IPELAB Labor für. Integrierte Produktentwicklung

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1 Technische Universität t Chemnitz IPELAB Labor für Fakultät t für f r Maschinenbau Integrierte Produktentwicklung Professur Konstruktionslehre Fakultät t f für r Maschinenbau Institut f für f r für r Konstruktions- und Antriebstechnik Professur Konstruktionslehre Technische Universität Chemnitz Professur Konstruktionslehre in Kooperation mit Professur Unternehmensrechnung und Controlling Reichenhainer Straße 70 Raum A Chemnitz Tel: Fax: Mail: kontakt@ipe-lab.de Gliederung. Infrastruktur und Leistungen 2. Leistungspakete 2.. Analysetools 2.2. Reduktionstools 3. Nutzeffekte - Praxisberichte Prof. Dr.-Ing. Erhard Leidich Leiter des Labors IPELAB Tel: Mail: e.leidich@mb.tu-chemnitz.de Dr.-Ing. habil. Werner Grahl Koordinator Tel: Mail: w.grahl@mb.tu-chemnitz.de

2 Infrastruktur von 2

3 Arbeitsgebiete im Überblick Kostenmanagement Komplexitätsreduktion Entwicklung/Planung Vertrieb Konstruktion AV Komplexitätsreduktion Beschaffung/Herstellung Steuern Kontrollieren PDM Einkauf/ Lager Produktionsplang./-steurg. ERP Service Analysieren Bewerten Projektarchiv Teilestamm Vielfaltsreduktion Teilestammreduktion + Reduktion Teilestammwachstum von 2

4 Vielfaltsreduktion Zielstellungen und Lösungsstrategien Klassifizieren Schaffen von Übersicht und Reproduzierbarkeit (alter und zukünftiger Teilestamm) Bereinigen Teilestammgröße (alter Teilestamm) Konsolidieren Teilestammwachstum (zukünftiger Teilestamm) Einsparpotenziale willkürlicher Zuwachs Ausgangsbestand Teilebestand Zielbestand gesteuerter Zuwachs Zeit von 2

5 Analysetool Potenzialcheck A) Datenerfassung A) Randbedingungen A2) Organisationsdaten A3) Teilestammauszug B) Potenzialcheck B) Strukturanalyse B2) Terminologieanalyse B3) Dublettenanalyse B4) Substitutionsanalyse B5) Artikelartenanalyse C) Bewertung/Konzipierung C) Einsparpotenzial quantifizieren C2) Nutzen ermitteln C3) Lösung konzipieren C4) Informationsflüsse planen Bewertungsmerkmal Teilestamm Größe Wachstum Beschreibung des IST-Zustandes Artikel in 06/ Artikel im Monat Durchschnitt zwischen 06/2007 und 05/2008 Strukturierung - Klassifizierungssystem nicht vorhanden - zur Strukturierung werden die Merkmale BESCHAFFUNGSART, WARENGRUPPE, und die teilsprechende Artikelidentnummer (.+2. Stelle) genutzt - Bündelung gleicher Teilearten in Gruppen nicht möglich Organisation Arbeiten mit Datensätzen Benennungen Konstruktionshoheit Einkauf Anlegen Suchen - Name, Abmessungen und Material in einem Merkmal - SML-Normen für Artikelbezeichnungen, nur Vorlage im ERP und Erfahrungen der Nutzer - ab 2000 zu allen Produkten im Unternehmen - davor zwei Teilestämme mit unterschiedlichen Strukturen, die nicht vereinheitlicht wurden Zentral auf Unternehmensebene - jeder Konstrukteur nach Bedarf - für Neuanlage digitale Unterstützung - Suchen nach Begriffen im ERP Auszug, Nutzung von Artikelmerkmalen des ERP-Datensatzes - Konstrukteur, Einkauf, Vertrieb, Pm, Montage (Meister und Schlosser), Fertigungssteuerung, Qualitätssicherung Prozesskosteneinsparung aus Reduzierung des Teilestamms des Teilestammwachstums Norm- und Kaufteile : Anteil: Artikel Anteil: ca..350 Artikel von Artikeln von Artikeln Einsparpotenzial in Stück: Dubletten Ansatz 5%: entspricht.50 Artikel entspricht ca. 70 Artikel Vorzugsteile/Auswahlreihen Ansatz 4%: entspricht Artikel entspricht ca. 90 Artikel Anzahl: Artikel ca. 260 Artikel Einsparpotenzial in EUR (bei 25,00 EUR/Artikel): Anlagekosten Neuteil (/Pflicht/) 500,00 EUR Summe : EUR EUR Fertigungsteile/Werksnormteile: Anteil: Artikel Anteil: ca..650 Artikel von Artikeln von Artikeln Einsparpotenzial in Stück: Familienbildung Ansatz 2,5 % entspricht 675 Artikel entspricht ca. 20 Artikel Anzahl: 675 Artikel ca. 20 Artikel Einsparpotenzial in EUR (bei 200,00 EUR/Artikel): Anlagekosten Neuteil (/Pflicht/) 500,00 EUR Summe: EUR EUR Einsparpotenzial : EUR EUR einmalige Urfüllung mit Bestand PARTsol Bestand nachbearbeitetem und bereinigtem Teilestamm ERP/PDM -System zyklischer Abgleich (nächtlich) LINK DB Vorzugsteile Auswahlreihen Filter Nutzerrechte Neuanlagen von Teilen über Online-Schnittstelle PARTsol Suchen CAD Wieder verwenden ecatsol Katalogteile Nicht katalogisierte Fremdteile einfügen SML Fertigungsteile CADENAS einfügen Pool ecatsol SML Quelle: in Anlehnung an CADENAS GmbH von 2

6 Projektbez. Werkze ug Pro dukt be z. Ko mple xit ät Bre it e Materi alk ostengrup pen Reg ister A Ko mpon ent enk lasse Ko mpon ent e Typ An zahl Anzah l Stück preis K alku lat i onsmo dus Materia lko ste n Sa chnu mmer /W erkst of f Pjkt.-Nr. Werkze uga rt Produktklasse Bl ech dicke Flächenfaktor Programmierungsko ste n Kostensätze Ang ebo tsp r eisb er ech nung Register B Kundendaten Werkze ugt yp Pro dukt grup pe Bl echwe rks to f Lä nge Fert ig ung skosten E le ment egru ppen Pjkt.-Nr. Komponente ngr up pe E r geb nis Statistik E rgeb nis B erech nung E rgeb nis S chät zun g Kalkula ti ons ergeb nis Kalkula ti ons modus Kalkula ti ons modus Bestel ezei chnu numme ng r LKn ief er d.-nr. an t Elementegruppe Li ef.-nr. Elementegruppe P ro dukt kl asse Komplexität An ge. - Nr. Te chno log ie 900,00 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 00,00 0,00 Zusamme n- fas sung Datum Bea rbei te nde r MS -Of f ice-p rodu kte Tei le nummer Li ef.-nr. Be ste ln um m er Li eferant Lief.-Nr. BeTeil ste enu ln um mmer m er Li eferant Bez Lief.-Nr. eich nun g Materialkosten Materialkosten Lagerkosten Ausgangszustand Bereinig ter Zustand Vorka lku lat io n P ro jek tka lkul atio n Werkze ugb ez. Werkze uga rt be in hal t et be in hal t et K la ssif izi erun gsto ol Werkzeu g- Fk t. Lagerkosten Te bi s QM-S yte m n Wer kst of f Pr e is Ge wi cht skla sse Stüc kpreis Meng e St rukt urcod e Stüc kpreis Meng e St rukt urcod e () () be nö tigt Objekt St ück list en sof tware Pjkt.-Nr. Ange.-Nr. P roj ektkalk.-blatt Ange.-Nr. Te chno log ie Werkzeu g-fk t. Komplexität Pro dukt kla sse Guss teil Beschaffungskosten Beschaffungskosten be inha lt et Ka uf teil / Ha lbze ug Anf ert ig ung ste il P r oj ekt dat en Techn olo gie Tei len ummer Kostensätze n Ob jek tka lkul at io n be nöt ig t Type nvert ret er - suche to ol Le istung serbringe r An ge. - N r. Bearbeiter ent - hält An ge. - N r. Bearbeiter Be zei chnu ng Pjkt.-Nr. Ko mmissi on Materia l Pjkt.-Nr. Obj ektkalk.-b latt An ge. - N r. Mat eri alk ost en Fre mdle ist un gen Teilbezeichnung Ku nde ndaten Werkze ugbe z. W er kzeug typ Ab me ssun gen K ost en arte ntool Kosten Stunden n Eigenleistu ngen Le istun gserbringe r Tei le nummer Status Datum Status Datum Projektart n n St at us Datum ent - hält Analysetool Potenzialanalyse-Komplexitätsreduktion A) Datenerfassung A) Randbedingungen/ Unternehmensziele A2) Ablauforganisation A3) Aufbauorganisation B) Potenzialanalyse B) Datenanalyse Teilestamm B2) Datenanalyse Kosteninformationen B3) Prozessanalyse Konstruktion B4) Prozessanalyse Produktkostenmanagement B5) Prozessanalyse Beschaffung C) Bewertung/Konzipierung C) Einsparpotenzial quantifizieren C2) Nutzen ermitteln C3) Lösung konzipieren C4) Informationsflüsse planen Unternehmensziele Geltende Randbedingungen Reduzieren der Prozesskosten in Kalkulation und Projektteam: der Beschaffung um 25% Teamleiter: Controlling Reduzieren der Produktkosten um 20% Bearbeiter: Konstrukteur+ MA Projektmanagement Einsparen von Arbeitszeit Schnittstelle zwischen CAD und ERP wird - bei Suche nach ähnlichen Produkten und angeschafft Projekten während Projektbearbeitung neu angelegte Daten - beim Zugriff auf Kostenoinformationen im werden nach Projektende nachgepflegt Konstruktionsprozess Projekt wird in zwei aufeinander folgenden Etappen - Verbesserung der Datenaktualität bearbeitet, Erzeugnisse und VWP werden in eigener - Verbesserung der Datenqualität Verantwortung klassifiziert Verbesserung Bewertungsmerkmal der Kostenüberwachung während Beschreibung der. Etappe des IST-Zustandes Konstruktion Klassifikatorerarbeitung, Datenbereinigung, Teilestamm Größe Artikel in 06/2008 Datenaufarbeitung Wachstum 09 Artikel im 2. Etappe Monat Durchschnitt zwischen 06/2007 und 05/2008 Strukturierung - Klassifizierungssystem Prozess- und nicht Datenbankmodellierung vorhanden nach jeder Etappe werden die Teilergebnisse in das Kosten- Datenablage - Erfolgsdokumentation von Projektabschlüssen über Nachkalkulationen ERP-System übertragen informationen - Kostenstellenbezogene Rückmeldungen - Planungs- - ForeCast auf Unternehmensebene instrumente - Ableitung von Angebotspreisen auf Grundlagen und Ähnlichkeitskalkulationen (Expertenwissen + Nachkalkulationen) - Produktionsplanung, Marketing (Umsatzplanung) - Target Costing nicht implementiert Überwachungs- - Projektcontrolling durch den Projektleiter nur sporadisch instrumente IT-Unterstützung -Keine durchgängige Softwarelösung vorhanden - Arbeitsplatzbezogene Excellösungen Suchen -Suchen nach ähnlichen Produkten und Projekten - verbale innerbetriebliche Informationsnachfrage Projekt: BMWM0862 E84 - LTR seitl.hi.ob % nach % nach Kosten Teilbereiche Teilsumme % Stunden % Stunden summe Material/ Kauf- und Normteile % x x % Guss % x x Fremdleistungen, Modell, Wärmebehandl. usw % x x Portalfräsmaschine 0 0% 0% - Konstruktionsauftrag 39% % mechan. Bearbeitung Sonstige mech. Bearb % % CAM % 03 4% Pressen Planungsphase % Klärung und 92 der Präzisierung Aufgabe Anforderungsliste 9% 52% % Bank % Konstruktion (davon Fremdk.) % 56 2% 3% % Ermittlung der notwendigen CAD 339 0% 6 0% Funktionsstruktur Schnellkalkulation Funktionen und Strukturen QS.56 % 53 2% 2%.56 % Ergebnis ,66 Konverter Gestaltung der Materialkostenkalkulator Entwurfsphase Vorentwürfe Effekte der Vielfaltsreduktion einzelnen Strukturen durch Bereinigung, Substitution und Ähnlichkeits Adaption (grob) Konsolidierung Konfigurator -kalkulation Gestaltung Materialkostenberechnungsdialog organisatorischer Zwang entwürfe des produktes zur Gleichteileverwendung PM % 86 4% 4% % Aufstellung von Lösungsprinzipien Konzeptionsphase Grundfunktionen Prinziplösungen Summe % und deren Bewertung 00% 00% % Angebotspreisberechnung ,00 Teile/ Transport/ Einarb Gliederung Werkzeugkalkulation in Lösungsstrukturen Selbstkosten Adaption ,34 realisierbare Strukturen Nettoverkaufspreis ,00 Programmfunktionen / Kalkulationsmodi Datenbank Bündelung des Verbrauchs Stückzahleffekte in Kaufteilekatalog der Materialdisposition Ausarbeitung der Fertigungsund Dokumentationsunterlagen Geometrische (Fallbasis) Fertigungsdaten Modell für C-Teile: nach Andler Materialkosten Produktanalyse Ausarbeitungsphase X X Opt Statistische Kosteninformationen Adaption Material- und Fertigungskosten Projektkalkulation Detailkalkulation Kosteneinsparungen durch Bündelung des Verbrauchs Fertigungsauftrag Lagerkosten Fertigungszeitenkalkulator kosten Standardarbeitspläne Referenzzeiten Fertigungskosten h x s d opt 2 s d Kges = + x = 2 x h Kges = kosten h = Lagerkostensatz Menge Bestellmenge [Stück] s = Bestellfixekosten d = Periodenbedarf Kosten [GE] Parameter Ausgangszustand Bereinigter Zustand Ausgangszustand Bestellfixe Kosten 00 /Bestellung 00 /Bestellung Bereinigter Zustand Lagerkostensatz 0,20 /Stk*Jahr 0,20 /Stk*Jahr Einkaufpreis /Stk /Stk Periodenbedarf 3*50 Stk/Periode 450 Stk/Periode opt. Bestelllosgröße nach Andler 50 (388) Stk 450 (67) Stk Bestellungen für bedarf 3(3*) Beschaffung Materialkosteneinsparung durch Rabattnutzung Lieferantenbereinigung Rabattstufe0 x<00 0,00 % 0,00 % Bestellabwicklungskosten, Größendegression + + = Rabattstufe 300 x<500 5,00 % 0,00 % Rabattstufe2 x 500 0,00 % 20,00 % Einstandspreis Entwicklung,00 & Konstruktion 0,90 kosten Gleichteile- bzw. Vorzugsteileverwendung Hochrechnung für den bedarf Materialkosten Erhöhung 450,00 der Prozesssicherheit 405, Lagerkosten Senkung 6,40 der Konstruktionszeiten 67,0 Produkt (Getriebe) ~9% () Vermeidung 300,00 von Fehlern 00,00 Target Costing Beschaffungskosten 866,40 572,0 Klassifizierung Suchzeiten, BSP Transparenz, Einsparung 34% Produktmodellierung Durchlaufzeit, Gehäuse,50% 2.782,00 95,40.830,6 Lagerung 4,25%.525,00 35,60.73,40 IT-Systemlandschaft (ERP-PDM-CAD) Dichtungen 8,20% 893,00 678,39 24,6 Wellen 33,00%.036, , ,09 Senkung des Datenverwaltungsaufwandes Verzahnungen 39,75%.807, , ,52 Informationsversorgung Fehler, Zeiten, Drehmomentstütze 3,30% 77,00 273,0 497,99 Service (PreSale; Aftersale) 8.84, ,00 54,00... Zielkostenerreichung durch Werkzeuge/ Methoden Teilemanagement Standardisierung/ Normung Beschaffungsmanagement Kostenoptimierung Nutzenanteil Standardkosten Zielkosten Gemeinkosten Einzelkosten Markt und der - Preisbildung - Gemeinkosten im UnternehmenProdukt zu teuer Senkung der Produkteinzelkosten Kostenreduktionsbedarf Produktkosten sind marktkonform von 2

7 Reduktionstools Norm- und Kaufteile A) Konzeptentwicklung A) Artikelprioritäten A2) Nutzerrechte A3) Prozessabläufe (Suchen) A4) Klassifizieren B) Bereinigen B) Dublettensubstitution B2) Materialsubstitution B3) Artikelclustering B4) Lieferantenclustering C) Normen/Konsolidieren C) Systemintegration C2) Katalogsystem/Suchprozesse C3) Vorzugsteile, Auswahlreihen, Vorzugslieferanten C4) Masken-/Filtervisualisierung Bewertungskriterien: Funktionserfüllung, Aufwand für Konstruktionsänderungen, Artikelkosten KH KD LS Artikelartensubstitution Bewertung Ersatz Artikelartensubstitution Ersetzung Artikelarten- durch substitution ISO 4762, ISO 2269 vorber. Artikelartensubstitution Ablösung: ISO 4762, ISO Clusterung nach Hauptgruppe Normteil 2. Clusterung nach Gruppe Schraube Inhalt des Subclusters UGR Innensechskant Werkzeug: PARTsolutions Clusterung nach: Merkmal ZEICHN.DIN-NR. Merkmal LIEFERANT 3. Clusterung nach Untergruppe Zylinderschraube Clusterinhalte Werkzeug: PARTwarehouse textuell clustering Werkzeug: PARTwarehouse textuell clustering Werkzeug: ERPsolutions, Partsolutions von 2

8 Reduktionstools Fertigungsteile A) Konzeptentwicklung A) Artikelprioritäten A2) Nutzerrechte A3) Prozessabläufe (Suchen) A4) Klassifizieren B) Bereinigen B) Teilefamilien bilden B2) Nativ Checkin B3) geometrisch Clustern C) Normen/Konsolidieren C) Sachmerkmal-Leisten modellieren C2) geometrische Suche integrieren von 2

9 Reduktionstools Ersatz-/Verschleißteile A) Konzeptentwicklung A) Artikelprioritäten A2) Nutzerrechte A3) Prozessabläufe (Suchen) A4) Klassifizieren B) Bereinigen B) Dublettensubstitution B2) Materialsubstitution B3) Artikelclustering, Lieferantenclustering, Lagerclustering B4) Preisclustering C) Normen/Konsolidieren C) Ersatzteil-Katalogsystem C2) Vorzugsteile/Vorzugslieferanten C3) Lager-/Logistik-Optimierung Bewertungskriterien: Funktionserfüllung, Aufwand für Konstruktionsänderungen, Artikelkosten KH KD LS Bewertung Ersatz Artikelartensubstitution Artikelartensubstitution Ablösung: ISO 4762, ISO Ersetzung Artikelarten- durch substitution ISO 4762, ISO 2269 vorber.. Clusterung nach Hauptgruppe Normteil 2. Clusterung nach Gruppe Schraube Inhalt des Subclusters UGR Innensechskant Artikelartensubstitution Werkzeug: PARTsolutions Clusterung nach: Merkmal ZEICHN.DIN-NR. Merkmal LIEFERANT 3. Clusterung nach Untergruppe Zylinderschraube Clusterinhalte Werkzeug: PARTwarehouse textuell clustering Werkzeug: PARTwarehouse textuell clustering von 2

10 900,00 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 00,00 0, Materialkosten Materialkosten Lagerkosten Ausgangszustand Bereinigter Zust and Lagerkosten () () Beschaffungskosten Beschaffungskosten Reduktionstools Beschaffungskosten A) Konzeptentwicklung A) Artikelprioritäten A2) Nutzerrechte A3) Klassifizieren A4) Bedarfsabhängige Beschaffung B) Bereinigen B) ABC-Analyse B2) Bündelung von Verbräuchen B3) Lagerbereinigung C) Beschaffungsstrategien C) Lager-/Logistik-Optimierung C2) Beschaffungsprozessoptimierung C3) kostenoptimierung Beschaffung C4) Lieferantenauswahl Bedarfsverläufe saisonaler Bedarf trendförmig veränderlicher Bedarf gleichmäßiger Bedarfsverlauf sporadischer Bedarf Quelle: Käschel, J.: Industriebebetriebslehre, TU Chemnitz, SS ,00% 93,00% 98,00% 00,00% 00,00% 90,00% 80,00% 79,00% 70,00% 63,00% kum. Parameter 60,00% Ausgangszustand /Bestellung kostenanteile Ausgangszustand Bereinigter Zustand Bereinigter Zustand 00 /Bestellung Bestellfixe Kosten Lagerkostensatz 50,00% 00 38,00% kostenanteile 0,20 /Stk*Jahr 0,20 /Stk*Jahr Einkaufpreis 40,00% Periodenbedarf Gleichgewichtsgerade /Stk /Stk 3*50 Stk/Periode 450 Stk/Periode opt. 30,00% Bestelllosgröße nach Andler 50 (388) Stk 450 (67) Stk 20,00% Konzentrationskurve Bestellungen für Kosteneinsparungen bedarf 3(3*) in der Lagerhaltung Materialkosteneinsparung 0,00% Vielfaltsreduktion durch Rabattnutzung Reduzierung des Lagerbedarfs Rabattstufe0 x<00 0,00% Rabattstufe 300 x<500 0,00 % 0,00 % Nach Andler ist der durchschnittlich Lagerbestand = + x 5,00 % 0,00 % opt /2+ = Rabattstufe2 x 500 Bei 520 Artikeln 0,00 % mit Ød= 20,00 50 % Teile pro/a LB = 2500 STK Einstandspreis Bei 440 Artikel,00 mit Ød= 450 0,90 Teile pro/a LB = STK Hochrechnung für den bedarf kosten Senkung 450,00 der durchschnittlichen 405,00 Lagerbestände um 3% Materialkosten ,40 67,0 Senkung der durchschnittlichen ~9% Lagerkosten () 300,00 00,00 Beschaffungskosten Lagerkosten 866,40 um 3% (~4676,50 572,0 ) Einsparung Senkung der Kapitalbindungskosten 34% Formhohlraum erzeugen Aggregatszustandsänderung einleiten Gusswerkstoff formen DG-Maschinenanforderungen erfüllen Abguss entformen (~067, mit i=8%) Senkung der Einlagerungsvorgänge um 060 (ca. 5-20% vom Teilepreis) [9] Freie Lagerkapazitäten Insgesamt Ø Prozesskosteneinsparung i.h.v. ~ 40 / reduzierten Artikel [9] Service bieten Wiederholgenauigkeit sicherstellen [] P.S. Cooperation GmbH: el/ka/sy kosten Kosteneinsparungen durch Bündelung des Verbrauchs Effekte der Vielfaltsreduktion durch Bereinigung, Substitution und Konsolidierung organisatorischer Zwang zur Gleichteileverwendung Bündelung des Verbrauchs Stückzahleffekte in der Materialdisposition Modell für C-Teile: nach Andler Bestellmenge Bestellzeitpunkt fix variabel fix / Lagerkosten s,q X variabel r,s s,s X Opt Kges h x s d = + 2 x Kges = kosten h = Lagerkostensatz s = Bestellfixekosten d = Periodenbedarf Kosten [EUR] Kosten [GE] opt 2 slagerkosten d vs. vs. kosten x = h Menge Bestellmenge [Stück] Lagerkosten P= Lagerkosten P=, Clusterung nach: Clusterinhalte Lagerkosten P=,9 Merkmal ZEICHN.DIN-NR Merkmal LIEFERANT kosten P= kosten P=, kosten P=, Menge [ME] C A B von 2

11 Vielfaltsreduktion Praxisbericht Bestandsverringerung Ausgangssituation: 6 Produktionsstandorte 7 Vertriebsbüros 500 Kunden.500 Lieferanten Quelle: Schaller, R.; ecl@ss-einführung bei AT&S, bme-fachforum e Cl@ss, Nürnberg, von 2

12 Vielfaltsreduktion Praxisbericht Wachstumsreduzierung Quelle: Zander, P., Einsparpotentiale im LSW Engineering- und Einkaufsprozess, 0. Industrieforum Augsburg, von 2

13 von 2 Vielfaltsreduktion Beschaffungskostensenkung Bündelung des Verbrauchs Stückzahleffekte in der Materialdisposition Menge [Stück] Kosten [GE] Lagerkosten kosten Bestellmenge