Sonderanlagenbau: Kostensenkung durch Modularisierung und Standardisierung

Branche: Maschinen- und Anlagenbau – Automatisierung

Linienfunktion: General Management (Geschäftsführer)

Thema: Prozessoptimierung, Kostensenkung, Change, Prozesse, Standardisierung, Modularisierung

Umsatz: N/A

Mitarbeiter: N/A

Ausgangssituation

Steigender Wettbewerbsdruck, zunehmende Komplexität der Kundenanforderungen und sinkende Gewinnmargen erforderten eine grundlegende strategische Neuausrichtung. Um langfristig profitabel wachsen und gleichzeitig auf dynamische Marktveränderungen reagieren zu können, musste die Effizienz in der Projektabwicklung deutlich gesteigert werden.

Anstatt weiterhin jede Maschine oder Anlage vollständig neu zu entwickeln, wurde ein Paradigmenwechsel eingeleitet: Zukünftig sollten wiederkehrende Elemente wie Baugruppen und Grundstrukturen systematisch standardisiert und modularisiert werden. Ziel war es, durch skalierbare Lösungsbausteine sowohl die Entwicklungszeiten als auch die Herstellungskosten signifikant zu reduzieren. Von einfachen begehbaren Plattformen bis hin zu komplexen Bearbeitungsstationen entstanden standardisierte Baugruppen bzw. Basiseinheiten, die bei Bedarf flexibel an spezifische Kundenanforderungen angepasst werden konnten.

Ergänzt wurde dieser strategische Ansatz durch die Einführung kostenoptimierender Prinzipien wie dem Design-to-Cost-Ansatz, mit dem bereits in frühen Entwicklungsphasen die Weichen auf eine stärkere Kosteneffizienz gestellt wurden. Damit konnten nicht nur Entwicklungs- und Produktionszeiten reduziert, sondern auch die Fehlerquote signifikant gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig gestärkt werden.

Strategische Zielsetzung

Ziel war es, die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu steigern, signifikante Kostensenkungen zu realisieren und die Abwicklungsqualität spürbar zu verbessern. Erreicht werden sollte dies durch den Aufbau eines Baukastenprinzip mit standardisierten Modulen, das sowohl den Anforderungen des Sonderanlagenbaus gerecht wird wie auch die parallele Bearbeitung mehrerer Projekte ermöglicht. Ein hoher Modularisierungsgrad versprach dabei nicht nur Effizienz, sondern auch eine gesteigerte Profitabilität: Maschinenbauer mit hohem Standardisierungsgrad sind nachweislich deutlich profitabler als gänzlich individualisierte Anbieter. Ergänzt wurde dieser Ansatz durch die konsequente Einführung von Digital Twins zur virtuellen Inbetriebnahme. Durch diese digitalen Zwillinge konnten Inbetriebnahmeprozesse bereits virtuell vorab getestet werden, um Risiko, Zeitaufwand und Kosten in der Realisierungsphase weiter zu reduzieren.

Vorgehensweise und Umsetzung

Zunächst wurden alle relevanten Baugruppen, Funktionsbereiche und Konstruktionsmuster systematisch analysiert, um Wiederholmuster und Standardisierungspotenziale zu identifizieren. Auf dieser Grundlage erfolgte die schrittweise Entwicklung eines modular aufgebauten Produktbaukastens. Die daraus hervorgehenden Komponenten konnten – unabhängig vom konkreten Kundenprojekt – in verschiedenen Variantenkonfigurationen wiederverwendet werden.

Gleichzeitig wurden bereichsübergreifende Arbeitsgruppen etabliert, um Knowhow aus Mechanik, Elektrotechnik, Software und Fertigung zu integrieren. Der organisationsweite Wandel hin zu einer modularen Denkweise erforderte zudem die Einführung geeigneter Steuerungsmechanismen und unterstützender IT-Werkzeuge – darunter Variantenmanagementsysteme, Konfigurationsdatenbanken und einheitliche Dokumentationsstandards.

Besondere Bedeutung kam dem unternehmensweiten Kulturwandel zu. Der traditionell stark einzelfertigungslastige Sonderanlagenbau musste auf ein strukturiertes Baukastensystem mit Plattformstrategie umdenken. Diese Veränderung der Unternehmenskultur wurde durch gezielte Kommunikationsmaßnahmen, Schulungen und begleitende Change-Management-Prozesse unterstützt. Der systematische Wissensaustausch zwischen Projekten wurde ebenfalls gestärkt, um aus Erfahrungen zu lernen und die Wiederverwendbarkeit der Module kontinuierlich zu verbessern.

Aufgabenstellung

• Entwicklung tragfähiger Konzepte zur Modularisierung und Standardisierung auch in hochgradig kundenindividuellen Umgebungen des Anlagenbaus
• Veränderung des Unternehmensmindsets, um die Vorteile standardisierter Baugruppen und modularer Konzepte zu etablieren
• Aufbau eines Baukastenprinzips, das eine effizientere Anpassung an spezifische Kundenbedürfnisse ermöglicht

• Motivation: Motivation der Teams zur Entwicklung und Umsetzung modularer Konzepte und zum Verlassen gewohnter Denkmuster in der Konstruktion
• Innovationstreiber: Ideen- und Impulsgeber für innovative Lösungsansätze sowie treibende Kraft hinter der Einführung der virtuellen Inbetriebnahme (Digitaler Zwilling) im Sonderanlagenbau zur Verkürzung von Durchlaufzeiten und Senken der Fehlerkosten
• Prozessverbesserung: Einführung neuer Prozesse zur kontinuierlichen Verbesserung der technologischen und fachlichen Zusammenarbeit (z. B. bereichsübergreifende Reviews, Standards für Wissenstransfer), um Silos aufzubrechen und Synergien besser zu nutzen

• Kostensenkung: Signifikante Kosteneinsparungen durch den Aufbau eines Baukastenprinzips mit standardisierten Baugruppen und modularen Einheiten, die sich leichter an Kundenbedürfnisse anpassen lassen
• Virtuelle Inbetriebnahme: Erfolgreiche Einführung des digitalen Zwillings zur virtuellen Inbetriebnahme im Sonderanlagenbau, wodurch Inbetriebnahmezeiten verkürzt und Fehlerkosten deutlich gesenkt wurde
• Effiziente Zusammenarbeit: Verbesserte bereichsübergreifende Zusammenarbeit durch neue Kommunikations- und Abstimmungsprozesse, was zu höherer Transparenz, schnelleren Entscheidungswegen und insgesamt effizienterer Projektabwicklung führte 

Arne Graap
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