Hybride Produktentwicklung – Projektorientierte Kombination agiler und klassischer Prozesse zur Entwicklung physischer Produkte
Die Produkte des Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbaus sind in den letzten Jahrzehnten immer vielfältiger und umfangreicher geworden. Gerade bei mechatronischen Systemen werden immer mehr Funktionen umgesetzt, um den Kundenutzen zu erhöhen. Dies führt zu umfangreichen Produktentwicklungsprojekten unter Beteiligung mehrerer Engineering-Domänen wie Mechanik-, Elektronik- und Softwareentwicklung, die im Rahmen des Projektmanagements geplant und gesteuert werden müssen. Durch die zahlreichen technischen Schnittstellen kommt es bei kurzfristigen Veränderungen wie angepassten Produktanforderungen zu Änderungsbedarfen am Produkt und folglich zu einem erhöhten Abstimmungsbedarf. Agile Rahmenwerke wie Scrum adressieren diese Herausforderungen, sind aber aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen im Gegensatz zur reinen Softwareentwicklung in der Entwicklung im Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau noch nicht etabliert. Ein Zusammenführen aus klassischen Projektmanagement-Ansätzen und agilen Rahmenwerken (hybride Produktentwicklung) liefert daher vielversprechendes Verbesserungspotential. Bereits bestehende hybride Ansätze sind für individuelle Entwicklungsprojekte meist schwer umsetzbar. Dies liegt daran, dass diese zu generisch oder zu umfangreich sind. Andere Ansätze wiederum unterstützen Mitarbeitende hauptsächlich situativ durch die Einführung bestimmter Techniken. Eine Hilfestellung für Projektleiter bzw. Projektleiterinnen zur strukturellen Planung spezifischer Entwicklungsprojekte auf mittlerer Abstraktionsebene wird zumeist nicht fokussiert. In der vorliegenden Arbeit wird daher eine Methodik präsentiert, die klassische Vorgehensweisen aus der Produktentwicklung mit agilen Rahmenwerken projektorientiert und bedarfsgerecht kombiniert. Dabei wird zunächst anhand von identifizierten Einflussfaktoren und deren Ausprägung geprüft, ob sich ein betrachtetes Produktentwicklungsprojekt grundsätzlich für eine hybride oder agile Entwicklung eignet (Analyse des Projektkontexts). Anschließend wird das Projekt mit etablierten Methoden und Hilfsmitteln aus dem Projektmanagement grob geplant. Daraufhin wird arbeitspaketspezifisch geprüft, welche Projektphasen agil ausgeführt werden sollten und welches agile Rahmenwerk für das Projekt geeignet ist. Danach werden mittels Maßnahmenkatalog Optimierungen festgelegt, die die Anwendung des agilen Rahmenwerkes im Projekt unterstützen sollen. Abschließend wird ein Prozessmodell anhand der durchgeführten Planungen erstellt, um die Veränderungen im Prozess zu visualisieren und zwischen den Beteiligten zu kommunizieren. Die Methodik wird anhand eines retrospektiv aufgearbeiteten Projekts aus der Industrie (Entwicklung eines PKW-Interieurs) beispielhaft angewendet und kritisch bewertet. Der erste Teil der Methodik (Analyse des Projektkontexts) wird zusätzlich anhand eines Teilprojekts aus dem Forschungsprojekt RePASE getestet. Außerdem werden Möglichkeiten für weitere Anschlussarbeiten im Bereich der Forschung genannt.
The products of engineering industry have become increasingly diverse and extensive in recent decades. Especially in mechatronic systems, more and more functions are being implemented to increase customer benefits. This leads to extensive product development projects involving different engineering domains such as mechanical, electronic and software, which have to be planned and controlled in the framework of project management. Due to the numerous technical interfaces, short-term changes such as adapted product requirements result in changes to the product and consequently to an increased need for coordination. Agile frameworks such as Scrum address these challenges, but are not yet established in engineering industry due to the different boundary conditions to pure software development. A combination of classic project management approaches and agile frameworks (hybrid development) therefore provides potential for improvement. Existing hybrid approaches are often difficult to implement for individual development projects, because the approaches are too generic or too comprehensive. Other approaches support employees mainly situationally by introducing certain techniques. Support for project managers for the structural planning of specific development projects at a medium level of abstraction is not focused yet. Therefore, a methodology is presented in this work, which combines classical procedures from the product development with agile frameworks in a project-oriented and needs-oriented way. First, identified influencing factors and their characteristics are used to determine whether a product development project is fundamentally suitable for hybrid or agile development (analysis of the project context). Then, the project is roughly planned using established methods and tools from project management. Subsequently, working package-specific checks are carried out to determine which project phases should be executed in an agile way and which agile framework is suitable for the project. Afterwards, improvement measures are defined by using a catalog of measures to support the application of the agile framework in the project. Finally, a process model is created based on the exisiting planning in order to visualize the changes in the process and communicate them between the stakeholders. The methodology is exemplarily applied and critically evaluated on the basis of a retrospectively processed project from engineering industry (development of a car interior). The first part of the methodology (analysis of the project context) is also tested using a sub-project from the RePASE research project. In addition, possibilities for further research are mentioned.
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