Koordination der kooperativen Produktentwicklung in Wertschöpfungsketten : ein kybernetischer Ansatz für virtuelle Integration

Abstract

Der textile Sektor wird durch mehrstufige Wertschöpfungsketten geprägt, welche sich in den letzten Jahren zu komplexen Netzwerken entwickelt haben. Das Management solcher Strukturen, insbesondere zur Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen, ist eine Gestaltungsaufgabe, welche organisatorische Konzepte, geeignete Methoden und deren technologische Umsetzung umfasst. Dies gilt besonders für den Bereich der Schutzbekleidung, da hier hohe technische Anforderungen an das Produkt und die begleitenden Dienstleistungen gestellt werden, welche von spezialisierten und oft traditionell geführten Textilunternehmen allein nur schwer erfüllt werden können. Basierend auf dem Konzept der Virtuell Integrierten Kooperation der Partner der Wertschöpfungskette, wird im ersten Teil der Arbeit aus Methoden des Innovationsmanagements und geeigneten Technologien ein Ansatz entwickelt, mit dem diesen Herausforderungen begegnet werden kann. Dieser Ansatz wird im zweiten Teil der Arbeit hinsichtlich seines Beitrags zu verschiedenen Aspekten einer solchen Kooperation untersucht und abschließend zu einer Vorgehensweise für Integriertes Innovationsmanagement verallgemeinert. Eine ausführliche Problembeschreibung und eine Analyse der Abläufe und des Innovationsumfeldes bilden die Grundlage zur Identifikation von drei Teilsystemen, die den Phasen des Innovationsprozesses zuzuordnen sind und die sich hinsichtlich der Akteure, der Art der Tätigkeiten, der erzeugten Ergebnisse und des eingesetzten Wissens unterscheiden. Das erste Teilsystem, die Gefährdungsanalyse, beschreibt eine gemeinsame Schnittstelle zum Anwender. Mittels eines hybriden wissensbasierten Dialogsystems wird systematisch untersucht, welche Art von Schutz die Kleidung dem Anwender bieten soll, welche Normen und Vorschriften zu beachten sind und welche verfügbaren Produkte zum Einsatz kommen könnten. Die regelbasierte Komponente repräsentiert und verwendet das Wissen der Experten aus Industrie und Instituten, während die fallbasierte Komponente abgeschlossene Szenarien und Episoden speichert und diese bei ähnlichen, neuen Problemstellungen im Sinne der Case-Based-Reasoning-Methodik wieder verwendet. Dieser systematische Umgang mit Gefährdungsprofilen dient einerseits der konkreten Problemlösung beim Anwender und stellt andererseits eine wichtige Wissensquelle zur marktorientierten Neuentwicklung von Produkten dar. Das zweite Teilsystem beschreibt die Umsetzung der Anforderungen der Anwender in Produkteigenschaften. Dabei werden die einzelnen textilen Prozessstufen und deren Beiträge zum Endprodukt nicht - wie bislang üblich - isoliert betrachtet, sondern von Beginn der Analyse an als ein virtuelles Produkt, das sich aus der Schutzkleidung und zusätzlichen Dienstleistungen zusammensetzt. Diese gemeinsame Anwendung der Methode Quality Function Deployment durch die - virtuell integrierten - Wertschöpfungspartner stellt die effektive und effiziente Erfüllung der Kundenanforderungen durch die Neuentwicklung sicher und beschleunigt durch die gleichzeitige Einbindung aller Partner diese Entwicklung. Mit Hilfe von Workflow-Management-Systemen werden im dritten Teilsystem sowohl die kooperativen Prozesse als auch die Abläufe bei den Partnern unterstützt. Eine flexible Modellierung erlaubt Entscheidungen und Rücksprünge und trägt so der Unvorhersehbarkeit von Entwicklungs- und Innovationsprozessen zumindest im Detail Rechnung. Die bereits abgeschlossenen Projekte und Prozesse werden über eine fallbasierte Komponente dabei zur Entscheidungsunterstützung für laufende Prozesse eingesetzt und ermöglichen damit den systematischen Umgang mit Wissen. Im zweiten Teil der Arbeit werden die für eine Virtuell Integrierte Kooperation wichtigen Aspekte Kollaboration, Innovationselastizität, Virtualisierung und Wissensorientierung vertiefend betrachtet. Weiterhin werden Kriterien entwickelt, anhand derer der Beitrag der in den Teilsystemen entwickelten Methoden, Technologien und Konzepte zu diesen Aspekten beschrieben werden kann. Diese Zuordnung zeigt, dass durch die unterschiedlichen Schwerpunkte der Teilsysteme insgesamt alle Aspekte Beachtung finden. Der letzte Teil der Arbeit beschreibt die Verallgemeinerung des Ansatzes. Dabei wird insbesondere auf den Ablauf von Innovationsprozessen, auf geeignete Organisationsformen und das Wechselspiel zwischen Innovationssystem und Wissenssystem eines Unternehmens bzw. einer Kooperation eingegangen. Mit diesem Rüstzeug kann die umfassende Gestaltungsaufgabe eines systemgestützten, wissensorientierten Innovationsmanagements in Wertschöpfungsketten erfolgreich angegangen werden.

The textile sector is characterised by multistage supply chains that have evolved into complex networks. The management of these emerging structures, especially for the development of new products and services, is a task that comprises organisational concepts, an appropriate methodology and its technological implementation. This is especially true for the area of protective clothing, due to the demanding technical requirements placed on products and services in this area. Specialised and often traditionally managed textile companies are finding it increasingly difficult to meet these requirements unaided. In the first part of the present thesis, an approach based on the concept of Virtually Integrated Cooperation combines innovation management methods with suitable tools, forming an approach to cope with these requirements. This approach is evaluated in the second part of the thesis with respect to its contributions to the various aspects of such cooperation. Finally, a generalised concept for integrated innovation management is presented. A detailed description of the problem, a process analysis, and an examination of the innovation environment form the basis for the identification of three subsystems. They can be related to the phases of an innovation process and differ with respect to the actors, the type of activity, the generated results and the knowledge used. Protective clothing has to prevent the wearer from certain dangers and hazards. The cooperative, systematic analysis of these risks forms a common interface to the end-user. A hybrid, knowledge based system supports the systematic analysis of dangers and hazards for the wearer of the protective clothing. The resulting information describes the norms and regulations to be taken into account and points towards potentially available products. The rule-based component represents and uses the knowledge of experts from industry and notified bodies. The case-based component stores completed episodes and scenarios and makes use of them following the Case-Based Reasoning methodology. The systematic handling of these risk profiles supports on the one hand the user's specific problem solution and represents on the other a valuable knowledge source for ongoing market oriented product development. The second subsystem describes the translation of end-user requirements into product features. The specific textile process stages and their contribution to the final product are not, as is commonly the case, considered individually but as one virtual product comprising services and the clothing itself. This mutual application of the Quality Function Deployment method using a virtually integrated supply chain ensures the effective and efficient compliance with the requirements and reduces development time by involving all partners simultaneously. In the third subsystem, workflow management systems support both the cooperative and the internal processes related to product development. A flexible model allows decisions and feedback loops and hence copes with the - at least on a detailed level - unpredictability of innovation related processes. The already finished projects and processes are stored and reused for decision support following again the Case-Based Reasoning approach, thus ensuring a systematic handling of knowledge. The second part of the thesis elaborates on the important aspects of Virtually Integrated Cooperation. They are collaboration, innovation elasticity, virtualisation and knowledge processes. Furthermore, evaluation criteria for the contribution of the developed concepts, methods and tools to theses aspects of cooperation are presented. The assessment of the three subsystems actually developed shows that all aspects are covered. A generalisation of the approach is presented in the last part of the thesis. The focus lies here on the course of innovation related processes, appropriate forms of organisation and the relation between the innovation system and the knowledge system of an organisation or cooperation. With these resources, the task of system-based, knowledge-oriented innovation management can be tackled successfully.