Produktentwicklung: Aufgaben, Modelle & Phasen der Produktentwicklung

Inhaltsverzeichnis

1. Produktentwicklung Definition
2. Gängige Aufgaben in der Produktentwicklung
3. Der Produktentwicklungsprozess
4. Produktentwicklung Beispiel: Powerbanks als Nutznießer des Smartphones
5. Modelle der Produktentwicklung
6. Produktentwicklung Schritte
7. 5, 6 oder 7 Phasen der Produktentwicklung
8. FAQ zur Produktentwicklung

Produktentwicklung Definition

Neben ingenieur- oder naturwissenschaftlichem Fachwissen sind in der Produktentwicklung vordergründig Allrounder-Qualitäten gefragt. Im Prinzip geht es darum, Produkte zu entwickeln oder weiterzuentwickeln und diesen Prozess von der Idee bis zur Markteinführung zu begleiten. Darin inkludiert ist sowohl der kreative Vorgang als auch die Konzeption und die technische Umsetzung. Zusätzlich zu den technischen Anforderungen müssen zudem folgende Aspekte bedacht werden: die Marktsituation inklusive der wirtschaftlichen und ökologischen Rahmenbedingungen der Produktentstehung, der Produktion sowie der Nutzungsphase, die schließlich mit der Entsorgung endet.

Es ist möglich, völlig neue Produkte zu entwickeln oder aber bestehende Produkte zu optimieren. Meist geht es darum, sie leichter, effizienter, besser bedienbar, handlicher, günstiger oder schneller zu machen. Im Zuge dieses Prozesses werden häufig neue Funktionen integriert. Insofern muss ein Produkt nicht zwingend etwas haptisches sein. Auch digitale Produkte sind selbstverständlich denkbar. Verfügt ein neues Produkt oder die optimierte Version eines Produktes über einen hohen Neuigkeitsgrad, gilt es als Innovation.

Gängige Aufgaben in der Produktentwicklung

Die Aufgaben, welche in der Entwicklungs- und Forschungsabteilung anfallen, sind vielseitig. Projektbezogene Aufgaben sind unter anderem folgende:

• Prüfung des Bedarfs
• Ermittlung von Funktionen
• Suche nach Lösungen respektive Entwicklung von Ideen
• Auswahl und Bewertung der Lösungskonzepte
• Produktentwurf mittels Software
• Dokumentation des Produktentwicklungsprozesses
• Produktion von Prototypen
• Durchführung von Testreihen, um die Anforderungen zu prüfen

Hinzu kommt, dass die involvierten Personen auch das Qualitäts- und Kostenmanagement im Blick haben müssen sowie projektunabhängige Aufgaben wie grundlegendes Innovations-, Wissens- oder Technologiemanagement.

Je nach Größe des Betriebs und Komplexität eines Produktes sollten verschiedene Spektren abgedeckt sein. Diese können bei entsprechenden personalen Kapazitäten umso detaillierter und spezialisierter ausfallen. Ein großer Autobauer beispielsweise, der plant, ein neues Kfz-Modell auf den Markt zu bringen, wird viele Spezialisten benötigen. Zu den Entwicklungsingenieuren kommen also noch Elektrotechnik-, Maschinenbau-, Mechatronik- oder Verfahrenstechnikingenieure hinzu. Aber auch IT- und Softwarespezialisten, Produktdesigner und Physiker sind denkbar.

Der Produktentwicklungsprozess

Je nach Modell durchläuft die Entwicklung eines neuen Produktes bestimmte Phasen. Während jeder Phase gilt es zu prüfen, ob die nötigen Grundlagen der Wirtschaft, Mechanik, Physik und des Marketings mit der theoretischen Produktidee vereinbar sind.

Obwohl jede Branche den Produktentwicklungsprozess anders gestaltet, herrscht die Meinung vor, dass die Nachfrage als maßgeblicher Faktor darüber bestimmt, ob die Einführung und Entwicklung eines Produktes auch lohnenswert ist. Somit ist der Endverbraucher die treibende Kraft für die Entscheidung eines Unternehmens, das Bedürfnis nach etwas Neuem zu befriedigen. Ein erfolgreiches Produkt durchläuft im Regelfall die folgenden Phasen:

• Planung, Entwicklung, 
• Einführung auf dem Markt und Bewertung
• Veränderung und Optimierung
• eventuelle Einstellung der Produktion

Produktentwicklung Beispiel: Powerbanks als Nutznießer des Smartphones

Apple veröffentlicht jährlich ein neues iPhone und wirbt dafür mit einer besseren Kameraauflösung, schnelleren Prozessoren und neuen Features. Oft entstehen im Zuge solcher Innovationen Marktnischen, die wirtschaftlich effizient ausgefüllt werden wollen. So entstand vor einigen Jahren durch eine erhöhte Smartphone-Nutzung das Problem von sich (zu) schnell entladenden Akkus. Diese Marktnische wurde durch Powerbanks gefüllt, die das mobile Aufladen des Telefons ermöglichen.

Modelle der Produktentwicklung

Die Produktentwicklung Phasen nach Pahl/Beitz

Aufgrund seiner Einfachheit kommt das Modell nach Pahl/Beitz oft zum Einsatz, vorrangig in kleineren Unternehmen. Es beschränkt sich auf die konstruktiven Aspekte der Produktentwicklung (Funktion, Struktur, Form) und zeichnet sich durch folgende vier Phasen aus:

1. Planung
2. Konzeption
3. Entwurf
4. Ausführung

In der Planungsphase werden die Informationen beschafft und die Aufgabe definiert, womit die Erstellung eines Lastenhefts unumgänglich ist. In der zweiten Phase, der Konzeptphase, erfolgt die Lösungsfestlegung. Nachdem man in der vorangegangenen Phase verschiedene Lösungsvarianten ausreichend erarbeitet und beurteilt hat, entscheidet man sich für einzelne Lösungsvarianten zur Umsetzung der jeweiligen Anforderungen und Teil-Funktionen des Produktes. 

Die Entwurfsphase dient dazu, die Baustruktur nach wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten vollständig zu erarbeiten, wohingegen die Ausführungsphase der Erarbeitung von Gestaltungsvorgaben zur Produktfertigung dient.

Das Stage-Gate-Modell von Cooper

Das Stage-Gate-Modell zeichnet sich durch Meilensteine, sogenannte Gates, aus. An jedem dieser Gates entscheidet ein interdisziplinäres Team über den Fortlauf des Projekts. Ferner kommen zu den jeweiligen Phasen neben den konstruktiven Aufgaben auch produktspezifische, bereichsübergreifende Tätigkeiten hinzu. Ebenso können sich Abschnitte überschneiden oder ganz entfallen, wodurch das Modell mehr Flexibilität im Vergleich zu anderen Varianten der Produktentwicklung aufweist und den Fokus auf interdisziplinäres Arbeiten legt.

Aus Sicht des Produktmanagements hat das Stage-Gate-Modell viele Vorteile. So ermöglicht die interdisziplinäre Arbeitsweise schnelle Veränderungen der Produktanforderungen, beispielsweise im Fall von geänderten Marktdaten. Weiterhin verfügt es über einen hohen Detaillierungsgrad der einzelnen Aufgaben, was das Controlling sichtlich vereinfacht. Zugleich liegt hier einer der Kritikpunkte, weil der hohe Detaillierungsgrad die Tendenz hat, den bürokratischen Aufwand zu erhöhen.

Das V-Modell 

Das V-Modell und seine Nachfolger kommen heute oft im Bereich der Softwareentwicklung zum Einsatz. Mit dem V-Modell stellt man die Spezifikation und zugehörige Testphasen gegenüber. Im Gegensatz zum Stage-Gate-Modell oder den Schritten nach Pahl/Beitz definiert es nur Aktivitäten, Resultate und die beteiligten Testverfahren. Wie die einzelnen Phasen zeitlich angeordnet sind, legt das Modell nicht eindeutig fest. Zudem werden Kundenanforderungen erst gegen Ende überprüft, wodurch Fehler eventuell über den ganzen Prozess unentdeckt bleiben. Das Ziel dieses Modells besteht darin, die Qualität der Entwicklung zu verbessern, was durch die vielfach erfolgenden Testfälle erreicht wird. Unterschieden wird zudem zwischen der Phase der Anforderungsdefinition und dem Systementwurf.

Das Wasserfallmodell

Das Wasserfallmodell ist ein Vorgänger des V-Modells. Seinen Anwendungsschwerpunkt hat es ebenfalls in der Softwareentwicklung und zeichnet sich durch eine hohe Planungssicherheit aus. Leider geht diese zulasten der Flexibilität. Das Wasserfallmodell weist Ähnlichkeiten zum Modell nach Pahl/Beitz auf, indem es nicht iterativ ist und einen hohen Planungsaufwand zu Beginn des Projekts erfordert.

Produktentwicklung Schritte

Wie erwähnt durchlaufen Produkte während ihrer Lebensdauer einen bestimmten Zyklus (Produktlebenszyklus), welcher verschiedene Phasen – begonnen bei der Entwicklung des Produktes bis hin zu seiner Herausnahme aus dem Programm – abdeckt. Diese Zyklen umfassend zu kennen, ist für ein Unternehmen von großer Bedeutung, weil sie die Grundlage für verschiedene Strategien bilden, mit deren Hilfe neue und signifikant bessere Produkte entwickelt respektive vermarktet werden können.

In unserem Lexikon-Artikel zum Product-Lifecycle-Management (PLM) gehen wir unter anderem auch auf den Produktlebenszyklus ein. 

Grundsätzlich wird von vier Phasen der Produktentwicklung ausgegangen:

1. Produktentwicklung: erkennen und bewerten von Marktpotenzialen, Entwicklung der Idee, Testen des Produktkonzepts, Konstruktion und Herstellung;
2. Markteinführung: erstellen eines Marketing- und Vertriebsplans, Logistik und Herstellung, Mitarbeiterqualifizierung, Produktlaunch;
3. Produktbetreuung: organisieren der Produktbeobachtung, Durchführung des Produkt-Controllings, Produktverbesserungen planen und durchführen, Produktrelaunch;
4. Produktelimination: Nachfolgeprodukt rechtzeitig planen, Vertrieb und Marketingkommunikation anpassen, Produkt vom Markt nehmen;

Es gibt jedoch die Möglichkeit, diese Schritte noch detaillierter aufzuschlüsseln, wodurch manche Modelle auf 5, 6 oder 7 Phasen der Produktentwicklung zurückgreifen. Darauf gehen wir im Folgenden genauer ein.

5, 6 oder 7 Phasen der Produktentwicklung

Planung

Ob es um die virtuelle Produktentwicklung oder technische Produktentwicklung geht, die Planung ist ein zentraler Aspekt im Vorbereitungsprozess. Er umfasst sowohl die Business-Analyse als auch die Marktforschung. In diesem Anfangsstadium ist es sinnvoll, das Produktkonzept und weitere Details sinnvoll zu durchdenken.

Anforderungsanalyse

Sobald das Konzept steht, können weitere Anforderungen an das Produkt in einer engen Zusammenarbeit mit Business-Analysten festgelegt werden. Es gilt, alle gewünschten Funktionen aufzulisten und zu beschreiben. Je nachdem, wie klar, unklar, stabil oder instabil die Anforderungen sind, kommen verschiedene Vorgehensmodelle zum Einsatz. Denn manche Modelle setzen eine genaue Definition der Anforderungen voraus, welche hinterher auch nicht verändert werden dürfen. Andere Modelle vertrauen auf mehr Flexibilität und lassen die Änderung von Anforderungen zu. Auch das Hinzufügen von neuen Anforderungen während des Entwicklungsprozesses ist bei manchen Modellen möglich.

Entwurf

In dieser Phase geht es darum, die Architektur, Interfaces, Programmiersprachen, Software- und Hardwareplattformen und weitere Eigenschaften des Produktes im Kontext der Anforderungen zu definieren.

Entwicklung

Nachdem jeder Schritt der Entwurfsphase abgeschlossen worden ist, beginnt die Implementierungsphase. Hier geht es darum, die vordefinierten Anforderungen auf technischer Ebene umzusetzen. Je nach Vorgehensmodell ist das Ergebnis dieser Phase entweder das Endprodukt oder nur ein Teil davon.

Qualitätssicherung

Die Phase der Qualitätssicherung muss stets im Einklang mit der vorangehenden Implementierungsphase stehen. Die Tests stellen sicher, dass die vordefinierten Anforderungen an die einzelnen Bestandteile sowie an das Produkt als Ganzes erfüllt werden. Wann und wie oft die Tests erfolgen hängt vom Produktmodell ab.

Auslieferung und Wartung

In dieser Phase kann das fertiggestellte Produkt – digital oder nicht – zum Gebrauch freigegeben werden, indem entweder die Software auf bestimmten Geräten installiert oder das Produkt in seiner physischen Form produziert wird.

Mit der Auslieferung beginnt die wohl längste Phase im Produktlebenszyklus: Wartung und Support. In dieser Phase geht es darum, alle noch nicht gefundenen Fehler zu beheben, Verbesserungen vorzunehmen und jede mögliche Unterstützung anzubieten.

Digitale Produktentwicklung

Die digitale Produktentwicklung fokussiert die Entwicklung von digitalen Produkten. Dazu zählen Websites, Online-Shops oder Apps. Tatsächlich ist die Konzeption digitaler Produkte populärer denn je. Gleichzeitig steigt der Wettbewerbsdruck. Ergebnisse müssen noch schneller vorliegen, beispielsweise in Form von Prototypen. Um diese Herausforderungen zu meistern, setzen die Entwicklungsteams auf agile, moderne Projektmanagement-Methoden sowie auf eine integrierte Produktentwicklung. Im Gegensatz zu anderen Praktiken betrachtet sie den gesamten Produktlebenszyklus, was dazu führt, dass die Wechselwirkung zwischen Prozess und Produkt umso mehr in den Fokus rückt.

Im besten Fall hat ein Produktentwickler eine ganzheitliche Denkweise verinnerlicht, die ihn nicht nur auf das jeweilige Produkt fixiert, sondern auch Prozesse berücksichtigt, die zur Erzeugung, Instandhaltung und Eliminierung erforderlich sind. Das Ziel besteht darin, ein optimales Produkt bei ebenso optimaler Herstellung, Verwendung und Entsorgung zu erschaffen.

Nachhaltige Produktentwicklung

Weil Nachhaltigkeit eine der größten Herausforderungen der aktuellen Zeit ist, werden zunehmend auch ökologische Strategien in den Entwicklungsprozess eingebunden. Im Kern steht ein intelligenter Einsatz von verfügbaren Ressourcen, um einen möglichst großen Nutzen für alle Beteiligten zu erreichen. Wichtig ist, die Umwelt nicht unnötig zu belasten und für faire soziale Bedingungen zu sorgen, was folgende Kriterien auf den Plan ruft:

• lange Lebenszyklen
• ein sparsamer und materialgerechter Einsatz von Ressourcen
• schadstoffarme Materialien
• umweltfreundliche Logistik
• geringer Energieaufwand im Herstellungsprozess
• wenig oder gar kein Abfall
• Reparatur- und Recyclingoptionen
• leichte Entsorgung

FAQ zur Produktentwicklung

Welche Aufgaben hat die Produktentwicklung?

In der Produktentwicklung fallen vielseitige Aufgaben an. So muss zunächst der Bedarf auf dem Markt geprüft werden, um anschließend Lösungsansätze und Funktionen zu ermitteln. Schließlich erfolgt der Produktentwurf und die Produktion eines Prototyps. Auch das Qualitäts- und Kostenmanagement ist hierbei nicht aus dem Blick zu verlieren.

Was ist modellbasierte virtuelle Produktentwicklung?

Eine modellbasierte virtuelle Produktentwicklung hat den Anspruch, innovativ und interdisziplinär vorzugehen, und insofern disziplinspezifische und -übergreifende Konstruktionsmethoden gleichermaßen zu berücksichtigen. Sie stellt herkömmliche Konstruktions- und Entwurfsmethoden auf den Prüfstand und erweist sich als integrative Methode, eine Brücke zwischen den einzelnen Ingenieurdisziplinen zu bilden.

Wie verläuft ein Produktentwicklungsprozess?

Ein mögliches Produktentwicklungsprozess-Beispiel besteht aus sechs Phasen: Markt- und Trendanalyse, Ideengenerierung, Ideenbewertung, Konzeptentwicklung, Umsetzung, Markteinführung. Je nach Produkt und Unternehmen handelt es sich um Schritte, die nach Bedarf variiert werden können.

Welche Ziele hat die nachhaltige Produktentwicklung?

Ziel der nachhaltigen Produktentwicklung ist es, die Umwelt nicht unnötig zu belasten und faire soziale Bedingungen zu unterstützen. Relevant sind insofern lange Lebenszyklen des Produktes und eine umweltfreundliche Herstellung und Logistik.