Unterstützung eines Elektrofahrzeugherstellers bei der Senkung der Kosten für Bauteile des Motorgehäuses um 15%

1. Zusammenfassung

2. 6-Schritte-Umsetzungsplan (HowTo) — umsetzbar

3. Gemessene Fallstudie und Arithmetik (Schritt-für-Schritt)

4. Technische Hebel (detailliert)

5. Häufige Fragen (FAQ)

1. Grundlage & Kosten abbilden — Stückkosten aufschlüsseln in Material, Bearbeitung, Veredelung, Gemeinkosten.

2. Design für die Fertigung (DfM) — Teile konsolidieren, Toleranzen wo sicher lockern, Merkmale hinzufügen, die die Bearbeitung beschleunigen.

3. Material- & Prozessauswahl — Near-Net-Alternativen (Druckguss, Extrusion + Schweißen, Pulvermetall) und Umstellungskosten bewerten.

4. Zykluszeit & CAM-Optimierung — Werkzeugwege optimieren, Hochgeschwindigkeitsfräsen und Trochoidenstrategien anwenden, Werkzeugwechsel reduzieren.

5. Veredelung & Inspektion — auf kostengünstigere Oberflächenveredelungen umstellen (Elektropolieren oder gezielte Beschichtung), Inline-Qualitätskontrolle zur Reduzierung von Nacharbeiten.

6. Lieferanten & Einkauf — Bündelpreise aushandeln, Losgrößen erhöhen, wo der Cashflow es zulässt, lieferantenverwaltetes Inventar implementieren.

1. Aktuelle Kosten messen(Material, Bearbeitung, Veredelung, Gemeinkosten) für 100 Musterteile.

2. DfM-Workshop durchführen(Ingenieure + Maschinenbediener + Lieferant), um Konsolidierungs- und Toleranzänderungen zu identifizieren.

3. Alternativen Prozess prototypisieren(eine Charge von 100): Druckguss oder Near-Net-Schmieden testen, falls zutreffend.

4. CAM optimieren: Schruppen/Schlichten trennen, Schlichtdurchgänge reduzieren, adaptive Vorschübe implementieren.

5. Veredelungsänderungen implementieren: kostengünstigere Beschichtung testen und Korrosion/Verschleiß messen.

6. Metriken verfolgen wöchentlich (Zykluszeit, Ausschussrate, Stückkosten). Stoppen, wenn der Ausschuss >1,5* Basislinie steigt.

7. Skalieren nach Überprüfung der Zielkostenreduzierung und Qualität.

Grundlage (pro Einheit):

• Material = $50

• Bearbeitung = $35

• Veredelung = $20

• Gemeinkosten = $15
  Gesamt pro Einheit = $50 + $35 + $20 + $15 = $120.

Ziel: 15 % Kostenreduzierung → Zielstückkosten = $120 * (1 − 0,15)

Ziel explizit Ziffer für Ziffer berechnen:
120 * 0,15 = 120 * (15/100) = (120 * 15) ÷ 100.
120 * 15 = 1.800.
1.800 ÷ 100 = 18.
Also Zielersparnis = $18 pro Einheit.
Zielstückkosten = 120 − 18 = $102.

Vorgeschlagene Einsparungen (praktischer Mix, der in einem Pilotprojekt $18 erreichte):

• Bearbeitung: $8 sparen → neue Bearbeitung = $35 − $8 = $27. (22,857 % Reduzierung der Bearbeitung)

• Veredelung: $5 sparen → neue Veredelung = $20 − $5 = $15. (25 % Reduzierung)

• Material: $3 sparen → neues Material = $50 − $3 = $47. (6 % Reduzierung durch Legierungswechsel/Near-Net)

• Gemeinkosten: $2 sparen → neue Gemeinkosten = $15 − $2 = $13. (13,333 % Reduzierung durch Automatisierung und Chargenarbeit)

Summen prüfen: $27 + $15 + $47 + $13 = $102. Bestätigt: $120 − $102 = $18 gespart → 18/120 = 0,15 = 15%.

Skalierungsbeispiel: Für 10.000 Einheiten: Einsparungen = $18 * 10.000 = $180.000 insgesamt.

• Materialsubstitution / Beschaffung: Wechsel von einer Premium-6061-Variante zu optimiertem 6061 mit kontrollierten Ausschussraten; kostengünstige Gusslegierung für unkritische Bereiche getestet.

• Teilekonsolidierung: zwei zusammenpassende Deckel in ein einzelnes Gehäuse integriert — ein Befestigungselement eliminiert und die Montagearbeit reduziert.

• Near-Net-Form: Sand-/Niederdruckguss für Ansätze verwendet + CNC-Finish nur auf kritischen Oberflächen. Sparte viel Bearbeitungszeit.

• CAM & Werkzeuge: Mehrere kleine Werkzeugwege durch eine Hochvolumen-Schruppstrategie + einen einzigen Schlichtdurchgang ersetzt; Spindelvorschub um 20 % mit Keramikeinsätzen für Nichteisenbereiche erhöht.

• Toleranzrationalisierung: ±0,05 mm Toleranzen gelockert, wo die Funktion es zuließ; Inspektionszeit und Ausschuss reduziert.

• Veredelung: Vollbeschichtung durch gezielte Beschichtung und Kugelstrahlen nur in stark beanspruchten Bereichen ersetzt.

• Prozesskontrollen: Inline-Luftmessprüfungen und SPC hinzugefügt; Früherkennung reduzierte Nacharbeiten um 35 %.

• Risiko: Erhöhter Ausschuss durch lockerere Toleranzen → Kontrolle: Stoppkriterien während des Pilotprojekts (Stopp, wenn Ausschuss >1,5*).

• Risiko: Materialänderung beeinflusst die Lebensdauer → Kontrolle: Ermüdungs- und Korrosionstests an Prototypen durchführen.

• Risiko: Kapital für Werkzeuge (Druckguss) → Kontrolle: Kapitalwert der Werkzeuge im Vergleich zu den Einsparungen pro Einheit berechnen und die Mitfinanzierung mit dem Lieferanten in Betracht ziehen.