Wie Quantum Systems durch papierlose Fertigung den Output um 300 % steigert

Quantum Systems hat sich in rund zehn Jahren von einem Start-up mit vier Gründern zu einem führenden Hersteller senkrecht startender Drohnen mit über 700 Mitarbeitenden und Produktionsstandorten in mehreren Ländern entwickelt. Als die Nachfrage sprunghaft stieg, stießen papierbasierte Prozesse und das Kopfwissen der ersten Mitarbeitenden schnell an ihre Grenzen. Mit einer papierlosen Fertigung auf Basis von Operations1 hat Quantum Systems den Output innerhalb von zwölf Monaten um 300 % gesteigert, die Fehlerquote von über 50 % auf unter 2 % gesenkt und neue Standorte weltweit mit einheitlichen Standards hochgefahren.

Die Ausgangslage

Schnelles Wachstum ist für produzierende Unternehmen Chance und Risiko zugleich. Bei Quantum Systems wurde das besonders deutlich: Mit der hohen Auftragslage, unter anderem getrieben durch die starke Nachfrage nach der Drohne Vector, musste die Produktion in kurzer Zeit ein Vielfaches leisten. Gleichzeitig sind die Produkte hochkomplex. Weil die Drohnen leicht und platzsparend konstruiert sind, kommt es in der Montage auf die exakte Platzierung jedes Kabels und Bauteils an.

Die Produktion basierte fast ausschließlich auf dem Erfahrungswissen der Mitarbeitenden, die von Anfang an dabei waren. Dokumentation war kaum vorhanden oder papierbasiert, neue Kolleginnen und Kollegen lernten im Patenprinzip. Die vorhandenen Zeichnungen, meist PDF-Explosionsdarstellungen, reichten nicht aus und waren in der Produktion nicht immer aktuell. „Die Mitarbeiter konnten da dann allerdings nicht genau sehen, wird das Kabel jetzt vor der Klammer gelegt oder hinter der Klammer“, erinnert sich Andrea Schugmann, Production Engineer bei Quantum Systems.

Bis ein neuer Mitarbeitender richtig eingelernt war, vergingen rund anderthalb Monate. Prüfabläufe und Checklisten liefen manuell auf Papier, wurden gescannt und abgeheftet. Checklisten gingen verloren, bei nachträglich getauschten Bauteilen kam es zu Verwechslungen. Selbst die Seriennummern flugkritischer Komponenten, die Quantum Systems für die Luftfahrtnorm EN 9100 lückenlos rückverfolgen muss, wurden mit dem Handy gescannt, auf Papier abgeschrieben, wieder eingescannt und in einer Akte abgelegt.

„Es war zwar gut dokumentiert, aber schwierig, was zu finden. Und für dieses Wachstum, das uns bevorstand, einfach nicht mehr stemmbar für uns“, sagt Andrea Schugmann.

Die Situation ist typisch für viele Unternehmen, auch für etablierte Mittelständler: Implizites Wissen steckt in wenigen Köpfen. Ob der Auslöser ein Ramp-up ist oder der demografische Wandel, das Problem bleibt dasselbe. Wer skalieren will, muss dieses Wissen zuerst verfügbar machen.

Der Weg zur Lösung

Um den schnellen weltweiten Ramp-up neuer Standorte zu ermöglichen, definierte Quantum Systems klare Ziele: die Digitalisierung prozessbegleitender Schritte hin zu einer papierlosen Fertigung, den Aufbau einer skalierbaren Wissensvermittlung und gleichbleibende Qualität durch Standardisierung und höhere Prozesssicherheit, trotz steigendem Output.

Klein anfangen, mit dem komplexesten Fall

Grundlage war eine Wertstromanalyse der Produktion. Für den Einstieg wählte das Team bewusst eines der komplexesten Systeme, das Interior Rack, um zu prüfen, ob sich selbst diese Montage in Operations1 abbilden lässt. In einem achtwöchigen Onboarding arbeitete Andrea Schugmann eng mit Christopher Nüsslein, Customer Success Manager bei Operations1, zusammen: Ideen sammeln, Umsetzung konzipieren, ausprobieren. Der gemeinsame Leitgedanke: Die Werker dürfen durch die neue Lösung keinen Mehraufwand haben, sondern sollen entlastet werden.

Aus seiner Erfahrung mit vielen Einführungsprojekten nennt Christopher Nüsslein vier Erfolgsfaktoren, die auch bei Quantum Systems griffen: ein klares Ziel, ein iteratives Vorgehen mit Fokus auf einen Use Case statt einer Einführung im Big Bang, die frühe Einbindung der Nutzenden über Pilotgruppen und Feedbackschleifen sowie ein aktives Buy-in des Top Managements.

Vom Kopfwissen zur digitalen Arbeitsanweisung

Das Wissen der erfahrenen Mitarbeitenden wurde in digitale Arbeitsanweisungen mit Bildern, Videos und interaktiven Elementen überführt. Neue wie erfahrene Mitarbeitende erhalten damit klare Schritt-für-Schritt-Hilfen, die Sicherheit geben und Abläufe vereinfachen. Ergänzt wurden digitale Prüfprozesse und Fehlersammelkarten. Änderungen fließen direkt in die Anleitung ein und sind beim nächsten Start eines Reports für alle sichtbar, was das Change Management in der Produktion deutlich vereinfacht.

Seriennummern per Scan statt per Abschrift

Einen entscheidenden Unterschied machte die integrierte Seriennummern-Erfassung. Statt über Handy, Papierliste und Scanner erfassen die Mitarbeitenden die Seriennummer, etwa auf dem Power Distribution Board, per QR-Code-Scan direkt im Arbeitsschritt. Abschreib- und Tippfehler sind damit ausgeschlossen, und die erfassten Werte sind durchsuchbar. So lässt sich zum Beispiel eine Charge gezielt finden, was im Ernstfall Rückrufaktionen ermöglicht. Das stärkt die lückenlose Dokumentation und Rückverfolgbarkeit entlang des Montage- und Testprozesses.

Globaler Rollout mit Templates

Mit der integrierten automatischen Übersetzung wurden die Anleitungen ins Englische übertragen, für einen Zulieferer auch ins Tschechische. Quantum Systems definiert seine Best Practices am Stammsitz und rollt sie als Standard auf alle Standorte aus. Die Werke können die Vorlagen an ihre lokalen Gegebenheiten anpassen, die Baseline bleibt jedoch überall gleich.

„Jeder Standort ist in der Lage, Änderungen schnell umzusetzen. Das spart sehr viel Zeit und Aufwand“, sagt Andrea Schugmann.

Die Ergebnisse

• +300 % Output innerhalb von 12 Monaten: Quantum Systems steigerte den Output nicht durch eine Verdreifachung der Belegschaft, sondern durch standardisierte, einfachere Prozesse und die Spezialisierung der Mitarbeitenden auf klar strukturierte Arbeitsschritte.

• Fehlerquote von über 50 % auf unter 2 % gesenkt: Zuvor wies die interne Qualitätskontrolle über die Hälfte der Drohnen aus der Produktion zur Nacharbeit zurück. Verbindliche Interaktionen in den Arbeitsanweisungen, angepasste Anleitungen und zusätzliche Selbstprüfungen der Produktion senkten diesen Rücklauf auf unter 2 %.

• Anlernzeit von 1,5 Monaten auf 2 Wochen verkürzt (-70 %): Mit den visuell unterstützten Arbeitsanweisungen arbeiten neue Mitarbeitende schnell eigenständig. Unterstützung durch erfahrene Kolleginnen und Kollegen ist nur noch punktuell nötig.

„Vor Operations1 hatten wir eine Fehlerquote von > 50 %, heute liegen wir bei < 2 %. Das spricht für sich“, sagt Robert Niederhuber, Produktionsleitung Gilching bei Quantum Systems.

Wie eng Output und Fehlerquote zusammenhängen, zeigt eine einfache Rechnung: Hätte die Fehlerquote bei steigendem Output auf dem alten Niveau gelegen, wäre jede zweite Drohne in die Nacharbeit gegangen und hätte genau die erfahrenen Fachkräfte gebunden, die für die Skalierung gebraucht wurden. „Wir haben es geschafft, uns wirklich zu verdreifachen, und das war nicht mit der dreifachen Menge von Mitarbeitern. Die Prozesse wurden standardisiert, sie wurden einfacher. Sonst wäre das nie möglich gewesen“, sagt Andrea Schugmann.

Aus dem Pilot in der Montage ist eine Plattform für die gesamte Wertschöpfungskette geworden: von der Lieferanteneinbindung über Wareneingang, Qualitätssicherung und Montage bis zu Verpackung und Versand. Besonders anschaulich ist der tschechische Hauptlieferant für GFK-Bauteile. Wo früher Quantum Systems ein Bauteil als B-Qualität einstufte und der Lieferant dasselbe Teil als A-Qualität, sorgen heute gemeinsam definierte Fehlerbilder in Operations1 für ein einheitliches Qualitätsverständnis. Auch neue Produkte kommen schneller in die Serie: Beim Twister war das Production Engineering von Beginn an dabei, Anleitungen entstehen inzwischen parallel zur Entwicklung.

Dank Mehrsprachigkeit ist Operations1 heute in mehr als fünf Werken weltweit im Einsatz und sichert internationale Qualitätsstandards sowie die Vergleichbarkeit der Standorte. Der US-Standort und zuletzt Australien konnten direkt mit den bestehenden Standards produktiv starten, ohne lange Einarbeitung im Mentorenprinzip. Der Wissensfluss läuft dabei in beide Richtungen: Verbesserungen aus Australien fließen auch in die Prozesse am Stammsitz zurück. „Je nachdem, wo man sein Produkt kauft, kriegt man die gleiche Qualität“, sagt Andrea Schugmann.

Ausblick

Als nächsten großen Schritt plant Quantum Systems die Anbindung von Operations1 an das ERP-System. Heute werden Seriennummern bereits per API aus Operations1 extrahiert, was die Buchungsprozesse deutlich verkürzt hat. Künftig soll die Integration bei neuen Produkten von Anfang an stehen. Außerdem geplant sind die Einführung des Qualifikationsmanagements, digitale Einarbeitungspläne, Sicherheitsunterweisungen und Prüfmittelmanagement, ein stärker automatisiertes Variantenmanagement sowie langfristig eine digitale Lebenslaufakte als eine Art digitaler Zwilling jeder Drohne.

Über Quantum Systems

Die Quantum-Systems GmbH mit Sitz in Gilching bei München entwickelt und fertigt unbemannte Luftfahrtsysteme, darunter senkrecht startende und landende (eVTOL) Starrflügel- und Tilt-Rotor-Drohnen. Zum Portfolio gehören unter anderem die Trinity für kommerzielle Vermessungs- und Kartierungsaufgaben, der Vector für Behörden und Sicherheitsanwendungen mit bis zu 180 Minuten Flugzeit sowie die kompakte Twister.

Das 2015 gegründete Unternehmen beschäftigt heute über 700 Mitarbeitende und betreibt Produktionsstandorte in mehreren Ländern, darunter Deutschland, die USA, die Ukraine und Australien. Seit 2025 zählt Quantum Systems zu den deutschen Unicorns. Die Produktion ist geprägt von hochkomplexen, platzsparend konstruierten Produkten, steigender Variantenvielfalt und den Anforderungen der Luftfahrtnorm EN 9100 an die Rückverfolgbarkeit flugkritischer Komponenten.