Kosten der Produktentwicklung: Die teuersten Entscheidungen werden zu Beginn getroffen

Dennoch geben die Entwicklungskosten nur einen Teil des Gesamtbildes wieder. Die tatsächlichen Kosten eines Produkts werden nämlich nicht nur durch die Anzahl der Stunden bestimmt, die Ingenieure für einen Entwurf aufwenden, sondern vor allem durch die Entscheidungen, die während des Entwicklungsprozesses getroffen werden. Ein Material, das schwer zu verarbeiten ist, ein Bauteil, das sich als unnötig komplex erweist, oder ein Gehäuse, dessen Montage viel Zeit in Anspruch nimmt, kann den Selbstkostenpreis eines Produkts über Jahre hinweg beeinflussen.

Genau aus diesem Grund wird oft gesagt, dass ein großer Teil der endgültigen Produktkosten bereits in der Entwurfsphase festgelegt wird. Nicht, weil das Produkt zu diesem Zeitpunkt bereits hergestellt ist, sondern weil die wichtigsten Entscheidungen gerade dann getroffen werden. Wer nur die Entwicklungskosten betrachtet, läuft daher Gefahr, die Gesamtkosten des Produkts aus den Augen zu verlieren.

Wie hoch sind die durchschnittlichen Kosten für die Produktentwicklung?

Auf die Frage, was die Produktentwicklung kostet, gibt es keine einfache Antwort. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Projekten sind dafür zu groß. Ein relativ einfaches Kunststoffgehäuse erfordert andere Investitionen als ein Medizinprodukt, ein Konsumgut mit Elektronik oder ein komplexes Produkt, in dem Mechanik, Software und Elektronik zusammenkommen.

Im Internet werden regelmäßig allgemeine Preisspannen genannt. Je nach Komplexität reichen die Kosten von einigen Tausend Euro für einen einfachen Entwurfsauftrag bis zu mehr als hunderttausend Euro für die komplette Produktentwicklung einschließlich Engineering, Prototypenbau, Validierung und Produktionsvorbereitung. Solche Beträge können helfen, ein erstes Gefühl für die Größenordnung zu bekommen, sagen aber wenig über die letztendliche Investition aus, die erforderlich ist, um ein Produkt erfolgreich in die Produktion zu bringen.

Zwei Projekte mit demselben Entwicklungsbudget können nämlich zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen führen. Der Unterschied liegt nicht nur im Umfang der durchgeführten Entwicklungsarbeit, sondern vor allem in der Qualität der Entscheidungen, die während dieses Prozesses getroffen werden. Ein gut durchdachter Entwurf erfordert in der Entwicklungsphase zwar möglicherweise mehr Aufmerksamkeit, sorgt später jedoch für niedrigere Produktionskosten, geringere Ausfallkosten und einen kürzeren Weg zur Serienreife.

Warum allgemeine Preisspannen wenig aussagekräftig sind – Produktentwicklung

Viele Unternehmen beginnen ihre Suche mit der Frage, was die Produktentwicklung kostet. Das ist ein logischer Ausgangspunkt, aber gleichzeitig eine Frage, die sich ohne Kontext nur schwer beantworten lässt. Die endgültigen Kosten werden von Dutzenden von Faktoren beeinflusst, darunter die Komplexität des Produkts, die gewünschten Stückzahlen, die Materialauswahl, Toleranzen, Zertifizierungsanforderungen, die Montage, Prüfverfahren und die Art und Weise, wie das Produkt letztendlich hergestellt werden soll.

Ein Produkt, das in kleiner Serie hergestellt wird, erfordert andere Entscheidungen als ein Produkt, von dem jährlich Hunderttausende Exemplare benötigt werden. Im ersten Fall kann Flexibilität wichtiger sein als maximale Automatisierung. Im zweiten Fall kann eine kleine Optimierung beim Materialverbrauch, bei der Zykluszeit oder bei der Montage über die gesamte Lebensdauer des Produkts hinweg erhebliche finanzielle Auswirkungen haben.

Daher ist ein günstiges Angebot für die Produktentwicklung nicht automatisch die vorteilhafteste Wahl. Wenn wichtige technische Fragen erst später im Verlauf des Projekts gelöst werden, verlagern sich die Kosten in eine Phase, in der Anpassungen oft wesentlich teurer sind. Eine Designänderung in der Konzeptphase ist relativ einfach. Eine Änderung, nachdem die Werkzeuge bestellt, die Prototypen validiert oder die Produktionspartner ausgewählt wurden, hat oft weitaus größere Konsequenzen.

Der größte Kostenfaktor ist nicht die Planung, sondern die Unsicherheit

Viele Unternehmen versuchen, die Entwicklungskosten so gering wie möglich zu halten. Das erscheint logisch, insbesondere wenn die Budgets unter Druck stehen oder noch nicht klar ist, ob ein Produkt kommerziell erfolgreich sein wird. Dennoch entsteht der größte Kostenfaktor in der Produktentwicklung oft nicht durch die technische Entwicklung selbst, sondern durch Unsicherheiten, die zu lange im Prozess bestehen bleiben.

Unsicherheiten hinsichtlich der Umsetzbarkeit eines Entwurfs, des Verhaltens von Werkstoffen, der Toleranzen, der Montage oder der Leistung in der Praxis führen regelmäßig dazu, dass Probleme erst spät sichtbar werden. Zum Beispiel während der Pilotphase, beim ersten Produktionslauf oder sogar nach der Markteinführung. Gerade in diesem Moment sind Änderungen erheblich teurer, als wenn dieselben Entscheidungen bereits früher geprüft und validiert worden wären.

Deshalb widmen erfahrene Produktentwickler den ersten Phasen eines Projekts relativ viel Aufmerksamkeit. Nicht, um den Entwicklungsprozess unnötig in die Länge zu ziehen, sondern um Risiken frühzeitig zu erkennen. Eine zusätzliche Iteration in der Konstruktionsphase kann später viel kostspieligere Arbeiten vermeiden. Das Gleiche gilt für einen Prototyp, der nicht nur zeigt, wie ein Produkt aussieht, sondern auch prüft, ob es technisch, funktional und fertigungstechnisch in Ordnung ist.

Woraus setzen sich die Produktentwicklungskosten zusammen?

Auch wenn jedes Projekt anders ist, besteht die Produktentwicklung in der Regel aus einer Reihe wiederkehrender Schritte. In der ersten Phase geht es darum, die Produktanforderungen genau zu definieren. Welche Funktion soll das Produkt erfüllen? Wer wird es nutzen? Unter welchen Bedingungen muss es seine Leistung erbringen? Welche technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen sind von Bedeutung?

Danach folgt die Konzeptentwicklung. In dieser Phase werden verschiedene Lösungsansätze untersucht und abgewogen. Nicht jedes Konzept, das technisch machbar ist, ist auch sinnvoll umzusetzen. Deshalb werden in dieser Phase oft bereits Entscheidungen getroffen, die später ausschlaggebend für den Materialeinsatz, die Montage, die Kosten und die Skalierbarkeit sind.

Anschließend wird der Entwurf technisch ausgearbeitet. Es werden Materialien ausgewählt, Toleranzen festgelegt, Bauteile konstruiert und Berechnungen durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit des Produkts zu untermauern. In dieser Phase zeigt sich oft, ob ein Produkt einfach herzustellen ist oder ob der Entwurf unnötige Komplexität aufweist.

Auf die Konstruktionsphase folgt in der Regel eine Prototypenphase. Hier zeigt sich, ob sich das Design in der Praxis wie erwartet verhält. Funktionstests liefern fast immer neue Erkenntnisse. Manchmal handelt es sich um kleine Optimierungen, manchmal um Entscheidungen, die neu überdacht werden müssen. Danach folgen die Validierung, die Vorbereitung der Werkzeuge, die Produktionsprozesse, die Qualitätssicherung und schließlich der Übergang zur Serienproduktion.

Die Kosten der Produktentwicklung entstehen also nicht in einer einzelnen Phase, sondern ergeben sich aus dem Zusammenspiel all dieser Schritte. Entscheidungen, die in einer frühen Phase getroffen werden, wirken sich fast immer auf die Kosten und Risiken in den nachfolgenden Phasen aus.

Warum ein günstiger Start später teuer werden kann

Ein niedriger Entwicklungspreis erscheint attraktiv, insbesondere wenn mehrere Anbieter Angebote für dieselbe Produktidee unterbreiten. In der Praxis zeigt sich jedoch regelmäßig, dass eine kostengünstige Entwicklung letztendlich zu höheren Gesamtkosten führt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn in der Anfangsphase der Herstellbarkeit, der Materialauswahl, den Toleranzen und der Produktionsvorbereitung zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Ein Entwurf, der nicht für die Produktion optimiert ist, kann beispielsweise aus mehr Bauteilen bestehen als nötig. Das bedeutet zusätzlichen Montageaufwand, ein höheres Fehlerrisiko und höhere Kosten pro Produkt. Es kann auch vorkommen, dass ein Entwurf zwar technisch einwandfrei funktioniert, sich aber in der Serienfertigung nur schwer reproduzieren lässt. In diesem Fall entstehen die Kosten erst, wenn der Schritt zur Produktion erfolgt.

Die Materialauswahl ist ein weiteres Beispiel. Ein kostengünstigeres Material erscheint auf den ersten Blick attraktiv, kann jedoch zu längeren Zykluszeiten, höheren Ausfallraten, Einschränkungen bei der Montage oder unzureichender Leistung in der Praxis führen. Gleiches gilt für Toleranzen. Unnötig enge Toleranzen verteuern die Herstellung von Bauteilen, obwohl sie funktional nicht immer erforderlich sind.

Jede einzelne Entscheidung mag vielleicht unbedeutend erscheinen. Zusammen bestimmen sie jedoch über Jahre hinweg die Kosten, die Qualität und die Zuverlässigkeit eines Produkts. Deshalb betrachten immer mehr Unternehmen nicht nur die Entwicklungskosten, sondern die Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer eines Produkts.

Wie DFM, Materialauswahl und Prototyping die Kosten senken

Ein wichtiger Bestandteil der modernen Produktentwicklung ist „Design for Manufacturing“. Der Grundgedanke dabei ist, dass ein Produkt nicht nur funktionieren, sondern auch effizient hergestellt werden können muss. Dies erfordert Konstruktionsentscheidungen, bei denen Produktion, Montage, Materialverhalten und Skalierbarkeit von Anfang an berücksichtigt werden.

DFM trägt dazu bei, die Komplexität zu verringern. Dies kann durch die Reduzierung der Anzahl der Bauteile, intelligentere Befestigungslösungen, realistischere Toleranzen oder eine bessere Abstimmung des Entwurfs auf das gewählte Fertigungsverfahren erreicht werden. Bei der Produktentwicklung im Kunststoffbereich kann dies beispielsweise bedeuten, dass Wandstärken, Entformungswinkel, Rippenstrukturen und Materialflüsse bereits in einer frühen Phase in den Entwurf einbezogen werden.

Auch die Materialauswahl hat großen Einfluss auf die Gesamtkosten. Das richtige Material ist nicht automatisch das günstigste pro Kilogramm, sondern das Material, das in technischer, fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht am besten zur jeweiligen Anwendung passt. Faktoren wie Festigkeit, Steifigkeit, Temperaturverhalten, Verschleiß, Verarbeitbarkeit, Langlebigkeit und Verfügbarkeit spielen dabei alle eine Rolle.

Prototyping ermöglicht es, Annahmen frühzeitig zu überprüfen. Ein guter Prototyp ist mehr als nur eine visuelle Überprüfung. Er zeigt, ob ein Produkt funktioniert, wie die einzelnen Komponenten zusammenwirken, wie die Nutzer damit umgehen und wo technische oder fertigungstechnische Risiken liegen. Da Prototypen relativ schnell angepasst werden können, sind sie ein wirksames Mittel, um höhere Kosten in späteren Phasen des Projekts zu vermeiden.

Der Wert des Prototyping liegt somit nicht nur im Prototyp selbst. Der eigentliche Wert liegt in den Erkenntnissen, die gewonnen werden, bevor Investitionen in Werkzeuge, Zertifizierung oder Produktionskapazitäten getätigt werden.

Wenn bestehende Produkte kostengünstiger optimiert werden können als die Entwicklung neuer Produkte

Innovation bedeutet nicht immer, dass ein völlig neues Produkt entwickelt werden muss. Viele bestehende Produkte wurden vor Jahren auf der Grundlage des damals verfügbaren Wissens, der damals verfügbaren Materialien und der damaligen Fertigungstechniken entwickelt. Seitdem wurden die Fertigungsprozesse verbessert, neue Materialien sind auf den Markt gekommen und die Anforderungen hinsichtlich Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Kosteneffizienz haben sich geändert.

Daher kann es interessant sein, ein bestehendes Produkt noch einmal unter die Lupe zu nehmen. Lässt sich die Anzahl der Bauteile reduzieren? Lässt sich die Montage vereinfachen? Kann eine andere Materialauswahl die Kosten senken? Lässt sich das Produkt für einen effizienteren Produktionsprozess anpassen? Oder gibt es Konstruktionsentscheidungen, die einst sinnvoll waren, heute aber nicht mehr die beste Lösung darstellen?

In vielen Fällen ist die Optimierung eines bestehenden Produkts lohnender als ein kompletter Neuanfang. Die Grundlage ist bereits vorhanden, es gibt praktische Erfahrungen, und oft ist bekannt, wo die Schwachstellen liegen. Das ermöglicht gezieltere Verbesserungen. Gerade bei Produkten, die bereits in größeren Stückzahlen hergestellt werden, kann eine kleine Verbesserung beim Materialverbrauch, bei der Montagezeit oder bei der Ausschussquote große Auswirkungen haben.

Die Frage ist daher nicht nur, was die Entwicklung eines neuen Produkts kostet. Mindestens ebenso relevant ist die Frage, wie viel Wert noch in dem Produkt steckt, das bereits heute produziert wird.

Wie PEZY die Kosten vom Konzept bis zur Pilotserie unter Kontrolle hält

Bei PEZY betrachten wir die Produktentwicklung als einen Prozess, in dem Entwicklungskosten, Produktionskosten und die Gesamtbetriebskosten miteinander verknüpft sind. Natürlich müssen die Entwicklungskosten im Rahmen bleiben. Mindestens ebenso wichtig ist jedoch, welchen Nutzen diese Investition in den Jahren bringt, in denen ein Produkt hergestellt, montiert, genutzt und gewartet wird.

Deshalb werden Engineering, Design for Manufacturing, Materialauswahl, Prototypenbau und Produktionsvorbereitung nicht als einzelne Schritte betrachtet, sondern als Bestandteile eines zusammenhängenden Entwicklungsprozesses. Indem man sich bereits frühzeitig Gedanken über die Herstellbarkeit, das Materialverhalten und die Produktionsmengen macht, lassen sich Designentscheidungen besser begründen, bevor sie später im Prozess kostspielig werden.

Die Kombination aus Produktentwicklung, Prototypenbau, Werkzeugbau und Pilotproduktion ermöglicht es, Annahmen frühzeitig zu validieren und gegebenenfalls anzupassen. Dies verringert technische Risiken, verhindert unnötige Iterationen und stellt sicher, dass Produkte nicht nur einwandfrei funktionieren, sondern auch effizient hergestellt werden können.

Letztendlich geht es bei der Produktentwicklung nicht darum, die niedrigsten Entwicklungskosten zu erzielen. Es geht darum, im richtigen Moment die richtigen Entscheidungen zu treffen. Entscheidungen, die dafür sorgen, dass ein Produkt besser herstellbar, zuverlässiger und kosteneffizienter wird.

Und diese Entscheidungen werden meist gleich zu Beginn getroffen.