Tooling in Germany 2020 - Fraunhofer IPT
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Tooling in Germany
Tooling in Germany
2020
2020
Wolfgang Boos
Christoph Kelzenberg
Marcel Prümmer
David Goertz
Julian Boshof
Rainer Horstkotte
Tim Ochel
Christian Lürken
mit Unterstützung der
1
Tooling in Germany Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen steht mit seinen 900 Mitarbeitenden weltweit als Synonym für erfolgreiche und zukunftsweisende Forschung und Innovation auf dem Gebiet der Produktionstechnik. In vier Forschungsbereichen werden sowohl grundlagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie ausgerichtete Forschungsvorhaben durchgeführt. Darüber hinaus werden praxisgerechte Lösungen zur Optimierung der Produk- tion erarbeitet. Das WZL deckt mit den vier Lehrstühlen Fertigungstechnik, Werkzeugmaschinen, Messtechnik und Qualität sowie Produktionssystematik sämtliche Teilgebiete der Produktionstechnik ab. Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen vereint Wissen und Erfahrung in allen Feldern der Produktionstechnik. In den Bereichen Prozesstechnologie, Produktionsmaschinen, Mechatronik, Produktionsmess- technik und Qualität sowie Technologiemanagement bietet das IPT Projektpartnern und Auftraggebern individuelle Speziallösungen und unmittelbar umsetzbare Ergebnisse für die moderne Produktion. In Zusammenarbeit mit dem WZL und der WBA führt das IPT Benchmarkingprojekte im Werkzeugbau durch. Der Fokus liegt hierbei auf der Bewertung der technologischen Potenziale des Werkzeugbaus. Impressum Tooling in Germany Copyright © 2020 Autoren: Wolfgang Boos, Christoph Kelzenberg, Marcel Prümmer, David Goertz, Julian Boshof, Rainer Horstkotte, Tim Ochel, Christian Lürken Gestaltung: Simona Neacsu ISBN: 978-3-946612-50-6 Druck: printclub, 1. Edition Werkzeugmaschinenlabor WZL der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen Campus-Boulevard 30 D-52074 Aachen www.wzl.rwth-aachen.de Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Steinbachstraße 17 D-52074 Aachen 2 www.ipt.fraunhofer.de
Tooling in Germany
Tooling in Germany
2020
2020
Wolfgang Boos
Christoph Kelzenberg
Marcel Prümmer
David Goertz
Julian Boshof
Rainer Horstkotte
Tim Ochel
Christian Lürken
mit Unterstützung der
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Tooling in Germany
Executive Summary
Deutschland ist weltweit bekannt für sein higkeit besitzt. Des Weiteren zeigt die Studie
Gütesiegel „Made in Germany“. Global Trends innerhalb der deutschen Branche
werden deutsche Produkte als qualitativ Werkzeugbau auf. Diese Trends stellen
hochwertig angesehen. Dies trifft auf in Einblicke für potenzielle Lösungsmöglich-
Serie hergestellte Produkte, die tagtäglich keiten dar, damit sich deutsche Werkzeug-
in Haushalten Anwendung finden, zu. Aber baubetriebe auch zukünftig erfolgreich im
auch industriell gefertigte Erzeugnisse wie Wettbewerb positionieren können.
Maschinen, Anlagen und Werkzeuge besitzen
auf der ganzen Welt eine exzellente Wahr- Der deutsche Werkzeugbau ist überwiegend
nehmung. Insbesondere der deutsche Werk- mittelständisch geprägt: Rund 65 % aller
zeugbau hat im internationalen Wettbewerb Werkzeugbaubetriebe beschäftigen weniger
den Ruf, qualitativ hochwertige, nachhaltig als 50 Mitarbeiter. Der Fokus liegt dabei auf
effiziente und produktionsstabile Werkzeuge der Herstellung von Spritzgießwerkzeugen
herzustellen. sowie auf Werkzeugen zur Blech- und Mas-
sivumformung. In Europa liegt Deutsch-
Während der Qualitätsvorsprung das bishe- land, gemessen am Produktionswert, auf
rige Differenzierungsmerkmal für Werkzeug- Platz 1 der Produzenten für Serienwerkzeuge.
baubetriebe am Hochlohnstandort Deutsch- Deutsche Werkzeugbaubetriebe zeichnen
land darstellte und einen höheren Preis sich durch Werkzeuge mit hoher Komple-
gegenüber der internationalen Konkurrenz xität aus. Zudem kann eine hohe Qualität
rechtfertigte, wird die entstehende Konkur- im Leistungserstellungsprozess identifiziert
renz durch steigende Produktqualitäten auf werden. Dieser zeichnet sich vor allem durch
dem internationalen Markt stetig höher. anforderungsgerechte Entwicklung und Kon-
Hinzu kommt, dass sich die deutsche Branche struktion, systematische Fremdvergabe in
Werkzeugbau aktuell in einer herausfor- der mechanischen Fertigung sowie hohe
dernden wirtschaftlichen Gesamtsituation Kompetenzen in Montage und Werkzeug-
befindet. So liegt bspw. die durchschnitt- qualifizierung aus. Die interne Wertschöp-
liche Umsatzrendite der deutschen Branche fung ist dabei insbesondere durch eine hohe
Werkzeugbau im Jahr 2019 47 % unter dem Prozessbeherrschung und hohe Auslas-
Wert von 2016. Dadurch ist es nicht verwun- tungen aufgrund einer zunehmenden Auto-
derlich, dass die Anzahl der Unternehmen matisierung in der mechanischen Fertigung
der Branche, die ihre Geschäftslage als charakterisiert. Die anforderungsgerechte
wirtschaftlich sehr gut bewertet haben, um Qualifizierung der Mitarbeiter deutscher
41 Prozentpunkte geringer ist als noch 2016. Werkzeugbaubetriebe wird ebenfalls durch
die Investition in Nachwuchskräfte und
Zur ohnehin angespannten wirtschaftli- Mitarbeiterfortbildungen fokussiert.
chen Lage vieler Werkzeugbaubetriebe
kommt die Corona-Krise erschwerend hinzu. Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der
Dadurch sehen sich viele Unternehmen mit RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut
den Herausforderungen konfrontiert, die für Produktionstechnologie IPT verfügen
interne Wertschöpfung aufgrund von Kurz- über langjährige Erfahrung in der Branche
arbeit reorganisieren zu müssen oder keine Werkzeugbau. Die gemeinsame Durchfüh-
Produkte mehr bei Zulieferern abrufen zu rung zahlreicher Industrie- und Forschungs-
können, da vielerorts die Produktion zum projekte mit deutschen Werkzeugbaube-
Erliegen kommt. trieben verschafft den beiden Instituten einen
Einblick in den Status quo der Branche sowie
Die Studie „Tooling in Germany“ vermittelt aktuelle Herausforderungen und Trends.
einen Eindruck, welchen Status quo und
welche Entwicklung die Werkzeugbaunation
Deutschland hinsichtlich ihrer Leistungsfä-
4
Tooling
ToolingininGermany
Germany
≈ 50 %
… geringer ist die Anzahl
an Werkzeugbaubetrieben,
welche im Vergleich zu
Februar 2019 eine
Auftragsreichweite von
6 Monaten haben.
≈ 48 %
… aller deutschen
Werkzeugbaubetriebe
erwirtschaften einen
Jahresumsatz von weniger
als 5 Mio. €.
≈8%
… geringer ist der Preis
eines durchschnittlichen,
in Deutschland gefertigten
Werkzeugs im Vergleich
zum Jahr 2014.
772 €
… pro Tag erwirtschaftet
ein Werkzeugbaubetrieb
in Deutschland
durchschnittlich mit einem
Neuauftrag.
5
Tooling in Germany
296
Durchschnittliche Anzahl teilnehmender
Werkzeugbaubetriebe aus dem deutsch-
sprachigen Raum im Jahr
6
Tooling in Germany
Excellence in Production
[Lernen von den Besten!]
Der Wettbewerb „Excellence in Production“ Die Siegerehrung findet traditionell im
zum „Werkzeugbau des Jahres“ ist eine Insti- Krönungssaal des Rathauses der Stadt Start des Wettbewerbs
tution in der Branche Werkzeugbau. Jährlich Aachen, am Vorabend des internationalen November
durchgeführt vom Werkzeugmaschinenlabor Kolloquiums „Werkzeugbau mit Zukunft“, ca. 30 Fragen
WZL der RWTH Aachen und dem Fraunho- statt. Jeder Teilnehmer des Wettbewerbs
fer-Institut für Produktionstechnologie IPT erhält im Anschluss eine individuelle Kenn-
werden seit nunmehr 16 Jahren die besten zahlenauswertung.
Werkzeugbaubetriebe im deutschsprachigen Ende der 1. Phase
Raum verglichen, um die Leistungsfähig- Im Jahr 2019 setzten sich von 303 teilneh-
keit und den Bekanntheitsgrad der Branche menden Werkzeugbaubetrieben 16 Unter- März
Werkzeugbau zu fördern. Übergeordnetes nehmen gegen die restlichen Teilnehmer ca. 70 Fragen
Ziel ist die Steigerung der Wettbewerbsfä- des Wettbewerbs durch und wurden von
higkeit der Werkzeugbaubetriebe durch ein einem Expertenteam von WZL und IPT vor
„Lernen von den Besten“. Ort besucht. Zentrale strategische Schwer- Ende der 2. Phase
punkte der besuchten Unternehmen lagen
Die Teilnahme am Wettbewerb „Excellence in in der Intensivierung der Kollaboration zur Mai
Production“ setzt eine möglichst vollständige Produktentwicklung, im Einsatz automati- Auswertung & Audits
Bearbeitung des Wettbewerbsfragebogens sierter Lösungen in der Fertigung sowie aktu-
voraus, welcher von jedem Unternehmen der ellen Ansätzen zur ganzheitlichen Digitalisie-
Branche bis Anfang Mai ausgefüllt werden rung der Werkzeugbaubetriebe. Aus organi- Jurysitzung
kann. Die daraus resultierenden Informati- satorischer Sicht bedeutet dies den Einsatz
September
onen dienen den Forschungsinstituten als agiler Prozesse und Organisationsstrukturen,
Grundlage zur Bildung von Kennzahlen. Auf um eine zunehmende Vernetzung der Wert-
Basis dieser Kennzahlen wird eine Rang- schöpfungskette zu realisieren. Hinsichtlich Preisverleihung
folge der Unternehmen erstellt. Zur besseren der Technologie werden durch die Automa- November
Vergleichbarkeit erfolgt die Bewertung in tisierung des Shopfloors intelligente Systeme
vier Kategorien, bei denen jeweils zwischen in der Fertigung der Werkzeugbaubetriebe
Marktzugang (intern oder extern) und implementiert. Der Wettbewerb 2019 hat
Mitarbeiteranzahl (kleiner 50 Mitarbeiter aufgezeigt, dass sich der deutsche Werk-
und ab 50 Mitarbeiter) unterschieden wird. zeugbau kontinuierlich weiterentwickelt.
Im Anschluss an die Auswertung besuchen Um den Wettbewerb „Excellence in Produc-
Werkzeugbauexperten von WZL und IPT die tion“ zum „Werkzeugbau des Jahres“ zu
besten vier Unternehmen jeder Kategorie vor gewinnen, muss ein Unternehmen techno-
Ort. Hier erfolgt eine detaillierte Auditierung logisch entlang der gesamten Prozesskette
der Werkzeugbaubaubetriebe. Auf Basis der überzeugen und in finanzieller, organisato-
Fragebogenergebnisse und der Eindrücke rischer und strategischer Hinsicht exzellent
während der Unternehmensbesuche kürt sein. Weitere Informationen zum Wettbe-
anschließend eine Jury aus Vertretern von werb erhalten Sie unter
Industrie, Politik, Verbänden und Wissen- www.excellence-in-production.de
schaft die Finalisten, Kategoriesieger und
den Gesamtsieger zum Werkzeugbau des
Jahres.
„Die vielfältige Resonanz auf den Gewinn ist grandios. Sehr positives Feedback und
Begeisterung bei unseren Kunden, Lieferanten, Kooperationspartnern und nicht
zuletzt: Bei unseren Mitarbeitern! Aufgrund des Awards sind Projekte mit Neukunden entstanden,
Bestandskunden haben eine verstärkte, engere Zusammenarbeit angekündigt, ein neues Großprojekt konnte
gewonnen werden! Eine Teilnahme am Wettbewerb können wir nur wärmstens empfehlen!“
Michael Stepper, Geschäftsführer der Fritz Stepper GmbH & Co. KG Präzisions-Werkzeuge, Gesamtsieger 2019
7
Tooling in Germany
Westfalen – Ballungsgebiet für Werkzeugbaubetriebe der
Elektroindustrie zur Produktion von Steckverbindungen
8
Tooling in Germany
Studiendesign
Benchmarking- Öffentliche
datenbank Datenbanken
WZL/IPT und Portale
Unternehmens- Branchen-
besuche wissen
Die vorliegende Studie „Tooling in Germany perten von WZL und IPT, welches auf Unter-
2020“ beschreibt die Charakteristika und die nehmensbesuchen und -audits, Expertenge-
Leistungsfähigkeit deutscher Werkzeugbau- sprächen sowie Industrie- und Forschungs-
betriebe. Die Studie konsolidiert relevante projekten basiert.
Kennzahlen des deutschen Werkzeugbaus
aus den Jahren 2016 bis 2019 und gibt einen Die Studie „Tooling in Germany 2020“ gibt
Einblick über zukünftige Herausforderungen einen ganzheitlichen Überblick über den
und Trends in der Branche. Status quo und die Entwicklung des deut-
schen Werkzeugbaus. Anhand der drei
Die Studienergebnisse basieren auf Daten- Dimensionen
sätzen deutscher Werkzeugbaubetriebe aus • Produkt
der weltweit größten Datenbank im Bereich • Prozess
Werkzeugbau. Die gemeinsame Datenbank • Ressourcen
des Werkzeugmaschinenlabors WZL der erfolgt eine qualitative und quantitative
RWTH Aachen und des Fraunhofer-Insti- Bewertung der organisatorischen und tech-
tuts für Produktionstechnologie IPT umfasst nologischen Leistungsfähigkeit des deut- Die Datenbank von
insgesamt über 1.000 verschiedene Daten- schen Werkzeugbaus. WZL und IPT umfasst
sätze deutscher Unternehmen, die nicht über
älter als 5 Jahre sind, und mehr als 2.000
Datensätze internationaler Werkzeugbau-
In der Dimension Produkt wird die Komple-
xität des angebotenen Werkzeugspektrums 1.000
betriebe. Die Datensätze deutscher Werk- und der Anteil von werkzeuggebundenen Datensätze
zeugbaubetriebe resultieren einerseits aus Dienstleistungen beurteilt. Mit der Dimen- deutscher Werkzeug-
dem Wettbewerb „Excellence in Production“ sion Prozess werden alle umsatzrelevanten baubetriebe nicht
zum „Werkzeugbau des Jahres“. Andererseits Aspekte der Leistungserstellung in Bezug älter als 5 Jahre
sind gemeinsam von WZL und IPT durchge- auf Effizienz beschrieben. Die Dimension
führte Benchmarkingprojekte mit deutschen Ressourcen beinhaltet die Analyse und
Werkzeugbaubetrieben Datenbasis für diese Bewertung der vorhandenen Fertigungs-
Studie. Ein weiterer Teil der Studienergeb- mittel sowie allgemeine Charakteristika der
nisse ergibt sich aus Fachzeitschriften und Mitarbeiter in deutschen Werkzeugbaube-
veröffentlichten Daten zum deutschen Werk- trieben.
zeugbau. Quellen sind öffentlich zugäng-
liche Datenbanken und Portale wie bspw. Des Weiteren erfolgt je Dimension eine
Comtrade, Eurostat sowie Daten des Statis- Beschreibung von Trends mit dem Ziel, aktu-
tischen Bundesamtes und des VDMA. Eben- elle Entwicklungsrichtungen der deutschen
falls Bestandteil der Studienergebnisse ist Branche Werkzeugbau aufzuzeigen.
das Branchenwissen der Werkzeugbauex-
9Tooling in Germany
Industrielles Umfeld
[Lediglich 4 % der Unternehmen
schätzen ihre wirtschaftliche Lage als
sehr gut ein.]
Aktuelle Situation gut bewerten, bei lediglich 4 % liegt. Dieser
„Die deutsche Wirtschaft stagniert Wert ist 41 Prozentpunkte geringer als
weiterhin“. So stellt das Bundesministe- noch 2016. Darüber hinaus erwarten laut
rium für Wirtschaft und Energie (BMWi) dem „Konjunkturbarometer“ der Zeit-
die aktuelle Marktsituation in Deutschland schrift „Werkzeug- und Formenbau“ 93 %
dar. Grundsätzlich steht in Deutschland eine der deutschen Werkzeugbaubetriebe in
robuste Binnenwirtschaft mit steigenden den nächsten 12 Monaten kein Wachstum
Einkommen, steuerlichen Entlastungen und (Stand 02/2020). Entscheidungen zu treffen,
dynamischen Staatsausgaben der exporto- gestaltet sich in der aktuellen Marktlage,
rientierten Industrie gegenüber. 2018 stieg insbesondere mit Hinblick auf den Kapital-
das Bruttoinlandsprodukt lediglich um einsatz, schwieriger als noch Anfang 2019.
1,4 % und im Jahr 2019 sogar nur um Daher ist es nicht verwunderlich, dass 68 %
0,5 %. Zum Jahresende stagnierte die deut- der deutschen Werkzeugbaubetriebe in den
sche Wirtschaft erneut stärker als gedacht. nächsten 12 Monaten keine größeren Investi-
Trotz geringer Wachstumsraten konnte tionen planen. Bei vielen Betrieben bleibt der
jedoch nicht von einer Rezession gesprochen gewohnte Auftragseingang aus. Die Betrach-
werden. Durch die abflachende deutsche tung der Auftragsreichweite zeigt, dass im
Gesamtwirtschaft ist auch im deutschen Vergleich zu Februar 2019 nur halb so viele
Werkzeugbau eine grundsätzliche Stagna- Unternehmen eine Auftragsreichweite von
tion zu erkennen. So liegt bspw. die durch- 6 Monaten haben. Insbesondere durch die
schnittliche Umsatzrendite der Branche im Unsicherheit in der Automobilbranche steigt
Jahr 2019 47 % unter dem Wert von 2016. die Anzahl der Insolvenzen seit Q2 2019
Dadurch ist es nicht verwunderlich, dass die kontinuierlich an. Hierbei handelt es sich
Anzahl der Unternehmen der Branche, die vermehrt um kleinere externe Werkzeug-
ihre Geschäftslage als wirtschaftlich sehr baubetriebe. Bei internen Werkzeugbaube-
Auftragsreichweite im Werkzeug- und Formenbau
in Monaten
Auftragsreichweite ≥ 6 Monate
30 %
Februar 2018: 24 %
25 %
Februar 2020: 12 %
20 %
15 %
10 %
5%
0%
te
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9
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-1
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10
10Tooling in Germany
trieben werden aktuell durch Kurzarbeit, zeugbaus insgesamt ist. Diese Fragen sind
Restrukturierungen, Entlassungen und aktuell schwer zu beantworten. Die Experten
Desinvestitionen Kosten reduziert, um die der Industrie sind gespalten. Verschie-
notwendige Liquidität des Gesamtbetriebs dene Betriebe verzeichneten vor der Coro-
sicherzustellen. Eine starke Konsolidierung na-Krise bereits einen Anstieg der Aufträge.
der Branche ist aktuell nicht mehr von der Dadurch wurden Finanzmittel frei, die jetzt
Hand zu weisen. Nicht umsonst fragen sich zur Kostendeckung genutzt werden können.
viele Betriebe der Branche: Andere Betriebe fallen ohne Rücklagen von
der Automobilkrise in die Corona-Krise. Für
Wie wird es weitergehen? diese Betriebe wird die Lage angespannter.
Anfang des Jahres hat das BMWi entgegen Viele Betriebe führen drastische Einsparmaß-
der Stagnation der deutschen Wirtschaft nahmen durch und senken bspw. durch Kurz-
auch erste Signale erkannt, die auf ein Ende arbeitspläne und Entlassungen ihre Kosten.
der Verlangsamung und damit auf eine
allmähliche Erholung der Gesamtwirtschaft Positionierung WZL, IPT und
hindeuten. Eigentlich sollte die Gesamtwirt- WBA
schaft im Verlauf von 2020 wieder leicht Zuallererst gilt es, die Corona-Krise durch-
an Fahrt aufnehmen. Im Jahreswirtschafts- zustehen und mit allen verfügbaren
bericht 2019 prognostiziert die Bundesre- Maßnahmen zur Kostensenkung und staat-
gierung Impulse aus der Binnenwirtschaft, lichen Zuschüssen die Liquidität des eigenen
durch die ein Konjunkturaufschwung Unternehmens sicherzustellen. Sobald die
möglich schien. Das wirtschaftliche Umfeld deutsche Wirtschaft wieder anläuft, wird
bleibt jedoch von Unsicherheiten geprägt. sich auch die Lage deutscher Werkzeugbau-
So kommt zur ohnehin angespannten wirt- betriebe wieder erholen.
schaftlichen Lage die Corona-Krise hinzu.
Diese limitiert aktuell die interne Wertschöp- Der Input vieler Unternehmen unseres
fung von deutschen Betrieben und reduziert heterogenen Partnernetzwerks ließ Anfang
die Nachfrage auf ein Minimum. Zudem des Jahres die Prognose eines Aufschwungs
können Betriebe weder auf externe Kapazi- der deutschen Branche Werkzeugbau zu.
täten zugreifen, noch Güter absetzen oder Nach Aufschwung der Gesamtwirtschaft
erhalten. Die Pandemie versetzt die deut- dürfte sich diese Prognose zeitversetzt
sche Wirtschaft in eine Starre, wie einst die erfüllen. Eine schrittweise Erholung der
Finanzkrise 2008. Da niemand die vollum- Branche nach der Corona-Krise ist durch
fänglichen Auswirkungen der Krise kennt, einen wirtschaftlichen Aufschwung der
bleibt fraglich, ob die zugehörige Rezession Industrie durchaus realistisch und dürfte
ein ähnliches Ausmaß wie die damaligen 5 % sich in den Auftragsbüchern deutscher Werk-
annehmen wird. zeugbaubetriebe niederschlagen. Jedoch ist
nicht davon auszugehen, dass der Auftrags-
Fraglich ist zudem, wann sich die deut- bestand der „fetten Jahre“ in naher Zukunft
sche Branche Werkzeugbau erholt und wie wieder erreicht wird.
die aktuelle Vitalität des deutschen Werk-
Umsatzrendite in der Branche Werkzeugbau
2016 – 2019
-47 %
9,0 % 7,4 % 6,0 % 4,8 %
2016 2017 2018 2019
11Tooling in Germany
Süddeutschland – Region mit der höchsten Dichte an
Spritzgießwerkzeugbauherstellern in Deutschland
12Tooling in Germany
Der deutsche Werkzeugbau
[Rund 1 % der deutschen Werkzeug-
baubetriebe beschäftigt mehr als
100 Mitarbeiter.]
Der deutsche Werkzeugbau ist innerhalb des dagegen einen Jahresumsatz von mehr als
umfangreichen und technologisch diversifi- 10,0 Mio. €. Der Umsatz wird hauptsächlich
zierten produzierenden Gewerbes, gemessen durch die Herstellung von Blech- und Massiv-
an der Anzahl von Betrieben und Mitarbei- umformwerkzeugen oder Spritzgießwerk- 12,9 %
tern, eine relativ kleine Branche. In 2018 zeugen sowie Dienstleistungen generiert.
existierten rund 3.800 Werkzeugbaubetriebe
mit in etwa 54.000 Mitarbeitern. Aufgrund Die Mitarbeiteranzahl der deutschen Werk- 10,9 %
der zunehmenden Anzahl an Insolvenzen, zeugbaubetriebe verdeutlicht ebenfalls die
2018
muss jedoch aktuell eine Konsolidierung klein- und mittelständische Prägung. 65 %
der Branche konstatiert werden. Obwohl die aller Unternehmen beschäftigen weniger als
Branche auf den ersten Blick in Deutschland 50 Mitarbeiter. Nur 1 % der Unternehmen 2016
relativ klein erscheint, nimmt sie auf dem beschäftigt dagegen mehr als 100 Mitar-
Ausbildungsquote im
globalen Markt eine führende Rolle hinsicht- beiter. Größere Werkzeugbaubetriebe mit
deutschen
lich Qualität, Komplexität und Präzision der einer im Vergleich höheren Mitarbeiteran-
Werkzeugbau
Werkzeuge ein. Der Marktzugang deutscher zahl sind insbesondere interne Werkzeug-
Werkzeugbaubetriebe ist mit 48 % internen baubetriebe im Bereich der Automobilin-
und 52 % externen Werkzeugbaubetrieben dustrie. Innerhalb der letzten drei Jahre kann
nahezu gleich verteilt. eine insgesamt konstante Mitarbeiteranzahl
verzeichnet werden. Eine positive Entwick-
Ein genauerer Blick auf den deutschen Werk- lung in Bezug auf die Mitarbeiter ist beim
zeugbau zeigt, dass dieser zum Großteil Anteil der Auszubildenden zu verzeichnen.
klein- und mittelständig organisiert sowie Während der Auszubildendenanteil an allen
durch eine starke Heterogenität und Frag- Mitarbeitern in 2016 bei noch 10,9 % lag, ist
mentierung geprägt ist. So erwirtschaftet er bis 2018 auf 12,9 % gestiegen. Deutsch-
mit 48 % fast die Hälfte aller deutschen landweit absolvieren im Durchschnitt über
Werkzeugbaubetriebe einen Jahresum- 3.000 Auszubildende pro Jahr erfolgreich
satz von weniger als 5,0 Mio. €. Lediglich ihre Prüfung bei der IHK zum allgemeinen
27 % der Unternehmen erwirtschaften Werkzeugmechaniker.
Umsatzverteilung der deutschen Mitarbeiterverteilung der deutschen
Branche Werkzeugbau Branche Werkzeugbau
Mehr als 10,0 Mio. € Mehr als
100 Mitarbeiter
27 % 1%
Mehr als 7,5 und
weniger als 10,0 Mio. € Zwischen
Weniger als 12 % 50 und 100 Mitarbeiter Weniger als
5,0 Mio. € 34 % 50 Mitarbeiter
48 % Mehr als 5,0 und weniger 65 %
als 7,5 Mio. €
13 %
13Tooling in Germany
Der deutsche Werkzeugbau ist Mit 149,1 Mio. € entfällt der Großteil des
Produktionseuropameister Exports von Blech- und Massivumform-
Deutschland ist mit einem Produktionsvo- werkzeugen auf den Hauptabnehmer USA.
lumen von 5,6 Mrd. € in 2018 der größte Zwischen 2017 und 2018 lösten sie China
und wichtigste Hersteller von Werkzeugen (132,9 Mio. €) als bisherigen Hauptab-
in Europa. Von diesem Produktionsvo- nehmer ab. Als eine Ursache hierfür könnte
lumen fallen die größten Anteile mit rund der Handelsstreit zwischen beiden Ländern
2,6 Mrd. € auf die Herstellung von Spritz- und der daraus folgende Anstieg der Zölle
5,6
2,2 Mrd. € gießwerkzeugen sowie rund 2,5 Mrd. € sein. In der Konsequenz kauften die USA
Mrd. € 0,9 auf Blech- und Massivumformwerkzeugen. mehr Blech- und Massivumformwerkzeuge
Mrd. € Druckgusswerkzeuge wurden in 2018 in Deutschland als in China ein. Österreich
dagegen mit einem Produktionsvolumen von bildete in 2018 den dritt wichtigsten Export-
rund 0,5 Mrd. € in Deutschland hergestellt. partner für deutsche Blech- und Massivum-
formwerkzeuge mit rund 55,2 Mio. €.
Die hochwertigen deutschen Werkzeuge sind
Top 3 Werkzeug- im Ausland sehr gefragt. In 2018 wurden Hauptabnehmer für deutsche Spritz-
produzenten Europa Spritzgießwerkzeuge mit einem Wert von gießwerkzeuge sind die USA und Tsche-
2018 rund 1,2 Mrd. € sowie Blech- und Massivum- chien mit einem Exportvolumen von
formwerkzeuge im Wert von rund 0,9 Mrd. € 170,4 Mio. € bzw. 122,2 Mio. €. Mexiko folgt
exportiert. Dabei konnte bei Spritzgießwerk- mit 94,3 Mio. € als nächstgrößerer Abnehmer
zeugen erstmalig die Milliarden-Marke beim für Spritzgießwerkzeuge aus Deutschland.
weltweiten Export aus Deutschland erreicht Bei der Entwicklung von Spritzgießwerk-
werden. zeugexporten ist auffällig, dass die USA
zwischen 2016 und 2018 einen Anstieg ihrer
Grund für die hohe globale Nachfrage ist die Nachfrage nach Spritzgießwerkzeugen um
exzellente Werkzeugherstellung in Deutsch- rund 32 % verzeichneten. Auch hierfür kann
land. Dies resultiert aus der präzisen Produk- der Handelsstreit zwischen China und USA
tion von hochkomplexen und hochpreisigen als potenzielle Ursache genannt werden.
Blech- und Massivumformwerkzeugen für Unterstützt wird diese These auch, weil
die Automobilindustrie sowie multikavitä- China im Bereich der Herstellung von Spritz-
tigen Spritzgießwerkzeugen für die Konsum- gießwerkzeugen ein höheres Produktionsvo-
güterindustrie. Diese Präzision wird unter lumen aufweist als bei Blech- und Massivum-
anderem durch die hervorragende Qualität formwerkzeugen.
und Zuverlässigkeit von in Deutschland
produzierten Werkzeugmaschinen sowie Der Großteil des Importvolumens von
durch die räumliche Nähe zu den entspre- Blech- und Massivumformwerkzeugen nach
chenden Herstellern und dessen Services Deutschland konzentriert sich neben China
gesichert. (114,7 Mio. €) auf europäische Importe
aus Italien (69,9 Mio. €) und Österreich
Des Weiteren wurden mehr als 1,6 Mrd. € an (37,6 Mio. €). Während es bei den beiden
Werkzeugen nach Deutschland importiert. europäischen Ländern einen leichten und
Auch bei den Importen bilden die Spritz- konstanten Anstieg der Blech- und Massiv-
gießwerkzeuge mit rund 976,3 Mio. € den umformwerkzeugimporte zwischen 2016
Großteil des Gesamtimports. Die Werkzeuge und 2018 gab, war dieser Importwert aus
für die Blech- und Massivumformung werden China von einer größeren Volatilität geprägt.
dagegen mit einem Gesamtwert von rund So konnte zwischen 2016 und 2017 ein
561,9 Mio. € importiert. Dabei sind die USA, Anstieg um rund 43 % und zwischen 2017
China, Italien, Österreich und Tschechien die und 2018 ein Rückgang um rund 13 %
wichtigsten deutschen Handelspartner für verzeichnet werden.
Werkzeuge.
14Tooling in Germany
Das Importvolumen der Spritzgieß- Die aktuelle Corona-Krise beeinflusst die
werkzeuge entfiel zu einem Großteil auf Werkzeugexporte und -importe direkt.
Werkzeuge aus China (370,9 Mio. €). Aufgrund der unabsehbaren wirtschaftlichen
Weiterhin werden für 90,7 Mio. € und Auswirkungen und der Störung von globalen
90,6 Mio. € Spritzgießwerkzeuge aus der Lieferketten überdenken bereits erste Unter-
Schweiz und Italien nach Deutschland impor- nehmen ihre internationale Sourcing-Stra-
tiert. Auch die Entwicklung der Importe tegie von Werkzeugen und wollen zukünftig
von Spritzgießwerkzeugen von China nach wieder mehr den heimischen Markt fokus-
Deutschland zeigt eine große Veränderung sieren.
zwischen den Jahren 2016 und 2018. Inner-
halb dieser Betrachtungsperiode stieg der
Importwortwert um rund 30 %.
Export Blech- und Massivumform- Import Blech- und Massivumform-
werkzeuge in Mio. € werkzeuge in Mio. €
150 150
139,5 149,1 132,3
132,9
119,9
114,7
100 100
93,3
71,9 62,5 74,8 65,1 69,9
53,0 55,2 58,6
50 50
37,6
30,8
31,8
0 0
2016 2017 2018 2016 2017 2018
Österreich USA China Österreich Italien China
Export Spritzgießwerkzeuge in Mio. € Import Spritzgießwerkzeuge in Mio. €
180 450
170,4
364,4 370,9
120,8 115,1 122,2
120 300
106,8 114,9
98,4 94,3 258,6
72,2
60 150 100,0
90,7
93,2 90,6
71,1 79,2
0 0
2016 2017 2018 2016 2017 2018
Mexiko Tschechien USA Italien Schweiz China
Quelle: UN Comtrade Database – alle Werte in US-$ wurden mit einem Wechselkurs von 0,90 in €-Werte umgerechnet
15Tooling in Germany
Großraum Stuttgart – Kompetenzregion für Werkzeugbau-
betriebe der Automobilindustrie
16Tooling in Germany
Produkt
[Das in Deutschland gefertigte Werk-
zeug weist im Vergleich zum Jahr 2014
einen durchschnittlich 8 % geringeren
Preis auf.]
Deutschland, Land der Fokus- Trotz des diversen Produktspektrums sind
sierung Werkzeugbaubetriebe durch Fokussierung
Im internationalen Vergleich nimmt der auf die Herstellung einer oder weniger Werk-
deutsche Werkzeugbau eine Spitzenposition zeugtypen in der Lage, hochqualitative und
ein. Ein Grund dafür ist die hohe Werkzeug- hochkomplexe Werkzeuge anzubieten.
qualität bei gleichzeitig hoher Werzeug-
komplexität. Weiterhin zeichnet sich die Deutsche Werkzeugbaubetriebe haben
deutsche Branche Werkzeugbau durch ein bereits früh erkannt, dass zusätzlich zur
diverses Produktspektrum aus. Der hohe Fokussierung des Werkzeugspektrums
Anteil verschiedener Werkzeugarten am eine Fokussierung auf strategisch wichtige
Gesamtumsatz des deutschen Werkzeugbaus Prozessschritte und Werkzeugkomponenten
unterstreicht diese Tatsache. Die größten die Profitabilität der Unternehmung steigern
Teile des Gesamtumsatzes der Branche kann. Die Wertschöpfungstiefe eines Werk-
werden durch Spritzgießwerkzeuge (37,1 %) zeugbaubetriebs liegt in Deutschland im
und Blechumformwerkzeuge (26,1 %) gene- Durchschnitt bei 69 %. Die restlichen Prozesse
riert. Die restlichen 36,8 % des Umsatzes oder Komponenten, welche sich meist durch
verteilen sich auf mehrere Arten von geringere Komplexität auszeichnen, werden
Spezialwerkzeugen wie Druckgussformen bei strategischen Partnern zugekauft,
(2,5 %), Elastomerwerkzeuge (1,7 %), Warm- um bspw. Kosten und Durchlaufzeiten zu
Massivumformwerkzeuge (0,8 %) und Kalt- senken. Zudem reduzieren Betriebe bewusst
Massivumformwerkzeuge (0,8 %), sowie die die Komplexität der direkten und indirekten
Herstellung von Vorrichtungen, Anlagen, Wertschöpfungsumfänge.
Modellen und Teilen (31 %).
Umsatzverteilung auf Werkzeugarten bzw. Sachleistungen
2018
37,1 % Spritzgießwerkzeuge
26,1 % Blechverarbeitungswerkzeuge
2,5 % Druckgusswerkzeuge
1,7 % Elastomerwerkzeuge
0,8 % Warm-Massivumformwerkzeuge
0,8 % Kalt-Massivumformwerkzeuge
31,0 % Vorrichtungen, Anlagen, Modelle, Teilefertigung
17Tooling in Germany
In der Regel werden in deutschen Werkzeug- Toleranzen von unter 2 μm verlangt. Bei
baubetrieben Werkzeuge gefertigt, die eine rund einem Drittel der Werkzeugbaubetriebe
Größe von weniger als 1.000 mm x 1.000 mm werden Toleranzen zwischen 2 μm und 5 μm
aufweisen. 72,7 % der Betriebe geben an, bis angefragt.
zu dieser Größe zu fertigen. Lediglich 4,5 %
der Betriebe stellen Werkzeuge her, deren Insgesamt gibt es nur wenige Betriebe, deren
Abmaße größer als 3.000 mm x 1.500 mm geforderte Toleranzen über 50 μm liegen.
sind. Insbesondere Stanzbiegewerkzeuge Für chinesische Betriebe gelten hingegen
fallen in diese Kategorie, da sie klassischer- andere Anforderungen. Rund 23,0 % der
weise größer und schwerer als Spritzgieß- Betriebe müssen Toleranzen zwischen 50 μm
werkzeuge sind. und 100 μm abbilden können. Der Großteil
der Betriebe fertigt Werkzeuge im Toleranz-
Ungeachtet der Abmessungen und Gewichte bereich zwischen 20 μm und 50 μm.
< 1.000 mm liegen die erreichten Oberflächengüten
über denen internationaler Mitbewerber. Auch bei der Betrachtung des minimal
x 1.000 mm Ein Viertel der deutschen Werkzeugbaube-
triebe erreicht Oberflächengüten von unter
erreichbaren Konturradius lässt sich fest-
stellen, dass deutsche Werkzeugbaubetriebe
beträgt die 1 μm. Insgesamt sind 69,8 % der Betriebe in sich in ihrem Know-how und ihrer Qualifika-
durchschnittliche Deutschland in der Lage, einer Oberflächen- tion deutlich von internationalen Mitbewer-
Größe in Deutschland güte von unter 5 μm zu fertigen. Im direkten bern unterscheiden. 30,2 % der deutschen
hergestellter Werkzeuge Vergleich fertigen nur rund 43 % der chine- Werkzeugbaubetriebe fertigen mit einem
sischen Werkzeugbaubetriebe Oberflächen Konturradius von kleiner 0,05 mm. Weitere
dieser Güte. Lediglich 10 % der chinesischen 23,3 % erreichen einen minimalen Kontur-
Betriebe sind in der Lage, unter 1 μm zu radius zwischen 0,05 mm und 0,1 mm. Im
fertigen. Vergleich dazu erreichen diesen Wert 13,6 %
der chinesischen Betriebe. Der Großteil der
Werkzeugbaubetriebe sind hinsichtlich chinesischen Betriebe fertigt mit einem mini-
Toleranzen stark gefordert. Von 13,6 % der malen Konturradius von unter 0,5 mm.
deutschen Werkzeugbaubetriebe werden
Typische Werkzeugcharakteristika 2018
Ø minimaler Konturradius
< 0,05 mm
Ø Oberflächengüte
< 5 μm
Ø Toleranz
2 μm – 5 μm
18Tooling in Germany
Werkzeuge als Kern von Auch aus dem steigenden Preisdruck heraus
Leistungsbündeln. sind deutsche Werkzeugbaubetriebe heut-
Aber bitte günstig! zutage sehr kundenorientiert. Etwa 69 %
Die Werkzeuge aus Deutschland haben den der Unternehmen geben an, dass sie sich am
Ruf, teuer zu sein. Werden die steigenden internationalen Markt durch enge Kunden-
Faktorkosten und die hohe Qualität der beziehungen auszeichnen. Dies wird durch
Werkzeuge berücksichtigt, kann ein deut- die hohe Anzahl von angebotenen Dienstleis-
scher Werkzeugbaubetrieb preislich mit tungen bestätigt. Zu diesen Dienstleistungen
bspw. einem chinesischen nicht konkur- gehören vorgelagerte und nachgelagerte
rieren. Insbesondere durch die Entwicklung Dienstleistungen. Vorgelagerte Dienstleis-
des Preises wird jedoch klar, dass die Bereit- tungen beschreiben Dienstleistungen bei
schaft der Kunden, hohe Preise zu zahlen, der Produktentwicklung, während nachge-
zurückgeht. Seit 2016 bieten Werkzeugbau- lagerte Dienstleistungen die Leistungser-
betriebe ihre Werkzeuge jedes Jahr zu gerin- bringung nach Fertigstellung des Werkzeugs
geren Preisen an. Lag der Durchschnittspreis repräsentieren. So bieten bspw. vorgelagert
im Jahr 2016 noch 10 % über dem von 2014, 54 % der Werkzeugbaubetriebe die Kons-
verkauft sich ein Werkzeug in 2018 8 % truktion und Entwicklung von Bauteilen
unter dem Preis von 2014. In Deutschland an. 18 % der Werkzeuge werden jedoch
ist demnach eine effiziente Prozessführung nur in Verbindung mit dieser Dienstleis-
notwendig, um Werkzeuge kosteneffizient tung verkauft. Interessanter für die Kunden
herstellen und anbieten zu können. scheint die Beratung der Bauteilkonstruk-
tion durch die Werkzeugbaubetriebe zu sein.
35 % der Werkzeuge werden in Verbindung
Werkzeug- mit dieser Dienstleistung verkauft. Die Opti-
preisentwicklung mierung der Bauteile des Kunden wird mit
2014 – 2018 52 % am häufigsten nachgefragt. Die
wiederum am häufigsten angebotene nach-
+15 % gelagerte Dienstleistung ist die Werkzeug-
+10 % reparatur und -wartung, welche fast jeder
Betrieb der Branche anbietet. 58 % der
+5 %
Werkzeuge erhalten einen Reparatur- bzw.
Arbeitskosten
0% Wartungsvertrag. 67 % der Betriebe besitzen
Try-out Maschinen und können dadurch
-5 % Werkzeugpreis
die interne Qualifizierung der Werkzeuge
-10 % 2014 2015 2016 2017 2018 anbieten. 42 % der verkauften Werkzeuge
werden durch die Werkzeugbaubetriebe
Angebot und Nachfrage von Dienstleistungen 2018
Vorgelagerte Dienstleistungen Nachgelagerte Dienstleistungen
Angebot Nachfrage Angebot Nachfrage
Übernahme 54 % Werkzeugreparatur 95 %
Bauteilkonstruktion und -wartung
18 % 58 %
und -entwicklung
Beratung bei der 81 % Anlaufbegleitung 70 %
Bauteil- 35 % 47 %
konstruktion
Bauteiloptimierung 88 % Werkzeugmuste- 67 %
durch Werkzeug- 52 % rung auf Werk- 42 %
konstruktion zeugbauanlagen
19Tooling in Germany
qualifiziert. Kunden deutscher Betriebe Vergleich der Länge der Geschäftsbezie-
schätzen insbesondere das Know-how in der hungen lässt sich dieses Differenzierungs-
Reifmachung und die Kompetenz zur Reali- merkmal quantifizieren.
sierung eines schnellen Anlaufs.
Deutsche Werkzeugbaubetriebe weisen zu
Es existiert ein allgemeines Bestreben, 52 % aller Kunden eine Geschäftsbeziehung
zusätzliche Einnahmequellen neben dem von mehr als 10 Jahren auf. In China beträgt
physischen Werkzeug zu generieren. Insbe- dieser Wert 40 %. Der hohe Anteil zeigt, dass
sondere durch die Vielfalt der angebotenen auch chinesische Betriebe ihrer Kunden-
Dienstleistungen können deutschen Betriebe bindung fokussieren und Kunden durch
sich gegenüber internationalen Marktteil- verschiedenste Verkaufsargumente binden
nehmern abgrenzen, deren Fokus bis heute können. Insbesondere niedrige Preise, aber
vielfach auf der rein physischen Werkzeug- auch hohe Verfügbarkeiten und die schnelle
herstellung liegt. Umsetzung von Werkzeugprojekten sind für
viele Kunden von hohem Interesse. 27 % der
Der starke Kundenfokus der deutschen Kundenbeziehungen deutscher Werkzeug-
Branche Werkzeugbau ist für den Kunden baubetriebe sind weniger als fünf Jahre alt.
selbst nicht nur in der hohen Verfügbarkeit Chinesische Werkzeugbaubetriebe errei-
von Dienstleistungen erkennbar. Vielmehr chen in dieser Kategorie einen Wert von
zeichnen sich deutsche Werkzeugbaube- 46 %. Dies ist zum einen durch den vergleichs-
triebe als langfristige Geschäftspartner aus. weise geringeren Anteil an langfristigen
Trotz der starken Internationalisierung der Kundenbeziehungen und zum anderen durch
Industrie sind die Leistungen des deutschen die hohe Akquiseleistung der chinesischen
Werkzeugbaus weiterhin stark gefragt. Das Betriebe zu erklären. Diese Betriebe schaffen
Verkaufsargument „Treuer Partner“ hilft es in den letzten Jahren, eine hohe Anzahl
bei der Abgrenzung zu Wettbewerbern aus Neukunden von sich und ihrer Leistungs-
neuen Konkurrenzmärkten. Durch den fähigkeit zu überzeugen.
Kundenbeziehungen Werkzeugbau 2018
> 2 Jahre
< 5 Jahre < 1 Jahr
> 10 Jahre < 10 Jahre
Deutschland 52 % 21 % 14 % 8% 5%
China 40 % 14 % 20 % 13 % 13 %
Bestandskunden
20Tooling in Germany
Bei der Akquise von Neukunden zeichnen
sich auch deutsche Werkzeugbaubetriebe
Neukunden Werkzeugbau 2018
aus. Ihnen gelingt es, Kunden von ihren
Neue Kunden aus
Differenzierungsmerkmalen wie bspw. den neuen Märkten
Leistungsbündeln aus Werkzeug und Dienst- 16,7 %
leistungen zu überzeugen. Im Jahr 2017 Keine neuen
Kunden
konnte rund die Hälfte aller Werkzeugbau- Neue Kunden aus 50,0 %
betriebe in Deutschland einen Kundenzu- bekannten Märkten
wachs verzeichnen. In den meisten Fällen 33,3 %
(33,3 %) handelte es sich dabei um Kunden
aus bekannten Branchen.
Trends
Neun Jahre nach dem Ausruf der sog. Indus- rigen datenbasierten Dienstleistungen nicht
trie 4.0 muss innerhalb der deutschen Wirt- die Kundenbedürfnisse befriedigen. Nur
schaft konstatiert werden, dass bisher kein ein Drittel der angebotenen datenbasierten
spürbarer Anstieg der deutschen Bruttowert- Dienstleistungen werden von den Kunden
schöpfung durch Industrie 4.0 zu verzeich- gekauft.
nen ist. Zur Adressierung dieser ausblei-
benden Entwicklung bieten datenbasierte Ein weiteres Themenfeld, welches die deut-
Geschäftsmodelle ein großes Potenzial. sche Branche Werkzeugbau zukünftig
fokussieren sollte, ist die Nachhaltigkeit. Es
Durch datenbasierte Dienstleistungen entwickelt sich ein zunehmendes Umwelt-
können die technischen Möglichkeiten der bewusstsein, nicht nur im Alltag der Bevöl-
Datenbasierte
Industrie 4.0 in individuelle datenbasierte kerung, sondern auch in Politik und Wirt-
Geschäftsmodelle
Geschäftsmodelle überführt und monetari- schaft. Die Überarbeitung des Kreislaufwirt-
siert werden. Datenbasierte Dienstleistungen schaftsgesetzes durch die Bundesregierung
bilden somit die Grundlage für neuartige und der „Green Deal“ der europäischen
Geschäftsmodelle. Sie besitzen das Poten- Union belegen dies. Es ist zukünftig davon
zial eine neue Form des Kundennutzens auszugehen, dass Unternehmen, vor allem
zu erzeugen, da Leistungen individuell Konzerne, nur noch mit nachhaltig wirt-
und anforderungsgerecht auf den Kunden schaftenden Unternehmen zusammenar-
ausgerichtet werden können. Hierfür ist es beiten wollen bzw. dürfen. Deshalb sollte die
notwendig mithilfe von intelligenten Werk- Branche Werkzeugbau frühzeitig Nachhal-
zeugen Daten während der Serienproduktion tigkeitskonzepte entwickeln. Hierbei können
zu sammeln und zu analysieren. Dadurch das Recycling von Werkzeugkomponenten
ergeben sich neue Möglichkeiten für einen oder die Entwicklung von Wiederverwen-
Werkzeugbaubetrieb, weil neben dem dungskonzepten (Re-Use) für Werkzeuge als
eigentlichen Werkzeug als Kernprodukt neue Beispiele angeführt werden.
Leistungen offeriert werden können. Inner-
Nachhaltige
halb der deutschen Branche Werkzeugbau Der deutschen Branche Werkzeugbau muss
Werkzeugauslegung
liegt eine Marktlücke vor, weil datenbasierte es zukünftig gelingen, neuartige Geschäfts-
Geschäftsmodelle als Weiterentwicklung von modelle zu entwickeln, um langfristig erfolg-
datenbasierten Dienstleistungen bisher nicht reich im internationalen Wettbewerb am
verbreitet sind. Lediglich 3 % der Werkzeug- Hochlohnstandort Deutschland bestehen zu
baubetriebe bieten datenbasierte Dienstleis- können.
tungen an, die allerdings von keinem der
Unternehmen in neuartige Geschäftsmo- Siehe Studien > Intelligente Werkzeuge und
delle überführt werden. Hinzu kommt, dass datenbasierte Geschäftsmodelle
die Werkzeugbaubetriebe mit ihren bishe- > Digitale Transformation im Werkzeugbau
21Tooling in Germany
Schwarzwald – Zentrum für Werkzeugbaubetriebe der
Massivumformung
22Tooling in Germany
Prozess
[Bei rund jedem 4. Werkzeugprojekt
Neuaufträge
kommt es zum Terminverzug.]
Umsatz
Die Auslegung und Organisation der unter- Kundenzufriedenheit gewährleistet werden.
65,1 %
nehmensinternen Prozesse zur Entwicklung Die deutschen Werkzeugbaubetriebe stellen Trend
und Herstellung von Werkzeugen ist ein 64,1 % der Werkzeuge zum vereinbarten
30,6 %
entscheidender Faktor für die Wettbewerbs- Termin fertig. 10,4 % der Werkzeugpro- Anzahl
fähigkeit von Werkzeugbaubetrieben. Dabei jekte werden sogar früher erfolgreich abge-
ist die Divergenz der Prozesse stark abhängig schlossen. Dabei ist auch ein Trend hin zur
von der jeweiligen Auftragsart. Die weit Fokussierung auf wichtige Hauptkunden Änderungsaufträge
zurückreichende Historie der Werkzeugher- erkennbar. Wurden 2016 noch im Schnitt
stellung in Deutschland geht heutzutage mit 9 Hauptkunden bedient, so sind es aktuell Umsatz
einer hohen Bündelung an Know-how in der nur noch etwa 7. Eine strategische Entschei- 8,0 %
Werkzeugentwicklung und -produktion bei dung, die zwar mit der Gefahr einer hohen, Trend
den deutschen Unternehmen der Branche existenziellen Abhängigkeit von den Kunden 14,6 %
Anzahl
einher. Da so auf umfassendes Mitarbei- einher geht. Jedoch kann durch enge Koope-
terwissen zurückgegriffen werden kann, ration eine deutlich höhere Kundenbindung
fokussieren die deutschen Werkzeugbaube- realisiert werden.
triebe vor allem die Herstellung komplexer Reparaturaufträge
Neuwerkzeuge. Mit einem Anteil von 65,1 % Siehe Studie > Erfolgreich Planen
machen diese einen Großteil des Umsatzes Umsatz
aus, auch wenn die Anzahl der zugehö- Bei Betrachtung der Prozesskette ist der 8,4 %
rigen Aufträge nur einen Anteil von 30,6 % Mitarbeitereinsatz ein wichtiger Vergleichs- Trend
einnimmt. Den zweithöchsten Anteil am wert für den Stellenwert einer Fachabteilung 20,2 %
Anzahl
Umsatz machen wiederum sonstige Aufträge im Wertschöpfungsprozess, aber auch für
aus, worunter bspw. die Teilefertigung in die Effizienz der entsprechenden Arbeitsab-
Kleinserien, aber auch der gesamte Dienst- läufe und Prozesse. Mit 38,9 % ist die Ferti-
leistungssektor fällt. Hier ist verglichen mit gung nach wie vor der personalintensivste Instandhaltungs-
den Anteilen aus 2016 ein Anstieg von 7,9 % Bereich. Dennoch ist eine Verschiebung
auf 11,8 % erkennbar. Dies unterstreicht den des Mitarbeitereinsatzes hin zu den vorge-
aufträge
Wandel der Branche weg vom reinen Werk- lagerten Bereichen Konstruktion (12,8 %)
zeugproduzenten hin zum Prozessbefähiger, sowie Arbeitsvorbereitung und CAM-Pro- Umsatz
welcher den Kunden von der Produktent- grammierung (8,6 %) erkennbar. Grund 6,7 %
Trend
wicklung bis hin zum Serienanlauf und dafür ist der zunehmende Einsatz von Auto-
darüber hinaus begleitet. matisierungslösungen in der Werkzeugpro- 13,1 %
Anzahl
duktion, welche mit erhöhtem Technologie-
Ein weiterer wichtiger Faktor für einen Werk- planungsaufwand einhergehen. Allerdings
zeugbaubetrieb ist die Realisierung einer können dadurch manuelle Tätigkeiten in der
hohen Termintreue. Nur durch eine termin- Fertigung eliminiert und so die Maschinen- Sonstige Aufträge
getreue Auslieferung des Werkzeugs kann die laufzeiten signifikant gesteigert werden.
Umsatz
11,8 %
Mitarbeiterverteilung Trend
38,9 % 21,5 %
Anzahl
18,9 %
12,8 % 9,1 %
8,6 %
4,9 % 4,3 % 2,5 %
Projekt- Kon- AV & Mech. Montage Qualifi- Qualitäts- Indirekte
mgmt. struktion CAM Fertigung zierung sicherung Bereiche
23Tooling in Germany
Vertrieb & Konstruktion
Projektmanagement In der Konstruktion wird das Werkzeug
Der Prozess der Werkzeugherstellung entworfen und der Serienprozess simuliert.
beginnt mit der Angebotserstellung durch Zwar nimmt die Konstruktion nur einen
den Vertrieb oder das Projektmanagement. geringen Kostenanteil am Gesamtwerkzeug-
In der deutschen Branche Werkzeugbau projekt ein, trägt jedoch die höchste Verant-
5,6 h hat hierbei die Dauer der Angebotserstel- wortung für später entstehende Kosten im
lung in den letzten Jahren zugenommen. Produktentstehungsprozess.
4,2 h Veranschlagten die Teilnehmer des Wett-
bewerbs „Excellence in Production 2017“ Bei der Konstruktion können verschiedene
für die Erstellung eines Angebots noch CAD-Systeme zum Einsatz kommen. Am
Steigerung der 4,3 Stunden, so wurde der Aufwand im weitesten verbreitet sind hierbei die Systeme
Dauer zur Angebots- Wettbewerb 2019 mit durchschnittlichen NX (34 %) und Visi CAD (28 %). Catia, PTC
erstellung aufgrund 5,9 Stunden angegeben. Auch diese Entwick- Creo und SolidWorks kommen gleicher-
gestiegener Werkzeug- lung ist auf die gestiegene Komplexität maßen mit rund 20 % zum Einsatz. Potenzial
komplexität der in Deutschland hergestellten Werk- ist noch bei dem Einsatz von Simulations-
zeuge zurückzuführen. Beim Einsatz unter- software erkennbar. Demnach werden bloß
schiedlicher Kalkulationsmethoden wird in 42,1 % der Werkzeuge und 32,2 % der
87,8 % der Werkzeugkalkulationen nach wie Prozesse im Werkzeug simuliert. Durch den
vor auf Abschätzung und Ähnlichkeitsme- Einsatz von Software können konstruktions-
thoden zurückgegriffen. Kostenfunktionen bedingte Fehler in der Werkzeugauslegung
kommen nur zu 46,9 % zum Einsatz, analy- schon im Vorfeld erkannt und ausgebes-
tische Methoden nur zu 42,9 %. Somit kommt sert werden. Konstruktive Fehler, die nicht
es bei rund 24 % der Angebote von deutschen erkannt werden, werden von den Werkzeug-
Werkzeugbaubetrieben noch zu Budgetüber- baubetrieben zum Großteil (36,9 %) bereits
schreitungen. Das fertige Angebot erhält der in der NC-Programmierung identifiziert.
Kunde im Schnitt 4,8 Tage nach Anfrage Dennoch werden 26,5 % erst in der Montage
14,3 11,2 zurück. Somit ist im Vertrieb nach wie vor ein entdeckt und sogar 18,9 % erst bei der Quali-
hoher Bedarf nach geeigneten Kalkulations- fizierung. Hier müssen weitere Maßnahmen,
Entwicklung der Anzahl
methoden im Werkzeugbau erkennbar. wie bspw. ein Fehlermanagement, eingeführt
Hauptlieferanten
werden, um die frühestmögliche Fehlerent-
Siehe Studie > Erfolgreich Kalkulieren deckung sicherstellen zu können.
Einkauf Aufgrund des zeitintensiven Konstrukti-
Ein wichtiger Standortfaktor für die Indus- onsprozesses müssen fehlende Kapazitäten
trie in Deutschland ist das hochqualifizierte durch Fremdvergabe kompensiert werden.
Lieferantennetzwerk, auf welches deutsche Im deutschen Werkzeugbau macht der
Werkzeugbaubetriebe zurückgreifen. Durch Anteil der extern vergebenen Konstruktionen
eine Fokussierung auf durchschnittlich 29,8 % aus. Allerdings erschwert eine Fremd-
11,2 Hauptlieferanten konnte in den vergan- vergabe von Werkzeugkonstruktionen die
genen drei Jahren die Anzahl an korrekten notwendige interdisziplinäre Zusammenar-
3,3 Tage und pünktlichen Lieferungen auf einen
Anteil von 84,4 % gesteigert werden.
beit mit Know-how-Trägern aus Fertigung
und Montage erheblich.
befinden sich
Mitarbeiter aus der Liefertermintreue
Konstruktion im Jahr
durchschnittlich
auf Schulung
10,4 % 64,1 % 11,1 % 7,1 % 7,3 %
Frühere zum vereinbartem > 1 Tag > 1 Woche
Auslieferung Termin ca. 1 Woche
24Tooling in Germany
Arbeitsvorbereitung & tiken und unnötigen Konvertierungsschritten
CAM-Programmierung führt. Der Programmierzeitanteil ist mit
Die deutsche Branche Werkzeugbau hat 34,8 % speziell beim Fräsen relativ hoch.
erkannt, dass die Aufgabenbereiche Arbeits- Grund hierfür ist die zunehmende Verbrei-
vorbereitung und CAM-Programmierung tung der 5-Achs-Bearbeitung, welche zwar
zunehmend an Bedeutung gewinnen. Eine mit einem höheren Programmieraufwand
effektive und genaue Auftragsplanung legt einhergeht, dafür aber aufwendige Rüst- und
hierbei den Grundstein für ein effizientes Nebenzeiten wegfallen und die Herstell-
Projektmanagement und die verbindliche barkeit deutlich komplexerer Werkzeug-
Kommunikation von Meilensteinen und komponenten ermöglicht. Folglich hat sich
Terminen an den Kunden. Dennoch handelt
es sich bei 23,3 % der internen Aufträge um
beim Schleifen der Programmierzeitanteil
in den letzten zwei Jahren mit 20,1 % im
23,3 %
Eilaufträge, welche nicht im Vorfeld in der Durchschnitt nahezu verdoppelt. Dies ist beträgt der Anteil
Feinplanung berücksichtigt werden können. zurückzuführen auf den stark gestiegenen der Eilaufträge in
Für solche Aufträge sind freie Kapazitäten Einsatz programmmierintensiver Schleifver- deutschen Werkzeug-
in Form von Bedarfsmaschinen auf dem fahren, wie bspw. das Koordinatenschleifen. baubetrieben
Shopfloor einzuplanen. Hinsichtlich der angewendeten Program-
mierstrategie haben sich die zentrale
Programmierzeitanteil CAM-Programmierung und die werkstattori-
entierte Programmierung als die effektivsten
Möglichkeiten für die deutsche Branche
34,8 % Fräsen
herausgestellt. So ist bei den meisten Tech-
nologien der Anteil an Online-Programmie-
21,2 % Senkerosion rung, insbesondere an stehender Maschine,
stark zurückgegangen. So können NC-Pro-
23,2 % Drahterosion gramme hauptzeitparallel erstellt und
unnötige Maschinenstillstände vermieden
30,0 % Drehen werden. Aufgrund der gestiegenen Anfor-
derungen an Mitarbeiter in der Arbeitsvor-
bereitung und Programmierabteilung durch
20,1 % Schleifen
die zunehmende Fertigungsautomatisierung
hat sich die durchschnittliche Anzahl an
Die Softwarelandschaft für die CAM-Pro- Schulungstagen pro Mitarbeiter mit 4,4 Tage
grammierung im Werkzeugbau ist sehr mehr als verdoppelt.
vielfältig. Am häufigsten kommen Visi CAM
(28 %), hyperMill (16 %) und NX (12 %) zum Siehe Studie > Erfolgreich CAx-Prozessketten
Einsatz. Dabei setzt ein Großteil der Unter- gestalten
nehmen mehr als nur ein CAM-Programm
ein, was häufig zu Schnittstellenproblema-
Programmierstrategie
Anteil Online-Program-
100 % mierung an stehender
7,3 % 19,6 % 4,7 % 38,5 % 36,9 %
3,3 % 0,9 % Maschine
80 %
21,8 % 23,1 % 19,7 %
Anteil Online-Program-
60 % mierung an laufender
67,6 % 26,5 % 18,9 % 24,3 %
Maschine
40 %
74,7 % 23,9 % 29,3 % Anteil werksttattorientierte
30,8 %
20 % Programmierung (WOP)
18,7 %
9,5 %
0% Anteil CAM
Fräsen Senkerodieren Drahterodieren Drehen Schleifen
Programmierung (zentral)
25Tooling in Germany
Mechanische Fertigung zeitanteil des langen Zerspanungsprozesses
In der mechanischen Fertigung erfolgt weniger ins Gewicht als bei kleineren Werk-
die Entstehung der Werkzeugkompo- stücken, welche nur wenige Stunden auf der
nenten. Hierfür ist umfassendes Techno- Maschine aufgespannt sind. Generell lassen
logie-Know-how und Fertigungswissen sich jedoch durch Automationsmaßnahmen,
erforderlich. Bei einer durchschnittlichen wie dem flächendeckenden Einsatz von
Wertschöpfungstiefe von rund 69 % werden systemdurchgängigen Nullpunktspannsys-
69 % vor allem Tätigkeiten der mechanischen
Fertigung fremdvergeben. Um sich auf die
temen auf dem Shopfloor, die Rüstvorgänge
in großen Teilen hauptzeitparallel durch-
beträgt die eigenen Kernkompetenzen zu konzentrieren, führen, um so die produktiven Zeitanteile
durchschnittliche werden 18,6 % der Fertigungsaufträge von zu steigern. Die Anteile bei der Senkerosion
Wertschöpfungstiefe deutschen Werkzeugbaubetrieben extern (23,2 %) und der Drahterosion (20,1 %)
vergeben. Weitere Gründe sind kurzfris- fallen deutlich geringer aus, da im Werk-
tige Kapazitätsengpässe, welche aber bei zeugbau für diese Technologien modulare
Betrachtung der durchschnittlichen Maschi- Spannsysteme bereits weit verbreitet sind.
nenauslastung in der Branche aufgrund der
aktuellen Auftragslage bemerkbar zurück- Um Haupt-, Rüst- und Nebenzeiten sowie
gegangen sind. So beträgt die Auslastung mannlose Fertigungsanteile auftragsbezogen
der Maschinen beim Fräsen in der deut- aufzunehmen und auswerten zu können,
Drehen
schen Branche Werkzeugbau etwa 92 %, müssen diese vom Maschinenbediener regel-
6,9 %
während bei der Senkerosion mit 122 % und mäßig zurückgemeldet werden. Diese Rück-
Drahterosion
Fräsen der Drahterosion mit 126 % die Maschinen- meldung geschieht im Werkzeugbau mit
24,5 %
45,2 % auslastungen durch Mehrmaschinenbedie- 70,8 % hauptsächlich digital und zentral.
nung und mannlose Schichten bereits über Dennoch werden mit 18,8 % viele Rück-
100 % gesteigert werden konnte. Die nie- meldevorgänge noch analog durchgeführt.
drigen Maschinenauslastungen beim Drehen Dabei findet die Rückmeldung in gleichen
(66 %) und Schleifen (61 %) hingegen sind Teilen täglich (37,5 %) oder direkt nach dem
ein Indikator dafür, dass diese Technologien Fertigungsauftrag (37,5 %) statt, während
in der Regel nur Bedarfstechnologien im 16,7 % der Aufträge im Werkzeugbau nach
Werkzeugbau darstellen und daher deutlich jedem gefertigten Bauteil zurückgemeldet
mannintensiver betrieben werden. werden. Durch eine zeitgenaue und auftrags-
Schleifen Senkerosion bezogene Rückmeldung können aussage-
10,8 % 12,6 % Bei der Kerntechnologie Fräsen liegt der kräftige mitlaufende Projektkalkulationen
durchschnittliche Rüstzeitanteil bei 30,1 %. erstellt werden, um den aktuellen Kosten-
Fertigungsanteile der Allerdings sind die Rüstzeitanteile immer vor status erfassen zu können.
wichtigsten dem Hintergrund des zu fertigenden Werk-
Technologien im stückspektrums zu betrachten. So fällt z. B.
Werkzeugbau bei großvolumiger Formplatten der Rüst-
Maschinenauslastung [%]
92
50 100 50 100 50 100
122
126
0 150 0 150 0 150
Fräsen Senkerodieren Drahterodieren
66 61
50 100 50 100
Maschinenlaufzeit
Maschinenauslastung =
Personalverfügbarkeit
0 150 0 150
Drehen Schleifen
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