Kostenbewusstes Konstruieren: Praxisbewahrte Methoden und Informationssysteme fur den Konstruktionsprozess

232 Pages·2008·3.453 MB·German

by  Dr. Jan O. Fischer (auth.)

Kostenbewusstes Konstruieren
Jan O. Fischer
Kostenbewusstes
Konstruieren
Praxisbewährte Methoden
und Informationssysteme
für den Konstruktionsprozess
Mit Beiträgen von Uwe Götze
123
Dr.JanO.Fischer
Franzstraße11
50931Köln
fi[email protected]
ISBN978-3-540-78312-1 e-ISBN978-3-540-78313-8
DOI10.1007/978-3-540-78313-8
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Vorwort
Die methodischen Ansätze zum kostenbewussten Konstruieren bestehen
teilweise schon seit Jahrzehnten. Nichtsdestoweniger werden diese Metho-
den in der Praxis oft nur ansatzweise und mitunter gar nicht eingesetzt.
Dies verwundert umso mehr, als ihre Einsatzmöglichkeit weder auf eine
bestimmte Branche noch auf einen bestimmten Fertigungstyp beschränkt
ist. Die Erfahrungen aus den Beratungs- und Verbundprojekten der ver-
gangenen sieben Jahre seit Bestehen der Gesellschaft für kostenorientierte
Produktentwicklung (GKP) haben vielmehr gezeigt, dass sich die Metho-
den zum kostenbewussten Konstruieren – gegebenenfalls entsprechend
modifiziert – in praktisch jedem Unternehmen mit eigener Konstruktion
erfolgreich einsetzen lassen und so einen bedeutenden Beitrag zum Kos-
tenmanagement und damit zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit leisten
können.
Ein Grund für die geringe Anwendung der Methoden mag darin zu fin-
den sein, dass ihre Darstellung in der Literatur häufig mit einem starken
Schwerpunkt auf der Theorie erfolgt und nur wenige Hilfestellungen für
den konkreten Einsatz in der Praxis gegeben werden. Ziel des vorliegenden
Buches ist es daher, durch die realitätsnahe Darstellung des Methodenein-
satzes einen Beitrag dazu zu leisten, dass die verfügbaren Instrumente zum
kostenbewussten Konstruieren verstärkten Eingang in die Praxis finden
und damit helfen, das enorme Potential auszuschöpfen, welches die kos-
tenorientierte Produktentwicklung bietet.
Vor diesem Hintergrund werden hier die theoretischen Grundlagen zur
Konstruktionslehre und Kostenrechnung bewusst sehr knapp gehalten und
beschränken sich auf das Notwendigste, das zum Verständnis der an-
schließend dargestellten Methoden unerlässlich ist. Bei dieser Methoden-
darstellung wurde besonderer Wert auf die Praxisnähe gelegt und an vielen
Stellen mit einer Beschreibung der einzelnen Arbeitsschritte die konkrete
Vorgehensweise zur Anwendung einer Methodik aufgezeigt. Außerdem
wird für jeden der aufgenommenen Ansätze mindestens ein reales Fallbei-
spiel beschrieben, um dem Leser Anregungen zu geben, wie die Umset-
zung im eigenen Unternehmen erfolgen kann.
Wir danken den Unternehmen, die in den hier beschriebenen Projekten
mitgearbeitet haben, für die zahlreichen Anregungen, welche zum Projekt-
VI Vorwort
erfolg beigetragen haben, und für die Einwilligung, dass ihre Praxisbei-
spiele – meist etwas verfremdet – veröffentlicht werden. Der Dank gilt den
Unternehmen KARDEX Bellheimer Metallwerk GmbH, MAN Diesel SE,
MAN Roland Druckmaschinen AG, SCHUMAG AG und SPICER Gelenk-
wellenbau GmbH.
Wir wünschen allen Lesern große Erkenntnisgewinne aus der Lektüre
dieses Buches sowie viel Erfolg und freuen uns über Kritik und Anregun-
gen*!

Köln und Chemnitz Jan O. Fischer
im Januar 2008 Uwe Götze

* Gerne per E-Mail: [email protected]
Inhaltsverzeichnis
1 Kostenbewusstes Konstruieren – eine interdisziplinäre
Herausforderung...................................................................................1
1.1 Grundlagen der Konstruktion...............................................................1
1.1.1 Einführung..................................................................................1
1.1.2 Vier-Phasen-Modell des Konstruktionsprozesses......................4
1.1.3 Konstruktionsarten......................................................................6
1.2 Grundlagen der Kostenrechnung..........................................................8
1.2.1 Einführung..................................................................................8
1.2.2 Bereiche und Methoden der Kostenrechnung...........................15
1.3 Kostenmanagement im Konstruktionsprozess ...................................34
1.3.1 Einführung................................................................................34
1.3.2 Management von Herstellkosten..............................................36
1.3.3 Management von Selbstkosten.................................................45
1.3.4 Management von Lebenszykluskosten.....................................51
2 Target Costing.....................................................................................59
2.1 Methodik des Target Costing..............................................................59
2.1.1 Einführung................................................................................59
2.1.2 Ablauf des Target Costing........................................................60
2.1.3 Stärken und Schwächen des Target Costing.............................68
2.2 Praxisbeispiel: Zielkostenanalyse eines dynamischen
Lagersystems.......................................................................................72
2.2.1 Ausgangssituation: Entwicklung einer neuen Produktreihe.....72
2.2.2 Ermittlung der Standardkosten.................................................73
2.2.3 Spaltung der Zielkosten und Ergebnisinterpretation................76
VIII Inhaltsverzeichnis
3 Wertanalyse.........................................................................................85
3.1 Methodik der Wertanalyse..................................................................85
3.1.1 Wertanalyse zur Erzielung des wirtschaftlichen Optimums.....85
3.1.2 Ablauf der Wertanalyse............................................................87
3.1.3 Vorgehen bei der Funktionskostenberechnung.........................94
3.1.4 Stärken und Schwächen der Wertanalyse.................................96
3.2 Praxisbeispiel: Softwaregestütze Funktionskostenermittlung.............99
3.2.1 Ausgangssituation: Problembehaftete Ermittlung von
Funktionskosten........................................................................99
3.2.2 Lösungsansatz: Paarvergleiche nach der AHP-Methodik......100
3.2.3 Softwaremodul zur praktischen Anwendung der
AHP-Methodik.......................................................................102
3.2.4 Beurteilung des softwaregestützten AHP-Prozesses..............104
4 Relativkosten-Informationssysteme................................................107
4.1 Grundlagen von Relativkosten-Informationen..................................107
4.1.1 Einführung..............................................................................107
4.1.2 Erstellung von Relativkosten-Informationssystemen.............112
4.1.3 Beispiel zur Erstellung von Relativkosten-Informationen......118
4.1.4 Stärken und Schwächen von Relativkosten-Informationen....121
4.2 Praxisbeispiel: Das Relativkosten-Informationssystem ‚costfact’....122
4.2.1 Inhalte und Funktionen von costfact.......................................122
4.2.2 Kostenbasis für überbetrieblich gültige Relativkosten-
Informationen.........................................................................124
4.2.3 Vorteile dynamischer Relativkosten-Informationen...............127
5 Konstruktionsbegleitende Kalkulation...........................................131
5.1 Verfahren der konstruktionsbegleitenden Kalkulation.....................131
5.1.1 Einführung..............................................................................131
5.1.2 Verfahrensüberblick...............................................................136
5.1.3 Expertenschätzung..................................................................139
5.1.4 Ähnlichkeitskalkulation..........................................................140
5.1.5 Analytisch-funktionale Verfahren..........................................144
Inhaltsverzeichnis IX
5.1.6 Statistisch-funktionale Verfahren...........................................150
5.1.7 Detaillierte Kostenprognosen.................................................160
5.1.8 Stärken und Schwächen der Kalkulationsverfahren...............164
5.2 Praxisbeispiel: Softwaregestützte Regressionsanalyse.....................167
5.2.1 Ausgangssituation: Hoher Aufwand für
Regressionsrechnungen..........................................................167
5.2.2 Softwaremodul ‚CostRegression’...........................................167
5.2.3 Ablauf der softwaregestützten Kostenprognose mit
CostRegression.......................................................................168
5.2.4 Erfahrungen beim praktischen Einsatz von CostRegression..174
5.3 Praxisbeispiel: Angebotskalkulation in der Einzelfertigung.............175
5.3.1 Ausgangssituation: Problembehaftete manuelle
Angebotskalkulation...............................................................175
5.3.2 Lösungsansatz: Angebotskalkulation mit Kostenfunktionen..177
5.3.3 Einbindung der Kostenfunktionen in ein Softwaresystem......181
5.3.4 Beurteilung des Systems zur Angebotskalkulation................182
6 Variantenmanagement.....................................................................187
6.1 Grundlagen des Variantenmanagements...........................................187
6.1.1 Ursachen und Folgen der Variantenvielfalt............................187
6.1.2 Management von Produktvarianten........................................191
6.1.3 Management von Teilevarianten............................................201
6.2 Praxisbeispiel: Erstellung eines Produktkonfigurators.....................210
6.2.1 Ausgangssituation: Hohe Variantenvielfalt im Anlagenbau...210
6.2.2 Lösungsansatz: Vorgabe zulässiger Anlagenkonfigurationen212
6.2.3 Realisierung des Produktkonfigurators...................................213
Literatur..................................................................................................221
Sachverzeichnis......................................................................................227
1 Kostenbewusstes Konstruieren – eine
interdisziplinäre Herausforderung
Globalisierung und der Wandel von Verkäufer- zu Käufermärkten üben
einen starken Wettbewerbsdruck auf die Unternehmen der westlichen In-
dustrienationen aus. Die steigende internationale Konkurrenz in Entwick-
lung und Fertigung erfordert kostengünstige Produkte mit immer kürzeren
Entwicklungs-, Produktions- und Produktlebenszyklen. Der wirtschaftliche
Erfolg produzierender Unternehmen hängt damit maßgeblich von der Ent-
wicklung und Konstruktion ab, da hier die wesentlichen technischen Ei-
genschaften eines Erzeugnisses ebenso festgelegt werden wie – zum größ-
ten Teil – dessen Kosten. Gleichzeitig sind hier die betriebswirtschaftli-
chen Denkweisen und Controlling-Instrumente im Vergleich zu anderen
Unternehmensbereichen nur relativ schwach entwickelt.
Um die Kostensenkungspotentiale auszuschöpfen, die das Kostenmana-
gement im Konstruktionsprozess bietet, sind sowohl technische als auch
kaufmännische Kenntnisse erforderlich. Bevor hier die verschiedenen Me-
thoden des kostenbewussten Konstruierens beschrieben werden und ge-
zeigt wird, wie sich diese in der Praxis anwenden lassen, sollen daher
nachfolgend zunächst die zum Verständnis notwendigen Grundlagen von
Konstruktion und Kostenrechnung kompakt dargestellt sowie ein Über-
blick zum Kostenmanagement im Konstruktionsprozess gegeben werden.
1.1 Grundlagen der Konstruktion
1.1.1 Einführung
Konstruieren stellt die Gesamtheit aller Tätigkeiten dar, mit denen ausge-
hend von einer Aufgabenstellung die Informationen erarbeitet werden, die
zur Herstellung und Nutzung eines technischen Produktes notwendig sind.
Dabei sollen die Eigenschaften des Produktes so festgelegt werden, dass
sie den Forderungen des Nutzers bzw. des Marktes entsprechen. Darüber
hinaus sind auch die Ziele des Herstellers zu berücksichtigen. Diese liegen
unter anderem darin, die für ihn anfallenden Kosten möglichst gering zu
2 Kostenbewusstes Konstruieren – eine interdisziplinäre Herausforderung
halten. Hieraus wiederum ergeben sich Forderungen z.B. nach einer ferti-
gungsgerechten Gestaltung des Produktes. Die Produktkosten verbinden
die Anforderungen des Marktes mit denen des Herstellers, da zum einen
das Unternehmen seine Produkte nicht dauerhaft zu Preisen verkaufen
kann, die unterhalb der eigenen Kosten liegen, und zum anderen vom
Markt nur Produkte nachgefragt werden, deren Verkaufspreise in einem
adäquaten Verhältnis zu ihren Eigenschaften und damit dem erwarteten
Nutzen stehen.
Der Begriff „Konstruktion“ wird oft synonym zu „Entwicklung“ einge-
setzt. Nichtsdestoweniger lässt sich die Konstruktion von der Entwicklung,
sowohl im Sinne einer Unternehmensabteilung als auch einer Tätigkeit,
dahingehend abgrenzen, dass die Entwicklung zusätzlich Abteilungen bzw.
Tätigkeiten wie Versuch, Musterbau, Normung etc. umfassen kann. Damit
stellt die Konstruktion eine Teilmenge der Entwicklung dar.
Ein wesentliches Merkmal des Konstruierens ist die methodische Vor-
gehensweise, mit der eine Aufgabe durch Analyse und Synthese gelöst
wird. Bei der Analyse werden Informationen gewonnen, indem einzelne
Elemente zerlegt, gegliedert und untersucht werden. Die Synthese hinge-
gen stellt eine zusammenführende Informationsverarbeitung dar, mit der
schließlich Ergebnisse entwickelt werden. Das generelle Vorgehen beim
Konstruieren wird in der VDI-Richtlinie 2221 in sieben Arbeitsschritte
unterteilt. Abb. 1-1 zeigt diese Schritte sowie die dabei jeweils erreichten
Arbeitsergebnisse. Wie im linken Bereich der Abbildung skizziert, können
einzelne Arbeitsschritte auch iterativ mehrfach durchlaufen werden. Ein
Überspringen von Abschnitten ist ebenfalls möglich. So werden insbeson-
dere bei der Anpassungs- und Variantenkonstruktion (vgl. Abschnitt 1.1.3)
meist nicht alle Schritte durchlaufen. Zwischen den einzelnen Arbeits-
schritten und den gestellten Anforderungen bestehen zudem Wechselwir-
kungen, wie im rechten Teil der Abbildung angedeutet wird: Der fortlau-
fende Erkenntnisgewinn während des Konstruierens kann dazu führen,
dass die Anforderungen angepasst und ergänzt werden müssen.
Die Suche nach Lösungen im Konstruktionsprozess kann sowohl intuitiv
als auch diskursiv erfolgen. Bei der intuitiven Vorgehensweise werden
Lösungen im Unterbewusstsein gefunden, ohne dass eine Reflexion der
Gedankenfolge möglich ist. Eine verbreitet eingesetzte Methode, welche
die intuitive Lösungssuche unterstützt, ist das so genannte Brainstorming.
Bei dieser Kreativitätstechnik werden in einer interdisziplinär besetzten,
von einem Moderator geleiteten Arbeitsgruppe Lösungsvorschläge gene-
riert (zunächst ganz ohne diese zu bewerten), visualisiert und weiterentwi-
ckelt. Werden Lösungen diskursiv gesucht, so erfolgt dies in einzelnen
Schritten, die bewusst ablaufen und damit auch benannt werden können.
Ein Beispiel hierfür ist die Lösungssuche mit Hilfe von Konstruktionskata-