Ergebnisse

Die Wettbewerbsfähigkeit und die technologische Entwicklung der europäischen produzierenden Industrie hängt stark von der Leistungsfähigkeit des Werkzeugbaus ab. Werkzeuge sind ein wesentlicher Bestandteil in jedem Produktionssystem; sie haben einen Einfluss auf die Investitionskosten und Qualitätsmerkmale des Endproduktes, Betriebsparameter, Produktionsanlagen, Wartungspläne, Prozessstabilität und Produktionsleistung.
Die Werkzeugbauindustrie versucht somit ihren Teil beizutragen, um steigenden Kundenanforderungen, steigender Produktivität und steigender Prozessstabilität Rechnung zu tragen. Möglichkeiten für diesen Beitrag sind effizientere Prozessketten, qualitativ hochwertie Werkzeuge und nachhaltiges Handeln, das in neuen Geschäftsmodellen konsolidiert wird. In Zeiten globaler Beschaffungsstrategien rückt dabei die Bedeutung der Ressourceneffizienz des Werkzeugbaus zunehmend in den Fokus. Insbesondere der europäische Werkzeugbau mit seiner historisch starken Marktposition, aber vergleichsweise hohen Kosten, muss sich behaupten und seine Expertise gegenüber zumeist günstigeren Anbietern aus den BRICS-Staaten positionieren. Bezogen auf Produktivität und Stabilität hat die Werkzeugbauindustrie bisher keine wesentlichen Fortschritte und Ergebnisse in Hinsicht auf die effizientere Nutzung von Ressourcen, d.h. Material, Energie und Rohstoffen, erreicht.

Es bedarf eines übergreifenden und integrierten Ansatzes, um den Ressourcenverbrauch bei Werkzeugen, deren Qualität und Nutzen transparent darzustellen. Die zugrunde liegende These des Total Efficiency Contrrol (TEC) Projekts ist daher, dass höhere Werkzeugqualität in der Regel zu höhren Produktionskosten führt, diese sich aber in der Nutzungsphase schnell amortisieren können (vgl. hierzu Abbildung 1: Zielbild TEC Forschungsprojekt). Basierend auf dieser Annahme werden neue Geschäftsmodelle für den europäischen Werkzeugbau ermöglicht, die der europäischen Branche helfen sich nachhaltig auf dem globalen Markt zu differenzieren. Die Lebenszykluskosten eines Werkzeugs stellen für eine derartige Betrachtung einen vielversprechenden Ansatz dar, auf Basis dessen eine solide Ressourcenbewertung erfolgen kann. Fraglich ist, welche Faktoren einen wesentlichen Einfluss auf die Lebenszykluskosten haben und wie sich ein solcher Einfluss formalisieren lässt.
Das TEC-Projekt widmet sich dieser Fragestellung. Strukturiert in drei, aufeinander aufbauende Phasen erfolgt der Aufbau eines Kalkulationsmodells, dessen Aufgabe die Berechnung entsprechender Lebenszykluskosten ist: In der ersten Phase werden die Lebenszykluskosten eines Werkzeugs analysiert und strukturiert. In der zweiten Phase werden aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Phase Maßnahmen und Einflussgrößen zur Optimierung der lebenszyklusbezogenen Ressourceneffizienz eines Werkzeugs abgeleitet, getestet und abschließend validiert. In der abschließenden dritten Phase wird sowohl das Programm zur Kalkulation des Optimierungspotenzials einer anzustrebenden Ressourceneffizienz entwickelt, als auch zugehörige Geschäftsmodelle entwickelt, die den Werkzeugbau befähigen ihren Kunden den Mehrwert einer Lebenszykluskostenoptimierung zu verkaufen.

Das Ergebnis der ersten Phase ist eine detaillierte und strukturierte Auflistung aller Kostentreiber eines Werkzeugs allokiert in einem Referenzlebenszyklus für Spritzgusswerkzeuge. Dieser Referenzlebenszyklus teilt sich generisch in die vier Phasen der Entwicklung, Fertigung, Nutzung und Verschrottung auf. Diese vier Hauptphasen lassen sich ihrerseits in zwei bis acht Sub-Phasen differenzieren, sodass ein höherer Detaillierungsgrad erreicht wird. Ferner erfolgt die Ausarbeitung der Kostenanteile jeder Sub-Phase über den gesamten Lebenszyklus. Das Ergebnis der zweiten Phase ist eine Auflistung aller kostenrelevanten Werkzeugparameter im Referenzlebenszyklus. Durch Variation der Werkzeugparamter ist es dadurch möglich jede denkbare Werkzeugkonfiguration deskriptiv abzubilden: Abmessungen, Oberflächeneingenschaften, Entlüftungskonzept, Standardisierungsgrad, Temperierungskonzept, Anspritzkonzept, Werkzeugmechanik, Spritzgussverfahren, Werkzeugaufbau, Geometrie und Materialeigenschaften bilden hierzu die zugrundeliegenden Qualitätscluster eines jeden Werkzeugs. Die Ergebnisse der ersten beiden Phasen stellen somit die Eingangsgrößen für das Resource Consumption Calculation Tool (RCCT) dar. In der dritten Phase wird einerseits eine Elastizitätsmatrix zwischen Qualitätsclustern und den Kostentreibern der Sub-Phasen des Referenzlebenszyklus und andererseits ein Algorithmus, der eine dynamische Nutzung der Elastizitätsmatrix im Rahmen des RCCTs ermöglicht, aufgebaut.
Das RCCT als Ergebnis kann Werkzeugbaubetrieben als Entscheidungsgrundlage für die kundengerechte Auslegung von Werkzeugen dienen und liefert Erkenntnisse in Bezug auf die resultierenden Lebenszykluskosten. Dabei ist die Anwendung keineswegs nur für den unternehmensinternen Gebrauch bestimmt, sondern kann bereits bei der integrativen Produktentwicklung von Werkzeugbau und Kunde unterstützen und die zumeist höheren Produktionskosten mitteleuropäischer Werkzeuge über geringere Nutzungskosten rechtfertigen. Die transparente Darstellung und die Möglichkeit zur kundenindividuellen Auslegung der Lebenszykluskosten des Werkzeugs stellt ein Differenzierungskriterium mitteleuropäischer Werkzeugbaubetriebe gegenüber Wettbewerbern aus Niedriglohnstandorten dar und unterstützt damit die Vermarktung hochqualitativer Werkzeuge. Weitere Optimierungspotenziale ergeben sich an dieser Stelle durch eine ganzheitliche Betrachtung der Lebenszykluskosten im Kontext der Schnittstellenoptimierung zwischen Lieferant, Produktion und Kunde.
Die Arbeiten in diesem Projekt adressieren in ihrer Gesamtheit die Problemstellung undurchsichtiger Werkzeuglebenszykluskosten und das damit einhergehende Problem schwer zu rechtfertigender Ressourcenverbräuche (und somit Kosten) für hochqualitative Werkzeuge. Die Projektergebnisse entsprechen den im Antrag formulierten Zielen. Die Arbeiten wurden ohne wesentliche Abweichungen gemäß den Vorgaben des Arbeitsplans und unter Verwendung der beantragten sowie bewilligten Zuwendungen durchgeführt. Das Projekt wurde aufgrund von Verzögerungen in der Validierung des entwickelten Tools um ein halbes Jahr kostenneutral verlängert. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.

Für Rückfragen und Informationen stehen Ihnen das Kontaktformular zur Verfügung, das Ihnen den Kontakt zu den Forschungsstellen ermöglicht. Der Abschlussbericht kann darüber hinaus bei der FQS als Forschungskoordinator angefragt werden.

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