Schneidkosten der Schneidverfahren

Plasmaschneidanlage
Doppelplasmabrenner: schneiden Alu verzugsarm

Jedes Schneidverfahren verursacht Kosten. Besonders hoch können Schneidkosten werden, wenn man ein für eine bestimmte Aufgabe weniger geeignetes Schneidverfahren einsetzt. Nicht selten erfordern betriebliche Anforderung ungünstige Entscheidungen: So wurde in einem Fall mit einem Plasmabrenner, dessen Hauptschneidbereich bis 30 mm Blechdicke beträgt, auch schon mal ein 40 mm dickes Material geschnitten und dabei wurde außer Acht gelassen, dass so ein Schnitt unwirtschaftlich ist, die Zuschnitte sind in so einem Fall zu teuer weil die Betriebskosten im Grenzbereich nicht linear sondern exponentiell wachsen.

Doch welche Kosten kommen auf den Betrieb ? Wo verstecken sich die Schneidkosten?

Ein weiterer Kostentreiber im Schneidprozesss liegt bei den Wartungs- und Reparaturkosten einer Schneidanlage, wenn diese ausufern. Es kommt vor, dass die Gewinne einer Schneidproduktion durch die Wartungs- und Reparaturkosten der Schneidsysteme aufgebraucht werden. Eine Schneidanlage oder gar eine Schneidabteilung gelten dann als unwirtschaftlich, wenn die durch sie erzeugten Zuschnitte beim Lohnfertiger um die Ecke preiswerter, schneller oder qualitativ besser eingekauft werden können. Daher fragen sich oft genug Unternehmen, ob sich der eigene Zuschnitt überhaupt noch lohnt?

Solange wenigstens ein Argument für die eigene Produktion spricht, beispielsweise die schnellere Verfügbarkeit der Teile, mag die eigene Produktion von Zuschnitten noch gerechtfertigt sein. Doch auch dieser vermeintliche Vorteil kann irgendwann aufgezehrt werden, wenn eine störanfällige Schneidanlage häufiger als normal eine Wartung oder Reparatur benötigt. Damit entzündet sich auch die Diskussion, was der bessere Weg ist: Selber schneiden oder Lohnteile einkaufen?

In diesen Kapiteln befassen wir uns mit Zahlen, Fakten und Erlebnisberichten aus der Praxis rund um die Themen Wirtschaftlichkeit und Betriebskosten der Schneidverfahren.  

Viel Spaß beim Lesen.

Kennzahlen der Schneidprozesse: Auslastung

In Literaturangaben zu Auslastungszahlen im Lohnschneidbereich finden wir häufig Zahlen, die an der Praxis vorbei gehen. So kann man in Wirtschaftlichkeitsberechnungen oft Auslastungszahlen von über 90 % zu finden, die in der Praxis so nicht einfach übernommen werden dürfen, wenn man keine falschen wirtschaftlichen Berechnungen aufliegen möchte.

Die Betrachtung der Auslastung erfordert eine  Differenzierung nach Schneidverfahren und Schneidgut. Nach unseren Erfahrungen erzielen Unternehmen, bei denen die Logistik und der Materialfluss optimal abgestimmt sind, aber noch keine Digitalisierung erfolgte, folgende maximale Auslastungen (Stand 2017, ohne Industrie 4.0-Features):

  • Plasmaschneidanlagen um die 55 bis 75%
  • Autogene Brennschneidanlagen um die 40 - 55%
  • Laserschneidanlagen mit auto. Beschickung liegen bei über 90%, wenn eine automatische Tischbeschickung vorhanden ist
  • Wasserstrahlschneidanlagen können bei über 80% liegen, je nachdem welches Material sie schneiden

Definition: Zur Ermittlung der Auslastung ziehen wir im weiteren die folgende Sichtweise vor: Wir betrachten nur die Schneidzeit zur Bearbeitung des Materials auf der Schneidanlage, sowie die Verfahrzeiten, gegebenenfalls die Lochstechzeit, Vorheizzeit beim Autogenbrennen, Spüldauer, die Rüstzeiten und die Einrichtarbeiten der Anlage, sowie Blechteile abräumen, Schneidtisch neu beladen.

Werden häufig dicke Materialien verarbeitet, deren Beschickung und Abräumen per se eine Menge manueller Handgriffe sowie Kraneinsatz erforderlich machen, kann die Schneidanlage während der Rüstzeit nicht produzieren und die Auslastungszahlen sinken weiter.

Wartungs- und Reparaturarbeiten sind in den Auslastungszahlen nicht erfasst.

Unterscheidung der verschiedenen Auslastungen und deren Ursachen:

  • Autogene Brennschneidanlagen arbeiten tendenziell mit höheren Stückgewichten des Schneidmaterials und damit verbunden ist der Aufwand der Beschickung und Entnahme der geschnittenen Teile wesentlich aufwendiger. Auch das Vorheizen auf Lochstechtemperatur kann je nach Materialdicke erhebliche Zeit in Anspruch nehmen.
  • Plasmabrenner verlieren nicht viel Zeit beim Lochstechen und werden in der Regel im mittleren Blechdickenbereich eingesetzt. Will man maximale Schnittqualität erreichen, wählt man einen geringeren Schneidstrom aus und lässt die Anlage langsamer laufen - gleichzeitig wird als Nebeneffekt die Auslastung erhöht. 
  • Wasserstrahlschneidanlagen bieten ein breites Anwenderspektrum, auch hier wird der Auslastungsgrad von den Rüstzeiten wesentlich beeinflusst. Bei Dünnblechen und Kunststoffen kosten die Beschickungsarbeiten weit aus weniger Zeit als bei dicken Materialien. Da der Schneidprozess bei dickeren Stoffen und bei Erzielung maximaler Schnittqualität relativ langsam abläuft, steigen auch hier die Auslastungszahlen.
  • Beim Laserschneiden sind wir bei dem Prozess angelangt, der auch im Hinblick auf eine Industrie 4.0 Vollautomatisierung höchste Auslastungswerte unter Verwendung von automatischen Beschickungs- und Entnahmesystemen, gekoppelt mit Lagertürmen erreicht. Die Rüst- und Nebenzeiten sind durch hohe Automatisierungsgrade deutlich verkürzt worden.

Grundsätzlich erreichen Anlagen gute Auslastungszahlen bei Lohnschneidern dann, wenn genügend Zuschnittaufträge und das Materialdickenspektrum optimal vorhanden sind, was oftmals aber nicht beeinflussbar ist, sondern von den Kunden abhängt.

Doch trotz aller guten Automatisierungsmaßnahmen und Materialflussoptimierungen, einen echten Nonstopp-Betrieb haben wir auch bei Lohnschneidern im Bereich Autogenschneiden und Plasmaschneiden bisher nicht feststellen können.

Die Ursache dafür liegt zum Einen im aufwendigen Abräumen der geschnittenen Teile, wenn diese dickerer Natur sind und mit dem Schneidtisch verkleben bzw. verschweissen, dann erfolgt das Abräumen durch recht aufwendige manuelle Handarbeit, der jede Form der Automatisierung bisher widerstrebte. Die Konturteile werden häufig mit dem Schneidbrenner oder mit dem Vorschlaghammer einzeln aus ihren Nestern befreit.  

Ein weiterer Hauptgrund liegt in der heute üblichen Kleinlosigkeit der Bestellungen für Zuschnitte: Viele Auftragseingänge umfassen nur 3-5 Positionen mit zum Teil wenigen Zuschnitten. Selbst wenn ein Lohnschneider die Aufträge für eine bestimmte Materialgüte und Dicke über viele Tage sammelt, ist nicht gewährleistet, dass das Unternehmen eine 6 m oder gar eine 12 m lange Blechtafel voll verschachteln kann. Will ein Lohnbetrieb seine Kunden nicht mit einer zu langen Lieferzeit verärgern, muss eine Blechtafel auch für nur wenige Brennteile aufgelegt und wieder abgeräumt werden - gleichgültig, wie viel Teile zu schneiden sind.

Auslastung ist nicht alles: Ist die Investition in eine langsamere Schneidmaschine mit geringerer Leistung die bessere Wahl?

Nicht selten erleben wir in der Praxis folgende Entscheidungsfindung: Eine neue Schneidanlage zeichnet sich beispielsweise durch eine 40% höhere Schnittgeschwindigkeit gegenüber dem kleineren oder älteren Modell aus. Der Einkäufer setzt seine derzeit zu schneidenden Aufträge als Basis für die Auslastungsermittlung ein und dabei schneidet in der Frage der Auslastung die kleinere, langsamere Anlage besser ab, da sie für die Fertigung der gleichen Tonnage eine längere Schneidzeit benötigt, ergo kann eine höhere Auslastung zugrunde gelegt werden, mit der in Folge auf den ersten Blick der Stundensatz für die langsamere Schneidanlage günstiger ausfällt.

Ist daher eine langsame Schneidanlage die bessere Wahl?

Den Fokus primär auf die Auslastung zu legen, scheint uns jedoch zu kurz gedacht und sollte nicht als einziges Entscheidungskriterium in der Investitionsfrage den Ausschlag geben.

Pro: Einsatz einer schnelleren, leistungsstärkeren Schneidmaschine

  • Eine schnellere Anlage hat die vorhandenen Serienproduktion schneller abgearbeitet und kann somit in der "freien" Zeit bereits neue Aufträge abwickeln. Für das Unternehmen, das in der Regel mit Wachstum rechnet, ist das ein nicht unerheblicher Faktor, denn es erweitert seine Fertigungskapazität.
  • Steigende Auftragszahlen erfordern bei leistungsschwächeren Schneidanlagen eventuell eine weitere Schneidmaschine. Diese benötigt dann aber auch die doppelte Stellfläche. Eventuell auch mehr Personal.
  • Die leistungsstärkere Anlage kann auch aufgrund ihrer Leistungsreserven dickere Materialien schneiden und sie liefert im Grenzbereich in der Regel schönere Schnittbilder. Dies gilt zumindest für Plasma und Laser. Die leistungsstärkere Plasmasschneidanlage besitzt bei Schneidarbeiten im oberen Dickensegment längere Standzeiten der Verschleißteile und damit günstigere Betriebskosten. Auch bei Laserschneidanlagen sind die Betriebskosten im oberen Dickenbereich bei leistungsstarken Strahlquellen günstiger gewichtet.  
  • Die leistungsstärkere Anlage erlaubt einen höheren Durchsatz und kann so die teurere Schichtarbeit obsolet werden lassen. Wo früher 1,5 oder 2 Schichten erforderlich waren, schafft eine Anlage mit höherer Leistung möglicherweise alles in einer Schicht.
  • Im Wettbewerbsfall bietet die schnellere Anlage die Möglichkeit, die Kostenvorteile, die sich aus der geringeren Bearbeitungszeit ergeben, an den Endkunden weiterleiten zu können.
  • Des weiteren muss berücksichtigt werden, dass ein Stundensatz sich nicht nur aus der Finanzierung, Abschreibung und damit der Auslastung zusammen setzt, sondern ein weitaus nicht zu verachtender Faktor sind die Betriebskosten. Und diese sind in der Regel wesentlich komplizierter im Vorfeld zu erfassen.

Contra: Einsatz einer schnelleren, leistungsstärkeren Schneidmaschine

  • Die Finanzierung für die leistungsstärkere Anlage ist höher
  • Die Energieversorgung muss stärker ausgelegt sein
  • Der Einsatz mehrerer Schneidanlagen bietet den Vorteil der Redundanz, falls eine Anlage mal ausfällt.
  • Gibt es, wider Erwarten, tatsächlich weniger Arbeit, dann steht die Anlage still. Wie beschäftigt man die Maschinenbediener in dieser Zeit?

Fazit: Es gibt Pro und Contra für beide Seiten. Die Seite der Pro-Argumente ist die längere und die stichhaltigere, meinen wir. Die Contra-Argumente sind aus unserer Sicht eher lösbar. Ob diese Argumente jedoch einen Anwender überzeugen ist von Unternehmen zu Unternehmen verschieden. Die Auslastung durch geringere Leistung künstlich nach oben zu treiben ist gemäß unserer Meinung nicht unbedingt der richtige Weg. Eine langsame Schneidanlage ist nicht automatisch die bessere Wahl. Spielen allein Investitionsgrößen die ausschlaggebende Rolle so wird man sich für die kleinere und leistungsschwächere Anlage auch unter Ausschluss der Pro-Argumente zuwenden.  

Wir geben zu bedenken:
Die Industrie steht an der Schwelle der Digitalisierung. Die Bedeutung des Internets und der Branchenportale wird weiter zunehmen.
Aufträge werden mehr und mehr online vergeben.
Wohl dem Unternehmen, das genügend Ressourcen besitzt und die Schneidanlagen zukunftsfähig dimensioniert hat, so dass diese auch die Mehrarbeit problemlos ausführen können, weil sie genügend Leistungsreserven besitzen und sich auch so weiter wachsendem Wettbewerbsdruck stellen können.

Stundensatz und Betriebskosten von Schneidverfahren

Der Stundensatz differiert im Markt sehr stark, er ist abhängig vom jeweiligen Betrieb und seinem Stammgeschäft. Schon der Gedanke über die unterschiedlichen Auslastungsgrade macht deutlich, dass die Streubreite der Stundensätze extrem groß sein muss und tatsächlich auch ist.
Weitere beeinflussende Parameter sind:

  • Wird das Schneiden als Nebenjob gehandhabt oder handelt es sich um einen Lohnschneider mit angehängtem Stahlhandel und großem Maschinenpark?
  • Werden überwiegend Dünnbleche oder dickes Grobblech geschnitten?
  • Sind die Maschinen automatisiert und die Logistik optimiert?
  • Arbeitet man mit übergroßen  Blechtafeln mit 12 Meter Länge und Überbreite oder nur mit kleinen Standardabmessungen, die schlechtere Schachtelergebnisse aufweisen?
  • Wird mehrschichtig gearbeitet oder nur stundenweise?
  • Und nicht zuletzt: Welche Kalkulationsart liegt dem Betrieb zugrunde und wie sehen die Personal- und die Gemeinkosten aus?

Aufgrund dieser Streuung ist die Angabe eines generellen Stundensatzes überhaupt nicht möglich.

Welche Bedeutung hat der Stundensatz für den Endkunden?

Der Stundensatz hat keine besonders große Bedeutung für den Endkunden. Denn der Kunde will wissen, was seine Zuschnitte kosten. Der Rest ist ihm egal. Daher liegt die Bedeutung des Stundensatzes eher beim Lohnschneider, damit es seine Bauteile kalkulieren kann. Dem Endkunde hingegen kann es egal sein, ob ein Unternehmen intern mit 75 Euro, 150 Euro, 250 Euro oder womit auch immer seinen Stundensatz kalkuliert.

Unternehmen, die mit einer Vollkostenrechnung arbeiten, können schnell auf Stundensätze von über 300 Euro kommen, die natürlich auf den ersten Blick abschreckend erscheinen. Doch ein Endkunde kauft in der Regel nicht 1 Schneidstunde, sondern er bestellt 10 Zuschnitte und ihn interessiert nur, was diese ihn kosten und wie schnell er sie bekommt.

Daraus folgt, Sie müssen schneller, besser und günstiger produzieren, aber Ihre Kosten gehen nur Sie etwas an, nicht den Endkunden.
Dieser bezahlt eine Summe x für seine 10 Zuschnitte. Entspricht der Preis seiner Erwartungshaltung, wird der Auftrag vergeben - gleichgültig welchen Stundensatz Sie für Ihre Schneidanlage ermittelt haben.

Am Ende zählt für den Kunden nur, was er zu bezahlen hat. Und dieser Wert ist abhängig von der Produktivität Ihrer Fertigung. Je besser ein Schneidbetrieb seine Schneidprozesse beherrscht, seine Mannschaft motiviert, seine Intralogistik optimiert, seine Produktionslandschaft digitalisiert, desto preiswerter und schneller werden die Zuschnitte ausfallen.  

Die reinen Betriebskosten einer Schneidanlage lassen sich leicht ermitteln, wenn alle Verbrauchs-, Auftrags- und Betriebsdaten bekannt sind. Kennt man diese Kosten, so kann man sie auch optimieren. Doch oftmals scheitert es in so manchen Betrieb genau an diesen Positionen: An vielen bestehenden Altanlagen gibt es ohne Digitalisierung keine Echtzeitdaten über Verbräuche und Auslastungszustände. Wird geschätzt, ergeben sich häufig starke Abweichungen von der Realität.

Generell gilt: Jede Betriebskostenberechnung, die im Vorfeld erstellt wurde, kann in der Regel nur eine grobe Schätzung darstellen. Mit zunehmender Erfahrung und mit rückblickenden Auswertungen findet jedes Unternehmen aber seinen an die Realität nahe kommenden Wert. Die Betriebskosten für Morgen kann man nur ermitteln, wenn man Heute weiß, was und wie viel Morgen geschnitten wird, wie gut die Verschachtelung arbeitet und damit wie hoch der Materialverschnitt ausfallen wird und welche Störungen morgen eintreten werden. Da dieses Wissen in idealer Form aber nicht vorliegt, können Betriebskosten nur im Hinblick auf die Vergangenheit angegeben werden. Mit anderen Worten: Man schätzt. Und mit der Zeit und mit der Erfahrung und mit Hilfe einer Digitalisierung schätzt man immer genauer, immer auftragsnäher. 100% wird man nicht erreichen.

Wenn Sie hierzu Hilfe brauchen, fragen Sie uns an.


Betriebskosten der Schneidverfahren:

Eine moderne Qualitätsplasmaschneidanlage benötigt im Mittel, wenn sie richtig ausgelegt und optimal betrieben wird folgende Verbrauchswerte in der Praxis: 

Betriebskosten Plasmaschneidmaschinen

  • Nach unserer Erfahrung sind ca. 4.000,- € bis 8.000,- € Verschleißteile pro Jahr im Einschichtbetrieb pro Brenner anzusetzen.
    (abhängig von Materialdicke, Brennertyp, Maschinenpflege, Wartungskosten, Bedienererfahrung, Betriebsstrukturierung und weiteren Parametern)
  • Wobei uns auch Zahlen vorliegen, bei denen Unternehmen im Einzelfall Verschleißteilekosten im Wert von bis zu 40.000,- € bei Einschichtbetrieb einkaufen mussten, weil die Anlage nicht im optimalen Betriebspunkt eingesetzt wurde. Nicht immer muss dabei ein Maschinen- oder Bedienungsfehler vorliegen.
  • Die Verschleißteilekosten sind der Hauptkostentreiber bei den Betriebskosten von Plasmaschneidanlagen. Auf einem ähnlich hohen Niveau befinden sich noch die additiven Energiekosten, Gas und Strom. Weder der Verbrauch an Verschleißteilen noch der Verbrauch an Energien kann exakt vorhergesagt werden, da diese vom Teile-, Dickenspektrum und den Schneidgeometrien abhängig sind.

Betriebskosten Brennschneidmaschinen

  • Bei Brennschneidanlagen stellen die Gaskosten den Löwenanteil dar. Je nach Anzahl der Brenner, je nach Gasart (Propan, Acetylen, Erdas, sonstiges) rechnet man pro Autogenbrenner gemäß Literaturangaben ca. mit rund 7,- Euro/h pro Brenner. Bei Acetylen sind die Kosten entsprechend höher. Genauere Zahlen über Autogenschneidkosten lesen Sie im Kapitel ...
  • Die Schneiddüse bei einem guten Autogenbrenner kann gemäß unseren Berechnungen mit ca. 1 €/Schneidstunde angesetzt werden.
  • Auch hier gilt: Verbrauch an Verschleißteilen und Energien kann nicht exakt vorhergesagt werden, da diese vom Teile-, Dickenspektrum und den Schneidgeometrien abhängig sind und dementsprechend weit ist die Schwankungsbreite.

Betriebskosten Laserschneidmaschinen

  • Bei Laseranlagen ist der treibende Kostenfaktor Gas und Strom. Je nach Laserart CO2 oder Faserlaser müssen hier andere Kosten angesetzt werden, da beim CO2 zusätzliches Kühlgas verbraucht wird und sein elektrischer Wirkungsgrad wesentlich geringer ist. Je dicker der Laser schneidet, desto erheblich höher ist sein Gasverbrauch. Die Angabe von Betriebskosten für einen Laser ist seriös gar nicht möglich, denn sie muss immer in Korrelation mit den zu schneidenden Materialien betrachtet werden. Daher sind exakte Betriebskosten nicht pauschal aufführbar.
  • Nicht unerheblich sind auch die Wartungskosten bei CO2-Laseranlagen, die schnell 15.000 bis 20.000 € pro Jahr betragen können. Die Wartungskosten bei Faserlaseranlagen sind weitaus geringer. Fragen Sie hierzu Ihren Laserhersteller an.

Betriebskosten Wasserstrahlschneidmaschinen

  • Bei Wasserstrahlanlagen liegt der Hauptkostenfaktor beim Abrasivsand und den Verschleißteilen sowie elektrischer Energie und Wasser. Exakte Zahlen im voraus anzugeben ist nicht möglich, da auch diese vom Teile-, Auftrags- und Dickenspektrum abhängig sind. Mehr Angaben finden Sie im Kapitel über die Wasserstrahlschneidkosten ...

 

Zur Ermittlung der Stundensätze gesellen sich zu jeder Anlage noch die Abschreibung, Finanzierungskosten, Stromkosten, Druckluftkosten und Kosten für sonstige Energien hinzu.
Hallenmiete, Personal für Bediener, Abräumer, Entgrater, Kranfahrer, Lager und Logistikkosten und die Programmierer aus der AV schlagen anteilig mit im Stundensatz auf. 

Bei genauer Berechnung des Stundensatzes dürfen auch der Verschnitt und damit die Qualität der CAD/CAM Verschachtelung sowie die Störausfälle nicht unterschlagen werden.

In einer Vollkostenrechnung werden auch die nicht produktiven Kräfte aus der Verwaltung sowie die Kosten des Unternehmens auf die Schneidstunden der Maschinen umgelegt. Alle diese Kosten sind firmenspezifisch zu erfassen und ergeben in Summe Ihren Maschinenstundensatz.

Wenn Schneidmaschinen-Hersteller einen Betriebsstundensatz angeben, ist das lobenswert. Es hilft Ihnen jedoch nur wenig, wenn Sie nicht wissen, für welches Material, bei welcher Dicke, Schnittgeschwindkeit, Auslastung, Energiepreisen etc. diese Kostenberechnung statt gefunden hat. Erfragen Sie daher die Randbedingungen zu den Kostenangaben.  


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