Daniel Thiele

Die Identifizierung und Bewertung von Technologie-Gaps Eine Integration strategischer Planungsinstrumente aus makround mikroökonomischer Ebene

disserta Verlag

Daniel Thiele Die Identifizierung und Bewertung von Technologie-Gaps: Eine Integration strategischer Planungsinstrumente aus makro- und mikroökonomischer Ebene ISBN: 978-3-95425-039-4 Herstellung: disserta Verlag, Hamburg, 2015 Covermotiv: © carlosgardel – Fotolia.com

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Hiermit möchte ich mich bei meiner Familie, bei meinen Freunden und bei all denjenigen bedanken, die mich bei der Erstellung dieser Arbeit unterstützt haben.

Alle verbliebenen Fehler sind allein mein Versäumnis.

Kurzreferat Im Rahmen der vorliegenden Studie wird ein Vorgehensmodell entwickelt, mit dessen Hilfe Unternehmen in besonders technologieintensiven Branchen befähigt werden, Unterschiede bzw. Lücken zwischen ihrer Forschungs- und Entwicklungsstrategie sowie ihrer im Einsatz befindlichen Technologien und dem globalen Forschungs-, Innovations- und Technologiestand zu identifizieren und zu bewerten. Eine besondere Herausforderung liegt in der Zusammenführung existierender strategischer Planungsinstrumente auf Unternehmensebene mit länderübergreifenden, eher global ausgerichteten Ansätzen und Theorien mit dem Zweck, die Entwicklung eines Unternehmens bzw. bestimmter Unternehmenskennzahlen möglichst verlässlich voraussagen zu können. An die einleitende Beschreibung der Ausgangssituation schließt sich eine theoretische Betrachtung ausgewählter Planungswerkzeuge für strategische Fragestellungen an. Diese zielt darauf ab, ein möglichst gut geeignetes Werkzeug für die hier zu bearbeitende Themenstellung auszuwählen. Im Anschluss daran erfolgt die Entwicklung einer eigenen Methodik in Anlehnung an die theoretischen Grundlagen des gewählten Planungswerkzeuges. Diese Vorgehensweise wird daraufhin in den zwei Hauptschritten der Identifizierung und Bewertung praktisch angewandt. Eine abschließende Zusammenführung der Ergebnisse soll schließlich dazu dienen, die gewonnenen Erkenntnisse dieser Arbeit einerseits zu analysieren und zu bewerten. Andererseits sollen diese als Grundlage für die Einleitung

weiterführender

Schritte,

Entwicklungsstrategien, dienen.

wie

bspw.

die

Anpassung

der

Forschungs-

und

Abstract In the context of the present study a methodology is to be developed to enable organizations in highly technology intensive branches to identify and to evaluate gaps between their research and development strategy as well as their currently applied technologies in comparison to the current global states of research, development and innovations. One of the major challenges in this context is bringing together existent strategic planning tools at the corporate level and cross nationally, rather globally oriented approaches and theories with the purpose of drawing up a reliable forecast of business development or business key figures respectively. The description of the initial situation is followed by an analysis of different theoretical approaches of planning tools used for answering various strategic questions, with the objective to select the tool which fits the theme of identifying and evaluating technology-gaps best. Thereafter, a new methodology is to be developed in accordance with the theoretical fundamentals of the chosen tool. Subsequently, this procedural model will be applied practically to the issued theme in the two main steps of identification and evaluation. Finally, a concluding summary of the results will be provided in order to analyze and evaluate the outcomes of this study. In addition, these results should be the basis for introducing continuative steps, e.g. the modification of the firm’s research and development strategy.

Inhaltsverzeichnis I.

Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................... 9

II.

Tabellenverzeichnis ............................................................................................................. 11

III. Formelverzeichnis ............................................................................................................... 12 IV. Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................................ 13

1.

2.

3.

Einleitung.............................................................................................................................. 1 1.1.

Zielstellung .............................................................................................................................. 1

1.2.

Aufbau der Arbeit ................................................................................................................... 2

Ausgangssituation – Beschreibung des Projektumfelds und der beteiligten Institutionen ........ 4 2.1.

Zielstellung und Grenzen des Forschungsprojektes ................................................................ 4

2.2.

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. ............................. 6

2.3.

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Magdeburg ......................... 7

2.4.

Das Unternehmen (anonymisiert)........................................................................................... 8

2.5.

Die Regulierungsbehörde (anonymisiert) ............................................................................... 9

Grundlagen der strategischen Unternehmensplanung .......................................................... 11 3.1.

Die Begriffe „Strategie“ und „strategische Planung“ ............................................................ 11

3.2.

Frühaufklärung, Prognosen und Zukunftsstudien ................................................................. 18

3.2.1.

Frühaufklärung ............................................................................................................. 18

3.2.2.

Prognosen ..................................................................................................................... 20

3.2.3.

Zukunftsstudien ............................................................................................................ 23

3.3.

Vorstellung ausgewählter Instrumente zur Analyse des strategischen Umfelds................... 25

3.3.1.

Szenario-Technik........................................................................................................... 27

3.3.2.

SWOT-Analyse .............................................................................................................. 34

3.3.3.

(Technologie-)Portfolio-Analyse ................................................................................... 37

3.3.4.

Gap-Analyse.................................................................................................................. 42

4.

Entwicklung einer eigenen Methodik zur Identifizierung und Bewertung von Technologie-Gaps......................................................................................................... 53 4.1.

Verständnis des Begriffs auf internationaler Ebene (Vereinte Nationen) ............................. 53

4.2.

Verständnis des Begriffs auf internationaler Ebene (Theorie nach Gandolfo u.a.) ............... 56

4.3.

Verständnis des Begriffs auf internationaler Ebene (Theorie nach Castellacci, Verspagen und Fagerberg) ............................................................................................................................. 60

4.4.

Verständnis des Begriffs im Rahmen dieser Arbeit ............................................................... 65

4.5.

Entwicklung eines Vorgehensmodells zur Identifizierung und Bewertung von TechnologieGaps ...................................................................................................................................... 65

5.

6.

Technologie-Gap-Identifizierung – Teil 1: Anfertigung einer Gap-Analyse.............................. 69 5.1.

Mikro-Analyse ....................................................................................................................... 69

5.2.

Makro-Analyse ...................................................................................................................... 70

5.3.

Korrelationsanalyse............................................................................................................... 72

5.4.

Regressionsanalyse ............................................................................................................... 75

5.5.

Trendextrapolation ............................................................................................................... 78

Durchführung der Technologie-Gap-Analyse – Teil 2: Bewertung von Technologieforschungsund Entwicklungsprojekten .......................................................................................... 86 6.1.

Vorstellung des CTA-Modells ................................................................................................ 86

6.2.

Entwicklung eines mehrdimensionalen Bewertungsmodells in Anlehnung an das CTAModell ................................................................................................................................... 89

6.3.

Vorstellung eines Microsoft Excel-basierten Werkzeuges zur Evaluation von Forschungsund Entwicklungsprojekten................................................................................................... 94

6.4.

7.

Beschreibung der Vorgehensweise der Evaluation im Rahmen von Expertenrunden .......... 96

Technologie-Gap-Bewertung ............................................................................................... 99 7.1.

Auswertung der Projektevaluation ....................................................................................... 99

7.1.1.

Projektübergreifende Auswertung der Evaluationsergebnisse..................................... 99

7.1.2.

Kriterien-spezifische Auswertung der Evaluationsergebnisse .................................... 101

7.1.3.

Kriterien-übergreifende Auswertung der Evaluationsergebnisse ............................... 102

7.1.4.

Kritische Einordnung sonstiger Auswertungsmöglichkeiten ....................................... 103

7.2.

7.2.1.

Bewertung auf operativer bzw. strategischer Ebene .................................................. 104

7.2.2.

Bewertung auf interner bzw. externer Ebene............................................................. 106

7.3.

8.

Bewertung von Technologie-Gaps ...................................................................................... 104

Handlungsempfehlung ........................................................................................................ 108

Fazit ...................................................................................................................................111

Literaturverzeichnis ...................................................................................................................114

Anhang ...................................................................................................................................123

I.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1, Übersicht der Phasen des Forschungsprojektes ............................................................... 5 Abbildung 2, Geschäftsmodell der Fraunhofer-Gesellschaft (Eigene Darstellung) ................................. 6 Abbildung 3, Ausrichtung und Planungszeiträume strategischer und nicht-strategischer Planungsaufgaben (Quelle: Eigene Darstellung) ............................................................ 14 Abbildung 4, Charakteristische Eigenschaften der strategischen Planung (Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Spengler53) ............................................................................................ 15 Abbildung 5, Etappen der strategischen Planung und Einordnung der vorgestellten Planungsinstrumente130 ................................................................................................... 26 Abbildung 6, Szenario-Trichter mit Zielprojektionen und Zwischenprojektion mit Störereignis155 ...... 30 Abbildung 7, Erweiterter Szenario-Trichter (Eigene Darstellung) ......................................................... 31 Abbildung 8, SWOT-Analyse (Eigene Darstellung) ................................................................................ 35 Abbildung 9, Vorgehensweise zur Erstellung eines Technologie-Portfolios(McKinsey-Matrix)............ 40 Abbildung 10, Typische Darstellung einer Gap-Analyse ....................................................................... 44 Abbildung 11, Produkt-Markt-Matrix und Z-Strategie .......................................................................... 46 Abbildung 12, Gap-Analyse inklusive der Beiträge der Ansoff-Strategietypen zur Reduzierung der strategischen Lücke .......................................................................................................... 49 Abbildung 13, Anzahl an Patenten je Mio. Einwohner in ausgewählten Ländern ................................ 57 Abbildung 14, Eigene Darstellung der Technologie-Gap (nach Auffassung der Theorien von Gandolfo und Posner) ...................................................................................................................... 58 Abbildung 15, Prinzipdarstellung der Möglichkeiten der Wissensübertragung in Abhängigkeit der Größe der identifizierten (Technologie-)Gap351 ............................................................... 62 Abbildung 16, Vorgehensmodell zur Identifizierung und Bewertung von Technologie-Gaps (Eigene Darstellung)...................................................................................................................... 67 Abbildung 17, Ergebnis der Gap-Analyse (Prognose der Entwicklung des EBITDA in Mio. LW bis 2020) .......................................................................................................................... 84 Abbildung 18, CTA-Modell.................................................................................................................... 88 Abbildung 19, Modifiziertes CTA-Modell zur Bewertung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten ..................................................................................................... 89 Abbildung 20, Übersicht der Bewertungskriterien für FuE-Projekte auf Interner Ebene ..................... 91 Abbildung 21, Bildung der Bewertung des Kriteriums „Strategic Fit“ auf Grundlage von weiteren Strategierichtungen ......................................................................................................... 91 Abbildung 22, Übersicht der Bewertungskriterien auf Externer Ebene ................................................ 92 Abbildung 23, Projektspezifisches Tabellenblatt (Eigene Darstellung) ................................................. 95

Abbildung 24, Analyse- und Bewertungsblatt (Eigene Darstellung) ..................................................... 96 Abbildung 25, Ablauf des Projektbewertungsverfahrens (Eigene Darstellung) .................................... 97 Abbildung 26, Beispielhafte Gegenüberstellung zweier Projekte (Netzdiagramm, eigene Darstellung).................................................................................................................... 100 Abbildung 27, Beispielhafter Vergleich zwischen Kriterien (strukturelle Analyse, grafisch, eigene Darstellung).................................................................................................................... 103 Abbildung 28, Zukunftstechnologien im Energiesektor (Eigene Darstellung in Anlehnung an Zappa)461 ........................................................................................................................ 110

II.

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1, Übersicht der Ausgaben für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten laut Gesetz 999127 ... 9 Tabelle 2, Gegenüberstellung strategischer und nicht-strategischer Planungen ................................. 16 Tabelle 3, Grundtypen der Zeitreihenprognose und der jeweils am besten geeigneten Berechnungsverfahren ..................................................................................................... 23 Tabelle 4, Schrittfolge der Szenario-Technik ........................................................................................ 28 Tabelle 5, Gütekriterien von Szenarien ................................................................................................ 29 Tabelle 6, Beschreibung und qualitative Einstufung der Strategien der Produkt-Markt-Matrix .......... 47 Tabelle 7, Übersicht der wissenschaftlichen Studien und Modelle zur Bewertung von TechnologieGaps zwischen Ländern .................................................................................................... 63 Tabelle 8, Übersicht der in Geschäftsberichten veröffentlichten Kennzahlen ..................................... 70 Tabelle 9, Übersicht der für die Makro-Analyse herangezogenen Kennzahlen sowie deren Herkunft 71 Tabelle 10, Interpretation der Höhe des Korrelationskoeffizienten ..................................................... 73 Tabelle 11, Ergebnis der Korrelationsanalyse für ausgewählte Kennzahlen......................................... 74 Tabelle 12, Übersicht der Typen der Regressionsanalyse sowie deren zugehöriger Regressionsgraden ........................................................................................................... 76 Tabelle 13, Übersicht der ermittelten Determinationskoeffizienten nach Art der Regressionsanalyse .......................................................................................................... 77 Tabelle 14, Ergebnisse der Prognose des EBITDA (Angaben in Mio. LW) mittels Trendextrapolation und CAGR ......................................................................................................................... 79 Tabelle 15, Ergebnisse der Prognose des EBITDA (Angaben in Mio. LW) für das Basisgeschäft sowie das Potenzielle Basisgeschäft ........................................................................................... 83 Tabelle 16, Beispielhafte Gegenüberstellung zweier Projekte (tabellarisch, eigene Darstellung) ...... 100 Tabelle 17, Beispielhafter Vergleich zwischen Projekten (Gesamtpunktzahl und -Rang sowie Durchschnittsrang, eigene Darstellung) ......................................................................... 101 Tabelle 18, Beispielhafter Vergleich zwischen Kriterien (strukturelle Analyse, tabellarisch, eigene Darstellung).................................................................................................................... 102 Tabelle 19, Bewertung der Technologie-Gaps hinsichtlich ihrer Größe im operativen und strategischen Bereich (eigene Darstellung).................................................................... 105 Tabelle 20, Bewertung der Technologie-Gaps hinsichtlich ihrer Größe nach interner und externer Perspektive (eigene Darstellung) ................................................................................... 106

III.

Formelverzeichnis

Formel 1, Regressionsformel ............................................................................................................. 78 Formel 2, CAGR ................................................................................................................................. 78 Formel 3, Hurwicz-Regel ..................................................................................................................... 81 Formel 4, mod. Hurwicz-Regel ........................................................................................................... 82

IV.

Abkürzungsverzeichnis

BAFE

Bruttoinlandsaufwendungen für Forschung und Entwicklung

BERD

Business Expenditure for Research and Development (eng. für „Unternehmensinvestitionen in Forschung und Entwicklung“)

BIP

Bruttoinlandsprodukt

BRICS-Staaten Bezeichnung für die Anfangsbuchstaben der in der Gruppe zusammengefassten Länder Brasilien, Russland, Indien, China und (seit 2011) Südafrika (ehemals „BRICStaaten“, damals ohne Südafrika) CAGR

Compound Annual Growth Rate

CTA

Comprehensive Technology Assessment

EBITDA

Earnings Before Interests, Taxes, Depreciation and Amortization

EFTA

Europäische Freihandelsassoziation

EL

Effect Level (Betrachtungsebene im Rahmen des CTA-Modells)

EU

Europäische Union

FhG

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

FuE

Forschung und Entwicklung

GDP

Gross Domestic Product (engl. Abk. für BIP)

GERD

Gross Domestic Expenditure for Research and Development (GERD) (engl. Abk. für BAFE)

GUS

Gemeinschaft Unabhängiger Staaten

GWh

Gigawattstunde

IEA

International Energy Agency

IFF

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Magdeburg

IFRS

International Financial Reporting Standards

KKP$

Kaufkraftparität in US Dollar

LDCs

Less Developed Countries (engl. für „Am wenigsten entwickelte Länder“)

LW

anonymisierte Währungeinheit

NIE

Newly Industrialized Economies

NIS

Nationales Innovationssystem

OAL

Operational Assessment Level (Betrachtungsebene im Rahmen des CTA-Modells)

PM

Projektmanagement

R&D

Research and Development (engl. für „Forschung und Entwicklung“)

SGE

Strategische Geschäftseinheiten

SGF

Strategische Geschäftsfelder

Triade

EU, USA und Japan

UN

United Nations (engl. für „Vereinte Nationen“)