Lebenszykluskosten alternativer Verfügbarkeitsgarantien im Anlagenbau

577 Pages·2008·7.386 MB·German

by  Alexander Baumeister

Alexander Baumeister
Lebenszykluskosten alternativer
Verfügbarkeitsgarantien im Anlagenbau
Beiträge zur betriebswirtschaftlichen Forschung
Herausgegeben von
Prof. Dr. Dr. h.c. Sönke Albers, Kiel
Prof. Dr. Bernhard Pellens, Bochum
Prof. Dr. Dieter Sadowski, Trier
Prof. Dr. Martin Weber, Mannheim
Band 117
Die „braune Reihe“, wie die „Beiträge zur betriebswirtschaftlichen
Forschung“ häufig kurz genannt werden, ist eine der bekanntesten
und angesehensten Buchreihen ihres Fachs. Seit 1954 erscheinen
hier besonders qualifizierte, oft richtungsweisende Forschungsarbei-
ten (vor allem Dissertationen und Habilitationsschriften) der jeweils
„neuen Generation“ der Betriebswirtschaftslehre.
Alexander Baumeister
Lebenszykluskosten
alternativer Verfügbarkeits-
garantien im Anlagenbau
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Ernst Troßmann
GABLER EDITION WISSENSCHAFT
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Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der
Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über
<http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
Habilitationsschrift Universität Hohenheim, 2007
1. Auflage 2008
Alle Rechte vorbehalten
© Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr.Th.Gabler | GWVFachverlage GmbH, Wiesbaden 2008
Lektorat: Frauke Schindler /Sabine Schöller
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wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Umschlaggestaltung: Regine Zimmer, Dipl.-Designerin, Frankfurt/Main
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Printed in Germany
ISBN 978-3-8349-0969-5
Geleitwort V
Geleitwort
Die einfache Garantiezusage, wie sie der Endverbraucher aus dem Konsumgüter-
bereich kennt, ist im Anlagenbau seit längerem passé. Plausible Gründe dafür gibt es
viele; welche davon im Einzelfall ausschlaggebend sind, wissen wir nicht. Mag es die
Pointierung der eigenen Qualitätseinschätzung von Traditionsanbietern angesichts
aufkommender, etwa fernöstlicher Auslandskonkurrenz sein. Mag es das Ergebnis
einer Besinnung auf eigene Kernkompetenzen mancher Anlagenbauer sein. Mag es
in einem veränderten Marketingkonzept liegen, das den Kundenwunsch nach einem
problemlosen Funktionieren seiner Produktionstechnik gegenüber einem bloßen Vor-
handensein einer Anlagenausstattung in den Mittelpunkt stellt. Mag es auch durch
Nachfrager erzwungen sein – etwa aufgrund schlechter Erfahrungen mit Billiganbie-
tern, deren Gewährleistungsverhalten als unbefriedigend empfunden wurde – oder
aufgrund der seit nunmehr fast zwei Jahrzehnten immer wieder kolportierten Qualitäts-
probleme auch heimischer Anbieter. Unabhängig von ihrer Motivation liegt die Ziel-
richtung einschlägiger Garantievereinbarungen darin, die Verfügbarkeit der erworbe-
nen Anlagen sicherzustellen. Diese einleuchtende und zunächst eindeutig erschei-
nende Bedingung entzieht sich freilich einer einfachen und gleichzeitig hinreichend
präzisen Definition. Dies liegt u. a. daran, dass der tatsächliche Nutzungsbedarf sehr
stark von einsatzspezifischen Bedingungen abhängt. Unproblematisch ist es etwa,
wenn eine Anlage in Zeiten der Betriebsruhe, ablauforganisatorischer Unterbre-
chungszeiten, bei Personalausfall oder bei fehlendem Materialnachschub nicht zur
Verfügung steht. Problematisch wird dagegen der gleiche Sachverhalt dann, wenn,
wie in den vergangenen Jahren häufiger zu beobachten, der Anlagengarant als Sys-
temanbieter auch selbst derartige Unterbrechungszeiten herbeiführen kann, etwa
weil er es ist, der die ablauforganisatorischen Parameter setzt.
Wie auch immer die angedeutete Problematik gelöst wird, für den Anlagenbauer ist
das Einräumen einer Verfügbarkeitsgarantie eine nahezu unabdingbare Komponente
seines Leistungsangebots. Indessen: Auch hier tut sich eine Vielfalt auf – nicht nur in
den Feinheiten der Garantiezusage selbst, sondern auch in den Möglichkeiten, wie
sie sichergestellt werden soll. Das Bereitstellen entsprechender Reparatur- oder
Wartungskapazitäten zeigt dabei nur die ersten, naheliegenden Alternativen, die sich
zudem noch in vorbeugende und akute Instandhaltungsmaßnahmen untergliedern
lassen. Das der Garantiezusage deutlicher entsprechende Gegenstück ist letztlich
die garantiefallvermeidende oder zumindest -reduzierende Anlagenkonstruktion.
Bessere Bauteile, Doppelt- oder Mehrfachbestückung mit ausfallgefährdeten Kom-
ponenten und Ähnliches stehen hier zur Disposition. Hier mündet die Problematik in
eine kostenorientierte Teilfrage: Zur optimalen Gestaltung der garantierelevanten An-
VI Geleitwort
lagekomponenten bedarf es fundierter Kostenprognosen. Da zwischen der Anfangs-
ausstattung der Anlage und den späteren Reparaturen sowie sonstigen Folgemaß-
nahmen eine Austauschbeziehung besteht, handelt es sich dabei um die relevanten
Kosten über den gesamten Lebenszyklus der Anlage.
Dies beschreibt die Problemstellung, der sich Baumeister im vorliegenden Band an-
nimmt. Dass das Problem in verschiedener Hinsicht von hoher Komplexität ist, zeigt
schon seine Charakterisierung. Von wissenschaftlicher Relevanz ist es insbesondere
deshalb, weil die präzise Beschäftigung damit bisher nur wenige Teilaspekte erfasst,
mehr noch: wenig Systematisierendes zur Gesamtspannweite der Problematik gebo-
ten hat. Die praktische Bedeutung hingegen ist gerade in den vergangenen Jahren
erheblich gewachsen, so dass der Mangel an wissenschaftlich fundierter Herange-
hensweise besonders empfindlich ist.
Zu diesem Problemkomplex liegt ein beeindruckendes Buch vor Ihnen: beeindru-
ckend wegen der gleichermaßen hohen Relevanz und hohen Komplexität der The-
menstellung, beeindruckend wegen der unerschrocken tapferen und unverzagt vo-
ranschreitenden, immer soliden Vorgehensweise, beeindruckend im nicht-überhebli-
chen Nachweis der ziemlichen Unbrauchbarkeit bekannter Lösungsansätze, beein-
druckend durch das Auffinden eines trotz aller Widrigkeiten gangbaren Weges und
beeindruckend schließlich in dessen praxisorientierter Umsetzung.
Ich wünsche dem Buch eine gute Verbreitung und der Leserschaft wertvollen Nutzen
aus der Lektüre.
Professor Dr. Ernst Troßmann
Vorwort VII
Vorwort
Eine hohe Anlagenspezifität kann die Käufer einer Anlage bei After-Sales-Leistungen
langfristig an den Hersteller binden. Diese fordern daher mitunter herstellerseitige
Lifecycle-Cost-Garantien, um das Kostenrisiko aus dem Lock-in-Effekt der Anlagen-
auswahl zu verringern. Zur Vermeidung von Umgehungsmöglichkeiten sind weitere
Zusagen technischer Anlageneigenschaften nötig. So ist eine Verfügbarkeitsgarantie
eine Vereinbarung über bestimmte Positionen der Lebenszykluskosten einer Anlage,
die um verfügbarkeitsabhängige Strafzahlungsversprechen ergänzt ist.
Zwar kann Verfügbarkeitsgarantien als Qualitätssignal eine hohe absatzpolitische
Bedeutung zukommen, allerdings bringen sie aufgrund der langfristigen Bindungs-
wirkungen zugleich ein hohes Risikopotential für den Hersteller mit sich. Gleichwohl
ist die Handhabung solcher Garantien bislang kaum Gegenstand der deutschspra-
chigen betriebswirtschaftlichen Forschung. Eine fundierte Prognose der Garantieko-
sten ist jedoch von hoher Bedeutung, um Entscheidungen z. B. in der Konstruktions-
phase zu unterstützen. Auf diese Lücke zielt dieses Werk, dessen Lösungskonzepte
aufgrund ihrer Koordinationswirkung zwischen technischen und betriebswirtschaftli-
chen Schnittstellen sowie aufgrund ihrer informationsbereitstellenden und entschei-
dungsunterstützenden Wirkung zur Erfüllung der Kernaufgaben des betrieblichen
Controlling beitragen.
Zur Verbesserung der Entscheidungsgrundlage im Garantiemanagement wurde auf-
grund der eingeschränkten Verwendbarkeit analytischer Lösungsansätze ein EDV-
gestütztes Simulationstool entwickelt, das weitgehend alle für praktische Anwen-
dungsfälle notwendigen Gestaltungsmöglichkeiten und realistische technische An-
wendungsvoraussetzungen flexibel erfassen kann. So erlaubt es eine Prognose der
Lifecycle-Cost-Wirkungen sowohl alternativer Ausgestaltungsvarianten von Verfüg-
barkeitsgarantien vor Vertragsschluss als auch konstruktiver sowie instandhaltungs-
bezogener Gestaltungsmaßnahmen nach der Garantiefestlegung. Dazu gehören
z. B. Garantieoptionen, Regenerationsvereinbarungen, beliebige Redundanzarten
und -umfänge, alternative Systemkonfigurationen und unterschiedliche Instandhal-
tungsstrategien, die damit einer Vorteilhaftigkeitsanalyse auch unter komplexen
Kombinationsfällen zugänglich werden.
Dieses Werk wurde 2007 von der Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften der
Universität Hohenheim als Habilitationsschrift angenommen. Meinem akademischen
Vater, Herrn Professor Dr. Ernst Troßmann, gilt dabei mein herzlicher Dank nicht nur
für seine äußerst profunde fachliche Betreuung und sehr zügige Erstberichterstat-
tung, sondern auch für das vertrauensvolle Verhältnis und die stete Unterstützung in
VIII Vorwort
der Zeit als sein Mitarbeiter am Lehrstuhl Controlling der Universität Hohenheim, die
ich stets in sehr positiver Erinnerung behalten werde. Ferner gilt mein besonderer
Dank Herrn Professor Dr. Walter Habenicht für die sehr bereitwillige und prompte
Zweitberichterstattung.
Den Herausgebern gilt mein uneingeschränkter Dank für die Aufnahme in diese tradi-
tionsreiche Schriftenreihe, die mich aufgrund ihrer besonderen Bedeutung sehr ge-
freut hat. Daneben danke ich Frau Ute Wrasmann und Frau Sabine Schöller herzlich
für die rundum gelungene verlagsseitige Betreuung. Schließlich danke ich Herrn Se-
nator e.h. Rudi Häussler sehr für die mit dem Rudi Häussler-Förderpreis 2007 ver-
bundene Unterstützung.
Den vielen in oft unterschiedlicher Hinsicht helfenden Händen bei der Erstellung ei-
ner solchen Arbeit, seien es nun assistentische Kollegen, wissenschaftliche Hilfskräf-
te oder die gute Seele des Lehstuhlsekretariats, Frau Carolin Glaunsinger, danke ich
für die gesamte Unterstützung und hoffe, der Verzicht auf das Aufzählen aller einzel-
nen Namen sei mir verziehen, da er sicher keinen minderen Dank ausdrückt. Ent-
sprechendes gilt für alle meine Freunde, die zudem die durch die Arbeit an der Habi-
litationsschrift ab und an bedingten Auswirkungen von Zeitrestriktionen verzeihen
mögen. Namentlich hingegen genannt, da Anlass des größten Danks, seien meine
Eltern, Herbert und Regina, sowie meine Frau Anette.
Allen Lesern wünsche ich viel Freude mit und hohen Zugewinn aus diesem Buch!
PD Dr. Alexander Baumeister
Inhaltsverzeichnis IX
Inhaltsverzeichnis
A.Bedeutung von Verfügbarkeitsgarantien im Maschinen- und Anlagenbau.................1
B.Gestaltungsalternativen zur Beeinflussung der Lebenszykluskosten von
Verfügbarkeitsgarantien..............................................................................................9
I.Verfügbarkeitsgarantien als spezielle Form von Lifecycle-Garantien im
Anlagenbau...........................................................................................................9
1. Garantieerklärungen aus rechtlicherSicht.......................................................9
2. Überblick über die Elemente einer Garantieerklärung...................................11
3. Differenzierungsmerkmale von Garantien.....................................................13
4. Ausgestaltungsvarianten von Lifecycle-Garantienim Anlagenbau................31
5. Absatzpolitische Bedeutung von Garantien im Maschinen- und
Anlagenbau....................................................................................................34
a)Bedeutung von Bindungseffekten der Initialkaufentscheidung im
Maschinen- und Anlagenbau.....................................................................34
b)Garantien als Ansatzpunkt zum Abbau der Lock-in-Problematik im
Anlagengeschäft........................................................................................37
II.Einsatz der Lebenszyklusrechnung im Garantiemanagement...........................39
1. Lebenszyklusrechnung als Informationsinstrument für das
Garantiemanagement....................................................................................39
2. Schwerpunktsetzungen der Literatur zur anlagenspezifischen
Lebenszyklusrechnung..................................................................................41
a)Kundenseitige Lebenszyklusrechnungen für Anlagen...............................41
b)Herstellerseitige Lebenszyklusrechnungen für Anlagen............................44
3. Systematisierung der Zahlungswirkungen von
Lifecycle-Garantiealternativen........................................................................46
4. Bedeutung von Verweilzeitangaben für die Abbildung der
Garantiezahlungswirkungen...........................................................................50
III.Grundansätze zur garantievertraglichen Operationalisierung und
zur Messung der Anlagenverfügbarkeit..............................................................52
1. Varianten der garantievertraglichen Abgrenzung der Anlagenverfügbarkeit.52
2. Wichtige Funktionen zur Abbildung des Ausfallverhaltens............................56
3. Kennzeichnung ausgewählter Lebensdauerverteilungsfunktionen................60
X Inhaltsverzeichnis
4. Zentrale Kenngrößen zur Verfügbarkeitsoperationalisierung........................69
5. Ansatzpunkte einer Ermittlung der Systemzuverlässigkeit als Basis von
Verfügbarkeitsprognosen...............................................................................72
a)Prinzipielle Ausrichtungen in der Analyse der Systemzuverlässigkeit.......72
b)Einsatz der Booleschen Systemtheorie für die Bestimmung der
Systemverfügbarkeit..................................................................................75
IV.Zentrale Ansatzpunkte zur Beeinflussung der Verfügbarkeit als
Garantiegestaltungsalternativen.........................................................................79
1. Kennzeichnung von Instandhaltungsmaßnahmen.........................................79
2. Ansatzpunkte zur Beeinflussung der Anlagenverfügbarkeit..........................81
3. Kennzeichnung grundlegender Merkmale von Instandhaltungsstrategien....98
C.Einsatzmöglichkeiten erneuerungstheoretischer Lösungsansätze für die
Gestaltung von Verfügbarkeitsgarantien................................................................114
I.Möglichkeit zur exakt-analytischen Lösung von Entscheidungsproblemen
in der Steuerung der Lebenszykluskosten von Verfügbarkeitsgarantien.........114
1. Bestimmung von Erneuerungsgleichungen zur Ermittlung von
Instandsetzungskostenbarwertenim Garantiezeitraum...............................114
2. Grenzen der analytischen Bestimmung der Erneuerungsgleichung............119
a)Abhängigkeit der Berechnungsmöglichkeit von Faltungspotenzen
vom zugrunde liegenden Verteilungstyp..................................................119
b)Besondere Schwierigkeiten bei mehrdimensionalen
Erneuerungsgleichungen.........................................................................121
3. Alternative Ansatzpunkte zur Ermittlung der Erneuerungsgleichung...........124
II.Einsatz approximativer Erneuerungsfunktionen für die Abbildung der
Wirkungen von Garantieentscheidungen.........................................................126
1. Approximationen der Erneuerungsgleichung bei gewöhnlichen und
alternierenden Erneuerungsprozessen........................................................126
2. Einsatzbeispiel einer approximativen Erneuerungsfunktion für
garantiebegründete Konstruktionsentscheidungen......................................128
a)Ausstattungsdetails der Garantie und Ausgangsdaten für das
Fallbeispiel...............................................................................................128
b)Beurteilung der Vorteilhaftigkeit einer konstruktiven Beeinflussung
der Parameter der Lebensdauerverteilung..............................................133