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Kosten und Nutzen im Blick

Software-Einsatz im Produktlebenszyklus

Kosten und Nutzen im Blick

Bevor sich Unternehmen bei der Herstellung eines Produktes für eine Technologie entscheiden, müssen sie feststellen, wie hoch die Investitionskosten sind und wann sich das Produkt amortisiert hat. Diese Überlegungen gelten auch für den Einsatz von IT-Systemen. Ein neuer Ansatz in der Lebenszykluskostenrechnung unterstützt Führungskräfte dabei, Risiken und Nutzen von Technologieprojekten zuverlässig einzuschätzen.

Vor der Entscheidung für eine Entwicklung müssen Unternehmen zunächst Kosten und und Nutzen ermitteln, die im Laufe des Lebenszyklus eines Produktes anfallen. Dazu zählen auch Technologieaufwendungen.

Ein wesentlicher Schlüsselfaktoren für die Zukunft eines Unternehmens ist Innovationsfähigkeit in der Produktentwicklung. Das Bestreben, einerseits innovative, qualitativ immer hochwertigere Produkte zu entwickeln, und andererseits die Zeitspanne von der Idee bis zur Marktreife für ein Produkt stetig zu verkürzen, stellt die Unternehmen hinsichtlich Reaktionsfähigkeit auf sich verändernde Marktbedingungen vor große Herausforderungen. Vor der Erstellung neuer Produkte müssen Führungskräfte rational zwischen Technologieprojekten wählen können. Sie müssen den Beitrag der konkurrierenden Investitionsmöglichkeiten an den Unternehmenswert feststellen, um die Alternative wählen zu können, die den größten Beitrag leistet.

Führungskräfte interessiert also, ob und welche Technologieprojekte sie aus Kosten-und Nutzensicht angehen sollen. Ein wesentliches Instrument zum jederzeitigen Durchführen dieser Kostenkalkulationen im Produktlebenszyklus stellt die Lebenszykluskostenrechnung dar. Diese Methode erfordert eine durchgängige Verknüpfung der tatsächlichen Kosten mit den ursprünglichen Anforderungen an das Technologieprojekt. Lebenszykluskostenrechnung bezeichnet die Kalkulation aller Kosten, die ein Produkt während seines gesamten ‚Lebens‘, von der Entwicklung bis zur Entsorgung, verursacht. Im englischen Sprachraum wird dafür der Begriff Product Lifecycle Costing verwendet, verwandte Begriffe sind:

Zur Berechnung der gesamten Lebenszykluskosten eines Produktes empfiehlt sich die Betrachtung aller Prozesse des Produktlebenszyklus, für die sich die Prozesskostenrechnung oder ‚activity based costing‘ anbietet. Dabei werden die Gemeinkosten nach der tatsächlichen Inanspruchnahme verteilt, die verbrauchenden Ressourcen lassen sich den entsprechenden Prozessschritten zuordnen. Ein weiteres Verfahren für die Lebenszykluskostenrechnung stellt die Zielkostenrechnung oder ‚target costing‘ dar. Es gehört zu den rückwärtsgerichteten Kalkulationsverfahren, da ausgehend vom Verkaufspreis die Zielkosten der Baugruppen und Komponenten eines Produkts ermittelt und später eingehalten werden sollen.

NC-Programme und Arbeitspläne als Basis für Kostenanalyse

Für die Vorhersage der Herstellkosten, die sich aus Fertigungs-, Rohteil- und Material- sowie Gemeinkosten zusammensetzen, empfielt es sich, das künftige Produkt in der 3D-CAD-Modellierung fertigungsgerecht mit allen Merkmalen so aufzubereiten, dass automatisch NC-Programme und Arbeitspläne abgeleitet werden können. Damit können Fertigungskosten vergleichsweise einfach vorhergesagt werden. Für die Ermittlung der Rohteilkosten werden beispielsweise Kosten für die Herstellung von Gussformen herangezogen, die sich nach der Komplexität der Geometrie und nach Stückzahl der zu erzeugenden Rohteile richten. Bei der Ermittlung der Kosten für die Erzeugung des Rohteilproduktes sollte der Zusammenhang von Produktmerkmal zu Kosten oder Rohteilähnlichkeit zu Kostenähnlichkeit betrachtet werden.

Die Kapitalwertformel für die Berechnung der Lebenszykluskosten lehnt sich an etablierte Methoden aus der Finanzwirtschaft an.

Nutzen und Risiken anhand von Erlösaussichten betrachten

Die ’schnelle‘ Lebenszykluskostenrechnung basierend auf dem VDMA-Einheitsblatt 34160:2006-06 ‚Prognosemodell für die Lebenszykluskosten von Maschinen und Anlagen‘ identifziert die Kostenarten in den Produktlebenszyklusphasen. Die Berechnung erfolgt anschließend durch reines Aufsummieren. Zwar lassen sich die Kostenverläufe einfach mathematisch beschreiben und die meisten Kosten – beispielsweise für Herstellkosten, Instandhaltungskosten – vorhersagen, jedoch können Nutzen und insbesondere Risiken schwer monetär bestimmt werden. Will ein Unternehmen die Wirtschaftlichkeit eines Technologieprojekts oder eines Produktes berechnen, müssen auch die Erlöse Berücksichtigung finden, wie in VDI-Richtlinie 2284 ‚Beschaffung; Betrieb und Instandhaltung von Produktionsmitteln unter Anwendung von Life Cycle Costing‘ erklärt. Die Richtlinie schlägt die Kapitalwertformel von dynamischen Verfahren der Investitionsrechnung vor. Diese Formel bezieht sich auf alle Abrechnungsperioden des Technologieprojekts, basiert auf Einzahlungen und Auszahlungen und berücksichtigt mithilfe des Abzinsungsfaktors auch die künftige Inflation.

Bewertung von Innovationen anhand finanzieller Kriterien

Für die präzise Bestimmung des Kapitalwertes können Unternehmen die Kapitalwertformel, die Methode ‚Interner Zinsfuss‘ und die dynamische Amortisationsrechnung anwenden. Jedoch hat die Kapitalwertformel zwei gravierende Nachteile: Zum einen in der Prognose der Einzahlungen, das heißt der zukünftigen Rückzahlungen, zum anderen in der Schätzung der erwarteten Nutzenrendite des Technologieprojektes.

Wissenschaftler am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben als Alternative das Benefit Asset Pricing Model-Verfahren (BAPM) entwickelt. Es kann die Nutzenrendite eines Werkzeugs – beispielsweise eines Produktdatenmanagment-Systems – einheitlich und mit einer Zuverlässigkeit von etwa 90 Prozent vorhersagen. Anwender können so zwischen mehreren Alternativen von Werkzeugen oder deren Optimierung entscheiden. Das Verfahren kann auch für die Vorhersage für die zukünftigen Rückzahlungen eines Technologieprojekts herangezogen werden. Die Idee für das Verfahren lieferte die Annahme, dass sich Finanzobjekte und ihr Verhalten auf dem Kapitalmarkt zur Vorhersage des Investitionsnutzens von innovativen Technologien auf Nutzenobjekte im technischen Umfeld übertragen lassen.

Die Analogie wurde aus den sehr ähnlichen Zielkonflikten in der produzierenden Industrie sowie bei Banken und Versicherungen hergeleitet. Die Wissenschaftler konnten diese Annahme mathematisch belegen, doch während Finanzobjekte im Kapitalmarkt ein hochgradig spekulatives Verhalten aufweisen, bewiesen die Forscher, dass sich Nutzenobjekte im technischen Umfeld wesentlich stabiler und zuverlässiger verhalten. Hier handelt es sich nach bisherigen Erfahrungen um eine schrittweise Evolution von Organisationen und Technologien.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von IT-Systemen

Zur Formulierung des Verfahrens verwendeten die Wissenschaftler neben eigenen Ansätzen Verfahren der Balanced Scorecard nach Kaplan zur Berücksichtigung des monetär nicht quantifizierbaren Nutzens sowie das Portfolio-Selection-Model nach Markowitz. Dieses Verfahren dient dazu, den spekulativen Charakter der für die Vorhersage verwendeten Objekte des Kapitalmarkts zu berücksichtigen. Außerdem ergänzten die Forscher diese Verfahren um umfangreiche Datenbestände und Regelsammlungen.

Das BAPM-Verfahren wurde in mehreren Consultingprojekten zum Wirtschaftlichkeitsnachweis von CAP-, PDM- und ERP-Systemen nachgewiesen. Dabei konnten die bisherigen Ergebnisse bezüglich Praktikabilität, Vorhersageumfang, -genauigkeit und -güte bestätigt werden. Somit stehen für das Bewerten von Investitionen in innovative Technologien eine verifizierte Methode und leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung. Die Wissenschaftler forschten zudem an einer Erweiterung, um auch die Nutzenrendite von Technologieprojekten ausgehend von Risiken einfach und präzise zu ermitteln. Dabei kann aber kaum Erfahrungswissen aus Vorgängerprojekten angewendet werden. Da sich in einem frühen Stadium eines Technologieprojektes, beispielsweise im Flugzeugbau, eher Risiken als Nutzen beschreiben und bewerten lassen, wurde untersucht, inwieweit BAPM hierzu eingesetzt werden kann.

Risiko-Portfolio für die Bewertung der Nutzenrendite

Risiko gilt als negatives, unerwünschtes und unerwartetes Ereignis, das zu Schäden führt und durch die beiden Dimensionen Schadenspotenzial und Eintrittswahrscheinlichkeit, beziehungsweise erwartete Häufigkeit, bestimmt wird. Aus dieser Risikodefinition kann jedoch keine monetär quantifizierbare Größe abgeleitet werden, um diese mit den Kosten des Technologieprojektes entgegenstellen zu können. Auch der Zeitfaktor, also die Dauer eines Technologieprojekts im Produktlebenszyklus, bleibt unberücksichtigt. Abhilfe schaffte ein Ansatz aus dem Versicherungswesen: Werden eine Vielzahl von Risiken zu einem Portfolio zusammenfaßt, sinkt das versicherungstechnische Risiko.

Genauso verhält es sich mit Kapitalmarktanlagen. Werden in einem Portfolio eine Vielzahl von Anlagen mit unterschiedlichen Streuungen zusammengebracht, so kann ein Teil der unsystematischen Risiken, das heißt die individuellen, nicht voneinander abhängigen Risiken, wegdiversifiziert werden. Wie in einem Versicherungsportfolio streben dann diese Risiken mit zunehmender Zahl gegen Null. Ein anderer Teil der Risiken, die sogenannten systematische Risiken, bleiben hingegen erhalten, weil die risikobeeinflussenden Faktoren sich auf mehrere Einzelanlagen im Portfolio gleichzeitig auswirken. Auf dieser Basis wurde eine Vorgehensweise zur monetären Bewertung der Risiken von Technologieprojekten entwickelt, die es den Führungskräften aus Industrie und Banken erlaubt, mithilfe dieses Vorgehensmodells und dem BAPM-Verfahren die Nutzenrendite eines Technologieprojektes einheitlich und mit einer Zuverlässigkeit von etwa 90 Prozent vorherzusagen, um unter mehreren Alternativen von Technologieprojekten oder deren Optimierung entscheiden zu können. Soll also eine Lebenszykluskostenrechnung in einem Unternehmen eingerichtet werden, müssten zusammengefasst folgende Anforderungen an das Rechnungsmodell gestellt werden:

  • Zusammenführen der Ergebnisse in die Kapitalwertformel
  • Durchgängigkeit des Rechnungsmodells
  • Nachvollziehbarkeit, einfache Pflege und Wartung des Rechnungsmodells
  • Vergleich und Bewertung von Alternativen wie Produktgestalt, Fertigung, Werkstoff
  • Integration des Rechnungsmodells in die IT- und Prozesslandschaft des Unternehmens
  • Entspricht das Rechnungsmodell diesen Anforderungen, können folgende Fragen zum Einsatz von IT-Werkzeugen im Lebenszyklusmanagement beantwortet werden:

    Bisher wurde in diesem Beitrag die Lebenszykluskostenrechnung nur aus der Sicht des Unternehmens betrachtet. Die gleichen Fragen können aber auch aus Kundensicht, Ressourcensicht oder aus Lieferantensicht gestellt und beantwortet werden.