Technologie-Roadmapping

Traditionelle Vorhersagemethoden greifen in Zeiten des dynamischen technischen Fortschritts, bei verkürzten Innovationszyklen sowie bei raschem sozialen Wandel immer weniger. Erfahrungen aus der Vergangenheit verlieren ihre Prognosekraft. Die Vorhersage- und Planungshorizonte schrumpfen. Gleichwohl erfordert jegliche Art der technologischen Zukunftsschau eine Langfristorientierung, sowohl hinsichtlich technologischer Entwicklungen als auch in Bezug auf deren Einbettung in den sozio-ökonomischen Kontext. Gerade in der Abschätzung und Bewertung des Wechselspiels von technologischen Entwicklungen und Umfeldfaktoren liegt eine der Hauptschwierigkeiten beim Technologie-Roadmapping. Die Methoden der Zukunftsforschung bieten hierbei eine wertvolle Unterstützung. Das differenzierte Instrumentarium von Herangehensweisen und Tools erleichtert eine klare Ausrichtung von Entwicklungspfaden auf einen fern in der Zukunft liegenden Zeithorizont, robust auch gegenüber variierenden Rahmenbedingungen. Eine solche methodisch gestützte Langfristorientierung liefert einen idealen Ausgangspunkt für das Technologie-Roadmapping. Denn wer keine Vorstellung über die Zukunft hat, worauf es technologisch sowie sozio-ökonomisch ankommen mag, wohin die Entwicklungen zielen und welche Herausforderungen zu meistern sind, dem fehlt letztlich ein zentrales Motiv, um die Weichen für technologische Entwicklungen auch längerfristig auszurichten.

Die verschiedenen Ansätze des Technologie-Roadmapping, wie sie in den folgenden Teilen dieses Buches vorgestellt werden, greifen i. d. R. auf die Kompetenz zurück, die innerhalb eines Unternehmens oder auch eines Unternehmensverbundes zur Beurteilung der mittelfristigen technologischen Entwicklung vorhanden ist. Ohne Zweifel ist es nützlich, diese durch Historie und unternehmerische Schwerpunktsetzungen vorgeprägten Einschätzungen mit externen Expertenmeinungen abgleichen zu können. Diese Möglichkeit eröffneten früher die Delphi-Berichte der Bundesregierung. Heute kann man auf diverse Quellen im Internet selbst zurückgreifen, die allerdings nur teilweise validiert sind – oder öffentlich zugängliche Foresight-Studien nutzen, wie z. B. den BMBF Foresight (Zyklus I oder II). Darin werden ein umfassendes Themenspektrum aus Wissenschaft, Forschung und Anwendung aufgegriffen und Einschätzungen zur Relevanz technischer oder gesellschaftlicher Themen oder zum Eintreffen wichtiger Durchbrüche erstellt. Zur unternehmensstrategischen Auswertung solcher Studien bedarf es einer geeigneten Vorgehensweise, welche Kernbestandteil eines professionellen Technologiemanagements werden sollte. Weitere Schritte wie der Bezug zur eigenen Arbeit (sogenanntes „sense-making“) und die Ableitung eigener Ziele oder Maßnahmen sollten von Anfang an mitgedacht werden.

Insbesondere in großen Unternehmen wird das Roadmapping zur Unterstützung der strategischen Planung eingesetzt. Vielfach bleiben allerdings Unklarheiten über den Weg der Erstellung und teilweise auch die konkreten Nutzungsmöglichkeiten der Roadmaps. An dieser Stelle setzt der vorliegende Beitrag an. Nach einer thematischen Einleitung und Einordnung des Roadmapping in den „Methoden-Werkzeugkasten“ der strategischen Planung wird ein empfehlenswertes Vorgehen beim Roadmapping dargestellt und erläutert (s. auch die Beiträge von Geschka, Schauffele und Zimmer sowie von Möhrle in diesem Buch). Für die strategische Planung im Unternehmen sind insbesondere Produkt- und Technologie-Roadmaps relevant. Der Prozess eines integrierten Produkt- und Technologie-Roadmapping wird umrissen, Aussagen über konkrete Nutzungsmöglichkeiten der Ergebnisse des Roadmappingprozesses und die Anwendung von Roadmaps in der FuE-Projektplanung, im strategischen Personalmanagement sowie ein Überblick zu weiteren Anwendungsfeldern schließen sich an. Den Abschluss bildet die Darstellung der wesentlichen Erfolgsfaktoren und Nutzenpotenziale.

Die verschiedenen Technologiestudien, wie sie vor allem in den 1960er- und 1970er-Jahren erstellt wurden, ermöglichen umfassende Prognosen weit in die technologische Zukunft. Sie basieren schwerpunktmäßig auf der Delphi-Methode und der Szenariotechnik. Für Unternehmen ist es sicherlich wichtig, diese wertvollen Einblicke in die generelle technologische Entwicklung auf das eigene Technologiemanagement herunterzubrechen. Für diese Konkretisierung bietet sich der durchdachte Einsatz explorativer Technologie-Roadmaps an. Sie liefern – ähnlich einer Straßenkarte – detailliertere Ansatzpunkte für die aktuelle Technologieplanung und -entwicklung von Unternehmen und sollten demzufolge als wichtige Ergänzung eines professionellen und innovationsorientierten Technologiemanagements eingesetzt werden. Technologie-Roadmaps veranschaulichen für spezifische Technologiefelder die Entwicklung von technologischen Anforderungen, Leistungs- und Verbreitungskennzahlen, die zeitliche Abfolge und das strukturelle Zusammenspiel von Einzeltechnologien sowie die zur Herstellung von Produkten erforderlichen Prozesstechnologien und Vorprodukte.

Das Technologie-Roadmapping tritt in den Unternehmen in vielen verschiedenen Varianten auf (siehe die Einführung von Möhrle und Isenmann in diesem Buch). Bei jeder Variante bedarf es eines Vorgehens, um künftige Technologien inhaltlich und zeitlich zu prognostizieren. Für diesen Zweck werden im folgenden Aufsatz Werkzeuge aus der Theorie des erfinderischen Problemlösens vorgeschlagen, insbesondere die Entwicklungsmuster technischer Systeme. Sie ersetzen herkömmliches kreatives Denken keineswegs, sondern ergänzen es und leiten es in Erfolg versprechende Richtungen. Im Verbund mit einer ebenfalls vorgestellten umfassenden Vorgehensweise für das Technologie-Roadmapping entfalten sie ihre volle Wirkung.

Mit zunehmender Verbreitung des Technologie-Roadmapping und einer ausgefeilteren methodischen Ausgestaltung steigt nicht nur die Attraktivität, Technologie-Roadmaps mit anderen betrieblichen Instrumenten zu verknüpfen, sondern auch diese als integrale Bestandteile in umfassendere Management-Ansätze einzubinden. Im folgenden Beitrag steht die durchgängige Unterstützung des Technologie-Roadmapping für das strategische Technologiemanagement im Vordergrund, insbesondere dessen Beitrag zur Planung und Steuerung in der betrieblichen Forschung und Entwicklung. Technologie-Roadmaps gerade für diesen Anwendungsfall zu nutzen, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, zumal sich Nachfrage, Produkte, Technologien sowie die Produktgestaltung dynamisch entwickeln, dabei zyklisch zu überlagern scheinen und deshalb nur durch ein methodisch sorgsam abgestimmtes Instrumentarium sinnvoll planbar, effizient zu steuern sowie wirksam zu kontrollieren sind. Hierzu schlagen die Autoren einen eigenen Ansatz zum Technologie-Roadmapping vor. Zur Einführung ihrer konzeptionellen Weiterentwicklung empfehlen sie ein praxisnahes Vorgehensmodell zum Technologie-Roadmapping in neun Schritten.

Unternehmen verschaffen sich durch Technologie-Roadmapping, wie es im Teil II dieses Buches vorgestellt wurde, eine mittel- bis langfristige Orientierung. Für die operative Steuerung betrieblicher Innovationen, also die kurzfristige Umsetzung, bedarf es eines zusätzlichen und an das Roadmapping anknüpfenden Instruments. Die wertvollen, aber oft schwachen Impulse und Signale, die vom Markt bzw. einer Technologie ausgehen, können dabei systematisch aufgenommen, bewertet und bis in die betriebliche Ressourcensteuerung für Forschung und Entwicklung hinein verwendet werden. Ein dafür geeignetes Instrument ist die Balanced Innovation Card, die in diesem Beitrag in ihrem Zusammenspiel mit Technologie-Roadmaps ausgeführt wird. Durch die konsequente Verbindung beider Instrumente lässt eine hohe Konsistenz zwischen strategischer Ausrichtung und operativer Umsetzung im Innovationsbereich erreichen.

Die Integration oder die zumindest frühzeitige gegenseitige Abstimmung von strategischer Geschäftsfeldplanung und Technologieplanung im Unternehmen wird empfohlen, weil die Produkte eines Geschäftsfeldes häufig auf Technologien basieren, die im Unternehmen angewendet werden. Technologien, die im Unternehmen erforscht und entwickelt werden, gehen früher oder später in Produkte oder Produktionsprozesse ein, wenn die Forschung und Entwicklung (FuE) gute Ergebnisse liefert. Zudem müssen Chancen und Risiken externer Technologieentwicklungen für bestehende und geplante Produkte geprüft werden. Häufige Handhabe in der Praxis ist jedoch eine Trennung von Geschäftsfeldplanung und Technologieplanung. Die Geschäftsfeldplanung wird vom Management bzw. den dazu installierten Stabsabteilungen aus betriebswirtschaftlicher und finanzorientierter Sichtweise durchgeführt. Technologieplanung wird oft in FuE-Abteilungen von Naturwissenschaftlern und Ingenieurenunter den Gesichtspunkten „Entwicklungspotenzial“ oder „technische Herausforderung“ gestaltet. Das Roadmapping kann eine frühzeitige Integration der beiden Teilbereiche ermöglichen und zur Zukunftssicherung des Unternehmens beitragen.

Für alle Verantwortlichen im Technologiemanagement ist es von großer Bedeutung, die Entwicklungsstränge und -potenziale sowie die internen und externen Einflüsse in einem Technologiefeld zu erkennen und zu bewerten. Technologie-Roadmaps stellen dazu ein bewährtes Instrument bereit, indem sie Vorgehensweisen für Prognosen technischer Entwicklungen bieten und die Ergebnisse grafisch darstellen. Die Erstellung von Technologie-Roadmaps ist jedoch mit hohem Aufwand und einer gewissen Unsicherheit verbunden, da sie häufig auf Expertenbefragungen basiert. Um diesen Unzulänglichkeiten zu begegnen, können auch andere Informationsquellen bei der Erstellung in Betracht gezogen werden. Patente, respektive Patentanmeldungen, bieten zu diesem Zweck ein besonderes Potenzial, denn sie informieren über das technische Wissen zum Zeitpunkt der Anmeldung. Im Besonderen stellen patentbasierte Fahrspurdiagramme durch die Verknüpfung bibliografisch und informetrisch ausgewerteter Patentdaten eine geeignete Methode dar, um die Erstellung von Technologie-Roadmaps zu unterstützen und zu vereinfachen. An einem Beispiel aus der Krantechnologie werden in diesem Beitrag die Potenziale von Fahrspurdiagrammen für die Erstellung von Technologie-Roadmaps verdeutlicht.

Technologie-Roadmaps ermöglichen Entscheidern in Unternehmen und anderen Institutionen, Entwicklungspfade von (Zukunfts-)Technologien zu prognostizieren und zu planen. Als visuelles Kommunikationsmedium stellt eine Roadmap die Entwicklung einer Entität über die Zeit dar und verknüpft die zur Erstellung benötigten Ressourcen und avisierten Märkte (siehe auch den einführenden Beitrag von Möhrle und Isenmann in diesem Buch). Die Informationen aus einer Technologie-Roadmap fließen als wichtiger Input in die Entscheidung über zukünftig zu nutzende Technologien und technologische Weiterentwicklungen ein, zudem sind sie von strategischer Bedeutung. Mit zunehmender Nutzung des Technologie-Roadmapping steigen zugleich die Anforderungen an eine effektive und effiziente IT-Unterstützung. Mag für einen einfachen Einstieg noch die verbreitete Desktop-Software ausreichen, bedarf es für einen tieferen und breiten Einsatz spezialisierter Software. Damit können die Hürden im Technologie-Roadmapping in vielen Teilen überwunden werden. Der vorliegende Beitrag stellt eine Roadmapping-Software vor, die Produkt- und Technologie-Roadmapping in einer integrierten Lösung verbindet und durch kollaborative Komponenten zahlreiche Herausforderungen bei der Nutzung in der Praxis zu meistern hilft.

Im Mittelpunkt des folgenden Beitrags steht die systemdynamische Methode, deren Vorzüge und Grenzen beleuchtet werden. Die systemdynamische Methode eignet sich vor allem zur Modellierung von Abhängigkeiten zwischen Faktoren, welche die technologische Entwicklung beeinflussen. Aufbauend darauf können sowohl die Diffusion von Innovationen abgeschätzt als auch Untersuchungen zur Verkürzung der Entwicklungszeit angestellt werden. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Vielfalt der systemdynamischen Arbeiten und demonstriert ihren Nutzen am Beispiel der Diffusion des Internet in Bayern.

Der vorliegende Beitrag diskutiert in Fortführung des Beitrags von Baier & Kohler aus den älteren Auflagen dieses Bandes, wie die Repertory-Grid-Technik zur Technikvorausschau eingesetzt werden kann. Zentraler Bestandteil des Einsatzes ist eine mehrstufige Befragung von Fachexperten aus Forschung, Entwicklung und Anwendung einer Schlüsseltechnologie, bei der es darum geht, deren Konstruktsysteme zu erfassen und zu vereinheitlichen. Die qualitativ geführten Interviews und quantitativen Bewertungen entlang möglicher Wertschöpfungs- bzw. Innovationsketten soll die Sicht der Forscher und Entwickler um anwendungsorientierte Sichten erweitern. Diskutiert werden Vor- und Nachteile des Einsatzes am Beispiel einer Technikvorausschau im Innovationsfeld ziviler Kleinst-Drohnen, also „ziviler unbemannter Luftfahrtsysteme unter 25 kg Startgewicht“.

Technologie‐Roadmapping ist eine etablierte Methode im Bereich der Strategieplanung und der Analyse von Zukunftspfaden. In Zeiten steigender Datenmengen heterogenen Ursprungs eröffnen sich auch für das Roadmapping neue Möglichkeiten zur Inputgenerierung. Einen wesentlichen Beitrag kann hier Text Mining leisten – bei der Erschließung bisher ungenutzter Daten, wie etwa Twitter, aber auch in der Aufbereitung großer Textmengen, beispielsweise von Zeitungsartikeln. Beide Datenquellen im Verbund ermöglichen tiefe Einblicke in sich wandelnde Kundenanforderungen und sich abzeichnende Nutzertrends. Hier knüpft der vorliegende Beitrag an und stellt mit dem Text Mining und darauf aufbauenden Auswertungsmöglichkeiten (Wordclouds, Netzwerkanalysen) einen neuen Lösungsansatz vor.

Mehr denn je ist es für Zulieferer der Automobilindustrie und des Maschinenbaus wichtig, grundsätzliche Umbrüche des Marktumfeldes frühzeitig zu erkennen und Innovationsvorhaben rechtzeitig anzustoßen. Ein professionelles Innovationsmanagement trägt dazu bei, solche Veränderungen zu erkennen und damit eine Grundlage für eine zielorientierte Steuerung der F&E-Budgets darzustellen. In einer global angelegten Mobilitätsstudie hat Schaeffler einen entsprechenden Roadmapping-Prozess angestoßen. Dieser Beitrag behandelt Modellierung, Ergebnisse sowie den anschließenden Umgang mit der Studie in einem technologiegetriebenen Unternehmen.

Die Leitung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) unterscheidet sich in Vielem von der Leitung großer Unternehmen. Das betrifft die Differenziertheit der Aufbauorganisation ebenso wie die Verfügbarkeit spezieller Abteilungen und Fachkräfte, die beispielsweise die strategische Planung zu verantworten haben. Das betrifft aber auch den Zugang zu Informationen, beispielsweise zu einem Social-Media-Monitoring, wo Großunternehmen oft und gerne auf spezielle Dienstleister zurückgreifen (siehe zu Alternativen den Beitrag von Kayser und Bierwisch in diesem Buch). Diese unterschiedlichen Rahmenbedingungen müssen auch im Technologie-Roadmapping reflektiert werden. Im folgenden Beitrag wird deshalb zunächst ein Konzept für KMU entwickelt, sodann eine dazu passende Methode vorgestellt und anhand von Praxisfällen deren Nutzen belegt.

Technologie-Roadmapping in der staatlich geförderten Forschungsplanung ist in der jüngeren Vergangenheit zu einem betriebswirtschaftlichen Instrument gereift, das kontinuierlich in unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten Anwendung findet. Die staatlichen Institutionen stehen dabei vor der Herausforderung, in bestimmten Zyklen Forschungsthemen über Roadmapping Aktivitäten zu hinterfragen, und ggf. durch neue Themen zu ersetzen oder zu ergänzen. Die Europäische Union ist als staatlicher Träger ein zentraler Koordinator für öffentlich geförderte Forschungsaktivitäten. Am Beispiel des von der Europäischen Union geförderten Technologie-Roadmapping-Projektes COMPANION („collaborative commerce in expanding value creating international networks“) wird deutlich, wie der Ansatz des Technologie-Roadmappings für die europäische Forschungsplanung konkret genutzt werden kann und welche Erfolgsfaktoren wirken. Die Erfahrungen aus dem Projekt zeigen, dass Technologie-Roadmapping sowohl zur Identifikation als auch zur Ausgestaltung vonHandlungsschwerpunkten innerhalb der europäischen Forschungsplanung einen Beitrag leisten kann.

Zweifelsohne handelt es sich bei Additiver Fertigung um ein Technologiefeld mit höchstem Zukunftspotential. Bereits heute suchen Unternehmen aus verschiedensten Branchen nach Erfolg versprechenden Anwendungen. Die Leistungsfähigkeit der einzelnen Technologien bleibt jedoch oft hinter den sehr hohen Erwartungen zurück. Im vorliegenden Beitrag präsentieren wir ein dreistufiges Vorgehen, das hilft, Anwendungen für Additive Fertigung in eine sinnvolle zeitliche Reihenfolge zu bringen. Dazu wird zunächst ein schlüssiges Zukunftsbild des Technologiefelds entwickelt. Im nächsten Schritt werden auf Basis dieses Zukunftsbildes Anwendungsideen durch Kreativitätsworkshops ermittelt. Für diese Anwendungsideen werden dann Anforderungen abgeleitet und es wird durch Expertenbefragungen abgeschätzt, wann die Anforderungen zukünftig erfüllt werden können.

Für viele Unternehmen ist das Technologie-Roadmapping ein Instrument, bei dem die Frage nach der Implementierung im Vordergrund steht. Doch hat ein Unternehmen erst einmal das Technologie-Roadmapping eingeführt, stellt sich die nicht minder wichtige Frage, wie dieses Instrument im Lauf der Zeit zu pflegen und zu aktualisieren sei. Dieser Frage geht der Autor der vorliegenden Fallstudie aus der Luftfahrttechnik nach, und er zeigt an diesem Fall, wie Umfeldeinflüsse wahrgenommen werden und in eine Aktualisierung der Technologie-Roadmap einfließen können. Handwerklich ausgereifte Technologie-Roadmaps lassen Raum für neue Trends und können einen wesentlichen positiven Einfluss auf die Unternehmensentwicklung ausüben, so das Fazit dieses spannenden Praxisbeitrags.

Technologie-Roadmapping ist ein Werkzeug, das auf unterschiedlichen institutionellen Ebenen angewendet werden kann. An vielen anderen Stellen in diesem Buch wird gezeigt, in welcher Weise es Führungskräften in Unternehmen helfen kann. Thoben und Eschenbächer belegen zudem mit ihrem Beitrag in diesem Buch, dass Technologie-Roadmapping auch im Rahmen von Forschungsprogrammen nützlich sein kann. Wie Technologie-Roadmapping darüber hinaus als strategisches Instrument von Regierungen eingesetzt werden kann, zeigt der folgende Beitrag, in dem sich die Autoren mit dem chinesischen Weg in die Zukunft auseinandersetzen. Die dabei vorgestellten Technologie-Roadmaps erlauben einen Blick in die Vorstellungswelt der chinesischen Analytiker und – aus fachspezifischer Sicht – die Ableitung passender Maßnahmen.

Seit rund 30 Jahren wird das Technologie-Roadmapping in Unternehmen und anderen Organisationen mit Erfolg angewandt. Trotz der geraumen Zeit in der Betriebsroutine gibt es vergleichsweise wenig aktuelle empirische Untersuchungen, die über den Tellerrand einzelner Fallbeispiele in Unternehmen oder Branchen schauen? Die Praxisstudie beleuchtet den aktuellen Stand in Deutschland, und hilft, den Schatz an Erfahrungen zu erschließen. Sie wirft ein Licht auf Einsatzbereiche und Inhalte von Roadmaps, auf die institutionelle Verankerung und die Organisation der Prozesse, von der Initiierung über die Erstellung bis hin zur Aktualisierung, Pflege und Verstetigung. Außerdem untersucht sie eingesetzte Informationsquellen, Methoden und Werkzeuge, und konsolidiert Herausforderungen und Fallstricke.

Viele Menschen haben dazu beigetragen, dass die vier Auflagen dieses Buch entstehen konnten. Die Herausgeber danken den Autoren für ihre Beiträge, die wesentliche Einzelfacetten des Roadmapping in helles Licht tauchen. Sie sind den Autoren auch dafür verbunden, dass in vielen Fällen Änderungsvorschläge und Überarbeitungsempfehlungen konstruktiv aufgenommen und umgesetzt wurden, so dass eine über die Einzelbeiträge weit hinausgehende ganzheitliche Sicht auf das Technologie-Roadmapping erzeugt werden konnte.