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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Produkt-, Kosten und Einsatzoptimierung
Methodische
Basis für den
gesamten
Produktlebens-
zyklus
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Mögliche Fragen
• Welche Kosten verursacht das Produkt während seiner Nutzung?
• Welcher Aufwand entsteht für Recycling oder Verschrottung?
• Wie kann man die Lebenszykluskosten des Produkts schon in der
Entwicklungsphase bestimmen und optimieren?
• Erwarten Kunden verbindlichen Aussagen zur Verfügbarkeit und zur
Zuverlässigkeit des Produkts?
• Werden Zuverlässigkeit, Produktivität, niedriger Energieverbrauch,
niedrige CO2-Emission bei der Vermarktung ausreichend
berücksichtigt?
• Wie kann der Hersteller qualitativ hochwertiger Produkte deren
Mehrwert darstellen und vertrieblich nutzen?
16.05.2013 Copyright © 2013 Life Cycle Engineers GmbH 2
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Life Cycle Management (LCM)
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…bezeichnet das unternehmensspezifische
Gesamtkonzept zur Steuerung und Optimierung von
Geschäftsprozessen, Informationsflüssen und Daten
im Lebenszyklus der Produkte eines Unternehmens, mit
dem Ziel, Profitabilität und Kundennutzen dieser
Produkte kontinuierlich zu verbessern.
Die Optimierung der Prozesse und Systeme in der
Produktentstehung bildet dabei einen Schwerpunkt, da
hier alle wesentlichen Stellgrößen für Profitabilität und
Kundennutzen im Produktlebenszyklus festgelegt
werden. Um die daraus resultierenden Stärken und
Wettbewerbsvorteile eines Unternehmens und seiner
Produkte kontinuierlich ausbauen zu können, sollte LCM
ein individuelles Konzept sein, das „Best Practices“
und Systemlösungen unternehmensspezifisch ausprägt
und optimiert.
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Life Cycle Costing
• Life Cycle Costing (LCC) ist ein Controlling Ansatz, der alle Kosten eines Produktes von der Beschaffung über den Betrieb bis zur Entsorgung betrachtet.
• Es findet eine Lebenslauf-Erfolgsrechnung statt, die das Ziel hat, den Gesamt-nutzen des Produktes zu bewerten und zu maximieren. Dazu werden alle Kosten der jeweiligen Produktphase ermittelt und in einem Kostenmodell abgebildet.
• Die Entwicklungskosten sind nicht Teil des LCC. LCC liefert hier den Input in eine Produktkalkulation über einen Target Costing Ansatz ( QFD)
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Anschaffung Betrieb Entsorgung
Produkt A
Produkt B
DELTA
Beispiel LCC Kostenbetrachtung
Das Beispiel vergleicht zwei Produkte bei
denen sich die Lebenzykluskosten
unterschiedlich verteilen. Produkt A ist
durch seine Anschaffungskosten attraktiv.
Bei einer zusätzlichen Betrachtung des
LCC stellt sich aber Produkt B als die
deutlich kostengünstigere Variante dar
Trade Off‘s
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Controllingkonzepte im Produktlebenszyklus
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- Produktentw. - Prozessentw. - Vertrieb - Marketing
Produkt- vorleistung
DtC / Target Costing
- Material - Fertigung - Overheads - Vertrieb - Marketing
Produkt Produkt Nachsorge
- Garantie - Service - Nach- besserung
Anschaffungskosten
Hersteller
Pro
fit
Modernisierer
Modernisierungskosten
- Reentw. - Prozessreentw. - Vertrieb - Marketing
- Material - Fertigung - Overheads - Vertrieb - Marketing
Modern.- vorleistung
Modern. Modern.- Nachsorge
- Garantie - Service - Nach- besserung
DtC / Target Costing
Pro
fit
Entsorger
Entsorgung
- Demontage - Recycling - Rekulti- vierung
Entsorgungs- kosten
Entsorgungs- Controlling
Pro
fit
- Reparatur - Optimierung - Wartung
Betrieb Service
- Schulung - Beratung
Betriebskosten
Betriebscontrolling
Pro
fit
Betreiber
Kundenanforderung Erzeugung eines Nutzens durch den Betrieb und Erhalt des Produktes
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Life Cycle Cost Controlling als Kernkomponente des LCM
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Life Cycle Management und Life Cycle Cost Controlling
Hersteller = Lösungsanbieter
- Produktentw. - Prozessentw. - Vertrieb - Marketing
- Material - Fertigung - Overheads - Vertrieb - Marketing
Produkt- vorleistung
Produkt Produkt Nachsorge
- Garantie - Service - Nach- besserung
Gesamtlösung für den Kunden
- Reparatur - Optimier ung - Wartung
Betrieb Service
- Schulung - Beratung
Entsorgung
- Demontage - Recycling - Rekulti- vierung
Pro
fit
Pro
fit
Pro
fit
- Reentw. - Prozessreentw. - Vertrieb - Marketing
- Material - Fertigung - Overheads - Vertrieb - Marketing
Modern.- vorleistung
Modern. Modern.- Nachsorge
- Garantie - Service - Nach- besserung
Pro
fit
Kundenanforderung Erzeugung eines Nutzens durch den Betrieb und Erhalt des Produktes
Investitionssicherung bei sich ändernden Absatzbedingungen
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Methoden des Controllings
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Markt Produkt- planung
Produkt- entwicklung
Produktions- vorbereitung Fertigung,
Montage
Vertrieb, Versand
Service, Wartung
Recycling Demontage
Produktkostenkalkulation (Design to Cost)
Zielkostenkalkulation (Target Costing)
Lebenszykluskostenkalkulation (Life Cycle Costing)
Sekundärcontrolling in Wartung / Service
Sekundärcontrolling für Recycling und Demontage
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Life Cycle Costing (LCC): Stand der Technik
• In der Flugzeug-/ Schienenverkehrsindustrie seit ca.15 Jahren etabliert – Es werden nur Angebote bewertet und angenommen, die garantierte Betriebskosten
anbieten. Der Lieferant übernimmt die Verantwortung für den Betrieb der Anlage
– Boeing/Airbus bewerten alle ihre Flugzeuge über die gesamte Lebenszeit
• Der Wandel von Produkt- zum Lösungsanbieter erfordert eine neue Sicht auf das Thema Service. Fokussierte man bislang den Verkauf von Produkten und Ersatzteilen, ist heute der Hersteller vermehrt auch der Betreiber des Produktes
– Jungheinrich betreibt mittlerweile 60% der verkauften Stapler selbst
– BMW lässt eine Lackierstraße vom Hersteller auf dem BMW Werkgelände betreiben und kauft lackierte Karosserien
– Alstom betreibt für Virgin Rail Hochgeschwindigkeitszüge
– Automobilhersteller reduzieren die Anzahl der Instandhalter in den Produktionsstraßen. Damit ergeben sich neue Potenziale für Komponentenhersteller
• Life Cycle Costing steht in enger Wechselwirkung – zur Bewertung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit (Reliability&Maintainability, R&M)
– mit der Instandhaltung (Total Productive Maintenance, TPM)
da sich aus TPM und R&M Stellhebel zur Neubewertung der Life Cycle Costs ergeben
• Methodische Ansätze zur Berechnung der Life Cycle Costs werden derzeit in einem Richtlinienausschuss des VDI erarbeitet
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Treiber für Life Cycle Costing im Maschinen- und Anlagenbau
• Kunden verlangen hochwertige Produktionsanlagen, um die notwendige Produktqualität (niedrige Ausschussquote, keine Rückrufe etc.) sicherzustellen.
• Gleichzeitig existiert ein zunehmender Kostendruck mit starken Auswirkungen auf der Betriebsseite
– Zuverlässigkeit & Verfügbarkeit Reliability & Maintainability (R&M)
– Kurze schnelle Instandhaltung Total Productive Maintenance (TPM)
– Wartungsfreundlichkeit Maintainability
• Um Beschaffungsentscheidungen absichern zu können, werden Investitionskosten und Servicekosten durch einen Life Cycle Costing Ansatz zusammengeführt.
• Hierfür kann auf die langjährigen Erfahrungen anderer Industrien (Luftfahrt, Rüstung, Schienenverkehr) zurückgegriffen werden.
• Die Vergabe von Aufträgen erfolgt zunehmend nur mit Nachweis der Lebenszykluskosten, die Auswahl des Anlagenanbieters auf der Basis der angebotenen Gesamtkosten
• Für den Hersteller entwickelt sich hieraus die Chance, über den Verkauf der Anlage weit hinausgehende (Service-)Dienstleistungen anzubieten, bis hin zum verantwortlichen Betrieb der Anlage beim Kunden (Extended Product).
• Für viele Unternehmen bietet diese Entwicklung die Chance, sich vom Produkt- zum Lösungs-Anbieter zu wandeln.
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Beispiel Schienenfahrzeuge: Wandel vom Produkt- zum Lösungsanbieter
• Der Produktanbieter
betrachtet sein Produkt
verstärkt unter Service-
Gesichtspunkten
• Das Produkt muss in
seiner Konzeption
serviceorientiert
gestaltet werden, um
Kostenrisiken (Ausfall,
Abnutzung, Upgrade,
Wartung) zu minimieren
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Kompletter Service, Betrieb,
Ersatzteil & Modernisierungs-
Angebot
Modernisierung der Fahrzeuge •Innenraumgestaltung •Lackierung •Antriebe •Automatisierung •Elektronik •......
Ersatzteilmanagement: •Vertrieb von Ersatzteilen •Wartung von Komponenten •JIT Lieferung •Betrieb der kompletten Kundenlogistik •Service Training & Schulung
Kompletter Betrieb von: •Eigenen Schienenfahrzeugen •Schienenfahrzeugen von Fremdanbietern •Infrastruktur & Netzwerken
Entsorgung der Fahrzeuge • Demontage • Nutzung guter Komponenten • Weiterverkauf • .....
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
• Der Kunde bestellt bei
Alstom nicht mehr nur
Züge, sondern „Transport-
leistung“. Alstom wird zum
Lösungsanbieter, der die
eigenen Züge über
mehrere Jahre im
Kundenauftrag betreibt.
• Die Grafik zeigt die
finanziellen Auswirkungen
nicht erreichter
Projektziele in derartigen
Verträgen: Erhöhte War-
tungskosten (z.B. durch
konstruktive Mängel)
verschlechtern die
Projektrendite dramatisch.
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1 month late with
safety case (PUG2)
2 months late
in delivery
10% over on
program cost
10% over on
maintenance cost
10% over on
labour cost
T £ Q
10% over on
material cost Poor reliability
cost per year Weight
penalty
Lösungsanbieter: Auswirkungen der Life Cycle Costs auf die Projektrendite
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC Sichtweisen
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Hersteller der Anlage Sichtweise ist gekennzeichnet
durch einem R&M (Reliability,
Maintainability) Ansatz
Themen:
• Kenntnis der
Lebenszykluskosten
• Konstruktion mit dem Ziel
niedriger Betriebskosten
• Darstellung und Nachweis der
LCC als Nutzenargument für
den Kunden
• Aufbau wirtschaftlicher
Servicekonzepte
• Kommerzielle Absicherung der
zugesagten LCC
Betreiber der Anlage Sichtweise ist gekennzeichnet
durch einem TPM (Total Pro-
ductive Maintenance) Ansatz
Themen:
• Auswahl und Beschaffung von
Anlagen mit optimalen LCC
• Frühzeitige Planung der
Gesamtkosten
• Erreichen der geplanten
Anlageneffizienz (O.E.E)
• Optimierte Instandhaltung und
Wartungskonzepte
• Volle Kostenkontrolle und ggf.
Weitergabe der Kosten an den
Hersteller
LCC (Life Cycle Costs)
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC Sicht im Einkauf
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Hersteller der Anlage Sichtweise ist gekennzeichnet durch einem R&M
(Reliability&Maintainability) Ansatz
Themen:
• Kenntnis der Lebenszykluskosten
• Konstruktion mit dem Ziel
niedriger Betriebskosten
• Darstellung und Nachweis der LCC als
Nutzenargument für den Kunden
• Aufbau wirtschaftlicher Servicekonzepte
• Kommerzielle Absicherung der zugesagten LCC
Betreiber der Anlage Sichtweise ist gekennzeichnet durch einem TPM
(Total Productive Maintenance) Ansatz
Themen:
• Auswahl und Beschaffung von Anlagen mit
optimalen LCC
• Frühzeitige Planung der Gesamtkosten
• Erreichen der geplanten Anlageneffizienz (O.E.E)
• Optimierte Instandhaltung und Wartungskonzepte
• Volle Kostenkontrolle und ggf. Weitergabe der
Kosten an den Hersteller
Einkauf des Anlagenherstellers Einkauf von Komponenten & Systemen
Themen
• Beschaffung gemäß LCC Vorgaben
• Bewertung der LCC-Fähigkeit der Anbieter
• LCC-orientierte Lieferantenentwicklung und Steuerung
• Vertragliche Absicherung von LCC Risiken
• LCC Modelle und Prozesse im Einkauf etablieren
LCC (Life Cycle Costs)
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC – Themen für den Einkauf (1)
• Beschaffung gemäß LCC Vorgaben – Verbindliche LCC Methoden (eigen/fremdVDI4703) im Kontext zur geplanten
Anlagennutzung
– Festlegung von Kenngrößen und nachweisbaren Bewertungskriterien
– Komplexere Beschaffungsprozesse innerhalb gegebener Zeitgrenzen
– Steigerung des Beschaffungsaufwands
– Integrierte Beschaffung von Komponenten/Systemen in Verbindung mit Service, Dienstleistung, Wartung, …
• Bewertung der LCC-Fähigkeit der Anbieter – Bewertbare LCC Kompetenz des Lieferanten
– Einführung von Methoden zur R&M gesteuerten Produktentwicklung
• LCC-orientierte Lieferantenentwicklung und Steuerung – Vorgaben und Anforderungen an die Lieferanten
– LCC- Lieferantenaudits
– Entwicklung des Lieferanten und dessen Qualifizierung
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC – Themen für den Einkauf (2)
• Vertragliche Absicherung von LCC Risiken
– Finanzielle Einbeziehung des Lieferanten bei nicht-Erreichung der LCC Ziele
– Langfristige finanzielle Stabilität des Lieferanten
– Übergabe der LCC-Verantwortung bei Veränderungen der Firmenstruktur
(Übernahme, Merger, Insolvenzen, Geschäftsformen)
• LCC Modelle und Prozesse für den Einkaufprozess Umsetzen und
Etablieren
– Zahlungsmodelle für die Lieferanten
– Risikobewertung und Risikosteuerung
– Stärkere und frühere Integration des Einkaufs in den Vertriebsprozess
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC: Kostenmatrix nach IEC 300-3-3
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Kostenklasse :
Lohnkosten Lebensphase : Betrieb
Bauteil :
Getriebe
Kostenelement :
Lohnkosten des Getriebes
in der Lebensphase Betrieb
Kostenklassen
Technische
Struktur
Lebenszyklusphasen
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Betreiber
der
Anlage
LCC: Typisches LCC-Modell für ein Bahnsystem
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Außerbetriebnahme
LCC
Inbetriebnahme
Betrieb
Verschrottung Demontage Verkauf
Entsorgung/Verwertung
Arbeit
Verbrauchs-
mittel
Ersatzteile
Spezialwerkzeuge
Energie
Personal
Material
Folgekosten
Entsorgung
Finanzkosten
Probebetrieb Schulung
Investition
Spezial-
werkzeuge
Fahrzeuge
Erst-
ausstattung
Ersatzteil-
haltung
Wartung
Instandsetzung
Bereitstellung
Betriebs-
störungen
Linienbetrieb
Quelle: Die Ingenieurwerkstatt
Hersteller
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC: Kostenmodell für Produktionsanlagen in der Automobilindustrie
• Betreiberdaten – Anlagenspezifisch
• Maschinendaten • Produktionskennzahlen • Lohnkosten
– Fabrikspezifisch • Betriebsmittel/Versorgungs
medien (Wasser, Strom Gas, Luft)
• Verbrauchsmaterial (Kühlung, Schmierung)
• Flächenverbrauch • Entsorgung
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC • Herstellerdaten
– Beschaffungskosten (Investment, Transport, Installation, Training, ..)
– Verbrauchswerte der Anlage • Betriebsmittel/Versorgungsmedien
(Wasser, Strom Gas, Luft, …) • Verbrauchsmaterial (Kühlung,
Schmierung, …) • Flächenverbrauch • Entsorgung
– Leistungsfähigkeit der Anlage • MTBF / MTTR
– Instandhaltung • Wartungsintervalle mit Zeiten und
Verschleißteilen • Reparaturintervalle mit
Ausfallszeiten, Reparaturzeiten und Ersatzteilen
– Toolings. Werkzeugkosten mit notwendigen Aufwendungen für Überarbeitungen
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC: Kostenmodell für Produktionsanlagen in der Automobilindustrie
• Normierte Vorgabe für alle Anlagenlieferanten
• Zusammenstellung der verbindlichen Kundendaten als Vergleichsbasis für die Beschaffung sowie zur Festlegung der Gesamtbetriebskosten der Anlage in Bezug auf:
– Ausbringung der Anlage über einen Zeitraum von 10Jahren
– Die Spezifischen Gegebenheiten eines Produktionsstandortes
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Schritte zur Ermittlung des LCC
1. Festlegen der benötigten Lebenszyklusphasen
2. Definieren der Betriebsrandbedingungen der Anlage
3. Festlegung der relevanten Kostenelemente
4. Definition eines Wartungskonzeptes
• Übernahme aus einem TPM Konzept des Betreibers
• Festlegung aus dem Wartungsplan des Herstellers
5. Festlegung der Kostensätze
6. Erstellen des Kostenmodells und Abbildung in einer SW-
Lösung (Excel, Spezielle Anwendungen) als LCC
Template
7. Ermitteln der Anlagendaten im Kostenmodell
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC: Ermittlung der Life Cycle Kosten, Zusammenhang zu TPM und R&M
• Auf Basis der LCC Ermittlung liegen jetzt die Betriebskosten für die Anlage vor. Mit diesem Daten lassen sich auch die Produktionskosten der hergestellten Teile festlegen
• Da LCC als Controllingverfahren ein „Messmittel“ ist, lassen sich die monetären Ergebnisse messen. Aufgrund der gemessenen Werte ist eine Optimierung des LCC‘s anzustreben. Dies ist aber nicht mehr die Aufgabe des LCC.
• Eine Optimierung findet auf zwei Ebenen statt: – Optimierter Anlagenbetrieb TPM
– Optimale wartungsarme und zuverlässige Anlagen R&M
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Hersteller der
Anlage
Betreiber der
Anlage LCC
LCC Optimierung R&M TPM
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Ziele im Anlagenbetrieb
• Hohe Effektivität der Anlage durch: – Zuverlässigkeit der Anlage
– Fähigkeit der Anlage
– Bedienbarkeit der Anlage
– Instandhaltungsfähigkeit der Anlage
– Geringe Lebenszykluskosten
• Dies wird erreicht durch: 1. Servicegerechte Konstruktion ( R&M)
2. Modularer Aufbau der Anlage ( R&M)
3. Hohe Qualität in der Instandhaltung (TPM)
4. Strategische Betriebsplanung ( Lean Production, One Piece, Flow, TOC, ..)
5. Kostentransparenz auf der Basis angepasster Life Cycle Costing Modelle ( LCC)
6. Dokumentation der Anlage inklusive des Dokumentenmanagements ( PLM)
7. Effiziente Steuerung der Prozesse (Änderungen an Produkt und Anlage, Freigabe, Baselines, ... ( ERP, PLM)
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Die Säulen des TPM
1. Autonome Instandhaltung Ziel: Der Anlagenbediener soll Inspektions-, Reinigungs- und Schmierarbeiten im ersten und in weiteren Schritten auch kleine Wartungsarbeiten selbstständig durchführen.
2. Geplante Instandhaltung Ziel: Sicherstellung der 100%igen Verfügbarkeit der Anlagen sowie Ausweisen von KAIZEN Aktionen durch die Instandhaltung.
3. Training und Ausbildung Ziel: Mitarbeiter bedarfsgerecht zu qualifizieren zur Verbesserung der Bedienungs- und Instandhaltungsqualifikationen.
4. Anlaufüberwachung Ziel: Eine nahezu senkrechte Anlaufkurve bei neuen Produkten und Anlagen zu realisieren.
5. Qualitätsmanagement Ziel: Realisierung des „Null – Qualitätsdefekte“ Ziels bei Produkten und Anlagen.
6. TPM in administrativen Bereichen Ziel: Verluste und Verschwendungen in nicht direkt produzieren Abteilungen eliminieren.
7. Arbeitssicherheit, Umwelt- und Gesundheitsschutz Ziel: Die Umsetzung der Null – Unfälle Forderung im Unternehmen.
8. Kontinuierliche Verbesserung Ziel: Anwendungsbezogene Eliminierung der „16 Verlustarten“ (siehe nachf. Folie)
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der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Die Säulen des TPM
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
• Kenntnisse der Verlustquellen
• Kennzahlen und Zielgrößen im Produktionsprozess
• Eingeführte Methoden zur Vermeidung der Verluste
• Kontinuierliche Prozessanalyse und Prozessoptimierung
Anlagenbetrieb
Gesamtnutzungsgrad
Anlagenausfall Rüsten/Einrichten
Leistungsgrad
Leerlauf /Stillstand Taktgeschwindigkeit
Qualitätsgrad
Anlaufprobleme Qualitätsmängel
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Anlagenverluste nach dem TPM Ansatz
16.05.2013 Copyright © 2013 Life Cycle Engineers GmbH 30
Quelle: Prof. Dr. Constantin May,
Centre of Excellence for TPM, FH Ansbach
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Reliability&Maintainability (R&M) - Zielsetzung
• Kenntnisse über den Betrieb der Produkte sollen
strukturiert in die Entwicklung der neuen Produkte
einfließen.
• Erhöhung der Verfügbarkeit der Produkte im Betrieb,
sowie eine eindeutige Bewertung der
Lebenszyklusfähigkeit der Produkte
• Optimierung der Produktnutzung und Minimierung der
Betriebskosten
(Wartung, Instandhaltung, Verfügbarkeit, ..)
• Unterstützung eines Wandels vom Produkt- zum
Lösungslieferanten
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Reliability&Maintainability (R&M)- Verständnis
• Schwerpunkt liegt auf den Teilthemen
– Zuverlässigkeit
– Wartungsfreundlichkeit
– Verfügbarkeit
• … und die verbundene Wirtschaftliche Sicht des LCC
(Life Cycle Cost).
• LCC betrachtet neben den Entwicklungs-, und
Herstellkosten die Gesamtheit aller Produktkosten über
einen definierten Betriebszeitraum inklusive, Service-,
Wartungs-, Reparatur-, Ersatzteil,- Überarbeitungs-,
Verschrottungs-, und Recyclingkosten
16.05.2013 Copyright © 2013 Life Cycle Engineers GmbH 34
Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Definition R&M (und ähnliche Konzepte RAM,RAMS)
• R&M - Reliability (Zuverlässigkeit) & Maintainability (Wartbarkeit), ist eine Methodenkonzept mit dem Ziel einen optimalen Betrieb des Produktes über seine komplette Einsatzdauer zu gewährleisten.
• R&M im Engineering befasst sich mit der Auslegung, der Messung und der kontinuierlichen Verbesserung der zu erwartenden Lebensdauer und Sicherheit von Systemen, Produkten und Komponenten.
• Im Bereich der Aerospace und Defence Industry ist häufig von RAM(S) die Rede. Wobei A für availability (Verfügbarkeit) und S für Safety (Sicherheit) steht.
• Beschreibt die “Überlebenswahrscheinlichkeit” des Produktes über einen definierten Betriebszeitraum
• Zuverlässigkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass Systeme, Produkte, Komponenten oder Teile ihre festgelegten Funktionen ohne Ausfall unter:
– unter den spezifizierten Einsatzbedingungen – über den gewünschten Zeitraum – und mit der vorgeschriebenen Sicherheit erfüllen.
• Beschreibt die Fähigkeit eines Produktes nach den Auftreten eines Ausfalls innerhalb einer vorgegeben Zeit über definierte Prozeduren durch qualifiziertes Personal wieder den betriebsfähigen Zustand versetzt werden zu können.
• Bewertet die grundlegende Verfügbarkeit des Produktes über seinen Lebenszyklus. Legt Wartungs- und Reparaturintervalle fest.
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R&M
Zuverlässigkeit
Wartungsfähigkeit
Verfügbarkeit
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Normen und Regularien
• Industrienormen – ISO 9001, QS900/TES (wobei ISO,QS, VDA6.1 eher indirekte Forderungen adressieren die aber
sinnvoll nur über eine schlüssiges R&M Konzept abgedeckt werden können) TS 16949 als Nachfolgenorm der QS9000
– DIN EN 60300-3-3: 2005-03, Zuverlässigkeitsmanagement – Teil 3-3: Anwendungsleitfaden –Lebenszykluskosten (IEC 60300-3-3:2004), BeuthVerlag, Berlin
– VDA Band 6.4, QM-Systemaudit Produktionsanlagen, 1999 – VDA Band 6.1, QM-Systemaudit, 2000 – R&M Guideline for manfacturing machinery and equipment SAE/VDA-Richtlinie Nr. 4008 – VDA Gelbdruck Robuster Produktionsprozess, 2006
• VDMA – VDMA Einheitsblatt 34160. Prognosemodell für die Lebenszykluskosten von Maschinen und Anlagen,
Juni 2006
• VDI – VDI 2884. Beschaffung Betreib und Instandhaltung von Produktionsmitteln unter Anwendung von life
Cycle Costing, Dezember 2005
• FORD R&M Konzepte und Vorgaben – Specification R&M; Guideline R&M, Ford, 1998
• Firmen/Industrienormen z.B: – NASA-STD-8729.1 December 1998, Planning, developing and managing an effective reliability and
Maintainability (R&M) Program) – DoD Guide for achieving reliability, availability, and maintainability - Systems Engineering for Mission
Success; US- Department of Defense; August 2005 • Derzeit etliche weitere Aktivitäten im Bereich der Normung (Schwerpunkt
Energieeffizienz)
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Alle Normen Bezug auf R&M und LCC weisen ein recht hohes Mass an
Übereinstimmung (~ 80%) auf. Im Rahmen eines Projektes ist ein Schwerpunkt auf
die Definition von Konzepten zu legen, die alle Normfragestellungen abdecken
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Reliability&Maintainability (R&M) - Historie
• Viele Einzelmethoden wie FMEA, MTBF, Weibull, LCC werden seit mehr als 30 Jahren im Rahmen der Produktentwicklung eingesetzt
• Erste Projekte im Bereich der Kerntechnik, der chemischen Verfahrenstechnik bereits um 1960/1970
• Die Methoden wurden meist im Bereich der Rüstung, des Flugzeugbaues, Schienenverkehr und im Anlagenbau eingeführt. (1980)
• Vorgaben kamen in den USA durch das CERC (Concurrent Engineering Research Center, USA), DARPA (Defence Advanced Research Project Agency, USA) (1980/1990)
• Projektvorgaben der Kunden (z.B NASA-STD-8729.1 December 1998, Planning, developing and managing an effective reliability and Maintainability (R&M) Programme) (1985)
• Automobilindustrie (Ford, VDA6.4) (1995/2000) 16.05.2013 Copyright © 2013 Life Cycle Engineers GmbH 37
Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Nutzen von Reliability & Maintainability (R&M)
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Kunde Lieferant
– Niedrige Instandhaltungskosten
– Niedrige Ausfallzeiten
– Höhere Verfügbarkeit
– Niedrigere Produktionskosten
– Reduzierte Anlaufkosten
– Stabiles, hohes Qualitätsniveau
– Weniger Fehler und Fehlerwiederholung
– Reduzierte Investitionskosten
– Niedrigere Lebensdauerkosten
– Vermeidung ungeplanter Ausfälle
– Wettbewerbsvorteil
– Höhere Qualität
– Kürzere Inbetriebnahme
– Niedrigere Garantiekosten
– Höhere Kundenzufriedenheit
– Niedrigere Herstellkosten
– Verbesserte Image
– KnowHow und Kostentransparenz
– Bessere Fehlerkennung und reduzierte Fehlerwiederholung
– Reduzierte Konstruktionskosten
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Verhältnis und Sichtweisen von Zuverlässigkeit (R&M) und Qualität
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Hersteller
der
Anlage
Betreiber
der
Anlage LCC
Zuverlässigkeit Qualität
– Befasst sich mit der Entwicklung der Ausfallrate über längere Zeiträume.
– Umfasst hauptsächlich die Konzeptionsphase im Designprozess.
– Befasst sich mit Design-Konzepten und -methoden, die eine spezifizierte Zuverlässigkeit gewährleisten.
– Befasst sich mit Nutzungszeiten und Verschleiß.
– Befasst sich mit Prozessen, die zu bestimmten Zeitpunkten nicht die vorgegebenen Spezifikationen erfüllen.
– Umfasst hauptsächlich die Produktionsphase.
– Befasst sich mit der Umsetzung des Designs in Bauteile und Montagegruppen.
– Befasst sich mit Frühausfällen.
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Gliederung
• Life Cycle Costing (LCC): Definitionen
• LCC bei Investitionsgütern: Bedarf und Nutzen
• LCC in der Praxis: Sichten und Berechnungsmodelle
• Betriebskosten-Optimierung mit TPM
• LCC-Optimierung in der Entwicklung: Das R&M Konzept
• Zusammenfassung und Ausblick
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Zusammenfassung und Ausblick (1)
• LCC gewinnt am Markt erheblich an Bedeutung
• Auswirkungen für unterschiedliche Zielgruppen:
– Für den Hersteller zum Nachweis der R&M-Fähigkeit seines Produktes,
zur besseren Vermarktung seines Produktes und zum Erweitern von
Geschäftsmodellen
– Für den Betreiber als Kenngröße für Beschaffung und Betrieb der Anlage
– Für beide als Kommunikationsbasis (Zielgrößen, Anforderungen und
Randbedingungen)
– Für Vereine und Organisationen im Bereich der Normung zum Schaffen
verbindlicher Referenzmodelle zum Nutzen von Betreiber und Hersteller
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Zusammenfassung und Ausblick (2)
• Im VDI wurde ein Richtlinienausschuss
VDI 4703 gegründet, der am Beispiel
Facility Management eine Richtlinie für
lebenszyklusorientierte
Ausschreibungen erarbeiten soll.
(siehe http://www.vdi.de/43242.0.html)
• Life Cycle Engineers wirkt in diesem
Arbeitskreis mit.
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Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
LCC öffnet den Blick in die Zukunft
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Projektstart
Produktkosten
Nutzungskosten
Betriebs-
qualität
Nachhaltige
Produktion
Nachhaltiger
Betrieb
Genutzte
Funktion
Lieferqualität
Verkaufte
Funktion
Life Cycle Costing bei Investitionsgütern
Ihre Ansprechpartner:
Markus Kelch
Geschäftsführer
E-Mail: markus.kelch
@life-cycle-engineers
Matthias Degen
Geschäftsführer
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Dr. Thomas Friedmann
Geschäftsführer
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