Josef Schöttner

Umsatz gut, Rendite mangelhaft
Das Kostenproblem der Fertigungsindustrie

Warum IT, Digitalisierung, PLM & Co. allein nichts ändern – Ursachen und Lösungen

Die digitale Transformation ist das beherrschende Thema dieser Tage. In den Fachmedien überbieten sich die Szenarien der phantastischen Möglichkeiten. Entwicklungen wie das „Internet der Dinge“, „Cloud-Computing“, „Industrie 4.0“ und die „Digitale Fabrik“ sind, wenn man den Aussagen Glauben schenken darf, die Garanten für eine wirtschaftlich prosperierende Zukunft der Industrie, insbesondere des Maschinen- und Automobilbaus. Mit der „Vierten industriellen Revolution“ soll die Produktion mit cyber-physischen Systemen flexibler werden. Die wirtschaftliche Herstellung immer stärker individualisierter Produkte ist nicht mit den Methoden der Massenfertigung zu schaffen. Für die kostengünstige Produktion kleiner Lose ist die herkömmliche Automatisierung nicht das geeignete Mittel. Hier kann die Digitalisierung auf mittlere Sicht für Entlastung sorgen. Freilich darf nicht außer Acht bleiben, dass Digitalisierung im Sinne von „Industrie 4.0“ nicht erst in den Werkshallen beginnt. Digitalisierung als Vernetzung von Objekten und Prozessen muss die gesamte Wertschöpfung einschließen ‒ und die beginnt im Technischen Büro.

Nun sollte man meinen, in der Produktentwicklung und Arbeitsplanung sei die Digitalisierung schon weit fortgeschritten. Seit Jahrzehnten wird für fertigungsvorgelagerte Aufgaben Informationstechnik eingesetzt. Und dennoch ist die Situation in vielen Unternehmen der Fertigungsindustrie geprägt von anhaltendem oder gar steigendem Kostendruck. Ein Indiz dafür, dass es Probleme mit der Rentabilität in den Arbeitsprozessen gibt. Trotz wettbewerbsfähiger Produkte und guten Umsätzen wird zu wenig verdient. Es fließen erhebliche Summen in Hard- und Software und mit großem Aufwand werden IT-Pläne implementiert. Die Resultate sind jedoch überwiegend enttäuschend, falls es denn überhaupt nennenswerte gibt. Symptomatisch dafür ist eine Anfrage, die ich als Berater von einem großen Automobilzulieferer erhielt: „Wir starten ein Projekt, um mithilfe eines neuen Nummernsystems Teile in unserem PDM-System eindeutig identifizieren zu können. Hierzu würden wir gerne Ihre Kompetenz auf diesem Gebiet in Anspruch nehmen.“ In diesem Unternehmen wurde offensichtlich PDM-Software eingeführt ohne ein Konzept, das auf klaren Zielanforderungen beruht. Ein prozesssicheres Nummernsystem wäre in diesem Fall eine klare Zielanforderung gewesen. Nur ein Beispiel von vielen, die ich bei meiner Beratertätigkeit „erlebt“ habe. Soll sich in Sachen Arbeitsproduktivität wirklich etwas ändern, ist in der Geschäftsleitung ein radikales Umdenken vonnöten. Nichtstun kann sich hierin auf Dauer kein Unternehmen leisten.

Die eigentliche Ursache für das Missverhältnis von Umsatz und Gewinn sind schlecht organisierte Arbeitsprozesse und ein ebensolches Datenmanagement in den fertigungsvorgelagerten Bereichen der Produktentwicklung sowie der Arbeits- und Prozessplanung. Grundsätzlich trifft dies in gleicher Weise für Mittelstands- und Großunternehmen zu. Schlechtes Datenmanagement führt zu schlechter Datenqualität und schlechte Datenqualität zu schlechten Prozessergebnissen bzw. zu schlechter Prozessleistung. Eine exzellente Arbeits- und Datenorganisation im Technischen Büro ist der Schlüssel für wirtschaftlichen Erfolg. Mit der formalen Einführung der ein oder anderen Software etwa auf Drängen von Entwicklung und Konstruktion ist es nicht getan. Projekte dieser Art sind zum Scheitern verurteilt, soll heißen, sie zeigen kaum einen zählbaren Effekt. Sie werden als IT-Vorhaben aufgesetzt und mit dieser Vorgabe auch umgesetzt. Die Aufgabe bekommen Personen ohne strategische Sichtweise. Sachbearbeiter mit dem individuellen Fokus auf ihr eigenes Arbeitsgebiet sollen als Projektmitarbeiter die notwendigen Veränderungen im Unternehmen konzipieren. Ein problematisches Unterfangen, da meist die dazu erforderliche Qualifikation fehlt. Erschwerend kommt hinzu, dass das Projekt-Team nicht über die nötige Entscheidungskompetenz verfügt. Bei umstrittenen Lösungen führt dies i. d. R. zu untauglichen Festlegungen. Und die Geschäftsleitung ist außen vor, weiß kaum, worum es geht und verspielt die Möglichkeit, die Rendite der eingesetzten Mittel dauerhaft zu erhöhen.

Wenn die intelligente Fabrik mit der Idee von „Industrie 4.0“ in naher Zukunft Realität werden soll, muss der Produktionsfaktor Information auf allen Ebenen der Wertschöpfung und über alle Ebenen der Wertschöpfung hinweg durchgängig nutzbar sein. Im Technischen Büro ist die Digitalisierung mit der Anwendung von gängiger Informationstechnik bislang größtenteils nicht über das Stadium von elektronischer Zettelwirtschaft hinausgekommen. Es ist höchste Zeit, eine IT-Systemlandschaft aufzubauen, die Projekte, Prozesse und Daten vernetzen und Daten zu Informationen verknüpfen kann. Gebraucht wird eine transparente IT-Arbeitsplattform ‒ die digitale Fabrik ‒ die allen Prozessakteuren zur virtuellen Wertschöpfung zur Verfügung steht, bei Bedarf auch Lieferanten und Kunden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Nutzen von Digitalisierung nur zu einem geringeren Teil von den zugrundeliegenden Softwaresystemen bestimmt wird. Weit wichtiger für die Leistungsfähigkeit einer IT-Gesamtlösung ist deren Konzeption, also ihr „Bauplan“. Das zu erkennen, ist die Voraussetzung für die Realisierung eines erfolgreichen Projekts. Bleibt zu wünschen, dass mit den Veränderungen durch die digitale Transformation sich auch das Bewusstsein des Managements dahingehend ändert, dass es diese Aufgabe als seine Aufgabe wahrnimmt. Nur dann kann etwa die digitale Fabrik oder ‒ weitergefasst ‒ das digitale Unternehmen anforderungsgerecht konzipiert werden und ihr/sein Leistungsvermögen gemäß den Unternehmenszielen mit den Möglichkeiten von „Industrie 4.0“ in der realen Fabrik entfalten.

Industriegüter aus Deutschland haben einen außerordentlich guten Ruf. Vor allem Erzeugnisse des Maschinen-, Anlagen- und Automobilbaus sind sehr gefragt. Erstklassige Ingenieurleistungen bringen seit Jahrzehnten wettbewerbsfähige Produkte hervor; in vielen Segmenten sind diese Weltspitze. Beleg dafür ist nicht zuletzt die große Zahl an Marktführern. Dies gilt in weiten Teilen gleichermaßen für Konsum- und Investitionsgüter. Unternehmen der Fertigungsindustrie in Deutschland sollten demzufolge wirtschaftlich in hervorragender Verfassung sein ‒ stabile Nachfrage, gute Geschäfte und hohe Umsätze. Die Realität zeichnet ein etwas anderes Bild. Die Umsätze in den meisten Industriebetrieben sind mit den üblichen konjunkturellen Schwankungen in der Tat erfreulich. Allerdings bereitet die Rentabilität in nicht wenigen Unternehmen Anlass zur Sorge. Obwohl die Lohnstückkosten durch moderate Lohnsteigerungen und zunehmende Automatisierung der Produktion schon seit längerer Zeit ohne größere Schwankungen annähernd konstant sind, klagt die hiesige Fertigungsindustrie seit Jahren über steigenden Kostendruck, ohne die beträchtlichen Potenziale in den fertigungsvorgelagerten Bereichen konsequent auszuschöpfen.

Die Arbeitsergebnisse in den Abteilungen des Technischen Büros (TB) ‒ Entwicklung und Konstruktion sowie Arbeitsplanung (fertigungstechnischer Part der Arbeitsvorbereitung) bzw. Design und Manufacturing Engineering ‒ sind in der Regel gut; für die Wirtschaftlichkeit der jeweiligen Arbeitsprozesse gilt dies nur bedingt. Durch unzulängliche Arbeits- und Datenorganisation in den Engineering-Bereichen geht merklich Unternehmensleistung verloren. Anders als in der Teilefertigung und Montage, wo mit hohem Automatisierungsgrad vorherrschend reproduzierende Arbeiten ablaufen, ist das Handeln im Technischen Büro meist geprägt von kreativer „Kleinarbeit“. Seine Akteure wirken in einem hochdynamischen Prozess mit dem Ziel zusammen, Produkt- und Produktionsunterlagen fehlerfrei, termingerecht und wirtschaftlich „herzustellen“. Obgleich modernste Arbeitsmittel in Form von leistungsstarker Informationstechnik zum Einsatz kommen, gelingt dies nur teilweise. Die Durchlaufzeiten im Technischen Büro sind häufig zu lang, die Kosten für die „Herstellung“ des virtuellen Produkts ‒ dies entspricht der digitalen Produktdokumentation ‒ zu hoch.

Das projektspezifische „Zusammenwirken“ der TB-Abteilungen Mechanik-Konstruktion, Elektro-Konstruktion oder Elektronik-Entwicklung, Programmierung, Arbeitsplanung und Qualitätssicherung (Design- und Prozess-FMEA etc.) läuft meist in getrennten Prozessen ab. Paralleles Arbeiten (Simultaneous Engineering) wird kaum praktiziert, frühzeitige Abstimmungen entsprechend methodischem Handeln bleiben außen vor und Fehler werden zwangsläufig erst spät erkannt. Zeitraubende und teure Änderungsschleifen sind die Folge. Nicht minder kostspielig ist, „das Rad immer wieder zu erfinden“. Strategische Engineering-Methoden, wie Teilestandardisierung, Modularisierung, Baukastenkonstruktion und Variantenmanagement mit regel- bzw. wissensbasierter Variantenkonfiguration, bleiben nicht selten ungenutzt. Mit leistungsfähigen CAD-Systemen werden laufend neue Bauteile „hergestellt“. Die Anzahl „handgemachter“ Konstruktionsteile wächst explosionsartig. Diese „Einzelstücke“ binden teure Entwicklungskapazität, rufen mitunter Qualitätsprobleme hervor, verursachen hohe Fertigungskosten und belasten das Betriebsergebnis. Eine fatale Entwicklung, die insbesondere seriennahe Auftragsfertiger betrifft.

Verantwortlich für den „Teilewildwuchs“ sind i. d. R. zwei Dinge: Zum einen fehlt das Bewusstsein dafür, dass jede weitere Teilenummer fixe Kosten verursacht und zum anderen ist eine einfache und schnelle Recherche bei mehreren zehntausend Teilen nur mit einer intelligenten Teilesuchmaschine möglich. Andernfalls benötigt ein Mitarbeiter mit seiner „3D-Konstruktionsmaschine“ weniger Zeit, ein neues Teil zu entwickeln, als ein vorhandenes für einen bestimmten Anwendungsfall in angemessener Zeit zu finden. Die extensive Nutzung von CAx-Autorensystemen bringt neben den positiven Effekten auch eine Reihe negativer Auswirkungen mit sich. Es entstehen isolierte Informationsquellen, die nicht allen Mitarbeitern in gleichem Maße zugänglich oder bekannt sind. Außerdem führen in Teilen redundante Geschäftsanwendungen, wie Produktdaten-, Simulationsdaten-, Normteile- und Dokumentenmanagement, zu ebensolchen Datenbeständen. Hierbei sind Widersprüchlichkeiten kaum zu vermeiden. Diese zeigen sich u. a. in mehreren unterschiedlichen Nummern, Benennungen und Freigabeständen für ein und dasselbe Objekt (Teil, Zeichnung etc.). Mit derart schlechter Stammdatenqualität kann der Produktionsfaktor Information nur einen beschränkten Beitrag zur Produktivität leisten. Bis zu 40 % ihrer Arbeitszeit sind Mitarbeiter in Entwicklung und Konstruktion mit aufwendiger Informationsbeschaffung befasst. Dauer und Kosten der Produktentwicklung werden dadurch erheblich belastet.

Die TB-Bereiche Produkt- und Prozessentwicklung bzw. Design und Manufacturing Engineering bestimmen nicht nur die Dauer und damit die Kosten der Produktentwicklung, sie haben darüber hinaus noch weitreichenden Einfluss auf die Leistungsindikatoren Produkt-(ions)kosten und Produktqualität. Der dem Engineering nachgelagerte Prozessabschnitt Planung führt im Gegensatz zur technischen Arbeits- und Prozessplanung die organisatorische Disposition der Produktion durch. Hierzu gehören die Aufgaben Bedarfs-, Termin- und Kapazitätsplanung sowie Auftragsveranlassung und Auftragsüberwachung. Ferner sind die Beschaffung von Material und Dienstleistungen, der kontrollierte Wareneingang als Teil der Qualitätssicherung sowie die Bestandsführung etc. einbezogen. Den Abschluss der Vorgangskette Produktentstehung bilden die Blöcke Teilefertigung, Montage und Qualitätssicherung im Sinne von Fertigungskontrolle, unterstützt von IT-basiertem Prozessmanagement auf der Leit-, Steuerungs- und Ausführungsebene. Die informative Grundlage für dieses Geschehen ist im Wesentlichen das virtuelle Produkt aus den Engineering-Abteilungen; es liefert nicht nur die Bauanleitung (Zeichnungen, Arbeitspläne, NC-Programme etc.) für den Herstellungsprozess des physischen Produkts, sondern ebenso die Daten (Teilestammsätze und Stücklisten) zur Disposition des realen Produkts.

Bis zu 75 % der Produkt(ions)kosten werden durch Definitionen des Technischen Büros festgelegt. Großen Einfluss haben Wirkprinzipien, Funktions- und Produktstruktur, die konstruktive/geometrische Gestaltung, Werkstoffe, Oberflächengüte, Dimensionierung und Tolerierung, Fertigungs-, Montage- und Prüfverfahren sowie der Grad an Standardisierung, Modularisierung und Normierung. Das Niveau der Produktqualität wird zu großen Teilen von den Einflussgrößen Werkstoff, Technologie, Standardisierung, Bedienungskomfort, Funktions- und Betriebssicherheit, Wartungsfreundlichkeit sowie Recycling-Fähigkeit bestimmt. Die Leistungsindikatoren bzw. -größen Produktentwicklungsdauer, Produkt(ions)kosten und Produktqualität des Wertschöpfungsprozesses Produktentstehung werden unzweifelhaft in hohem Ausmaß direkt und indirekt von den Arbeiten der Fachbereiche Design und Manufacturing Engineering (Entwicklung, Konstruktion und Arbeitsvorbereitung) festgelegt. Leistungsdefizite in diesen Feldern lassen sich in den nachgeschalteten Prozessen Planung und Produktion auch mit großem Mitteleinsatz nur mehr geringfügig kompensieren. Selbst mit den neuen Möglichkeiten der Vernetzung technischer Fertigungs-, Montage- und Prüfsysteme der Fabrik von morgen wird das so sein. Umso wichtiger ist es, einen Rahmen zu schaffen, in dem die Produkt- und Prozessentwicklung wirtschaftlich bestmöglich ausgeführt werden kann. Zweifellos eine der wichtigsten Managementaufgaben der nächsten Zeit.

Die finale Erkenntnis einer Studie des Instituts WZL der RWTH Aachen und der Firma PTC mit dem Titel „Innovations-Agenda 2006“ lautet: Wer die Produktentwicklung beherrscht, beherrscht den Wettbewerb. Auf den zentralen Zweck eines Unternehmens ‒ Geld zu verdienen ‒ übertragen, heißt dies: Wer die Produktentwicklung beherrscht, verdient mehr Geld. Gemessen an den operativen Umsatzrenditen vor Zinsen und Steuern (EBIT-Marge) ist diesbezüglich in den Betrieben der deutschen Fertigungsindustrie einiges zu tun. Erfolgreiche Automobilhersteller wie Audi, BMW und Mercedes-Benz erreichen derzeit Umsatzrenditen von ungefähr 8 bis 10 %, weniger erfolgreiche liegen teilweise erheblich unter 5 %. Automobilzulieferer stehen infolge des Abhängigkeitsverhältnisses zu ihren Kunden naturgemäß unter besonderem Kostendruck. Sie erzielen aktuell eine durchschnittliche Umsatzrendite von etwa 5 %, einige durchaus große liegen auch deutlich darunter. Laut einer Studie der Unternehmensberatung Oliver Wyman soll die Umsatzrendite deutscher Zulieferer bis zum Ende der Dekade auf durchschnittlich 2,5 % fallen. Die rund 6400 Betriebe des Maschinen- und Anlagenbaus erwirtschafteten in 2015 im Durchschnitt eine Umsatzrendite von rund 6 %. Dieser Wert wäre gewiss kleiner ohne die steigenden Aftersales- und Service-Umsätze (Schulung, Beratung, Umbau/Modernisierung, Wartung, Instandsetzung, Ersatzteile etc.) mit höheren Margen.

Eine Umsatzrentabilität von 6 % besagt, dass von jedem eingesetzten Euro 6 Cent an Gewinn verbleiben. Nach Abzug von Zinsen und Steuern steht folglich wenig Spielraum für Rücklagen und Investitionen in die Zukunft zur Verfügung. Dabei werden die Verkaufserlöse weiter sinken, weil Low-Cost-Anbieter mit zunehmender Qualität ihrer Produkte den Wettbewerb verschärfen. Das Gütezeichen „Made in Germany“ als der Maßstab für Leistung und Qualität erlaubt zwar noch immer höhere Preise zu fordern, doch wird dieser Vorteil mit hoher Wahrscheinlichkeit in den nächsten Jahren geringer werden. Soll in diesem Umfeld die Rentabilität wenigstens erhalten bleiben, kann dies nur gelingen, wenn die Kosten für Entwicklung, Planung und Produktion in dem Maße reduziert werden, wie die erzielbaren Verkaufserlöse sinken. Weil die Engineering-Arbeiten im Technischen Büro die Leistungsgrößen der Wertschöpfung Zeit, Kosten und Qualität wesentlich bestimmen, ist es die vordringliche Managementaufgabe, eine flexible Arbeitsplattform zur wirtschaftlichen „Herstellung“ des virtuellen Produkts als Pendant zur flexiblen Fertigung des physischen Produkts aufzubauen. Dazu muss sich in den Führungsetagen sehr bald ein starkes Bewusstsein für die fundamentale Bedeutung dieser Thematik entwickeln.