So rechnet sich ein Transportsystem

Problemlose Wirtschaftlichkeitsanalyse auch für unerfahrene Nutzer

Wenn in einem Betrieb ein neues Transportsystem installiert werden soll oder man über die Effektivität eines bestehenden nachdenkt, kommt unweigerlich die Frage: Automatisiert oder bedienergeführt? Auf jeden Fall sollte man diese Frage im ersten Ansatz nicht ¿weltanschaulich¿ lösen oder sie den Hightech-Enthusiasten überlassen. Zu viele fahrerlose Transportsysteme (FTS/AGV) wurden angeschafft, nur weil sich das Management von der ¿faszinierenden¿ Automation hinreißen ließ. Genauso viele wurden aber auch verworfen, weil die bedienergeführte Version die billigere Lösung zu sein schien. Darum ist es extrem wichtig, eine solche zukunftsweisende Investition im Vorfeld sehr detailliert zu betrachten, zu bewerten und abzusichern. Zur Unterstützung der wirtschaftlichen Bewertung von Transportsystemen wird zurzeit am Fachgebiet Planung und Steuerung von Lager- und Transportsystemen, kurz PSLT, der Universität Hannover eine über die bisherigen Ansätze hinausgehende praxisgerechte Methodik erprobt und in ein MS-Excel-basiertes Tool umgesetzt. Durch die Modifikation von dynamischen Investitionsrechnungsverfahren wird es möglich, unterschiedliche Auszahlungen in den Nutzungsperioden von Transportsystemen zu berücksichtigen.

Die wachsenden Kosten für Personal und der sich verschärfende Wettbewerb erhöhen den Handlungsdruck der Unternehmen, sämtliche Geschäftsprozesse zu prüfen und zu optimieren, um Kosten- und Leistungsvorteile zu realisieren. Dabei stellt der innerbetriebliche oder innerwerkliche Transport einen Bereich dar, der dabei oft vernachlässigt wurde.
Grundsätzliche technische Varianten für den Transport im Betrieb sind automatisierte, bedienerlose Transportsysteme, wie EHB-Anlagen oder AGV-Systeme, und bedienergeführte Transportsysteme, wie Gegengewichtsstapler und Elektro-Deichselhochhubwagen. Nun kommt es darauf an, das richtige Transportsystem für die jeweilige, meist komplexe Materialflussstruktur zu finden und dabei eine hohe Einsatzverfügbarkeit zu realisieren /1/. Im ersten Schritt wird man die Varianten nach technischen und logistischen Anforderungen bewerten und auswählen und im zweiten Schritt eine Bewertung nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten vornehmen.
Eine Möglichkeit, schon während der Grobplanung qualitative und quantitative Investitions- und Kostenaspekte der Varianten zu berücksichtigen, bietet ein neues Tool mit erweitertem methodischen Ansatz. Als Ausgangssituation nimmt man eine technische Variante, wobei es unabhängig ist, ob es sich bei dabei um ein vollautomatisiertes oder bedienergeführtes Transportsystem handelt. Die Methodik soll sowohl dem Fall einer Neuplanung als auch dem Fall einer Anlagenmodernisierung Rechnung tragen.

Stetig oder unstetig transportieren

Die Stationen in einem innerbetrieblichen Materialfluss lassen sich auf unterschiedliche Weise verknüpfen. Für feste Relationen eignen sich häufig automatische Fördertechniken, da sie große Mengen kostengünstig mit geringem oder ganz ohne Personaleinsatz transportieren können. Dazu gehören beispielsweise Bandförderer mit einem stetigen und fahrerlose Flurförderzeug mit einem unstetigen Arbeitsprinzip.
Die vollautomatisierten, unstetigen Transportsysteme können ohne Bedienerunterstützung die mit dem Fahrkurs verknüpften Stationen/Senken bedarfsgerecht ver- und entsorgen.
Für die Realisierung und den Einsatz dieser Systeme sind eine Fülle von qualitativen, quantitativen und monetären Faktoren zu berücksichtigen /2/. Sie reichen von der Fußbodenqualität über die Schnittstellenanbindung der einzelnen Anfahrpunkte bis hin zu der Anzahl der Transporte. Die besonderen Anforderungen der Vollautomatisierung sind häufig mit hohen Investitionen verbunden. Dagegen sind bedienergeführte Transportsysteme eher durch die Personalkosten geprägt. Die Auswahl des bestgeeigneten Transportsystems erfordert daher einen fundierten Wirtschaftlichkeitsvergleich.

Wie man richtig plant

Der klassische Planungsprozess gliedert sich in die drei Phasen Konzeptevaluierung, Detaillierung und Ausschreibung sowie Umsetzung. Diese Phasen müssen zwar nacheinander durchlaufen werden, aber nach jedem Planungsschritt besteht die Möglichkeit von Vor- und Rücksprüngen /3/.
Die erste Phase, die Konzeptevaluierung, umfasst die Einzelplanungsschritte Planungsbasis, Innovationskonzept, Idealkonzept, Realkonzept, Wirtschaftlichkeit und Vorzugsvariante und wird der Grobplanung zugerechnet. In dieser Phase werden mehrere Ansätze und Varianten entwickelt, die im weiteren Planungsprozess konkretisiert, bewertet oder aber verworfen werden. Die Analyse der Wirtschaftlichkeit baut auf den logistischen und technischen Einflussgrößen, der Konfiguration sowie der Dimensionierung auf.
Die zweite Phase, die Detaillierung und Ausschreibung, gliedert sich in die Feinplanung, das Pflichtenheft, die Ausschreibung und die Vergabe. In der zweiten Phase ist die Planung schon weit fortgeschritten. Es stehen nur noch wenige Varianten zur Auswahl, die im Planungsprozess zu einer endgültigen Lösung verdichtet werden.
Die dritte Phase umfasst die Umsetzung, also die Realisierung, die Inbetriebnahme, die Abnahme und den Normalbetrieb. Aus wirtschaftlicher Sicht erfolgt der Übergang von der Plankosten- und Investitionsrechnung zur Ist-Kostenrechnung. Im Normalbetrieb zeigt sich dann die Qualität der Wirtschaftlichkeitsanalyse.

Methoden der
Wirtschaftlichkeitsanalyse

Der Wirtschaftlichkeitsanalyse vorgeschaltet sind die Konfiguration und die Dimensionierung. Die Konfiguration umfasst im Rahmen der Grobplanung die Auswahl und Zusammenstellung geeigneter Systemelemente in Abhängigkeit von den technischen und logistischen Einflussgrößen. Die technischen Einflussgrößen umfassen beispielsweise die Verkehrswegbreite oder die Bodenqualität. Zu den logistischen Einflussgrößen gehören unter anderem die Anzahl der anzufahrenden Stationen, im Materialflussjargon auch Quellen und Senken genannt, sowie die Wahl des Ladehilfsmittels.
In der Dimensionierung werden relevante Daten für die Ausgestaltung der Alternativkonzepte und somit für die Wirtschaftlichkeitsanalyse bestimmt. Die wichtigsten Einflussgrößen sind die Gestaltung des Fahrkurslayouts, die Ermittlung der maximalen quellenbezogenen Transportmengen sowie die Ermittlung der Entfernungen zwischen Quellen und Senken. Diese Angaben sind notwendig, um systemabhängig die Anzahl der Transportfahrzeuge zu bestimmen. Sie hat einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeitsanalyse.
Um die Wirtschaftlichkeit verschiedener Varianten zu bestimmen, werden zahlreiche Verfahren in der Theorie diskutiert. Die Analyse der Wirtschaftlichkeit umfasst grundsätzlich den qualitativen und den monetären Bereich. Beide Bereiche müssen dann in einer umfassenden wirtschaftlichen Bewertung der Varianten Berücksichtigung finden.

Wenn es ums Geld geht

Die quantitativen, monetären Verfahren lassen sich noch weiter untergliedern. Zum einen in die statischen Investitionsrechnungsverfahren und zum anderen in die dynamischen Verfahren /4/. Die statischen Verfahren beziehen sich lediglich auf eine Betrachtungsperiode. Diese Periode ist in der Regel eine Durchschnittsperiode über die während der Nutzungsdauer anfallenden Kosten. Zu den statischen Verfahren zählen beispielsweise die
¿ Kostenvergleichsrechnung,
¿ Gewinnvergleichsrechnung,
¿ Rentabilitätsrechnung und
¿ Amortisationsrech-
nung.
Der Vorteil der statischen Verfahren liegt in der einfachen Anwendung. In der Regel fließen lediglich durchschnittliche Kosten und Erträge über die Nutzungsdauer in die Berechnung ein.
Demgegenüber erfolgt bei den dynamischen Verfahren die Berücksichtigung der entsprechenden Aus- und Einzahlungen für jede Periode der Nutzung. Dadurch können Schwankungen der Ein- und Auszahlungen im Laufe der Jahre Berücksichtigung finden. Zu den bekanntesten dynamischen Verfahren zählen die
¿ Kapitalwertmethode,
¿ Interner-Zinsfuß-Methode und die
¿ Annuitätenmethode.
In der klassischen Anwendung werden immer Kosten und Erträge oder Ein- und Auszahlungen gegenübergestellt. Für innerbetriebliche Transportsysteme ergibt sich somit eine besondere Schwierigkeit in der Anwendung dieser Methoden, da es in der Regel keine Erträge oder Einzahlungen für die Transportleistungen gibt. Als Erträge oder Einzahlungen lassen sich lediglich interne Verrechnungssätze und der Verkaufserlös nach der Nutzungszeit identifizieren. Interne Verrechnungssätze sind Preise, die unternehmensintern für Leistungen durch andere Unternehmensbereiche ¿gezahlt¿ werden. Diese interne Verrechnung von Preisen für Leistungen wird nicht in allen Unternehmen praktiziert. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten in der Anwendung dieser Verfahren für innerbetriebliche Transportsysteme. Darum wurde eine Modifikation dieser Verfahren durchgeführt, so dass auf eine Berücksichtigung von Erträgen bei den statischen Verfahren und von Einzahlungen bei den dynamischen Verfahren verzichtet werden kann.

Die Nutzwertanalyse

Die traditionelle Methode zur qualitativen Bewertung von Varianten ist die Nutzwertanalyse. Die klassische Nutzwertanalyse erfordert die Festlegung von qualitativen und quantitativen, nicht monetären Zielkriterien, anhand derer die Varianten bewertet werden. Diese Zielkriterien können in Haupt- und Subkriterien unterteilt werden. Sowohl für jedes Hauptkriterium als auch für jedes dazugehörige Subkriterium wird ein Gewichtungsfaktor vergeben. Die Gewichtung drückt die Relevanz des Kriteriums im Variantenvergleich aus. Neben der Gewichtung ist die Zielerreichung von entscheidender Bedeutung. Sie stellt die eigentliche Bewertung der Erfüllung des Kriteriums dar. Die Summe der gewichteten Zielkriterien ergibt den Nutzwert und somit den qualitativen Gesamtvergleichswert der Varianten /5/.
Die Ergebnisse der monetären Bewertung und der Nutzwertanalyse sind in eine abschließende Bewertung der Varianten einzubeziehen. Das kann durch eine fachliche Beurteilung der Ergebnisse oder beispielsweise durch eine Monetarisierung der Nutzwerte aus der Nutzwertanalyse geschehen /6/.
Die fachliche Beurteilung stellt sich als Diskussion der qualitativen, quantitativen und monetären Bewertungen der Varianten dar. Bei der Beurteilung sind fachliche Erfahrungen für die Qualität der Gesamtbeurteilung von ausschlaggebender Bedeutung. Häufig sind diese Erfahrungen in kleinen und mittelständischen Unternehmen nicht vorhanden. Daher ist es notwendig, mit klaren Regeln zu einem brauchbaren Ergebnis zu kommen. Diese Möglichkeit bietet die Monetarisierung der Nutzwerte. Das Vorgehen entspricht einer Kosten-Nutzen-Analyse. Hierbei wird im Rahmen der monetären Bewertung eine Kostenvergleichsrechnung und in der qualitativen Bewertung eine Nutzwertanalyse vorausgesetzt. Die Gesamtkosten der Varianten werden durch die erreichten Nutzwerte der Varianten dividiert, so dass die Kosten pro Nutzwert als endgültiger Vergleichswert zum Tragen kommen. Grundlage für die Vorgehensweise ist es, dass keine monetären Größen in die Nutzwertanalyse einfließen.
Um den praxisorientierten Einsatz der Methode zu unterstützen, wird das entwickelte Verfahren in ein rechnergestütztes Tool umgesetzt.

Wirtschaftlichkeitsanalyse auch für unerfahrene Nutzer

Die rechnergestützte Wirtschaftlichkeitsanalyse richtet sich vorwiegend an Investitionsplaner in kleinen und mittelständischen Unternehmen, bei denen logistische Investitionsentscheidungen nicht zur täglichen Routine gehören. Durch die rechnergestützte Wirtschaftlichkeitsanalyse können verschiedene Varianten systematisch beurteilt und zur späteren Verwendung zwischengespeichert werden. Variationen und Szenariengestaltung sind durch die Rechnerunterstützung erheblich vereinfacht.
Die rechnergestützte Wirtschaftlichkeitsanalyse bietet auch unerfahrenen Nutzern die Möglichkeit, eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsanalyse durchzuführen. Mit Hilfe einer Menüsteuerung wird der Anwender Schritt für Schritt durch die Wirtschaftlichkeitsanalyse geführt.
Die Struktur der rechnergestützten Wirtschaftlichkeitsanalyse entspricht dem dargestellten Vorgehen. Im ersten Schritt ist die Festlegung der Haupt- und Subkriterien für die Nutzwertanalyse notwendig. Dazu gehört auch die Eingabe von Gewichtungsfaktoren. Im nächsten Schritt ist eine Beurteilung der Subkriterien anhand einer vorgegebenen Beurteilungsskala durchzuführen, so dass die Nutzwerte der Varianten automatisch generiert werden können.
Nach der Nutzwertanalyse erfolgt die Festlegung der notwendigen Mengen- und Kostenwerte für die integrierten statischen und dynamischen Methoden der Investitionsrechnung. Auch hier wird der Bediener durch das MS-Excel-Tool geführt. Die angewendeten statischen und dynamischen Investitionsrechnungsverfahren mussten für die Eignung in der Logistik modifiziert werden. Da bei den dynamischen Verfahren keine Einzahlungen erfolgen, wurden sie so angepasst, dass die Auszahlungen im Zeitablauf für eine monetäre Bewertung ausreichen. Das selbe Vorgehen konnte bei den eingesetzten statischen Verfahren mit den Kosten erreicht werden. Die Anwendbarkeit dieser Verfahren wird zurzeit im Rahmen der Toolerstellung geprüft.
Es ist angedacht, dass zum einen die Ergebnisse der Nutzwertanalyse und der Investitionsrechnung in einem eigenständigen Report ausgegeben und archiviert werden. Zum anderen sollen die Ergebnisse der Nutzwertanalyse und der Investitionsrechnung in einem eindeutigen Gesamtergebnis zusammengefasst und zu einer Rangfolge der Varianten verdichtet werden. Somit lassen sich unterschiedliche Szenarien gestalten und gegenüberstellen.
Der Investitionsplaner hat durch die Rechnerunterstützung die Möglichkeit, die große Anzahl an logistischen Varianten direkt zu vergleichen und somit fundiert eine Empfehlung zu erhalten. Dabei kann das Tool natürlich nur eine unterstützende Funktion in der Grobplanung leisten. Fachliche Kenntnisse und eine detaillierte Analyse der Empfehlungen sind auch beim Einsatz des rechnergestützten Tools unentbehrlich.

Resümee

Kostenreduzierung und -effizienz stehen auch in der Logistik an oberster Stelle. Damit die hohe Anzahl an Varianten logistischer Systeme und insbesondere von komplexen Transportsystemen wie AGV-Systemen und EHB-Anlagen, einer Wirtschaftlichkeitsanalyse unterzogen werden können, wird am Fachgebiet PSLT der Universität Hannover an einem MS-Excel-basierten Planungs-tool zur Wirtschaftlichkeitsanalyse von Transportsystemen in der Grobplanung gearbeitet. Diese rechnergestützte Wirtschaftlichkeitsanalyse soll kleine und mittelständische Unternehmen bei logistischen Investitionsentscheidungen unterstützen. Durch die Integration von modifizierten Investitionsverfahren und eine übersichtliche Anwenderführung bis hin zu einer Empfehlung für ein System bietet das Tool eine praxisorientierte Wirtschaftlichkeitsanalyse auf hohem Niveau. n