Bild Florian Reichelt Vorname Nachname Vorname Nachname Vorname Nachname Methodik zum situativen Designmanagement in der Design-Technik-Konvergenz in den frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung Bericht Nr. 724 Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design Prof. Dr.-Ing. T. Maier Methodik zum situativen Designmanagement in der Design-Technik-Konvergenz in den frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung Von der Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung vorgelegt von Florian Reichelt, M. Sc. geboren in Bielefeld Hauptberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thomas Maier Mitberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dieter Spath (i.R.) Tag der mündlichen Prüfung: 31.07.2024 Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design Universität Stuttgart 2024 D 93 ISBN-13: 978-3-946924-26-5 Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thomas Maier Universität Stuttgart Pfaffenwaldring 9 D-70569 Stuttgart Telefon +49 (0)711 685-66055 Telefax: +49 (0)711 685-66219 E-Mail: mail@iktd.uni-stuttgart.de Vorwort I Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als akademischer Mitarbeiter am For- schungs- und Lehrgebiet Technisches Design des Instituts für Konstruktionstechnik und Tech- nisches Design der Universität Stuttgart. Meinem Doktorvater Herrn Prof. Dr.-Ing. Thomas Maier danke ich ganz herzlich für die Betreuung dieser Arbeit, für das in mich gesetzte Vertrauen, für die wertvollen fachlichen Diskussionen und die Freiheiten bei der Bearbeitung meines Forschungsthemas. Ebenfalls danke ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dieter Spath für das Interesse an meiner Arbeit und die Übernahme des Mitberichts. Herrn Prof. Dr.-Ing. Andreas Wagner danke ich für die Übernahme des Prüfungsvorsitzes. Meinen ehemaligen Kolleginnen und Kollegen des IKTD möchte ich für die stets positive, kon- struktive und hilfsbereite Arbeitsatmosphäre danken. Ganz besonders möchte ich mich bei meinem ehemaligen Teamleiter Herrn Dr.-Ing. Daniel Holder für die persönlichen und freund- schaftlichen Gespräche und die fachliche Unterstützung über all die Jahre und in allen Phasen der Zusammenarbeit bedanken. Meine gesamte Zeit am Institut war nicht nur durch fachliche Gespräche und gegenseitige Unterstützung, sondern auch durch private Unterhaltungen und Un- ternehmungen mit einzelnen Kollegen und Freunden geprägt, wofür ich sehr dankbar bin. Den Herren Dr.-Ing. Peter Schmid, Lutz Fischer, M. Sc. und Jonathan Kießling, M. Sc. danke ich be- sonders für die enge und gute Zusammenarbeit in all unseren gemeinsamen Projekten. Frau Miriam Schäffer, M. Sc. und Herrn Lars Gadermann, M. Sc. danke ich ganz herzlich für die gemeinsame Zeit im und außerhalb des Instituts, sowie für die kritischen Diskussionen und Durchsichten meiner Arbeit. Ebenso danke ich Frau Dr.-Ing. Franziska Kern und Herrn Dr.-Ing. Andreas Kaufmann für die vielen inspirierenden Diskussionen, die Unterstützung und die Durch- sicht der Arbeit. Im privaten Umfeld möchte ich meinen Freunden danken, die immer für Abwechslung und andere Gedankengänge gesorgt haben. Ganz besonders möchte ich Anna, Tina und Daniel danken, die mich nicht nur fachlich, sondern vielmehr privat unterstützt haben; ohne die Diskussionen, Rat- schläge und gemeinsamen Events mit Euch, auch fernab dieser Arbeit, wäre es mir nicht möglich gewesen, diese Arbeit so fertigzustellen. Der größte Dank gebührt meiner Familie, die mich auf meinem ganzen bisherigen Weg immer unterstützt und bestärkt hat. Besonders in der Promotionszeit wart ihr mein wichtigster Anker und habt alle Hürden mit mir genommen. Vielen Dank für Eure Unterstützung und Förderung, die das Fundament für das Gelingen dieser Arbeit gelegt haben. Stuttgart, im August 2024 Florian Reichelt II Inhaltsverzeichnis III Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis .......................................................................................... VI Abstract .................................................................................................................... IX 1 Einleitung ............................................................................................................. 1 1.1 Problemstellung .......................................................................................... 2 1.2 Zielsetzung und Abgrenzung der Arbeit ...................................................... 4 1.3 Struktur der Arbeit ....................................................................................... 4 2 Theoretische Grundlagen ................................................................................... 6 2.1 Begriffsdefinitionen zur Beschreibung von Projektarbeit ............................. 6 2.1.1 Arbeitsbeschreibungen: Tätigkeiten, Aktivitäten, Aufgaben und Prozesse ....................................................................................... 6 2.1.2 Methodische Unterstützung: Vorgehensmodelle, Methodik, Methoden und Werkzeuge ............................................................ 7 2.1.3 Projektarbeit: Kombination aus Arbeitsbeschreibung und methodischer Unterstützung ......................................................... 8 2.2 Projektmanagement und Produktentwicklung ........................................... 10 2.2.1 Projektmanagement .................................................................... 12 2.2.2 Produktentwicklung ..................................................................... 14 2.3 Fahrzeugentwicklung, Designprozess und Design-Technik-Konvergenz . 16 2.3.1 Fahrzeugentwicklung .................................................................. 16 2.3.2 Designprozess ............................................................................ 18 2.3.3 Design-Technik-Konvergenz (DTK) ............................................ 19 2.4 Fahrzeugentwicklungsprojekt ................................................................... 20 2.4.1 Verbindung zwischen PMP und PEP im Fahrzeugentwicklungsprojekt ...................................................... 20 2.4.2 Dimensionen der Entwicklungssituation ...................................... 21 2.5 Unterscheidung agile, klassische und hybride Vorgehensmodelle ........... 24 2.5.1 Aktuelle Herausforderungen in der Fahrzeugentwicklung ........... 25 2.5.2 Agile Vorgehensmodelle ............................................................. 26 2.5.3 Klassische Vorgehensmodelle .................................................... 27 2.5.4 Hybride Vorgehensmodelle ......................................................... 28 3 Stand der Forschung und Technik .................................................................. 30 3.1 Designprozess und DTK in der Fahrzeugentwicklung .............................. 30 3.2 Entscheidungsfindung im Designprozess ................................................. 34 3.3 Unterscheidung von Methoden ................................................................. 36 3.4 Forschungsbedarfe ................................................................................... 41 IV Inhaltsverzeichnis 4 Detaillierung der Aufgabenstellung ................................................................ 44 4.1 Konkretisierung der Aufgabenstellung ..................................................... 44 4.2 Vorgehen der Methodikentwicklung ......................................................... 47 5 Stakeholder- und Anforderungsanalyse ........................................................ 50 5.1 Stakeholderanalyse ................................................................................. 50 5.1.1 Experteninterviews mit Projektverantwortlichen der DTK ........... 50 5.1.2 Expertenworkshops mit Entwicklern der DTK ............................. 52 5.1.3 Ansätze zur Optimierung des Designmanagements................... 54 5.2 Anforderungsanalyse ............................................................................... 57 5.2.1 Allgemeine Anforderungen ......................................................... 57 5.2.2 Spezifische Anforderungen ........................................................ 58 5.2.3 Anforderungsliste........................................................................ 58 6 Untersuchungen zur Situationsanalyse ......................................................... 60 6.1 Designprozess in der frühen Phase der Fahrzeugentwicklung ................ 60 6.1.1 Designprozess ............................................................................ 61 6.1.2 Abläufe der Konvergenz zwischen Design und Technik ............. 66 6.1.3 Entwicklung von Unterstützungstools zur Orientierung im Designprozess ............................................................................ 68 6.2 Designentscheidungen in der DTK .......................................................... 72 6.2.1 Entscheidungsparameter für Designentscheidungen ................. 73 6.2.2 Erhebungsmöglichkeiten der Entscheidungsparameter ............. 76 6.2.3 Entwicklung eines Unterstützungstools zur Vorbereitung von Designentscheidungen ............................................................... 78 6.3 Untersuchungen zur methodischen Situationsanalyse ............................ 79 6.3.1 Ableitung einer Methoden-DNA .................................................. 80 6.3.2 Prozessmodell zur methodenoptimierten Fahrzeugentwicklung . 83 6.3.3 Entwicklung eines Unterstützungstools zum situativen Methodeneinsatz ........................................................................ 86 6.4 Zusammenfassung und Beantwortung der Forschungsfragen ................. 89 7 Vorstellung der Methodik ................................................................................ 91 7.1 Ziele und Eigenschaften der Methodik ..................................................... 91 7.2 Vorstellung der Methodikschritte .............................................................. 93 7.2.1 Schritt 1: Bestimmung der Entwicklungsarbeiten ....................... 94 7.2.2 Schritt 2: Bestimmung der Entscheidungsvorgänge ................... 97 7.2.3 Schritt 3: Bestimmung der methodischen Vorgehensweise ...... 100 7.2.4 Schritt 4: Situative Planung in der Entwicklungssituation ......... 103 7.3 Methodik zum situativen Designmanagement ........................................ 106 Inhaltsverzeichnis V 7.3.1 Vorgehensweise der Methodik .................................................. 106 7.3.2 Überarbeitung nach Evaluation ................................................. 109 8 Evaluation der Methodik ................................................................................. 111 8.1 Evaluationskonzept ................................................................................. 111 8.2 Formative Evaluation .............................................................................. 114 8.2.1 Industrieprojekt Medizintechnik ................................................. 115 8.2.2 Industrieprojekt Car Clinic ......................................................... 116 8.2.3 Forschungsprojekt TANGO ....................................................... 118 8.2.4 Forschungsprojekt RUMBA ....................................................... 119 8.2.5 Ergebnisse der formativen Evaluation ....................................... 121 8.3 Heuristische Evaluation .......................................................................... 122 8.3.1 Ablauf der heuristischen Evaluation .......................................... 123 8.3.2 Ergebnisse der heuristischen Evaluation .................................. 126 8.4 Summative Evaluation ............................................................................ 129 8.4.1 Sozio-demografische Daten der Experten ................................. 130 8.4.2 Ablauf der summativen Evaluation ............................................ 130 8.4.3 Ergebnisse der summativen Evaluation .................................... 131 8.5 Gesamtfazit der Methodikevaluation ....................................................... 136 9 Zusammenfassung.......................................................................................... 141 10 Ausblick ........................................................................................................... 145 Literaturverzeichnis .............................................................................................. 148 Anhang ................................................................................................................... 169 A.1 Literaturrecherche zu Vorgehensweisen in der PE und dem PM ........... 169 A.2 Literaturrecherche zu Prozessen in der Fahrzeugentwicklung ............... 171 A.3 Übersicht über untersuchte methodische Ansätze.................................. 173 A.4 Unterstützungstool: Meilenstein-Übersichten ......................................... 175 A.5 Unterstützungstool: Meilenstein-Checklisten .......................................... 181 A.6 Unterstützungstool: Methoden-Steckbriefe ............................................. 187 A.7 Unterstützungstool: Entscheidungsparameter ........................................ 205 A.8 Unterstützungstool: Phasenplan ............................................................. 207 A.9 Fragebogen zur summativen Evaluation ................................................ 208 A.10 Optimierungspotenziale summative Methodikevaluation ........................ 212 Lebenslauf .............................................................................................................. 215 VI Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abk. Erläuterung Quelle / Hinweis A Allgemeine Anforderung vgl. Kapitel 5.2.3 AAA Aufmerksamkeits- und Aktivitätenassistent vgl. Kapitel 8.2.3 B Bereichsanforderung vgl. Kapitel 5.2.3 BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Energie vgl. Kapitel 8.2.3 BMWK Bundesministerium für Wirtschaft und Klima- schutz vgl. Kapitel 8.2.4 BPMN Business Process Model and Notation BPMN [2024] CAD Computer-aided Design vgl. Anhang A.6 CAS Computer-aided Styling vgl. Anhang A.6 DKM Datenkontrollmodell vgl. Kapitel 6.1.1 DTC Englisch für Design-Technik-Konvergenz vgl. Abstract DTK Design-Technik-Konvergenz vgl. Kapitel 2.3.3 EASCY Electrified, autonomous, shared, connected, yearly updated KUHNERT ET AL. [2017] F Festanforderung vgl. Kapitel 5.2.3 FF Forschungsfrage vgl. Kapitel 4.1 GUI Graphical User Interface vgl. Anhang A.4 IKTD Institut für Konstruktionstechnik und Techni- sches Design vgl. Kapitel 1.1 IoT Internet of Things vgl. Kapitel 8.2.1 IPMA International Project Management Association vgl. Kapitel 2.2.1 JIS Just-in-Time vgl. Anhang A.3 JIT Just-in-Sequenz vgl. Anhang A.3 KI Künstliche Intelligenz vgl. Kapitel 2.5.1 KMU Kleines oder mittleres Unternehmen vgl. Kapitel 8.2.3 KPI Key Performance Indicator vgl. Kapitel 3.2 Abkürzungsverzeichnis VII LeSS LargeScaleScrum LARMAN & VODDE [2017] MbO Management by Objectives vgl. Kapitel 6.3.1 MS Meilenstein vgl. Kapitel 2.3.1 OEM Original Equipment Manufacturer vgl. Kapitel 2.3.1 OKR Objectives and Key Results vgl. Kapitel 6.3.1 PDCA Plan-Do-Check-Act DEMING [1986] PE Produktentwicklung vgl. Kapitel 2.2.2 PEP Produktentwicklungsprozess vgl. Kapitel 2.2.2 PKEA Planen, Konzipieren, Entwerfen, Ausarbeiten vgl. Anhang A.3 PM Projektmanagement vgl. Kapitel 2.2.1 PMI Project Management Institute vgl. Kapitel 2.2.1 PMP Projektmanagementprozess vgl. Kapitel 2.2.1 QFD Quality Function Deployment vgl. Kapitel 6.3.1 QMS Qualitätsmanagementsystem vgl. Kapitel 6.3.1 RAMSIS Rechnergestütztes Anthropometrisch-Mathe- matisches System zur Insassen-Simulation vgl. Kapitel 6.2.2 RUMBA Realisierung einer positiven User Experience mittels benutzerfreundlicher Ausgestaltung des Innenraums für automatisierte Fahrfunkti- onen vgl. Kapitel 8.2.4 SAFe Scaled Agile Framework KNASTER & LEFFINGWELL [2020] SOP Start-of-Production vgl. Kapitel 2.3.1 Sp Spezifische Anforderung vgl. Kapitel 5.2.3 TANGO Technologie für automatisiertes Fahren nut- zergerecht optimiert vgl. Kapitel 8.2.3 Tier-1 System / Modul Zulieferer vgl. Kapitel 8.2.3 TOTE Test-Operate-Test-Exit MILLER ET AL. [1960] TPM Total Productive Maintenance vgl. Anhang A.3 TPS Toyota Production System vgl. Anhang A.3 VIII Abkürzungsverzeichnis TQM Total Quality Management vgl. Anhang A.3 TRIZ Theorie des erfinderischen Problemlösens vgl. Kapitel 6.3.1 TRL Technology Readiness Level STRAUB [2015] TS Tech-Stream vgl. Kapitel 6.3.2 UI User Interface vgl. Anhang A.6 VDA Verband der Deutschen Automobilindustrie vgl. Kapitel 1 vPE Verkürzte Produktentwicklung vgl. Kapitel 6.3.2 VUCA Volatility, uncertainty, complexity, ambiguity BENNETT & LEMOINE [2014] W Wunsch vgl. Kapitel 5.2.3 Hinweis für die Leserschaft Die Quellenangaben in dieser Arbeit erfolgen innerhalb des fortlaufenden Textes in ecki- gen Klammern und verweisen auf einen ausführlichen Eintrag im Literaturverzeichnis. Quellenangaben am Ende eines Absatzes beziehen sich auf den gesamten Absatz. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird in dieser Arbeit auf die Differenzierung des Geschlechts verzichtet. Sämtliche Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen für alle Geschlechter. Abstract IX Abstract The automotive industry is currently characterized by a series of multifaceted challenges. On the product side, there is a need to develop vehicles for the mobility of the future that meet the demands of sustainable mobility in various aspects. To both meet these evolving product requirements and continue advancing innovation, a shift in the vehicle develop- ment is necessary. Particularly, in the early stages of development where the conver- gence of design and technology (DTC) occurs, the vehicle characteristics are defined, and the product’s success is sealed. Given the implementation of numerous new chal- lenges, methodical support in these crucial phases is most effective. The flexibility of traditional approaches is too limited to drive new innovations in an in- creasingly complex vehicle development environment. In software development agile methods have proven successful. However, the transition of existing structures to agile methodologies proves to be inefficient, due to certain standards prescribed by certification processes, specifically regarding time and work plans. The solution appears to be simple: a combination of agile and traditional approaches to enable an adequate response to the current development situation. To support the selection of the appropriate approach, a methodology will be developed within this work. This methodology allows project manag- ers to efficiently plan the next development steps according to the prevailing development situation. The development of the methodology occurred through several steps. Chapter 2 first es- tablishes the theoretical foundations and necessary definitions. The development situa- tion is defined as a core component of the methodology. Describing this project status serves as the foundation for the methodology to make situation-appropriate decisions. The development situation is characterized by three dimensions: process, design deci- sions, and methods. Figure 1 illustrates the interrelationships between these three dimensions. The process dimension addresses all goals and tasks throughout the development pro- ject. Established milestones in vehicle development dictate project outcomes. An overview of these milestone goals and the necessary tasks to achieve them forms the basis for the situational analysis regarding the process. Within the dimension of design decisions, the development situation is analysed concern- ing upcoming product-related decisions. These decisions significantly influence the vehicle characteristics and, consequently, future market success. To consider all relevant decisions and the necessary work steps for preparation, an overview is required. X Abstract The third dimension encompasses the available methods. By selecting the methodologi- cal approach, development work can be carried out more efficiently, or not. To select methodological support appropriate to the development situation, an overview of existing methods is necessary. Additionally, an estimation of project characteristics is required to select a suitable approach. Figure 1: Three dimensions of the development situation to enable situation-appropriate planning The current research knowledge regarding the determination of the three dimensions of the development situation is described in detail in chapter 3. Research potential exist in each of the three dimensions to enable an estimation of the current development situation in the specific context of vehicle development within the DTC. To develop a methodology to support project managers in the DTC, the focus of investi- gations and developments was first specified in chapter 4. The essential vehicle charac- teristics are defined within the DTC. To meet the global requirements for innovative, sus- tainable vehicles, targeted project management is essential in these phases. The DTC is characterized by many conflicting goals, representing local challenges. To address the entirety of global and local challenges, project management must assess internal pro- cesses and decision-making procedures and make them manageable through methodological knowledge. The developed methodology is intended to support in this planning dilemma and is therefore tailored to the needs of the DTC in vehicle develop- ment. Stakeholder analyses are conducted in chapter 5 as the first specific development step, and the requirements for the methodology are derived. Through expert interviews, re- quirements were collected from the perspectives of project managers who lead DTC Abstract XI projects daily. In addition to these management-focused requirements, developers work- ing in the DTC were surveyed through expert workshops, capturing further important requirements from an operational perspective. The results of both studies were synthe- sized into the requirement list for the methodology. Chapter 6 covers the necessary investigations for situational analysis in the three dimen- sions of a development situation. At first, a detailed reference process of vehicle develop- ment from concept to design freeze is presented. This process describes all central mile- stones of design and technology development, as well as the working methods within the DTC. Support tools in the form of milestone overviews, milestone checklists, and method briefs were created to help assess the current state in the vehicle development process. At milestones, decisions are typically made on the technical features and aesthetic design of the vehicle. In further studies, the scope of the decision-making process was investi- gated. Based on the previous considerations of common decision parameters, two studies identified 37 parameters that are used in design decisions. The evaluation of these parameters is important in the initial stages of decision-making. Therefore, types of evaluation were proposed that enable the assessment of vehicle concepts and thus cre- ate a basis for decision-making. The characteristics of agile and traditional approach models were also analysed. 31 methodological approach models were examined regard- ing similarities and differences. Based on this analysis, it became clear that agile and classic approaches do not differ in terms of content and can be described by a universal method-DNA. Rather, the different order of activities within these process models is the central distinguishing characteristic. The order within each process is largely determined by the project boundary conditions. Based on these findings, two approaches were de- rived. On the one hand, a new process model was presented that provides for a methodical separation between agile innovation development and traditional series de- velopment. On the other hand, a tool was derived from the findings of the method-DNA, which uses various questions to record the characteristics of the development situation and provides corresponding methodological recommendations. All results of the situational analysis in the three dimensions are summarized in chapter 7 for situational methodology in the DTC. After clarifying the objectives and characteristics of the methodology, the methodology steps are individually introduced. The methodology comprises four steps. Within each step, the development situation is successively ana- lysed using guiding questions and support tools. The first step determines the current project status in the development process. The second step involves creating an overview of all necessary design decisions, including parameters and the tasks required to accu- mulate them. The third step characterizes the project situation to determine the method- XII Abstract ological approach. In the fourth and final step, the results of the situational analysis (steps 1-3) are combined, and the upcoming development phase is planned. The meth- odology corresponds to the so-called “rolling wave planning” and encompasses all facets necessary to analyse the development situation and plan the further development steps. By gradually developing the current project status in combination with the provided sup- port tools, individual decision-making in the PM team is promoted. This awareness of the PM team leads to coordinated planning of the next steps, taking into account all foresee- able factors influencing the project. The developed methodology is evaluated in chapter 8 through a three-stage procedure. Formative evaluation took place during development. Individual components were used in various projects during methodology development, and insights from this application integrated in the final design of the methodology. The methodology was applied in a de- sign workshop as heuristic evaluation. Two teams of mechanical engineering students developed a new electric cabin-scooter design over twelve weeks using the developed support tools. The final evaluation was conducted through interviews with project manag- ers and developers from the vehicle development sector. In this summative evaluation, the methodology steps were presented to the experts, and feedback was collected from their perspective. The goal of each evaluation was to verify whether the requirements for the methodology were met. In summary, the evaluation results confirm that all require- ments set for in this work have been fulfilled. With the help of the methodology, project management can evaluate the development situation, estimate the further project course, and respond to changes with adapted planning. Furthermore, insights from the evalua- tions show that the methodology possesses an acceptable level of complexity, enabling even inexperienced project managers to make situation-appropriate decisions regarding the project's progress. In chapters 9 and 10, the work is summarized, and an outlook is provided. Einleitung 1 1 Einleitung Seit der Erfindung des Automobils hat sich das Umfeld des Fahrzeugs stetig verändert. Heutzutage ist in vielen Teilen unserer Gesellschaft der Pkw ein fester Bestandteil des alltäglichen Lebens und die Infrastruktur hat sich entsprechend der Fahrzeugnutzung weiterentwickelt. Aktuell sieht sich die Automobilindustrie mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Mit dem Ziel, die Mobilität der Zukunft an die sich ändernden Nutzungsbe- dürfnisse und neue technologische Möglichkeiten anzupassen sowie nachhaltige Produk- te zu entwickeln, befindet sich die Branche aktuell in einer Transformation. KUHNERT ET AL. [2017] klassifizieren die, für zukünftige Fahrzeuge notwendigen Eigenschaften als EASCY: „electrified, autonomous, shared, connected, yearly updated“. Im Innovations- bericht des Verbands der Deutschen Automobilindustrie (VDA) aus dem Jahr 2023 wird deutlich, dass die deutschen Automobilhersteller und -zulieferer ihre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf EASCY fokussiert haben und Innovationen im Bereich der Elektrifizierung des Antriebstrangs, des automatisierten Fahrens, der sog. Shared-Eco- nomy und der Digitalisierung der Fahrzeuge vorangetrieben haben [VDA 2023A]. Um die bereits heute vorliegende Vielschichtigkeit und Komplexität der Fahrzeugentwick- lung zu handhaben, ist ein umfangreiches Projektmanagement notwendig, welches durch geeignete Methoden die interdisziplinäre Zusammenarbeit plant und mit Hilfe angepass- ter Vorgehensweisen durchführt [ENGELN 2020, S. 48]. Das bisherige Projektmanagement bieten zu wenig Spielraum, um neue Innovationen in einer immer komplexer werdenden Fahrzeugentwicklung voranzutreiben. Zur Bewältigung der neuen Herausforderungen an das Automobil von morgen ist es daher notwendig die bestehenden Ansätze durch neue Sichtweisen und Herangehensweisen zu erweitern. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Fragestellung, wie das Projektmanage- ment-Team bei der Ausrichtung eines Entwicklungsprojekts unterstützt werden kann. Dadurch kann im Projektverlauf auf die geänderten Anforderungen (EASCY) eingegan- gen und die notwendige Flexibilität bereitgestellt werden, um somit den schneller werden Technologiezyklen gerecht zu werden. Als Unterstützung für diese situative Projektan- passung wird eine Methodik entwickelt, die es dem Team ermöglicht, die vorherrschende Entwicklungssituation systematisch zu analysieren und auf Basis dieser die entsprechen- den Entwicklungsschritte sowie das weitere methodische Vorgehen festzulegen. In der weiteren Einführung in diese Arbeit findet zunächst die Konkretisierung der Prob- lemstellung (Kapitel 1.1) statt. Anschließend wird die Zielsetzung präzisiert und eine Abgrenzung der Arbeit (Kapitel 1.2) vorgenommen. Den Abschluss der Einleitung bildet die Vorstellung der Struktur dieser Arbeit (Kapitel 1.3). 2 Einleitung 1.1 Problemstellung Fahrzeugdesign schafft eine emotionale Bindung zwischen Nutzer und Fahrzeug. Für einige Nutzer gilt ihr Fahrzeug als „Erweiterung ihrer selbst“ [MEADOWS 2017, S. 13]. Dem- entsprechend gilt das Erscheinungsbild eines Fahrzeugs als ein wichtiges Kriterium bei der Kaufentscheidung. Die Automobilhersteller, als eine der wenigen Unternehmen, be- schäftigen eigenständige Designabteilungen, die die gewünschte Emotionalität durch Proportionen, Formensprache, Materialen und dem Interaktionsdesign zielgerichtet ent- wickeln. Im Hinblick auf die Eigenschaften zukünftiger Fahrzeuge, EASCY, bieten v. a. die Elekt- rifizierung, die Automatisierung und das Sharing von Fahrzeugen Potenziale für innova- tives Design. Durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs entstehen neue Anordnungsmöglichkeiten der Fahrzeugkomponenten und dadurch neue Fahrzeugproportionen [LUCCARELLI ET AL. 2014, S. 6; HOLDER 2021, S. 2928 f.]. HOLDER [2016, S. 62 ff.] prognostizierte eine An- gleichung der Fahrzeuggestalt bei batterieelektrischen Fahrzeugen hinsichtlich der Verlängerung des Radstands, einer aerodynamisch-optimierten Form, der Erhöhung der Fahrzeughöhe, um den neuen Package-Anforderungen gerecht zu werden. Heutige, rein elektrische Fahrzeuge weisen genau diese Ausprägungen der Fahrzeuggestalt auf. Die Angleichung der Fahrzeuggestalt erschwert jedoch eine Differenzierung der Fahrzeug- modelle innerhalb einer Marke, v. a. aber zwischen Wettbewerbern. Daher wird das Fahr- zeugdesign umso wichtiger, um durch emotionale Formensprache weiterhin eine Diffe- renzierung zu ermöglichen. Die Automatisierung von Fahrzeugen führt zu einem Fokuswechsel bei der Nutzung zu- künftiger Fahrzeuge. Die, durch den Wegfall der Fahraufgabe, freigewordene Zeit kann während der automatisierten Fahrt anderweitig genutzt werden. So spricht Bosch beim Fahrzeuginnenraum der Zukunft vom „dritten Lebensraum“ – neben dem Zuhause und der Arbeitsstätte [DATTATREYA 2016, S. 263 ff.]. Dieser Paradigmenwechsel eröffnet für das Design des Fahrzeuginteriors neue Möglichkeiten das bisherige, auf den Fahrer fo- kussierte, Nutzungserlebnis neu zu gestalten. Das Fahrzeug-Sharing, das Teilen eines Fahrzeugs mit unterschiedlichen Nutzern, legt den Fokus von der bisher dominierenden Individualnutzung auf die geteilte Nutzung eines Fahrzeugs, auch mit weiteren, unbekannten Passagieren. Die Gestaltung von geteilten Fahrzeugen üben, neben der Automatisierung, einen zentralen Einfluss auf das Innen- raumdesign aus. Durch die zeitgleiche Nutzung mit möglicherweise unbekannten Mitrei- senden werden z. B. Cocooning und Sicherheitsaspekte relevant und müssen in der In- nenraumentwicklung berücksichtigt werden [KIEßLING et al. 2023]. Einleitung 3 Die anvisierte Mobilität von morgen eröffnet neue Gestaltungsräume für das Fahrzeug- design, birgt jedoch auch Risiken. Als eine der Kernherausforderungen in der ästhe- tischen Gestaltung zukünftiger Fahrzeuge gilt nach MEADOWS [2017, S. 78 f.] der Spagat zwischen dem Aufrechterhalten der Design-Historie und der Vermittlung des technologi- schen Neuheitsgrads. Insbesondere die europäischen Automobilhersteller können auf eine lange Modell-Geschichte und damit auf traditionelle Designwerte zurückblicken. Viele Marken stehen nicht zuletzt durch einzelne markante Designmerkmale (wie bspw. die sog. „Niere“ bei BMW) für ihre Werte und Ideale. Neue, teils radikale Innovationen in etablierte Modelle zu integrieren, ohne alteingesessene Werte zu vernachlässigen, stellt Designer vor zusätzliche Herausforderungen. Die vorherigen Ausführungen verdeutlichen beispielhaft den Anstieg der Komplexität im Designprozess, um den vielfältigen Anforderungen hinsichtlich der zukünftigen Mobilität gerecht zu werden. Die Konvergenz zwischen der Designentwicklung, als emotionale Brücke zum Kunden, und der Technologieentwicklung, als Innovationstreiber, gilt als Kernstück der Fahrzeugentwicklung. In den frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung werden die zentralen Entscheidungen über die späteren Fahrzeugeigenschaften getrof- fen. Die einzelnen Entwicklungsschritte zeichnen sich per se durch eine hohe Komplexität und Dynamik aus, da hier viele unterschiedliche Fachdisziplinen zusammenarbeiten. Das Projektmanagement steht vor den Herausforderungen die steigende Komplexität der Fahrzeuge und die des Entwicklungsprozesses zu handhaben. Im Sinne der Wettbe- werbsfähigkeit muss sichergestellt werden, dass die Fahrzeuge von morgen die neuen, teilweise gegensätzlichen Anforderungen erfüllen. Um diese Anforderungen entwickeln zu können, bedarf es einer Offenheit gegenüber Innovationen sowie der Verfügbarkeit von Zeit und Ressourcen, um kreative und unkonventionelle Ideen vorantreiben zu kön- nen. Weiterhin muss eine Flexibilität des Entwicklungsprozesses ermöglicht werden, um während der Projektabwicklung die sich ändernde Anforderungen und Rahmenbedingun- gen berücksichtigen zu können. Dabei muss die Qualität der entwickelten Fahrzeuge beibehalten und die Entwicklungszeit gleichzeitig deutlich reduziert werden. Es existiert daher der Bedarf an einer methodischen Unterstützung des Projektmanage- ments in den prägenden frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung, welche die aktuelle Situation im Projekt erfasst, und ein situationsbasiertes Vorgehen vorschlägt. Das For- schungs- und Lehrgebiet Technisches Design des Instituts für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart beschäftigt sich u. a. mit der Ent- wicklung dieser neuen methodischen Ansätze, um die Designentwicklung in der Fahrzeugentwicklung stakeholderorientiert weiterzuentwickeln. 4 Einleitung 1.2 Zielsetzung und Abgrenzung der Arbeit Das Projektmanagement besitzt die Verantwortung über den Verlauf der Fahrzeugent- wicklung und die Ausrichtung des Projektablaufs. Mit dem Ziel, ein Fahrzeug als Teil einer Unternehmensstrategie und entsprechend den Marktanforderungen zu entwickeln, muss das Projektmanagement-Team eine Vielzahl an Einflussfaktoren berücksichtigen und auf Änderungen mit einem angepassten Projektvorgehen reagieren. Insbesondere die ersten Phasen der Entwicklung sind geprägt durch eine hohe Volatilität und demensprechende Komplexität. Dadurch, dass in diesen Phasen maßgeblich die Fahrzeugeigenschaften festgelegt werden, ist ein effizientes und effektives Entwicklungsvorgehen von zentraler Bedeutung. Bisherige Ansätze, die das Projektmanagement in der Produktentwicklung unterstützen, setzen auf eine ausführliche Vorausplanung [vgl. AYS 2022, S. 68 ff.]. Diese Planung fin- det vor Projektbeginn statt und versucht zukünftige Entwicklungsbedingungen zu antizi- pieren. In der Praxis lässt sich diese Planung nicht umsetzen, da erst im Laufe der Bear- beitung Änderungsbedarfe auftreten und im Projektverlauf Anforderungen spezifiziert werden. Eine Vorhersage von externen Einflüssen, wie neuen Gesetzen oder auch ver- änderten Kundenanforderungen, existiert nicht, sodass die präskriptive Projektplanung für die Umsetzung keine Unterstützung bietet. Ein situations-adäquates Vorgehen hinge- gen ist zielführender, um kontinuierlich den aktuellen Belangen gerecht zu werden. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, eine Methodik zu entwickeln, die es dem Projekt- management ermöglicht, während der Entwicklung situative Entscheidungen für das weitere Vorgehen im Fahrzeugentwicklungsprozess zu treffen. Diese Entscheidungen sollen der aktuellen Entwicklungssituation gerecht werden. Dazu ist es wichtig, dass dem Projektmanagement alle wesentlichen Erkenntnisse zur Verfügung stehen, um den aktu- ellen Projektstand einschätzen und die Bedarfe an das weitere Vorgehen ableiten zu können. Von zentraler Bedeutung ist es daher, die unterschiedlichen Einflüsse auf das Projekt zu kennen. 1.3 Struktur der Arbeit Die vorliegende Arbeit ist in zehn Kapitel unterteilt. Im Anschluss an die Einleitung in diese Arbeit werden im Kapitel 2 die theoretischen Grundlagen vorgestellt, um ein ein- heitliches Verständnis über die Begrifflichkeiten und Zusammenhänge dieser Arbeit zu ermöglichen. Kapitel 3 fasst den Stand der Forschung und Technik hinsichtlich der aktu- ellen Erkenntnisse in Bezug auf methodische Unterstützungen in der Design-Technik- Konvergenz zusammen und legt den Forschungsbedarf dar. Im Anschluss an die Detail- lierung der Aufgabenstellung zur Entwicklung der Methodik (Kapitel 4) wird die Stake- Einleitung 5 holder- und Anforderungsanalyse (Kapitel 5) vorgestellt. Auf Grundlage der konkretisier- ten Forschungsbedarfe und Anforderungen an die Methodik beschreibt Kapitel 6 die Untersuchungen zur Situationsanalyse. Im Rahmen dieser Untersuchungen werden die Dimensionen der Entwicklungssituation eingehend beleuchtet: der Prozess, die Design- entscheidungen und Methoden in der Designentwicklung. Basierend auf den Unter- suchungsergebnissen dieser drei Themengebieten wird im Kapitel 7 die Methodik zum situativen Designmanagement in der Design-Technik-Konvergenz im Fahrzeugentwick- lungsprozess vorgestellt. Die Evaluation der entwickelten Methodik erfolgt im Kapitel 8. Die Arbeit wird im Kapitel 9 zusammengefasst und schließt mit dem Ausblick im Kapi- tel 10. Bild 1.1 visualisiert die Struktur der vorliegenden Arbeit. Die zentralen Kapitel, die die Entwicklung der Methodik darstellen, sind in blau hervorgehoben. Bild 1.1: Struktur der Arbeit 6 Theoretische Grundlagen 2 Theoretische Grundlagen In diesem Kapitel werden die wesentlichen theoretischen Grundlagen dieser Arbeit be- schrieben. Dies Beschreibungen umfassen relevante Definitionen, literaturbasierte Her- leitungen und grundlegende Zusammenhänge, um ein einheitliches Verständnis zu er- möglichen und somit die weiteren Ausführungen dieser Arbeit nachvollziehen zu können. Die Erläuterungen zu den Begrifflichkeiten und zentralen Aspekten dieser Arbeit dienen dazu ein Grundverständnis der thematischen Inhalte zu schaffen. Der aktuelle Stand in Forschung und Technik wird separat im Kapitel 3 dargestellt. 2.1 Begriffsdefinitionen zur Beschreibung von Projektarbeit Zur Erreichung von Zielen sind in der Regel Arbeitsschritte notwendig. Durch die sukzes- sive Abarbeitung dieser Schritte wird ein Ergebnis erarbeitet. Besonders für Arbeiten, die komplexe Abfolgen von Arbeitsschritten umfassen, gibt es dezidierte Elemente, um auf unterschiedlichen Ebenen Arbeitsschritte und deren Wirkzusammenhänge strukturiert darstellen. Auf diese Möglichkeiten zur Beschreibung von Arbeit wird in Kapitel 2.1.1 ein- gegangen. Zur Bewältigung von Arbeit existieren verschiedene Formen von Hilfestellungen, z. B. in Form von Methoden oder Werkzeugen. Die Beschreibung von methodischer Unterstüt- zung umfasst mehrere Elemente. Welche Unterstützungsarten auf den unterschiedlichen Arbeitsebenen Anwendung finden, wird in Kapitel 2.1.2 thematisiert. In Rahmen von Projekten werden die zu erledigende Arbeit sowie methodische Unter- stützungsarten gebündelt dargestellt. Die Zusammenhänge zwischen den Beschrei- bungsformen von Arbeit und methodischer Unterstützung werden in Kapitel 2.1.3 einge- hend behandelt. 2.1.1 Arbeitsbeschreibungen: Tätigkeiten, Aktivitäten, Aufgaben und Prozesse Der Begriff Arbeit kann durch Tätigkeiten, Aktivitäten, Aufgaben und Prozesse unterteilt und beschrieben werden. Eine einheitliche Terminologie über die Wirkzusammenhänge und unterschiedlichen Beschreibungsarten existiert in der Methodikforschung nicht [PONN 2007, S. 13]. Im Folgenden werden daher die unterschiedlichen Arbeitsbeschrei- bungen für die in dieser Arbeit notwendigen Ontologien definiert. Eine Tätigkeit wird nach PONN [2007, S. 14] durch ein Verb beschrieben und stellt eine einzelne ausführbare Aktion dar. Das Ausführen einer Tätigkeit ruft eine Wirkung in der Außenwelt hervor [LINDEMANN 2009, S. 331] und kann als kleinstes Beschreibungsele- ment von Arbeit angesehen werden. Eine Aktivität stellt eine Handlung dar [PONN 2007, Theoretische Grundlagen 7 S. 14; BEIER 2013, S. 13]. Die Beschreibung einer Handlung setzt sich dabei aus mindes- tens einem Objekt, der dazugehörigen Tätigkeit und meist einer zeitlichen Abhängigkeit zusammen [PONN 2007, S. 14; MEBOLDT 2008, S. 135 f.]. Eine Aktivität gilt als kleinstes Beschreibungselement eines Prozesses [MEBOLDT 2008, S. 161; DIN ISO 10006:2020, S. 8 f.]. Eine Aufgabe umfasst mehrere Tätigkeiten und Aktivitäten, deren Ausführung in Summe zur Erfüllung der Aufgabe, bzw. einer bestimmten Zwecksetzung führt und dient somit der Beschreibung eines Arbeitsschritts [LINDEMANN 2009, S. 329; BEIER 2013, S. 18]. Die Abfolge von Arbeitsschritten bzw. Aufgaben wird als Prozess verstanden. Dieser be- schreibt das zusammenhängende und sich gegenseitig beeinflussende Wirken der Aufgaben, die erforderlich sind, um ein spezifisches Ergebnis oder Ziel zu erzeugen. [PONN 2007, S. 14; MEBOLDT 2008, S. 179; LINDEMANN 2009, S. 334; DIN EN ISO 9000:2015, S. 33; AYS 2022, S. 23] 2.1.2 Methodische Unterstützung: Vorgehensmodelle, Methodik, Methoden und Werkzeuge Wie in Kapitel 2.1.1 beschrieben, stellen Aufgaben eine Beschreibung von Aktivitäten in Bezug auf eine Zwecksetzung dar. Stark vereinfacht formuliert beschreiben Aufgaben „was“ erledigt wird; eine Hilfestellung „wie“ diese Aufgaben erledigt werden können, ist jedoch nicht Bestandteil dieser Beschreibung [PONN 2007, S. 14]. Ab dem Eintreten ge- wisser Randbedingungen, bspw. ab bestimmten Komplexitätsgraden oder einer notwen- digen Standardisierung der Aufgabe, spielt das zielgerichtete, systematische Vorgehen bei der Erledigung der Aufgabe eine bedeutende Rolle. Dieses regelbasierte und plan- mäßige Vorgehen wird methodisches Vorgehen genannt [PONN 2007, S. 15; LINDE- MANN 2009, S. 33; BEIER 2013, S. 13]. Die Formen methodischer Unterstützung variieren von konkreten Beschreibungen ein- zelner Arbeitsschritte bis hin zu umfangreichen, abstrakten Beschreibungen einer Abfolge von aufeinander aufbauenden Arbeitsschritten. Eine einheitliche, definitorische Abgrenzung zwischen den unterschiedlichen Formen der methodischen Unterstützung ist nicht gegeben [LINDEMANN 2009, S. 58]. Für das Verständnis dieser Arbeit wird metho- disches Vorgehen wie folgt definiert: Als komplexeste Form der methodischen Unterstützung gelten Vorgehensmodelle. Diese stellen modellhafte, zusammenfassende Beschreibungen von Prozessen, Phasen und Methodiken bzw. Methoden dar. Vorgehensmodelle dienen zur Orientierung bei der Planung und Durchführung der Prozesse [LINDEMANN 2009, S. 33 ff.; TIMINGER 2017, S. 30]. Bewährte methodische Vorgehen, die in Prozessen angewendet wurden, werden 8 Theoretische Grundlagen typischerweise in Vorgehensmodellen zusammengefasst, meist im Sinne präskriptiver Vorgaben [PONN 2007, S. 15]. Als spezifischere Form methodischer Unterstützung, d. h. mit einem höheren Konkreti- sierungsgrad, gilt die Methodik. Prinzipiell stellen Methodiken eine Kombination verschiedener Methoden dar [LINDEMANN 2009, S. 58] und dienen der Beschreibung von logischen Vorgehensweisen zur Erledigung von Aufgaben [KELLER & BINZ 2010, S. 1; BENDER & GERICKE 2016, S. 408]. Neben der Empfehlung von Methoden zur Bewältigung der Aufgaben [BENDER & GERICKE 2016, S. 408] beinhaltet die Methodikbeschreibung auch Empfehlungen für Werkzeuge und Hilfsmittel [VDI 2223:2004, S. 88; KELLER & BINZ 2010, S. 1]. Unter einer Methode wird ein planmäßiges, zielgerichtetes Vorgehen zur Erreichung ei- nes Ziels, bspw. einer spezifischen Aufgabe, verstanden [VDI 2223:2004, S. 88; ENGELN 2020, S. 30; VDI 2424:2023, S. 9]. Anders als eine Methodik fokussiert eine Me- thode die Lösung einer bestimmten Aufgabe oder Aktivität [PONN 2007, S. 15] auf operativer Ebene [AYS 2022, S. 24]. Die Beschreibung einer Methode umfasst Vorgaben zum regelbasierten und planmäßigen Vorgehen bei der Ausführung von Aufgaben [LINDEMANN 2009, S. 57] und Aktivitäten [PONN 2007, S. 15]. Methoden gelten als präskrip- tiv, d. h. durch die Beschreibung von Handlungsabfolgen zur zielorientierten Lösung von Aufgaben und Aktivitäten existiert eine gewisse Vorschrift, wie eine Aufgabe effektiv und effizient zu lösen ist [PONN 2007, S. 15; LINDEMANN 2009, S. 5 f.]. Zur Umsetzung von Methoden und infolgedessen zur Erfüllung von Aufgaben werden Hilfsmittel und Werkzeuge benötigt. Diese Werkzeuge – oft als „Tools“ bezeichnet – unterstützen den Bearbeiter von Aufgaben bei der korrekten Anwendung von Methoden und bei der Erreichung von Zielen [PONN 2007, S. 15; LINDEMANN 2009, S. 337; ENGELN 2020, S. 31]. Als Werkzeug wird im Allgemeinen eine große Vielzahl an Hilfsmit- teln verstanden, von einfachen Lehren bis hin zu komplexen Softwaresystemen [PONN 2007, S. 15; ENGELN 2020, S. 31]. 2.1.3 Projektarbeit: Kombination aus Arbeitsbeschreibung und methodischer Unterstützung Wie aus den vorherigen Kapiteln ersichtlich wird, existieren Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Formen zur Beschreibung von Arbeit und der methodischen Unter- stützungen. Es können gewisse Verknüpfungen zwischen den einzelnen Elementen der Arbeitsbeschreibungen (Kapitel 2.1.1) und den Formen methodischer Unterstützung (Ka- pitel 2.1.2) festgestellt werden. Bild 2.1 stellt diese Verknüpfungen grafisch dar. Theoretische Grundlagen 9 Bild 2.1: Zusammenhänge zwischen Arbeitsbeschreibungen (links) und methodischen Unterstützungsarten (rechts) Als übergeordnetes Verbindungsglied zwischen Arbeitsbeschreibungen und methodi- scher Unterstützungsarten gilt das Projekt. Ein Projekt ist ein komplexes Vorhaben mit klaren Zielvorgaben hinsichtlich der zu erledigenden Aufgaben und der verfügbaren Res- sourcen [LINDEMANN 2009, S. 334; DIN EN ISO 9000:2015, S. 34; WYSOCKI 2019, S. 4; AYS 2022, S. 26; DIN ISO 10006:2020, S. 9]. Entsprechend AYS [2022, S. 26] stellt ein Projekt eine parametrisierte Ausprägung eines Prozesses dar. Die Besonderheit bei Pro- jekten besteht darin, dass ein Projekt aus einem einmaligen Prozess besteht, welcher auf anderen, als Standards geltende, Vorgehensmodelle und Prozessbeschreibungen ba- siert [EBD.; DIN ISO 10006:2020, S. 9]. Demnach umfassen Projektbeschreibungen sowohl die zu erledigenden Arbeiten als auch die dazugehörigen methodischen Vorge- hensweisen. Typischerweise umfassen Projekte mehrere Unternehmensbereiche und sind hinsichtlich Zeit, Ressourcen und Kosten fixiert [DIN 69901-2:2009, S. 11; LINDEMANN 2009, S. 334; DIN EN ISO 9000:2015, S. 34; KUSTER ET AL. 2019, S. 4; WYSOCKI 2019, S. 11 ff.; AYS 2022, S. 26]. Des Weiteren können Projekte beliebig in sinn- fällige Teilprojekte mit entsprechenden Teilprozessen und Methodenteilen untergliedert werden [DIN ISO 10006:2020, S. 9]. Die Projektplanung kann auf drei Logik-Ebenen erfolgen [PONN 2007, S. 32 f.; LINDE- MANN 2009, S. 37 f.]: • Makro-Logik: Die Makro-Logik umfasst die grundlegende Planung des Gesamt- projekts auf einer hohen, abstrakten Betrachtungsebene. Typischerweise werden 10 Theoretische Grundlagen in der Makro-Logik die wesentlichen Phasen und Meilensteine eines Projekts be- schrieben und der grundsätzliche Ablauf durch Prozesse visualisiert. • Mikro-Logik: Auf der Ebene der Mikro-Logik werden die konkreten Aktivitäten und Tätigkeiten zur Erfüllung der Entwicklungsaufgaben beschrieben. Anhand dieser Beschreibung werden dem Entwickler konkrete Handlungsanweisungen vorgege- ben, die er zur erfolgreichen Aufgabenerfüllung erledigen muss. • Operative Logik: Als Zwischenstufe zwischen der Makro- und Mikro-Logik sieht PONN [2007, S. 33] die Beschreibung der operativen Arbeitsschritte. Hier werden die verschiedenen Entwicklungsaufgaben, die in einer aus dem übergeordneten Plan (Makro-Logik) erledigt werden müssen, aufgeführt. Es werden lediglich die verschiedenen Aufgaben beschrieben, nicht aber die vom Entwickler tatsächlich auszuführenden Aktivitäten und Tätigkeiten (Mikro-Logik). Auf der Ebene der Makro-Logik bieten Vorgehensmodelle methodische Grundgerüste für die Prozessplanung und -gestaltung. Dahingegen dienen standardisierte Prozesse wiederum als strukturierende Leitlinien für methodische Vorgehensmodelle. Beim Ver- gleich der Verknüpfungen auf der Ebene der Operativen Logik zeigt sich ein ähnliches Bild: Anhand von Methodiken wird das Vorgehen beschreiben, wie bestimmte Aufgaben gelöst werden können. Methodiken können wiederum in Methoden und Werkzeuge un- terteilt werden. Wiederum müssen zur effizienten und effektiven Umsetzung einer Methode Aufgaben erledigt werden. Auf der Ebene der Mikro-Logik können Hilfsmittel und Werkzeuge bei der Bewältigung von Aktivitäten und Tätigkeiten unterstützen. 2.2 Projektmanagement und Produktentwicklung In Unternehmen werden viele unterschiedliche Prozesse durchgeführt, um den Unterneh- menserfolg lang-, mittel- und kurzfristig zu sichern [MEIßNER & BLESSING 2006, S. 76 f.]. Im Sinne einer zukunftssichernden Unternehmensorganisation werden diese Prozesse in drei Ebenen unterteilt [vgl. VDI 2223:2004, S. 88 f.; MEIßNER & BLESSING 2006, S. 76 f.; MEBOLDT 2008, S. 178; LINDEMANN 2009, S. 14; DIN ISO 21500:2016, S.10 f.]: Prozesse auf strategischer Ebene dienen der langfristigen Ausrichtung des Unternehmens, auf taktischer Ebene findet die Konkretisierung strategischer Ziele im Sinne einer mittelfris- tigen Planung der operativen Ebene statt. Die operativen Ebene beinhaltet die kurz- fristigen Prozesse. Entsprechend der DIN 69901-2 [2009, S. 6 ff.] lassen sich alle Unter- nehmensprozesse in vier elementare Prozessgruppen untergliedern: Führungs-, Projektmanagement-, Unterstützungs- und Wertschöpfungsprozesse. Bild 2.2 stellt die Zusammenhänge zwischen den drei Ebenen dar. Theoretische Grundlagen 11 Bild 2.2: Zusammenhänge zwischen den Unternehmensebenen, den Prozessgruppen und den unterschiedlichen Planungshorizonten Die Umsetzung jeder dieser Prozesse auf den unterschiedlichen Ebenen wird durch Pro- jekte realisiert [DIN 69901-1:2009, S. 5; DIN ISO 21500:2016, S. 10 f.]. Führungsprozesse fokussieren sich v. a. auf die strategische und taktische Ebene. Das Projektmanagement und die Unterstützungsprozesse finden auf allen Ebenen Anwendung. Die Wertschöp- fungsprozesse bilden die operative Ebene ab. Zu den wertschöpfenden Prozessen in der Automobilindustrie gelten u. a. auch die Prozesse der Produktentstehung [KOCH 2008, S. 70 ff.; HAB & WAGNER 2017, S. 20]. Entsprechend der VDI 2221-1 [2019, S. 25] besteht der Produktentstehungsprozess aus den Subprozessen der Produktplanung, der Pro- duktentwicklung und der Produktion. Insbesondere in der Automobilindustrie besitzt die Verbindung zwischen der Produktentwicklung, als wichtiger Wertschöpfungsprozess, und dem Projektmanagement, als Form der Organisation dieser Entwicklungsprojekte, eine zentrale Bedeutung [HAB & WAGNER 2017, S. 20]. Im Folgenden werden zuerst das Pro- jektmanagement (Kapitel 2.2.1) und anschließend die Produktentwicklung (Kapitel 2.2.2) beschrieben. 12 Theoretische Grundlagen 2.2.1 Projektmanagement Zur erfolgreichen Durchführung eines Projekts wird ein Projektmanagement (PM) benö- tigt. Unter Projektmanagement wird dabei die Gesamtheit an Führungsaufgaben, die entsprechenden methodischen Vorgehensweisen und die Techniken zur Planung, Orga- nisation, Steuerung und zum Abschluss von Projekten verstanden [DIN 69901-5:2009, S. 14; DIN ISO 21500:2016, S. 10; DIN ISO 10006:2020, S. 9]. Die Umsetzung von PM findet durch Projektmanagementprozesse statt, die den gesamten Projektverlauf – den sog. Projektlebenszyklus – beschreiben [DIN ISO 21500:2016, S. 10]. Durch diese not- wendige Verknüpfung von mehreren Prozessen und jeweiligen methodischen Vorgehen entsteht ein komplexes PM-System, welches eine Vielzahl von Koordinationsaufgaben bedingt [EBD., S.16]. Da in einem Unternehmen nahezu alle Geschäftsprozesse über Pro- jekte bearbeitet werden, stellt das PM eine Kernkompetenz dar, um einen effektiven und effizienten Geschäftsablauf zu ermöglichen [PMI 2017A, S. 16]. Zur Orientierung, wie ein spezifisches Projekt gemanagt werden soll, werden projektspe- zifische Projektmanagementprozesse (PMP) in sog. Projektmanagementplänen erstellt [DIN EN ISO 9000:2015, S. 49]. Diese PMP gelten als Vorgehensmodelle (vgl. Kapi- tel 2.1.2) und dienen der Einhaltung projektübergreifender Standards [DIN ISO 21500:2016, S. 16; SEEL & TIMINGER 2017, S. 20]. Als weltweit anerkannte Standardpro- zesse im PM gelten die PMP des Project Management Institute (PMI) – PMBOK®, die Standards der International Project Management Association (IPMA), das PRINCE2 und die nationale Norm DIN 69901 bzw. das internationale Pendant DIN ISO 21500 [GUSIG & KRUSE 2010, S. 21; KUSTER ET AL 2011, S. 37; WYSOCKI 2019, S. 24 ff.; HÜSSELMANN 2020, S. 2; KLOTZ & MARX 2022, S. 19 ff.]. Die Beschreibungen der Standard-PMP umfassen Prozess- und Aufgabenbeschreibungen sowie Definitionen von Begriffen und Rollen [MEYER & REHER 2016, S. 36; PMI 2017A, S. 18]. Des Weiteren werden innerhalb der Stan- dardwerke von PMI, PRINCE2 und den Normen Methodensammlungen bereitgestellt [vgl. DIN 69901-3:2009; DIN 69909-2:2013; DIN ISO 21500:2016; PMI 2017A, S. 685 ff.]. Im Folgenden werden die übergeordneten Prozessschritte der PMP des PMBOK® , von PRINCE2 und nach den Normen DIN 69901 / DIN ISO 21500 kurz vorgestellt: Im PMBOK® werden fünf Prozessschritte beschrieben: „Initiating“, „Planing“, „Executing“, „Monitoring & Controlling” und „Closing“ [PMI 2017A, S. 18]. PRINCE2 unterscheidet zwischen den sieben Prozessschritten: „Starting up a project“, „Initiating a project”, „Directing a project“, „Planning“, „Controlling a stage“, „Managing stage boundaries“ und „Managing product delivery“ [FELKAI & BEIDERWIEDEN 2015, S. 23; KLOTZ & MARX 2022, S. 46 f.]. Theoretische Grundlagen 13 Die beiden Normen DIN 69901 (deutscher Standard) und DIN ISO 21500 (internationaler Standard) beschreiben die identischen fünf Prozessschritte zur Durchführung von Pro- jektmanagement: Initiierung; Planung; Umsetzung; Controlling und Abschluss [DIN 69901-2:2009, S. 8; DIN ISO 21500:2016, S. 17 ff.]. Allen gemein ist, dass ein projektspezifischer PMP in Phasen und Meilensteine unterteilt ist. Des Weiteren unterteilen sich die unterschiedlichen Prozessschritte in weitere Sub- prozesse. Die Ausgestaltung der Abfolge der Prozessschritte und deren Teilprozesse wird dabei in linear / prädiktiv, iterativ, inkrementell und adaptiv unterschieden [PMI 2017A, S. 19; WYSOCKI 2019, S. 43 ff.]. • Linear / prädiktiv: Die Projektziele, -kosten und -zeiten werden bereits in der ersten Phase der Projektierung festgelegt. Genauso werden auch die Projektaufgaben vorab geplant. Das Projekt verläuft idealerweise entsprechend dieser vorausge- planten – prädiktiven und aufeinanderfolgenden – linearen Planung. • Iterativ: Gewisse Bestandteile des Projekts werden zu Projektstart bereits in gro- bem Rahmen geplant. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass im Projektverlauf erst das notwenige Wissen und somit das Verständnis zur Bearbeitung entsteht, um die Problemlösung voranzutreiben. Daher sollen, in sich wiederholende Ar- beitsweisen, die groben Planungen sukzessive verfeinert werden. • Inkrementell: Das Projektergebnis wird in Teilergebnisse zerlegt und der Projekt- fortschritt besteht darin, dass in jeder iterativen Schleife mindestens ein neues Teilergebnis zu der Summe aller bisherigen Projektteilergebnisse, sog. Inkre- mente, hinzugefügt wird. • Adaptiv: Innerhalb jeder Iteration wird das iterationsspezifische Inkrement neu de- finiert und die Aufgaben entsprechend eingeplant. Sowohl die Ausgestaltung des PMP hinsichtlich der Abfolge einzelner Prozessschritte und Subprozesse als auch die inhaltliche Ausrichtung des Projekts orientieren sich einer- seits an bekannten Vorgehensmodellen und Prozessen. Andererseits ist es notwendig, dass es sich bei dem PMP um eine, an Projekteigenschaften und Randbedingungen, angepasste Vorgehensweise handelt. [DIN ISO 21500:2016, S. 11; SEEL & TIM- INGER 2017, S. 20] Diese kontextspezifische Projekttypisierung kann durch verschiedene Anpassungsarten erfolgen [HÜSSELMANN ET AL. 2019, S. 3 ff.]. Bild 2.3 stellt die verschie- denen Optionen zur projektspezifischen Anpassung des Projektmanagements nach HÜSSELMANN ET AL. [2019, S. 4] dar. 14 Theoretische Grundlagen Bild 2.3: Möglichkeiten zur Anpassung des PM an spezifische Projektrahmenbedingun- gen, nach HÜSSELMANN ET AL. [2019, S. 4] 2.2.2 Produktentwicklung Produkte stellen Erzeugnisse eines Unternehmens dar, welche für einen Kunden einen Wert besitzen. Diese Erzeugnisse können materiell oder auch immateriell sein, sind in jedem Fall aber das Ergebnis einer Produktentwicklung und einer Herstellung durch ein Unternehmen. [VDI 2223:2004, S. 88; VDI 4520:2017, S. 3] Unter Produktentwicklung (PE) werden alle Tätigkeiten verstanden, die erforderlich sind, um aus Ideen systematisch und unter Zuhilfenahme von methodischen Vorgehens- weisen Lösungen zu erarbeiten. Die Gesamtheit an Lösungen führt zu einem realisierbaren Erzeugnis, einem neuen Produkt. [GUSIG & KRUSE 2010, S. 12; BENDER & GERICKE 2021, S. 27 f.] Die PE gilt als ein wesentlicher Teil der wertschöpfenden Ge- schäftsprozesse, da durch die PE die Innovationskraft eines Unternehmens und somit die langfristige Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit vorangetrieben wird [SPECHT & BECKMANN 1996, S. 14 f.; RAABE 2013, S. 14; AYS 2022, S. 21]. Die PE ist ein hochkomplexer Prozess, der viele Beteiligte aus unterschiedlichen Fach- disziplinen vereint [VAJNA 2005, S. 367; LINDEMANN 2009, S. 8; RAABE 2013, S. 14]. Prin- zipiell können die Prozesse der PE als eine Abfolge von Problemlösungsschritten ver- standen werden. Die erfolgreiche Bearbeitung und Lösung dieser verschiedenartigen Probleme können dabei nur in Kombination mit methodischem Vorgehen gelingen. [MEBOLDT 2008, S. 107; LINDEMANN 2009, S. 8; BENDER & GERICKE 2021, S. 27 f.] Als Beschreibung für die Lösung von Problemen in der Produktentwicklung existieren sog. Problemlösezyklen. Durch die wiederholte Anwendung der beschriebenen Schritte soll sukzessive eine Lösung erarbeitet werden. Als Beispiele für zyklisches Vorgehen seien hier das TOTE-Schema nach MILLER ET AL. [1960] sowie der PDCA-Zyklus nach DEMING [1986] genannt. Insbesondere der PDCA-Zyklus gilt dabei als wesentliche Basis Theoretische Grundlagen 15 der methodischen Entwicklung [LODGAARD & AASLAND 2011, S. 47; MOLL 2016, S. 573] und als Ansatz zur inkrementellen Prozessverbesserung. Die Problemlösungszyklen sol- len sich dabei grundsätzlich am menschlichen Denken und Handeln orientieren und das Lösen von Problemen auf individueller Ebene adressieren [MEBOLDT 2008, S. 116; VDI 2221-1:2019, S. 16 f.; BENDER & GERICKE 2021, S. 28]. In der Wissenschaft wurden die Denk- und Gestaltungshandlungen bei der Entwicklung technischer Produkte bereits auf kognitiver Ebene untersucht. Beispielhaft für diese Betrachtungen seien die Untersu- chungen von WALLAS [1926], HACKER [2002], CROSS [2007] und SAWYER [2012] genannt. Das Vorgehen in der PE, insbesondere bei technischen Produkten, steht häufig im Blick- punkt der Forschung [BIRKHOFER 2008, S. 1; BEIER 2013, S. 26]. In der Literatur existieren zahlreiche Beschreibungen, welche die Vorgehensweise der PE technischer Produkte modellhaft erläutern [MEBOLDT 2008, S. 127]. Um die komplexen Zusammenhänge dieser technischen PE handhabbar zu gestalten, wurden bereits in der Vergangenheit Verein- heitlichungen der Beschreibungsmodelle vorgenommen [MEBOLDT 2008, S. 150 f.; LINDEMANN 2009, S. 42 f.; EHRLENSPIEL & MEHRKAMM 2013, S. 21 f.]. Die modellhafte Beschreibung von Entwicklungsprozessen wird als Produktentwick- lungsprozess (PEP) bezeichnet. Der PEP vereint alle wesentlichen Arbeiten in überge- ordneten Phasen [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 27; MEBOLDT 2008, S. 160 ff.]. Die Struk- tur des Prozesses kann als ein lineares Vorgehen beschrieben werden, wobei bestimmte Entwicklungstätigkeiten innerhalb einer Phase iterativ durchlaufen werden können [TOVEY 1997, S. 6; HACKER 2002, S. 15 f.; ENGELN 2020, S. 41]. Die Abfolge an Tätigkeiten im PEP zeichnet sich durch den kontinuierlichen Wechsel aus Gestaltungs- und Bewer- tungszyklen aus [TOVEY 1997, S. 6; HACKER 2002, S. 16]. Je komplexer das zu ent- wickelnde Produkt ist, desto mehr werden abstrakte Beschreibungen des Gesamt-PEP in Baugruppen-, Komponenten- oder auch einzelteilspezifische Entwicklungsprozesse, sog. Subprozesse bzw. Subprojekte, unterteilt [KRAUS 2007, S. 39; RUDERT & TRUMPF- HELLER 2015, S. 10 f.; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140 f.; WIDMANN ET AL. 2021, S. 1277]. Durch diese Untergliederung lassen sich die prozessualen Beschreibungen der gesam- ten Vorgehensweise auf Subprozess-Ebene besser übertragen. Aber auch Vernetzungen und wesentliche Schnittstellen zwischen den Subprozessen lassen sich so besser abbil- den. Speziell in der technischen PE existiert eine große Anzahl an Standardprozessmodel- len. Dabei kann ein Prozess präskriptiv, als Idealvorstellung, vorgeschrieben oder als Ableitung eines realen Prozesses deskriptiv beschrieben sein [WYNN & CLARKSON 2005, S. 40]. Bekannte, standardisierte PEP-Modelle versuchen durch die Reduzierung auf we- sentliche Entwicklungsschritte eine allumfassende und v. a. verständliche und somit 16 Theoretische Grundlagen nachvollziehbare Unterstützung bereitzustellen, die darüber hinaus adaptiv anwendbar ist [WYNN & CLARKSON 2005, S. 56; LINDEMANN 2009, S. 35; VDI 2221-1:2019, S. 11 f.]. Als Beispiele für nationale Standardwerke gelten ALBERS ET AL. [2002], WALLACE & BLESSING [2007], LINDEMANN [2009], GAUSEMEIER ET AL. [2013], VDA [2017], VDI 2221- 1:2019 sowie VDI 2206:2021. Im internationalen Kontext sind v. a. die Ansätze des Stage-Gate-Prozesses nach COOPER [2007] sowie der allgemeine Entwicklungsprozess nach ULRICH ET AL. [2020] als zentrale PEP-Modelle für die technische PE zu nennen. Diese Modelle dienen primär als visuelle Orientierung und stellen die Zusammenhänge und wesentlichen Aufgaben dar [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 21]. Durch diese Orientie- rung können laut ULRICH ET AL. [2020, S. 12 f.] eine bessere Qualitätssicherung, Koor- dination, Planung, Management und eine kontinuierliche Verbesserung von Entwick- lungsprozessen ermöglicht werden. Die verschiedenen, prozessualen Standardwerke der technischen PE werden als Basis für die Beschreibung von branchen- und unterneh- mensspezifischen Prozessmodellen verwendet [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 27; GUSIG & KRUSE 2010, S. 17; VDI 2221- 2:2019, S. 2; WIDMANN ET AL. 2021, S. 1276]. Aufgrund der vorherrschenden fachspezifischen Aktivitäten innerhalb eines PEP können durchaus unterschiedliche Prozessmodelle auf Subprozess-Ebene innerhalb eines Ent- wicklungsprojekts angewandt werden [ULRICH ET AL. 2020, S. 12]. Die Umfänge der PEP- Beschreibungen sollten dem Komplexitätsgrad des zu entwickelnden Produkts entspre- chen [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 2; GUSIG & KRUSE 2010, S. 17]. 2.3 Fahrzeugentwicklung, Designprozess und Design-Technik-Kon- vergenz Um ein einheitliches Verständnis aufzubauen, welche Umfänge die Fahrzeugentwick- lung, der Designprozess und die damit verbundene Design-Technik-Konvergenz umfas- sen, werden diese drei Themengebiete im Folgenden kurz vorgestellt. 2.3.1 Fahrzeugentwicklung Die Fahrzeugentwicklung ist eine branchenspezifische Form der PE. Der Fahrzeugent- wicklungsprozess stellt somit einen auf das Produkt „Fahrzeug“ angepassten PEP dar und ist ebenfalls in Phasen und Meilensteine eingeteilt [GUSIG & KRUSE 2010, S. 17 f.; RUDERT & TRUMPFHELLER 2015, S. 10; WIDMANN ET AL. 2021, S. 1272]. Kerngedanke die- ses phasenweisen Vorgehens ist die inkrementelle Erhöhung des Detaillierungsgrades, wobei Änderungen mit Fortschreiten des Prozesses vermieden bzw. minimiert werden sollen [GUSIG & KRUSE 2010, S. 13]. Der gesamte Entwicklungsprozess beschreibt dabei alle Phasen von der ersten Produktidee bis zum Produktionsstart (Start-of-Production, SOP) [WEBER 2009, S. 8; GUSIG & KRUSE, 2010, S. 17; DA SILVA & KAMINSKI 2017, S. 7 ff.]. Theoretische Grundlagen 17 Über die Anzahl an Phasen gibt es verschiedene Angaben. Die Anzahl der Phasen und Meilensteine hängt im Wesentlichen von der prinzipiellen Art des Entwicklungsprojekts ab [WEBER 2009, S. 1; RAABE 2013, S. 33; ENGELN 2020, S. 214 f.]: Neukonstruktionen stellen die komplexesten Projekte dar, sodass die Prozesse dementsprechend größere Umfänge aufweisen als bspw. Anpassungskonstruktionen (Facelifts). Ungeachtet trendbehafteter Anpassungen unterliegt der Entwicklungsprozess einer stan- dardisierten Struktur, um die Qualitätsansprüche an das Fahrzeug sicherzustellen: Als Übergangspunkte zwischen den jeweiligen Entwicklungsphasen haben Meilen- steine (MS), sog. Quality-Gates, ihre Notwendigkeit. Um die Produktsicherheit und -qualität auf den hohen Standards zu gewährleisten, orientieren sich die Meilensteine an gängigen Qualitätsstandards und notwendigen Erprobungen für Fahrzeuge, wie sie z. B. in der ISO 26262, DIN EN ISO 9000 oder NCAP vorgegeben sind [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 10 f.; REICHELT ET AL. 2022A, S. 242]. An den MS werden die erarbeiteten Ergebnisse hinsichtlich der äußeren Qualitätsansprüche überprüft und anhand der Über- prüfungsergebnisse Entscheidungen für die weitere Entwicklung getroffen [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 14 f.; GUSIG & KRUSE 2010, S. 19; REICHELT ET AL. 2022A, S. 242]. Der Beurteilungs- und Bewertungsaufwand nimmt im Verlauf des PEP stetig zu. Die Anzahl an Bewertungen und Erprobungen sind teilweise von Gesetzen und rechtlichen Bestim- mungen vorgeschrieben und der Fahrzeughersteller (Original Equipment Manufacturer, OEM) muss sicherstellen, dass seine Fahrzeuge diese Ansprüche erfüllen [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 11]. Die Ergebnisse der Erprobung fließen dabei direkt in die PE ein. Dadurch entsteht ein iteratives Geflecht aus Gestaltung, Komponenten- und Prototy- penerprobung [ENGELN 2020, S. 41]. Neben diesen generellen Charakteristiken des Fahrzeugentwicklungsprozesses stellt der Komplexitätsgrad des Produkts Automobil eine besondere Herausforderung dar. Das Produkt ist sehr komplex, sodass die Entwicklung des Gesamtfahrzeugs in unterschied- liche Entwicklungsteams und verschiedene, fachspezifische Aufgaben unterteilt wird [CLARKSON & ECKERT 2005, S. 5; KRAUS 2007, S. 39; GUSIG & KRUSE 2010, S. 16; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; MEADOWS 2017, S. 127 f.; WIDMANN ET AL. 2021, S. 1276]. Die zahlreichen Baugruppen und Komponenten werden in der Regel als eigene Subpro- jekte aufgebaut und gemanagt. Für diese gelten eigene, spezifische Prozessabfolgen, die sich immer am Gesamt-PEP orientieren [GUSIG & KRUSE 2010, S. 19; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; MEADOWS 2017, S. 127 f.; ENGELN 2020, S. 26; ULRICH ET AL. 2020, S. 12]. Die Synchronisierung aller unterschiedlichen Subprojekte erfolgt im Rahmen der Meilen- steine [ENGELN 2020, S. 19]. 18 Theoretische Grundlagen Die ersten Phasen des Fahrzeugentwicklungsprozesses werden auch als Frühe Phasen bezeichnet. RAABE [2013, S. 24] unterteilt diese grundlegenden ersten Phasen in die sog. „Frühe Phase“ und die „Konzeptphase“. Diese Phasen zeichnen sich dadurch aus, dass die genauen Anforderungen und Lösungsmöglichkeiten an das Fahrzeug noch nicht voll- ständig vorliegen bzw. sukzessive präzisiert werden müssen und somit ein hoher Grad an Komplexität, Risiko und Unklarheit vorliegt [COOPER 2014, S. 26; ALBERS ET AL. 2017, S. 4; ULRICH ET AL. 2020, S. 13]. Aufgrund dieser Eigenschaften wird dieser Abschnitt des Entwicklungsprozesses auch oft als ein „fuzzy front-end“ [COOPER 2014, S. 21], "advan- ced concept design process“ [MACEY & WARDLE 2014, S. 38] oder „concept process“ [ULRICH ET AL. 2020, S. 16] beschrieben. Neben der Identifikation technischer Lösungen und der Minimierung von Risiken wird in diesen Phasen das Fahrzeugdesign entwickelt [TOVEY 1997, S. 10; KURZ 2008, S. 36 f.; RUDERT & TRUMPFHELLER 2015, S. 11; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; ULRLICH ET AL. 2020, S. 13]. Dabei stellt die Konvergenz zwischen den technischen und ästhetischen Lösungsräumen eine der wesentlichen Konzeptarbeiten in den frühen Phasen dar [FELDINGER ET AL. 2017, S. 139]. 2.3.2 Designprozess Die hohe Bedeutung des Produktdesigns, unabhängig vom Produkt, ist unumstritten: Für die erfolgreiche Vermarktung eines Produkts ist ein gelungenes Produktdesign notwendig und daher fester Bestandteil innerhalb der PE [OAKLEY 1990, S. 7; TOVEY 1997, S. 9; KRAUS 2007, S. 31; KURZ 2008, S. 110; MEADOWS 2017, S. 9; ENGELN 2020, S. 213; KRAUS ET AL. 2021, S. 126; VDI 2424:2023, S. 3]. Das Erscheinungsbild eines Produkts schafft eine emotionale Bindung zwischen dem Nutzer und dem Produkt, sodass eine Differen- zierung zum Wettbewerber und eine Positionierung am Markt möglich wird, u. a. durch die Verkörperung von Unternehmens- und Markenwerten [TOVEY 1997, S. 9 f.; KURZ 2008, S. 24; HOLDER 2016, S. 54 f.; ENGELN 2020, S. 213; VDI 2424:2023, S. 19]. Im Englischen wird unter dem Begriff „Designs“ die umfassende Entwicklung eines Produkts, unter Be- rücksichtigung aller ästhetischer, funktionaler, technologischer, wirtschaftlicher, gesetz- licher, qualitätssichernder und zulassungsrelevanter Anforderungen verstanden [OAK- LEY 1990, S. 8; TOVEY 1997, S. 8 f.; CROSS 2007, S. 33 f.; KURZ 2008, S. 20 ff.; ENGELN 2020, S. 213]. Auch wenn eine inhaltliche Trennung in die ästhetische und funk- tionale Produktentwicklung nicht möglich ist [KURZ 2008, S. 22; MEADOWS 2017, S. 78], findet in der technischen PE eine organisatorische Unterteilung in die technische Ent- wicklung und die Designentwicklung statt [ULRICH ET AL. 2020, S. 3]. Während die technische Entwicklung primär die technisch-wirtschaftliche Funktionsentwicklung voran- treibt [FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; ULRICH ET AL. 2020, S. 3], fokussiert sich die Designentwicklung oder kurz das Design auf die Gestaltung der Produktwahrnehmung Theoretische Grundlagen 19 [TOVEY 1997, S. 10; KRAUS 2007, S. 32; KURZ 2008, S. 22; ENGELN 2020, S. 213; VDI 2424:2023, S. 3 ff.]. In der Fahrzeugentwicklung wird das Fahrzeugdesign in der Regel in einem separaten Prozess entwickelt, dem Designprozess. Hier findet die Formgebung als wesentliche Aktivität der Produktgestaltung statt; dies geschieht in den ersten Phasen des Design- prozesses und weitestgehend losgelöst von der technischen Entwicklung [KRAUS 2007, S. 39; KURZ 2008, S. 36 f.; ENGELN 2020, S. 215; FELDINGER ET AL. 2017, S. 139]. Grund- sätzlich kann das Vorgehen im Designprozess als iteratives Vorgehen aus der Erstellung von Entwürfen sowie der Beurteilung, Entscheidung, Kompromissfindung und Anpassung dieser Entwürfe verstanden werden [TOVEY 1997, S. 6; CROSS 2007, S. 33 f.; KURZ 2008, S. 37; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; MEADOWS 2017, S. 110; VDI 2424:2023, S. 38 ff.]. Der Designprozess gilt als ein Subprozess und integriert sich, insbesondere hinsichtlich der Meilensteine, in den gesamten Fahrzeugentwicklungsprozess [KURZ 2008, S. 110; MEADOWS 2017, S. 61 ff.; ENGELN 2020, S. 215; VDI 2424:2023, S. 39]. Dieser Subpro- zess ist in der frühen Phase und Konzeptphase verortet. Die Organisation und Steuerung aller designrelevanter Aktivitäten im Designprozess wird als gesonderte Form des Mana- gements, als sog. Designmanagement bezeichnet [REESE 2005, S. 96 f.; ERLHOFF 2008, S. 97; VDI 2424:2023, S. 31]. 2.3.3 Design-Technik-Konvergenz (DTK) Die Zusammenarbeit zwischen technischer Entwicklung und Designentwicklung stellt ge- mäß TOVEY [1997, S. 10] gerade in der Fahrzeugentwicklung eine Besonderheit dar: Beide Bereiche fokussieren sich zu Beginn des Entwicklungsprojekts primär auf die Ent- wicklung der eigenen Ziele und Aufgaben. Dadurch entsteht zuerst eine Trennung zwischen den Arbeiten der Ingenieure und Designer. Dies lässt sich v. a. darauf zurück- führen, dass beide Disziplinen konträre Entwicklungsrichtungen aufweisen [CROSS 2007, S. 22; ENGELN 2020, S. 215]: Die technische Entwicklung analysiert und entwickelt zuerst Detaillösungen auf Baugruppen- und Komponenten-Ebene und setzt diese Einzellösun- gen anschließend zu einem Gesamtprodukt zusammen. Im Design hingegen wird zuerst die Gesamterscheinung des Fahrzeugs entwickelt. Erst im Verlauf der frühen Phasen findet eine sukzessive Fokussierung auf Detaillösungen statt. Nach CROSS [2007, S. 22] werden diese beiden konträren Herangehensweisen bereits in der jeweiligen Ausbildung gelehrt und somit als berufsbildende Vorgehensweise implementiert. Die Trennung beider Arbeitsweisen wird meist überspitzt dargestellt. Beide Bereiche stimmen sich fortwährend innerhalb der relevanten Entwicklungs- und Entscheidungsbe- reiche ab, um das Fahrzeug zielführend und effizient zu entwickeln [BRAESS & SEIFFERT 2007, S. 69; BEIER 2013, S. 3; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140; ENGELN 2020, 20 Theoretische Grundlagen S. 215]. Dieser Prozess wird als sog. Design-Technik-Konvergenz (DTK) bezeichnet und beschreibt die sukzessive Zusammenführung von ästhetischen und technologischen Entwicklungen [BRAESS & SEIFFERT 2007, S. 67; KURZ 2008, S. 36; FELDINGER ET AL. 2017, S. 140]. Diese Zusammenarbeit gilt dabei als Kernarbeit in der Konzeptphase und ist charakterisiert durch Zielkonflikte, die gelöst werden müssen [BRYANT & WRIGLEY 2014, S. 76; FELDINGER ET AL. 2017, S. 139; MEADOWS 2017, S. 78; ENGELN 2020, S. 215]. 2.4 Fahrzeugentwicklungsprojekt Die Umsetzung von strategischen Vorgaben im Sinne der Erhaltung der Wettbewerbsfä- higkeit erfolgt auf der Wertschöpfungsebene durch Fahrzeugentwicklungsprojekte. Ein Fahrzeugentwicklungsprojekt stellt eine spezifische Zusammenstellung einer Fahr- zeugentwicklung und des darauf ausgerichteten Projektmanagements dar. Die genauen Zusammenhänge zwischen dem fahrzeugspezifischen PEP und PMP werden im nach- folgenden Kapitel 2.4.1 näher erläutert. In Kapitel 2.4.2 wird die Entwicklungssituation definiert. Anhand dieser Situationsbeschreibung lässt sich der aktuelle Status eines Fahr- zeugentwicklungsprojekts insoweit erfassen, dass das PM über alle notwendigen Ent- scheidungsgrundlagen verfügt, um das Projekt situationsgerechte zu steuern. 2.4.1 Verbindung zwischen PMP und PEP im Fahrzeugentwicklungsprojekt In Kapitel 2.2 wurde bereits eine Einordnung des PM und der PE im unternehmensweiten Kontext beschrieben. Das PM stellt eine Querschnittsfunktion dar. Das PM wird verwen- det, um diverse Aufgaben und Prozesse eines Unternehmens mit Hilfe von Projekten effizient und zielorientiert durchführen zu können. Zur Steuerung jedes Projekts, insbe- sondere hinsichtlich der Erreichung der festgelegten Strategien und Ziele, ist ein standardisierter Prozess des PM notwendig (vgl. Kapitel 2.2.1). Die PE stellt gerade in der Automobilbranche eine Kernkompetenz dar, da in diesem Wertschöpfungsprozess die Innovationskraft und somit die Sicherung der zukünftigen Wettbewerbsfähigkeit liegt. Die Abläufe des PEP orientieren sich an der logischen Ab- folge der Entwicklungsaktivitäten, die zur Entwicklung eines neuen Fahrzeugs abge- arbeitet werden müssen. Insbesondere die über die letzten Jahrzehnte weiterentwickel- ten Qualitätsstandards sind eng mit den notwendigen Quality-Gates, in Form von Meilensteinen, verbunden (vgl. Kapitel 2.2.2). Zur erfolgreichen Bearbeitung eines Fahrzeugentwicklungsprojekts ist demnach eine Überlagerung aus den beiden Prozessen des PM und der PE zu einem einmaligen Pro- jekt mit einem eigenständigen Projektverlauf notwendig [GUSIG & KRUSE 2010, S. 21; HAB & WAGNER 2017, S. 26 f.]. Beide Prozesse werden koexistent durchgeführt. Bild 2.4 stellt diese Symbiose aus PMP und PEP in einem Fahrzeugprojekt schematisch dar. Theoretische Grundlagen 21 Beide Prozesse laufen eigenständig ab, bedingen sich jedoch kontinuierlich. Insbeson- dere die „Monitoring & Controlling“-Phase des PMP findet kontinuierlich während der Phasen der Fahrzeugentwicklung statt. Insgesamt liegt die Trennung der beiden Prozesse in den Zwecksetzungen beider spezi- fischen Prozesse [LINDEMANN 2009, S. 12; GUSIG & KRUSE 2010, S. 21; HAB & WAGNER 2017, S. 21 f.]: Das PM plant, steuert und organisiert jegliche Prozesse der Fahr- zeugentwicklung. Diese Prozesse sind durch den PEP vorgegeben. Dieser beschreibt alle notwendigen inhaltlichen Arbeiten, sowie die zentralen Meilensteine, an denen Er- gebnisse aus verschiedenen Subprozessen zusammengeführt und überprüft werden müssen. In Anhang A.1 steht eine Übersicht über gängige Vorgehensmodelle in der PE und dem PM zur Verfügung. Bild 2.4: Verbindung zwischen automobilem PEP und PMP, nach GUSIG & KRUSE [2010, S. 23] Das PM ist ebenfalls für die Qualitätssicherung entlang der Fahrzeugentwicklung verant- wortlich. Dies geschieht primär durch die Koordinierung der notwendigen Schritte zur Bewertung der Reifegrade der unterschiedlichen Entwicklungsergebnisse. [BENDER & MARION, 2016, S. 1455 ff.; HAB & WAGNER 2017, S. 26 f.] Des Weiteren sind diese Bewertungen immer mit Entscheidungen für oder gegen Ände- rungen am Produkt verbunden. Die Koordination rechtzeitiger Entscheidungen obliegt ebenfalls dem PM [HAB & WAGNER 2017, S. 35]. 2.4.2 Dimensionen der Entwicklungssituation Im Verlauf der Fahrzeugentwicklung werden unzählige Entscheidungen getroffen [REICHELT ET AL 2022B, S. 68]. Hauptentscheidungspunkte in der Fahrzeugentwicklung bilden die Meilensteine. Diese sind Momentaufnahmen des Entwicklungsprozesses, in 22 Theoretische Grundlagen denen alle bisherigen Entwicklungsergebnisse vorgestellt und entsprechend der Erfül- lung der gesetzten Ziele bewertet werden. [NEUTSCHEL & VAJNA 2014, S. 357]. Um Entscheidungen für den weiteren Projektfortschritt treffen zu können, stellen nach CITRION [2011, S. 496] sowie SØNDERGAARD & AHMED-KRISTENSEN [2016, S. 11] die Ana- lyse bzw. Bewertung bestehender Lösungen und die anschließende Abwägung von Alternativen die wesentlichen Bestandteile der Entscheidungsfindung dar. Demnach be- darf eine zielgerichtete Entscheidung die angemessene Vorbereitung der Entschei- dungsfindung, insbesondere in Form vorgelagerter und ausführlicher Untersuchungen und der Erstellung von Entscheidungsgrundlagen [REICHELT ET AL. 2022B, S. 68]. REICHELT ET AL. [2022B] untersuchten welche Bandbreite an Entscheidungen in der Fahr- zeugentwicklung in der Verantwortung des PM liegen. Es wurden drei wesentliche Entscheidungsarten identifiziert [EBD. S. 75 f.]: Prozessentscheidungen, Designentschei- dungen und Methodenentscheidungen. Treten Änderungen im Projektverlauf auf, ist es die Aufgabe des PM, auf diese Änderungen entsprechend zu reagieren. Nur durch die koordinative Aufgabe des PM kann eine angemessene Entscheidung über die Weiterar- beit im Gesamtprojekt getroffen werden [BENDER & MARION 2016, S. 1455; HAB & WAGNER 2017, S. 145 f.]. Bspw. kann sich eine Anforderung an das zu entwickelnde Fahr- zeug ändern. Diese Anforderungsänderung führt zu einer Anpassung der Produkteigen- schaften und bedarf einer Neuausrichtung der Entwicklungsarbeiten. Es müssen Ände- rungsprozesse initiiert und ggf. geplante Entwicklungsaktivitäten verschoben werden. Weiterhin kann es sinnvoll sein das methodische Vorgehen anzupassen, um die entstan- denen Mehraufwände effizient und effektiv umzusetzen, ohne eine Verzögerung des Prozesses zu verursachen. Der Projektverlauf ist geprägt durch diese Änderungsdyna- miken. Um situationsgerecht handeln zu können, ist eine Einschätzung der vorliegenden Projektsituation für das PM zwingend notwendig. Die größte Herausforderung beim Lei- ten von Entwicklungsprojekten ist es, jederzeit diesen aktuellen Status des Projekts vollumfänglich zu kennen [EBEL ET AL. 2021, S. 1]. Um aus Sicht des PM Entscheidungen adäquat treffen zu können sollten die notwendigen Entscheidungsgrundlagen dabei nicht nur die produktseitigen Aspekte umfassen, sondern vielmehr alle wesentlichen Statusin- formationen zur vorliegenden Situation im Projekt beinhalten [HAB & WAGNER 2017, S. 145 f.] Im Rahmen dieser Arbeit wird die aktuelle Situation eines Entwicklungsprojekts als Ent- wicklungssituation bezeichnet. PONN [2007, S. 14] definiert die Entwicklungssituation grundlegend als „[..] einen konkreten Zeitpunkt im Entwicklungsprozess, der sich durch den Zustand des zu entwickelnden Produkts und des Entwicklungsprozesses sowie durch Einflussfaktoren auf Produkt und Prozess beschreiben lässt. Die Situation erfordert Theoretische Grundlagen 23 adäquate Handlungen bzw. Entscheidungen des Entwicklers, also situationsgerechtes Handeln. “ Wie aus dieser Definition hervorgeht, wird die Entwicklungssituation aus der Perspektive des Entwicklers beschrieben. Um den Bedürfnissen des PM gerecht zu werden, wird eine Anpassung dieser Definition vorgenommen. Zur Erfassung des aktuellen Status in der Entwicklungssituation sollte die Situationsanalyse die Entscheidungsarten nach REICHELT ET AL. [2022A, S. 75 f.] umfassen, um das PM bei der zielgerichteten Entscheidungsfin- dung zu unterstützen. Dementsprechend unterteilt sich die Entwicklungssituation in die drei Dimensionen Prozess, Designentscheidungen und Methoden. Bild 2.5 stellt diese drei Dimensionen dar, anhand derer eine Entwicklungssituation erfasst werden kann. Bild 2.5: Die drei Dimensionen zur Bestimmung der Entwicklungssituation Erst durch die Kombination der Situationsanalysen jeder Dimension entsteht letztlich ein Gesamtbild, welches die aktuelle Entwicklungssituation abbildet. Anhand dieser gebün- delten Statusinformationen zum aktuellen Projektstand ist das PM in der Lage situations- gerecht Entscheidungen hinsichtlich der weiteren Projektumsetzung treffen. Jede Dimen- sion legt einen spezifischen Fokus auf Bestandteile des Projekts: 1. Prozess: Um Entscheidungen über den weiteren Prozessverlauf treffen zu kön- nen, bedarf es einer Analyse der Entwicklungssituation hinsichtlich des aktuellen Status im Entwicklungsprozess. Mit dem Ziel anstehende Entwicklungsarbeiten situationsgerecht planen und organisieren zu können ist daher das Wissen über die generellen Prozessschritte zur Entwicklung des Fahrzeugs notwendig. Eine Übersicht über meilensteinspezifische Ziele und den entsprechenden Entwick- lungsaufgaben dienen als Entscheidungsgrundlage für das PM und sollten situationsspezifisch erstellt werden. 2. Designentscheidungen: Insbesondere in den frühen Entwicklungsphasen wer- den die zentralen Entscheidungen hinsichtlich der Fahrzeuggestalt und -eigen- schaften getroffen. Um diese Designentscheidungen treffen zu können, müssen 24 Theoretische Grundlagen nicht nur die Entwicklungsstände erarbeitet werden. Vielmehr bedarf es einer ak- kuraten Vorbereitung der Entscheidungsfindung, um das Risiko von Fehlent- scheidungen zu minimieren. Eine Übersicht über anstehende Designentscheidun- gen, sowie die dazu notwendigen Vorbereitungen, z. B. welche Evaluationen vorab durchgeführt werden müssen, unterstützt das PM bei der Einschätzung der Entwicklungssituation. 3. Methoden: Zur erfolgreichen Bearbeitung unterschiedlicher Entwicklungsarbeiten ist ein methodisches Vorgehen unumgänglich. Auf der Ebene des PM werden Leit- linien, in Form von methodischen Vorgehensmodellen, vorgegeben. Damit diese Vorgaben eine Unterstützung der Entwickler bieten, sollte das methodische Vor- gehen den Charakteristiken der aktuellen Projektarbeit entsprechen. Sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis gibt es verschiedenartige Methoden. Eine Übersicht über verfügbare Methoden, inkl. einer Einschätzung bei welchen Pro- jektcharakteristiken welche Vorgehensweise die geforderte Unterstützung bieten kann, stellt für die situationsgerecht Methodenentscheidung eine Hilfestellung dar. Anhand der Erfassung der Entwicklungssituation werden Entscheidungsgrundlagen für das PM geschaffen, die es den Projektverantwortliche ermöglichen die vorherrschenden Herausforderungen im Entwicklungsprojekt einzuschätzen. Im Folgenden werden metho- dische Vorgehensmodelle vorgestellt, mittels derer das PM die Entwicklungsarbeiten gestalten kann. 2.5 Unterscheidung agile, klassische und hybride Vorgehensmodelle Neben stetigen internen Veränderungseinflüssen, wie bspw. Strategieanpassungen, un- terliegen die Prozesse in der Automobilindustrie auch externen Herausforderungen. Kapitel 2.5.1 stellt die derzeit wichtigsten Herausforderungen in der Fahrzeugentwicklung kurz vor. Basierend auf globalen Veränderungen haben sich in den vergangenen Jahren drei we- sentliche Richtungen in der Forschung und Praxis etabliert, wie methodische Vorgehens- weisen allgemein klassifiziert werden können [TIMINGER & SEEL 2016, S. 55; WYSOCKI 2019, S. 55 f.; HEIMICKE ET AL. 2020, S. 577 f.; REICHELT ET AL. 2021A, S. 323 ff.]: agil, klassisch und hybrid. Diese Klassifizierung wird dabei, unabhängig vom Einsatzge- biet methodischer Vorgehensmodelle im PM oder in der PE, einheitlich verwendet. Die drei Klassifikationen werden in den Kapiteln 2.5.2 (agil), 2.5.3 (klassisch) und 2.5.4 (hyb- rid) kurz vorgestellt. Theoretische Grundlagen 25 2.5.1 Aktuelle Herausforderungen in der Fahrzeugentwicklung In Ergänzung zu den strategischen Einflüssen auf die Arten und Umfänge von Fahrzeu- gentwicklungsprozessen unterliegen die Prozesse auch übergeordneten Trends [CLARK- SON & ECKERT 2005, S. 11 f.; HOLDER 2016, S. 163; ENGELN 2020, S. 13]. Die derzeitigen Herausforderungen an die Fahrzeugentwicklung können in produktbezogene und pro- zessbezogene Herausforderungen unterteilt werden. In Kapitel 1 wurden die produktseitigen Herausforderungen einleitend beschrieben. KUHNERT ET AL. [2017] beschreiben die aktuellen Technologietrends, die die Fahrzeuge der Zukunft ausmachen werden, zusammenfassend als EASCY [EBD, S. 10]: „electrified, autonomous, shared, connected, yearly updated“. In Folge der jüngsten Entwicklungen zählt v. a. die Nachhaltigkeit von Fahrzeugen als weiterer Trend. Entsprechend dem Positionspapier des VDA [2023B] zur „Zukunft der au- tomobilen Kreislaufwirtschaft“ gelten Ressourcenschonung, Langlebigkeit, Reparatur- fähigkeit, Recyclingfähigkeit und Wiederverwertung als Leitgedanken, um eine nachhal- tige Mobilität von morgen zu schaffen. Der Kerngedanke ist, dass nachhaltige Fahrzeuge so ausgelegt sind, dass diese während der Herstellung ressourcenschonend produziert werden, in der Produktnutzung mehrfach wiederverwendet werden und durch Wartung und Reparatur in Summe eine langlebige Nutzungsphase besitzen. Nach Ende der Nut- zungsphase sollen die Fahrzeugbestandteile dann entweder generalüberholt wiederver- wertet oder als recyceltes Material in der Produktion neuer Fahrzeuge wiederverwertet werden. [EBD., S. 6 ff.] Die Umsetzung von Technologie- und Nachhaltigkeitstrends in das tatsächliche Fahrzeug erfolgt durch die Produktentwicklung. Im Rahmen dieser gilt es die Eigenschaften und Auswirkungen des Fahrzeugs in und über die Nutzungsphasen hinaus zu entwickeln. Im Entwicklungsprozess müssen somit immer mehr Themen berücksichtigt werden. BENNETT & LEMOINE [2014] fassen die Auswirkungen trendbasierter Produktveränderun- gen als VUCA zusammen: Prozesse der PE und des entsprechenden PM zeichnen sich durch „volatility“, „uncertainty“, „complexity“ und „ambiguity” aus. Durch diese wechsel- seitige Beeinflussung von Produkt und Prozess entsteht zusätzlich eine Komplexität, die in den nächsten Jahr noch weiter zunehmen wird. Diese Steigerung betrifft nicht nur die Produktkomplexität [SCHÖMANN 2012, S. 137; SCHUH ET AL. 2018, S. 29] sondern vielmehr die Komplexität in den Entwicklungsprozessen [SCHÖMANN 2012, S. 144; BENNETT & LEMOINE 2014, S. 315 ff.]. Dieser Zusammenhang gilt in gleicher Analogie für die Prozesse des Fahrzeugdesigns und der DTK [REICHELT ET AL. 2021A, S. 322]. In Summe führen diese Herausforderungen, 26 Theoretische Grundlagen die jedes Fahrzeugentwicklungsprojekt überwinden muss, zu einem Anstieg der Ent- scheidungen, die das PM treffen muss [REICHELT ET AL. 2022B, S. 68]. Zur Unterstützung der methodischen Ausgestaltung des PEP im Fahrzeugentwicklungsprojekt existieren drei grundsätzliche Vorgehensmodelle. Diese werden im Folgenden kurz vorgestellt. 2.5.2 Agile Vorgehensmodelle Die im Kapitel 2.5.1 beschriebenen Herausforderungen haben im Bereich der Software- entwicklung in den 2000er Jahren zu einem Umdenken der bis dato üblichen Prozess- und Projektabwicklung geführt [BOEHM & TURNER 2005, S. 36]. Um Software flexibel an die unterschiedlichen, dynamischen Anforderungen angepasst entwickeln zu können, wurde eine neue Herangehensweise an die Softwareentwicklung initiiert. Mit dem agilen Manifest [BECK ET AL. 2001] wurde der Grundstein für agile Vorgehensmodelle gesetzt. In der Folge sind mehrere agile Vorgehensmodelle veröffentlicht und v. a. in der Software- industrie etabliert worden. Zu den bekanntesten Modellen gehören SCRUM [SCHWABER & SUTHERLAND 2020], DSDM [STAPLETON 1998] und Extreme Programming [BECK 2003]. Agile Vorgehensmodelle zeichnen sich durch eine hohe Flexibilität und Anpassungsfä- higkeit hinsichtlich inhaltlicher und zeitlicher Ziele aus [BÖHMER ET AL. 2015, S. 4; ALBERS ET AL. 2019A, S. 1015 ff. REICHELT ET AL. 2022A, S. 242]. Diese Eigenschaften werden v. a. durch eine starke methodische Fokussierung in Kombination mit einer iterativen und in- krementellen Vorgehensweise erzeugt. Gerade die kurzen Iterationszyklen, mittels derer eine regelmäßige Überprüfung von Inkrementen stattfindet, ermöglichen eine kontinuier- liche Anpassung und Optimierung der jeweiligen Prozessschritte [BOEHM & TURNER 2005, S. 17; BÖHMER ET AL. 2015, S. 4; SCHUH ET AL. 2017A, S. 343; ALBERS ET AL. 2019B, S. 838 f.]. Agile Methoden gelten daher für komplexe und unklare Entwicklungssituatio- nen als besonders geeignet [BOEHM & TURNER 2005, S. 55; SCHUH ET AL. 2017A, S. 343; SCHUH ET AL. 2017B, S. 725; PMI 2017B, S. 7; ALBERS ET AL. 2019A, S. 1015; ALBERS ET AL. 2019B, S. 841]. Bild 2.6 stellt die Charakteristiken agiler Vorgehensmodelle visuell dar. Agile Vorgehensweisen werden zunehmend außerhalb der Softwareentwicklung einge- setzt. In der Entwicklung cyber-physischer Produkte, wie dem Fahrzeug, finden agile Vorgehensweisen immer mehr Einzug. Ursprünglich wurden agile Methoden für kleine Entwicklungsteams konzipiert, da hier die Vorteile kurzer Abstimmungswege eine höhere Prozessgeschwindigkeit ermöglichen [DIKERT ET AL. 2016, S. 87; HEERWAGEN 2018, S. 11 f.]. Um die agilen Prinzipien in global vernetzten Unternehmen mit mehreren hun- dert bis tausend Entwicklern einsetzen zu können wurden sog. Skalierungsmodelle [vgl. DIKERT ET AL. 2016, S. 87; ATZBERGER ET AL. 2019, S. 22 ff.; KOMUS ET. AL 2020, S. 4] ent- wickelt. Als bekannte Beispiele gelten LargeScaleScrum (LeSS) [LARMAN & VODDE 2017], Theoretische Grundlagen 27 Scaled Agile Framework – SAFe [KNASTER & LEFFINGWELL 2020] und NEXUS [BITTNER & WEST 2018]. Bild 2.6: Zusammenfassung der Eigenschaften agiler Vorgehensmodelle, nach REICHELT ET AL. [2022A, S. 243] Insgesamt wurde die Effektivität agiler Vorgehensweisen auch außerhalb softwaretech- nischer Entwicklungen sowohl in der Praxis (durch Erfahrungsberichte) als auch in der Wissenschaft (durch Studien und Befragungen) nachgewiesen; eine Zusammenstellung dieser verschiedenen Untersuchungen findet sich in REICHELT ET AL. [2021A]. 2.5.3 Klassische Vorgehensmodelle Mit dem Einzug agiler Vorgehensmodelle werden bisherige, etablierte Ansätze zur Ab- grenzung als klassisch oder traditionell klassifiziert [TIMINGER 2017, S. 29]. Im Gegensatz zu den agilen Modellen zeichnen sich klassische Vorgehensmodelle durch den plange- triebenen, d. h. präskriptiven Charakter aus [BOEHM & TURNER 2005, S. 9; WYSOCKI 2019, S. 40 ff.; AYS 2022, S. 27 ff.]. Durch die Anwendung und kontinuierliche Weiterentwick- lung über die letzten Jahrzehnte gelten diese klassischen Vorgehensmodelle als heutige Standards im PMP (vgl. Kapitel 2.2.1) und PEP (vgl. Kapitel 2.2.2). Gerade durch die kontinuierliche Adaption dieser Vorgehensmodelle an sich ändernde Randbedingungen wurden klassische Modelle für eine Vielzahl an heutigen Projektrandbedingungen, wie global verteilte Teams oder Multiprojektverwendungen, in der Fahrzeugentwicklung opti- miert. [BOEHM & TURNER 2005, S. 39 & 55; WYSOCKI 2019, S. 42; REICHELT ET AL. 2022A, S. 242] Dementsprechend eignen sich klassische Vorgehensmodelle für Aufgaben, die genau geplant, deren Komplexität einschätzbar und deren Ergebnisse prognostiziert werden können [BOEHM & TURNER 2005, S. 9 f. & 55; WYSOCKI 2019, S. 41; AYS 2022, S. 28]. Klas- sische Vorgehensweisen werden primär eingesetzt, um definierte Qualitätsziele zu erfüllen, da diese meist extern vorgegeben sind und zu bestimmten Zeiten und Projekt- reifegraden erfüllt werden müssen [REICHELT ET AL. 2022A, S. 242]. Als klassische Vorgehensmodelle seien hier das PM-Vorgehen nach PMI [2017A] und das PE-Vorgehen nach VDI 2221-1:2019 genannt. Weitere Beispiele finden sich für das 28 Theoretische Grundlagen PM im Kapitel 2.2.1 und für die PE im Kapitel 2.2.2. Bild 2.7 stellt die Charakteristiken und einen beispielhaften Verlauf eines klassischen Vorgehensmodells dar. Bild 2.7: Zusammenfassung der Eigenschaften klassischer Vorgehensmodelle, nach REICHELT ET AL. [2022A, S. 243] 2.5.4 Hybride Vorgehensmodelle Wie in Kapitel 2.5.2 beschrieben, finden in der heutigen Entwicklung technischer Pro- dukte bereits agile Vorgehensweisen Anwendung. Auf Grund der Komplexität von Fahrzeugentwicklungsprojekten können agilen Modelle nicht 1:1 die bisherigen methodi- schen Vorgehensmodelle ersetzen [EBERT & PAASIVAARA 2017, S. 102; HEERWAGEN 2018, S. 14; ATZBERGER & PAETZOLD 2019, S. 2216]. Darüber hinaus ist eine vollständige Um- stellung bisheriger Prozesse auf agile Vorgehensmodelle nicht durchführbar [TIMINGER & SEEL, 2016, S. 55; HEIMICKE ET AL. 2020, S. 577; REICHELT ET AL. 2021A, S. 323]. Die an- gesprochene Skalierung agiler Modelle gerät zunehmend an organisatorische Grenzen [DIKERT ET AL. 2016, S. 104; ATZBERGER & PAETZOLD 2019, S. 2217; KOMUS ET AL. 2020, S. 25 & 125 ff.]. Dies liegt vornehmlich an der Menge an Transformationsprozessen, wel- che die Umstellung aller Unternehmensprozesse betreffen. Diese Umstrukturierung ist vollumfänglich nicht umsetzbar, da die Aufwände für Prozessumstellungen viele Unter- nehmensbereiche und Beteiligte betreffen. Für eine erfolgreiche Umsetzung sind bspw. Schulungen notwendig, was zeitliche und monetäre Aufwände bedeutet. Des Weiteren sind Transformationsprozesse immer risikobehaftet, eine tatsächliche Verbesserung ist durch eine Umstellung nicht automatisch gegeben. Als Alternative zu dieser vollständigen Umstellung aller methodischen Vorgehensweisen gilt die sog. Hybridisierung [TIMINGER 2017, S. 241 ff.; REICHELT ET AL. 2021A, S. 324]. Un- ter hybriden Vorgehensmodellen wird im Allgemeinen die parallele Koexistenz von agilen und klassischen Vorgehensmodellen verstanden [TIMINGER & SEEL, 2016, S. 55; PMI 2017A, S. 19; REICHELT ET AL. 2021A, S. 323]. Um sowohl agile als auch klassische Vorgehensmodelle simultan zu verwenden, gibt es verschiedene Anordnungsmöglichkeiten [vgl. TIMINGER & SEEL 2016, S. 56; PMI 2017B, S. 27 ff.; REICHELT ET AL. 2022A, S. 243]. Bild 2.8 zeigt die verschiedenen Möglichkeiten Theoretische Grundlagen 29 der Kombination von agilen und klassischen Vorgehensmodellen. Die Abbildung zeigt, dass innerhalb der verschiedenen hybriden Modelle entweder agile und klassische Mo- delle gleichermaßen sequenziell oder kongruent kombiniert werden oder, dass das ein Vorgehensmodell überwiegt und das andere nur