In China setzen einige Hersteller Ideen in einem Tempo in marktfähige Produkte um, das Wettbewerber dazu zwingt, ihre Geschäftsabläufe zu überdenken. In der Elektronik-, Robotik- und Automobilindustrie wird die hohe Entwicklungsgeschwindigkeit zunehmend zum Wettbewerbsvorteil. Was können Produktteams aus diesen Vorgehensweisen lernen, um ihre eigenen Innovationsprozesse zu beschleunigen?
Das neue Tempo der Produktentwicklung in der chinesischen Industrie
AlixPartners berichtet in seinem „Global Automotive Outlook 2024“, dass die Entwicklungszyklen chinesischer Elektrofahrzeughersteller etwa halb so lang sind wie die der ausländischen Konkurrenz und die Projektlaufzeit lediglich 20 Monate beträgt. Diese Zahl bezieht sich jedoch nur auf einige Hersteller in diesem Sektor und stellt keinen Durchschnittswert für alle in China hergestellten Produkte dar.
Entwicklungszeiten in der Automobilbranche in Monaten – Quelle: AlixPartners – Financial Times
Die Erfahrungen von Renault zeigen, wie ein europäisches Unternehmen von diesem Ökosystem profitieren kann. Der Konzern gibt eine Entwicklungszeit von 21 Monaten für den neuen Elektro-Twingo E-Tech an, der durch die koordinierte Zusammenarbeit seiner Teams in Frankreich, China und Slowenien realisiert wurde. In seinem ACDC-Zentrum in Shanghai sind unter anderem die Bereiche Einkauf, Kalkulation und Entwicklung unter einem Dach vereint und die jeweiligen Aktivitäten laufen parallel.
Auch in der Robotik kommt die enge Verzahnung von Entwicklung und Fertigung zum Tragen. Eine WIRED-Reportage über Shenzhen beschreibt Robotik-Start-ups, die Komponenten innerhalb weniger Stunden beschaffen können. Bereits 2016 berichtete der Regisseur der zugehörigen Dokumentation, Jim Demuth, dass die Entwicklung von Hardwareprototypen dort bis zu zehnmal schneller erfolgen könne.
Geschwindigkeit als Wettbewerbsvorteil im chinesischen Modell
Die schnelle Arbeitsweise einiger chinesischer Hersteller beruht vor allem auf der effektiven Organisation der Zusammenarbeit zwischen Designern und Zulieferern. Dieser direkte Austausch resultiert in einer schnellen Einschätzung, wie sich eine Idee für die Produktion umsetzen lässt. Dieser Ansatz bietet verschiedene Möglichkeiten, die Entwicklungszeit zu verkürzen.
Auf bestehenden Lösungen aufbauen und Möglichkeiten für Technologiesprünge antizipieren
Die Entwicklung eines Produkts bedeutet nicht, jede Komponente von Grund auf neu zu erfinden. Durch den Einsatz verfügbarer Module, bewährter Architekturen oder bereits in anderen Branchen genutzter Lösungen lassen sich die Ressourcen gezielt auf Funktionen konzentrieren, die dem Kunden einen konkreten Mehrwert bieten. Die Analyse bestehender Produkte und die dabei getroffenen technischen Entscheidungen helfen zudem, Irrwege zu vermeiden und die eigene Konstruktion schneller zu optimieren.
Ein solcher Technologiesprung („Leapfrogging“) geht jedoch deutlich weiter: Er bedeutet, eine fortschrittlichere Technologie direkt und ohne Zwischenstufen einzuführen. Macht eine neue Lösung eine ältere Architektur überflüssig, können Unternehmen ihren Ansatz neu ausrichten, statt Jahre damit zu verbringen, einen Rückstand aufzuholen. Die Entscheidung hängt von der Technologiereife, den verfügbaren Kompetenzen und der Eignung für den vorgesehenen Einsatzzweck ab.
Für ein Produktteam lautet die erste Frage daher: Was können wir wiederverwenden und bei welcher Funktion ist echte Innovation erforderlich? Einkauf und Lieferanten sollten in diese Diskussion einbezogen werden, da sie wissen, welche Komponenten verfügbar sind, welche Lieferzeiten gelten und welche Herausforderungen bei der Integration bestehen.
Fokus auf eine fertigungsgerechte Konstruktion
„Design for Manufacturing“ (DFM), also die fertigungsgerechte Konstruktion, zielt darauf ab, die Herstellung von Bauteilen bereits in der Konstruktionsphase zu vereinfachen. Dieser Ansatz unterstreicht, wie wichtig die kontinuierliche Zusammenarbeit mit der Fertigung bereits von der ersten Idee an ist. Fertigungsmöglichkeiten, verfügbare Werkstoffe und Rückmeldungen zu den ersten Bauteilen fließen direkt in die Produktentscheidungen ein.
Der Zulieferer wirkt an Konzeptprüfungen und anschließenden Tests mit. Eine Abstimmung zwischen Konstrukteur, Hersteller und Montageverantwortlichem kann bereits vor der endgültigen Festlegung der Geometrie zu einer effizienteren Lösung führen. Sind die Teams an verschiedenen Standorten angesiedelt, tragen gemeinsame Arbeitssitzungen sowie der Austausch von CAD-Dateien, Stücklisten und Testergebnissen zur Aufrechterhaltung dieses kontinuierlichen Prozesses bei.
Schnelligkeit geht vor Perfektion
Der Versuch, bereits vor der Fertigung eines ersten Musters alles zu optimieren, kann die wertvollsten Erkenntnisse hinauszögern. Bei kurzen Iterationszyklen wird dagegen eine frühe Version getestet, die gezielt eine bestimmte Frage beantworten soll. Die Ergebnisse bestimmen anschließend das weitere Vorgehen. Ein Montageversuch oder Anwenderfeedback kann die Konstruktion so maßgeblich beeinflussen, bevor Wochen in Detailoptimierungen investiert werden, deren Nutzen noch ungewiss ist.
Dieses iterative Vorgehen erfordert schnelle Entscheidungen und einen Projektleiter, der konkurrierende Prioritäten in Einklang bringt. Aufgaben sollten parallel bearbeitet werden, soweit ihre Abhängigkeiten dies zulassen. Das Projektteam definiert die Kriterien für jede Phase und verschiebt nachrangige Verbesserungen auf spätere Versionen. Bei physischen Produkten müssen Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Konformitätsprüfungen weiterhin entsprechend dem Verwendungszweck und den geltenden Anforderungen eingeplant werden.
Erkenntnisse auf Ihre Produktentwicklung übertragen
Diese Beispiele legen nahe, das Zusammenspiel der Projektphasen in einem industriellen Team zu überprüfen: Beziehen Sie den Hersteller frühzeitig ein, nutzen Sie bewährte Lösungen, wo immer dies sinnvoll ist, und organisieren Sie Testreihen, um schnell aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.
Das Ziel ist eine kürzere Markteinführungszeit – also eine schnellere Realisierung der ersten Idee in ein marktreifes Produkt. Rapid Prototyping und Kleinserienfertigung unterstützen diesen Ansatz, indem sie Projektteams ermöglichen, Tests durchzuführen, Entscheidungen zu treffen und Probleme zu lösen, bevor die nächsten Schritte eingeleitet werden. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie dies in die Praxis umsetzen können.
Hersteller frühzeitig bei technischen Entscheidungen einbeziehen
Eine erste DFM-Analyse kann bereits durchgeführt werden, während einzelne Details noch entwickelt werden. Dabei werden kritische Merkmale, die wichtigsten Toleranzen, Baugruppen und Materialoptionen genauer geprüft.
Betrachten wir ein für den Spritzguss vorgesehenes Kunststoffgehäuse. Eine unzureichende Entformungsschräge, eine übermäßige Wandstärke oder ein falsch positionierter Einsatz können spätere Konstruktionsänderungen erforderlich machen. Werden diese Probleme frühzeitig im CAD-Entwurf erkannt, bleibt mehr Spielraum für Bauteilanpassungen und die Vorbereitung der Tests.
Damit diese Abstimmung effektiv verläuft, teilen Sie dem Hersteller zu Beginn den Verwendungszweck, die kritischen Maße, die erwarteten Stückzahlen und den gewünschten Liefertermin mit. Der Hersteller kann dann die für Ihr Projekt relevanten technischen Abwägungen gezielt vornehmen und erläutern.
Genau diese Art der Zusammenarbeit möchten wir bei Protolis aufbauen: als technischer Partner unserer Kunden. Vor Fertigungsbeginn prüfen wir Ihre Bauteile gemeinsam mit Ihnen und beraten Sie praxisnah zu Werkstoffen, Verfahren und Fertigbarkeit. Sie sprechen mit einem Ansprechpartner, der Ihr Projekt kennt. Diese persönliche Betreuung erleichtert Entscheidungen und hilft, Schwierigkeiten frühzeitig zu erkennen, die bei einem vollständig automatisierten Prozess mitunter übersehen werden.
Jeder Prototyp braucht einen klaren Zweck
Ein Prototyp ist dann nützlich, wenn er Ihnen hilft, eine definierte Designentscheidung zu treffen. Je nach Projektphase kann er dazu dienen, den Bauraum zu prüfen, eine Baugruppe zu testen, die Oberflächenbeschaffenheit zu bewerten oder das mechanische Verhalten zu messen. Wenn Sie diesen Zweck vorab festlegen, können Sie das geeignete Verfahren und den erforderlichen Ausarbeitungsgrad besser bestimmen.
Bei einem Handheld lässt sich etwa anhand eines ersten Gehäuses die Haptik beurteilen. Eine Folgeversion kann zur Überprüfung des Sitzes der Leiterplatte und der Kabelführung dienen. Für Festigkeits- oder Alterungstests sind anschließend Bauteile erforderlich, die hinsichtlich des gewählten Werkstoffs und Fertigungsverfahrens ausreichend repräsentativ sind.
Halten Sie nach jedem Test das Resultat, die beschlossene Änderung und die entsprechende Dateiversion fest. Diese Vorgehensweise verhindert, dass ein Test an der falschen Revision wiederholt wird oder eine Korrektur verloren geht, wenn Sie mit verschiedenen Lieferanten zusammenarbeiten.
Das passende Verfahren wählen
Welches Verfahren für die von Ihnen zu treffende Entscheidung am besten geeignet ist, hängt von der Geometrie, der Stückzahl und den zu bewertenden Eigenschaften ab. Innerhalb desselben Entwicklungsprojekts können sich verschiedene Technologien gegenseitig ergänzen.
| Prozess | Verwendung während der Entwicklung | Zu überprüfen |
| 3D-Druck[NB1] | Platzbedarf, Ergonomie und erste Maßprüfungen | Material und Teileausrichtung beeinflussen die Eigenschaften |
| CNC-Bearbeitung[NB2] | Präzisionsteile aus Kunststoff oder Metall sowie gezielte Funktionstests | Maschinenteile weisen nicht alle Eigenschaften von Formteilen auf |
| Vakuumgießen[NB3] | Hochwertige Prototypen für Montageversuche und Präsentationen | Polyurethanharze unterscheiden sich von thermoplastischen Kunststoffen für die Serienfertigung |
| Spritzguss mit Prototypenwerkzeugen[NB4] | Kunststoffteile und Kleinserienfertigung aus ausgewählten Thermoplasten | Werkzeug- und Formbedingungen beeinflussen auch die Repräsentativität der Teile |
Die aus diesen Tests gezogenen Schlussfolgerungen müssen stets auf die tatsächliche Aussagekraft des Prototyps bezogen bleiben. Dies ist entscheidend, insbesondere, wenn sich die Technologie oder das Material vor Produktionsbeginn ändert.
Hinreichend definierte Aufgaben parallel bearbeiten
Während die Montagetests laufen, können bereits andere Arbeitspakete bearbeitet werden, etwa die Prüfung der Materialverfügbarkeit, der Vergleich von Oberflächenausführungen, die Prüfplanung oder die Organisation der nächsten Lieferungen. Diese Koordination verkürzt die Wartezeiten zwischen den einzelnen Versionen.
Dabei muss klar zwischen bereits fixen Punkten und Aspekten unterschieden werden, die sich noch ändern können. Schwer rückgängig zu machende Verpflichtungen – beispielsweise der Beginn der Werkzeugfertigung – müssen auf einem eindeutig vereinbarten Meilenstein beruhen. Feste Ansprechpartner und eine kurze Liste offener Entscheidungen vereinfachen die tägliche Koordination.
Mit Kleinserien zur Markteinführung
Vorserienteile oder eine Nullserie können – je nach Reifegrad des Produkts und der erforderlichen Validierung – für Feldtests, Vorführungen oder Erstkunden bereitgestellt werden. Darüber hinaus liefern sie Erkenntnisse zur Montage, zur Oberflächenbehandlung, zur Qualitätsprüfung und zum tatsächlichen Marktbedarf.
Bei einigen Produkten ist dieser Schritt der Weg in die Massenproduktion, bei anderen entspricht er dem erwarteten Absatzvolumen. In beiden Fällen sollte die Wahl des Verfahrens auf Basis der Stückzahlen, der Gesamtkosten und des Spielraums für die weitere Produktentwicklung getroffen werden.
Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprüfungen müssen von Anfang an in die Projektplanung einbezogen und mit den geltenden Produktanforderungen abgestimmt werden. Das Nutzerfeedback ergänzt diese Validierung; ersetzt sie jedoch nicht.
Unsere Services im Prototypenbau und in der Kleinserienfertigung ermöglichen Ihnen, bereits mit geringen Stückzahlen Tests durchzuführen und Ihre Bauteile anhand des erhaltenen Feedbacks weiter zu optimieren. Gemeinsam mit Ihrem Team wählen wir ein Fertigungsverfahren aus, das zum Testziel und zum verfügbaren Zeitrahmen passt. Ergonomie, Montage oder Oberflächenbeschaffenheit lassen sich so von Version zu Version verfeinern, bevor der nächste Fertigungslauf beginnt.
Beispiel eines stufenweisen Ansatzes bei Protolis
Für ein Projekt zur Herstellung von Batteriezellhaltern fertigte Protolis zunächst 24 Teile aus ABS mittels CNC-Bearbeitung und anschließend 90 Teile im Vakuumgussverfahren. Danach wurde die Produktion auf 4.000 Spritzgussteile ausgedehnt. In jeder Phase wurde das Fertigungsverfahren an die Stückzahl und die jeweiligen Anforderungen angepasst, insbesondere hinsichtlich der Ebenheit und der Toleranzen.
Diese Fallstudie veranschaulicht den Nutzen einer übergreifenden Fertigungsplanung. Sie zeigt zudem, dass jede Prozessänderung eigene Prüfungen erfordert. Die Ergebnisse eines ersten Prototyps bilden den Grundstein für die nachfolgenden Entwicklungsphasen.
Mehr zum Batteriefach-Projekt erfahren
Ihr Entwicklungsvorhaben mit Protolis schneller umsetzen
Bei Protolis unterstützen wir Sie bei der Prototypen- und Kleinserienfertigung von Kunststoff-, Metall- und Silikonteilen. Gemeinsam mit Ihrem Projektteam besprechen wir, welche Verfahren, Werkstoffe und Fertigungsbedingungen infrage kommen, damit Sie die für die jeweilige Projektphase benötigten Bauteile erhalten.
Sie entwickeln ein Produkt und müssen einen festen Zeitplan einhalten? Senden Sie uns Ihre 3D-Dateien, die benötigten Stückzahlen und die Ziele Ihrer nächsten Tests. Anschließend besprechen wir gemeinsam Ihre Bauteile und Ihren Projektzeitplan.