Design to Produce

Der Design-to-Produce-Prozess (D2P) beschreibt die systematische Verbindung von Produktdesign und Fertigung. Ziel ist es, Produkte so zu gestalten, dass sie effizient, kostengünstig und mit hoher Qualität produziert werden können. Dieser Ansatz fördert die enge Zusammenarbeit zwischen Design- und Produktionsabteilungen, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und Ressourcen optimal zu nutzen.

Bedeutung und Definition

Design to Produce umfasst die gesamte Planung, von der ersten Produktidee bis zur Fertigung. Im Mittelpunkt steht die Erstellung fertigungsgerechter Designs, die sowohl die Produktionsprozesse als auch die Material- und Kosteneffizienz durch MRP-Systeme berücksichtigen.

Der Prozess wird vor allem in Branchen wie der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Elektronik angewandt, in denen komplexe Produkte mit strengen Qualitäts- und Kostenvorgaben entwickelt werden.

Rolle in der Fertigungsindustrie

Design to Produce spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Produktentwicklung und der Fertigungsprozesse.

• Fertigungsgerechtes Design: Produkte werden so gestaltet, dass sie einfach und effizient produziert werden können.
• Ressourceneffizienz: Material- und Produktionsressourcen werden optimal geplant und genutzt.
• Wettbewerbsvorteil: Unternehmen, die diesen Prozess implementieren, profitieren von kürzeren Entwicklungszyklen und geringeren Produktionskosten.

Durch die Integration moderner Technologien, wie ERP-Systeme und CAD-Systeme, wird Design to Produce zu einem zentralen Bestandteil der digitalen Fertigung. Er stellt sicher, dass Produkte nicht nur innovativ, sondern auch wirtschaftlich und marktfähig sind.

Phasen im Design to Produce

Der Design-to-Produce-Prozess gliedert sich in mehrere klar definierte Phasen, die von der ersten Idee bis zur Fertigung reichen. Jede Phase hat spezifische Ziele, die sicherstellen, dass Produkte effizient und kostengünstig entwickelt und produziert werden.

Konzept- und Produktdesign

In dieser Phase liegt der Fokus auf der Entwicklung eines Designs, das sowohl die Kundenanforderungen als auch die Fertigungsanforderungen berücksichtigt. Hierbei werden Konzeptentwürfe und CAD-Modelle erstellt, während Produktionsmethoden und Materialeigenschaften von Anfang an integriert werden, sodass die Überführung in MES-Systeme und PPS-Systeme möglich werden. Simulationen helfen, die Fertigbarkeit des Designs zu überprüfen.

Validierung und Prototyping

Sobald das Design steht, wird es auf technische Machbarkeit und Produktionsfähigkeit überprüft. Prototypen oder digitale Zwillinge werden erstellt, um Tests und Analysen durchzuführen. Identifizierte Schwächen im Design werden behoben, und Feedback aus der Fertigung und dem Qualitätsmanagement wird integriert.

Produktionsplanung

In der Planungsphase werden alle Voraussetzungen für eine reibungslose Fertigung geschaffen. Dazu gehören die Erstellung von Produktionsstücklisten, Arbeitsplänen und die Planung von Ressourcen und Kapazitäten. Eine enge Verzahnung mit dem Supply-Chain-Management gewährleistet die Materialversorgung. 

Fertigung

Die Fertigung selbst stellt die praktische Umsetzung des Designs dar. Dabei werden die Fertigungsprozesse überwacht, Automatisierungstechnologien eingesetzt und Qualitätssicherungssysteme integriert. Endkontrollen gewährleisten, dass das Produkt die Qualitätsstandards erfüllt. Am Ende steht ein marktfähiges Produkt, das wirtschaftlich und nach den definierten Vorgaben produziert wurde.

Die Darstellung zeigt den Fortschritt in den Phasen des Design-to-Produce-Prozesses an. Jede Phase zeigt den entsprechenden Fortschrittsgrad und ihre Bedeutung im Gesamtprozess.

Vorteile des D2P Prozess

Ein durchgängiger Design-to-Produce-Prozess verbindet die Produktentwicklung nahtlos mit der Fertigung und schafft eine Grundlage für höhere Effizienz, verbesserte Produktqualität und geringere Produktionskosten. 

Optimierung der Produktqualität

Ein fertigungsgerechtes Design stellt sicher, dass Produkte nicht nur funktional, sondern auch leicht herstellbar sind. Die enge Verbindung von Design und Fertigung ermöglicht eine Früherkennung von Fehlern durch Simulationen und Prototypentests, wodurch potenzielle Schwachstellen schon vor Produktionsbeginn behoben werden.

Reduktion von Kosten

Durch eine effiziente Ressourcenplanung werden Material, Zeit und Arbeitskräfte optimal genutzt, was die Verschwendung minimiert und in KVP-Prozessen berücksichtigt werden kann. Ein validiertes Design hilft, Nacharbeiten in der Produktion zu vermeiden, und senkt die Kosten für Korrekturen erheblich. 

Schnellere Markteinführung

Die enge Zusammenarbeit zwischen Design- und Produktionsabteilungen verkürzt Entwicklungszyklen und beschleunigt den gesamten Prozess. Iterative Optimierungen, basierend auf Feedback aus der Fertigung, ermöglichen eine rasche Anpassung und Fertigstellung von Produkten. Klare Produktionspläne fördern eine zügige Umsetzung in die Serienfertigung und verkürzen die Time-to-Market.

Ressourcenschonung

Durch spezifische Materialeffizienz wird Abfall reduziert, während optimierte Produktionsmethoden den Energieverbrauch senken. Diese Ansätze fördern eine nachhaltigere Fertigung und tragen zur Erfüllung ökologischer Ziele bei. Hochwertige Produkte, die effizient produziert werden, haben zudem längere Produktlebenszyklen, was die Kundenzufriedenheit erhöht und den ökologischen Fußabdruck verringert.

Design to Produce die Fallstricke

Der Design-to-Produce-Prozess bietet zahlreiche Vorteile, birgt jedoch spezifische Herausforderungen, die Unternehmen bewältigen müssen, um die Effizienz und Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Diese Herausforderungen betreffen technologische Komplexität, die Integration von Design und Produktion, Datenmanagement, Änderungen im Design, Zeit- und Wettbewerbsdruck sowie steigende Nachhaltigkeitsanforderungen.

Technologische Komplexität

Die Implementierung moderner Technologien ist technisch anspruchsvoll und kann hohe Kosten verursachen. Eine schrittweise Einführung dieser Technologien erleichtert den Übergang und fördert eine nachhaltige Skalierung.

Integration von Design und Produktion

Design- und Produktionsabteilungen arbeiten häufig in isolierten Systemen oder verfolgen unterschiedliche Ziele, was die Zusammenarbeit erschwert. Integrierte ERP-Systeme schaffen eine gemeinsame Datenbasis und fördern durch regelmäßige Abstimmungen die Koordination zwischen den Teams, wodurch Prozesse effizienter werden.

Datenmanagement

Große Datenmengen, wie CAD-Dateien, Produktionspläne und Qualitätsberichte, müssen konsistent und zugänglich verwaltet werden. Zentrale Datenplattformen und ERP-Systeme bieten eine einheitliche Verwaltung und Echtzeitverfügbarkeit dieser Daten, wodurch die Nachverfolgbarkeit verbessert wird.

Umgang mit Änderungen im Design

Designänderungen während der Produktion können erhebliche Verzögerungen und zusätzliche Kosten verursachen. Ein iterativer Ansatz mit frühzeitigen Tests und klarer Kommunikation minimiert diese Risiken. Digitale Zwillinge ermöglichen es, die Auswirkungen von Änderungen zu simulieren, bevor sie umgesetzt werden.

Zeitdruck und Wettbewerbsdruck

In einem dynamischen Markt müssen Produkte schneller entwickelt und produziert werden, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Automatisierte Prozesse und optimierte Produktionsmethoden beschleunigen die Entwicklungs- und Fertigungszeiten. Agile Methoden erhöhen die Flexibilität und Reaktionsfähigkeit auf Marktveränderungen.

Nachhaltigkeitsanforderungen

Zunehmende Erwartungen von Kunden und Regulierungsbehörden erfordern nachhaltige Produkte und Produktionsprozesse. Der Einsatz ressourcenschonender Materialien, energieeffizienter Technologien und optimierter Produktionsmethoden trägt zur Erreichung dieser Ziele bei.

Herausforderung	Lösung	Bewertung der Komplexität
Technologische Komplexität	Schrittweise Implementierung moderner Technologien, Nutzung cloudbasierter Plattformen	Hoch
Integration von Design und Produktion	Einsatz integrierter ERP-Systeme, regelmäßige Abstimmungen	Mittel
Datenmanagement und Nachverfolgbarkeit	Nutzung zentraler Datenplattformen und ERP-Systeme für einheitliche Datenverwaltung	Mittel
Änderungen im Design	Iterativer Ansatz, Simulation von Änderungen mit digitalen Zwillingen	Hoch
Zeit- und Wettbewerbsdruck	Automatisierte Prozesse, agile Methoden für flexible Anpassungen	Mittel
Anforderungen an die Nachhaltigkeit	Einsatz ressourcenschonender Materialien und energieeffizienter Technologien	Hoch

Diese Übersicht hilft, die relevanten Herausforderungen gezielt zu adressieren und ihre Prozesse entsprechend zu optimieren.

ERP Systeme im D2P Prozess

ERP-Systeme spielen eine entscheidende Rolle im Design-to-Produce-Prozess, da sie die Integration, Automatisierung und Transparenz in allen Phasen fördern. Sie verbinden Design- und Produktionsprozesse nahtlos miteinander, ermöglichen eine zentrale Datenverwaltung und verbessern die Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit der Produktion.

Integration von Design- und Produktionsprozessen

ERP-Systeme fungieren als zentrale Plattform, die CAD-Tools, Produktionsplanungssoftware PPS-Systeme und Fertigungssysteme MES-Systeme miteinander verbindet. Sie stellen sicher, dass Designänderungen automatisch in die Produktionsplanung integriert werden, wodurch Verzögerungen vermieden werden. Schnittstellen zu externen Tools wie PLM-Systemen gewährleisten eine konsistente Datenhaltung zwischen Design- und Fertigungsabteilungen.

Automatisierung und Prozesssteuerung

Die Automatisierung von Prozessen ist ein zentraler Vorteil von ERP-Systemen. Wiederkehrende Aufgaben, wie die Erstellung von Stücklisten oder Qualitätskontrollen, werden automatisiert, was Zeit spart und Fehler reduziert. Echtzeitüberwachung der Fertigung ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Abweichungen, während Predictive Maintenance durch IoT-Sensoren die Wartung optimiert und ungeplante Ausfallzeiten minimiert.

Datenmanagement und Analyse

ERP-Systeme bieten eine zentrale Datenbasis, in der alle relevanten Informationen von Design bis Produktion gespeichert werden. Dies gewährleistet eine hohe Transparenz und Nachverfolgbarkeit jeder Prozessphase. Mithilfe von Echtzeit-Analysen können Produktionsprozesse optimiert und datenbasierte Entscheidungen getroffen werden, was sowohl die Qualität als auch die Effizienz steigert.

Vorteile von ERP-Systemen im Design-to-Produce-Prozess

Sie senken Produktionskosten durch Automatisierung und digitale Prozesse, steigern die Qualität durch standardisierte Abläufe und fördern Flexibilität, indem sie eine schnelle Reaktion auf Änderungen ermöglichen. Darüber hinaus tragen sie zur Nachhaltigkeit bei, indem Material- und Energieverbrauch effizienter gestaltet werden.

Die Darstellung zeigt die Mehrwerte von ERP-Systemen im Design-to-Produce-Prozess und bewertet Aspekte wie Integration, Automatisierung, Datenmanagement, Analyse, Kostensenkung und Nachhaltigkeit. Jeder Aspekt ist prozentual dargestellt, um die Bedeutung und den Nutzen visuell hervorzuheben.

Digitalisierung von Design to Produce

Die Digitalisierung des Design-to-Produce-Prozesses ermöglicht Unternehmen, die Produktentwicklung und Fertigung reibungslos und nachhaltig zu gestalten. Mit fortschrittlichen Technologien lassen sich Effizienz, Qualität und Anpassungsfähigkeit steigern, während gleichzeitig die Kosten gesenkt und die Time-to-Market deutlich verkürzt werden.

Integrative Systeme

CAD- und PLM-Systeme schaffen die Basis für nahtlose Übergänge zwischen Design und Produktion. Sie gewährleisten, dass Produkte bereits während der Entwicklung auf Fertigbarkeit überprüft und optimal für die Herstellung vorbereitet werden.

KI-gestützte Analysetools identifizieren Schwachstellen in Prozessen, erkennen Muster und schlagen datenbasierte Optimierungen vor, die Effizienz und Produktqualität steigern.

Cloud-Technologien ermöglichen den standortübergreifenden Zugriff auf Daten, während digitale Zwillinge virtuelle Simulationen bieten, um Prozesse und Produkte vor der Umsetzung zu testen und anzupassen.

Optimierte Prozessgestaltung
Die Integration aller Prozessphasen in zentrale ERP-Systeme sorgt für konsistente Abläufe und fördert die digitale Zusammenarbeit zwischen Design- und Fertigungsabteilungen. Iterative Optimierungsansätze, kombiniert mit Feedback aus der Produktion, unterstützen eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Prozesse. Nachhaltigkeitsstrategien wie die Nutzung ressourcenschonender Materialien und energieeffiziente Technologien stehen dabei im Fokus.