Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren

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1 VDI-Buch Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren Kostenmanagement bei der integrierten Produktentwicklung Bearbeitet von Klaus Ehrlenspiel, Alfons Kiewert, Udo Lindemann überarbeitet Buch. xxvii, 573 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Gewicht: 1058 g Zu Inhaltsverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Anhang Hilfe zum Kosten senken A 1 Überblick Einführung Etliche Leser waren es leid, die für das Kostensenken im praktischen Einsatz nötigen Übersichten, Checklisten und Regelsammlungen jedes Mal neu im Buch zu suchen. Deshalb haben wir hier eine, am Ablauf eines Kostensenkungsprojekts orientierte Übersicht mit Verweisen auf die nach unserer Meinung wichtigsten Regeln und Bilder als Leitlinie zusammengestellt (Ausgangspunkt: Der Vorgehenszyklus zur Kostensenkung von Produkten Bild 4.5-7). Bitte beachten Sie: Es soll nicht der Eindruck erweckt werden, als sei diese Leitlinie das Kochrezept zum zielkostenorientierten Konstruieren. Er soll Ihnen helfen ein eigenes, an Ihr Problem angepasstes Vorgehen selbst zu entwickeln. Checklisten und Regelsammlungen sind nie vollständig, sie sind außerdem betriebs- und produktspezifisch, manchmal sogar widersprüchlich. Sie sollen zum eigenen Nachdenken und Handeln anregen. Kein stures Abarbeiten! Nehmen Sie Änderungen und Ergänzungen für Ihr Produkt oder Ihr Unternehmen vor. Auf was es in Ihrem Fall ankommt, erkennen Sie am Besten, wenn Sie das Wichtige vom Unwichtigen trennen. Dazu helfen Ihnen die Klärung der Anforderungen (Kap ), besonders auch des Kostenzieles, ABC-Analysen (Bild 4.6-4) oder Kostenstrukturen (Bilder 4.6-5; ; ; ) am besten. Diese vor dem eigentlichen Beginn der Arbeit unter Zeitdruck aufzustellen ist bei dem meist unvollständigen Datenwust mühsam. Aber es lohnt sich! Fragen Sie frühzeitig Spezialisten, die mehr wissen. Lassen Sie sich nicht durch Besserwisser, Mauern, Killerphrasen usw. einschüchtern. Kosten senken bzw. zielkostenorientiert konstruieren ist systematische Ingenieurarbeit! Sie erfordert ferner die vertrauensvolle und offene Zusammenarbeit aller kostenbeeinflussenden und -erfassenden Abteilungen. Deshalb muss ein interdisziplinäres Team gegründet werden, das die Ressortmauern beseitigt (Bild 3.2-2). Diese Leitlinie geht hauptsächlich auf die Senkung der Herstellkosten ein. Die Senkung anderer Kosten, z. B. der Lebenslaufkosten (Bild 5.3-1), der Entwicklungskosten (Bild 6.2-1) usw., läuft nach dem gleichen Schema mit angepassten Inhalten und Begriffen ab.

3 528 Anhang A 2 Leitlinie zum Kostensenken Hier werden ausgehend von Bild mehr Erläuterungen und mehr Verweise eingebracht, als es bei der kurzen Darstellung des Vorgehenszyklus zur Kostensenkung von Produkten in Bild möglich war. A 2.1 I Aufgabe und Vorgehen klären I.0 Vorgehen planen, Team bilden, Verantwortliche benennen. Bevor überhaupt ein Kostensenkungsprojekt angefangen wird, muss ein dafür geeignetes Klima geschaffen werden, bzw. wenn es noch nicht vorhanden ist, muss das Klima im Laufe des Projekts geschaffen werden (Bild 3.2-2)! Wichtig ist eine wirkliche Unterstützung durch die Geschäftsleitung (Pate, Lenkungskreis) (Kap. 3.2; 4.8) und die Offenlegung von Kostendaten (aber vertraulich behandeln!) (Kap ). Einen Vorgehensplan mit Zwischenterminen erstellen (Kap ; 6.2.2). Teamarbeit nach außen verkaufen! Zur interdisziplinären Teambildung Regeln (Kap ). Aufgabe klären: Wichtig: Im Folgenden wird zwar nur auf Kosten eingegangen, dazu gehört aber auch die normale technische, organisatorische Klärung der Aufgabe mit Erstellung der Anforderungsliste (Kap ). Wissen wir wirklich, für was der Kunde am ehesten bereit ist zu zahlen? Wodurch kann man sich gegenüber der Konkurrenz herausheben? Bei Angebotsabgabe/Auftragsgespräch möglichst wenig oder wenig scharfe Forderungen, Funktionen, Toleranzeinengungen, Garantien, Abnahmebedingungen, einzuhaltende Vorschriften oder Normen vereinbaren (Jede Forderung, Garantiezusage ist meist mit zusätzlichen Kosten verbunden). Die Konstruktion an der Festlegung des Pflichtenhefts, der Anforderungsliste (an den Gesprächen mit dem Kunden und Zulieferer) beteiligen. Eine Überarbeitung oder Neukonstruktion eines Produkts sollte sich nicht nur auf Kostensenken beschränken, sondern immer auch andere Verbesserungen mit einschließen! Kernsatz: Kundennutzen steigern!

4 A 2 Leitlinie zum Kostensenken 529 I.1 Gesamtzielkosten festlegen (Kap. 4.5). Klären welche Kosten betrachtet werden sollen: Lebenslauf-, Selbst-, Herstellkosten? Gewinnziel, Wirtschaftlichkeitsziel? Was wünscht der Kunde? Nicht einfach ein Kostenziel xx % übernehmen, sondern die Gründe hinterfragen, auch fragen: Warum sind wir so teuer, warum ist die Konkurrenz so viel kostengünstiger? I.2 Kostenstrukturen (Kap ; Bilder ; ; ) von Vorgänger- und von Konkurrenzprodukten (Benchmarking Kap. 7.13) nach Baugruppen, -teilen erstellen und analysieren, auch nach vom Kunden gewünschten Eigenschaften und Funktionen! Hilfsmittel: Tabellenkalkulation (Bilder ; ). Die Kostenstrukturen helfen auch später bei der Kostenermittlung der neuen Lösung! Ziel: Sich klar machen, wie sich die Kosten zusammensetzen, wie sie entstehen und wo im Projekt die Schwerpunkte sind! I.3 Schwerpunkte, Kostensenkungspotenziale suchen. Was kann geändert werden, was liegt fest? Sind hohe Kostensenkungen gefordert, müssen sicher auch große Änderungen am Produkt und Prozess erfolgen (Kap )! Zur Festlegung eines anstrengenden, aber auch erreichbaren Kostenziels muss möglichst vorab geklärt sein, wie es erreicht werden könnte: Kostensenkungspotenziale. Um sie zu ermitteln, ist schon bei der Aufgabenklärung eine Lösungssuche erforderlich! Sie sollte im Team erfolgen. Im Laufe des Projektes ergeben sich u. U. weitere Kostensenkungspotenziale, denen weiter nachgegangen werden sollte. I.4 Gesamtzielkosten aufteilen, d. h. Teilzielkosten ermitteln. (Kap ; Bild 4.5-4; Kap ). Auf der Basis der Kostenstrukturen und der Kostensenkungspotenziale sind für Baugruppen, -teile und/oder Funktionen Teilkostenziele festzulegen, so dass für einzelne Mitarbeiter (-gruppen) bearbeitbare und erreichbare Aufgaben definiert sind. Zu den Kostenzielen die Maßnahmen und die Verantwortlichen dokumentieren (Bild ), zu festgelegten Zwischenterminen kontrollieren = kurze Regelkreise zwischen Kostenfestlegung und Kostenermittlung anstreben (Bild 4.2-2; 4.4-2). Eine gute Aufgabenklärung, insbesondere auch der Zielkosten und eine detaillierte Vorgehensplanung sind die Basis für den Erfolg eines Projektes!

5 530 Anhang A 2.2 II Lösungen suchen Weil man nicht sicher sein kann, sofort die beste Lösung zu finden und die erstbeste Lösung wahrscheinlich nicht die allerbeste Lösung ist: Mehrere Lösungen suchen! Gesamtproblem in Teilprobleme aufspalten, dafür Teillösungen suchen. Methoden (intuitive und systematische Kap ) zur Lösungssuche anwenden. Bei systematischer Lösungssuche die Konkretisierungsstufen (Kap ) von abstrakt zu konkret durchlaufen. Je abstrakter die Lösungssuche beginnt, desto größer ist die Chance eine neue kostengünstige Lösung zu finden. Allerdings erhöhen sich auch der Aufwand und das Risiko! II.1 Funktion: (Kap ) - Sind die Funktionen, auf die der Kunde Wert legt, bekannt? - Weniger, mehr? Funktionsvereinigung? - Sind die Funktionen der Baugruppe bzw. des Teils geklärt? - Ist die Funktionserfüllung eindeutig, einfach und sicher? - Sind Funktionen in ein anderes Bauteil integrierbar? - Sind Funktionen auf mehrere Bauteile übertragbar? - Sind der Material- und der Fertigungsaufwand für die Funktionserfüllung gerechtfertigt? II.2 Prinzip: (Kap. 7.3) Anderes Prinzip (Konzept), Baugrößenverringerung. Konzepte für kleine und leichte Bauweise ergeben meist kostengünstige Maschinen. Klein und leicht werden Maschinen mit starken physikalischen Effekten (z. B. aus mechanischer und hydrostatischer Energie), durch Parallelschaltung von Wirkflächen (Leistungsverzweigung), Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlerhöhung (Kap ). Kleinbau, d. h. Baugrößenverringerung, vermindert die Herstellkosten besonders bei großen Teilen in Einzelfertigung. Dasselbe gilt auch für kleine und große Teile in Serienfertigung (Kap ). Konzepte mit einfachem Aufbau und wenigen Teilen (z. B. Funktionsvereinigung, Integralbauweise (Kap )) sind kostengünstiger, bei kleinen Abmessungen und/oder hohen Stückzahlen.

6 A 2 Leitlinie zum Kostensenken 531 II.3 Gestaltung: (Kap. 7.4; 7.8) - weniger Teile (Integralbauweise)? - Werkinterne Normung (Kap. 7.12), Gleichteile, Wiederholteile, Teilefamilien, Baureihe, Baukasten? Varianten so gestalten, dass sie möglichst spät im Fertigungsprozess, z. B. erst bei der Endmontage, realisiert werden (Bild A8). Bei Teilen in hoher Stückzahl ist Integralbauweise anzustreben. Durch Ur- und Umformverfahren die endgültige Gestalt so annähern, dass wesentlicher Materialabfall vermieden wird (Kap ). Integralbauweise ist bei kleiner Stückzahl und spanender Fertigung aus dem Vollen besonders bei kleinen und mittleren Teilen kostengünstiger als die Differentialbauweise (z. B. Vorrichtungskonstruktion, Bilder ; ). Differentialbauweise ist bei großen Teilen und/oder bei teurem Werkstoff in Einzelfertigung und bei kleinen Stückzahlen kostengünstiger. II.4 Material: (Kap. 7.9) Weniger Material? Weniger Abfall? Kostengünstigeres Material? Norm-, Serien- und Kaufteile (Bild 7.9-3; Bild A5)? Materialkosten verringern durch Kleinbau (Vermeiden von Überdimensionierungen; FEM-Analyse!), Geschwindigkeits-/Drehzahlerhöhung; Verwendung hochbeanspruchbarer (meist nur geringfügig teurer) Werkstoffe; Verwendung billiger Standardwerkstoffe, wo keine hohen Beanspruchungen auftreten. Bei Serienfertigung materialsparende, endformnahe Fertigungsverfahren, wie Gießen, Schmieden, Tiefziehen wählen; stückzahlangepasst konstruieren. Geringe Materialdicken anstreben. Auf direkten Kraftfluss von Krafteinleitung zu -ausleitung achten (Zug-/ Druckbeanspruchung anstreben, Biege- und Torsionsbeanspruchung meiden). - Ist das Rohmaterial oder ein Kaufteil kostengünstiger zu beschaffen? - Kann anderes, kostengünstigeres Material verwendet werden? - Können Norm- bzw. Standardteile (Baukasten) verwendet werden? - Kann das Rohteil aus einem anderen Halbzeug hergestellt werden? - Kann der Verschnitt durch geeignete Gestaltung reduziert werden? - Ist das Rohteil als Guss-, Schmiede-, Sinter- bzw. Blechteil herstellbar? - Kann das Halbzeug bzw. der Rohling vorbehandelt bezogen werden?

7 532 Anhang II.5 Fertigung: (Kap. 7.11) Es gibt sehr viele Fertigungsverfahren (Bilder ; A6)! Nicht nur an die Standardverfahren für Teile im eigenen Unternehmen denken, sondern im Team systematisch verschiedene Verfahren und evtl. darauf spezialisierte Zulieferer suchen. Zulieferer zum Teamgespräch einladen. Das Kostenziel weitergeben. Andere und weniger Fertigungsgänge, andere Vorrichtungen, Betriebsmittel? Weniger Genauigkeit? Montagevarianten (Bilder ; A7)? Eigen- oder Fremdfertigung (Kap. 7.10)? - Wird die Fertigungstechnologie im Haus beherrscht? - Passt das Bauteil in das firmenspezifische Teilespektrum? - Muss das Bauteil im Haus gefertigt werden? - Sind die Fertigungszeiten gerechtfertigt? - Ist die Reihenfolge der Arbeitsgänge optimal? - Ist die Fertigung auf anderen Maschinen kostengünstiger? - Sind andere Verfahren zur Werkstofftrennung, zur Oberflächenbehandlung, zum Fügen und Montieren möglich? - Dienen alle bearbeiteten Flächen der Funktionserfüllung? - Müssen alle Wirkflächen bearbeitet werden? - Ist eine geringere Oberflächenqualität und sind gröbere Toleranzen möglich? - Können unterschiedliche Abmessungen vereinheitlicht werden? - Fertigungsfachmann hinzuziehen! Die Montageverfahren sind ähnlich zahlreich wie die Teile-Fertigungsverfahren (Kap ) und sollten in Abstimmung mit den Fertigungsverfahren und der Materialwahl im Team festgelegt werden. Maßnahmen zum Montagekostensenken (Bilder ; A7).

8 A 2 Leitlinie zum Kostensenken 533 A 2.3 III Lösung auswählen Dieser Schritt ist nicht nur zum Abschluss eines Projekts, sondern kontinuierlich immer wieder im Laufe des Projekts einzuschieben! Kurze Regelkreise anstreben (Kap )! Möglichst nach jeder Lösungssuche, mindestens aber zu vorher vereinbarten Terminen die Einhaltung der Kostenziele kontrollieren und neue Maßnahmen einleiten! Den erreichten Stand dokumentieren. III.1 Analyse: (Kap ; 9; 10.3) Es ist nicht nur die Erreichung des Kostenziels, sondern auch die Erreichung aller anderen Forderungen zu überprüfen! Dazu sind die Eigenschaften der Lösungen mit geeigneten Früherkennungsmethoden zu ermitteln. Mitlaufende Kostenermittlung (Kap. 9; Bild ). Mut zum Schätzen (Kap. 9.2)! Frühe Kosten- und Eigenschaftsermittlungen sind notwendigerweise ungenau. Aber richtig durchgeführt und unterstützt lassen sich ausreichend genaue Ergebnisse erreichen (Ausgleich zufälliger Fehler: Kap ). Arbeitsvorbereitung und Kalkulation beteiligen! III.2 Auswahl: (Kap ) In die Entscheidung für eine Lösung fließen nicht nur harte Kostenund technische Daten ein, sondern auch weiche Faktoren ein, deshalb: Team und Chef beteiligen! A 2.4 Projektverfolgung, Auswertung Weitere Projektverfolgung: Mit dem Abschluss der Konstruktion ist das Produkt erst auf dem Papier als Plan entstanden. Es kommt darauf an diesen Plan auch umzusetzen! Dazu hilft z. B. die Beteiligung der Fertigung und des Einkaufs schon im Konstruktionsprozess. Ferner muss die Umsetzung des Plans auch termin- und kostenmäßig kontrolliert werden (Bild A4). Auswertung von Erfahrungen: Bei jedem Projekt gibt es positive und negative Erfahrungen. Es kommt im Team darauf an aus diesen Erfahrungen zu lernen: Manöverkritik!

9 534 Anhang A 3 Wichtige Bilder und Regeln A 3.1 Kalkulation (Kostenentstehung) Die Basis für das Kostenmanagement sind die Kostenrechnung im Unternehmen und die Kosten der vorangegangenen Produkte. (Analogie Festigkeitsrechnung: Mechanik, Festigkeitswerte usw.). Sie sind betriebs- und produktspezifisch! Wichtig ist, dass von der Zielkostenermittlung über die mitlaufende Kalkulation bis zur Nachkalkulation die Kostendaten immer in der gleichen Struktur und auf gleicher Basis kalkuliert vorliegen, um Vergleiche zu ermöglichen, Abweichungen richtig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten (Bild A4)! Wie werden in Ihrem Unternehmen die Kosten berechnet? Wo liegen die Schwerpunkte? Welche Kosten sind durch das aktuelle Projekt beeinflussbar, welche nicht? Wer kann Ihnen die Informationen beschaffen (Datenzugriff)? Wie müssen Sie Kalkulationen, Datenstammsätze, Arbeitspläne lesen? Bildet die Kostenrechnung die Kostenverursachung richtig ab? Z. B. Berücksichtigung des Stückzahleinflusses (Kap b und d). Daten unbedingt vertraulich behandeln! Bild A1 zeigt das Schema der differenzierenden Zuschlagskalkulation, Maschinenstundensatz- und Platzkostenrechnung und soll als Anregung dienen, entsprechende Kostenanalysen für Ihr Produkt durchzuführen. Beachten Sie, dass die Begriffe, Aufteilungen usw. betriebsspezifisch sind. Wenn Sie zum Vergleich die Größenordnung der einzelnen Summanden als Mittelwerte des VDMA wissen wollen: Bild

10 A 3 Wichtige Bilder und Regeln 535 Kostenarten Kalkulationsschema Materialeinzelkosten Materialgemeinkosten Materialkosten MEK + MGK = MK Differenzierende Zuschlagskalkulation Platzkosten Platzkostenrechnung Fertigungslohnkosten Fertigungskosten Sondereinzelkosten der Fertigung Herstellkosten Vertriebsgemeinkosten Verwaltungs- und Vertriebsgemeinkosten Vertriebseinzelkosten Selbstkosten FLK FLK FGK VWGK + VTGK = + FK SEF = HK + EKK + VVGK + VTEK = SK Fertigungsgemeinkosten Entwicklungs- und Konstruktionskosten Verwaltungsgemeinkosten + + Maschinenkosten + Restfertigungsgemeinkosten + = = Maschinenstundensatzrechnung = Bild A1. Differenzierende Zuschlagskalkulation, Maschinenstundensatz-, Platzkostenrechnung (Bild 8.4-9)

11 536 Anhang A 3.2 Kostenstrukturen Kostenziele mitlaufende Kalkulation Zum Finden von Kostenschwerpunkten und Kostensenkungspotenzialen eignen sich Kostenstrukturen. Sie können vom Vorgängerprodukt, von ähnlichen Produkten (auch von Konkurrenzprodukten, die im eigenen Haus kalkuliert wurden) erstellt werden (Kap ; 10.2; Gliederungsgesichtspunkte Bild 4.6-3) Herstellkosten Sonstiges = 7 % 6. Entleerschieberantrieb = 3 % 5. Entleerschieber = 4 % 4. Mischwerk = 8 % 3. Mischwellen = 11 % 2. Mischtrog = 27 % 1. Antrieb = 40 % Herstellkosten [%] Bild A2. Kostenstruktur eines Betonmischers (Bild ) Bild A3. Herstellkostenstruktur nach Fertigungsverfahren und Material eines Zentrifugenständers (Bild )

12 A 3 Wichtige Bilder und Regeln 537 Es ist zweckmäßig, während eines Projektes mit einem Tabellenkalkulationsprogramm die Teilzielkosten und die Ist-Kosten der Komponenten fortlaufend (z. B. zu jeder Teamsitzung) zu erfassen = entwicklungsbegleitende Kalkulation (Kap und 9.1.2). Man behält so die Übersicht über das Ganze und kann neue Maßnahmen einleiten, wenn sich Schwierigkeiten oder neue Möglichkeiten zum Kostensenken ergeben. Zweckmäßig sind dazu auch fortlaufende Notizen, wie Kostensenkungspotenziale, Verantwortliche für Maßnahmen usw. festzuhalten. 1. Sitzung: Analyse Doppelwellenmischer (DWM) Baugruppen Antrieb Mischtrog M.welle+Lager. Mischwerk Entleerschieber Entleerantr. Sonstiges Summe Istkosten DWM [ ] Anteil DWM [%] 39,8 27,0 11,0 8,1 3,9 3,1 7,0 100 Istkosten Tellermischer [ ] nötige Kosten- Kostensenkunpotentialsenkungs- [%] Teilzielkosten DWM [ ] Maßnahmen ander. Prinzip Schweißkonstr. Vereinfachen Fertig. ändern Vereinfachen Vereinfachen Vereinfachen Verantwortl. Entwicklung Entw.+Fert. Entwicklung Fertigung Entwicklung Entwicklung Entwicklung weitere Sitzungen... Aus Platzgründen ist hier die Tabelle "gestapelt". Mit einer Tabellenkalkulation kann sie beliebig den Anforderungen der Praxis angepasst werden. 2. Sitzung: Stand DWM [ ] erreichte Kostensenkung [%] Ergebnis: erreichte Kosten Kostensenkung DWM [ ] [%] neue Maßnahmen anderer Liefer. Fertig. ändern ok Fertig. ändern ok ok ok Verantwortl. Einkauf Fertigung Fertigung Bild A4. Kostenverfolgungstabelle eines Betonmischers (Bild )

13 538 Anhang A 3.3 Materialkosten Unter Materialkosten versteht man i. a. nicht nur die Kosten für das Rohmaterial, sondern die Kosten für das ganze Zuliefervolumen. Dies wird im Zuge der Konzentration auf Kernprodukte und -prozesse und durch Outsourcing immer wichtiger. Kostenziele an ausgewählte Lieferanten weitergeben! Enge Zusammenarbeit anstreben! Aus Bild A5 sieht man, dass Materialkosten nicht nur durch billiges Material (pro Volumen) gesenkt werden können, sondern auch durch hochwertiges Material, durch günstige Konzepte, die Klein- und Leichtbau ergeben. Rohmaterialkosten Materialkosten MK senken Kaufteilkosten enge Zusammenarbeit mit Einkauf/Logistik ausgewählten Lieferanten Brutto- Volumen V 1 Kosten Volumen K V 2 Gemeinkosten MGK 3 Kleinbau Leichtbau 1.1 günstige Konstruktionsbedingungen: z. B.: Parallelschaltung Überlastbegrenzung Drehzahl erhöhen hochfestes Material ausnützen mit: kostengünstiges Material verwenden z. B.: 2.1 Massenwerkstoffe Halbzeuge fertigungsgünstiges Material (Zerspanbarkeit) genormtes Material (Werknorm) Gleichteile, Teilefamilien, Baureihen, Baukästen Sparbau statt Biegung 1.2 oberflächenbehandeltes Material verwenden 2.2 z. B.: Wandstärken verringern Blechüberstände beim Schweißen vermeiden andere Fertigungsverfahren (Schweißen statt Gießen, Bleche abkanten,...) z. B. bei Korrosion und Verschleiß gehärtete Stähle plattierte galvanisch behandelte gummierte kunststoffbeschichtete Werkstoffe Abfall senken 1.3 z. B.: Guss-Stücke genauer gießen (Kernversatz) stark abgesetzte Drehteile nicht aus dem Vollen (s. aber Bild ) bei Blechkonstruktionen auf Ausnutzung der Tafel achten Ausschuss verringern Bild A5. Materialkostengünstig Konstruieren und Regeln dafür (Bild 7.9-3)

14 A 3 Wichtige Bilder und Regeln 539 A 3.4 Fertigungskosten Bild A6 gibt nur einen groben Überblick über die Vielfalt der Fertigungsverfahren (Kap. 7.11). Hier sind z. B. nur 8 Schweißverfahren aufgezeigt, es gibt aber ca. 250 verschiedene! Die Wahl von Teilefertigung, Montage, Material, Verbindungsverfahren ist eng miteinander verknüpft (Kap ; Bild ). Sie sollte im Team und auch evtl. mit erfahrenen Lieferanten diskutiert und entschieden werden. Urform-Verfahren Umform-Verfahren (s. Bild ) Trenn-Verfahren Verbindungs- Verfahren (feste Verbindungen, s. Bild ) Stoffänderungs- Verfahren Beschichtungs- Verfahren Sandguss Dauermodell Handform-Verfahren (verlorene Maschinenform-Verfahren Form) verlorenes z. B. Styropor-Modell Gießen Kokillenguss Modell (Vollform-Verfahren) (s. Bild Druckguss ferner: ) Feinguss Strangguss Spritzguss (Kunststoff) Schleuderguss Sintern Sonderverfahren Kunststoff laminieren, schäumen Freiformschmieden Gesenkschmieden Massivumformung Fließpressen Strangpressen Walzen Abkanten, Walzen, Biegen Tiefziehen Blechumformung Drücken Hydroform-Verfahren Explosiv-Umformung Stanzen, Schneiden, Scheren Sägen Drehen mechanisch Bohren Fräsen Hobeln, Stoßen, Räumen, Schaben Feilen, Meißeln, Bürsten Schleifen, Polieren, Läppen, Honen thermisch Brennen Erodieren elektrisch Elektronenstrahl Schneiden Laser Bohren chemisch elektrolytisch abtragen offen Ätzen Elektro Schutzgas Eingießen Gas (autogen) Schweißen Reibschweißen Stoffschluss Punkt-/Press-Schweißen Elektronenstrahl-/Lasernicht Löten schweißen lösbar Kleben weich plastischer Nieten hart ferner: Formschluss Bördeln, Renken Plattieren Schrumpf-/Pressverbindung Reibschluss Keil-/Kegelverbindung Klemm-/Spannverbindung lösbar Schrauben direkt (Fügen) Formschluss Bolzen-/Stift-/Passfederverbindung Schnappverbindungen z. B. Vergüten, Härten, Kugelstrahlen, Recken z. B. galvanische-, thermische-, Lackier-Verfahren Bild A6. Überblick über gebräuchliche Fertigungsverfahren (Bild )

15 540 Anhang A 3.5 Montagekosten Oberste Leitidee ist, möglichst wenige Teile zu konstruieren: Was nicht geteilt ist, braucht auch nicht montiert werden (s. a. Bild A8)! Auch hier gilt es zunächst die Struktur der Montagekosten zu ermitteln (Bild ). Die erkannten Schwerpunkte müssen in enger Zusammenarbeit mit der Montage zuerst angegangen werden (Bild A7). Technische Maßnahmen für automatisierungsgerechtes Montieren Aufgabe Baustruktur Teile Verbindungen Fügebewegung Handhabungsgerät wenige Varianten vereinbaren vormontierbare Baugruppen getrennt prüfbar Basisbaugruppe vorsehen, modulare Montage wenige variantenspezifische Baugruppen; diese erst gegen Ende montieren bei variantenunabhängigen Baugruppen einheitliche Anbaubedingungen, Schnittstellen vorsehen wenige Teile, wenige verschiedenartige Teile durch Integralbauweise Gussverfahren (Kunststoff, Metall) Blechumformung Sinterverfahren Outsert-/Inserttechnik Gleichteile Kauf-, Norm- u. Standardteile nicht verwechselbare, nach Lage erkennbare und greifbare Teile keine biegeschlaffenteile (z. B. Kabel, Dichtungen) keine Wirrteile, besser vorgeordnete Teile leicht transportierbare Teile, leicht handhabbar und einführbar selbsttätig ausrichtende und sichernde Teile wenige zusätzliche Verbindungsteile vormontierte Verbindungsteile (z. B. Schraube mit Dichtung) mit Translation montierbar Schnapp-, Rastverbindungen Bördel-, Stauch-, Verlapp-, Kerbverbindungen Kleben möglichst nur eine Bewegungsart, z. B. Translation möglichst nur von einer Richtung stapelartig montieren auf gute Zugänglichkeit achten Einstellen, Justieren vermeiden Grenzen und Eignung bzgl. Abmessungen, Kräfte, Wege, Geschwindigkeiten; Genauigkeit beachten Organisatorische Maßnahmen für montagegünstiges Konstruieren Schulung der Konstrukteure anhand von Beispielen aus dem eigenen Hause Filme über neue zweckmäßige Montageverfahren Beratung der Konstruktion durch Montagefachmann von Fall zu Fall Berater macht zeitlich fixierten Besuch Berater ist ständig in der Konstruktion Projektteam für montagegünstige Konstruktion Arbeitsgruppe Montageplanung innerhalb der Arbeitsvorbereitung einrichten Bild A7. Maßnahmen für die kostengünstige Montage (Bild )

16 A 3 Wichtige Bilder und Regeln 541 A 3.6 Variantenreduzierung Die zunehmende Hinwendung auf die Erfüllung der Kundenwünsche verringert die Stückzahl gleicher Produkte und vergrößert die Zahl der Produkt- und Teilevarianten. Beides wirkt kostentreibend, sowohl für die Herstellkosten (Kap. 7.12) wie für die Selbstkosten (Kap. 6.3). Es kommt darauf an, gemeinsam mit Marketing, Verkauf die für den Markt notwendigen Varianten zu erkennen und die unnötigen Varianten zu reduzieren. Je früher das bei der Programm- und Produktkonzeption angegangen wird, umso wirkungsvoller ist es. Das Bild A8 gibt Strategien und Maßnahmen zur Variantenreduzierung im Ü- berblick an (Weitere Informationen siehe Inhalts- oder Sachverzeichnis). 1. Integralbauweise Ur- und Umformverfahren wählen (z. B. Gießen, Spritzgießen, Blechumformen, Schmieden, Tiefziehen, erosiv Abtragen): Stückzahl? Geeignete Halbzeuge einsetzen. 2. Gestaltelemente standardisieren 3. Gleichteile (mehrmals an einem Produkt vorkommend) 4. Wiederholteile (bei unterschiedlichen Produkten öfters vorkommend) Gestaltelemente (Teilegeometrien, CAD-Features), also Einbauräume, Anschlussgeometrien, die in unterschiedlichen Varianten benötigt werden, standardisieren. Möglichst viele Teile eines Produktes gleich machen und Integralbauweise wählen. Vermeiden von links-/rechts-ausführungen. Auch Kleinteile (z. B. Schrauben, Dichtungen, Sicherungsringe) radikal reduzieren und standardisieren: Die Fertigung und Montage wird oft viel einfacher! Werkstoffe vereinheitlichen: Im Zweifelsfall den besseren Werkstoff, u. U. mit Prüfzeugnis, nehmen. Normteile und Zulieferteile verwenden (firmeninterne Auswahl!). Meist wegen größerer Stückzahl kostengünstiger! Symmetrische Bauteile, die in unterschiedlichen Einbaulagen montiert werden können. Teile von anderen Produktfamilien verwenden: Sich absprechen! Änderungsproblem? 5. Teilefamilie Teile gleicher Funktion standardisieren. Gemeinsame Aufräumaktion für eingerissenen Wildwuchs (Bild ). 6. Baureihe Gröbere Stufung anstreben. 7. Baukasten Baukastensysteme von Zulieferanten nutzen Lokale Baukastensysteme vorsehen (Bild ). Getrennt vormontier- und prüfbare Baugruppen vorsehen. Plattformstrategie: gleiche Grundbausteine für mehrere Produkte. 8. Teilearmes Konzept Durch Wahl geeigneter phys. Prinzipien lässt sich die Teilezahl oft überraschend reduzieren (Beispiel: mechanische/ Bubble- Jet-Schreibmaschine). Bild A8a. Strategien zur Variantenreduzierung (1-8 wesentlich konstruktive)

17 542 Anhang 9. Zulieferer einschalten Anzahl der Zulieferer reduzieren (günstigere Konditionen). Kostenziel weitergeben! Rahmenverträge abschließen. Standardisierung gemeinsam festlegen. 10. Normungsgrad Als Zielvorgabe einführen (Bild ): Wiederhol, Gleich, Kauf, Normteile unterschiedliche Teile Grenzwert 11. Variantenbaum Zur Beurteilung, ob Varianten früh oder spät auftreten. Am besten erst am Montageende (Bild )! 12. Malus Eine Kostenvorgabe pro neuem Teil (z. B ), die durch Kostenreduzierung erst übertroffen werden muss: sonst kein Neuteil (Bild )! 13. Teilesuchsystem einführen 14. Standardisierung verkaufen! Datenbank in EDM mit freien Begriffen aus dem Stammdatenfeld und mit CAD-Bildern. (Suchen muss schneller gehen, als neu machen). Verkaufsunterlagen zusammen mit dem Verkauf so gestalten, dass Technik und Kosten für den Verkäufer transparent sind. Den Kostenvorteil der Standardisierung an den Kunden weitergeben. (Dazu gehört Mut!) Sonderwünsche kosten extra! (Nicht jeden Auftrag wollen!) Vertriebsprovision gewinn- statt umsatzorientiert aufbauen. 15. Prozesskosten Abschätzung mit Stundensätzen der Kostenstellenrechnung oder nach Stundenaufschreibungen. Aktive (hohe Nachfrage) und passive Varianten (geringe Nachfrage) unterscheiden. Passive ruhen lassen, aktive u. U. teilearm umgestalten! 16. Vielfalts- Problemfelder Variantenmanagement verlangt Reduzierung in der Produkt-, Teile-, Lieferanten-, Kunden-, Auftrags-Vielfalt. Erkennen der für den Markt nötigen Varianten, Reduzierung der unnötigen Varianten (Bild ). Bild A8b. Strategien zur Variantenreduzierung (9-16 mehr organisatorische) (Enge Abstimmung mit Controlling, Fertigung, Montage, Einkauf, Vertrieb, Service nötig!)