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antriebstechnik 8/2016

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MAGAZIN Fit machen für

MAGAZIN Fit machen für die Zukunft Ist die Elektromotorenproduktion in Deutschland in der Krise? Achim Kampker, Kai Kreisköther, Max Kleine Büning, Maximilian Kuhn Durch steigende internationale Konkurrenz geraten deutsche Elektromotorenproduzenten zunehmend unter Druck und weichen zur Umsatzsicherung vermehrt auf die Produktion kundenindividueller Sonder lösungen aus. Die etablierten Serienproduktionssysteme bieten jedoch selten die Flexibilität, um dieser Produktionsaufgabe effizient zu begegnen. An der RWTH Aachen wurde deshalb ein ganzheitlicher Ansatz zur integrativen Umgestaltung und Neuplanung von Produktprogramm und Produktionssystem entwickelt. D ie mittelständische Elektromotorenproduktion in Deutschland gerät zunehmend unter Druck. Eine Marktanalyse unter Berücksichtigung der 50 größten deutschen mittelständischen Elektromotorenproduzenten zeichnet ein klares und wenig optimistisches Bild: Während die Umsatzzahlen in den vergangenen fünf Geschäftsjahren stagnieren (3 % Umsatzzuwachs über 3 Jahre), steigen die Mitarbeiterzahlen an. Die Erklärung für diesen kontraintuitiven Effekt lässt sich erst durch die globale Betrachtung der Elektromaschinenbranche erklären. Um die führende Marktstellung gegenüber dem stetig wachsenden Konkurrenzdruck aus Asien zu verteidigen, sehen sich deutsche Elektromotorenproduzenten gezwungen ihr Produktportfolio zu erweitern. Zunehmende kundenindividuelle Sonderanfertigungen und die damit einhergehende steigende Va ri an tenvielfalt führen zu einer erhöhten Komplexität, die durch den Einsatz von mehr Mitarbeitern bewältigt werden muss. Höhere Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker, Lehrstuhlinhaber, Dipl.-Ing. Kai Kreisköther, Oberingenieur, Max Kleine Büning, M.Sc. M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Maximilian Kuhn, B.Sc., Studentischer Mitarbeiter, alle Mitarbeiter am PEM der RWTH Aachen erzielbare Gewinnmargen auf der einen und wachsende Kosten auf der anderen Seite sind als Gründe für die beobachtete Stagnation des Branchenumsatzes anzuführen. Die abnehmenden und nach Asien abwandernden umsatzstarken Serienproduktionen von Elektromotoren lassen sich am fehlenden technologischen Fortschritt deutscher Hersteller festmachen. Fehlender Wettbewerbsdruck in den vergangenen 20 Jahren führte dazu, dass die Branche ausreichende Gewinne erzielte ohne jedoch gleichzeitig in die Entwicklung neuer Produkttechnologien und moderne Produktionssysteme zu inves tieren. Als Folge dieses Investitionsstaus produzieren die Unternehmen heutzutage weiterhin auf alten Maschinen mit Produktionskonzepten vergangener Jahrzehnte, welche auf die Serienproduktion ausgelegt sind. Ein Aufbrechen dieser „Scheinwirtschaftlichkeit“ (aufgrund aktuell nicht notwendiger Abschreibungen) wird die Unternehmen bei der Investition in neue, anforderungsgerechte Produktionskapazitäten jedoch massiv unter Druck setzen. Die zu bewältigende variantenreiche Produktion bedarf deshalb neuer Produktionskonzepte mit harmonisierten Technologieketten und einer komplexitätsgerechten und schlanken Automatisierung. Diese Herausforderung der Neuausrichtung ganzer Produkt- und Produktionsbereiche muss als große Chance verstanden werden, da das margenstarke Angebot von Sondermotoren die Wertschöpfung am Standort Deutschland sichern wird, während hochstandardisierte Großserienproduktionen weiter nach Asien abwandern. Expertise und Potenzial Trotz der bestehenden Innovationslücke deutscher Hersteller und der Ablösungsgefahr durch ausländische Konkurrenten besteht ein enormes Potenzial für die Elektromotorenproduzenten, ihre vorhandene Expertise wirtschaftlicher zu nutzen. Die Flexibilität hinsichtlich Varianten und geringen Stückzahlen, die sehr gute Produktqualität und die vorhandene Zuliefererbasis sind wichtige Faktoren um die führende Marktstellung zu verteidigen. Ein reines Vertrauen auf diese Stärken ist allerdings nicht ausreichend. Es besteht Handlungsbedarf entlang der gesamten Entwicklungs- und Produktionskette. Die Notwendigkeit neuer Motorentechnologien aufgrund zunehmender Effizienzanforderungen (z. B. ErP-Richtlinie EG640/2009), eine Modernisierung der Produktionsanlagen, eine produkt- und prozessseitige Komplexitätsreduktion sowie eine Verschlankung der Variantenvielfalt zur Beherrschung der Gesamtkosten sind die wichtigsten Ansatzpunkte um sich weiterhin gegen den zunehmenden Wettbewerb durchzusetzen. Gleichzeitig setzt die aktuelle Erschließung der Elektro motorenproduktion durch automobile OEMs neue Impulse für die gesamte Branche der Elektromotorenhersteller und erzielt Syner­ 16 antriebstechnik 8/2016

gien auch in automobilfernen Applikationen. Durch die hohen Qualitätsziele und Funktionsanforderungen für Elektromotoren jenseits der 15 kW kommt es zu Weiterentwicklungen und Innovationen im Bereich der Prozess- und Anlagentechnik, Prüfverfahren, Automatisierungssteuerung und Traceability. Diesen Fortschritt gilt es zu nutzen. Den aktuellen Zustand und die Möglichkeiten zur strategischen Positionierung der deutschen Elektromotorenbranche fasst die SWOT-Analyse zusammen. Am Lehrstuhl Production Engineering for E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen wurde auf Grundlage der Expertise aus diversen nationalen sowie internationalen Industrie- und Forschungsprojekten rund um die Themenfelder der Elektromobilproduktion ein ganzheitlicher Ansatz zur Neuausrichtung produzierender Unternehmen des Elektromaschinenbaus entwickelt. Dieser dient zur systematischen Analyse und Sicherung der Kernkompetenzen sowie der strategischen Ausrichtung auf die effiziente Produktion von Elektromotoren. Im Pfad der Zukunftskonzepterarbeitung, bestehend aus den Teilbereichen Produkttechnologieidentifikation, Prozesstechnologiekettenbildung und Konzeption des Produktionssystems, wird nach dem Top-Down-Prinzip ein ideales integriertes Produkt- und Produktionskonzept für den unternehmensindividuellen Anwendungsfall geschaffen. Der Pfad der Bestandsoptimierung hingegen, bestehend aus den Teilbereichen Produktprogrammkonsolidierung, Produktionsoptimierung sowie Marktpositionierung und Benchmarks konsolidiert die bestehenden Betriebsstrukturen nach dem Bottom-Up-Prinzip. Nachfolgend wird das übergeordnete Zielbild der sechs Handlungsfelder zur Optimierung bestehender Elektro motorenproduk tionen in Deutschland aufgezeigt. Zukunftskonzepterarbeitung Die Realisierung einer Rotation bei vorgegebenem Drehmoment bzw. vorgegebener 01 Umsatzentwicklung deutscher Elektromotorenhersteller 02 Mitarbeiterentwicklung deutscher Elektromotorenhersteller antriebstechnik 8/2016 17

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