Post-Mass-Production -Paradigm und Soft Products - BWI - ETH Zürich

Post-Mass-Production -Paradigm und Soft Products -
mehr als nur zwei neue Schlagworte ?
Dipl.-Inform. Stephan Schwarze
Betriebswissenschaftliches Institut (BWI) der ETH Zürich
April 1994
Das Zeitalter der Massenproduktion geht dem Ende zu. Daher hat das internationale
Forschungsprojekt IMS/GNOSIS das Ziel ein neues Produktionsparadigma zu
entwickeln. In einer ersten Phase wurden die durch die Massenproduktion verursachten
Probleme der Unternehmen und des Produktionssektors analysiert. Es wurden daraus
Ziele für eine neues Produktionsparadigma abgeleitet und Anforderungen an
sogenannte "Soft Products", eine neue Art Produkte, die in Zukunft produziert werden
sollen, erarbeitet. In diesem Bericht sollen diese bisher gewonnen Erkenntnisse
vorgestellt werden.
1. Massenproduktion
1.1. Bisherige Situation
Die letzten Jahrzehnte wurden im Produktionssektor stark von der Massenproduktion
geprägt. Die Grundlage dafür war ein idealer Verkäufer-Markt. Die Bedürfnisse der
Kunden immer mehr neue Produkte zu konsumieren stieg unbändig, und die Kunden
waren stets bereit für neue Produkte "Platz zu schaffen". Die Aufnahmekapazität des
Marktes schien unbegrenzt zu sein, und dies ist eine der wichtigsten Voraussetzungen
für die Massenproduktion.
Für die produzierenden Unternehmen standen Ziele wie die ständige Erhöhung der
Produktionsvolumina und die Steigerung der Effizienz im Vordergrund. Der Kunde
konnte so stets durch grosse Mengen neuer Produkte und sinkende Konsumentenpreise
zufriedengestellt werden.
1.2. Probleme
In den letzten Jahren ist der für den Wohlstand verantwortliche Produktionssektor
zunehmend in eine Sackgasse geraten. Die Voraussetzungen für die Massenproduktion
sind nicht mehr erfüllt. Die Ursachen dafür sind auf verschiedene Entwicklungen
zurückzuführen (siehe auch Abb.1) [Ga94]:
Wirtschaft: Die Massenproduktion hat zu einer Übersättigung der Märkte geführt, und
aus dem Verkäufermarkt ist ein Käufermarkt geworden. Weltweit kann die
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Massenproduktion nicht mehr aufrecht erhalten werden. Gründe dafür sind z.B. neue
Produzentenmärkte wie Südostasien oder die Öffnung Osteuropas. Weitere
wirtschaftliche Probleme sind die sinkenden Arbeitszeiten, die internationalen
Handelkonflikte und die weltweit ungleiche Verteilung des Wohlstandes.
Technologie: Die rapide technologische Entwicklung ermöglicht eine flexiblere
Produktion. Technische Beschränkungen, die die Herstellung von Spezialprodukten
zu akzeptablen Preisen verhindern, werden immer seltener. Insbesondere die
Entwicklung der Informationstechnologie bietet neue Möglichkeiten. Eine wichtige
Folge des technischen Fortschritts ist die Verkürzung der Produktlebenszyklen.
Umwelt: Eine entscheidende Rolle bei den Problemen der Massenproduktion spielt die
Umwelt. Der verschwenderische Umgang mit Resourcen führt zur Knappheit
wichtiger natürlicher Rohstoffe. Ebenso problematisch ist der exzessive
Energieverbrauch. Ausserdem wird durch die kürzeren Produktlebenszyklen immer
mehr Abfall erzeugt für welchen die Aufnahmekapazität der Natur bald erreicht ist.
Das gleiche Problem existiert auch für die fortschreitende Umweltzerstörung.
Kundenanforderungen: Die Zufriedenstellung der Kunden mit standardisierten
Massenprodukten reicht nicht mehr aus. Der individuelle Kunde verlangt spezifische
Produkte für seine konkrete Anwendung. Der Trend von quantitativer
Zufriedenstellung zur qualitativen Zufriedenstellung ist unverkennbar [NR93,
DM93].
Unternehmensorganisation: Die traditionelle Organisation der Unternehmen mit ihren
unflexiblen Strukturen genügt der neuen Situation nicht mehr. Die Unternehmen
können sich der Dynamik des Marktes nicht anpassen und nicht schnell genug auf
veränderte Anforderungen reagieren. Die aus der Zeit der Massenproduktion
gewohnte Situation, dass der Kunde sich dem Unternehmen anpasst, ist nicht mehr
anwendbar. In Zukunft müssen die Unternehmen flexibel sein.
Auf einige dieser Problem kann kurzfristig reagiert werden, und die Unternehmen tun
dies. Statt die Ursachen der Probleme zu bekämpfen werden jedoch die Symptome
bekämpft. Statt energiesparende Produkte zu entwickeln werden beispielsweise
Energiespartechnologien entwickelt. Eine Ursachenbekämpfung der Probleme der
Massenproduktion verlangt hingegen nach grundlegenden Änderungen: ein "Post-Mass-
Production-Paradigm" wird benötigt [Ga94, No94].
2. Post-Mass-Production-Paradigm
2.1. Gesellschaftliche Veränderungen
Die Umstellung des Produktionssektors auf ein Post-Mass-Production-Paradigm
(PMPP) betrifft innerhalb der Unternehmung die herzustellenden Produkte, die Prozesse
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und die Unternehmensorganisation. Entscheidend ist jedoch, dass auch in der
Gesellschaft Veränderungen hervorgerufen werden. Es sind neue Wertvorstellungen
notwendig, was dazu führen muss, dass sich das Konsumentenverhalten ändert und
nicht ständig neue Güter gekauft werden. Stattdessen sollten längerlebige und
wiederkonfigurierbare Produkte angestrebt werden. Generell muss statt einer
quantitativen Befriedigung beim Kunden (in der Gesellschaft), das Interesse an einer
qualitativen Zufriedenstellung geweckt werden [Ga94].
Auch das Bewusstsein einer Umweltverantwortlichkeit und die Notwendigkeit
Arbeitsplätze aufrecht zu erhalten sind Aspekte, die für ein Post-Mass-Production-
Paradigm berücksichtigt werden müssen. Wenn entsprechende Änderungen in der
Gesellschaft erreicht worden sind, ist es Aufgabe der Unternehmen sich den Kunden
anzupassen und nicht umgekehrt [Sch94].
2.2. Ziele eines Post-Mass-Production-Paradigm
Die Ziele, die mit Hilfe eines Post-Mass-Production-Paradigm erreicht werden sollen,
sind die folgenden [To92, Ga94]:
• Es existieren weniger Konflikte zwischen Unternehmen und Kunden.
• Die Produkte werden höherwertig und längerlebig.
• Der Resourcenverbrauch wird reduziert.
• Es wird weniger Abfall erzeugt.
• Die Produktlebenszyklen werden verbessert.
• Es existiert weniger Wettbewerb zwischen einzelnen Staaten.
• Produkte, Prozesse und Unternehmensorganisation sind der wirtschaftlichen
Situation angepasst.
• Die Unternehmen orientieren sich stärker an den Anforderungen des Kunden.
• In der Gesellschaft werden Änderungen (veränderte Wertvorstellungen) erzeugt.
• Qualitative Zufriedenstellung ersetzt quantitative Zufriedenstellung.
Diese Forderungen können aus den Problemen der Natur, der Benutzer von
Massenprodukten und der produzierenden Unternehmen abgeleitet werden. Kurz
ausgedrückt ist das Ziel für die Unternehmen in einem Post-Mass-Production-Paradigm:
"Die Herstellung von Soft Products in Soft Factories durch die Verwendung von Soft
Components und Soft Material." Was heisst SOFT in diesem Zusammenhang?
2.3. Softness und Life-Cycle Analyse
Softness steht als Überbegriff für die Eigenschaften zukünftiger Produkte, Prozesse und
Unternehmensorganisationen [No94]. Diese müssen
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• adaptiv,
• flexibel,
• (wieder-)konfigurierbar,
• auf menschliche, soziale und natürliche Resourcen abgestimmt
sein. Auf Soft Products wird in Abschnitt 3 näher eingegangen. Für die Prozesse und
Organisation der Unternehmen in einem PMPP ist entscheidend, dass sie autonome und
selbst-konfigurierende Systeme sind. Dazu müssen diese Systeme auf einer grossen
Menge von Produktionswissen aufbauen, wobei der gesamte Lebenszyklus eines
Produktes berücksichtigt wird. Beispielsweise muss schon bei der Produktherstellung
genaues Wissen über den Resourcenbedarf vorliegen, der bei der Nutzung und
Entsorgung auftritt.
2.4. Massnahmen
Der Einsatz von Informationstechnologie spielt eine entscheidende Rolle, um die
notwendige Effizienz und vor allem die Flexibilität im Produktionsbereich zur
Verfügung zu stellen. Dies gilt für alle zu verbessernden Bereiche innerhalb einer
Unternehmung. Durch geeigneten EDV-Einsatz können beispielsweise
Produktionslebenszyklen verkürzt, Lieferzeiten verkürzt und die Kundenorientierung
verbessert werden. Auch die Kommunikation der Unternehmen untereinander sowie
zwischen Unternehmen und Kunden kann durch Einsatz von Informationstechnologien
verbessert werden.
Strategisch ist es für die Unternehmen wichtig sich noch stärker an den Bedürfnissen der
Kunden zu orientieren und sich deren Anforderungen anzupassen. Statt einer globalen
Marktorientierung kann es für ein Unternehmen daher erforderlich sein, sich auf
spezifische Marktsegmente zu konzentrieren.
Um sich dem Kunden anzupassen sind statt Spezialmaschinen, die die Herstellung eines
speziellen Produktes unterstützen, flexible Maschinen notwendig. So kann bei einer
kundenorientierten Produktion auch die Produktionsplanung und -steuerung an die
konkreten Bedürfnisse fortlaufend angepasst werden (agile manufacturing). Weiterhin
muss die Logistik der Unternehmen für ein PMPP anpassungsfähiger gestaltet werden.
Es muss sofort und korrekt auf sich ändernde Anforderungen reagiert werden können.
Dies wird wiederum durch autonome und sich selbstkonfigurierende Systeme
unterstützt.
Insgesamt kann als Leitidee für die Unternehmen festgehalten werden:
Die Nutzung der fortschrittlichen technologischen und informationstechnischen
Möglichkeiten ermöglicht eine bessere Anpassbarkeit der Produktion. Früher
verhinderten technische Restriktionen die effiziente Herstellung von Spezialprodukten,
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heute ist die Flexibilität der Technik der Grund dafür keine Flexibilität mehr vom
Kunden zu verlangen [DM93, NR94].
3. Soft Products
3.1. Veränderter Produktlebenszyklus
Heutige Massenprodukte zeichnen sich durch einen universellen Nutzen, einen
günstigen Preis aber auch durch immer kürzer werdende Lebensdauern aus. Ziel eines
Post-Mass-Production-Paradigm ist auf der einen Seite die Herstellung längerlebiger
Produkte, auf der anderen Seite werden die Entwicklungsphasen im
Produktlebenszyklus immer kürzer. Eine Änderung des Produktlebenszyklus ist daher
erstrebenswert, und zwar derart, dass eine Wiederkonfigurierbarkeit und
Mehrfachnutzung der Produkte berücksichtigt wird. Abbildung 2 stellt diesen neuen
Produktlebenszyklus dar. Die Schleife, die die Phasen der Wiederkonfigurierung sowie
der Nutzung abdeckt, kann dabei mehrfach durchlaufen werden. Bei sich ändernden
Anforderungen wird ein Soft Product umkonfiguriert und kann weiter genutzt werden,
da es die neuen Anforderungen erfüllt. Für "normale Produkte" ist eine Anpassung an
veränderte Anforderungen nicht möglich (siehe Abb. 3). Durch diese Verlängerung der
Produktlebenszyklen wird eine Langlebigkeit und eine Wertsteigerung für Soft Product
gewährleistet.
3.2. Definition
In dem Forschungsprojekt IMS/GNOSIS [No94] wird Soft Product folgendermassen
definiert:
A soft product is a physical device with knowledge about itself which can be accessed by
the intelligent control system of some soft machine with which it is associated. It may be
an assembly of soft products which act as components. A soft machine is a physical
device with an intelligent control system.
3.3. Anforderungen an Soft Products
Soft Products zeichnen sich durch einen hohen Wert, einen bestmöglichen Nutzen für
die Kunden und Langlebigkeit aus. Ihr Lebenszyklus ist in Abbildung 2 dargestellt. Im
einzelnen besitzen ideale Soft Products die folgenden Eigenschaften [Ga94]:
• grosse Flexibilität
• selbst wartend
• selbst überwachend
• selbst instandhaltend
• extrem langlebig
• wiederverwertbar
• recyclebar
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• geringst möglichen Abfall
erzeugend
• einfach und sicher zu nutzen
• minimale Wasserverschmutzung
• minimaler Wasserverbrauch
• minimaler Energieverbrauch
• minimale Lärmerzeugung
• minimaler Rohstoffverbrauch
• minimaler Umwelteinfluss des
Produktionsprozesses
- Error! Unknown switch argument. -

Teilweise sind dies sehr hochgesteckte Ziele, die aber grundsätzlich erfüllbar sind. Eine
Selbstreparatur kann zum Beispiel durch funktionale Redundanz bei der Konstruktion eines
Produktes erreicht werden.
In der Konstruktionsphase ist es wichtig, die Modifizierbarkeit des Produktes zu berücksichtigen.
Teile des Produktes verschleissen während der Benutzung, und die Anforderungen an das Produkt
können sich ändern. Dann muss es möglich sein das Produkt einfach zu reparieren, zu modifizieren
oder in der Funktionalität zu erweitern.
Entscheidend bei einer Neukonfigurierung ist wiederum die Orientierung am Kunden: das Produkt
muss in der Nutzungsphase stets die gewünschte Funktionalität voll erfüllen. Dazu ist es
erforderlich das Produkt gemäss individuellen Kundenanforderungen zu konfigurieren [Sch94] und
während der Nutzung diesen Anforderungen anzupassen.
Die Konstruktions- und Konfigurierungsphase für Soft Products wird idealerweise Software
unterstützt, da diese Phasen für Soft Products komplexer als für Massenprodukte sind. Insbesondere
müssen hier extrem grosse Wissens- und Datenbestände bearbeitet werden, was durch den Einsatz
wissensbasierter Software-Systeme optimal unterstützt wird.
4. Die Resource "Wissen"
Für ein Post-Mass-Production-Paradigm spielt Wissen eine besondere Rolle und wird zu einem der
wichtigsten Produktionsfaktoren. Zusätzlich zu den konventionellen technischen Daten wird
funktionales Wissen immer wichtiger. Dabei handelt es sich um Wissen über die Funktionalität
eines Soft Products oder einer Maschine zu dessen Herstellung, aber auch um Anwendungswissen
beispielsweise über das Einsatzgebiet des Produktes. Auch Wissen über die Umwelt und alle
Phasen eines Produktlebenszyklus wird zunehmend wichtiger [Ga94].
Der Einfluss von Wissen in allen Bereichen der Produktion führt dazu, dass Wissen als eine
Resource betrachtet werden kann, ebenso wie Rohstoffe oder Energie. Allerdings unterscheidet sich
die Resource Wissen entscheidend von den übrigen Resourcen: ihr Bestand nimmt zu (Abb. 4) und
eine exzessive Verwendung wirkt sich besonders positiv aus. Auch die Mehrfachnutzung der
Resource Wissen ist möglich und vorteilhaft.
Wissen wird in der Zeit nach der Massenproduktion auch wie eine Resource gehandelt werden
müssen. Es kann von Unternehmen verkauft werden und innerhalb eines Unternehmens muss
sämtliches Wissen verwaltet, gepflegt, ausgetauscht und wiederverwendet werden. Ohne eine
angemessene Strukturierung des gesamten vorhandenen Wissens wird die Umsetzung eines Post-
Mass-Production-Paradigm in einem Unternehmen nicht möglich sein [To92, Ga94]. Die optimale
Nutzung dieser Resource und deren weitere Zunahme kann für viele Unternehmen den Weg in das
kommende Produktionszeitalter ebnen.
5. Zusammenfassung
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Die Voraussetzungen für die Massenproduktion sind für viele Unternehmen nicht mehr gegeben.
Die Ursachen dafür sind wirtschaftliche Probleme, technologischer Fortschritt, zunehmende
Umweltbelastung und Resourcenknappheit, unflexible Unternehmensorganisation und veraltete
Wertvorstellungen.
Für den Produktionssektor bedeutet dies, dass nach neuen Ansätzen verlangt wird: es wird ein Post-
Mass-Prodction-Paradigm benötigt. Leitideen dafür sind die stärkere Ausrichtung der Unternehmen
an den Bedürfnissen der Kunden, der sparsame Umgang mit Resourcen, die Schonung von Umwelt
und Natur und die Anpassung an wirtschaftliche Möglichkeiten und Voraussetzungen.
Statt Massenprodukten müssen in Zukunft sogenannte Soft Products produziert werden. Diese
zeichnen sich besonders durch flexible Einsatzmöglichkeiten, Wiederkonfigurierbarkeit, adaptive
Fähigkeiten und Umweltschonung bei der Herstellung und Nutzung aus.
Für den gesamten Produktionssektor wird die Resource "Wissen" immer wichtiger. Dabei spielt das
Wissen über alle Phasen des Lebenszyklusses eines Produktes und über den Herstellungsprozess,
aber auch funktionales Wissen über das Anwendungsgebiet eine Rolle. Der Einsatz von moderner
Informationstechnik in der Produktion basiert auf grossen Wissens- und Datenbeständen, wodurch
es besonders wichtig wird dieses Wissen zu systematisieren und optimal zu verwalten.
6. Ausblick
Für die weitere Entwicklung eines Post-Mass-Production-Paradigm und die Herstellung von Soft
Products sind konkrete Methodologien und Konzepte zu entwickeln. Weiterhin müssen Software-
Tools implementiert werden, welche die Anwendung und Umsetzung dieser Konzepte unterstützen.
Dabei ist insbesondere der Stellenwert der Resource "Wissen" zu berücksichtigen und die intensive
und bestmögliche Verwendung von Wissen als Basis für Methodologien, Konzepte und Tools zu
verwenden.
Besondere Beachtung muss auch den gesellschaftlichen und sozialen Folgen dieser Entwicklungen
geschenkt werden. Die Garantie für Beschäftigung und einen Arbeitsplatz muss trotz
Umstrukturierungen für die Mitarbeiter von Unternehmen gegeben sein. Für viele Unternehmen
sind zur Zeit die hohen Produktionsvolumina die Voraussetzung um zu überleben. Diese hohen
Produktionsmengen werden in einem Post-Mass-Production-Paradigm nicht mehr existieren.
Abschliessend lässt sich festhalten, dass für viele Unternehmen die Entwicklung und Umsetzung
eines Post-Mass-Production-Paradigm und die Produktion von Soft Products auf der einen Seite
unbedingt notwendig ist, auf der anderen Seite aber ein grundlegendes Umdenken und eine
Neuorganisation in vielen Bereichen der Unternehmen verlangt wird. Mit Sicherheit sind Post-
Mass-Production-Paradigm und Soft Product nicht nur zwei neue Schlagwörter.
7. Literatur
[DM93]
Davidow, William H.; Malone, Michael S.; Das virtuelle Unternehmen - Der Kunde als
Co-Produzent, Campus Verlag, 1993.
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[Ga94]
[No94]
[NR93]
[Sch94]
[To92]
Gaines, Brian (Hrsg.): IMS/GNOSIS: Knowledge Systematization, GNOSIS Projekt
Bericht, Februar 1994.
Norrie, Douglas (Hrsg.): IMS/GNOSIS: Knowledge Systematization - Terminology Guide,
GNOSIS Projekt Bericht, März 1994.
Nagel, Kurt; Rasner, Carsten: Herausforderung Kunde - Neue Dimensionen der kundenund
marktorientierten Unternehmensführung, Verlag Moderne Industrie, 1993.
Schwarze, Stephan: The Procedure of Product Configuration and Handling the
Configuration Knowledge, in: Proceedings of the Third IERC, Atlanta, Mai 1994.
Tomiyama, Tetsuo: The Technical Concept of IMS, Paper at the University of Tokyo,
1992.
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Abbildung 1: Probleme und Grenzen der Massenproduktion (nach Tomiyama)
Beginn der
Massenproduktion
Ende der
Massenproduktion
Nach der
Massenproduktion
: Phase der Produktlebenszyklus
Abbildung 2: Produktlebenszyklus für wiederkonfigurierbare Produkte
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Anforderungsbedingung
Menge der vom
Produkt zu
erfüllenden
Anforderungen
Normales Produkt
Soft Product
Modifikation
des Soft
Products
geänderte
Anforderungen
Normales Produkt:
Kann Anforderungen
nicht erfüllen
Modifiziertes Soft Produkt:
Erfüllt geänderte
Anforderungen
Abbildung 3: Neukonfigurierung eines Soft Products
Verfügbarkeit
Resource "Wissen"
Resource 1
Abbildung 4: Zuwachs der Rescource "Wissen"
Resource 3
Resource 2
Resource 5
Resource 4
Zeit
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