Digitale Fertigung und Konstruktion: Das Geheimnis der Kostensenkung

Wichtigste Erkenntnisse:

Konstrukteure sind eine wichtige Grundlage für die Senkung der Produktkosten und die Gewährleistung von Herstellbarkeit und Nachhaltigkeit
Digitale Fertigungslösungen bieten automatisierte Einblicke, um neue Konstrukteure schneller einzubinden, institutionelles Wissen zu teilen und Einsparungen und DFM zu erhöhen

Der vollständige Artikel:

Forbes berichtet, dass 57 % der befragten Hersteller der Meinung sind, dass die Studenten auf CAD vorbereitet sind. Allerdings waren 65 % der Studenten nicht in der Lage, fertigungsgerechte Entwürfe zu erstellen. Und da 80 % der Kosten und Umweltauswirkungen eines Produkts in der Entwurfsphase festgelegt werden, ist dies ein erhebliches Defizit bei den neuen Arbeitskräften. Dies ist auch eine Herausforderung für Produkthersteller, die bereits mit einem Mangel an Konstrukteuren zu kämpfen haben.

Die heutigen Entwicklungsingenieure haben ein Bewusstsein für die Kostenauswirkungen der Produkte, die sie entwickeln. Bei den meisten Herstellern hat jedoch noch kein wirklicher kultureller Wandel stattgefunden, so dass sie diesem Aspekt bereits in der Entwicklungsphase Priorität einräumen und sicherstellen, dass die Entwicklungsingenieure über die erforderlichen Kenntnisse und Werkzeuge verfügen. Die gute Nachricht ist, dass sowohl DFM (Design for Manufacturability) als auch Kostenprobleme mit der richtigen digitalen Fertigungslösung leicht zu beheben sind.

Der Konstrukteur: Der Schlüssel zur Analyse von Kosten und DFM

In einem Accenture-Bericht wurden 1.200 Branchenexperten befragt, um die Markteinführungsgeschwindigkeit ihrer Unternehmen zu untersuchen. Dabei wurde festgestellt, dass diese Branchenführer ihre Markteinführungszeit in den letzten fünf Jahren im Durchschnitt von 56 auf 42 Wochen verkürzt haben. Und sie waren bestrebt, diese Zahl innerhalb der nächsten fünf Jahre weiter auf 29 Wochen zu senken. Darüber hinaus ergab der Bericht, dass 81 % dieser Zeitverkürzungen zwischen 2016 und 2021 durch Technologie erreicht wurden.

Konstrukteure müssen ihren Handlungsspielraum erweitern, indem sie digitale Fertigungslösungen nutzen, um Kosten, Nachhaltigkeit und sogar die Beschaffung in ihre Konstruktion einzubeziehen und dadurch eine schnellere Markteinführung zu ermöglichen. Die Realität sieht jedoch so aus, dass 80 % der in der Produktion befindlichen Produkte häufig auf Designs beruhen, bei denen durch frühzeitige Entscheidungen in der Designphase erhebliche Kosteneinsparungen hätten erzielt werden können. Das Ergebnis ist ein Hersteller, der hinter der Konkurrenz zurückbleibt, erhebliche Marktanteile verliert und Umsatzeinbußen hinnehmen muss.

Viele Konstrukteure arbeiten in einem Silo und arbeiten kaum oder gar nicht mit anderen Produktentwicklungsteams zusammen. Infolgedessen gibt es keine einheitliche Quelle der Wahrheit, die standardisiert und wiederholbar ist. Außerdem haben die Konstrukteure nicht immer ein klares, umfassendes Verständnis des gesamten Projektumfangs oder des Endziels des Unternehmens. Dies kann zu einem Dominoeffekt führen, wenn das Design nicht mit den anderen Projektparametern oder der Gesamtstrategie übereinstimmt.

Drei Schlüssel zur Sicherstellung der Kostenpriorität in der Konstruktion

Wenn ein Produkt auf den Markt kommt, sind die meisten Entscheidungen bereits getroffen. Auch hier wird deutlich, wie wichtig es ist, Kosten- und Fertigungsausreißer bereits in der Entwicklungsphase zu erkennen und zu beheben. Dies erfordert jedoch eine veränderte Denkweise der Konstrukteure und die richtige digitale Fertigungslösung. Die folgenden drei Strategien können diesen wichtigen Wandel unterstützen:

DieKosten immer im Auge behalten. Diese Strategie sollte von oben nach unten beginnen. Je früher Konstrukteure über Kosten-KPIs verfügen, desto eher werden sie diese auch erreichen. Wenn der Einzelhandel Ihr Vertriebskanal ist, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre neuen Produkte für die saisonalen Umstellungen in den Geschäften bereit sind. Wenn Sie das Lieferfenster aufgrund einer verspäteten Design-/Komponentenänderung verpassen, kann das Ihren Umsatz stark beeinträchtigen. Der Konstrukteur ist der Schlüssel, denn frühzeitige Kompromisse und Entscheidungen führen nicht nur zu Kosteneinsparungen, sondern auch zu einer Reduzierung späterer Konstruktionsiterationen. Außerdem lassen sich so wichtige Meilensteine besser einhalten und die rechtzeitige Markteinführung des Produkts sicherstellen.
Kennen Sie Ihre Wettbewerbsposition. Interne und wettbewerbsbedingte Kosten können schwer zu erkennen sein. Einige Hersteller befürchten beispielsweise, dass die Konstrukteure versuchen werden, diese Kosten mit den Lieferanten auszuhandeln. In Situationen, in denen die Teile für das Design zu teuer sind, verzichten die Hersteller möglicherweise auf die Weitergabe solcher Kostendaten an den Konstrukteur. In anderen Fällen sind die Werks- und sonstigen Gemeinkosten für ein Bauteil oder eine Baugruppe möglicherweise nicht transparent. Diese Kosten verwirren viele Konstrukteure, da der Einkaufspreis und die internen Kosten sehr unterschiedlich sein können. Stattdessen sollte sich der Konstrukteur darauf konzentrieren, wie sein Produkt bzw. seine Konstruktion im Vergleich zu denen der Konkurrenz abschneidet. Die Analyse von Konkurrenzprodukten und ein Vergleich der Soll-Kosten-Daten – abgeleitet aus der Teile- und Fertigungsanalyse mit einem Tool wie aPriori – sollte eine treibende Kraft bei der Produktentwicklung sein. Mit diesem Ansatz können die internen Konstruktionen im Vergleich zur Konkurrenz bewertet werden, um festzustellen, ob es kostengünstigere Materialsubstitutionen, bessere Konstruktionsansätze oder Kompromisse und/oder effizientere Fertigungsprozesse gibt.
Nutzen Sie digitale Fertigungslösungen, um Kosten- und Herstellbarkeitsziele zu erreichen. Der größte Teil der Kosten eines Produkts ist in der Konstruktion eingebettet. Allerdings sind diese Kosten nicht immer so offensichtlich. Eine Kalkulationstabelle kann nicht alle Variablen aufzeigen, wie z. B. die Volatilität des Marktes, die Produktentwicklung von Mitbewerbern oder die unbeabsichtigten Folgen, die sich ergeben, wenn man die Auswirkungen eines Prozesses oder eines Standorts auf die Nachhaltigkeit nicht versteht. Aus diesem Grund ist eine digitale Fertigungslösung der beste Freund des Konstrukteurs. Sie kann bereits in einem frühen Stadium der Entwicklung Einblicke in die Kostentreiber geben, die die Herstellbarkeit behindern und die Markteinführung verzögern.

Drei wichtige Kostentreiber in der Konstruktion

Die digitale Fertigung kann diese Kostentreiber in der Konstruktion berücksichtigen:

Herstellbarkeit: Zykluszeiten, Gemeinkosten und andere Faktoren treiben die Kosten für die Herstellbarkeit in die Höhe. Ohne eine digitale Fertigungslösung ist es für einen Konstrukteur nahezu unmöglich, alle Was-wäre-wenn-Szenarien zu berücksichtigen, die sich auf die Herstellbarkeit auswirken könnten. aPriori wägt solche Szenarien ab. Sollten Sie ein Teil im Druckgussverfahren herstellen oder schmieden? Wo ist der kostengünstigste Ort für die Herstellung? In China? In Mexiko? Können wir die benötigten Teile zu einem guten Preis und pünktlich erhalten? Wenn nicht, welche alternativen Teile sollten wir in Betracht ziehen? Kohlenstoff ist ein weiterer Kostenfaktor. Die meisten Designer berücksichtigen den Energieverbrauch und die Materialverschwendung nicht. Design for Sustainability kann diese Wissenslücke ausgleichen.
Späte Änderungen: Ohne die Möglichkeit, mit allen Produktentwicklungsteams zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten, besteht für Konstrukteure die Gefahr von späten Iterationen. Die digitalen Zwillinge (Produkt, Prozess und Fabrik) ermöglichen es dem Konstrukteur und anderen Teams, zusammenzuarbeiten und die Machbarkeit und Erschwinglichkeit des Designs frühzeitig zu testen. Frühzeitige, faktenbasierte Diskussionen führen zu den richtigen Entscheidungen in der Produktentwicklung – angefangen beim Design.
Zeit bis zur Markteinführung: Die frühzeitige Prüfung von Entwürfen ermöglicht es den Produktentwicklungsteams auch, schnell zu scheitern, um Innovationen zu entwickeln. Je früher und schneller die Innovation scheitert, desto weniger Zeit geht bis zur Marktreife verloren. Und eine langsamere Markteinführung ist gleichbedeutend mit Umsatzeinbußen. Umgekehrt bietet die digitale Fertigungssimulation den Konstrukteuren die Möglichkeit, ihre Entwürfe frühzeitig und häufig zu validieren, bei Bedarf einen anderen Gang einzulegen und über die entsprechenden Werkzeuge zu verfügen, um dies effektiv zu tun.

Digitale Fertigungslösungen regen zu Fragen an und geben auch Antworten. Was können Sie heute ändern, um Ihre Fertigungskonstruktionsprozesse zu verbessern? Wie würden Sie diese Verbesserungen angehen? Was wurde im Lebenszyklus der Produktentwicklung übersehen?

Die Lösung von aPriori ermöglicht es Herstellern, ihre CAD-Daten mit einem einfachen Klick einzugeben. Das Ergebnis sind Einblicke in die Kosten, die Herstellbarkeit und den Kohlenstoffgehalt, die zu den größten Einsparungen führen und das Produkt optimieren – und das alles auf eine klare, umsetzbare Weise.

Digitale Fertigung kann einen besseren Konstrukteur hervorbringen

Das Durchschnittsalter eines erfahrenen Konstrukteurs liegt heute bei über 50 Jahren. Die Konstrukteure von heute können es sich nicht leisten, sich nur auf die Konstruktion zu konzentrieren. Es besteht jedoch immer noch eine Lücke zwischen erfahrenen und weniger erfahrenen Konstrukteuren. Die Hersteller müssen diese Lücke schließen.

Digitale Fertigungslösungen können diese Lücke schließen und die Kommunikation und Zusammenarbeit verbessern. Sie bieten auch wertvolle Einblicke und Empfehlungen, die die Wissensbasis eines Konstrukteurs erweitern. Gespräche zwischen allen Produktentwicklungsteams und Zulieferern können erleichtert werden. Sie können auch geografische Entfernungen zwischen dem Konstrukteur und dem tatsächlichen Produktionsstandort überbrücken.

Mit jedem weiteren Gespräch wächst die Informationsbasis sowohl innerhalb des Konstrukteurs als auch im institutionellen Wissen des Unternehmens. Der aP Workspace von aPriori vereinfacht die Aufgabenverwaltung, verbessert die Zusammenarbeit in Echtzeit, gewährleistet eine schnelle Skalierbarkeit und bietet eine Checkliste mit Überlegungen für Hersteller. Wenn erfahrene Konstrukteure in den Ruhestand gehen, können weniger erfahrene Konstrukteure sich schneller einarbeiten.

Die digitale Fertigung schafft nicht nur einen besseren Konstrukteur. Sie ermöglicht einen ganzheitlicheren Konstruktionsansatz und eine größere Flexibilität und Skalierbarkeit im gesamten Unternehmen.

In diesem Video erhalten Sie einen tiefen Einblick in die Maximierung der Rentabilität durch Design.