Value Engineering ist so viel mehr als nur ein paar Euro zu sparen – sagt ein leitender Systemarchitekt

Veröffentlicht am: 18 April 2019

Autor:

René Raaijmakers

Technischer Redakteur, Autor, Geschäftsführer

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Experte:

Goof Pruijsen

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Nach jahrelanger praktischer Erfahrung bei Philips Healthcare berät Goof Pruijsen jetzt in Sachen Value Engineering und Kostenmanagement. Er bietet Schulungen zu diesen Themen für das High Tech Institute an.

‚Es macht wirklich Spaß.‘ Goof Pruijsen schon, denn Menschen aus verschiedenen technischen Entwicklungsbereichen profitieren von seinen Ansichten und seinem Wissen. Es gibt mir ein wunderbares Gefühl der Wertschätzung. Er selbst ist ungeheuer neugierig. Es fasziniert ihn, im Detail zu verstehen, was die Leute kaufen wollen, wie und warum ein Produkt technisch funktioniert und wie man es verbessern kann, um ein Unternehmen zu stärken.

Kürzlich erhielt er ein großes Kompliment von einem leitenden Systemarchitekten von ASML, der mit seinem Team einen Pruijsen-Workshop besuchte. ‚Ich dachte, wir würden ein paar Euro sparen, aber ich habe gelernt, dass Value Engineering viel mehr ist‘, sagt dieser Systemarchitekt. ‚Wir befassten uns mit einigen fantastischen Themen und stellten uns Fragen zu Entscheidungen, die wir auf hoher Ebene in der Systemarchitektur getroffen hatten. Die Erkenntnisse, die wir gewonnen haben, haben sich nicht nur auf die Kosten ausgewirkt, sondern auch auf die Reduzierung der Komplexität, des Risikos, der Markteinführungszeit und der Stunden, die wir für die Entwicklung aufgewendet haben.

Goof Pruijsen: ‚Es ist gerade der lösungsorientierte Ansatz, den viele Teams verfolgen, der sie blind für Alternativen macht.‘

Daher ist Value Engineering perfekt für Pruijsen geeignet. Auch wenn die Definition etwas langweilig ist: Es geht um die Anpassung und Änderung von Design und Fertigung auf der Grundlage einer gründlichen Analyse. Wenn es gut gemacht ist, führt es oft zu Kostensenkungen. Deshalb haben Entwickler oft eine negative Assoziation mit Value Engineering, dem ‚Ausquetschen‘ eines Designs, um Kosten zu sparen.

Der Trainer des High Tech Institute, Goof Pruijsen, identifiziert jedoch einen viel wichtigeren Wert: Value Engineering schafft Brücken zwischen Marketing, Entwicklung, Fertigung, Einkauf und den Lieferanten. Genau dieses Zusammenspiel zwischen verschiedenen Disziplinen sorgt dafür, dass Sie mit diesem Ansatz große Gewinne erzielen können.

Die Kostenreduzierung konzentriert sich oft auf die Komponentenliste der aktuellen Lösung. Pruijsen nennt dies einen Anfängerfehler. Sie können beobachten, dass Neulinge in diesem Beruf eine so genannte Pareto-Analyse durchführen, bei der sie die 20 Prozent der Komponenten herausarbeiten, die für 80 Prozent der Kosten verantwortlich sind. Dann nehmen sie etwas von den teuersten Dingen weg. Das nennt man nicht umsonst die Käseschneider-Methode.‘

Dieser Ansatz ist oft nicht sehr effektiv, sagt Pruijsen. Wenn das passiert, haben oft schon andere eingegriffen. Dann ist nicht mehr viel zu holen und die Chancen stehen gut, dass neue Eingriffe die Qualität beeinträchtigen. Wenn das auf Kosten Ihres Images geht, sind Sie noch schlechter dran.‘

Value Engineering beginnt daher laut Pruijsen mit dem Wert für den Kunden. ‚Was möchte der Kunde erreichen? Welche Funktionen werden dafür benötigt? Welchen Wert hat diese Funktion und wie hoch sind die Kosten?‘ Ein Beispiel, das er oft anführt, lautet: Es geht nicht um den Bohrer, nicht um das Loch, sondern darum, das Gemälde aufzuhängen, um Ihr Haus zu schmücken. Die Rückbesinnung auf das eigentliche Ziel schafft Raum für Kreativität und neue Lösungen und Konzepte.

Toleranz ist der Kostentreiber

Das Denken in Funktionen ist weniger gut etabliert, als die meisten Entwickler denken. Pruijsen sieht, dass der Lösungsfokus, mit dem viele Teams arbeiten, sie blind für Alternativen macht. Sie denken nicht über den Tellerrand hinaus. Es hilft – und das erfordert Übung – eine bestehende Lösung zu analysieren und von ihr schrittweise zu abstrahieren, bis die Funktionen vollkommen klar sind. Ohne die Lösung zu beschreiben. Dann können Sie die Kosten funktional abbilden und gemeinsam untersuchen, warum diese Funktionen teuer sind. Das ist ein guter Anfang für die Optimierung aktueller und zukünftiger Produktgenerationen. Ich nenne das Kostentreiberanalyse. Wenn Sie das gut machen, fangen alle an, das Problem viel besser zu verstehen und Sie sind schon auf halbem Weg zur Lösung“, sagt Pruijsen.

Toleranz oder Genauigkeit ist ein typisches Beispiel für einen Kostentreiber. Enge Toleranzen führen zu mehr Verarbeitungszeit oder -schritten. Ein durchschnittliches Netzteil ist normalerweise nicht sehr teuer, aber wenn die Spannungswelligkeit sehr gering ist, steigt der Preis.

Sie müssen sich diese Toleranzen genau ansehen, so Pruijsen. Sind sie wirklich überall erforderlich oder nur lokal? Warum ist diese Toleranz so festgelegt? Das ist etwas, das oft nicht bedacht zu werden scheint. Die Toleranzen wurden vielleicht von der vorherigen Zeichnung kopiert, die Konstrukteure schenken ihnen keine Beachtung, aber sie erscheinen auf der Rechnung. Die Entwickler sind sich der Konsequenzen ihres risikovermeidenden Kopierverhaltens meist nicht bewusst. Wenn sich herausstellt, dass eine Toleranzanforderung nicht so streng ist, wird die Herstellung plötzlich viel einfacher, schneller und billiger. Probleme mit der Herstellbarkeit und der Produktionsausbeute werden oft spontan gelöst.‘

Große Projekte, mehrere Teams, ausgewogenes Design

Bei großen Projekten mit mehreren Unterteams optimiert jeder seinen eigenen Bereich so weit wie möglich – und sei es nur aus Ehrgeiz. Pruijsen: ‚Wenn die Teams nicht verstehen, wie die Aufgabe auf die Module verteilt ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit eines Ungleichgewichts bei Design und Spezifikation groß. Sie bauen keinen Formel-1-Motor in das Chassis eines 2CV ein. Die Leistung der Komponenten muss in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen. Die Aufgabe des Systemarchitekten besteht darin, dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und ein Over-Engineering zu verhindern.

Pruijsen schildert einen praktischen Fall aus seiner Zeit bei Philips Healthcare. Röntgenstrahlen werden seit vielen Jahren in der medizinischen Diagnostik und der Materialforschung eingesetzt. Um diese Röntgenstrahlen zu erzeugen, schießen Sie Hochspannungselektronen auf Schwermetall. Irgendwann fragte die Marketingabteilung nach einem neuen Hochspannungsgenerator. Einen mit mehr Leistung, besserer Stabilität und höherer Zuverlässigkeit. Und vorzugsweise auch billiger.

Ein Projekt wie dieses beginnt oft aus reinem Leistungs- und Technikinteresse“, sagt Pruijsen aus Erfahrung. In diesem Fall haben wir jedoch beschlossen, formal mit einem Value Engineering Workshop zu beginnen, um die Gewinnspanne des Produkts und die technische Ausrichtung zu verbessern. Der alte Generator wurde im Hinblick auf Kosten und Funktionen analysiert. Es stellte sich heraus, dass relativ viel Geld in viel kleinere Teile investiert wurde (der sogenannte ‚lange Schwanz von Pareto‘). Sie können nicht schnell den Finger auf das eine teure Teil legen; das Syndrom besteht aus vielen Komponenten. Das Syndrom der vielen Teile äußert sich typischerweise in hohen Designkosten, hohen Bearbeitungskosten und hohen Montagekosten für alle beteiligten Teile. Jeder Schritt im Arbeitsprozess birgt auch ein Fehlerrisiko; und dazu kommt noch das Risiko von Qualitätsproblemen und Produktionsverlusten. Die Richtung für Verbesserungen ist daher in der Regel die Reduzierung der Teile durch Integration, das sogenannte DFMA (Design for Manufacturing & Assembly).‘

Ein weiterer Kostentreiber wurde in dem Konzept beschlossen. Um die Hochspannung im alten Konzept sicher zu schützen, wurde sie vollständig in einen Öltank getaucht. Das erwies sich später als zu groß, zu schwer und unnötig teuer.

Pruijsen: ‚Wir haben jede Funktion durchdacht und ein konsistentes und optimales Szenario erstellt. Für die Hochspannungserzeugung konnten wir auf eine neue Technologie zurückgreifen, die es ermöglicht, mit höheren Frequenzen zu transformieren. Auf diese Weise könnten wir das Volumen stark reduzieren.‘

Den größten Durchbruch brachte die Beobachtung, wie er verwendet wurde. Der alte Generator wurde entwickelt, indem alle einzelnen Leistungsanforderungen maximiert wurden, ohne zu prüfen, ob diese Kombinationen sinnvoll waren oder nicht. Ärzte verwenden jedoch entweder eine einzige Aufnahme mit hoher Leistung oder mehrere Bilder pro Sekunde mit sehr geringer Leistung (und einige Kombinationen dazwischen). Als die Ingenieure das sahen, waren sie entrüstet. Niemand hatte ihnen das je gesagt! Das Ergebnis war eine starke Reduzierung der benötigten Leistung und ein Hochspannungstank, der letztendlich nur noch ein Zehntel des ursprünglichen Volumens ausmachte.

Eine Kühlung ist immer noch notwendig, aber anstatt große Ventilatoren zu verwenden, platzierten Pruijsen und sein Team die größte Wärmequelle auf dem Boden des Gehäuses. Dadurch wurde eine Konvektionsströmung erzeugt. Wir haben die Wärmequelle genutzt, um die Kühlung zu verbessern. Dies ist ein Beispiel für ‚umgekehrtes Denken‘.

Das Endergebnis war ein kleinerer und leiserer Generator, der 35 Prozent billiger ist. Außerdem wurden weniger Komponenten benötigt und wir erreichten eine höhere Zuverlässigkeit. Und es gab noch eine weitere Optimierung: Der gesamte Platzbedarf für das System konnte um einen Schrank reduziert werden.‘

Hätte es noch besser sein können? Ja, natürlich hätte es das, sagt Pruijsen. Wir waren nicht in der Lage, während dieses Prozesses einen Spezifikationspunkt zu durchbrechen. Der Generator war mit 100 kW spezifiziert. Es hieß, dass dies aufgrund der medizinischen Vorschriften so sein müsse. Es dauerte Monate, bis ich die Quelle dieses Missverständnisses gefunden hatte. Es stellte sich heraus, dass es sich um eine medizinische Richtlinie handelte, die den Einsatz eines Generators von mindestens 80 kW empfiehlt, um mit größerer Sicherheit eine gute Diagnose stellen zu können. Es handelte sich also um einen Ratschlag, nicht um eine Vorschrift!‘ sagt Pruijsen.

Dieser ‚Ratschlag‘ stammte aus dem Jahr 1991. In den dazwischen liegenden zwanzig Jahren sind die Bildverarbeitungstechniken so schnell vorangeschritten, dass mit viel weniger Energie ein besseres Ergebnis erzielt werden kann. Schließlich fand Pruijsen einen Produktmanager, der zugab, dass es sich nicht um eine gesetzliche Richtlinie, sondern um eine sogenannte Ausschreibungsspezifikation handelte. Weil die Hersteller ihren Kunden seit Jahren sagen, dass nur 100 kW eine ausreichende Qualität liefern, ist dies zu einer ‚akzeptierten Kundenüberzeugung‘ geworden.

Wenn sich die Toleranzanforderungen als zu hoch erweisen, aber gelockert werden können, kann die Herstellung plötzlich viel einfacher, schneller und billiger werden“, sagt Goof Pruijsen. Probleme mit der Herstellbarkeit und dem Produktionsertrag lösen sich dann oft von selbst.

Modulare Architektur verwalten

Pruijsen gibt ein weiteres Beispiel. Ein großes Modul in einer Produktionsmaschine wurde in einer Reihe von kleinen Modulen entworfen. Das bedeutete, dass ein Teilmodul im Falle eines Fehlers schnell ausgetauscht werden konnte. Man ging davon aus, dass dies billiger war und weniger Wartungsvorräte erforderte. Durch die Zunahme der kritischen Schnittstellen mit hohen Toleranzanforderungen verdoppelten sich jedoch die Kosten und die Komplexität nahm zu, so dass die erwartete Zuverlässigkeit drastisch sank“, sagt Pruijsen. Hinzu kamen zusätzliche Entwicklungskosten und Produktionstests. Eine einteilige Konstruktion erwies sich als die bessere Lösung. Die Komponenten mit dem größten Ausfallrisiko wurden dabei an einer leicht zugänglichen Stelle platziert. Das war die Lektion: Modularität bedeutet nicht, ein Modul in Untermodule zu zerlegen, sondern die Modularität und die Schnittstellen richtig zu platzieren. In diesem Fall mit dem Ziel, den besten Service und auch einen kosteneffizienten Service zu bieten. Sie müssen immer wieder über die Konsequenzen und das Gleichgewicht nachdenken.‘

In seinem Value-Engineering-Kurs macht Pruijsen deutlich, wie der Aufbau einer Value-Engineering-Studie in der Praxis funktioniert. Zunächst konzentriert er sich auf Analysetools und dann auf kreative Techniken für verbesserte Szenarien. Außerdem wird darauf geachtet, die Lieferanten in diesen Ansatz einzubeziehen.

Der praktischen Ausbildung wird viel Aufmerksamkeit gewidmet. Ein Drittel des Kurses besteht aus praktischen Übungen. So gibt es zum Beispiel eine ‚Lego-Auto-Übung‘, bei der die Kursteilnehmer lernen, wie sie Kostensenkung und Wertsteigerung angehen können. Außerdem führen sie Nutzenanalysen (Fall: Nach welchen Kriterien entscheiden sich Kunden für den Kauf eines Autos?), Prozessflussanalysen (Fall: Optimierung einer Kantine) und Funktionsanalysen (der Kern des funktionalen Denkens) durch. Viele Techniken werden anhand von Beispielen verdeutlicht.

Pruijsen bittet die Kursteilnehmer auch, im Voraus eine kurze Präsentation von bis zu zehn Minuten über ihr Unternehmen und ihr Produkt vorzubereiten. Er kann eine davon auswählen, um sie gemeinsam ‚vor Ort‘ zu analysieren.

Goofs Tipps für Value Engineering

Zu guter Letzt finden Sie hier einige Tipps von Goof Pruijsen zum Thema Value Engineering:

1. Analysieren Sie, bevor Sie Lösungen in Betracht ziehen

2. Kehren Sie zum Grundverständnis zurück: Was bewirkt es?

3. Was macht ihn teuer und warum?

4. Machen Sie eine Bestandsaufnahme der Annahmen und versuchen Sie, sie zu zerstören

5. Seien Sie kreativ. Beschränken Sie sich nicht darauf, an traditionelle Lösungen zu denken (Risikovermeidung), sondern suchen Sie nach den Grenzen

6. Führen Sie die Lösungen in einer Gesamtübersicht zusammen und erstellen Sie Szenarien

7. Spielen Sie die Risiken nicht herunter, aber benutzen Sie sie auch nicht als Ausrede, um etwas nicht zu tun. Machen Sie sie deutlich und finden Sie Abhilfemaßnahmen

8. Behalten Sie die geschäftliche Seite der Dinge im Auge. Jeder ist gerne kreativ, aber Geld muss auch verdient werden. Welches Szenario erfüllt die finanziellen und organisatorischen Voraussetzungen am besten?

9. Legen Sie los!

Dieser Artikel wurde von René Raaijmakers geschrieben, dem technischen Redakteur von High-Tech Systeme.