Produktportfolio-übergreifendes Spezifizieren von Produktfunktionen der Sportwagenentwicklung im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung = Product Portfolio-spanning Specifying of Product Functions within Sports Car Development in the Model of PGE – Product Generation Engineering

Das Funktionsspektrum heutiger Generationen hochentwickelter Fahrzeuge hat sich im letzten Jahrzehnt, aufgrund steigender Kunden- und Anwenderanforderungen u.a. an Fahrerassistenz, Digitalisierung und Elektromobilität, mehr als vervierfacht. Empirische Untersuchungen dieser Arbeit zeigen, dass der Fokus auf den für Kunden oder Anwender wahrnehmbaren Funktionen liegt, die einen direkt greifbaren Wert oder Nutzen des Gesamtproduktes schaffen. In der automobilen Entwicklungspraxis zeigt sich zudem, dass solche, mitunter komplexe, Funktionen nicht mehr nur für einzelne, automobile Produktgenerationen, sondern übergreifend für das gesamte Produktportfolio eines Anbieters entwickelt werden müssen. ... mehrProduktentwickelnde stehen daher vor der Herausforderung, teils diametrale Anforderungen sowie Wechselwirkungen vielfältiger Produktgenerationen aus verschiedenartigen Produktlinien bereits beim Spezifizieren der Funktionen zu berücksichtigen. Da es an geeigneter prozessualer und methodischer Unterstützung fehlt, stellt sich die Frage, wie eine transparente und durchgängige Funktionsentwicklung in diversifizierten Produktportfolios zukünftig im Rahmen der Produktspezifikation in der Frühen Phase synergistisch gestaltet werden kann?
In der vorliegenden Arbeit wird daher, auf Grundlage des modelltheoretischen und methodischen Gefüges der KaSPro – Karlsruher Schule für Produktentwicklung, die prozessuale und methodische Unterstützung des Produktentwickelnden beim Produktportfolio-übergreifenden Spezifizieren aus Funktionssicht empirisch analysiert, in einer dreiteiligen Systematik synthetisiert sowie in der Entwicklungspraxis angewandt und evaluiert. Der erste Bestandteil der präskriptiven Systematik fokussiert die Definition eines konsistenten Verständnisses sowie die Abbildung und Variation von (Produkt-)Funktionen auf Basis des Referenzsystems im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung nach Albers. Zu diesem Zweck wird ein Produktfunktions-Modell aus empirischen Erkenntnissen entwickelt, das den Produktentwickelnden beim effektiven Spezifizieren leitet. Den zweiten Kernbestandteil bildet ein generisches Referenz-Produktmodell, das die komplexe Produktspezifikation durch Verknüpfung mit dem erweiterten Systemtripel Ansatz und dem Referenzsystem in der Frühen Phase strukturiert. Vervollständigt wird die Systematik mit einem Referenzprozess zum Produktportfolio-übergreifenden Spezifizieren von Produktfunktionen im Modell der PGE. Im Zuge dessen wird zwischen den vier iterativen Phasen der Generierung und Priorisierung von Funktionsideen [1], der Spezifikation einer Produktfunktion [2], der Realisierung einer Produktfunktion [3] und der Beendigung des Funktionslebenszyklus [4] differenziert. Eine Produktfunktions-Roadmap fungiert als durchgängiges und konsistentes Planungs- und Steuerungsinstrument. Die Evaluationsergebnisse und -erkenntnisse aus Fallstudien in der Sportwagenentwicklung zu Produktfunktionen der Fahrzeugaerodynamik bestätigen die effektive Anwendbarkeit der Unterstützungswerkzeuge und zeigen im Live-Lab IP – Integrierte Produktentwicklung initial einen Erfolgsbeitrag zur Transparenz und Durchgängigkeit der Produktspezifikation aus Funktionssicht.

The functional spectrum of today's generations of highly developed vehicles has more than quadrupled in the last decade due to increasing customer and user requirements for e.g., driver assistance, digitalization, and electro mobility. Empirical studies of this thesis demonstrate that the focus lies on the functions that are perceived by customers or users and which create a directly tangible value or benefit of the overall product. In automotive development practice, it is also apparent that such functions, often complex in nature, must no longer be developed only for individual automotive product generations, but for the entire product portfolio of a provider. ... mehrProduct developers are therefore faced with the challenge of considering partly diametrical requirements as well as the interactions of diverse product generations from various product lines already while specifying the functions. Since there is a lack of suitable procedural and methodical support, the question arises how a transparent and consistent function development in diversified product portfolios can be synergistically designed in the future within the framework of the product specification in the Early Phase?
In the presented research, based on the model-theoretical and methodical framework of the KaSPro – Karlsruhe School of Product Development, the process-related and methodical support of the product developer in specifying product portfolio-spanning from a functional perspective is empirically analyzed, synthesized in a three-part systematic as well as applied and evaluated in development practice. The first part of the prescriptive systematic focuses on the definition of a consistent understanding as well as the mapping and variation of (product) functions based on the reference system in the model of PGE – Product Generation Engineering according to Albers. For this purpose, a product function model is developed from empirical findings, which guides the product developer to specify effectively. The second core component is a generic reference product model, which structures the complex product specification by linking it with the advanced system triple approach and the reference system in the Early Phase. The system is completed with a reference process for the product portfolio-spanning specification of product functions in the model of PGE. In the course of this process, a distinction is made between the four iterative phases of generating and prioritizing function ideas [1], specifying product functions [2], realizing product functions [3] and ending function life cycles [4]. A product function roadmap serves as a continuous and consistent planning and steering instrument. The evaluation results and findings from case studies on product functions of vehicle aerodynamics in sports car development confirm the effective applicability of the support tools and demonstrate an initial success contribution to the transparency and consistency of the product specification from a functional perspective in the Live-Lab IP – Integrated Product Development