Materialprofitabilität steigern mit MFCA bei der Produktion von Zwei-Komponenten-Dübeln

Die hohe Nachfrage nach Zwei-Komponenten-Dübeln (2K-Dübel) kann teilweise nur schwer bedient werden. Die Produktionskapazitäten müssen erweitert werden. Dabei ist ein Unternehmensziel, die Energieeffizienz im gesamten Unternehmen im mittleren einstelligen Prozentbereich zu steigern. Einsparpotenziale durch klassische Methoden sind weitestgehend ausgeschöpft. Deshalb liegt der Fokus der angewandten Methode der Materialflusskostenrechnung (MFCA) auf den Optimierungspotenzialen der neuen Produktionsanlagen.

Durch ein aufwendigeres Spritzgießverfahren besitzt der 2K-Dübel einen erhöhten Energiebedarf pro verarbeitetem Material im Vergleich zum 1K-Dübel. Da kein Anguss benötigt wird und somit kein geplanter Verlust existiert, ist der Prozess bereits durch eine hohe Materialeffizienz gekennzeichnet. Gleichzeitig ist die Vorhersage der Wirtschaftlichkeit von Optimierungsmaßnahmen im Gesamtsystem komplex.

Spritzgussanlage (ifu Hamburg GmbH)

Um die Einsparpotenziale der verlustarmen Produktion ganzheitlich zu evaluieren, wurden die Energie- und Materialverbräuche im Rahmen einer MFCA systematisch erfasst. Auch die Hotspots im Produktionsprozess sollten identifiziert und transparent gemacht werden. Dabei ermöglicht das prozessnahe Modellieren der Wertschöpfungskette auch die Abschätzung und Bewertung potenzieller technologischer Optimierungsszenarien zur Steigerung der Effizienz.

Kosten-Sankey-Diagramm (ifu Hamburg GmbH)

Ein ganzheitliches Prozessverständnis ist eine der Zielsetzungen einer MFCA. Dieser gibt sich fast zwangsläufig beim Quantifizieren aller Verbräuche inklusive der sie beeinflussenden Prozessparameter. Um neue Perspektiven einzunehmen, wurde der Status quo im Prozessmodell modelliert und validiert. Die Modellierung ermöglicht definierte Szenarien mit Prozessvariablen, um technische Wechselwirkungen zu berücksichtigen und so eine valide Entscheidungsgrundlage für den Gesamtprozess zu gewährleisten. Basierend auf den Erkenntnissen, wo sich Prozess-Hotspots – der Energieverbrauch im Spritzgießen – befinden, wurden technische Maßnahmen identifiziert und Alternativszenarien für die Entscheidungsfindung bewertet. Auch wechselnde Einkaufspreise und schwankende Materialqualitäten sowie die damit zusammenhängenden Auswirkungen auf Verarbeitbarkeit und Energieverbrauch konnten durch die Modellierung berechenbar gemacht und in einer Kosten-Nutzen-Betrachtung ausgewertet werden.

Durch die Materialflusskostenrechnung konnte gezeigt werden, dass die Erhöhung der Fachzahl in einer neuen Produktionsanlage trotz erforderlicher Mehrinvestitionen und erhöhtem Energieaufwand zu einer wirtschaftlichen Verbesserung führt – mit reduzierter Durchlaufzeit bei gleichzeitig verringertem Energieverbrauch pro Produkt.

Der betrachtete Prozess zeichnet sich bereits durch eine verlustarme Wertschöpfungskette aus. Somit wäre eine MFCA mit alleinigem Fokus auf Wertschöpfungsverluste für die Analyse nur bedingt geeignet. Das in der Anwendung erweiterte Verfahren lieferte aber nichtsdestotrotz eine Vielzahl neuer Erkenntnisse.

Die Unternehmensgruppe fischer steht für Dübel und Konstruktionsbaukästen sowie für Komponenten im Autoinnenraum, Prozessberatung und elektronische Systeme. Die starke Verwurzelung der Familie Fischer und vieler Mitarbeiter*innen im heimatlichen Waldachtal, Schwarzwald, ist die Basis für weltweites Wachstum und innovative Lösungen: 2018 erzielte das Unternehmen mit weltweit rund 5.200 Mitarbeiter*innen einen Umsatz von 864 Millionen Euro. fischer Befestigungssysteme besitzt die technologische Marktführerschaft in wichtigen Feldern der Befestigungstechnik. Für ein breites Spektrum an Kund*innen, von Heimwerker*innen über Handwerker*innen bis zu Key-Account-Partner*innen, bietet fischer Produkte in technischer Perfektion.