ROI-Berechnung für OEE-Software

OEE Dashboards: 4 Examples with Excel, PowerBI, Grafana & Co.

Julius Scheuber

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26.04.2023

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Im letzten Post der OEE-Reihe geht’s ums Geld und die Frage: Wie kann der finanzielle Mehrwert einer OEE-Software bestimmt werden?

 Hierzu bedienen wir uns einem bekannten Instrument aus der Finanzwirtschaft, der Return on Investment (ROI)-Berechnung.

Mehr zum Thema OEE-Software Anbieter und wie man diese vergleicht finden Sie hier.

Was ist eine ROI-Berechnung?

Der Return on Investment (ROI) ist eine Kennzahl, welche den wirtschaftlichen Erfolg eines Projekts bzw. einer Tätigkeit misst. Dazu werden die Kapitalrückflüsse - Einsparungen bzw. zusätzlich erwirtschafteter Gewinn - mit den dazu notwendigen Investitionskosten ins Verhältnis gesetzt.

Ein ROI von über 100% bedeutet, dass die Investitionssumme wieder reingeholt wird, d.h. die Durchführung des Projekts macht aus wirtschaftlicher Sicht Sinn. Die Rendite entspricht dabei dem Prozentsatz von über 100%, ein ROI von 115% erwirtschaftet somit eine Rendite von 15%.

ROI-Berechnung für OEE-Software

Der ROI von OEE-Software entsteht durch das systematische Aufdecken und Beseitigen von Verlusten in den drei Bereichen:

  • Verfügbarkeit

  • Leistung

  • Qualität

Eine Verringerung der Verluste in einem dieser Bereiche führt zu einer Reduzierung der Kosten oder ermöglicht zusätzliche Produktion durch freigewordene Produktionskapazität und somit einem zusätzlich erwirtschafteten Gewinn.

Der ROI wird nun berechnet, indem man die Einsparungen aus den drei Bereichen Verfügbarkeit, Leistung und Qualität den Kosten der OEE-Software gegenüberstellt.

Da die ROI-Berechnung vor der Einführung einer OEE-Software durchgeführt wird, beruht diese noch auf Annahmen. Das Ziel einer ROI-Berechnung ist es daher nicht, auf den Cent genau die Einsparungen zu berechnen, sondern vielmehr das mögliche Potenzial aufzuzeigen. So wird die Möglichkeit gegeben, einige Szenarien und damit einhergehende Einsparungen durchzuspielen um so eine Risikoabschätzung für das Investment in eine OEE-Software zu ermöglichen.

Betrachten wir zunächst die Berechnungsgrundlagen für Kosten bzw. Einsparungen für die einzelnen Verlustkategorien.

Kosten von Verfügbarkeitsverlusten

In der Zeit, in welcher die Anlage steht, obwohl Produktion geplant war, wird kein Endprodukt produziert. Es entfallen somit Erträge für die Produkte, die in dieser Zeit eigentlich hergestellt werden könnten. Man spricht auch vom entgangenen Rohertrag. Weiterhin fällt für diese Zeit die Personalkosten-Komponente des Maschinenstundensatzes an. Denn die Werker:innen befinden sich weiterhin auf dem Shopfloor, ohne jedoch Ware zu produzieren.

Zusätzlich würde eigentlich auch der Maschinenstundensatz anfallen, zumindest ein reduzierter Teil, da die Anlage trotz eines Stillstands oft weiterhin eingeschaltet bleibt und damit Energie und Betriebsmittel verbraucht. Um die Berechnung einfach zu halten und die Einsparungen zur sicheren Seite abzuschätzen, betrachten wir diese Einsparungen jedoch nicht.

Zudem können weitere Kosten für zusätzliche Schichten, Überstunden und Sonderzulagen entstehen, wenn aufgrund eines Stillstands der Produktionsplan kurzfristig angepasst werden muss. Diese Kosten werden im weiteren Verlauf ebenfalls nicht betrachtet. 

Gleiches gilt für die Unterscheidung zwischen geplanten und ungeplanten Stillständen. Geplante Stillstände sind ungeplanten Stillständen immer vorzuziehen, da für diese geringere Kosten anfallen. Grund hierfür ist, dass geplante Stillstände so gelegt werden können, dass die Effekte für vor- und nachgelagerte Prozessschritte minimal sind und kein erneutes Anfahren stattfindet.

Alles in allem fallen die hier berechneten Kosten für einen Stillstand geringer aus als die realen Kosten, eine Abschätzung zur sicheren Seite ist somit gewährleistet. 

Kosten für Leistungsverluste

Über Leistungsverluste liegt häufig die geringste Transparenz vor, daher werden die Potenziale hier stark unterschätzt. Der Grund hierfür ist der hohe Aufwand, diese Abweichungen zu erfassen. 

Mit manueller Datenführung ist das Erkennen von Leistungsschwankungen nur mit erheblichem Aufwand möglich. Denn die Fertigungsgeschwindigkeit muss dafür konstant überwacht und zudem über eine Produktkennung gruppiert werden. 

Bei ENLYZE läuft dies automatisiert im Hintergrund ab. Leistungsschwankungen über unterschiedliche Aufträge des gleichen Produkts werden dann wie folgt dargestellt:

Die Leistungsschwankungen werden so direkt ersichtlich. Die Ursachen der Schwankungen sind auf unterschiedliche Maschineneinstellungen zurückzuführen. Das Optimierungspotenzial liegt nun darin, die Schwankungen der Produktionsgeschwindigkeiten zu reduzieren und konstant mit den höheren, schon einmal erreichten Produktionsgeschwindigkeiten zu fertigen.

Im vorliegenden Fall wurde das Produkt in der Vergangenheit mit einer maximalen Geschwindigkeit von 318kg/h gefertigt. Ein Großteil der Aufträge wird jedoch mit einem Durchsatz von unter 300kg/h gefertigt. Mit einem kleinen Sicherheitsaufschlag kann man davon ausgehen, dass das Produkt ohne Probleme mit 315 kg/h gefertigt werden kann. Das wiederum bedeutet eine mittlere Leistungssteigerung von 15kg/h bzw. 5% für dieses Produkt.

Die Steigerung von 5% entspricht dabei auch dem erwarteten Optimierungswert, welchen wir über das Produktportfolio aller unserer Kunden hinweg sehen können. Im Folgenden sehen Sie die Leistungsschwankungen über das Produktportfolio aller unserer Kunden:

Dafür wurden 1.328 unterschiedliche Produkte von 12.413 Fertigungsaufträge untersucht.

Leistungsschwankungen liegen im Schnitt bei 8,9% für ein und dasselbe Produkt auf der gleichen Anlage. Für eine Abschätzung zur sicheren Seite gehen wir bei der Einführung von ENLYZE von einer Leistungssteigerung von 5% aus.

Diese Leistungssteigerungen führen dazu, dass die vorhandenen Kapazitäten effizienter genutzt werden. 

Es kann nun entweder über einen kürzeren Zeitraum die gleiche Menge produziert werden und damit Zeit und Kosten gespart werden. Oder man nutzt die gewonnene Zeit, um weitere Ware herzustellen und steigert somit die gesamt-produzierte Menge.

Einsparungen im Bereich der Leistungssteigerungen ermöglichen somit die folgenden zwei Szenarien:

  1. Minimieren der Kosten

  2. Maximieren der Ausbringungsmenge

Betrachten wir diese beiden Szenarien nun genauer.

Minimieren der Kosten

Leistungssteigerungen führen dazu, dass die vorhandenen Kapazitäten effizienter genutzt werden. Die gleiche Produktionsmenge kann in einer kürzeren Zeit hergestellt werden - man spart sich somit teure Produktionszeit. Die Einsparungen belaufen sich somit auf den eingesparten Maschinenstundensatz für die eingesparte Produktionszeit:

Steigerung der Ausbringungsmenge

Wenn die freigewordene Kapazität genutzt wird, um mehr Ware herzustellen, dann wird zusätzlicher Rohertrag mit der zusätzlich hergestellte Menge erwirtschaftet:

Kosten Ausschussproduktion

Ausschuss ist oft die die teuerste Verlustgröße. Wenn Ausschuss entsteht, wurden die meisten wertschöpfenden Prozessschritte schon durchlaufen, Maschinenkapazitäten und Rohmaterial genutzt, ohne jedoch ein verkauffähiges Endprodukt zu erhalten.

Die Ausschusskosten belaufen sich somit auf den entgangenen Rohertrag für die Ausschussmenge, die Rohmaterialskosten für die hergestellte Ausschussmenge sowie den Maschinenstundensatz für die Zeit, die benötigt wurde, um den Ausschuss herzustellen.

Die Kosten für Ausschussproduktion werden wie folgt berechnet:

Ausschuss kann auch noch weitere Kosten wie Entsorgungskosten, Kosten für Recycling etc. nach sich ziehen. Auch diese Kosten werden in unsere ROI Berechnung nicht betrachtet, um zum einen die ROI-Berechnung einfach zu halten und zum anderen zur sicheren Seite abzuschätzen. 

Die ROI-Berechnung

Für die ROI-Berechnung werden nun folgende Informationen der Fertigung benötigt (in schwarz eingefärbte Boxen):

Basierend auf diesen Angaben werden die notwendigen Kennzahlen wie Rohertrag, Rohertragsmarge, Maschinenstundensatz etc. und damit schlussendlich die Kosten basierend auf den oben aufgeführten Berechnungsvorschriften ermittelt. 

Die Einsparungen für unterschiedliche Szenarien können nun mit wenigen Klicks berechnet werden. Hierzu muss für die unterschiedlichen Szenarien:

  • Die erwartete Reduzierung der Stillstände in h

  • Die Steigerung der Leistung in %

  • Die Einsparung von Ausschuss in %

angegeben werden.

Als gute Richtwerte für ein erwartbares Szenario haben sich die folgenden Zahlen bewährt:

  • Reduzierung der Stillstände um 3h pro Monat pro Anlage bei einem Betrieb von 24/7

  • Steigerung der Leistung um 5%

  • Einsparung von bestehendem Ausschuss um 2%

Bei den Richtwerten handelt es sich um zur sicheren Seite abgeschätzte Werte. Die Werte beruhen auf Daten, welche wir über unser gesamtes Kundenportfolio ermittelt haben.

Mit unserer Excel-Vorlage kannst Du mit ein paar Angaben schnell den OEE errechnen und somit das Potenzial Deiner Fertigung aufdecken. Jetzt kostenfrei und unverbindlich anfordern!

Wodurch werden die Einsparungen ermöglicht?

Reduzierung Stillstände

Die Reduzierung der Stillstände ergibt sich durch die erhöhte Transparenz und dem Aufdecken und Verhindern der Ursachen. Zudem ermöglich das kontinuierliche Monitoring die Reaktionszeit auf Stillstände zu reduzieren und somit die Stillstandszeiten an sich zu reduzieren. 

Steigerung der Leistung

Haupttreiber für die Steigerung der Leistung liegt in der Optimierung der Prozessparametern mithilfe des Co-Pilot Features. Der Co-Pilot ist ein digitales Einstelldatenblatt, welches dem Werker die ideale Einstellung der Anlage für jedes Produkt vorschlägt. Die Einstellungen basieren auf der Fertigungshistorie. Abweichungen vom Soll werden durch einen Live-Vergleich mit den Ist-Werten der Anlage direkt erkannt und den Werker:innen gemeldet. So kann das jeweilige Produkt immer ideal gefertigt werden.

Reduzierung Ausschuss

Aufgrund der Nutzung des Co-Piloten werden Produkt reproduzierbar und stabil gefertigt, wodurch weniger Ausschuss entsteht. Auch nehmen ungeplante Stillstände aufgrund von instabilen Prozessen bzw. Prozessdefekten ab. Dadurch sinkt der Anfahrausschuss, der bei jedem erneuten Anfahren nach einem Stillstand entsteht.

Die Datengrundlage ermöglicht zudem eine systematische Analyse der Ausschussursachen, was ein gezielte Implementierung von Gegenmaßnahmen erlaubt.

Herausforderungen bei der ROI-Berechnung für OEE-Software

Wie in der Einleitung beschrieben, ist das große Problem, dass vor der Einführung eines OEE-Systems die ROI-Berechnung nur basierend auf Annahmen durchgeführt werden kann. Somit können nur einzelne Szenarien durchgespielt werden, die wirklich erreichbaren Einsparungen ergeben sich aber erst nach einer Implementierung. 

Dazu kommt, dass die Einführung von OEE-Software oft mit hohen Investitionen und langen Einführungszyklen verbunden ist. Insbesondere die Kosten für die Infrastruktur, nur um die Daten zunächst zugänglich zu machen, ist teuer.

Wie kann diesen Herausforderungen begegnet werden?

Die ENLYZE Lösung wird als monatlich kündbares Abo-Modell bzw. Software-as-a-Service (SaaS)-Modell angeboten. Dieses Abo-Modell baut die initialen Hürden ab und reduziert das wirtschaftliche Risiko erheblich.

Statt hohen Investitionskosten wird nur eine monatliche Gebühr fällig. So kann ohne großes Risiko das System getestet werden. Stellen sich die Erfolge nicht ein, kann das Abo monatlich gekündigt werden.

Eine weitere Herausforderung bei der Digitalisierung des Shopfloors besteht darin, die interne Ressourcen für die Implementierung des Systems aufzubringen. Insbesondere die IT ist oft hoch ausgelastet. Um auch in diesem Bereich die Hürden so gering wie möglich zu halten, arbeiten wir seit Beginn an einer möglichst einfachen Integration des Systems in die vorhandene IT-Infrastruktur. 

Der Aufwand für die IT liegt in der Regel bei unter einem Personentag. Die Integration erfolgt dabei von ENLYZE bei einem Vor-Ort Termin und das System ist danach direkt einsatzbereit. Dazu sagt einer unserer neuesten Kunden:

"[Wir haben] noch keine so schnelle und reibungslose Umsetzung einer digitalen Lösung erlebt. ENLYZE kam bei uns vorbei und konnte sich ohne Probleme direkt mit unseren Steuerungen verbinden. Innerhalb weniger Tage war eine funktionierende Lösung vorhanden."
- Mathias Striese | CO.DON

Lesen Sie die ganze Geschichte bei uns im Blog.

Mit ENLYZE gehören lange und teure Digitalisierungsvorhaben der Vergangenheit an. Digitalisierung kann so mit geringen Kosten und Aufwand im Praxisbetrieb getestet werden. So können die realen Einsparungen schnell evaluiert werden. Falls sich die erhofften Erfolge nicht einstellen, kann das Abo einfach monatlich gekündigt werden.

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