Fischflosse greift Flasche

Sie scheinen sich auszuschließen, die Begriffe „kreativ“ und „systematisch“. Doch wenn in einem Kreativworkshop begeistert Paper-Prototypen umgesetzt werden und in weniger als vier Monaten ein neuartiges Greiferkonzept entsteht, scheint die Symbiose gelungen. 

Symbiose ist ein gutes Stichwort. Denn in dem Entwicklungsprojekt zur Bachelorarbeit von Maximilian Weinzierl ging es darum, sich der Wissenschaft Bionik zu bedienen. Sich also von Mutter Natur inspirieren zu lassen. Ein Ansatz, der im unternehmerischen Umfeld vielerorts noch Seltenheitswert hat. Und bereits hier beginnt die Verknüpfung von Kreativität mit systematischem Vorgehen. Bevor der Blick auf die Biologie gerichtet werden konnte, musste Maximilian mit einem interdisziplinären Projektteam ein tiefgreifendes Verständnis für das zugrundeliegende Problem entwickeln: Flaschen werden aktuell über steife Klammern transportiert, die am Flaschenhals zupacken. Diese Klammern passen jedoch nur auf bestimmte Formate. Dadurch existieren mittlerweile mehr als 500 verschiedene Varianten, die in den Maschinen häufig umgerüstet werden müssen. Und das in einer Zeit, in der Kunden mehr Flexibilität fordern und auf dem Markt variantenreichere Produktpaletten angeboten werden.

Im Rahmen des Projektes bedienten wir uns sowohl Methoden der Bionik, als auch agiler Ansätze: Nachdem das Problem, wie oben beschrieben, definiert wurde, gingen wir in die Ideenfindung über. Diese wurde von Design-Challenge und Kreativworkshop begleitet und stellte die Grundlage für das später im Projektverlauf betriebene Prototyping dar. Das gezielte Anwenden von agiler und bionischer Methodik stellte von Anfang an sicher, dass der Fokus auf die Problemstellung nicht zulasten der Kreativität ging.

Die agile Methodik ist neben biologischer Inspiration die zweite Besonderheit des Projekts und wurde in einem anderen Blogbeitrag bereits ausführlich beschrieben. „Normalerweise dauern Bionik-Projekte bis zu zehn Jahre“, erklärt der angehende Wirtschaftsingenieur Maximilian – „wir wollten herausfinden, ob man mit agilen Prozessen schneller zu einem Proof of Concept kommen kann.“ Zusammen mit seinen Kollegen Katarina Maihöfner und Benedikt Schröpf analysierte er schrittweise Phänomene bei Tieren und Pflanzen. Das Team führte viele Gespräche mit der betreuenden Biologin Kristina Wanieck von der Technischen Hochschule Deggendorf und mit Technikern aus Forschung und Entwicklung sowie den operativen Fachabteilungen bei Krones. Dabei tauchten unzählige Lösungsansätze auf, wurden diskutiert, evaluiert, dokumentiert und verworfen – von Oktopus-Saugnäpfen und Fischflossen über Origami-Muskeln bis hin zu Greifern, die an die tausend Härchen an den Füßen von Geckos imitieren. 

Teil des agilen Vorgehens war dabei auch, die Ideen immer wieder Außenstehenden zu präsentieren, um frühzeitig Feedback einholen und integrieren zu können. Bei einem Besuch im Krones eigenen Technikum konnte das Projektteam das Flaschenhandling an Testmaschinen beobachten. Am Ende wurden erste innovative Prototypen bereits an einen Roboter montiert.

Doch bevor es soweit war, stand noch die ausführliche Ideenfindungsphase an. Auch hier wurde Kreativität mit gezielter Methodik befördert: Während des Projekts luden die Entwickler ein interdisziplinäres Team aus Mitarbeitern und Führungskräften zu einem Kreativworkshop ein. Die Teilnehmer, zusammengesetzt aus unterschiedlichen Abteilungen, durften sich zunächst völlig frei Gedanken machen, wie man einen Behälter an Punkt A greifen und an Punkt B wieder abstellen könnte. Im zweiten Schritt setzte der Moderator bewusst Denkanstöße und zeigte Bilder und Mechanismen aus der Biologie. Die Teilnehmer wählten die besten Ideen aus, um sie in Teams weiter voranzutreiben. Am Ende war Fingerspitzengefühl gefragt, denn mit Schere, Kleber und allerlei Material sollten erste einfache Prototypen aus Papier erstellt werden. Die Erfahrung aus unterschiedlichen Disziplinen und Sparten half dabei, die Ideen an nur einem Tag präsentierfähig umzusetzen. Die Ergebnisse können sich jedenfalls sehen lassen:

In einer anschließenden Design-Challenge versuchte das Projektteam, die Ansätze weiter zu präzisieren. In den Fokus rückte dabei der bionische Fischflosseneffekt. Mit ihren Schwanzflossen aus Längsstrahlen mit dazwischen liegendem Bindegewebe können Knochenfische eine Art Kelle bilden. Mit ihr können sie Wasservolumen einschließen und nach hinten wegdrücken. Die Eigenschaft, sich an verschiedene Formen anzupassen, könne man für das flexible Umfassen von Flaschenhälsen adaptieren, so die Idee.

Die 4-Box-Methode, welche die Problembeschreibung gemäß ihrer Umgebung, Funktion, Spezifikationen und Leistung betrachtet, lieferte positive Ergebnisse dazu. Außerdem ließ das T-Chart, eine Gegenüberstellung von Biologie mit technischen Lösungen, sinnvolle Analogien vermuten.

Mit diesem positiven Feedback im Gepäck machte sich Maximilian daran, die ersten Prototypen auf Basis des Fischflosseneffekts zu entwickeln. „Nachdem die ersten Gehversuche mit Papiermodellen erfolgreich waren, wurde ich quasi zum Stammgast an unseren 3D-Druckern“, grinst Maximilian. Im Konstruktionsprogramm Solid Edge entstanden zahlreiche Modelle, die schrittweise gedruckt, getestet und verbessert wurden. Im Juli auf der Inhouse-Entwicklermesse „InnoDays“ war es dann soweit: Am Stand des F&E-Bereichs Emerging Technologies war der bionische Greifer zum ersten Mal im Dauereinsatz. Auf einen Roboterarm montiert und mit Druckluft gefüttert, sorgte er dafür, zuverlässig Getränke für Besucher abzufüllen.

Durch den Einsatz agiler Methoden dauerte es von der Definition des Problems bis zum einsatzfähigen Prototypen nur 14 Wochen. Am Ende steht ein innovativer neuer Ansatz für flexibles Flaschenhandling. Die namensgebende Agilität ist vor allem deshalb wichtig, weil überzeugende Ideen allein für die allseits geforderten Innovationen nicht genügen. „Neben Kreativität muss es dem Unternehmen auch gelingen, die Neuerungen schnell in den Markt einzuführen. Und das wird immer wichtiger – wir sehen schließlich immer kürzere Produktlebenszyklen“, mahnt Maximilian. So wird sein Projekt sicher nicht das letzte sein, das die vermeintlichen Gegensätze Kreativität und Systematik durch agiles Projektmanagement vereint.