenprodukt der Projektarbeit.

Stabile Systemfunktionen definieren die Architektur, wiederverwendbare Lösungsfamilien ermöglichen die Konfiguration, und Engineering Zones schaffen Raum für kontrollierte Innovation.

So werden Engineer-to-Order-Projekte von Ausnahmen zu einem integralen Bestandteil des Produktsystems.

Collaborative MBSE: Weniger Modellierung, mehr gemeinsames Denken

Model-Based Systems Engineering wird häufig ausschließlich als Engineering-Disziplin betrachtet. Diese Sichtweise greift jedoch zu kurz.

Collaborative MBSE beschreibt eine andere Rolle von Modellen: Modelle werden zu einem gemeinsamen Arbeitsraum für Produktentscheidungen und nicht zu einem technischen Artefakt, das ausschließlich dem Engineering gehört. Dies ist besonders in der Angebotsphase wichtig, in der viele entscheidende Produktentscheidungen von Personen getroffen werden, die keine MBSE-Spezialisten sind.

Anstatt diese Stakeholder zu Modellierern zu machen, stellen kollaborative Ansätze Systemwissen über visuelle und kontextbezogene Sichten bereit.

Innerhalb eines solchen Modells werden

• Markt- und Kundenanforderungen,
• Produktfunktionen und Systemverhalten,
• Varianten, Optionen und kundenspezifische Abweichungen

explizit miteinander verknüpft.

Produktentscheidungen werden dadurch im Kontext getroffen – nicht isoliert.

Warum insbesondere das Produktmanagement profitiert

Das Produktmanagement trägt häufig die Verantwortung für das Produkt, verfügt jedoch nicht immer über ausreichende Transparenz hinsichtlich technischer Entscheidungsräume. Collaborative MBSE verändert diese Situation grundlegend.

Anforderungen sind nicht länger statische Dokumente, sondern strukturierte Elemente eines lebenden Produktmodells. Varianten und kundenspezifische Lösungen werden sichtbar, vergleichbar und diskutierbar. Portfolio- und Roadmap-Entscheidungen können auf realen Abhängigkeiten statt auf Annahmen basieren.

Das Modell wird zu einem Verhandlungsraum zwischen Marktanforderungen, technischer Machbarkeit und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen – und nicht zu einem Kontrollinstrument des Engineerings.

Kundenprojekte in Produktwissen verwandeln

Eine der am häufigsten unterschätzten Stärken modellbasierter Ansätze ist die Fähigkeit, kundenspezifische Lösungen zu kontextualisieren. Statt Engineer-to-Order-Projekte als isolierte Ausnahmen zu behandeln, werden sie Teil der Wissensbasis des Produkts.

Fragen, die zuvor informell beantwortet wurden, werden sichtbar:

• Wo entsteht echte Differenzierung?
• Wo wächst unerwünschte Variantenvielfalt?
• Welche Lösungen sollten Teil des wiederverwendbaren Lösungsraums werden?

Auf diese Weise wird operative Projektarbeit in strategisches Produktwissen transformiert – etwas, das dokumentenbasierte Prozesse nur selten leisten.

MBSE als soziales System

Der Erfolg von Collaborative MBSE wird nicht allein durch Werkzeuge bestimmt. Entscheidend ist die Denkweise.

Der Ansatz funktioniert nur dann, wenn:

• Modelle so visualisiert werden, dass auch Nicht-Modellierer sie verstehen,
• unterschiedliche Stakeholder-Perspektiven explizit berücksichtigt werden,
• die Qualität von Entscheidungen wichtiger ist als die Vollständigkeit von Modellen.

Technologien wie GENESYS und SIDEKICK unterstützen diesen Ansatz, indem sie formale Konsistenz mit leicht verständlichen Sichten kombinieren – ohne MBSE zu einer exklusiven Expertendisziplin zu machen.

Produktentwicklung ist Teamsport

Unternehmen, die Produktentwicklung weiterhin als Abfolge voneinander getrennter Disziplinen betrachten, werden Schwierigkeiten haben, steigende Komplexität zu beherrschen – unabhängig davon, wie leistungsfähig ihre Werkzeuge sind.

Collaborative MBSE bietet eine pragmatische Alternative.

Nicht durch mehr Methodik, sondern durch gemeinsame Produktmodelle, die Markt, Produkt und Engineering miteinander verbinden.

Kurz gesagt: Nicht mehr Modellierung – sondern bessere, gemeinsam getroffene Produktentscheidungen.