Forschungsprojekt: Kostenrisiken der Fertigung für KMU senken

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der Lohn- und Auftragsfertigung müssen häufig präzise Angebote bei volatilen Rahmenbedingungen erstellen. Mit dem Projekt SzenoKalk entwickelt das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover ein Verfahren zur automatisierten Kalkulation von Herstellkosten. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt liefert einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung und Risikotransparenz im Leichtbau und in der Fertigung.

Ziel ist es, Risiken  – beispielsweise Maschinenausfälle oder Eilaufträge – bereits in der Angebotsphase berücksichtigen zu können. Dies ermöglicht einen transparenten und damit auch für den Kunden nachvollziehbaren Risikoaufschlag, der hilft, die Herstellkosten präziser zu berechnen und dennoch zu wettbewerbfsfund wettbewerbsfähige Preise unterstützt. Aktuell reagieren Unternehmen oft mit pauschalen Kostenaufschlägen, die die tatsächlichen Mehrkosten nur ungenau abbilden. Besonders zerspanende Lohnfertiger kämpfen mit der Unsicherheit durch Produktvielfalt und schwankende Auftragssituationen.

Eine Vorstudie analysierte Preisunterschiede bei Bauteilen aus der Luft- und Raumfahrt auf Online-Fertigungsplattformen. Die Ergebnisse zeigten teils massive Schwankungen, die den Bedarf an standardisierten Kalkulationsmethoden verdeutlichen. Hier setzen die Forschenden an, indem sie ein szenarienbasiertes Modell entwickeln wollen, das Störungen und alternative Fertigungsrouten systematisch einpreist. Dazu greifen die Forschenden auf datengetriebene Analysen früherer Nachkalkulationen zuück. Deren Merkmale werden automatisiert aus 3D-Daten im STEP-Format sowie aus technischen Zeichnungen extrahiert, die als maschinenlesbare PDFs oder eingescanntes Bildmaterial vorliegen. Bildverarbeitungs- und OCR-Technologien erfassen dabei geometrische und fertigungstechnische Eigenschaften wie Abmessungen, Form- und Lagetoleranzen oder Formelemente. Diese Informationen werden systematisch mit weiteren Fertigungsdaten wie Bearbeitungs- und Rüstzeiten verknüpft. Die Analyse geht über die reine Merkmalsextraktion hinaus, indem auch Störungsprofile, wie die Ausfallwahrscheinlichkeit von Maschinen oder kritische Bauteilmerkmale, berücksichtigt werden. Auf dieser Basis wird eine szenarienbasierte Kalkulation entwickelt, die neben alternativen Fertigungsrouten auch dynamische Einflüsse wie Kapazitätsschwankungen einpreist.

Das Kombinieren von Datenanalyse, Szenariomodellen und Automatisierung stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der KMU. Im Ergebniss wird der manuelle Aufwand gesenkt und die Transparenz in der Kalkulation verbessert. Lohnfertiger können so Herstellkosten und Preisgestaltung verlässlicher planen. Die Ergebnisse sollen in einen Softwaredemonstrator einfließen, der die Methodik anwendbar macht.

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung