Doktorarbeit und Forschungsaufenthalt am MIT

Zugrundeliegendes Forschungsprojekt

Olivers Doktorarbeit trägt den Titel "The incorporation of flexibility into products at their early development stage to cope with lifecycle uncertainties - The case of electric vehicle battery packs". Sie basiert auf dem industriellen Forschungsprojekt P2-Opti, das sich mit der Optimierung von Antriebsstrangsystemen über deren gesamten Lebenszyklus befasste. Das Projekt wurde von der AVL List GmbH initiiert und von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert. Als wissenschaftlicher Partner untersuchte das IIM insbesondere Maßnahmen zur Bewältigung von Unsicherheiten und Änderungen durch die Produktgestaltung. Die Projektlaufzeit war von Mai 2017 bis April 2021.


Themenstellung

Die Entwicklung von Produkten, die über ihren gesamten Lebenszyklus einen erhöhten Nutzen für relevante Stakeholder bieten, erfordert Ansätze, welche die Bewältigung von Unsicherheiten und Änderungen proaktiv verbessern. Plötzliche Anforderungsschwankungen in der Entwicklungsphase, Unterbrechungen der Lieferkette in der Produktionsphase, unbekannte Betriebsbedingungen, und strengere Recyclingvorschriften in der End-of-Life-Phase repräsentieren einige Beispiele dafür. Systematische Designüberlegungen bereits in einem frühen Entwicklungsstadium ermöglichen dabei die geforderte Flexibilität effektiv und effizient in die betroffenen Produkte zu integrieren. Entsprechenden Ansätzen aus der Literatur fehlt es entweder an einer praktischen Anwendbarkeit oder einer ganzheitlichen Perspektive. Daher ist es das Ziel von Olivers Doktorarbeit, eine mögliche Integration geeigneter Flexibilität im frühen Entwicklungsstadium von Produkten zur Bewältigung von kritischen Unsicherheiten und Änderungen während deren gesamten Lebenszyklus aufzuzeigen. Um dieses Ziel in einem praktischen Kontext zu erreichen, wurde ein entsprechender "Design for Lifecycle-Flexibility"-Leitfaden entwickelt. Basierend auf einer Fallstudie bei der AVL List GmbH als interdisziplinäres Engineering-Unternehmen wendeten mehrere Experten die einzelnen Schritte dieses Leitfadens an einem praktischen Anwendungsfall über Batteriepacks für Elektrofahrzeuge an. Aufgrund der tiefgreifenden Transformationen, die vor allem durch die aufkommende E-Mobilität verursacht werden, ist die Automobilindustrie derzeit von einem hohen Maß an Unsicherheit geprägt. Innerhalb der Antriebsstrangsysteme, die mit schwerwiegenden Störungen und Druck auf die EBIT-Marge konfrontiert sind, wurden die Batteriepacks als relevanteste Elemente identifiziert. Bei der Bewertung von potenziellen Vorteilen durch die Anwendung des Leitfadens in einem frühen Entwicklungsstadium erwarteten die beteiligten Industrieexperten eine erhebliche Senkung der Lebenszykluskosten. Da heutzutage verschiedene Branchen von Unsicherheiten betroffen sind, bietet die Untersuchung zusätzlicher Produkte interessante Möglichkeiten.

Forschungsaufenthalt am MIT

Im Rahmen seiner Doktorarbeit hatte Oliver auch die einzigartige Gelegenheit zu einem Forschungsaufenthalt am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA. Er lernte dabei viele beeindruckende Persönlichkeiten kennen und sammelte neue Erfahrungen in der außergewöhnlichen Atmosphäre einer weltweiten Spitzenuniversität. Besonders die Gespräche mit seinem externen Betreuer Prof. Richard de Neufville als weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Flexibilisierung von Systemen erwiesen sich als eine wertvolle Unterstützung. Prof. de Neufville ist vor allem für Innovationen in der Ausbildung von Ingenieur*innen bekannt. Er war auch der Gründungsvorsitzende des MIT Technology and Policy Program und veröffentlichte zahlreiche Studien über Systems Engineering.