Über „Erfahrung und Intuition“ hinausgehen

Artikel 5 unserer Reihe „Executives’ Perspectives on Digital Transformation“ von Yasuo Ueno, Senior Managing Executive Officer und Head of Business Strategy bei Zuken Inc.

Wie bereits im vorherigen Artikel erwähnt, ist Komplexität an sich nicht das Problem, sondern unzureichendes Komplexitätsmanagement. Da Produkte, Portfolios und Wertschöpfungsketten immer umfangreicher werden und die gegenseitigen Abhängigkeiten zunehmen, benötigen Hersteller einen disziplinierten, modellbasierten Ansatz, um Komplexität zu beherrschen, ohne an Geschwindigkeit oder Kontrolle zu verlieren. MBSE bietet die Grundlage, um Komplexitätsmanagement in einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil zu verwandeln.

In unserem letzten Artikel haben wir den Einsatz von MBSE im Anlagenbau erläutert. Der Wechsel von dokument- und stücklistenbasierten Arbeitsmethoden zu einem modellbasierten Ansatz ermöglicht insbesondere die Analyse von Anlagen aus funktionaler Produktsicht, die einfache Identifizierung und Optimierung von Synergien und Redundanzen sowie die Beschleunigung von Angebots- und Auftragsprozessen.

In diesem Artikel stellen wir die Hirano Tecseed Co., Ltd. vor, als repräsentatives Beispiel für maßgeschneiderte Industrieanlagen in Japan.

Hirano Tecseed ist Entwickler und Hersteller von Beschichtungsanlagen und liefert integrierte Produktionslinien für die Beschichtung, Trocknung und Aufwicklung von Substraten, darunter Kunststoff- und Metallfolien. Mit diesen Anlagen hergestellte Produkte finden Anwendung in den unterschiedlichsten Bereichen, darunter Lithium-Ionen-Batterien, LCDs und Keramikkondensatoren.

Während das Unternehmen traditionell stark auf kundenspezifische Anpassungen setzte, sieht es sich heute einem intensiven internationalen Wettbewerb gegenüber. 70 bis 80 Prozent des Umsatzes werden im Ausland erzielt. In diesem Kontext stellt die Abhängigkeit von individuellem Expertenwissen bei der Spezifikationsprüfung in der Angebotskonstruktionsphase, also der Schnittstelle zwischen Vertrieb und Detailkonstruktion, eine zentrale Herausforderung dar.
Die Rolle von MBSE bei der Optimierung dieses Prozesses und der Reduzierung dieser Abhängigkeit ist daher von besonderem Interesse.

Im internationalen Wettbewerb bestehen: Vom Customizing zur Standardisierung

Hirano Tecseed vertrat viele Jahre lang die Ansicht, dass die Aufgabe eines Anlagenbauers darin besteht, maßgeschneiderte Lösungen exakt auf Kundenanforderungen zuzuschneiden. Entsprechend bestand eine gewisse Zurückhaltung gegenüber Standardisierung.

Mit dem Eintritt ins 21. Jahrhundert änderten sich jedoch die Marktbedingungen drastisch: 70 bis 80 % des Umsatzes wurden im Export erzielt, wodurch sich das Unternehmen einem intensiven internationalen Wettbewerb stellen musste. Getrieben von der Erkenntnis, dass ein langfristiges Überleben ohne höhere Effizienz in Konstruktion und Fertigung sowie ohne Standardisierung nicht möglich ist, entschied sich das Unternehmen, die Digitalisierung voranzutreiben.

Bis dahin hatte Hirano Tecseed durch die Einführung von PLM und den Einsatz von 3D-Daten die Effizienz in der Detailkonstruktion und Fertigung nach Auftragseingang bereits verbessert. Die vorgelagerte Angebotskonstruktionsphase blieb jedoch stark von individuellem Wissen abhängig. Die Entscheidungen darüber, wie Kundenanforderungen in Spezifikationen umgesetzt werden, basierten weitgehend auf der Erfahrung, dem Wissen und der Erinnerung einzelner Mitarbeiter – oft ohne klare Begründung.

Gerade dies wurde zu einem Engpass im internationalen Vertrieb, in dem eine effiziente Auftragsakquise von entscheidender Bedeutung ist. Daher suchte das Unternehmen nach einer Methode, um diese Abhängigkeit zu beseitigen und den Entscheidungsprozess mitsamt seiner Begründung organisationsweit transparent und teilbar zu machen.

Ein Wendepunkt war der Besuch von Herrn Omori, dem CTO und Projektverantwortlichen, bei einer Präsentation zu MBSE und dem Modellierungstool GENESYS auf der Zuken Innovation World 2023.

Obwohl sich die Präsentation auf elektrische Designbeispiele konzentrierte, wurde deutlich, dass sich der MBSE-Ansatz, bei dem Anforderungen in Spezifikationen übersetzt werden, ebenso im Maschinenbau anwenden lässt.

Durch die Visualisierung der zugrunde liegenden Entscheidungslogik, also der Interpretation von Anforderungen und der Auswahl bestimmter Spezifikationen, erkannte das Unternehmen das Potenzial, nicht nur die Abhängigkeit von Einzelpersonen zu reduzieren, sondern auch den Technologietransfer und die Kompetenzentwicklung zu fördern. Dies markierte den Beginn der Einführung von GENESYS.

Die identifizierten Kernprobleme lauteten:

• „personengebundene Prozesse“
• „übermäßige Variantenvielfalt“

Die Angebotskonstruktion fungiert als Eingangstor zur Entwicklung. Hier wird die Machbarkeit von Anforderungen bewertet und die optimale Spezifikation festgelegt – ein kritischer Prozess.

Erfahrungen aus verschiedenen Branchen zeigen dabei typische Herausforderungen:

1. Verlängerte Spezifikationsprüfung durch Abhängigkeit von Expertenwissen
   Mit steigender Komplexität nahm die Abhängigkeit von einzelnen Experten zu. Die Zeit zur Informationssuche und Spezifikationsableitung stieg erheblich.
2. Zunehmende Komplexität durch Variantenproliferation
   Wiederverwendung ohne klare Begründung führte zu einer Ansammlung von Sondervarianten („für Branche X“, „für Kunde Y“), was die Variantenvielfalt massiv erhöhte.
3. Steigende Kosten durch unnötige Sonderlösungen
   Fehlende Gesamtoptimierung führte dazu, dass Probleme weitergetragen und unnötige Sonderanforderungen dauerhaft übernommen wurden.

Zur Lösung führte das Unternehmen die Designphilosophie des „subtraktiven Designs“ ein.

Dabei wird eine Standardmaschine als 150%-Baseline mit vollständigem Funktionsumfang definiert. Spezifikationen werden nicht durch Hinzufügen, sondern durch gezieltes Entfernen festgelegt.

Dies schafft eine einheitliche Grundlage für Wiederverwendung, reduziert Abhängigkeiten und unterstützt den Wissenstransfer.

Implizites Wissen als „technische Basis“ mit MBSE formalisieren

Traditionell wurde die Anlagenstruktur über Stücklisten (BOM) dargestellt. Diese erlauben Verbesserungen und Wiederverwendung auf Komponentenebene, erfassen jedoch nicht die Entscheidungslogik hinter der Auswahl.

Dadurch blieb die effektive Nutzung von Wissen weiterhin stark personenabhängig.

Um diese Lücke zu schließen, kombinierte das Unternehmen BOM mit MBSE.

Mit GENESYS werden nun technische Begründungen – einschließlich Kundenanforderungen und Entscheidungslogik – systematisch erfasst.

Dies ermöglicht:

• evidenzbasierte Reviews
• reduzierte Abhängigkeit von Experten
• höhere Spezifikationsqualität

Implizites Wissen wird explizit gemacht und Wiederverwendung verbessert.

Zur besseren Akzeptanz wurden GENESYS-Begriffe an interne Terminologie angepasst. Beispielsweise:

• „Requirement“ → „Kunden- und interne Anforderungen“
• „Component“ → „Fertigungselemente der Maschine“

Die Modellstruktur enthält vordefinierte Optionen für die 150%-Baseline. Nicht benötigte Elemente werden deaktiviert und ausgeschlossen.

Das reduziert Freitext, minimiert subjektive Entscheidungen und macht die Auswahl nachvollziehbar.

Zudem werden kundenspezifische Notizen gezielt verknüpft und können bei Wiederverwendung entfernt werden – wodurch unnötige Sonderlösungen vermieden werden.

Roadmap zur Transformation

Hirano Tecseed arbeitet aktuell daran, den Proof of Concept in reale Geschäftsprozesse zu überführen.

Ziel ist es:

• Spezifikationen als formale Outputs zu generieren
• diese in Standardprozesse zu integrieren

Herausforderungen bleiben:

• Standardisierung der Anforderungsanalyse
  → Einführung strukturierter Fragebögen
• Interne Einführung & Schulung
  → Nutzung durch definierte GENESYS-Operatoren
  → Governance zur Vermeidung von Wildwuchs
• Benutzerfreundlichkeit
  → Integration mit Tools wie Excel

Herr Toma, Projektleiter, erklärt: „Um die Nutzung zu erleichtern, ist es entscheidend, die Komplexität durch ‚Übersetzung‘ zu reduzieren und dedizierte Rollen für Betrieb und Koordination zu schaffen.
Praxisbeispiele helfen, das Verständnis zu fördern. Zusätzlich müssen Prozesse weiter optimiert werden – insbesondere im Hinblick auf BOM-Integration, Dokumentation und Datenerfassung.“

Die bestehende BOM-Lösung „VisualBOM“ unterstützt bereits modulare Konstruktion und 3D-Daten. Dennoch bleibt ohne klare Moduldefinition eine gewisse Subjektivität bestehen.

MBSE wird daher als Schlüssel gesehen, um diese Grenzen zu überwinden.

Langfristig ist eine integrierte Lösung aus MBSE und BOM geplant, die auch als Produktlösung angeboten werden könnte – unabhängig vom eingesetzten BOM-System.