Komplexe Produkte im Mittelstand

Wie die Zusammenarbeit von Mechanik, Elektronik und Software Innovation vorantreibt

Nicht nur im Maschinenbau wird es immer deutlicher: Die komplexesten Probleme lassen sich nicht mehr mit rein disziplinärem Denken lösen. Die Produkte werden intelligenter, vernetzter und der Kundennutzen entsteht zunehmend im Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Software. Systems Engineering bietet hier einen Rahmen, aber was heißt das konkret für den Mittelstand, der nicht die Ressourcen für große Reorganisationsprojekte hat?
Denn das eigentliche Problem ist nicht die fehlende Technologie, sondern das Mindset: Führungskräfte und Entwickler:innen haben oft Tiefenexpertise in einer Disziplin: Mechanik, Elektronik oder Software und haben in den anderen Bereichen meist nur grundlegende Kenntnisse. Das führt dazu, dass Produkte zwar technisch einwandfrei sind, aber der Kundennutzen nicht voll ausgeschöpft wird, nicht zuletzt, weil der Input aus dem Markt (z. B. über Vertrieb oder Produktmanagement) nicht systematisch erfasst und in Anforderungen übersetzt wird, mit denen die Entwicklung etwas anfangen kann. Wenn wir unsere Produkte und Maschinen als "cyberphysische Systeme" (CPS) denken, haben wir eine Möglichkeit, die Komplexität zu managen, indem wir die physische und digitale Welt als Ganzes denken und so am Ende echten Kundennutzen schaffen.

Vom Bauteil zum System

Nehmen wir als Beispiel eine Maschine in der Lebensmittelindustrie. Durch mechanische und elektronische Optimierungen können wir noch mehr Portionen pro Minute produzieren oder die Produktqualität weiter steigern. Hier ist zwar überall noch Luft nach oben, aber erst wenn Mechanik, Elektronik und Software von Anfang an so entworfen werden, dass sie gemeinsam das Problem lösen, entsteht ein echter Mehrwert. Die Software übernimmt geführte Anleitungen für die Bediener:innen, die Mechanik wird auf schnelle Produktion, Umrüstung und Reinigung ausgelegt und die Elektronik sorgt für die nötige Sensorik. Plötzlich ist das Ganze mehr als die Summe seiner Teile und die Kunden sparen Zeit und Geld. Die Software prägt dabei nicht nur die Steuerung, sondern die gesamte Nutzererfahrung.
Oder betrachten wir einen einfachen Lichtschalter. Mechanisch ist er perfekt durchdacht. Aber erst durch die Integration von Elektronik und Software wird er Teil eines Systems, das die Inbetriebnahme vereinfacht, sich in eine Gebäudeautomatisierung einfügt und somit Energie spart. Der mechanische Schalter ist dann nur noch ein Teil eines cyberphysischen Systems, das ganz neue Möglichkeiten bietet und das, obwohl die Kunden es vielleicht gar nicht als solches wahrnehmen.
Genau das ist der Kern von Systems Engineering: nicht nur die Einzelteile optimieren, sondern das System als Ganzes betrachten.

Pragmatische Umsetzung im Mittelstand

Für KMUs bedeutet das nicht, sofort ein neues Framework mit allen seinen Prozessen und Dokumentationsanforderungen einzuführen. Es geht um Pragmatismus – also darum, die Grundprinzipien zu verstehen und schrittweise umzusetzen: Ganzheitlichkeit, Kundenfokus, Agilität und Mut zur Veränderung.
Abteilungsübergreifende Teams, die von Projektstart an zusammenarbeiten, sind ein erster Schritt. Nicht mehr Einzelpersonen aus Produktmanagement, Mechanik, Elektronik und Software, die nacheinander ihre Teile liefern, sondern ein Team, das gemeinsam die Anforderungen definiert und die Lösung entwickelt. Ziele, die sich am Kundennutzen orientieren, nicht an Disziplin-Grenzen. Schnittstellen, die früh geklärt werden, statt erst in der Integrationsphase aufzutauchen, wenn die Kosten für Änderungen schon hoch sind und zu teilweise erheblichen Zeitverzögerungen führen.
Software spielt dabei eine zentrale Rolle – und das ist für viele Mittelständler immer noch eine Umstellung. Lange Zeit wurde Software als notwendiges Übel oder als reiner Kostenfaktor gesehen, als etwas, das man am Ende "dranbaut". Doch heute prägt Software das gesamte Nutzererlebnis. Sie bestimmt, wie leicht ein Produkt zu bedienen ist, wie einfach Wartung und Instandhaltung sind, wie flexibel es auf neue Anforderungen reagieren kann. Das bedeutet nicht, dass jede:r Mechaniker:in jetzt programmieren lernen muss. Aber es bedeutet, dass alle Beteiligten verstehen müssen, wie ihre Disziplin zum Gesamtsystem beiträgt.

Der erste Schritt

Ein gutes Beispiel für diesen Ansatz ist das Käpsele-Festival in Freiburg, wo es sicherlich viele Beispiele für Innovationen zu sehen geben wird, die dem Gedanken der integrierten Produktentwicklung von cyberphysischen Systemen folgen. Unser Ansatz beleuchtet einen anderen Aspekt: An unserer Erlebnisstation machen wir es im wahrsten Sinne des Wortes "erlebbar", welchen Einfluss unser Mindset auf die Innovationsfähigkeit unserer Unternehmen haben kann! Denn für eine veränderte Arbeitsweise braucht es auch eine Bereitschaft und jede:r Einzelne muss den eigenen Mehrwert und Beitrag dazu erkennen. Genau diese Denkweise braucht der Mittelstand. Nicht als revolutionäre Umwälzung, sondern als schrittweise Veränderung der Arbeitsweise. Es geht darum, Veränderung als Chance zu sehen und bisherige Arbeitsweisen zu hinterfragen.
Der Einstieg muss nicht radikal sein. Es reicht, mit einem Pilotprojekt zu beginnen, ein konkretes Problem anzugehen und ein Team aus Mechanik, Elektronik und Software zusammenzubringen. Ihnen die Freiheit zu geben, neue Wege auszuprobieren, und aus den Ergebnissen zu lernen. Systems Engineering ist kein Allheilmittel, aber es bietet einen Rahmen, der Disziplin und die Bereitschaft erfordert, alte Denkmuster zu hinterfragen. Wir können weiterhin mit viel Fleiß und jeder Menge Abstimmungsrunden versuchen, die Projekte auf Kurs zu halten. Doch die Erfahrung zeigt: Wer den Schritt wagt, wird mit Produkten belohnt, die nicht nur technisch funktionieren, sondern echten Kundennutzenbieten,n und das ist am Ende der entscheidende Wettbewerbsvorteil.