Wertanalyse und Design-to-Cost für Sondermaschinen

Nach heutigem Stand sind Wertanalyse und Design-to-Cost bekannte Kostensenkungs-Ansätze für Serienprodukte. Diese werden erst entwickelt und können dann auf einer bekannten Kalkulations-Basis verkauft werden. Dagegen werden kundenspezifische Sondermaschinen auf Basis eines projektierten und vorkalkulierten Anlagenkonzepts verkauft und erst nach Auftragserteilung konstruiert.

Auf Basis einer mehr als 30-jährigen Projekterfahrung hat die xpertgate GmbH & Co. KG speziell für Sondermaschinen einen bewährten Design-to-Cost Methodik-Baukasten entwickelt.
Diese „Wertanalyse für Stückzahl Eins“ basiert auf der Identifikation funktionaler Wiederholeffekte. In den Projekten der letzten 5 Jahren hat xpertgate regelmäßig Potentiale von 25-35%, in Einzelfällen sogar bis zu 40% Anlagenkostensenkung identifiziert und umgesetzt; Herstellungskosten-Senkung aus Sicht des Lieferanten von Sondermaschinen und Investitionskostensenkung aus Sicht der Sondermaschinen-Beschaffung beim Endkunden.

Unsere Design-to-Cost Methodik für Sondermaschinen

Ansatzpunkt unserer Design-to-Cost Methode ist der dominierende Kosteneinfluss der Konzept-Auswahlentscheidung für eine Sondermaschine wie beispielsweise einer Montageanlage.

Gemäß VDI 2235 werden 70% der später vor allem in der Fertigung und Beschaffung anfallenden Produktkosten bereits durch die Entwicklung festgelegt. Davon wiederum dürften mehr als 75% auf die Konzeptphase als allerersten Teil der Entwicklung entfallen. Insgesamt legt die Konzeptphase also mehr als 50% der späteren Produktkosten fest. Diese Regel gilt nicht nur für Serienprodukte, sondern umso mehr für Sondermaschinen, da hier im Gegensatz zu Serienprodukt-Entwicklungsprojekten wenig Zeit, Geld und Personal für eine Konzeptoptimierung zur Verfügung steht.

Insgesamt mehr als 50% der Anlagenkosten werden bereits durch die Auswahl des Anlagenkonzepts festgelegt; Bild: xpertgate GmbH & Co. KG

Branchenerfahrung im Projektgeschäft

Im Rahmen einer mehr als 30-jährigen Projektarbeit bei Kunden aus dem Sondermaschinenbau und Anlagenbau kann auf eine breite Branchenerfahrung verwiesen werden:

Montageanlagenbau
Werkzeugmaschinenbau
Materialflussanlagenbau
Verfahrenstechnischer Großanlagenbau
Bahntechnik

Nachstehend können wir eine Auswahl von durch unsere Kunden freigegebenen Referenzen vorstellen.

Fallbeispiel Montageanlagenbau

m Rahmen der Fertigung von Zylinderköpfen sind Zwischenmontagen aufgrund nachfolgender Zerspanungsschritte notwendig. Dazu gehört die Ventilsitzring- und Ventilführungsmontage. Aufgrund des Verzugs beim Einpressen ist ein anschließendes Planfräsen der Oberfläche erforderlich.
Typische Prozessschritte sind die Aufnahme der Zylinderköpfe, Identifikation, Beölen, Unterkühlen von Ventilsitzringen und / oder Ventilführungen, Kraft-Weg-überwachtes Einpressen von Ventilsitzringen und Ventilführungen, NIO-Ablage und IO-Ablage.

Gemeinsam mit dem Team der Alfing Montagetechnik GmbH hat xpertgate ein neues Anlagenkonzept mit einem identifizierten Einsparungspotential von über 25% entwickelt.

Bereits bei der ersten nach dem neuen Konzept gebauten Anlage wurde das identifizierte Einsparungspotential in der Nachkalkulation weit übertroffen. In der Folge konnte auch der Weltmarktanteil bei diesem Typ von Montageanlagen deutlich ausgebaut werden.

Montageanlage zum Fügen von Ventilsitzringen und Ventilführungen in Zylinderköpfe;
Bild: Alfing Montagetechnik GmbH und xpertgate GmbH & Co. KG

Fallbeispiel Sonder-Werkzeugmaschinenbau

Flexible Pleuel-Vorbearbeitungsmaschine AX 400 nach dem neuen Anlagenkonzept;
Bild: Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH und xpertgate GmbH & Co. KG

Die Pleuel-Fertigung gliedert sich heute typisch in die Schritte Vorbearbeitung, Cracken und Montage, Zwischenbearbeitung sowie Feinbearbeitung. Hier bietet die Firma Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH schlüsselfertige Gesamtanlagen an.
Im ersten Schritt sollte für die Pleuel-Vorbearbeitung ein kostenoptimales Anlagenkonzept gefunden werden. Die Pleuel-Vorbearbeitung umfasst alle Bearbeitungsschritte, bevor durch Bruchtrennen (Cracken) eine Trennung der Pleuel-Stange am so genannten großen Auge zur späteren Montage an der Kurbelwelle erfolgt.
An Prozessschritten umfasst die Pleuel-Vorbearbeitung für alle denkbaren Pleuel-Varianten allein 5 bis 16 Bearbeitungsschritte, vor allem zum Bearbeiten von großem und kleinem Auge, zur Herstellung der Schraubenlöcher sowie zur Bearbeitung von Markierflächen oder Ölbohrungen. Bisher wurden diese nach dem Prinzip „Ein Mehrfach-Bohrkopf pro Werkzeug“ auf Rundtaktmaschinen oder Modulmaschinen bearbeitet.

Gemeinsam mit dem Team der Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH hat xpertgate ein völlig neues Maschinenkonzept entwickelt. Neben der Konzeptentwicklung durfte xpertgate auch den Prototypenbau begleiten.

Die Nachkalkulation des gebauten Prototyps belegte eine Herstellungskostensenkung von fast 40%. Gleichzeitig ermöglicht das neue Maschinenkonzept eine höhere Ausbringung und eine nahezu vollständige Flexibilität mit kürzester Umrüstzeit. Durch die Erprobung wurde auch eine erhebliche Qualitätssteigerung nachgewiesen.

Fallbeispiel verfahrenstechnischer Großanlagenbau

Linde Engineering ist ein weltweit führender Anbieter im verfahrenstechnischen Großanlagenbau. Kerngeschäftsfelder sind Chemieanlagen zur Herstellung von Ausgangsstoffen für die Petrochemie sowie zur Herstellung technischer Gase. Zur Gewinnung von Sauerstoff, Stickstoff und Edelgasen dienen so genannte Luftzerlegungsanlagen.
Zur Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit waren für diese Luftzerlegungsanlagen Ansätze zur Senkung der Herstellungskosten zu finden. Jede dieser Anlagen ist in der Ausführung ein auftragsspezifisches Unikat. Dementsprechend fallen bei herkömmlicher Arbeitsweise jeweils ein hoher Engineering-Aufwand und ein hohes Projektrisiko an. Kostensenkungspotentiale über Wiederholungseffekte, konstruktiv optimierte Lösungen sowie vermeidbare Fehlerkosten sollten identifiziert und in der Umsetzung realisiert werden.

Nach einer systematischen Entschlüsselung der funktionalen Produktlogik für die Anlagen gelang es, die Abhängigkeiten zwischen Marktanforderungen, technischen Lösungsansätzen und Kosten zu quantifizieren. Auf dieser Basis konnte die Vielfalt erforderlicher technischer Lösungskonzepte stark eingeschränkt werden. Dadurch wurde die Bildung einer begrenzten Anzahl funktionaler Module möglich und damit wiederum die Voraussetzung für eine konstruktive Optimierung geschaffen. Einhergehend mit der Steigerung von Wiederholeffekten konnten die potentiellen Ursachen für Qualitätskosten aus vermeidbaren Fehlern reduziert werden.

In der „Extrembranche“ Großanlagenbau wurden mit der Methode von xpertgate bereits bei der ersten nach dem neuen Konzept gebauten Anlage Kostensenkungen von >15% erreicht;
Bild: Linde AG und xpertgate GmbH & Co. KG

Mit der erarbeiteten Faktenbasis gelang es, Experten und technische Führungskräfte von den jeweiligen Zwischenschritten und vom Projektergebnis zu überzeugen und damit eine breite Unterstützung im Unternehmen zu erzielen.

Bereits bei der ersten nach diesem Konzept erbauten Anlage konnten Kostenreduzierungen in Höhe eines zweistelligen Prozentsatzes der Gesamtkosten realisiert werden. Damit haben sich die Projektergebnisse auf Anhieb in der Praxis bewährt. Die entwickelten Methoden und Lösungen haben in die Arbeitsweise des Engineerings bei Linde Eingang gefunden und die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens nachhaltig gestärkt.

Download Design-to-Cost bei Sondermaschinen

Als Information zu unserem Leistungsangebot im Bereich Design-to-Cost für Sondermaschinen stehen Ihnen folgende Fachartikel zum Download zur Verfügung: