Ganzheitliches Innovationsmanagements für Unternehmen aus der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1. Problemstellung
1.2. Aufgabenstellung

2. Rahmenbedingungen für die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

3. Entwicklung eines ganzheitlichen Phasen-Modells des Innovationsmanagements
3.1. Definition Innovationsmanagement
3.2. Das traditionelle Phasenmodell
3.3. Simultaneous Engineering
3.4. Erweiterung zu einem ganzheitlichen Modell des Innovationsmanagements
3.4.1. Die Unternehmenskultur
3.4.2. (Unternehmens)Führung
3.4.3. Forschung und Entwicklung
3.4.4. Personal
3.4.5. Qualitätsmanagement
3.4.6. Produktion
3.4.7. Kapital (Rechnungswesen)
3.4.8. Marketing
3.4.9. Einkauf
3.4.10. Projektmanagement und Controlling
3.4.11. Informationstechnologie

4. Phasen des Innovationsmanagements
4.1. Die Explorationsphase
4.2. Strategische Planung
4.2.1. Die allgemeine Umweltanalyse
4.2.2. Die Marktanalyse
4.2.3. Branchenanalyse
4.2.4. Die Unternehmensanalyse
4.2.5. Strategieauswahl und Timing
4.2.6. Ergebnis der Strategiephase
4.3. Entwicklungsphase
4.4. Markteinführungsphase

5. Zusammenfassung und Ergebnisse

6. Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Verkürzung des Produktlebenszyklus

Abbildung 2: wachsende Weltbevölkerung bis 2050

Abbildung 3: Primärenergieverbrauch und –mix bis 2050

Abbildung 4: Reichweite der Energiereserven mit Verbrauchswachstum

Abbildung 5: Importpreise für Erdöl und Erdgas in den letzten Jahren

Abbildung 6: Schäden durch Naturkatastrophen

Abbildung 7: Wasserstoffherstellung und –nutzung

Abbildung 8: Wasserstoff- und Brennstoffzellenapplikationen

Abbildung 9: traditionelles Phasenmodell

Abbildung 10: Selektion der Innovationsprojekte über die Innovationsphasen

Abbildung 11: simultanes Innovationsmanagement

Abbildung 12: ganzheitliche Architektur des Innovationsmanagements

Abbildung 13: exemplarischer Innovationssteckbrief

Abbildung 14: Umweltanalyse

Abbildung 15: Förderprojekte in den Triaden

Abbildung 16: finanzielle Entwicklung des Marktes seit 2001

Abbildung 17: Erweitertes Produktlebenszyklusmodell

Abbildung 18: Markteinführungsszenarien für die unterschiedlichen Segmente

Abbildung 19: Entwicklungsprozess

Abbildung 20: Zielkosten und Betriebsstunden

Abbildung 21 Stufenmodell für Markteinführung

Abbildung 22: Kano-Modell

Abbildung 23: segmentspezifische Produktanforderungen

Abbildung 24: Lead User und Märkte für die unterschiedlichen Segmente

1. Einleitung

„Alles, was erfunden werden kann, wurde bereits erfunden."

Charles Duell, 1899

1.1. Problemstellung

Die Globalisierung hat die Märkte in den letzten Jahren stark verändert. Die Unternehmen sehen sich durch die Liberalisierung des Welthandels und dem technischen Fortschritt in der Informations- und Kommunikationstechnologie einem höheren Wettbewerb als früher ausgesetzt. Innovationen bieten Unternehmen die Chance sich diesem steigenden Wettbewerbsdruck zu entziehen und neue Märkte zu erschließen bzw. stärker zu durchdringen. Gute Erfindungen (Inventionen) sind aber kein Garant für wirtschaftlichen Erfolg. Erst die Umsetzung in konkrete Produkte und die erfolgreiche Vermarktung zeichnen Innovationen aus. Unzählige Beispiele aus der Vergangenheit haben gezeigt, dass erst die erfolgreiche Markteinführung des technischen Fortschritts die Grundlage für den entsprechenden wirtschaftlichen Erfolg ist (z.B. Entwicklung des MP3-Dateiformats durch das deutsche Fraunhofer-Institut und erfolgreiche Vermarktung der Technologie durch japanische und amerikanische Unternehmen).

Während früher ein Unternehmen, das eine Innovation als erstes erfolgreich auf dem Markt einführte, lange Zeit eine hohe Innovationsrendite einstreichen konnte, ist heute der internationale Wettbewerb in vielen Branchen so scharf, dass die Wettbewerber oft innerhalb kürzester Zeit in der Lage sind die Innovation kostengünstig zu imitieren. Zur Aufrechterhaltung ihrer Marktposition sind die Unternehmen heute zu fortgesetzten Innovationen gezwungen^[i]. Erfolgreiche Unternehmen, die sich auf dem Weltmarkt behaupten, verfügen stets über ein ausgewogenes Innovationsportfolio an kurzfristigen Verbesserungsinnovationen und langfristigen, radikalen Innovationen und haben somit ihre Innovationspipeline stets für mehrere Jahre gefüllt^[ii].

Insbesondere für technologieintensive Unternehmen, dazu gehören auch Unternehmen aus der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, die hohe Investitionssummen für Forschung und Entwicklung bei hohem Risiko aufbringen müssen, ist Innovationsmanagement langfristig überlebensnotwendig. Der Wettbewerb zwischen technologieintensiven Unternehmen hat sich durch die Globalisierung in den letzten Jahren stark verschärft und ist branchenunabhängig durch

- steigende F&E-Investitionen,
- abnehmende Entwicklungszeiten,
- abnehmende Produktlebenszeiten und
- hohe Wettbewerbsintensität geprägt ^[iii]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Verkürzung des Produktlebenszyklus ^[iv]

Ein Innovationsmanagement, das den Entwicklungsprozess ganzheitlich unterstützt, zielgerichtet bis zur Markteinführung begleitet und vor Imitationen schützt, wird in der Zukunft für viele Unternehmen zu einem strategischen Wettbewerbsvorteil im globalen Wettbewerb. Für die Umsetzung einer Idee bzw. Erfindung zu einer Innovation ist deshalb ein „gutes“ Management notwendig und somit eine zielorientierte Gestaltung und Steuerung des Innovationssystems.

Innovationsmanagement ist kein Patentrezept für betriebswirtschaftlichen Erfolg, denn Innovationen sind weder mit Geld noch mit guten Worten erzwingbar. Aber es ist ein hilfreiches Instrument, das den Innovationsprozess von der Idee bis zur Umsetzung in marktreife Produkte effektiv und effizient unterstützt. Ein gelebtes Innovationsmanagement kann somit dazu beitragen die Entwicklungszeiten und –kosten zu reduzieren und Risiken von Fehlinvestitionen zu minimieren.

Der Wettbewerb in technologieintensiven Branchen wird fast ausschließlich über die eingesetzte Technologie des Produktes (z.B. Lebensdauer, Zuverlässigkeit, Bedienerfreundlichkeit), die vorhandenen Ressourcen (Kapital, Personal, Informationstechnologie, Infrastruktur) und durch das Timing für den Markteintritt entschieden^[v]. Es ist eine Aufgabe des Managements zu entscheiden, ob eine Führer- oder Folger-Strategie für die Innovation mit der vorhandenen Technologie und den zur Verfügung stehenden Ressourcen eingeschlagen werden soll^[vi]. Ein zu früher Einstieg birgt die Gefahr, dass keine Nachfrage auf dem Markt herrscht und ein zu später Einstieg birgt das Risiko, dass der Vorsprung der Wettbewerber zu groß ist und sich die Entwicklungskosten nicht amortisieren.

Diese hohen Kosten und Risiken für Innovationen, die sich erst nach Jahren auszahlen, stehen im betrieblichen Alltag oft im Widerspruch zu dem kurzfristigen Renditedenken der Kapitalgeber, obwohl sie den Grundstein für einen langfristigen ökonomischen Erfolg eines Unternehmens darstellen. Mikroökonomisch gesehen profitiert das einzelne Unternehmen von Innovationen, weil die Erschließung neuer Märkte Umsatz- und Gewinnwachstum erlaubt. Makroökonomisch betrachtet sind Innovationen zur Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit und damit zur Schaffung hoch bezahlter Arbeitsplätze unverzichtbar, so dass Ministerien und staatliche Einrichtungen häufig Schlüsseltechnologien monetär fördern und sich am Aufbau nationaler Netzwerke beteiligen.

1.2. Aufgabenstellung

Ziel der Diplomarbeit ist ein Innovationsmanagement-Leitfaden für technologieintensive Unternehmen zu entwickeln, der auf den betrieblichen Alltag übertragbar ist. Der Schwerpunkt in dieser Arbeit liegt ausschließlich auf Produktinnovationen. Prozessinnovationen, organisatorische oder soziale Innovationen werden in der Diplomarbeit nicht betrachtet. In Kapitel 3 wird stufenweise ein abstraktes, theoretisches Modell entworfen, das den Innovationsprozess von der Idee bis zur Markteinführung über alle Phasen beschreibt und fest in die Unternehmensorganisation verankert. Die Unternehmensbereiche, die den Erfolg des Innovationsprozesses maßgeblich bestimmen, werden in Kapitel 3 kurz beschrieben und allgemeine Empfehlungen für die Gestaltung gegeben.

In Kapitel 4 werden die einzelnen Phasen des Innovationsprozesses detailliert beschrieben. Da ich seit 9 Jahren als Entwicklungsingenieur in der Forschung und Entwicklung eines Automobilkonzern im Bereich Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie tätig bin, möchte ich den Inhalt der Diplomarbeit an diese Branche anlehnen und eine Brücke zwischen dem abstraktem Modell aus Kapitel 3 und der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie bauen. In Kapitel 4 möchte ich detaillierter auf die Besonderheiten und Erfolgsfaktoren, die ein erfolgreiches Innovationsmanagement in der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie fördern, tiefer eingehen.

Die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie könnte eine bedeutende Rolle in einer umweltverträglichen und nachhaltigen Energieversorgung in der Zukunft spielen. Eine einführende Beschreibung der Rahmenbedingungen, denen sich diese Technologie gegenübersieht, befindet sich in Kapitel 2. Der Markt ist heute in einer klassischen Pionierphase und bietet hohe Renditechancen für Unternehmen, die sich erfolgreich mit ihren innovativen Produkten in diesem Markt etablieren.

2. Rahmenbedingungen für die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

„Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist das Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit die Energieversorgung der Erde sichern.“

Jules Verne „Die geheimnisvolle Insel“, 1874

Die stark wachsende Weltbevölkerung und der Energiehunger der westlichen Industrienationen und aufstrebenden Wirtschaftsregionen in Asien lassen das Problem der wirtschaftlichen, friedlichen und umweltverträglichen Energieversorgung als eine der grundlegenden Herausforderungen der Menschheit erscheinen^[vii].

Die Weltbevölkerung hat sich von 1960 (3 Mrd.) bis 1999 (6 Mrd.) verdoppelt und wächst jedes Jahr um 80 Millionen Menschen^[viii]. Je nach Prognose wird die Weltbevölkerung in 2027 auf 8 Mrd. Menschen geschätzt (siehe Abbildung 2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: wachsende Weltbevölkerung bis 2050 ^[ix]

Die steigende Weltbevölkerung und das Wirtschaftswachstum in bevölkerungsreichen Schwellenländern (z.B. China, Indien) haben zu einem starken Anstieg des Primärenergieverbrauchs in den letzten Jahren geführt. Der Primärenergieverbrauch im Jahr 2000 betrug 400 EJ (Exajoule = 1018) und wird sich schätzungsweise bis 2030 verdoppeln und bis 2040 gar verdreifachen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Primärenergieverbrauch und –mix bis 2050 ^[x]

Diesem steigenden Energiehunger steht eine Verknappung fossiler und nuklearer Energieträger gegenüber. Öl, Erdgas und Kohle sind die Grundpfeiler des gegenwärtigen Wirtschaftswachstums, die den Primärenergiebedarf der Weltbevölkerung in der Summe zu 90% decken und Rohstoffe für zahlreiche Güter des täglichen Bedarfs sind (z.B. Kunststoffe, Treibstoff, Chemikalien). Die Reserven werden – je nachdem welche Prognose zugrunde gelegt wird - bei Erdöl auf 35 Jahre, bei Erdgas auf 50 Jahre, bei Uran auf 50 Jahre und bei Kohle auf 140 Jahre geschätzt (siehe Abbildung 4). Das Fördermaximum der Weltölföderung (Oil Peak) erwartet die Ludwig Bölkow Stiftung bei einem 1%igen jährlichen Wirtschaftswachstum noch in diesem Jahrzehnt und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe erwartet den Wendepunkt um das Jahr 2015^[xi].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Reichweite der Energiereserven mit Verbrauchswachstum ^[xii]

Die Markpreise für Primärenergie unterliegen wie alle Wirtschaftsgüter den ökonomischen Marktgesetzen: eine steigende Nachfrage (d.h. steigender Primärenergiebedarf) bei abnehmendem Angebot (d.h. Abnahme der fossiler und nuklearer Ressourcen) führt unweigerlich zu höheren Marktpreisen. Die Folge sind steigende Energiekosten für Industrie und Verbraucher und somit eine ernstzunehmende Gefahr für den Wohlstand der Industrienationen. Der Trend steigender Energiepreise ist auf den Weltmärkten für Erdöl und Ergas bereits seit einigen Jahren zu beobachten und jedem Autofahrer bestens bekannt (siehe Abbildung 5).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Importpreise für Erdöl und Erdgas in den letzten Jahren ^[xiii]

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Energiepolitik in den Industrienationen ist die Versorgungssicherheit. Die heutige Versorgungssicherheit basiert auf einer ununterbrochenen Bereitstellung von bezahlbaren fossilen und nuklearen Energieträgern. Die Energieträger kommen aber in nur wenigen Regionen der Welt in ausreichender Menge vor. Der hohe Energiebedarf der westlichen Industrienationen und der aufstrebenden asiatischen Staaten (z.B. China, Indien und Südkorea) auf der einen Seite und die Konzentration der Ressourcen auf wenige Regionen in der Welt auf der anderen Seite (z.B. große Erdöl- und Erdgasvorkommen im Nahen Osten und Russland) bietet viel geopolitischen Sprengstoff und wird unausweichlich den wirtschaftlichen und kriegerischen Kampf um die Ressourcen fortsetzen^[xiv].

Aber das weitreichenste Problem, das bei akuten Wirtschafts- und Energiepolitikfragen oft in den Hintergrund gerät, sind die fatalen Auswirkungen der Verbrennungsprodukte fossiler Energieträger auf das globale Klima (Treibhauseffekt). Die Konzentrationen der klimaschädlichen Gase Kohlendioxid (CO2), Stickoxide (NOx) und Schwefeldioxide (SOx) in der Atmosphäre haben sich in den letzten Jahren stark erhöht und sind - inzwischen wissenschaftlich erwiesen- auf anthropogene Ursachen zurückzuführen^[xv]. Der Anstieg der CO2-Konzentration schädigt die menschliche Gesundheit nicht unmittelbar, reduziert aber die Wärmeabstrahlung von der Erdoberfläche in den Weltall und führt somit zu einer Erwärmung des Klimas (0.5°C ± 0.2°C seit 1980). Auswirkungen des globalen Temperaturanstiegs werden in den nächsten Jahrzehnten verheerend sein: Wetterextreme werden häufiger und heftiger ausfallen. Viele Wissenschaftler sehen die Häufung wetterbedingter Naturkatastrophen (Wirbelstürme, Hochwasser, Hagel) in den letzten Jahren bereits als Vorboten des langsamen Klimawandels an. Gletscherschmelzen und ein Anstieg des Meeresspiegels, steigende Durchschnittstemperaturen und eine wachsende Anzahl von Hurrikans der Stufe 4 und 5 werden nur einige Folgen der Globalen Erwärmung sein. Rückversicherungskonzerne, wie z.B. die Münchner Rück und Swiss Re, beobachten seit Jahren besorgt den Anstieg der volkswirtschaftlichen und insbesondere der versicherten Schäden infolge von Naturkatastrophen (siehe Abbildung 6). Die Extrapolationen der beiden Kurven zeigen einen exponentiellen Anstieg der Schäden von 1950 bis 2004. Dieser Trend hat sich in den letzten beiden Jahren bestätigt (z.B. 125 Mrd. € durch Hurrikan Katrina, 11 Mrd. € durch Hurrikan Rita, 18 Mrd. € durch Hochwasserkatastrophe Donau und Elbe). Die Schäden durch Naturkatastrophen könnten Experten zufolge bis zur Mitte des Jahrhunderts auf 200 Billionen US-Dollar steigen^[xvi].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Schäden durch Naturkatastrophen ^[xvii]

Eines der zentralen Aufgaben einer nachhaltigen Energieversorgung ist den klimaschädlichen Kohlendioxid-Ausstoß zu reduzieren. Internationale Klimakonferenzen bieten gute Ansätze zur Lösung des Problems, scheitern aber in der Realität an der Ratifizierung der Industrienationen. Auch der Handel mit Verschmutzungsrechten (CO2-Zertifikate), die zum Klimaschutz an die Industrie in der EU ausgegeben wurden, haben bislang keinen Beitrag zum Klimaschutz geleistet^[xviii]. Im Gegenteil, der Ausstoß von Kohlendioxid ist ungebrochen und hat in den letzten Jahren – trotz aller Bemühungen auf dem Papier – zugenommen^[xix].

Die Atomenergie auf Basis nuklearer Ressourcen bietet zwar eine Lösung des Treibhausproblems, da diese Technologie CO2-neutral ist, aber die Risiken hinsichtlich Reaktorsicherheit und Entsorgung überwiegen den positiven Klimabeitrag. Zudem wird – wie am Anfang des Kapitels erwähnt - die Reichweite nuklearer Ressourcen nur auf 50 Jahren geschätzt.

Die Lösung dieser grundlegenden Energieprobleme auf dem Papier ist einfach:

- Reduktion des fossilen Energieverbrauchs durch Effizienzsteigerung und effektiveren Verbrauch (Energiesparen)
- Reduktion des nuklearen Energieverbrauchs und
- im Gegenzug starker Ausbau und Förderung Regenerativer Energien, insbesondere der Photovoltaik, Solarthermie, Wasserkraft und Windkraft

Diese Vision von einer nachhaltigen und umweltverträglichen Energieversorgung ist ein langer und steiniger Weg. Die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie könnte aber dazu langfristig einen wichtigen positiven Beitrag liefern. Wasserstoff ist ein Sekundärenergieträger, der sowohl aus fossilen, nuklearen und aus regenerativen Energiequellen erzeugt werden kann (siehe Abbildung 7).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Wasserstoffherstellung und –nutzung^[xx]

Wenn Wasserstoff aus regenerativen Quellen stammt, entstehen bei der Nutzung des Energieträgers keine klimaschädlichen Gase („Zero Emission Technology“), da ausschließlich Wasser als Verbrennungsprodukt entsteht. Der Wasserstoff als Energieträger bietet aufgrund seiner guten Speichereigenschaften gegenüber elektrischen Strom den Vorteil, dass die Energie bei Lastschwankungen (z.B. saisonal und tageszeitlich bedingte Schwankungen der Sonnenstrahlintensität oder Windgeschwindigkeit) gut gespeichert oder verlustarm über weite Strecken in Pipelines transportiert werden kann. Diese zwischengespeicherte Energie in Form von Wasserstoff kann emissionsfrei in Energie und Wärme mit Brennstoffzellen umgesetzt werden - die hohen Wirkungsgrade und Emissionsvorteile rechtfertigen dabei die verlustreiche Zwischenspeicherung in Wasserstoff. Brennstoffzellen sind elektrochemische Wandler, die aus chemischer Energie (z.B. Wasserstoff) mit hohem Wirkungsgrad Strom und Wärme erzeugen^[xxi]. Insbesondere für die Automobilindustrie könnte Wasserstoff als Treibstoff die Antwort für eine klimafreundliche und nachhaltige Mobilität für die Zukunft sein.

Wasserstoff als Energieträger ist universell einsetzbar und kann in Kombination mit Brennstoffzellen in zahlreichen Anwendungen genutzt werden:

- in portablen Anwendungen (z.B. Camcorder, Laptop, Notstromaggregate),
- in mobilen Anwendungen im Straßenverkehr (z.B. Kraftfahrzeuge, Nutzfahrzeuge, Bordstromaggregate) oder
- in stationären Kraftwerken zur Haus- oder Industrieversorgung (z.B. dezentrale häuslichen Heizungsanlagen, zentrale Kraftwerke)

Das nachfolgende Diagramm (Abbildung 8) illustriert übersichtlich die verschiedenen Anwendungsbereiche bzw. Marktsegmente, die Leistungsklassen (in kW) und die erwarteten Vorteile (=Kundenutzen) gegenüber der substituierten Technologie.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Wasserstoff- und Brennstoffzellenapplikationen^[xxii]

Wasserstoff und Brennstoffzellen erfüllen somit langfristig alle Ziele der Energiewirtschaft: Umweltfreundlichkeit, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit. Bei CO2-Reduktionsbemühungen größer als 80% gibt es keine wissenschaftliche Studie, die ohne die Einführung von Wasserstoff auskommt^[xxiii]. Steigende Preise für fossile und nukleare Energie werden dieser Technologie zusätzlichen Auftrieb verleihen.

3. Entwicklung eines ganzheitlichen Phasen-Modells des Innovationsmanagements

"Es gibt eine Tendenz, Innovation romantisch zu verklären und sie für Inspiration und Intuition zu halten. Falsch. Sie erfordert unglaublichen intellektuellen Aufwand und die Fähigkeit, mehr als eine Idee im Kopf zu bewegen, Widersprüche zu verstehen, auf viele Stimmen zu hören." Rosabeth Moss Kanter

3.1. Definition Innovationsmanagement

Innovation ist ein schillernder und modischer Begriff, der inflationär in den Medien verwendet wird. Umso wichtiger ist es den Begriff „Innovationsmanagement“ sauber zu definieren, damit ein gemeinsames Verständnis vorliegt. Der Terminus Innovationsmanagement setzt sich inhaltlich und semantisch aus den Begriffen Innovation und Management zusammen. Der Begriff „Innovation“ bedeutet wörtlich „Neuerung“ oder „Erneuerung“ und geht auf das lateinische Wort "Innovatio" zurück. Allerdings ist nicht jede zeitpunktbezogene Erfindung (Invention) mit einer Innovation gleichzusetzen, lediglich die am Markt erfolgreiche Idee besitzt innovativen Charakter. Der Begriff „Management“ steht für die systematische und disziplinierte Steuerung von Ressourcen zur Erreichung der angestrebten Ziele^[xxiv]. Innovationsmanagement bedeutet folglich das Management von Neuerung, also die systematische Planung, Organisation, (Durch)führung und Kontrolle sämtlicher Aktivitäten in einem Unternehmen, die primär auf die Schaffung und Nutzung von Innovationen gerichtet sind^[xxv]. Innovationen beziehen sich meistens auf technische Neuerungen, können aber auch organisatorische und soziale Problemlösungen oder Prozessinnovationen umfassen, solange sie das konstitutive Merkmal der „Neuartigkeit“ besitzen^[xxvi]. Hausschildt hat in seinem Standardwerk „Innovationsmanagement“ den Begriff leicht abweichend definiert: „Innovationen sind im Ergebnis qualitativ neuartige Produkte oder Verfahren, die sich gegenüber dem vorangehenden Zustand merklich – wie immer das zu bestimmen ist – unterscheiden“^[xxvii]. Die wirtschaftlichen Aspekte lässt Hausschildt in seiner Definition außen vor. Dennoch sollte auch dieser Aspekt in meinen Augen in der Definition berücksichtigt werden, um den Begriff „sauber“ von Inventionen abzugrenzen.

3.2. Das traditionelle Phasenmodell

Die Verantwortung des Innovationsmanagements endet nicht in der Forschung oder Vorentwicklung, sondern begleitet den Weg von der Forschung und Entwicklung bis zur Markteinführung. Ziel des Innovationsmanagements ist sowohl die Steigerung der Effektivität (Strategie) und Effizienz (Schonung der betrieblichen Ressourcen). Innovationsmanagement ist, wie in der Einleitung bereits erwähnt, kein Patentrezept für wirtschaftlichen Erfolg, sondern stellt Instrumente und Methoden zur Verfügung, um die Chancen auf einen Markterfolg zu erhöhen. Das traditionelle Innovationsmanagement gliedert sich in die Phasen (siehe Abbildung 9):

- Explorationssphase
- strategische Planungsphase
- Entwicklungsphase
- Markteinführungsphase

In diesem Kapital werden die Phasen (nur) einführend beschrieben werden. Eine detaillierte Darstellung der Phasen folgt im nächsten Kapitel, in dem auch auf die Besonderheiten der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie eingegangen wird. Zwischen den einzelnen Phasen sind jeweils Meilensteine (rote Rauten) integriert, an denen der Fortschritt des Innovationsprozesses bewertet und über die Weiterführung des Projekts entscheiden wird. Meilensteine sind hilfreiche Instrumente, um den Ablauf zentral zu steuern und koordinieren. Ein Aufweichen der Bewertungskriterien oder Verschleppen der Probleme in die nächste Phase sollte dabei vermieden werden. Im Gegensatz zu Routineprozessen ist der Innovationsprozess durch höhere Unsicherheit gekennzeichnet, die von beteiligten Führungskräften und Mitarbeitern eine höhere Flexibilität und Kreativität fordert. Der Innovationsprozess lässt sich in mehrere Phasen gliedern und ist inhaltlich durch Erstmaligkeit, Einmaligkeit, Unsicherheit, starke Arbeitsteilung und den vorhandenen Zeitdruck charakterisiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9 : traditionelles Phasenmodell

In der Explorationsphase findet die Ideengenerierung statt. Ursprung neuer Ideen oder Problemlösungsansätze können von Kunden, Mitarbeiter, Wettbewerbern oder Lieferanten stammen. Ideen können dabei spontan intuitiv entstehen oder systematisch mit geeigneten Kreativitätstechniken aufgespürt werden. Ideen und Erfindungen sind nur begrenzt planbar und lassen sich nicht durch Prozesse „von oben“ erzwingen. Es ist aber wichtig, dass die Mitarbeiter wissen, wie sie Ideen oder Verbesserungsvorschläge kanalisieren und den Innovationsprozess anstoßen könnten (z.B. betriebliches Vorschlagwesen, Entwurfeinreichungen bei der Patentabteilung). Voraussetzung ist, dass ein entsprechendes Entlohnungssystem im Unternehmen vorliegt, welches das Engagement der Mitarbeiter belohnt, damit die Einrichtungen auch von den Mitarbeitern angenommen werden. Eine Bewertung der Ideen und Vorbesserungsvorschläge sollte in dieser Phase adhoc vorgenommen werden (z.B. durch Befragung der Experten und Vorgesetzten). Die Konzepte, die Erfolgsaussichten besitzen und umsetzbar sind, sollte eingehender in der nächsten Phase des Innovationsprozesses geprüft werden. Ideen, die nicht als erfolgsversprechend eingestuft werden, sollten verworfen bzw. in einen Ideenpool aufgenommen werden. Am Ende der Explorationsphase sollten Innovationssteckbriefe für die erfolgsversprechenden Innovationen vorliegen, die alle Schlüsselinformationen und Rahmenbedingungen als Planungsgrundlage enthalten.

In der strategischen Planung werden die Ideen und Konzepte auf Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit mit den bestehenden Ressourcen (Kapital, Personal, Know How) geprüft. Charakteristisches Merkmal von Innovationen sind die ex ante Unsicherheiten und Risiken über die in der Zukunft liegenden Ergebnisse. Um eine Entscheidung über die Innovationsstrategie treffen zu können, ist es zwingend erforderlich, dass ein Unternehmen die eigenen Stärken/Schwächen und die Chance/Risiken der Innovation kennt. Das Fundament für diese strategische Standortbestimmung kann eine Umwelt- und Unternehmensanalyse liefern, die im nächsten Schritt zu einer SWOT-Analyse verdichtet wird (SWOT ist eine Abkürzung und steht für die Initialen Strength Weakness Opportunities Threads). Sollte eine Innovation als erfolgsversprechend angesehen werden, muss ein Projektteam, bestehend aus Projektleiter – und mitgliedern aus den Fachabteilungen einberufen werden, um die Innovation zur Marktreife zu treiben. Der Projektleiter ist für die Abwicklung des Innovationsprojektes verantwortlich. Ziel der strategischen Planung ist in Zusammenarbeit mit der Unternehmensführung die Ausarbeitung eines Lastenhefts, das die terminlichen, technischen und wirtschaftlichen Eckdaten enthält. In dieser Phase sollte auch über Kooperationen nachgedacht und ggf. angestoßen werden, um die hohen Kosten und Unsicherheiten des Markterfolgs auf mehrere Schultern zu tragen. Erfolgreiche Kooperationen zeichnen sich dadurch aus, dass sich die Unternehmen auf ihre eigenen Stärken konzentrieren und sich gegenseitig ergänzen.

In der nächsten Phase, der Entwicklungsphase, werden Prototypen aufgebaut und einem Versuchsprogramm bzw. Prüftests unterzogen. Diese Phase durchläuft idealtypisch die Phasen Konzeption, Simulation, Konstruktion, Fertigung, Test/Versuch. Rückkopplungen innerhalb dieser Phase durch z.B. technische Probleme sind in der Praxis an der Tagesordnung, so dass sich die Planbarkeit des Innovationsprojektes hinsichtlich Zeit und Kosten in der betrieblichen Praxis oft als schwer gestaltet. Wenn die technische Machbarkeit in einem Versuchsprogramm und unter Feldbedingungen bewiesen worden ist, sollte ein Pflichtenheft für die Innovation ausgearbeitet werden. Das Pflichtenheft zeichnet sich durch eine hohe, technische Detaillierung aus, in das die Erfahrungen aus der Entwicklung integriert werden. Es ist ein bindendes Dokument, das sämtliche zu erfüllenden Leistungen des Produktes enthält, wenn das Produkt von einem Kunden gekauft wird.

Nach erfolgreichem Ablauf der Entwicklungsphase muss die Markteinführung forciert werden, um nach den kostenintensiven Phasen Einnahmen zu generieren. Für die Innovation muss eine Strategie zur Markteinführung ausgearbeitet werden, dass die wesentlichen Rahmenbedingungen (z.B. Kundengruppe, Zielpreis, Zielmärkte bzw. –segmente) berücksichtigt und eine Abstimmung des Marketing-Mix beinhaltet. Erfolgreiche Innovationen beruhen auf einem Nachfragesog durch den Kunden (demand pull), indem individuelle Anforderungen befriedigt oder indem latent vorhandener Bedürfnisse potentieller Kunden durch neue Technologien (technology push) geweckt werden^{[xxviii] [xxix]}. Die Markteinführung sollte mit einem sogenannten „Design Freeze“ abgeschlossen werden, der nur bei dringendem Änderungsbedarf oder gravierenden Verbesserungen aufgeweicht werden sollte. Bei erfolgreicher Markteinführung, d.h. steigende Nachfrage und gute Resonanz seitens der Kunden, sollte die Innovation in die Produktion übergeben werden, um die Stückzahlen der Nachfrage anzupassen und im Idealfall sukzessiv zu erhöhen.

Das traditionelle Innovationsmodell ist ein abstraktes Modell (s. Abbildung 9), das einen idealtypischen Verlauf abbildet, der im betrieblichen Alltag nicht vorherrscht. Auf eine horizontale Zeitachse entlang des Innovationsprozesses wurde in der Darstellung bewusst verzichtet, da der Innovationszyklus von vielen Determinanten abhängt (z.B. Branche, Technologietyp, vorhandene Ressourcen). Nicht jede Innovation durchläuft zwangsläufig den Innovationsprozess vollständig. In jeder Phase werden unerfolgreiche Projekte verworfen und abgebrochen (siehe Abbildung 10). Idealerweise sollte die Anzahl der Innovationsprojekte über die Zeitdauer abnehmen, da die Kosten und der Aufwand mit jeder Phase stark ansteigen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Selektion der Innovationsprojekte über die

Innovationsphasen ^[xxx]

3.3. Simultaneous Engineering

Ein sequentieller Ablauf, wie im traditionellen Innovationsmanagement abgebildet ist, liegt in der Regel nicht vor, weil das Ergebnis der vorangegangenen Phasen die Grundlage für die nachfolgende Phase darstellt, aber inhaltliche und zeitliche Wechselwirkungen zwischen den Phasen bestehen (z.B. zwischen Entwicklungsphase und Markteinführungsphase). Ein Konzept, um diese ablauforganisatorischen Mängel abzustellen, bietet das Simultaneous Engineering (SE) aus der Ingenieurswissenschaft. SE beschreibt die Strategie durch Parallelisierung der einzelnen Phasen die Entwicklungszeit drastisch zu verkürzen. Kurze Innovationszeiten ermöglichen nicht nur einen frühen Markteintritt, sondern bieten auch einen höheren Dispositionsspielraum bei der Wahl des günstigsten Zeitpunkts. Die Dauer des Innovationsprozesses und der Zeitpunkt des Markteintritts sind Schlüsselgrößen für den Markterfolg von Innovationen^[xxxi]. Voraussetzung für SE ist, dass alle betrieblichen Funktionen, z.B. Entwicklung, Einkauf, Marketing, Produktion, bereits in der Planungsphase am Innovationsprozess beteiligt sind und lösungsorientiert zusammenarbeiten. Mitarbeiter aus diesen Abteilungen bilden interdisziplinäre Teams mit dem Ziel, die vielfältigen und oft komplexen Abhängigkeiten bei der Entwicklung neuer Produkte frühzeitig zu erkennen und in die Strategie einzubeziehen. SE stellt konzeptionell eine ganzheitliche Vorgehensweise dar, die ein funktionierendes Projektmanagement voraussetzt. Alle Phasen des Innovationsprozesses ab der strategischen Planungsphase bis zur Markteinführung werden durch dieses interdisziplinäre Projektteam begleitet, das die operative Verantwortung über das Projekt besitzt. Häufig werden sogar die am späteren Fertigungs- und Distributionsprozess beteiligten externen Zulieferer einbezogen^[xxxii]. Bei sequentieller Vorgehensweise unvermeidbare nachträgliche Änderungen (teuer und zeitaufwändig) können durch die Parallelisierung vermieden bzw. frühzeitig erkannt werden, wenn eine sorgfältige Dokumentation der Zwischenergebnisse erfolgt und kontinuierlich Kosten und Qualität während des Projekts überprüft werden. Die Dokumentation sowie die zentrale Verfügbarkeit des aktuellen Projektstandes ist Voraussetzung zur Vermeidung von Abstimmungsproblemen. SE führt zu einer Steigerung der Arbeitsqualität, erheblichem Zeitersparnis und früherem Markteintritt, einem gemeinsamen Verständnis von Zielen, einer stärkerer Zusammenarbeit zwischen den Unternehmensfunktionen und einer höheren Problemorientierung. Der Nachteil des SE ist die Unsicherheit des nicht-endgültigen Informationsstands und die dadurch höhere Anforderungen an die Flexibilität und an das Engagement der beteiligten Mitarbeiter. Der hohe Koordinationsaufwand des SE lohnt sich nur, solange er die Zeit- und Kostenersparnisse nicht übersteigt^[xxxiii].

Der Innovationsprozess in der Praxis ist ebenfalls von zahlreichen Rückkopplungen (z.B. bedingt durch Soll-Ist-Abweichungen und Prämissenabweichungen) und Vernetzungen des Prozesses mit Lieferanten und Kunden gekennzeichnet. Abbildung 11 ist eine Erweiterung des traditionellen Modells, das die Verkürzung der Projektdauer und die zahlreichen Rückkopplungen während des Prozesses berücksichtigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11 : simultanes Innovationsmanagement

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^[i] BMBF Innovation ist mehr als technischer Fortschritt,

http://www.bmbf.de/de/1316.php

^[ii] Antonio Ardilio Marktstudie Innovationssysteme: IT-Unterstützung im

Innovationsmanagement , Fraunhofer-Verlag, 2004

^[iii] H.J. Bullinger F&E heute – Industrielle Forschung und Entwicklung in der BRD,

Studie des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart, 1990

^[iv] Horst Wildemann Innovationsmanagement, TCW-Verlag, 4. Auflage, 2004

^[v] Burkhard Technologie und Innovationsmanagement im Unternehmen, VDI- Wördenweber Verlag, 2.Auflage, 2004

^[vi] Booz, Allen Integriertes Technologie- und Innovationsmanagement, 1. Auflage, & Hamilton 1991

^[vii] Gerhard Isenberg Energie und Umwelt – Aspekte zur Energieversorgung, 1997

^[viii] Deutsche Stiftung http://www.weltbevoelkerung.de/info-

Weltbevölkerung service/weltbevoelkerungsuhr.php?navid=3

^[ix] Vereinte Nationen World Population Prospects: The 2004 Revision, New York, 2005

^[x] Bundesministerium Strategiepapier zum Forschungsbedarf in der Wasserstoff-

für Wirtschaft u. Arbeit Energietechnologie, Forschungsbericht Nr. 546, Januar 2005

^[xi] LBST Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie als wirtschaftliche

Chance für Hamburg, Endbericht, 2004

^[xii] Ludwig Bölkow Informationsseite www.energiekriese.de

Stiftung

^[xiii] Wirtschaftswoche Artikel „ Strom aus Regenerativen Energiequellen“, Ausgabe 17 vom

24.04.2006

^[xiv] Der Spiegel Wie der Wettlauf um die letzten Ressourcen einen neuen kalten

Krieg entfacht, Ausgabe 13/2006

^[xv] Spiegel-Online Klimabericht 2007, UNO,

http://www.spiegel.de/wissenschaft/erde/0,1518,418165,00.html

^[xvi] Die Welt DIW: 200 Billionen Dollar Schäden durch Naturkatastrophen bis

2050, http://www.welt.de/data/2005/09/08/772231.html, September 2005

^[xvii] Max-Planck Atmospheric Chemistry Department,

Gesellschaft http://www.atmosphere.mpg.de/enid/2.html

^[xviii] Financial Times Artikel “Regierung bürdet Industrie neue Lasten auf“,

Deutschland http://www.ftd.de/politik/deutschland/64160.html, 12.Mai 2006

^[xix] LBST und Analysis of BP Statistical Review of World Energy with respect Germanwatch to CO2 emissions, http://germanwatch.org/rio/apbpst04.htm,

Dez 2004

^[xx] Beat H.Gyer Marktanalyse der Brennstoffzellentechnologie und des modularen

Aggregats „PowerPac“, Semesterarbeit ETH, 2001

^[xxi] Sven Geitmann Wasserstoff und Brennstoffzellen - Die Technik von morgen,

Hydrogeit Verlag, 2.Auflage, 2004

^[xxii] Beat H.Gyer Marktanalyse der Brennstoffzellentechnologie und des modularen

Aggregats „PowerPac“, Semesterarbeit ETH, 2001

^[xxiii] BMU Informationsbroschüre „Erneuerbare Energien – Innovation für die

Zukunft“, Berlin, 2004

^[xxiv] Helmut Willke Einführung in das systemische Wissensmanagement, 1. Auflage,

2004

^[xxv] Horst Wildemann Innovationsmanagement, TCW-Verlag, 4.Auflage, 2004

^[xxvi] Dietmar Vahs Innovationsmanagement, Schäffer-Poeschel Verlag, 3. Auflage,

2005

^[xxvii] Jürgen Hausschildt Innovationsmanagement (Seite 7), Verlag Vahlens, 3. Auflage,

2004

^[xxviii] Jürgen Hausschildt Innovationsmanagement (Seite 11), Verlag Vahlens, 3. Auflage,

2004

^[xxix] Günter Specht F&E Management – Kompetenz im Innovationsmanagement (Seite

32). Schäffer-Poeschel Verlag, 2. Auflage, 2002

^[xxx] Horst Wildemann Innovationsmanagement, TCW-Verlag, 4.Auflage, 2004

^[xxxi] Dietmar Vahs Innovationsmanagement (Seite 68), Schäffer-Poeschel

Verlag, 3. Auflage, 2005

^[xxxii] Konrad Liessmann Gabler Lexikon Controlling und Kostenrechnung, Gabler Verlag, 1.

Auflage, 1997

^[xxxiii] Dietmar Vahs Innovationsmanagement (Seite 228), Schäffer-Poeschel Verlag, 3.

Auflage, 2005