VDI 2235-1987 Economical decisions during design engineering process methods and equipment.pdf

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1、DK 62.002.2 : 658.512.2.003.1657.471.1 (083.132) VDI-RICHTLINIEN Oktober 1987VEREINDEUTSCHERINGENIEUREWirtschaftliche Entscheidungenbeim KonstruierenMethoden und HilfenVDI 2235Economical decisionsduring design engineering processMethods and equipmentInhalt SeiteVorbemerkung 21 Ziele der Richtlinie 2

2、1.1 Zielsetzung 21.2 Zielgruppen 21.3 Ausrichtung der Richtlinie 32 Wirtschaftliche Entscheidungen beim Konstruieren 32. 1 Notwendigkeit begrndeter wirtschaftlicher Entscheidungen beimKonstruieren 32.2 Einflu der Konstruktionsabteilung auf die Kosten 72.3 Vorgehen beim kostengnstigen Konstruieren 15

3、2.4 Manahmen zur Frderung des Kostenbewutseins 213 Methoden und Hilfsmittel zum wirtschaftlichen Konstruieren 223.1 berblick 223.2 Hilfen zum Auffinden von Schwerpunkten der Kostenbeeinflussung . 223.3 Hilfen whrend der Lsungssuche 263.4 Hilfen fr die Entscheidung zwischen Lsungsvarianten 283.5 Hilf

4、en zur frhzeitigen und schnellen Kostenberechnung 313.6 Wertanalyse 353.7 Innerbetriebliche Normung (Produktnormung) 364 Erarbeitung von Hilfsmitteln zum kostengnstigen Konstruieren 384.1 Organisatorische Manahmen 384.2 Vergleichskalkulation konstruktiver Varianten 384.3 Analyse von Unterlagen der V

5、orkalkulation 394.4 Statistische Auswertung von Zeiten und Kosten 394.5 Genauigkeit, Gltigkeitsgrenzen, Aktualisierung der Hilfsmittel 40Schrifttum 42VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebFachbereich KonstruktionAusschu Wirtschaftliche Entscheidungen beim KonstruierenVDI-Handbuch Konstru

6、ktionVDI-Handbuch Getriebetechnik IVDI-Handbuch Getriebetechnik IIB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI 2235 Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 1987VorbemerkungDie vorliegende R

7、ichtlinie ist als Reaktion auf dieimmer drngendere Forderung der Praxis entstanden,bereits whrend des Konstruktionsprozesses Kostenund Wirtschaftlichkeit der Produkte in strkeremUmfang bercksichtigen zu knnen.Grnde sind die hohen Produktionskosten in Deutschland und die Tatsache, da die Konstruktion

8、 eine sehrgroe Kostenverantwortung trgt.Die Richtlinie baut auf den wegweisenden Anregungen zum technisch-wirtschaftlichen Konstruieren vonF. Kesselring auf, die in der Richtlinie VDI 2225niedergelegt sind. Sie bezieht sich hinsichtlich derwirtschaftlichen Begriffe auf die Richtlinie VDI 2234,Wirtsc

9、haftliche Grundlagen fr den Konstrukteur“.Das Vorgehen beim Konstruieren entspricht derRichtlinie VDI 2221 , ,Methodik zum Entwickeln undKonstruieren technischer Systeme und Produkte“.Auerdem sind die Normen DIN 32990, DIN 32991und DIN 32992 ber Relativkosten (z. Z. Entwurf)bercksichtigt. In dieser

10、Richtlinie enthaltene Aussagen werden u.U. nach Abklrung durch die Praxis indiese Normen aufgenommen.Da fr manche Konstrukteure die Bercksichtigungder Kosten beim Konstruieren ungewohnt ist, dienendie Abschnitte 1 und 2.1 zur Einfhrung und Motivation. Wer mit dem Problem bereits vertraut ist, findet

11、in den Abschnitten 2.2 und 2.3 Grundlagen und abAbschnitt 2.4 Handlungsanweisungen.Auf ein Stichwortverzeichnis wurde verzichtet. Stattdessen wurden Querverweise bevorzugt.Die Richtlinie wurde 1982 vom Ausschu Wirtschafl-liche Entscheidungen beim Konstruieren als Entwurf(Grndruck) erarbeitet und nac

12、h berarbeitung 1987der ffentlichkeit als Weidruck vorgestellt.1 Ziele der Richtlinie1.1 ZielsetzungDie hohe Kostenverantwortung der Konstruktionsabteilung und die Mglichkeiten des Konstrukteurs,die Kosten zu verringern, werden aufgezeigt.Es soll Verstndnis fr wirtschaftliche Zusammenhnge geweckt wer

13、den.Der Konstrukteur soll in die Lage versetzt werden,besser als bisher Kosten bereits whrend desKonstruktionsprozesses zu bercksichtigen (Kostenfrherkennung).Hilfsmittel und Methoden fr das kostengnstigeKonstruieren werden dargestellt. Es wird erlutert,wie sie erarbeitet und angewendet werden knnen

14、.Ihre Genauigkeit und Gltigkeitsgrenzen werdenaufgezeigt.1 .2 ZielgruppenEs werden folgende Zielgruppen angesprochen:Konstruktionsleiter als Verantwortliche fr dieEinfhrung von Methoden und Hilfsmitteln zurKostenbeeinflussung der Produkte in der Konstruktionund als Mitverantwortliche fr die Formulie

15、rung unddas Erreichen des Kostenziels eines Produkts.Projektingenieure als in vielen Fllen Bestinmiendefr neue Aufgabenstellungen und Konzepte.Entwurfskonstrukteure als Verantwortliche frkostengnstiges Konzept und Gestalt des Produkts.Detailkonstrukteure als Verantwortliche fr diekostengnstige, fert

16、igungs- und normgerechteGestaltung.Die Richtlinie kann auch fr die Mitarbeiter derArbeitsvorbereitung und der Kalkulation, desEinkaufs und des Verkaufs als Mitverantwortliche frdie Wirtschaftlichkeit der Produkte eine Hilfe sein.Weiterhin ist sie als Grundlage fr die Aus- undWeiterbildung in technis

17、chen Berufen gedacht.Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, da ein wirtschaftliches Produkt heute am besten durch ein Teamvon Fachleuten dieser Abteilungen entsteht.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11

18、Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 1987 VDI 2235 3-1.3 Ausrichtung der RichtlinieDie Aussagen dieser Richtlinie sind vor allem frUnternehmen mit Einzel- und Kleinserienfertigungbestimmt, da in diesen wegen der kurzen Entwicklungszeiten Konstruktionsnderungen aus Erkenntnissen der spt

19、eren Kosten-Kalkulation meist nicht mehrmglich sind. Bei Serienprodukten sind oft lngereEntwicklungszeiten von mehreren Jahren blich, dieein mehrmaliges Durcharbeiten der Konstruktionsunterlagen durch Arbeitsvorbereitung und Kalkulation mglich machen. Die Ergebnisse der Kostenanalyse knnen dann wied

20、er fr Konstruktionsnderungen genutzt werden (siehe auch Abschnitt 2.1.3).Weil die Kosten gleicher Teile von Unternehmen zuUnternehmen stark unterschiedlich sein knnen,werden in der Richtlinie vorwiegend produktneutraleHilfsmittel und Methoden beschrieben, die im einzelnen Unternehmen betriebsspezifi

21、sch erarbeitet undangewendet werden knnen. Diese Hilfsmittel mssenregelmig aktualisiert werden, wenn sich Bezugsdaten der Kostenberechnung ndern. Die Hinweisehierzu richten sich insbesondere an den Konstruktionsleiter eines Unternehmens, der die Erarbeitungund Aktualisierung der Hilfsmittel veranlas

22、sen mu.Fr Entwurfs- und Detailkonstrukteure enthlt dieRichtlinie berbetrieblich nutzbare Verfahren zurKostenabschtzung sowie hnlichkeitsbeziehungen,typische Kostenstrukturen und einige Regeln. Diesesind zusammen mit unternehmensspezifischen Zeit-und Kostendaten innerbetrieblich anwendbar.Die im Schr

23、ifttum 1 bis 4 beschriebenen Regeln zumfertigungsgerechten und damit meist kostengnstigenKonstruieren werden nicht mehr wiederholt.Insofern werden kaum Angaben unmittelbar zumkostengnstigen Gestalten gemacht. Die Erarbeitungsystematisch aufgebauter Regeln und Konstruktionsempfehlungen zum kostengnst

24、igen Konstruieren ausden Notwendigkeiten der Fertigungstechnik und denstofflichen Mglichkeiten steht noch aus. Dies giltnicht nur fr Herstellkosten, sondern auch frProdukt-Gesamtkosten und fr alle Phasen desKonstruktionsprozesses .Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Beeinflussung derHerstellkosten.

25、Die bergreifende Bedeutung derProdukt-Gesamtkosten (siehe Abschnitt 2.2.2) wirdnur einleitend aufgezeigt. Typisch technischeProbleme werden nicht behandelt. Es wird auf dieRichtlinie VDI 2221 verwiesen.Unter Konstruktion wird auch die Produktentwicklung verstanden, wie dies in der Konstruktionsmetho

26、dik blich ist.2 Wirtschaftliche Entscheidungen beimKonstruieren2.1 Notwendigkeit begrndeter wirtschaftlicherEntscheidungen beim Konstruieren2.1.1 Die Konstruktionsabteilung als magebendeAbteilung fr Wirtschaftlichkeit und Kostender ProdukteDas wesentliche Ziel eines Unternehmens ist die langfristige

27、 Gewinnsicherung. Gewinn ist die Differenzzwischen Erls und Kosten. Die Hhe des Erlsesbeeinflut der Konstrukteur durch die technischeQualitt des Produktes. Durch Untersuchungen 5; 6ist bekannt, da der Konstrukteur aber auch einenwesentlichen Anteil an der Festlegung der Kosten hat,Bild 1 . Bei der B

28、etrachtung der Kosten drfen nichtnur die Herstellkosten, sondern es mssen dieProdukt-Gesamtkosten bercksichtigt werden, weilder Konstrukteur in hohem Mae die Wirtschaftlichkeit der Produkte sowohl fr den Hersteller wie denNutzer beeinflut. Dabei betragen die Kosten derKonstruktionsabteilung selbst i

29、m Mittel aller Maschinenbaufirmen nur rund ein Zehntel der von ihr festgelegten oder verantworteten Kosten. Bei Anlagen- undSondermaschinen-Konstruktion knnen allerdings dieKonstruktionskosten ein Mehrfaches davon betragen.Es ist deshalb ein Gebot der Vernunft und der Wirtschaftlichkeit, der Konstru

30、ktion qualifiziertes Personal, gute Informationsmglichkeiten und die notwendige Zeit zur frhzeitigen Kostenbeeinflussung zuzugestehen.10080c 60-ViO5 0200Bild1. Kostenfestlegung und Kostenverursachung in denUnternehmensbereichenDa im Gegensatz zur Fertigung in der Konstruktionder Erfolg von Investiti

31、onsmanahmen im weitestenSinne (z.B. die Einfhrung von Methoden und Hilfsmitteln) meist nicht ermittelbar ist, wird gespart.Produkte werden dann aus Zeitnot und Mangel an- Kostenfestlegung (Material, Fertigung)I I IKostenverursachungygo/ durch abgerechnete KonstruktionsstundenB974908A824A6748CAAAA99B

32、AB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 4 VDI2235 Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH, Dsseldorf 1987Information nicht optimiert, die Herstellkostenwerden zu hoch.Es darf nicht bersehen werden, da die Konstruktionsabteilun

33、g zwar eine groe Kostenverantwortunghat, aber nur ein Teil des Unternehmens ist. Wirtschaftlichkeit kann nur dann erreicht werden, wennalle Mitarbeiter und Abteilungen des Unternehmensgemeinsam dieses Ziel verfolgen.2.1.2 Die Konstruktionsabteilung bentigtfrhzeitig KosteninformationenIn der Konstruk

34、tionsabteilung werden die Herstellkosten im wesentlichen festgelegt, sie entstehenjedoch erst, wenn das Produkt durch die AbteilungenFertigung und Einkauf realisiert wird. Deshalb mudie Kosteninformation dorthin, wo sie zur Beeinflussung genutzt werden kann, und darf nicht in der Abteilung bleiben,

35、in der sie erarbeitet wird (Kostenfrherkennung in der Konstruktion!). Daraus wird dieNotwendigkeit der innerbetrieblichen Teamarbeit, derabteilungsbergreifenden Zusammenarbeit, deutlich,wenn es um die Beeinflussung der Kosten geht. Dieweitverbreiteten und traditionellen Meinungen,Kosten sind Sache d

36、er aufleute“ und ,Technik istdas alleinige Gebiet des Ingenieurs“, sind falsch.Es ist fr den Produkterfolg unsinnig, wenn Kostendurch kaufmnnische Abteilungen sehr genau errechnet werden und das Kostenwissen dort konzentriertbleibt, aber nur wenig Einflu von diesen Abteilungenausgehen kann. Verweige

37、rung der Weitergabe vonKostendaten (wenigstens auf der Basis Herstellkosten)an kostenbeeinflussende Stellen ist unternehmensschdlich!Ein Produkt wird vom Kufer immer nach seinen technischen Eigenschaften und seinen Beschaffungskostenbeurteilt.Fr die Ausbildung gilt, da das berholte Idealbildeines re

38、in technischen Spezialisten zugunsten einestechnisch-wirtschaftlich geschulten Ingenieurs aufgegeben werden mu.2.1.3 Notwendigkeit der Kostenkontrolle beimKonstruktionsprozeWie Bild 2 a zeigt, geht der Konstrukteur von einerAufgabe aus (Anforderungsliste), der meist kein zuerreichendes Kostenziel (s

39、iehe Abschnitt 2.3.3) zugeordnet ist. Er trifft in Konzept oder Entwurf erstekonstruktive Entscheidungen, die hinsichtlich derHerstellkosten vom Kostenwissen aus frheren hnlichen Entscheidungen geprgt sind (Regeln), bzw. erbernimmt Festlegungen von hnlichen Produkten,die sich auch hinsichtlich der K

40、osten bewhrt haben.Dabei haben technische Festforderungen (z. B. dieVerwirklichung von Funktionen) die Prioritt vorAufgabe Aufgabe mitKostenziel1/M/V/Konstruieren1Kostenonolyse / /.Arbeitsvorbe-reitungs-+ Kalkulationsabteilung VorkalkulationFertigunga) langer“ RegelkreisBild 2. Kostenanalyse whrend

41、der KonstruktionFertigungb) kurzer“ RegelkreisKostenforderungen. Nur wo technisch einigermaengleichwertige Varianten vorliegen, kann aus Kostengrnden entschieden werden.Wichtig ist, da sofort nach einer technischen Festlegung die Kostenkontrolle folgt: Kostenziel erreichbar oder nicht? Sind kostengn

42、stigere Alternativenmglich? Folgt die Kostenkontrolle erst nachAbschlu der Konstruktion, z. B. nach Erstellung derFertigungszeichnungen und deren Weitergabe anArbeitsvorbereitung und Kalkulation, dann kommt dieRckmeldung der Kosten an die Konstruktionsabteilung so spt, da eine Konstruktionsnderung i

43、nsbesondere bei der Einzelfertigung kaum noch mglichist. Auerdem wird dabei oft nur ein Kostenwertgenannt ohne Aufschlsselung in Kostenarten, so daaus diesem Wert selten Schlsse fr eine kostensenkende nderung gezogen werden knnen.Dieser ,lange“ Regelkreis ist noch hufig in derEinzelfertigung der Inv

44、estitionsgterindustrie desMaschinenbaues anzutreffen. Anzustreben ist der inBild 2 b gezeigte ,kurze“ Regelkreis. Hier beurteiltder Konstrukteur schon vor und whrend einer technischen Festlegung entweder selbst oder mit einemBerater die Kosten. Er kann also sofort nach gnstigeren Lsungen suchen.Die

45、Kostenkontrolle wird damit integrierter Bestandteil des Konstruktionsprozesses. Der kurze Regelkreisist bei technischen Entscheidungen so selbstverstndlich und fruchtbar, da er gar nicht mehr bewut wird.Zum Beispiel wird beim festigkeitsgerechtenKonstruieren eine Welle auf Grund von Regeln inAbmessu

46、ngen, Gestaltung und Werkstoff voraussichtlich sicher festgelegt und vom Konstrukteur sofortnachgerechnet und je nach Ergebnis entsprechendgendert und evtl. erneut nachgerechnet.In der Serienfertigung sind die Verhltnisse anders.Bei Entwicklungszeiten von meist mehreren Jahrenfr ein neues Produkt ka

47、nn der ,lange“ RegelkreisB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten VDI-Verlag GmbH. Dsseldorf 1987 VDI 2235 5 mehrmals durchlaufen werden. Die genaue Kalkulation durch darauf spezia

48、lisierte Abteilungen ist schondeshalb notwendig, weil hier selbst kleine Kostenunterschiede durch die Multiplikation mit der produzierten Stckzahl hohe Betrge ergeben.Um den erwhnten ,kurzen“ Regelkreis zu erreichensind, wie Bild 3 zeigt, die Daten der entstandenenProduktkosten zu analysieren und fr

49、 die Konstruktion aufzubereiten. Es entstehen Hilfsmittel zurKostenfrherkennung, die ihren Einsatz-Schwerpunktin der Entwurfs- und Ausarbeitungsphase haben, weilerst dabei eine genaue Kostenbeurteilung mglich ist(siehe Bild 4).Sie sind aber auch fr die Konzeptphase geeignet.Entsprechend Bild 3 sind grundstzlich