Agile Methoden in der Maschinenentwicklung

"Wir müssen agiler werden!" Diese Forderung ist immer häufiger in deutschen Unternehmen zu hören. Zwar werden in Teilbereichen wie der Softwareentwicklung bereits agile Methoden genutzt, aber eben nicht durchgehend: Agilität ist noch nicht in den Köpfen der Mitarbeitenden oder in der Unternehmenskultur verankert.

Als Vorbild für Agilität dienen oft große Digitalunternehmen und Startups. Aber auch traditionelle Firmen profitieren von den Vorteilen. Jedoch tun sich gerade etablierte und erfolgreiche Unternehmen mit der Umstellung auf agile Vorgehensweisen schwer. Gründe liegen vor allem in gewachsenen Strukturen und Hierarchien, eingefahrenen Prozessen sowie in einer mangelnden Veränderungsbereitschaft.

Dass es auch anders geht, zeigt die KRONES AG, Marktführer im Bereich Anlagen und Maschinen für die Herstellung, Abfüllung und Verpackung von Getränken in PET- und Glasflaschen sowie Getränkedosen. In einem schwierigen Marktumfeld entschied sich das Unternehmen, in der Produktentwicklung agile Methoden einzusetzen. Ziel war es, die Entwicklungszeiten von Modulen und Maschinen zu beschleunigen, den Ressourceneinsatz zu optimieren und teure Fehlentwicklungen zu vermeiden.

Produktentwicklung häufig zu starr

Die Abteilung Bottling Technology Development der KRONES AG entwickelt Lösungen, bei denen Mechanik, Verfahrenstechnik und Automatisierung zu einer mechatronischen Einheit verschmolzen werden müssen. Der klassische sequenzielle Produktentwicklungsprozess (PEP) führte dabei immer wieder zu Herausforderungen, darunter mangelnde Transparenz gegenüber Produktverantwortlichen, lange Durchlaufzeiten, hohe Kosten oder nicht ausreichend erfüllte Erwartungen.

Die Abteilungsverantwortlichen wollten den Herstellungsprozess durch agile Elemente ergänzen, um schneller bessere Ergebnisse zu erzielen, neue Fertigungsmethoden zu nutzen, das Qualitätsniveau zu steigern und Produktverantwortliche in den Prozess zu integrieren. Hierzu wurde als externer Partner die Unternehmensberatung Campana & Schott ins Boot geholt.

Die Consultants starteten bei KRONES mit einem dreitägigen Workshop. Daran nahmen fast alle erweiterten Stakeholder teil, beispielsweise Product Line Manager, Product Owner, HR, Team-Mitglieder und Mitarbeitende an den Schnittstellen für Agilität und Projektmanagement. Dies führte zu einem gemeinsamen Verständnis von Vorgehensweisen und Zielen.

Agilität und Cultural Assessment

Während mit dem Kickoff-Workshop ein gemeinsames Verständnis und die Grundlage für ein agiles Mindset geschaffen wurden, sollte ein "Agility Assessment" den aktuellen Status analysieren. Das Team definierte, welche Ziele mit Hilfe von Agilität zu verfolgen sind. Bei KRONES lauteten die Ergebnisse: Arbeitsplatz und Kundenzentrierung verbessern. Das Agility Assessment erzeugte eine wertvolle Datenbasis, um die wichtigsten Punkte zu ermitteln und anzugehen. Damit ließ sich auch ein konkreter Nutzen von Agilität für Teams und Stakeholder erkennen.

Anschließend erläuterte der Coach in einem Core Cultural Assessment die Kernkultur der Projektteams. Um alle Mitarbeitenden in den Transformationsprozess einzubinden, sollten Brücken zwischen jungen, innovativen Kollegen und älteren, erfahrenen Experten gebaut werden. Dies bringt, wie im Fußball, Angriff und Abwehr zusammen. Dabei erfuhren die etablierten Kräfte, dass nicht alles neu zu erschaffen ist, sondern auch Bewährtes übernommen werden kann.

Im Bereich Agilität ist das Vorgehen zwar sehr individuell, benötigt aber eine zentrale Steuerung, die grundsätzliche Ziele definiert und die Richtung vorgibt. Dieser gemeinsame Standard betrifft vor allem das Mindset und Kernelemente wie Sprints, Backlogs und Reviews. Dagegen sind die einzelnen Methoden wie Scrum, Kanban oder Crystal sowie Tools wie Azure DevOps, Microsoft Project oder Kanban Board frei wählbar.

Neben einem internen Scrum Master führte auch Campana & Schott regelmäßiges Agile Coaching durch und unterstützte bei konkreten Projekten mit Sprint Planning und Reviews. Zu den weiteren Aufgaben gehörten Support bei der Einführung von DevOps, die individuelle Anpassung der Systeme sowie Management Enabling Sessions und Workshops für die Kommunikation. Der aktuelle Stand wurde in einem "Agile Cookbook" dokumentiert.

Der Kunde im Zentrum

"Die Mitarbeitenden sollen heute nicht mehr nur vorgegebene Projekte abarbeiten, sondern verstehen, was die Kunden wollen", erklärt Stefan Rossmann, Head of Project Management Development bei der KRONES AG. "Dafür müssen sie das nötige Umfeld schaffen und sich die erforderlichen Tools besorgen." Zur Unterstützung habe KRONES unter anderem eine Yammer-Gruppe gestartet, auf der sich die Agile-Experten regelmäßig austauschen sollen: "Schließlich betrifft Agilität bei uns nicht nur die Software-Entwicklung, sondern auch Mechanik, Elektronik und Automatisierung. So ist ein intensiver Austausch zwischen diesen Bereichen nötig, um ein gutes Produkt zu erstellen."

Holger Kahlert, Head of Central Engineering bei der KRONES AG, betont noch weitere Aspekte: "Unsere ursprüngliche Intention war es, KPIs zur Reduzierung der Entwicklungszeit und Verbesserung der Qualität zu erhalten, aber Agile ist dafür nicht der richtige Weg." Es gehe darum, die Mitarbeiter zu unterstützen. Mit zunehmender Eigenverantwortung würden auch die Ergebnisse besser. Das führe indirekt zu schnelleren und qualitativ höherwertigeren Prozessen. Kahlert: "Wo nicht zwingend erforderlich, gehen wir weg von KPIs und hin zu Vertrauen in Mitarbeiter. Diesen Mut müssen Unternehmen aufbringen."

Das erste agile Pilotprojekt

Um das Mindset zu festigen, wählte KRONES über eine Stacey-Matrix ein geeignetes Pilotprojekt aus. Es sollte weder zu einfach sein, da es sonst wenige Lessons learned bietet, noch zu komplex. Dann lässt sich nicht ermitteln, ob Herausforderungen am Projekt oder an der agilen Methode liegen. In diesem Fall sollte eine neue Etikettiermaschine entwickelt werden, die durch den gleichzeitigen Ablauf zweier Produktionsschritte eine Ersparnis im fünfstelligen Euro-Bereich ermöglicht. Aufgrund der agilen Arbeitsweise wurde schon nach drei Monaten deutlich, dass diese Kostenoptimierung nicht erreichbar war. Mit der herkömmlichen planbasierten Methode wäre dies wohl erst nach einem viel längerem Zeitraum erkannt worden.

"In der klassischen Denkweise hätten wir das Scheitern des Projekts als Misserfolg bewertet, doch im agilen Mindset gilt auch ein Fail-Fast als Erfolg, denn durch das frühe Abbrechen haben wir viel Zeit und Kosten gespart", berichtet Rossmann. "Die agile Hardware-Entwicklung hat uns vor dem Verschwenden von Ressourcen bewahrt."

Aufgrund des positiven Ergebnisses startete KRONES weitere agile Projekte. Das erfolgreichste ist bislang die Entwicklung einer Maschine zur Befüllung von Bierflaschen unter Vakuum. Die unter dem Markennamen Dynafill Mitte 2021 auf den Markt kommenden Produkte bieten zahlreiche Vorteile:

• Kombination von Füll- und Verschließprozess in nur einer Baugruppe

• dadurch weniger Platzbedarf sowie geringerer Energie- und CO2-Verbrauch

• schnellerer Abfüllprozess unter einer Sekunde statt bisher fünf Sekunden pro Flasche

• gesteigerte Ausstoßleistung von bis zu 100.000 Behältern pro Stunde

• höhere Abfüllqualität durch geschlossenen hygienischen Füll- und Verschließbereich

• Temperatur-Unabhängigkeit, da das Bier nicht mehr gekühlt werden muss.

"Dynafill ist ein echtes Highlight-Projekt für unsere agile Hardware-Entwicklung", freut sich Holger Kahlert. "Hier haben Mechaniker, Elektroniker und Verfahrenstechniker, die sonst sehr unterschiedlich denken, Hand in Hand zusammengearbeitet und ihre Entwicklungszeiten aneinander angepasst." Dieser Erfolg habe dazu geführt, dass man statt wie geplant zwei bis drei Projekte nun fünf bis sechs Projekte gleichzeitig in der agilen Entwicklung laufen lasse.

Dazu zählt etwa eine neue Streckblasmaschinen-Generation. Dafür wurde jedoch nur ein Teilprojekt agil entwickelt und in ein größeres plangesteuertes Gesamtprojekt integriert. Dies zeigt, dass nicht zwingend alles zu 100 Prozent agil sein muss, sondern auch hybride Ansätze möglich sind. Damit werden die Vorteile beider Welten miteinander verbunden.

Effizienteres und flexibles Arbeiten

Insgesamt haben die agil geführten Projekte KRONES zahlreiche Vorteile gebracht. Das selbstorganisierte und eigenverantwortliche Arbeiten mit Blick auf den Kunden und den Mehrwert erhöht sich sukzessive. Damit treffen neue Produkte genauer den tatsächlichen Bedarf, Fehler werden frühzeitig erkannt und behoben. Die stärkere Offenheit und Flexibilität sowie die verbesserte Fehlerkultur steigern zudem nicht nur die Leistung der Mitarbeiter, sondern auch deren Zufriedenheit mit dem Arbeitgeber.

"Unsere Software-Entwicklung hat schon länger mit Scrum gearbeitet und ihre Erfahrungen haben auch in andere Teams ausgestrahlt, vor allem in die Automatisierung", erinnert sich Rossmann. "Doch für Agilität ist ein starker Kulturwandel im gesamten Unternehmen nötig, der Zeit braucht." Zumindest zum Start seien externe Berater hilfreich, die durch ihre Projekterfahrung und Best Practices ein anderes Standing hätten als interne Kollegen. Dank einer schrittweisen Einführung von agilen Methoden habe KRONES eine Reihe von Vorteilen erzielt, darunter eine höhere Qualität durch kontinuierliches Feedback, das Finden neuer Lösungsansätze, ein optimierter Ressourceneinsatz sowie mehr Transparenz gegenüber Produktverantwortlichen.

Fazit

"Durch die ersten Projekte haben wir ein Paket voller Erfahrungen gesammelt, mit denen wir die Agilität weiter vorantreiben", resümiert Holger Kahlert. "Mittelfristig steht bei uns ein unternehmensweiter Rollout agiler Methoden an, wozu aber größere Organisations- und Prozessveränderungen sowie die Unterstützung von unten und oben nötig sind." Dabei zahle es sich aus, dass KRONES frühzeitig weitere Abteilungen wie HR und IT eingebunden habe.

"Dank des guten Coachings haben wir gelernt, dass wir agile Prinzipien in kleinen Schritten einführen können, eine Mischung aus agil und klassisch möglich ist und sich alle Methoden und Tools an unsere jeweiligen Bedürfnisse anpassen lassen. Denn Agilität ist kein Zustand, sondern erst ein Grundverständnis und dann ein permanenter Prozess."