Die Laborautomatisierung befindet sich in einer Phase tiefgreifender Transformation. Automatisierte Systeme sind für Forschung, Diagnostik und Life-Science-Anwendungen längst unverzichtbar. Entsprechend wächst die Nachfrage stetig. Gleichzeitig geraten Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – vom Vertrieb über Entwicklung und Produktion bis hin zum Service – unter Druck. Kunden erwarten Lösungen, die exakt auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind – schnell, individuell und zu wettbewerbsfähigen Preisen.
Diese Entwicklung eröffnet Chancen, erhöht aber zugleich den Druck auf die Unternehmen. Denn der Trend zur Individualisierung bringt eine zentrale Herausforderung mit sich: Mit jeder zusätzlichen Produktvariante steigen interne Komplexität und Kosten. Viele Unternehmen bewegen sich damit in einem Spannungsfeld zwischen externer Vielfalt und interner Effizienz: Einerseits gilt es, eine breite Marktabdeckung mit kundenspezifischen Anforderungen zu ermöglichen, andererseits müssen die End-to-End-Prozesse entlang der Wertschöpfungskette so gestaltet sein, dass sie beherrschbar und wirtschaftlich tragfähig bleiben.
Aufzeichnung von der Smart Variant.CON 2026 (24. Juni 2026, Berlin)
In seiner 20-minütigen Solution Study zeigt Dirk Beckmann am Beispiel der Laborautomatisierung, warum nicht der Kundenbedarf komplex ist – sondern die Art, wie Unternehmen ihn bedienen. Entlang von WHY, HOW und WHAT erklärt er, wie Modularität äußere Vielfalt von innerer Komplexität entkoppelt, warum CTO der strategische Übergangspunkt zwischen Standardisierung und Individualisierung ist (STO · CTO · CTO+ · ETO) und was sich in Produkt, Prozess, IT-Landschaft und Organisation ändern muss, damit aus Modularität profitables Wachstum wird.
Zwischen Standard und Sonderlösung: Das Skalierungsdilemma von SKU, CTO+ und ETO
Während Configure-to-Order Plus (CTO+) und Engineer-to-Order (ETO) maßgeschneiderte Lösungen ermöglichen, sind sie auf Dauer nur begrenzt skalierbar. Mit jedem neuen Auftrag steigt der Aufwand entlang der Wertschöpfungskette überproportional. Die daraus entstehenden Speziallösungen binden wertvolle Entwicklungsressourcen – und lassen sich meist nicht auf andere Kunden übertragen. Das Gegenstück dazu sind standardisierte Stock-Keeping-Units (SKU) in Form von Fertiglösungen. Sie ermöglichen hohe Skalierbarkeit und Effizienz, decken jedoch nur begrenzte Marktbedürfnisse ab – während CTO+- und ETO-Lösungen durch höhere Preise und Kundennähe überzeugen, aber weniger skalierbar sind.
Die erste Abbildung schafft ein gemeinsames Vokabular und definiert die vier Business Transactions: SKU, CTO, CTO+ und ETO.
Abbildung 1: Die vier Business Transactions SKU, CTO, CTO+ und ETO
Die zweite Abbildung zeigt, wie sich entlang des End-to-End-Prozesses der Anteil kundenanonymer Entwicklung gegenüber auftragsbezogenem Engineering verschiebt – und dass mit CTO+/ETO sowohl Projektrisiko als auch Durchlaufzeit steigen. Zugleich geraten kundenspezifische Lösungen zunehmend unter Preisdruck – Kunden vergleichen sie immer häufiger mit standardisierten Produkten, obwohl sie deutlich mehr Entwicklungsaufwand erfordern.
Abbildung 2: Kundenanonyme und kundenspezifische Entwicklung im End-to-End-Prozess
Der Ausweg: Modulare Produktarchitekturen und Configure to Order (CTO)
Das Kernprinzip modularer Produktarchitekturen ist einfach: Eine klar strukturierte Modulbasis mit standardisierten Schnittstellen bildet die Grundlage für eine Vielzahl möglicher Varianten.
Wie bei Lego entstehen aus einer begrenzten Zahl von Bausteinen unzählige Konfigurationen.
Konkret heißt das in der Laborautomatisierung: Die Vielfalt entsteht marktgetrieben auf Modulebene, während die Schnittstellen als feste Leitplanken die Architektur schlank halten. So lässt sich eine breite Marktabdeckung mit einer einzigen, konsistenten Basisarchitektur realisieren – und das, ohne jedes Mal neu entwickeln zu müssen.
Der wahre Hebel modularer Architekturen zeigt sich in ihrer Skalierbarkeit:
- Wiederverwendung statt Neuentwicklung: Module werden einmal kundenneutral entwickelt und anschließend in unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt. Neue kundenspezifische Anforderungen fließen – wann immer möglich – als generische Erweiterungen in den Baukasten ein. So wächst die Zahl möglicher Kundenlösungen, ohne dass Entwicklungsaufwand oder Ressourceneinsatz proportional steigen.
- Mehr Aufträge ohne längere Lieferzeiten: Da Individualisierung durch Konfiguration statt durch Neuentwicklung entsteht, bleiben Angebots- und Lieferzeiten selbst bei wachsender Auftragszahl stabil. Das Ergebnis: mehr Kundenaufträge in kürzerer Zeit.
- Teileeffizienz durch modulare Struktur: Standardisierte Schnittstellen ermöglichen die Wiederverwendung von Komponenten über Module hinweg. Die Teilevielfalt sinkt, Stückzahlen pro Komponente steigen – Beschaffung, Lagerhaltung und Montage werden effizienter.
- Schnellere Marktreaktion und geringeres Projektrisiko: Neue Anforderungen lassen sich durch das Hinzufügen oder Austauschen einzelner Module umsetzen, ohne bestehende Systeme anzutasten. So sinken Integrationsaufwand, Fehleranfälligkeit und Time-to-Market.
Am Ende bedeutet diese Skalierbarkeit mehr als nur Effizienz: Sie schafft die Grundlage für profitables Wachstum – weil steigende Vielfalt nicht länger automatisch steigende Kosten bedeutet.
Das folgende Diagramm verdeutlicht, wie sich die verschiedenen Business Transactions – ETO, CTO+, CTO und SKU – in Bezug auf Komplexität und Individualisierungsgrad unterscheiden. Während ETO und CTO+ für kundenspezifische Sonderentwicklungen mit hoher Komplexität stehen und SKU vollständig standardisierte Produkte abbildet, markiert CTO den entscheidenden Übergangspunkt: Es verbindet die beiden Welten von Standardisierung und Individualisierung.
Abbildung 3: Individualisierungsgrad und Komplexität der Business Transactions – CTO als Übergangspunkt
Modularität bildet nicht nur das Fundament für beherrschbare Vielfalt, sondern auch den Ausgangspunkt für strategische Entscheidungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
In der Fertigung wird besonders deutlich, wie eng Produktarchitektur und Produktionsstrategie miteinander verknüpft sind.
Global Manufacturing Footprint: Fertigungsstrategien im Kontext modularer Architekturen
Bisher stand die modulare Produktarchitektur im Mittelpunkt: Sie bildet die Grundlage dafür, wie Vielfalt marktgetrieben auf Modulebene entsteht und wie interne Komplexität durch standardisierte Schnittstellen beherrschbar bleibt. Damit Modularität jedoch in der Praxis ihre volle Wirkung entfalten kann, muss sie mit der passenden Fertigungsstrategie verknüpft werden.
Zentral ist dabei der Zusammenhang zwischen den Business Transactions (SKU, CTO, CTO+, ETO) und den entsprechenden Fertigungsstrategien (MTS, ATO, MTO):
- Make-to-Stock (MTS): Fertige Endprodukte werden auf Lager produziert. Diese Strategie ist schnell und kosteneffizient, eignet sich jedoch ausschließlich für standardisierte SKUs.
- Assemble-to-Order (ATO): Module werden kundenunabhängig vorproduziert und erst nach Auftragseingang konfiguriert und endmontiert. Sie ist die ideale Fertigungsstrategie für CTO und modulare Produktarchitekturen, da sie Effizienz und Kundennähe verbindet.
- Make-to-Order (MTO): Die Fertigung startet erst nach Auftragseingang. Das bietet maximale Flexibilität, geht aber mit langen Lieferzeiten und höherer Planungs- und Engineering-Komplexität einher.
Abbildung 4: Fertigungsstrategien MTS, ATO und MTO je Business Transaction
Ein Schlüsselfaktor bei Assemble-to-Order ist der Customer Decoupling Point – also der Moment, an dem der Prozess von der kundenneutralen zur kundenspezifischen Wertschöpfung übergeht.
Best Practice zeigt: Je später dieser Punkt liegt, desto höher ist die Effizienz. Standardisierte Prozesse bis zur Endmontage sichern Wiederholbarkeit und Stabilität, während die Individualisierung erst am Ende – durch Konfiguration – erfolgt.
Der Customer Decoupling Point legt fest, wann die Individualisierung in der Wertschöpfung beginnt. Genauso entscheidend ist jedoch die Frage, wo die Module gefertigt werden und mit welcher Fertigungstiefe. Beim Aufbau einer modularen Produktarchitektur ist es daher ein zentraler Eckpfeiler, die Module entlang der drei Achsen Operational Excellence, Customer Intimacy und Product Leadership zu strukturieren. Daraus ergibt sich der Global Manufacturing Footprint – also die Zuordnung, an welchen Standorten welche Module gefertigt werden und mit welchem Schwerpunkt.
- Operational Excellence: Module mit geringer Varianz, hoher Automatisierbarkeit und großem Volumen – ideal für zentrale, standardisierte Fertigungen.
- Customer Intimacy: Module mit hoher Varianz und arbeitsintensiven Prozessen, die sich nur schwer automatisieren lassen. Ihre Fertigung erfolgt häufig an Standorten mit wettbewerbsfähigen Kostenstrukturen und hoher Flexibilität.
- Product Leadership: Module mit hoher Innovationsdichte und besonderem Technologieanspruch. Sie benötigen spezialisierte Fertigungslinien sowie die Nähe zu Forschung und Entwicklung.
Damit wird die modulare Produktarchitektur zum Leitfaden für die Supply-Chain-Strategie. Standardisierte Hochvolumen-Module lassen sich in zentralen, hochautomatisierten Fertigungen bündeln. Variantenreiche und arbeitsintensive Module werden in kostenoptimierten Strukturen abgebildet, während Premium-Module mit hohem Innovationsgrad an spezialisierten Standorten entstehen, die über das notwendige technologische Know-how und die Nähe zu Forschung und Entwicklung verfügen.
Doch Modularität endet nicht in der Fertigung. Auch in der digitalen Abbildung der Wertschöpfungskette spielt sie eine zentrale Rolle – insbesondere in den zugrunde liegenden Prozessen und Systemen.
Digital Thread statt Datensilos: So wird Modularität skalierbar
Damit Modularität ihre Wirkung in der Praxis entfalten kann, braucht es eine durchgängige digitale Abbildung – ein konsistentes Datenmodell, das Entwicklung, Vertrieb und Fertigung über den gesamten Lebenszyklus hinweg verbindet.
Im Zentrum steht der Digital Thread: Er verknüpft Produktarchitektur, Prozesse und Systeme zu einem durchgängigen Informationsfluss und macht so Vielfalt beherrschbar.
Seine wichtigsten Bausteine sind:
- PDM (Product Data Management): Hier werden Produktstrukturen, Module und Varianten gepflegt.
- ERP (Enterprise Resource Planning): Steuert Planung, Fertigung und Logistik.
- CPQ (Configure, Price, Quote): Übersetzt Kundenanforderungen in konkrete Angebote und Stücklisten.
- ALM (Application Lifecycle Management): Sichert Konsistenz und Nachvollziehbarkeit in der Entwicklung.
Das folgende Diagramm zeigt, wie sich die Systemrelevanz je nach Business Transaction unterscheidet.
Abbildung 5: Systemrelevanz von ALM, PDM, CPQ und ERP je Business Transaction
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Bei SKUs dominiert das ERP – standardisierte Abläufe stehen hier im Vordergrund.
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Bei CTO ist die enge Verzahnung von PDM, CPQ und ERP entscheidend, um Varianten effizient zu konfigurieren.
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Bei CTO+ und ETO liegt die Datenhoheit zunehmend bei PDM und ALM, da Entwicklungs- und Konstruktionsdaten im Mittelpunkt stehen.
Diese Zuordnung beschreibt allerdings Idealtypen. In der Praxis verschwimmen die Grenzen häufig – insbesondere in regulierten Branchen wie der Medizintechnik. Dort kann selbst die Fertigung standardisierter SKUs stark ALM-getrieben sein, weil strenge Zulassungs- und Dokumentationsanforderungen eine lückenlose Nachvollziehbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus erzwingen.
Trotz dieser branchenspezifischen Unterschiede gilt grundsätzlich: Jede Business Transaction folgt einem eigenen Datenmodell und erfordert eine spezifische Systemarchitektur – vom voll integrierten ERP-Prozess bis zum PDM-getriebenen Engineering-Workflow.
Erst wenn diese Systemlandschaften gezielt aufeinander abgestimmt sind, entsteht ein konsistenter End-to-End-Prozess, der Vielfalt beherrschbar macht und Wachstum profitabel ermöglicht.
So wird Modularität nicht nur zum Produktprinzip, sondern zum digitalen Rückgrat der Organisation – dem verbindenden Element zwischen Produkt-, Prozess- und Systemwelt.
Great – but How? Optimierung oder Transformation
Hier schließt sich der Bogen: Great, but how? Wirkung entsteht, wenn Modularität nicht als Einzelprojekt, sondern als unternehmensweite Arbeitsweise verstanden wird – als abgestimmtes Zusammenspiel von Product, Process, IT-Landscape und Organization.
Abbildung 6: Das CTO-Operating-Model – Zusammenspiel von Product, Process, IT-Landscape und Organization
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Product: Eine modulare Produktarchitektur mit standardisierten Schnittstellen, hoher Teileeffizienz und klaren Konfigurationsregeln bildet die stabile Basis der Vielfalt.
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IT-Landscape: Ein konsistentes, je Business Transaction abgestimmtes Datenmodell und die im CTO zentrale Verzahnung von PDM, CPQ und ERP wirken als digitale Enabler.
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Process: Value-Based Selling im Vertrieb, standardisierte Schnittstellen im Innovationsprozess und klare Leitplanken für Teile-Neuanlagen sichern Effizienz und Wiederholbarkeit.
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Organization: Klare Strukturen (z. B. Modul- oder Plattform-Owner), definierte Regeln (Variant Governance) und gelebte Verhaltensanker: Führung verankert Modularität im Alltag, Teams werden durch Training und Mentoring befähigt.
Im Artikel standen vor allem Product und IT-Landscape im Fokus. Der nachhaltige Effekt entsteht jedoch erst, wenn auch Process und Organization konsequent mitgezogen werden. Unternehmen sollten bewusst prüfen, an wie vielen Stellschrauben gleichzeitig gedreht werden muss – und ob es sich um eine gezielte Optimierung oder um eine umfassende Transformation handelt, bei der Portfolio, Prozesse, Systeme und Organisation neu ausgerichtet werden.
So wird Modularität vom Produktprinzip zum Rückgrat der Organisation: Sie macht Vielfalt beherrschbar, Prozesse wiederholbar und Wachstum profitabel – und verbindet Marktführerschaft mit echter Kundennähe.
Ob der Ansatz wirkt, zeigen messbare Ergebnisse: ein wachsender CTO-Anteil am Umsatz, kürzere Lead-to-Ship-Zeiten, eine sinkende Teilevarianz bei gleichzeitig größerer Marktabdeckung, fallende Fehler- und Qualitätskosten bei steigender Marge sowie eine deutlich verkürzte Time-to-Market für neue Varianten und Anwendungen.
Fazit: Modularität ist kein reines Engineering-Thema, sondern ein Geschäftsmodell-Upgrade. Wenn Product, Process, IT-Landscape und Organization gemeinsam auf Configure-to-Order ausgerichtet werden – unterstützt durch klare Governance, einen belastbaren Digital Thread und eine Führung, die den Wandel aktiv gestaltet –, wächst Vielfalt, ohne dass Komplexität explodiert. Genau darin liegt der Weg zu skalierbarem, profitablem Wachstum in der Laborautomatisierung.
