Die S-Kurve nach Richard N. Foster

Wann ist der optimale Zeitpunkt, um auf neuere Technologien umzusatteln?

Das erwartet Dich in diesem Beitrag: 

Richard N. Foster hat 1986 das Buch „Innovation – Die technologische Offensive“ veröffentlicht. Darin erklärt er das Modell der „S-Kurve“, das auf dem „Technologielebenszyklus“ nach Arthur D. Little basiert. 

In diesem Beitrag zeigen wir Dir, wie Du (unabhängig von Abschreibungszeiträumen und Arbeitsgewohnheiten) herausfindest, wann der Absprung für die nächste technische Modernisierung fällig wird. 

Dieser Blogbeitrag wurde am 01.07.2019 erstmals veröffentlicht und am 27.07.2021 überarbeitet. 

Kurz gesagt

Die S-Kurve dient dem strategischen Innovationsmanagement. Sie hilft, herauszufinden, wann eine Technologie keine weiteren Fortschritte mehr bietet. Sie unterstützt bei der Analyse, ob Kund:innen andere Wünsche und Bedürfnisse haben, die noch nicht oder nicht mehr von verfügbaren Technologien abgedeckt werden. Die vier Phasen der S-Kurve umfassen:

• Die Entstehungsphase: Eine neue Technologie entsteht durch Forschung und Entwicklung.
  
  
• Die Wachstumsphase: Das Produkt ist auf dem Markt; es werden erste kommerzielle Erfolge erzielt. 
  
  
• Die Reifephase: Ein neues Produkt ist mittlerweile nicht mehr aus dem Alltag der Menschen wegzudenken.
  
  
• Die Alterungsphase und die Ablösung: Es erscheint eine neuere, zeitgemäße Entwicklung auf dem Markt, die die alte Technologie ablöst. 

Weitere wichtige Begriffe der S-Kurve:

• Lock-in-Faktoren: Damit bezeichnet man Verschiebungen des oberen Teils der S-Kurve nach unten durch Umsetzungsrisiken, Ineffizienzen und Ressourcenmängel.
  
  
• Lock-out-Faktoren: Beschreiben Verschiebungen des oberen Teils der Kurve nach oben durch Anstrengungen, eine Ablösung der Technologie zu verhindern oder zu verzögern.
  
  
• Diskontinuität: Zwei Grafiken mit der S-Kurve spiegeln die alte und neue Technik wider. Es gibt eine Überschneidung der beiden Kurven; an diesem Punkt weist die neue Technologie noch eine geringere Leistung auf.

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Wie Du den richtigen Zeitpunkt zur Investition in eine neue Technologie findest

Du hast gefühlt gerade erst eine Menge Geld in die Hand genommen und in neue Technologien für Dein Unternehmen investiert. Diese mussten in einem längeren Prozess zunächst ausgewählt, bezahlt und anschließend implementiert werden. Bis sich dann alle dran gewöhnt hatten, ist weitere Zeit ins Land gegangen. Jetzt läuft es gut – aber: Wie lang wird das eigentlich so sein?

Die Vorgeschichte: Arthur D. Littles Technologielebenszyklus

Die weltweit erste Unternehmensberatung 🔗 Arthur D. Little hat ihre Wurzeln in einem chemischen Labor mit vielen Patenten aus Forschung und technischem Engineering. 

Technisches Engineering kommt auch in Arthur D. Littles Konzept des Technologielebenszyklus ins Spiel; diesem zufolge kann man die Lebensdauer einer Technologie in vier Phasen unterteilen: die Entwicklung der Anwendungsreife, die Erstanwendung der Technologie, die Verbreitung sowie die wachsende Technologieanwendung und zuletzt die Technologiereife beziehungsweise schließlich den Technologierückgang. Möglicherweise durchläuft eine Technologie allerdings nicht alle Lebenszyklen, sondern wird schon früher von einer anderen Technologie abgelöst.

Besondere Kennzeichen dieser Phasen lassen sich mit folgendem Beispiel verdeutlichen:

• Die Entstehungsphase: Eine neue Technologie entsteht durch Forschung und Entwicklung. So zum Beispiel der Personal Computer, der in den 1970er Jahren entwickelt wurde.
  
  
• Die Wachstumsphase: Das Produkt ist auf dem Markt; es werden erste kommerzielle Erfolge erzielt. Beim PC war das der Fall, als er außer für Firmen auch als Heimcomputer entwickelt und vermarktet wurde.
  
  
• Die Reifephase: Nahezu jedes Unternehmen oder jeder Haushalt besitzt nun mindestens einen PC; das Arbeiten ohne Computer wird zunehmend unvorstellbar.
  
  
• Die Alterungsphase und die Ablösung: Es erscheint eine neuere, zeitgemäße Entwicklung auf dem Markt, die die alte Technologie ablöst. Beim Beispiel des PCs sind das Laptops und vor allem Smartphones, die die vorrangige Marktposition übernehmen.

Die Weiterentwicklung des Technologielebenszyklus-Konzepts durch Richard N. Forster zur „S-Kurve“ 

Richard N. Forster hatte bereits an der sehr renommierten Yale University (New Haven/ USA) seinen B.S.- und seinen M.S.-Grad als Ingenieur erworben, als ihm  zusätzlich ein PhD-Titel verliehen wurde. Von 1973 bis 2004 arbeitete er bei McKinsey, der damals weltweit größten Unternehmens- und Strategieberatungsfirma. Er machte dort schnell Karriere und war ab 1982 als Senior Partner und Director tätig; in den Achtzigerjahren leitete er das Beratungsgeschäft im Bereich Technologiemanagement. 

In dieser Zeit erschien sein Buch unter dem Originaltitel „Innovation. The Attacker's Advantage" bei McKinsey, worin er die 🔗 S-Kurve als neues Prognoseinstrument des Technologielebenszyklus erläuterte. 

Wie funktioniert also diese S-Kurve?

Die S-Kurve dient dem strategischen Innovationsmanagement; sie zeigt an, wann eine Technologie keine bedeutenden Fortschritte mehr ermöglicht. So kann beispielsweise analysiert werden, ob die Kund:innen aktuell andere Wünsche und Bedürfnisse haben, die noch nicht (beziehungsweise nicht mehr) von der aktuell verfügbaren Technologie abgedeckt werden.

Die oben skizzierten vier Entwicklungsphasen des Technologielebenszyklus von Arthur D. Little werden bei der Analyse als Ausgangspunkt zugrunde gelegt, um den Verlauf der S-Kurve in Abschnitte zu unterteilen. Diese Phasen helfen zu erkennen, wann in die Entwicklung einer neuen Technologie investiert werden sollte, denn anhand des Kurvenverlaufs innerhalb der Abschnitte kann man mögliche Techniksprünge erkennen. Diese unterstützen das Unternehmen bei der strategisch-technischen Entscheidung, zu einer technologischen Neuerung zu wechseln oder eine solche zu entwickeln.

Der Verlauf der S-Kurve basiert auf der Annahme, dass eine Technik bezüglich ihres Weiterentwicklungspotentials irgendwann an technische Leistungsgrenzen stößt, die so nicht überwunden werden können, weswegen eine neue Technologie sie ablöst.

Der S-förmige Kurvenverlauf bezieht sich auf den Zusammenhang der Leistungsfähigkeit einer Technik mit dem dazugehörigen Forschungs- und Entwicklungsaufwand: Auf der x-Achse befindet sich typischerweise der nötige Aufwand für eine Technologie, während die y-Achse deren Leistung darstellt. 

Zu Beginn sind also sowohl der Aufwand als auch die Leistung relativ gering, später steigt die Leistung stark an, während der Aufwand noch einigermaßen gering bleibt. Die Steigung der Kurve beschreibt den Gewinn an Leistungsfähigkeit einer Technik durch einen zusätzlichen Aufwand an Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Während am Ende des Technologielebenszyklus der Aufwand immer größer wird, erhöht sich die Leistung jedoch nicht mehr signifikant.

Abb. 01: Die S- Kurve © Agile Sales Company GmbH 

Foster erklärt diese Verlaufsform in seiner Publikation „Innovation. The Attacker's Advantage" anhand eines Beispiels mit der Entwicklung eines künstlichen Herzens: Anfangs wurden dafür sehr viele Versuche durchgeführt, die jedoch nur wenig Erfolg hatten. Diese Versuche dienten primär dazu, neue Probleme aufzuzeigen, die im nächsten Versuch behoben werden sollten. 

Nachdem die meisten der so identifizierten Probleme behoben waren, hatte man künstliche Herzen entwickelt, die Versuchshunde längere Zeit am Leben hielten. Nun war die Entwicklung so weit gediehen, dass sie am Menschen angewandt werden konnte. Dabei traten jedoch neue Probleme auf; es wurde weiter geforscht und verbessert – und mit der Zeit verlängerte das künstliche Herz Menschenleben. Dieser Prozess ist mit der steilen Leistungssteigung der Fosterschen S-Kurve vergleichbar.

Soweit zur Theorie; Dennoch können Abweichungen entstehen. Dafür gibt es Gründe.

Die Abweichungen von der theoretischen Leistungskurve können durch sogenannte Lock-in- und Lock-out-Faktoren geschehen. Mit Lock-in-Faktoren bezeichnet man Verschiebungen des oberen Teils der S-Kurve nach unten durch Umsetzungsrisiken, Ineffizienzen und Ressourcenmängel. Die Lock-out-Faktoren hingegen sind Verschiebungen des oberen Teils der Kurve nach oben durch Anstrengungen, eine Ablösung der Technologie zu verhindern oder zu verzögern.

Besonders interessant wird die Beobachtung gegen Ende des Techniklebenszyklus

Ein wichtiger Aspekt ist der Faktor der Diskontinuität. Foster beschreibt ihn am Beispiel einer Taschenuhr: Sie war zu ihrer Zeit revolutionär, denn sie war die erste Uhr, die man ständig bei sich haben konnte. Zuvor dienten (außer Sonnenuhren) lediglich Turmuhren der Zeitangabe. 

Da die Taschenuhr anfangs noch sehr unförmig war, wurde stetig daran gearbeitet, sie kleiner zu machen. Dieses Ziel war irgendwann erreicht, kleiner zu werden brauchte sie also nicht mehr. Die Stellschraube „Wir bringen ein kleineres Modell auf den Markt.“ verlor also ihren Sinn als Marktvorteil. Es kam zu abnehmenden Erträgen. Infolgedessen kündigte sich eine neue Richtung der Entwicklung an: die Armbanduhr.

Wie wird der Techniklebenszyklus visualisiert?

In der Regel wird eine Grafik der S-Kurve mit zwei Graphen gezeichnet; diese stehen für die alte und die neue Technik. In der Mitte überschneiden sich die alte und die neue Technologie, wobei die neue eine geringere Leistung aufweist. Diese Überschneidung nennt Foster Diskontinuität.

Mit der Diskontinuität möchte Foster also ein besonderes Augenmerk auf Situationen lenken, in denen die Weiterentwicklung vorhandener Technologien am Ende ihres Lebenszyklus nur noch geringe Fortschritte mit sich bringt und neue Technologien bereits in der Entwicklung sind.

Abb. 02:  Leistungsfähigkeit der Technologie anhand der S- Kurve © Agile Sales Company GmbH 

Die Führungspersonen etablierter Unternehmen stehen dann vor der Herausforderung, die Entwicklung einer neuen Technologie und somit den Übergang auf eine neue S-Kurve rechtzeitig anzustoßen und zu bewältigen. Die Herausforderung, beispielsweise für Business Development Manager:innen, IT-Leiter:innen oder Produktentwickler:innen, liegt darin, dass die Entwicklung von etwas ganz Neuem unsicher ist, wogegen die alte Technologie ja noch beständig, wenn auch wahrscheinlich geringere Gewinne erzielt. 

Brechen die Gewinne mit der vorhandenen Technologie jedoch sehr stark ein, hat wahrscheinlich ein anderes Unternehmen eine Innovation auf den Markt gebracht. Dann kann es für den eigenen Absprung zu einer lohnenden Neuentwicklung zu spät sein.

Branchenfremde und neugegründete Unternehmen haben besonders gute Chancen, wenn etwa technische Veränderungen grundlegend sind, da Start-ups keine veralteten Produkte im Portfolio haben, die sie etwa zum „Festklammern“ an überholten Produkten verleiten.

Unsere Handlungsempfehlung

Um zu verhindern, von neuen Marktteilnehmern vom Markt katapultiert zu werden, sollten Unternehmen versuchen, den Verlauf ihrer eigenen S-Kurve so genau wie möglich zu skizzieren; nur so können sie die Grenze der Kurve berechnen. Aus dieser Kurve können wertvolle Erkenntnisse gezogen werden, die den Absprung zu einer neuen Technologie erleichtern.

„Wenn man die wichtigen Leistungsparameter definieren kann und den Fortschritt dieser Parameter in der Anfangsphase mit dem Aufwand für diesen Fortschritt vergleichen kann – und wenn man sich ein Bild davon verschafft, wo die Grenzen dieser Leistungsparameter liegen, dann hat man eine Basis, um vorherzusehen, um wie viel die gegenwärtigen Produkte noch verbessert werden können und welcher Einsatz nötig ist, um ein höheres Leistungsniveau zu erreichen.“ – Richard D. Foster

Wir empfehlen dir deshalb:

Versuche, für die Produkte der potentiellen Konkurrenz ebenfalls eine S-Kurve zu erstellen. Ziehe daraus Erkenntnisse über den Leistungsfortschritt, die Du zum Vorteil des eigenen Unternehmens nutzt.

Stelle sicher, dass Kapazitäten für das Business Management und die Weiterentwicklung Deiner Produkte gesichert sind. Fortschritte werden vor allem durch den Einsatz von Forschungsaufwand erzielt. Je steiler der Anstieg der S-Kurve ist, desto produktiver ist man. Zu berücksichtigen ist im Lebenszyklus Deiner Technologie, dass anfangs, vor dem Ertrag durch positive Resultate, ein erheblicher Einsatz zu leisten ist.

Stellt Dein:e Business Development Manager:in fest, dass sich die eigene Kurve dem Ende neigt, ist das der Moment, weitere Möglichkeiten zu finden, um den Kunden die gewünschte Leistung zu liefern. Vielleicht kannst Du bisher noch unentwickelte Technologien nutzen, die jedoch früher oder später die Gegenwärtige, die immer weniger Verbesserung annimmt, übertreffen kann?

Die Phasen der Diskontinuität können sehr chaotisch sein, weil kaum eine:r den Überblick über alle konkurrierenden neuen Technologien haben kann. Obendrein steht eine Technologie selten für sich alleine, da sie für gewöhnlich nicht die Bedürfnisse aller Kund:innen befriedigen kann. Es ist quasi natürlich, dass es mehrere S-Kurven gibt, da jede Technologie eine eigene hat; auch, wenn sich diese Technologien ähneln. 

Wie sieht es konkret in der Praxis aus? wie ist diese Zeit für die Entwicklung einer S-Kurve zu verbuchen?

Die S-Kurve wird oft im Projektmanagement als Kostenbasisplan (kumulative Kosten, Arbeitsstunden, Prozentsatz der Arbeit etc.) verwendet. So wird das Budget in zeitliche Einheiten unterteilt. Dadurch kann die Gesamtkostenentwicklung des Projektes gemessen, überwacht und gesteuert werden: Anfangs sind wenige Mitarbeiter:innen mit dem Projekt beschäftigt, es wird also nur wenig Budget verbraucht, und die Kurve ist recht flach. Später, wenn es zur Projektdurchführung geht, wird viel vom Budget verbraucht und die Kurve steigt. Gegen Projektende wird die Kurve wieder flacher, weil nur wenige Mitarbeiter:innen eingesetzt werden.

Nachteile des Modells

Das Modell von Foster ist branchenabhängig und kann leicht variieren. Dadurch können keine allgemeingültigen Entscheidungen auf Basis der S-Kurve getroffen werden. 

Die Leistungsfähigkeit einer Technologie ist nicht nur vom Markt, sondern auch von den an der Entwicklung beteiligten Personen oder Personengruppen abhängig. Das kann im Modell nicht abgebildet werden, sodass es eindimensional erscheint. Problematisch ist zudem, dass die Veränderungen des Marktes nicht berücksichtigt werden können.

Wie kann die Anwendung der S-Kurve konkret aussehen? Ein Beispiel soll verdeutlichen, welche Bedeutung rechtzeitige technische Innovation zum Erfolg eines Unternehmens beitragen kann.

Fallbeispiel ARM

Die Gewinnsteigerung des 🔗 Unternehmens ARM – einem zur japanischen Softbank gehörenden Anbieter von IP-Lösungen im Bereich der Mikroprozessoren – lag von 2010 bis 2011 laut eigenen Angaben bei mehr als einem Drittel.

• Wichtiger Erfolgsfaktor war die Architektur eines Chips, der wegen seines niedrigen Strombedarfs mittlerweile in nahezu jedem Handy oder Tablet auf dem Markt verbaut ist. Momentan stammen mehr als 75 Prozent aller eingebetteten Hauptprozessoren mit 32-Bit-Architektur von ARM.
  
  
• Bereits 1990 beschäftigte sich die Konkurrenz damit, die Mikroprozessoren leistungsstärker und schneller zu gestalten, wobei jedoch der Stromverbrauch außer Acht gelassen wurde.
  
  
• 2008 brachte das Unternehmen unter dem Namen „Atom“ eine eigene Prozessorarchitektur für Netbooks heraus. Nur zwei Jahre später veröffentlichten sie den ersten Atom-Prozessor unter dem Codenamen „Moorestown“, der sich auch für Smartphones eignet.

Selbst das etablierte Unternehmen Intel hat Schwierigkeiten, diese Technologie zu akzeptieren und selbst eine ähnliche oder bessere Technologie auf den Markt zu bringen. Das liegt daran, dass bei ihnen die Vorteile stromsparender Prozessoren lange Zeit unbeachtet blieben.

Fazit

Die „S-Kurve“ nach Richard N. Foster basiert auf Arthur D. Littles Konzept des Technologielebenszyklus. Sie ist ein wichtiges und hilfreiches Prognoseinstrument, um zu erkennen, wann das Ende der Effizienz einer neuen Technologie erreicht ist. Sie hilft aber auch, um die technologischen Produkte der Konkurrenz zu beobachten und in vergleichbaren Zahlen sichtbar zu machen. Dadurch kann rechtzeitig die Entwicklung einer neuen Technologie initiiert werden; im Idealfall, bevor die Konkurrenz selbst auch soweit ist. 

Das Beispiel von ARM hat gezeigt: Wird eine bedeutende technische Innovation entwickelt und vermarktet, kann dieses Produkt selbst lang etablierte Unternehmen in Anpassungsschwierigkeiten bringen und dafür eigene Wettbewerbsvorteile sichern.

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