Die Evolution technischer Systeme: Untersuchung der Zusammenhänge von SGE – Systemgenerationsentwicklung, Produktumfeld und Innovation = The Evolution of Technical Systems: Investigation of the Relationships between SGE – System Generation Engineering, Product Context, and Innovation

Unternehmen sehen sich im VUKA-Umfeld des 21. Jahrhunderts mit Volatilität, Unsicherheit, Komplexität und Ambiguität sowie hohem Innovations- und Kostendruck konfrontiert. Die systematische Planung und Entwicklung von Produktprofilen und technischen Systemen mit dem Modell der SGE – Systemgenerationsentwicklung nach Albers bietet hier großes Unterstützungspotenzial: Durch Übernahmevariation (ÜV) und die Nutzung unternehmensinterner Referenzen lassen sich Kosten und Risiken reduzieren, während durch gezielte Neuentwicklung mit Ausprägungsvariation (AV) und Prinzipvariation (PV) neuer Kunden-, Anwender- und Anbieternutzen geschaffen werden kann. ... mehrReferenzen und Variationsarten müssen passend für das zukünftige Umfeld ausgewählt werden, um im „Survival of the fittest“ zu bestehen, wofür Wissen über die Zusammenhänge von SGE, Produktumfeld und Innovation benötigt wird. Daher ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit, explorativ Zusammenhänge von Produktumfeld, Variationen technischer Systeme und deren Produktprofile im Sinne des Modells der SGE sowie Innovation zu identifizieren und zu erklären.
Das Modell zur Beschreibung der Zusammenhänge wird durch eine Analogie der natürlichen Evolution zur Evolution technischer Systeme motiviert. Für den induktiven, theoriebildenden Forschungsansatz dieser Arbeit wurden 12 retrospektive, literaturbasierte Fallstudien zur Evolution technischer Systeme durchgeführt, aus denen ein Forschungsdatensatz mit 112 Systemgenerationen und Produktprofilen, 1195 Variationen und Referenzen sowie 405 Umfeldfaktoren entstand. Die fallübergreifende Analyse und die Theoriesynthese kombinieren einen fallbasierten iterativen Ansatz mit einem variablenbasierten Ansatz.
Ergebnis sind 79 Theoriebausteine, gegliedert in 14 Muster, 39 Heuristiken und 26 weitere Erkenntnisse. Sie beschreiben Zusammenhänge zwischen makroökonomischen Umfeldfaktoren (Akzeptanz, rechtliche Rahmenbedingungen, Krisen), mikroökonomischen Umfeldfaktoren (Bedarfe, Kritik, Nischenkonstruktion), unternehmensinternen Umfeldfaktoren (Projektumfeld, Marketing, Geschäftsmodelle, Standardisierung), Produktprofil-Variation (Muster für PV und Weiterentwicklung, S-Kurven), Variation des technischen Systems (Architektur, Subsysteme, Lösungsprinzipien), der Auswahl von Referenzen (interne und externe Quellen), der Evolution von Produktvarianten sowie Reaktionen auf gescheiterte Systemgenerationen. Die Theoriebausteine beschreiben die Evolution technischer Systeme und liefern Ansätze zur generationsübergreifenden Planung von Referenzen und Variationen. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Erklärung der Evolution technischer Systeme und liefert eine Grundlage für methodische Unterstützung, um Systemgenerationen mit hohem Innovationspotenzial sowie niedrigen Kosten und Risiken zu entwickeln.

Companies in the VUCA environment of the 21st century face volatility, uncertainty, complexity, and ambiguity as well as high innovation and cost pressure. Systematic planning and development of product profiles and technical systems using the model of SGE – System Generation Engineering according to Albers offers significant potential for support: Through carry-over variation (CV) and the use of internal references, costs and risks can be reduced, while targeted new development using attribute variation (AV) and principle variation (PV) can create new customer, user, and provider benefit. ... mehrReferences and types of variation must be selected to fit the future environment in order to succeed in the “survival of the fittest,” which requires knowledge of the relationships between SGE, product environment, and innovation. The aim of this work is therefore to exploratively identify and explain relationships between product environment, variations of technical systems, and their product profiles in the sense of the model of SGE as well as innovation.
The model for describing these relationships is motivated by an analogy between natural evolution and the evolution of technical systems. For the inductive, theory-building research approach, 12 retrospective, literature-based case studies on the evolution of technical systems were conducted, resulting in a research dataset comprising 112 system generations and product profiles, 1195 variations and references, and 405 environmental factors. Cross-case analysis and theory synthesis combine an iterative case-based approach with a variable-based approach.
The result is 79 theory elements, structured into 14 patterns, 39 heuristics, and 26 additional insights. They describe relationships between macroeconomic factors (acceptance, legal frameworks, crises), microeconomic factors (needs, criticism, niche construction), internal company factors (project environment, marketing, business models, standardization), product profile variation (patterns for PV and further development, S-curves), variation of technical systems (architecture, subsystems, solution principles), reference selection (internal and external sources), variant evolution, and responses to failed system generations. These theory elements describe the evolution of technical systems and provide approaches for cross-generational planning of references and variations. This work contributes to explaining the evolution of technical systems and provides a foundation for methodological support to develop system generations with high innovation potential while reducing costs and risks.