Forschung und Entwicklung

Ingenieure bei der Forschung und Entwicklung bei Mercedes Benz Research Development North America (MBRDNA), hier der 2013 eröffnete Standort San Francisco.

Bei Forschung und Entwicklung (kurz F+E, FuE, F&E oder (seltener) FE, englisch Research and Development (R&D)) kann es sich, je nach Inhalt und Aktivität, um reine Forschung, Grundlagenforschung, anwendungsorientierte Forschung und/oder die ingenieurtechnische Entwicklung eines Geräts, Produkts, Systems oder Prozesses handeln.

Der Begriff wird häufig für beides verwendet, obwohl es sich nicht um dasselbe handelt. Bei manchen Vorhaben spielt die Entwicklung noch keine Rolle. Das Gleiche gilt für die Herstellung. Ein praktisches Beispiel dafür ist die Strategic Defense Initiative (SDI), ein reines Forschungsprogramm im Bereich der Rüstung. Das System wurde nie produziert oder in Betrieb genommen, sondern nur als Idee und Konzept erforscht.

Organisationen und Unternehmen weltweit betreiben Forschung und/oder Entwicklung in unterschiedlichem Umfang, um Erkenntnisse zu gewinnen oder Produkte oder Dienstleistungen zu erforschen, zu entwickeln oder bestehende weiterzuentwickeln. Die weltweiten Ausgaben (Investitionen) für Forschung und Entwicklung liegen im Milliardenbereich. Siehe auch die Liste der Länder nach Ausgaben für Forschung und Entwicklung.

Definition

In der Literatur finden sich unterschiedliche Definitionen des Begriffes „Forschung & Entwicklung“, die jedoch im Wesentlichen die gleichen Merkmale beinhalten. Eine mögliche Definition ist: Forschung und Entwicklung umfasst alle planvollen und systematischen Aktivitäten auf der Basis wissenschaftlicher Methoden, deren Ziel der Erwerb neuen Wissens ist. Dabei ist „neu“ in Bezug auf die jeweilige organisatorische Einheit, z. B. Produktion, zu verstehen.

Kooperationen zwischen Hochschulen und Industrie

Die verstärkte Kombination von Forschung und Entwicklung ist einerseits für Hochschul-Institute ein neuer Weg zur Beschaffung von Drittmitteln, indem sie Kooperationen mit Unternehmen vereinbaren. Andererseits sehen Unternehmen mehr Zukunftschancen, wenn sie sich auf langfristigere Forschungsthemen einlassen. Bei einer zu intensiven Kombination geht dies, falls dies möglich ist, zu Lasten einer Grundlagenforschung.

Es wird jedoch eine Verknüpfung der beiden Bereiche Forschung und Entwicklung angestrebt, um Innovationen zu fördern. Ein Beispiel hierfür ist das Interuniversity Microelectronics Centre (imec), eine industrienahe Großinstitution, die sich der Forschung zu den Themen Halbleitertechnologie und Mikroelektronik widmet. Aufgrund seiner Größe agiert das Institut wie ein eigenständiges Unternehmen, ist jedoch ein Wissenszulieferer für Halbleiterhersteller wie ASML.

Die Forschung und Entwicklung ist in manchen Organisationen oder Unternehmen ein eigenständiger Bereich und – abhängig von der Betriebsgröße – entweder durch ein Vorstandsmitglied vertreten oder bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der Unternehmensführung unterstellt.

Arten

Folgende Teilsegmente der Forschung & Entwicklung sind zu unterscheiden:

Betriebliche Forschung

Betriebliche Forschung ist die systematische Suche nach neuen, im Unternehmen nutzbaren Produktionsverfahren und neuen Technologien. Sie ist sehr risikobehaftet, weil sie Kosten auslöst, die möglicherweise nicht zu marktreifen Produkten beitragen.

• Die Grundlagenforschung sucht nach neuen Erkenntnissen, ihr wirtschaftlicher Nutzen ist für ein Unternehmen jedoch ungewiss. Sie ist mittel- bis langfristig ausgelegt und strebt keine Anwendung oder Umsetzung an.
• Die angewandte Forschung (auch Zweckforschung) verfolgt hingegen eine zielgerichtete wirtschaftliche Nutzung und ist auf praktische Anwendung oder Umsetzung ausgerichtet, wobei sie verbraucherbezogene Probleme lösen soll.

Produktentwicklung

Die Produktentwicklung sucht durch Konstruieren und Vorentwicklung nach der Erschaffung neuer Produkte oder verbessert bestehende Produkte. Ein erzielbarer wirtschaftlicher Nutzen ist hier hochwahrscheinlich.

• In der Endstufe der Neuentwicklung handelt es sich um vermarktungsfähige Produkte/Dienstleistungen, die am Markt absolut oder relativ neu sind.
• Eine Weiterentwicklung liegt vor, wenn bereits bestehende Produkte oder Dienstleistungen technisch oder wirtschaftlich verbessert werden.

Experimentelle Entwicklung

Die experimentelle Entwicklung besteht aus systematischen Arbeiten, welche die Erkenntnisse aus Forschung und Praxis im Hinblick auf die Herstellung neuer Materialien, Produkte oder Verfahren nutzen. Ziel ist in der Regel die Entwicklung neuer Produktionsprozesse, Produktionsverfahren oder Dienstleistungssysteme bzw. die erhebliche Verbesserung bestehender Verfahren.

Gliederung der F&E

Hinsichtlich ihres Anwendungsbezuges können Forschung und Entwicklung in vier Funktionen gegliedert werden, die sich nur unscharf voneinander abgrenzen lassen und sich zumeist im Rahmen eines einzelnen F&E-Projektes überlappen.

Grundlagenforschung

Ziel der Grundlagenforschung ist die Gewinnung neuer Erkenntnisse und Erfahrungen, ohne dabei grundsätzlich auf einen direkten praktischen Nutzen abzuzielen. Vielmehr soll die Wissensbasis erweitert werden, d. h., es sollen Theorien und Gesetzeshypothesen entworfen und überprüft werden, um damit die Grundlage für anwendungsorientiertes Wissen zu schaffen. Da die Ergebnisse der Grundlagenforschung oft nicht geschützt oder wirtschaftlich genutzt werden können, ist sie nur äußerst selten Gegenstand privatwirtschaftlicher Bemühungen. In der Regel findet die Grundlagenforschung in Hochschulen statt, aber auch in anderen Institutionen wie beispielsweise der Max-Planck-Gesellschaft und teilweise der Fraunhofer-Gesellschaft.

Technologieentwicklung

Die Technologieentwicklung befasst sich mit der Gewinnung und Weiterentwicklung von Wissen und Fähigkeiten, deren Ziel die Lösung praktischer Probleme mit Hilfe der Technik ist. Dabei bedient sie sich der Ergebnisse der Grundlagenforschung, des anwendungsorientierten Wissens sowie praktischer Erfahrungen. Das Ziel ist hierbei der Aufbau und die Pflege technologischer Leistungspotentiale bzw. technologischer Kernkompetenzen, die direkte praktische Anwendungen ermöglichen. Der Begriff der Technologieentwicklung ist damit in etwa mit dem Begriff der angewandten Forschung in den Natur- und Ingenieurwissenschaften gleichzusetzen.

Vorentwicklung

Bei der Vorentwicklung geht es um die Vorbereitung der serien- und marktorientierten Produktentwicklung. Neue Technologien werden auf ihre Umsetzbarkeit in Produkte und Prozesse geprüft. Produktkonzepte werden entworfen und Funktionsmuster gebaut. Die Vorentwicklung hat zum Ziel, das technische Risiko aus den Projekten zur Serien-/Marktentwicklung vorwegzunehmen. In der Vorentwicklung werden neue Wirkprinzipien aus der Forschung (nicht industriell) auf Übertragbarkeit auf das eigene Produktportfolio geprüft. Dabei erfolgt eine Konzentration auf anspruchsvolle, risikoreiche Bauteile oder Produkte, die einer schnellen und weitgehend sicheren Produkteinführung im Weg stehen.

Das Innovationsmanagement mit seiner strategischen Ableitung aus der Unternehmensstrategie ist in der Vorentwicklung beheimatet. Mit einem systematischen Ideenmanagement, unter Anwendung von Kreativitätstechniken wirkt die Vorentwicklung auf das gesamte Unternehmen ein, um neue Produktideen zu generieren. Sogenannte Innovations-Scouts halten Kontakte zu relevanten externen Netzwerk-Partnern, um relevante technologische Veränderungen frühzeitig zu monitoren.

Produkt- und Prozessentwicklung

In dieser letzten Phase werden alle bisher geschaffenen Potentiale (Wissen, Fähigkeiten, Prozesse, Produkt-Prototypen) in konkrete, absatzfähige Produkte bzw. Prozesse umgesetzt. Das Ziel ist die Markteinführung eines neuen oder veränderten Produktes.

Finanzierung und Rechnungswesen: Forschungsquote

Die Finanzwirtschaft hat den Kapitalbedarf für Investitionen in F&E-Sachanlagen, Betriebsmittel und Personal bereitzustellen. Diese verursachen die Kostenarten Abschreibungen, Material-, Wartungs- und Reparaturkosten und Personalkosten, die als Forschungs- und Entwicklungskosten zusammengefasst werden. Als betriebswirtschaftliche Kennzahl errechnet sich hieraus die Forschungsquote.

F&E-Organisationen

Weltweit gibt es Tausende zivile und militärische Organisationen, die in Forschung und Entwicklung tätig sind. Hier einige bekannte Beispiele:

Deutschland

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (als bedeutendste länderübergreifende Forschungsorganisation zur FuE-Förderung an deutschen Hochschulen)
• Fraunhofer-Gesellschaft
• Leibniz-Gemeinschaft
• Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren
• Max-Planck-Gesellschaft (MPG)

Weitere Länder

• Niederländische Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung

Siehe auch

• Entwicklungsdienstleister
• Innovationsmanagement
• Liste der Länder nach Ausgaben für Forschung und Entwicklung
• Liste der deutschen Bundesländer nach Ausgaben für Forschung und Entwicklung
• Projektmanagement / Programmmanagement
• Roadmap
• Schlüsseltechnologie
• Spitzentechnologie
• Technologiemanagement
• Vorbereitungswettbewerb
• Wissenschaftliche Arbeit

Literatur

• Richard C. Dorf: The Technology Management Handbook. CRC Press, 1998, ISBN 978-1-003-04004-0, doi:10.1201/9781003040040 (englisch). 
• Günter Specht, Christoph Beckmann, Jenny Amelingmeyer: F&E-Management: Kompetenz im Innovationsmanagement. 2. Auflage. Schäffer-Poeschel, Stuttgart 2002, ISBN 978-3-7910-1726-6. 

Weblinks

Commons: Forschung und Entwicklung – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Forschung und Entwicklung im Katalog der Deutschen Nationalbibliothekpb