7. Variantenmanagement (Baureihen und Baukästen) - Lima-city
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Fachhochschule<br />
Gelsenkirchen<br />
Fachgebiet Konstruktion <strong>und</strong> Industriedesign<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. S. Klöcker<br />
PES<br />
<strong>7.</strong> <strong>Variantenmanagement</strong><br />
(<strong>Baureihen</strong> <strong>und</strong> <strong>Baukästen</strong>)
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Prof. Dr.-Ing. habil. S. Klöcker<br />
Die K<strong>und</strong>enorientierung führt zu Produkt- <strong>und</strong> Erzeugnisvarianten,<br />
die extern „zum K<strong>und</strong>en hin“ sichtbar werden sollen, z.B.<br />
• Leistung<br />
• Baugröße<br />
• Ausstattung<br />
• Materialien<br />
• Design<br />
• etc.<br />
Hinzu kommen<br />
länderspezifische Varianten wegen:<br />
• gesetzliche Auflagen,<br />
• klimatische Bedingungen<br />
• Nutzungsverhalten
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Intern sollen dagegen möglichst wenig Baugruppen <strong>und</strong> Teilevarianten<br />
existieren, um den Aufwand in Fertigung <strong>und</strong> Montage zu minimieren.<br />
Ursachen für unnötige Varianten:<br />
• Mangelnde Koordination, Kooperation <strong>und</strong> Kommunikation zwischen den<br />
Unternehmensbereichen <strong>und</strong> Abteilungen<br />
• mangelhafter Zugriff auf relevante Informationen<br />
• unzureichende Produktbeschreibung<br />
• fehlende oder zu späte Norung /Standardisierung<br />
• Fehlen von effektiven Systeme zur Wiederhol- bzw. Ähnlichteilkonstruktion<br />
• Falsche oder missverstandene Nutzung der Kopier- <strong>und</strong><br />
Änderungsfre<strong>und</strong>lichkeit der CAD-Systeme
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6000<br />
4500<br />
3000<br />
Vollkosten [€]<br />
1500<br />
Beispiel für die Verwaltungskosten eines Bauteils
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Ziele einer erfolgreichen Produktpolitik (McKinsey 1993)
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• Umgestalten mehrerer Teile zu einem Teil<br />
• Möglichst viele gleiche Teile in einem Produkt verwenden<br />
• Teile in unterschiedlichen Produkten verwenden<br />
• Teile gleicher Funktion standardisieren<br />
• Mehrfachverwendung von Baugruppen <strong>und</strong> -teilen<br />
• Vermeidung von Sonderkonstruktionen bei Produkten<br />
gleicher Funktion<br />
• Normteile verwenden<br />
• Kaufteile aus größeren Serien verwenden<br />
Integralbauweise<br />
Gleichteile<br />
Wiederholteile<br />
Teilefamilien<br />
Baukastensystem<br />
<strong>Baureihen</strong><br />
Normteile<br />
Kaufteile<br />
Erhöhung der Stückzahl in der Fertigung<br />
Technische Maßnahmen zur Reduzierung der Teilevielfalt
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Kostensenkung durch Bildung von Teilefamilien (fertigungstechnische T.F.‘s)
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Konstruktive Teilefamilien
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Abstufung der Laufraddurchmesser von Turboladern (Stufensprung f =1,25)<br />
Geometrische Ähnlichkeit<br />
von Stirnradgetrieben<br />
(Werkbild Flender)
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Hauptwerte von Normzahlen (DIN 323)
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Spezielle<br />
Ähnlichkeitsbeziehungen
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Normung der Maschinenleistung:<br />
Produktnorm, d.h. die Baureihe schafft die Voraussetzung für größere Stückzahlen
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Optimierung des Stufensprungs<br />
Vorteile einer Baureihe<br />
• Kostensenkung in der<br />
Konstruktion <strong>und</strong> Fertigung<br />
• Lieferzeitverkürzung<br />
• Steigerung der Qualität <strong>und</strong><br />
Zuverlässigkeit<br />
Nachteile einer Baureihe<br />
• nicht immer optimale Leistung für den<br />
Nutzer<br />
• Hoher aber einmaliger Aufwand für die<br />
Produktdokumentation im Vorhinein<br />
• Risiko, dass die Baureihe mit ihren<br />
Stufensprüngen am Markt nicht ankommt
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Beispiel:<br />
Ein K<strong>und</strong>e hatte vor einiger Zeit ein Stirnradgetriebe mit den im Bild angegebenen<br />
technischen Daten <strong>und</strong> dem Preis von € 28.000,- geliefert bekommen. Er verlangt<br />
innerhalb von 2 St<strong>und</strong>en telefonische Auskünfte über Größe, Gewicht <strong>und</strong> Preis (1 <strong>und</strong><br />
2 Stück) eines Getriebes doppelter Leistung (2500 statt 1250 kW). Da keine<br />
Unterlagen über das gewünschte Getriebe vorliegen, bleibt nur eine Abschätzung über<br />
Ähnlichkeitsbeziehungen zu machen.<br />
Daten eines vorhandenen Gr<strong>und</strong>entwurfs
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Gewicht:
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Berechnung der Daten für den Folgeentwurf aus dem Gr<strong>und</strong>entwurf
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Kostenschätzung
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Kostenschätzung (Fortsetzung)
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Gr<strong>und</strong>entwurf für eine<br />
Zahnkupplung mit den<br />
wichtigsten Werkstoff<strong>und</strong><br />
Größeneangaben
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Datenblatt einer Zahnkupplungsreihe<br />
einige Daten müssen aus technologischen<br />
Gründen korrigiert werden z.B. Zähnezahlen<br />
wegen Ganzzahligkeit, Passungen wegen<br />
Qualitätsstufen, etc.
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f D<br />
= f L = f H<br />
Aber aus ergonomischen Gründen: f H<br />
= f b = 1<br />
Übergeordnete Aufgabenstellung erfordert Abweichungen in der Größenstufung
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Funktions- <strong>und</strong><br />
Bausteinarten bei<br />
Baukasten- <strong>und</strong><br />
Mischsystemen
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Aufgabe: Heimwerkerbaukasten „Kombigerät“<br />
Vorgehen bei der Baukastenentwicklung: Was verlangt der Markt (Anforderungen)
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Vereinfachtes<br />
Beispiel einer<br />
funktionellen<br />
Baustruktur<br />
für das<br />
Heimwerkerge<br />
rät
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Durch Abschnitte (Module) entstandene fiktive Bausteine einer Industrieturbine<br />
(Siemens) a Eintrittsabschnitte (Verdichterstufe) b Mittelabschnitte (Brennkammern)<br />
c Austrittsabschnitte (Turbinenräder)
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Aus Abschnitten kombinierte Gesamtmaschinen für unterschiedliche Anforderungen<br />
(hier Druckgefälle <strong>und</strong> Volumenstrom)
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Entwurf eines Gleitlager-Baukastensystems
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Baustruktur (Erzeugnisstammbaum) für das Gleitlager entsprechend Entwurf
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Vorteile:<br />
• Zur Projektierung stehen bereits Unterlagen zur Verfügung<br />
• Geringer auftragsbezogener Konstruktionsaufwand<br />
• Kombinationsmöglichkeit mit „Nichtbausteinen“<br />
• Vereinfachte AV <strong>und</strong> Fertigungsplanung<br />
• einfache Kalkulation, da alle Daten im System<br />
• Losgrößenanpassung<br />
• günstige Montage durch Baugruppenunterteilung<br />
Nachteile:<br />
• Anpassung an spezielle K<strong>und</strong>enwünsche schwierig<br />
• Konstruktionsaufwand entsteht vorab <strong>und</strong> muss finanziert werden<br />
• Produktänderungen bedeuten hohen Aufwand<br />
• Produktdesign wird sehr stark geprägt durch die Baugruppengliederung<br />
• einfache Kalkulation, da alle Daten im System<br />
• Selten angefragte Varianten sind manchmal teurer in den Selbstkosten eine<br />
Einzelausführung<br />
Vor- <strong>und</strong> Nachteile von Baukastensystemen für den Hersteller
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Vorteile:<br />
• Kurze Lieferzeit<br />
• Besserer Austausch <strong>und</strong> Ersatzteildienst<br />
• Ausgereifte qualitativ hochwertige Produkte<br />
• spätere Funktionserweiterungen möglich<br />
Nachteile:<br />
• Spezielle Wünsche schwer erfüllbar<br />
• Spezielle Qualitätsmerkmale können gegenüber einer Einzelausführung<br />
ungünstiger liegen<br />
• teilsweise für den Einsatzzweck vorhandene Überdimensionierung<br />
(Platzbedarf <strong>und</strong> F<strong>und</strong>amentkosten)<br />
Vor- <strong>und</strong> Nachteile von Baukastensystemen für den Anwender
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