Innovationsmanagement in der Werkstoffentwicklung

Der Einsatz neuer Werkstoffe eröffnet wesentliches Entwicklungspotential in den Schlüsseltechnologien, wie z.B. dem Maschinen- und Fahrzeugbau und der Elektrotechnik. Sie ermöglichen völlig neue Produktkonzepte und -designs, weshalb sie von Maine und Garnsey (2007), S. 60. als „enabling technologies“  bezeichnet werden. Um bei den zukunftsweisenden Technologien im Bereich Energie, Transport und Biotechnologie u. a. wettbewerbsfähig zu bleiben, ist Deutschland auf die Entwicklung von Werkstoffen mit verbesserten Eigenschaften unter der Mitwirkung von Unternehmen, Forschungsinstituten und Universitäten angewiesen. Die materialbezogenen Innovationsprozesse betreffen die Entwicklung des Materials, die Entwicklung von Prozessen zu dessen Verarbeitung und die Entwicklung neuer Produkte, die von den neuartigen Eigenschaften des Materials profitieren. Ein Zusammenspiel zahlreicher Naturwissenschaften, wie der Chemie, Metallurgie und der Physik bildet die Wissensbasis der Innovationsprozesse. Ein Beispiel, das die Bedeutung von Werkstoffinnovationen in der heutigen Zeit sehr gut herausstellt, sind biokompatible Materialien, die zusammen mit dem 3D-Druck Verfahren die Herstellung von Implantaten mit herausragenden Eigenschaften ermöglichen.

Um für diese Arbeit einen Bezugsrahmen zu schaffen, werden in Abschnitt 2.1 die wichtigsten Begriffe des Innovationsmanagements diskutiert und inhaltlich abgegrenzt. In Abschnitt 2.3 wird der Erfolg von Innovationen besprochen und zur Gewährleistung der Nachvollziehbarkeit der Auswahl der Erfolgsindikatoren für die empirische Studie dieser Arbeit in Abschnitt 2.3.2 Kennzahlen aufgezeigt und kritisch betrachtet, die es ermöglichen, den Erfolg von Innovationsprojekten zu bewerten. In Bezug auf das Forschungsziel werden anschließend in Abschnitt 2.3.3 Faktoren identifiziert, die den Erfolg von Neuproduktentwicklungen beeinflussen. Da die Datenbasis aus staatlich geförderten Kooperationsprojekten besteht, wird das Abschnitt 2.2 der Kooperation und das Abschnitt 2.4 der staatlichen Forschungsförderung gewidmet.

Dem Management von Innovationen im Werkstoffbereich sollte deshalb spezielle Beachtung geschenkt werden, weil Werkstoffe auf diesem Feld eine besondere Tragweite haben. Musso (2004), S. 17 ff., nennt vier Punkte, die diese Besonderheit zum Ausdruck bringen und in dieser Ausprägung in anderen Industrien nicht vorhanden sind.

Zunächst werden in Abschnitt 4.1 das Programm und die Details zur Förderung vorgestellt. Zur Analyse der basierend auf Projekten dieses Förderprogramms erstellten Datenbasis wird neben der Korrelationsanalyse ein Test auf Gruppenunterschiede vorgenommen und das Instrument der Strukturgleichungsmodellierung auf seine Anwendbarkeit hin getestet. Die Grundlagen dazu werden in Abschnitt 4.4 erläutert. Die zu untersuchenden Hypothesen werden in Abschnitt 4.2, unter Zuhilfenahme der in den Kapiteln 2 und 3 dargestellten theoretischen Zusammenhänge, aufgestellt. In Abschnitt 4.3 erfolgt die Erklärung zur Erstellung und Aufbereitung der Datenbasis, der Auswahl der Erfolgsfaktoren und -indikatoren, sowie deren Messung und die Aufstellung des Messmodells. Das Abschnitt 4.5 stellt zunächst die übersichtliche Aufarbeitung des Datenmaterials und daraus erkennbare erste Zusammenhänge vor. Darauf folgt die Überprüfung der Hypothesen durch Korrelation und Mittelwertanalyse. Die Analyse des erarbeiteten Strukturgleichungsmodells erfolgt in Abschnitt 4.5.2. Anschließend wird die Methodik dieser Arbeit in Abschnitt 4.6 diskutiert, bevor mit dem Kapitel 5, welches die wichtigsten Ergebnissen der Untersuchung und damit eine Zusammenfassung der Arbeit, die Beantwortung der Forschungsfragen, sowie Anregungen für weitere Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet enthält, der Abschluss erfolgt.

In dieser Arbeit wurde der Erfolg von staatlich geförderten Werkstoffinnovationsprojekten des WING-Rahmenprogramms untersucht, die in den Jahren 2004–2008 eine Förderung erhielten. In den sechs Handlungsfeldern Leichtbau, nanotechnologische Werkstoffkonzepte, ressourceneffiziente Werkstoffe, intelligente Werkstoffe, bionische Werkstoffe und elektromagnetische Funktionswerkstoffe waren das im angegebenen Zeitraum 167 Projekte.