Produktionssysteme

Damit die Preise stimmen

Dr. Jan Kickstein, Bremen

Um die Wirtschaftlichkeit von Produkten sicherzustellen, sind schon in den frühen Phasen des Produktlebenszyklus kontinuierlich sowohl die mit der Produktion als auch die mit der Produktentwicklung anfallenden Kosten und Erlöse zu kalkulieren. Da – in fortschrittlichen PLM-Systemumgebungen – die hierfür notwendigen Basisdaten „Produkt- und Projektstruktur“ schon im PDM- System verwaltet werden, liegt die Idee nahe, dort auch die Produktkalkulation durchzuführen.

Es ist unbestrittenen, dass zur Sicherstellung der Produktwirtschaftlichkeit schon und gerade in den frühen Phasen des Produktlebenszyklus Kosten und Erlöse kalkuliert werden müssen (zum Beispiel Angebots-, Auftrags-, Business Case-Kalkulation), da hier etwa 70 Prozent der Kosten festgelegt werden, und zudem die Möglichkeit der Kostenbeeinflussung mit Abstand am größten ist. Softwarelösungen zur Unterstützung der Produktkalkulation in den frühen Phasen des Produktlebenszyklus – das heißt vor Start of Production/SOP – basieren bis heute überwiegend noch auf Microsoft Excel [1]. Mögliche Alternativen sind bisher der Einsatz des vorhandenen ERP-Systems, die Beschaffung einer auf Produktkalkulation spezialisierten Standard- oder aber die Entwicklung einer entsprechenden Individuallösung.

Den Vorteilen von Excel, wie beispielsweise hohe Flexibilität und gewohnte Bedienung, stehen allerdings erhebliche Nachteile gegenüber: Geringer Integrationsgrad (daher hoher manueller Aufwand zur Datenübernahme), fehlende Kollaborations-, Dokumentations- und Auswertungsmöglichkeiten, geringe Transparenz der Daten, hohe Fehleranfälligkeit, unzureichender Zugriffsschutz, und vieles mehr. ERP-Systeme verfügen zwar – quasi naturgegeben – über umfangreiche Kostenrechnungsfunktionen, jedoch bieten sie bis heute traditionell keine adäquate Unterstützung für die frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses. Dies gilt auch für die Unterstützung der Produktkalkulation, so dass ERP-Systeme hier eher selten zum Einsatz kommen.

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ERP-Systeme sind keine Alleskönner

Gegen den Einsatz von auf Produktkalkulation spezialisierten Standard- oder Individuallösungen spricht, dass sowohl deren Beschaffung beziehungsweise Realisierung, als auch deren notwendige Integration in die vorhandene PLM-Systemlandschaft zur kontinuierlichen Synchronisation der Produkt- und Projektstrukturdaten mit dem ERP- und/oder PDM-System sehr aufwändig und teuer ist.

Eine viel versprechende neue Lösung verfolgt den innovativen Ansatz, die Kalkulation direkt im PDM-System durchzuführen, in welchem – in fortschrittlichen PLM-Systemumgebungen – sowohl die virtuelle Produktstruktur (Artikel, Stücklisten), als auch die Projektstruktur (Arbeitspakete, Ressourcenplan), das heißt die für die Kalkulation wesentlichen Basisdaten, entstehen und verwaltet werden.

Die größte Herausforderung bei der Realisierung einer PDM-basierten Kalkulationslösung besteht darin, die unbestritten großen Vorteile Excel gestützter Lösungen, insbesondere die einfache Anpassbarkeit des Kalkulationsschemas und die für Anwender einfache – weil gewohnte – Bedienung zu erhalten, dabei aber gleichzeitig deren oben angeführte Probleme zu lösen.

Nachfolgend werden die wesentlichen Leistungsmerkmale einer solchen Kalkulationslösung beschrieben. Dabei wird versucht, jeweils herauszustellen, warum insbesondere PDM-Systeme geradezu dazu prädestiniert sind, diese zu realisieren.
Wesentliches Merkmal des Lösungsansatzes ist die simultane Betrachtung der drei wichtigsten Kalkulationsperspektiven: Wiederkehrende Produktkosten (Recurring Costs – RC), einmalige Projektkosten (Non Recurring Costs – NRC) sowie der Kapitalwert als Maßstab der Produktwirtschaftlichkeit.

Eine Frage der Perspektive

Zu den laufenden Produktkosten gehören insbesondere die mit der Produktherstellung und die mit dem Produktabsatz verbundenen Kosten. Die einmaligen Projektkosten umfassen beispielsweise die Leistungen der Entwicklung, der Absicherung, der Arbeitsvorbereitung und des Projektmanagements. Auf unterster Ebene der RC-Kalkulation stehen hierbei stets Artikel, welche die variablen Herstellkosten der zu kalkulierenden Produkte bestimmen. Auf unterster Ebene der NRC-Kalkulation stehen Arbeitspakete, welche die Lohn- und Sachkosten des Produktprojektes bestimmen.

Erweiterbarkeit und Usability im Fokus

Zu den Kernanforderungen an das RC-Modell gehören seine flexible Erweiterbarkeit, ein leistungsfähiger Vorlagenmechanismus sowie die einfache und schnelle Nutzung der Lösung durch den Kalkulator. Aufbauend auf den Artikeln (Bauteilen) und den daraus zu konfigurierenden Produkten kann sich die weitere Struktur der zu betrachtenden RC-Elemente je nach Fertigungsart (Serien-, Auftrags-/Einzelfertigung, et cetera) stark unterscheiden und sollte deshalb grundsätzlich flexibel erweiterbar sein.

PDM-Systeme, als hochgradig konfigurierbare Anwendungsplattformen, sind prädestiniert dazu, diese Anforderung zu erfüllen. So könnte die RC-Basisstruktur, bestehend aus Artikeln und Produkten, für einen Auftragsfertiger beispielsweise um die Elemente Liefereinheit und Lieferung erweitert werden.

Eine weitere wesentliche Anforderung bezüglich des RC-Modells betrifft die Geschwindigkeit, mit welcher der Kalkulator im PDM-System in der Lage ist, im Rahmen einer Kalkulation aus einem Set von Artikeln (Hauptbaugruppen) neue Produkte beziehungsweise Produktvarianten zu konfigurieren. Die Unterstützung von leistungsfähigen Vorlagenmechanismen, beispielsweise die Definierbarkeit von Produkt- oder Kundenspezifischen Kalkulationsvorlagen mit eingebetteten Maximalstücklisten der zur Produktkonfiguration zur Verfügung stehenden Artikel, ist hier unbedingte Pflicht.

Zur Durchführung der Produktkonfiguration auf Basis einer solchen Maximalstückliste muss dem Anwender zudem eine einfach zu bedienende, optimal eine Excel-ähnliche, Benutzeroberfläche bereitgestellt werden (Variantenmatrix).

Wesentliches Merkmal des NRC-Modells ist die grundsätzliche Unterscheidung zwischen der Arbeits- und der Kostenstruktur von Produktprojekten, sowie die Abbildung zwischen den Elementen dieser beiden Strukturen im PDM-System.

Zwei Seiten einer Medaille

Basierend auf dieser Unterscheidung werden im Zuge der NRC-Kalkulation zunächst durch die jeweils verantwortlichen Fachbereiche die Lohn- und Sachkosten der einzelnen Arbeitspakete abgeschätzt. Hierbei können PDM-Systeme umfangreiche Workflow-Unterstützung anbieten. Die Lohn- und Sachkosten der Arbeitspakete werden dann zu den jeweiligen Positionen der Kostenstruktur hochaggregiert, welche zusammen das Projektbudget ergeben. Hierfür ist es notwendig, für jedes Arbeitspaket zu definieren, in welche Kostenposition dieses einfließen soll.

Da die Ist-Kosten eines Projektes in der Regel auf PSP-Elemente (Projektstrukturplan – PSP) beziehungsweise Innenaufträge im ERP-System auflaufen, ist es notwendig, die im Rahmen der NRC-Kalkulation im PDM-System definierten Kostenpositionen mit den entsprechenden Elementen im ERP-System abzugleichen. Viele PDM-Systeme verfügen bereits über eine tiefe ERP-Integration, so dass auch diese Anforderung kein Problem darstellt.

Flexible Kalkulationsschemata

Beim Kalkulationsschema sind Flexibilität und Konfigurierbarkeit ein „Muss“. Laufende Produktkosten, einmalige Projektkosten, sowie – daraus resultierend – Preise und Erlöse, sollten im Zuge der Kalkulation auf Basis der oben beschriebenen Modelle „bottom-up“ über kundenspezifisch flexibel anpassbare Kalkulationsschemata berechnet werden können.

Da die Kalkulationsschemata in der Regel unternehmensspezifisch stark variieren, muss das Kalkulationsschema im PDM-System hochgradig konfiguriert sein, das heißt nicht jeweils kundenspezifisch programmiert werden müssen.

Im Prinzip muss hier die volle Flexibilität und einfache Erweiterbarkeit von Excel erhalten bleiben: Freie Definition von Parameterfeldern und Formeln, einfache Möglichkeit für einzelne Produkte, Projekte oder Artikel jeweils verschiedene, spezielle Kalkulationsschemata anzuwenden und so weiter.

Von der Pflicht zur Kür

Ein weiteres für die Praxis sehr wichtiges Thema betrifft die Berücksichtigung von Optionen und Änderungen in der Produktkalkulation, insbesondere von Optionen in der Angebots-, und von Änderungen in der Auftrags- beziehungsweise entwicklungsbegleitenden Kalkulation. So muss es möglich sein, für eine Produktkalkulation beliebig viele Optionen und Änderungen zu definieren. Diese müssen sowohl einzeln zu kalkulieren sein (etwa um die Kosten gesondert aufzuführen), als auch mit ihrer Kostenauswirkung auf das Gesamtprojekt simuliert werden können.

Prinzipiell können Optionen wie auch Änderungen alle oben beschriebenen RC- als auch NRC-Elemente beinhalten: Bestimmte Bauteile der Produktkonfiguration werden gelöscht, andere hinzugefügt, es entstehen unter anderem zusätzliche Entwicklungs- und Testaufwände. Insofern sollten Optionen und Änderungen im PDM-System als eigenständige Kalkulationsobjekte modelliert werden, für welche damit auch der vollständige Funktionsumfang der Produktkalkulation zur Verfügung steht. Dies ermöglicht nicht nur, oben genannte Anforderungen zu erfüllen, sondern auch den Anwender optimal dabei zu unterstützen, eine gezogene Option oder genehmigte Änderung automatisch in die referenzierende Produktkalkulation zu integrieren, d. h. deren RC- und NRC-Elemente zu mischen.

Je nachdem, wie für ein Unternehmen die genaue RC- und NRC-Struktur modelliert und die Kalkulationsschemata konfiguriert wurden, werden alle Kalkulationsergebnisse grundsätzlich in der Datenbank des PDM-Systems abgespeichert. Zudem besteht über die in der Regel tiefe Integration mit dem ERP-System ein direkter Online-Zugriff auf alle im ERP-System aufgelaufenen Ist-Kosten eines Produktprojektes. Darüber hinaus sollten leistungsfähige Reportgeneratoren heute Stand der Technik jedes PDM-Systems sein.

Damit sind alle Voraussetzungen gegeben, um im PDM-System grenzenlos beliebig komplexe Auswertungen und Darstellungen zu realisieren: Einfaches Pro- jektbudgetblatt, Gesamtdarstellung eines Angebotes, inklusive Optionen, Business Case und Lifecycle Auswertungen.

Grenzenloses Reporting

Für Anwender aus dem Controlling, aus der Kalkulation oder aus dem Management ergeben sich aus einer solchen PDM-basierten Kalkulationslösung vielfältige Vorteile: Hohe Ausführungsgeschwindigkeit (keine Medienbrüche, komfortable Vorlagenmechanismen, kollaborative Datenerfassung, einfache, aus Excel gewohnte Bedienbarkeit). Hohe Datenqualität, Transparenz und Sicherheit (keine Redundanzen, relationale Datenbank, Rechtesystem). Und: Umfangreiche Auswertungsmöglichkeiten (alle Ergebnisse in einer Datenbank, Versionshistorie, Report-Generator, et cetera). -sg-

Literatur:
[1] PLCM-Studie 2008 des Lehrstuhls für Wirtschaftsinformatik II an der Universität Erlangen-Nürnberg, Dr. Günter Schicker und Florian Mader

Contact Software GmbH, Bremen Tel. 0421/20153-0, http://www.contact.de

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