Cost Engineering via Datenmanagement

Herstellkosten im Blick

Hersteller haben oft kein klares Bild, was Fertigungsteile wirklich kosten und wo sie bei der Beschaffung sparen könnten. So auch die Unternehmen Physik Instrumente (PI) und Gessmann. Beide adressieren dieses Problem mit dem Einsatz der Datenmanagement-Software Simus Classmate.

Eine alte Regel lautet, dass 80 Prozent der späteren Fertigungskosten in der Phase der Produktentwicklung festgelegt werden. Doch trotz Initiativen zur kostenbewussten Konstruktion oder dem Konzept des Target Costing gelingt es Unternehmen oft nur schwer, die geforderten Produkteigenschaften zu optimalen Herstellkosten zu realisieren. Bei vielen Fertigern herrscht zudem noch die klassische Arbeitsteilung, wobei jeder Bereich nur über eine begrenzte Sicht auf die Herstellkosten und ihre Treiber verfügt.

Konstruktion zur Kostenprüfung

Bei Physik Instrumente (PI), einem in Karlsruhe ansässigen Spezialisten für Nanopositionier- und Piezotechnik liegt der Eigenanteil der mechanischen Komponenten im einstelligen Prozentbereich. Der weitaus größere Teil der Dreh- und Frästeile wird extern beschafft, mit einem jährliche Einkaufsvolumen von mehreren Millionen Euro. „So notwendig eine Kostenkontrolle unter diesen Umständen ist, so ineffektiv gestaltete sich der Prozess in der Praxis“, berichtet Thomas Kuhne, der bei PI in einer Stabsfunktion für Operational Excellence tätig ist. Die Kostenvorgaben waren oft ebenso unbekannt, wie die aktuellen Beschaffungspreise. Um Kostenvorgaben zu überprüfen, mussten Bauteile in der CAD-Software (SolidWorks) konstruiert und Fertigungszeichnungen erstellt werden. „Konstruiert wurde bei uns oft aus Sicht der technischen Lösung“, sagt Kuhne. „Die preisliche Einordnung über Lieferantenanfragen war umständlich und gab vor allem wenig Aufschluss über die wesentlichen Kostentreiber bei der Fertigung der einzelnen Teile.“

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Kalkulation als Digitalisierungslücke

Das Unternehmen Gessmann aus Leingarten, ein Hersteller für Joysticks und Bedienkonsolen in Fahrzeugen, setzt dagegen auf Fertigungstiefe. Werkzeuggebundene Metall- und Kunststoffteile entstehen auf eigenen Werkzeugen, maschinengebundene Einzelteile werden auf CNC-Maschinen im Werk bearbeitet, wo auch Elektronikkomponenten bestückt werden. „Durch das Zusammenwachsen von Mechanik, Elektronik, Sensorik und Software wird die Produktentwicklung immer detailreicher“; sagt Martin Eggensperger, Entwicklungsleiter Mechanik und Elektronik bei Gessmann. Das rund 50-köpfige Entwicklungsteam ist zwar mit 3D-CAD, E-CAD, PDM, Dokumentenverwaltung, und ERP -Software ausgestattet. Dennoch identifizierte Eggensperger zwei Herausforderungen: „Bei rund 5.000 neuen CAD-Bauteilen pro Jahr ist es ebenso sinnvoll wie schwierig, ähnliche Teile im Datenbestand auffindbar zu machen. Außerdem wollten wir die Genauigkeit unserer konstruktionsbegleitenden Herstellkostenschätzung erhöhen.“

Datenaufbereitung für bessere Kostenkontrolle

Beide Unternehmen fanden die Lösung in der Software-Suite Simus Classmate, die ausgehend von einer Bereinigung und Klassifikation technischer Massendaten und CAD-Modellen eine konstruktionsbegleitende Kalkulation ermöglicht und damit den Grundstein für die Prozessautomatisierung zwischen Konstruktion, Fertigung und Beschaffung legt. Neue Daten müssen dafür nicht erhoben oder eingepflegt werden. Die Software nutzt das bereits bestehende Material aus dem ERP-System und den unternehmenseigenen Datenbanken. Das Tool wertet vorhandene Daten aus und erstellt Übersichten, in denen die Kosten der einzelnen Arbeitsschritte aufgelistet sind. Zunächst werden Informationen einer ausgewählten Produktgruppe analysiert, wie etwa Einzelteile einer Baugruppe oder welche Bearbeitungsvorgänge und Maschinen benötigt werden. Diese Daten werden ausgelesen und die CAD-Modelle anhand definierter Parameter wie Oberflächengüten, Abmessungen oder Werkstoffen automatisch klassifiziert. So ermittelt die Software die fertigungsrelevanten Rahmenbedingungen, Komponenten und erforderlichen Technologien und generiert für jedes Bauteil einen Warengruppenschlüssel.

Kostentreiber direkt im Blick

Aus diesen Informationen, die mit Daten aus dem ERP-System angereichert werden, berechnet die Anwendung die voraussichtlichen Herstellkosten – bevor neue Materialstämme, Stücklisten und Arbeitspläne angelegt werden. Auch die Darstellung der gewonnenen Informationen direkt im CAD-System ist möglich: Per Knopfdruck können Teile und Flächen nach Kostenintensität eingefärbt und Informationen zu den benötigten Bearbeitungsverfahren, -zeiten und anfallenden Kosten der jeweiligen Operation angezeigt werden.

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Zeit verkürzt

So können die Konstrukteure Kosteninformationen zum aktuellen Bauteil einsehen. „Für den bisherigen Prozess der Kostenprüfung mit mehreren Lieferantenanfragen, ohne echten Beschaffungsfall, mussten wir bis zu drei Wochen veranschlagen“, sagt Thomas Kuhne. „Nun erreichen die Konstrukteure das Ziel in wenigen Minuten. Die Angebotserstellung für die Kunden wurde dadurch ebenso beschleunigt. Vor allem können wir nun bereits im Designprozess Einfluss auf die Kosten nehmen.“

Automatisiert erstellte Arbeitspläne

Da die Software anhand der Bauteilanalyse bereits vollautomatisch Arbeitspläne für die Herstellung generiert, wird Zeit gespart. Verantwortliche müssen lediglich eine der vorgeschlagenen Produktionsvarianten auswählen. Bei Gessmann sollen diese Arbeitspläne in Zukunft die Arbeitsvorbereitung erleichtern. Die Pläne enthalten die tatsächlich erforderlichen Maschinen und Betriebsmittel zu den detaillierten Kostensätzen, einschließlich Rüstzeiten. „In der Praxis kalkuliert jeder anders, man kann auch mal die eine oder andere Bohrung oder Senkung übersehen“, sagt Wilhelm Doberstein. „Dieser menschliche Faktor wird beseitigt.“ Durch den webbasierten EasyFinder erhalten Konstrukteure, Arbeitsvorbereiter und Einkäufer zudem Zugriff auf einheitliche Kalkulationsgrundlagen und können so die jeweiligen Ergebnisse nachvollziehen.

Lieferanten automatisiert bewerten

Die Analyse der Bauteile unterstützt den technischen Einkauf bei der Lieferantenauswahl und -bewertung, weil er die Fertigungs-Rahmenbedingungen mit den technischen Möglichkeiten der Lieferanten automatisch abgleichen kann. In Verbindung mit der Vorkalkulation helfen diese Informationen, Make-or-Buy-Entscheidungen zu treffen und eine solide Basis für Preisverhandlungen zu schaffen.