Wie hängen Fertigungsverfahren und Produktkosten zusammen?

Oleinek · 03 Sep. 2026

Die Wahl des Fertigungsverfahrens bestimmt maßgeblich, wie hoch die Produktkosten eines physischen Erzeugnisses ausfallen. Bereits in der Konzeptphase legen Konstruktionsentscheidungen einen Großteil der späteren Herstellkosten fest, ohne dass dies unmittelbar sichtbar wird. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zum Zusammenhang zwischen Fertigungsverfahren und Produktkosten.

Welche Kostenarten entstehen durch die Wahl des Fertigungsverfahrens?

Die Wahl des Fertigungsverfahrens beeinflusst vier zentrale Kostenarten: Materialkosten, Werkzeug- und Betriebsmittelkosten, Lohnkosten sowie Gemeinkosten für Anlagen und Infrastruktur. Hinzu kommen indirekte Kosteneffekte durch Ausschussquoten, Rüstzeiten und Nacharbeitsaufwand, die je nach Verfahren erheblich variieren können.

Jedes Fertigungsverfahren erzeugt eine spezifische Kostenstruktur. Spanende Verfahren wie Drehen oder Fräsen verursachen hohe Werkzeugverschleißkosten und erfordern qualifiziertes Bedienpersonal, bieten aber große geometrische Flexibilität. Gießverfahren hingegen verlagern die Kosten stark in die Werkzeugherstellung, ermöglichen dafür bei hohen Stückzahlen sehr niedrige Stückkosten. Additive Fertigungsverfahren wie das Selektive Lasersintern weisen hohe Maschinenkosten je Bauteil auf, verursachen aber nahezu keine Werkzeugkosten.

Besonders relevant für die Gesamtkostenbetrachtung sind die Rüstkosten: Bei häufigen Produktwechseln oder kleinen Losen können diese den Großteil der verfahrensbedingten Fertigungskosten ausmachen. Darüber hinaus beeinflussen Ausschussrate und Nacharbeitsintensität die tatsächlichen Herstellkosten erheblich, werden in der Kalkulation aber häufig unterschätzt. Eine vollständige Kostenstrukturanalyse je Fertigungsverfahren ist deshalb eine Grundvoraussetzung für belastbare Produktkalkulationen [1].

Wie beeinflusst das Fertigungsverfahren die Stückkosten bei unterschiedlichen Losgrößen?

Das Fertigungsverfahren und die geplante Losgröße stehen in einem direkten Wechselverhältnis: Verfahren mit hohen Fixkosten für Werkzeuge und Anlagen werden erst ab einer bestimmten Stückzahl wirtschaftlich, während flexible Verfahren auch bei kleinen Losen konkurrenzfähig bleiben. Die optimale Verfahrenswahl ist daher immer stückzahlabhängig.

Dieses Prinzip lässt sich an konkreten Beispielen aus der Praxis veranschaulichen:

Spritzguss: Werkzeugkosten im fünf- bis sechsstelligen Bereich amortisieren sich erst ab Stückzahlen von mehreren Tausend Einheiten. Für Prototypen oder Kleinstserien ist das Verfahren wirtschaftlich ungeeignet.
CNC-Bearbeitung: Hohe Flexibilität und geringe Rüstkosten machen dieses Verfahren für kleine und mittlere Serien attraktiv, während die Stückkosten bei sehr großen Stückzahlen gegenüber formgebundenen Verfahren steigen.
Stanzen und Tiefziehen: Ähnlich wie beim Spritzguss dominieren die Werkzeugkosten bei kleinen Losen; ab mittleren Stückzahlen sinken die Stückkosten stark.
Additive Fertigung: Stückkosten bleiben über einen weiten Stückzahlbereich relativ konstant, da keine Werkzeugkosten anfallen. Das Verfahren ist wirtschaftlich vor allem für komplexe Einzelteile und Kleinserien.

Für Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau, die häufig mit variabler Losgröße arbeiten, ist die Kenntnis dieser Kostenschwellen entscheidend. Eine Stückkostenkurvenanalyse für konkurrierende Verfahren gehört deshalb zur Grundlage jeder seriösen Fertigungsplanung [2].

Wann werden Fertigungsverfahren in der Produktentwicklung festgelegt?

Fertigungsverfahren werden in der Praxis häufig bereits in der Konzept- und Entwurfsphase faktisch festgelegt, auch wenn die formale Entscheidung oft erst später fällt. Studien zur Produktkostenverteilung zeigen, dass bis zu 70 Prozent der späteren Herstellkosten durch Entscheidungen in der frühen Entwicklungsphase determiniert werden, obwohl zu diesem Zeitpunkt nur ein Bruchteil der Projektkosten angefallen ist [3].

Der Zeitpunkt der Verfahrensfestlegung ist deshalb so bedeutsam, weil er den Gestaltungsspielraum für kostenoptimierende Maßnahmen bestimmt. Wer das Fertigungsverfahren erst in der Detailkonstruktion oder gar in der Fertigungsplanung festlegt, hat bereits einen Großteil der Kostenhebel verspielt. Geometrische Entscheidungen, Toleranzen, Werkstoffwahl und Bauteilkomplexität schränken die Verfahrensoptionen sukzessive ein.

In der Praxis empfiehlt sich eine iterative Verfahrensbetrachtung entlang der Entwicklungsphasen:

Konzeptphase: Grundsätzliche Verfahrenseignung prüfen, Kostenschwellen für Stückzahlszenarien abschätzen.
Entwurfsphase: Konstruktive Merkmale auf Fertigbarkeit und Kosteneffizienz des präferierten Verfahrens ausrichten.
Detailkonstruktion: Toleranzen, Oberflächenqualitäten und Fügekonzepte verfahrensgerecht festlegen.
Fertigungsplanung: Prozessparameter optimieren, Ausschussquoten und Rüstkonzepte finalisieren.

Wer Fertigungskosten wirklich beeinflussen will, muss die Fertigungsperspektive bereits in den frühen Entwicklungsphasen systematisch einbinden. Genau hier setzt das Konzept der schlanken Produktentwicklung an, das Kostensteuerung als integralen Bestandteil des gesamten Entwicklungsprozesses versteht.

Was ist der Unterschied zwischen fertigungsgerechter und kostenoptimaler Konstruktion?

Fertigungsgerechte Konstruktion (DFM, Design for Manufacturability) zielt darauf ab, ein Bauteil so zu gestalten, dass es mit den verfügbaren Fertigungsverfahren zuverlässig und fehlerfrei hergestellt werden kann. Kostenoptimale Konstruktion geht weiter: Sie optimiert nicht nur die Herstellbarkeit, sondern wählt aktiv die Kombination aus Konstruktionsmerkmalen und Fertigungsverfahren, die den niedrigsten Gesamtkosten entspricht.

Der Unterschied ist in der Praxis erheblich. Ein Bauteil kann fertigungsgerecht konstruiert sein und dennoch unnötig hohe Kosten verursachen, wenn beispielsweise enge Toleranzen ohne funktionale Notwendigkeit vorgegeben werden, teure Sonderwerkstoffe eingesetzt werden, obwohl Standardmaterialien ausreichen würden, oder die Bauteilgeometrie eine aufwändige Spannung im Werkzeug erfordert.

Kostenoptimale Konstruktion erfordert eine funktionskritische Betrachtung jedes Merkmals: Welche Anforderung rechtfertigt welche Kostenposition? Diese Frage wird im Rahmen von Design-to-Cost-Methoden systematisch gestellt. Dabei wird jeder Konstruktionsparameter daraufhin bewertet, ob er einen proportionalen Kundennutzen erzeugt oder lediglich historisch gewachsene Praxis widerspiegelt [4].

Für Unternehmen im Maschinenbau und in der Automobilzulieferkette ist dieser Unterschied besonders relevant, da hier häufig Bauteile über Produktgenerationen hinweg konstruktiv weiterentwickelt werden, ohne die Kostenstruktur grundlegend zu hinterfragen.

Wie lassen sich Produktkosten durch die Wahl des Fertigungsverfahrens gezielt senken?

Produktkosten lassen sich durch die gezielte Verfahrenswahl senken, indem Konstruktion und Fertigungsplanung systematisch aufeinander abgestimmt werden. Die wirksamsten Hebel liegen in der Bauteilkonsolidierung, der Toleranzoptimierung, der Werkstoffsubstitution und dem Wechsel auf kostengünstigere Verfahren bei veränderten Stückzahlszenarien.

Konstruktive Maßnahmen zur Kostenreduktion

Bauteilkonsolidierung ist einer der effektivsten Hebel: Werden mehrere Einzelteile zu einem Bauteil zusammengefasst, entfallen Fügeoperationen, Toleranzketten werden kürzer und die Montagezeit sinkt. Gleichzeitig reduziert sich die Teilevielfalt im Lager. Besonders im Guss- und Kunststoffspritzguss lassen sich durch intelligente Bauteilintegration erhebliche Kostenvorteile realisieren.

Toleranzoptimierung ist ein weiterer zentraler Hebel: Enge Toleranzen erhöhen den Fertigungsaufwand und die Ausschussrate überproportional. Eine systematische Toleranzanalyse, die zwischen funktional notwendigen und historisch gewachsenen Toleranzangaben unterscheidet, kann Fertigungskosten spürbar senken, ohne die Produktfunktion zu beeinträchtigen [5].

Verfahrensseitige Maßnahmen zur Kostenreduktion

Verfahrenssubstitution bietet besonders bei veränderten Stückzahlszenarien Potenzial. Steigt die Nachfrage nach einem ursprünglich als Kleinserie konzipierten Bauteil, kann der Wechsel von spanender Bearbeitung zu einem formgebundenen Verfahren die Stückkosten erheblich senken. Umgekehrt lohnt sich bei sinkenden Volumina eine Rückkehr zu flexibleren Verfahren.

Rohstoff- und Materialkostenvolatilität ist dabei ein nicht zu unterschätzender Faktor: In vielen Industriezweigen machen Materialkosten 30 bis 70 Prozent der Herstellkosten aus [6]. Verfahrenswechsel, die auf günstigere oder besser verfügbare Werkstoffe ausgerichtet sind, können deshalb eine doppelte Wirkung entfalten: niedrigere Materialkosten und reduzierter Fertigungsaufwand durch verfahrensoptimierte Geometrien.

Welche Rolle spielt das Fertigungsverfahren bei der Make-or-Buy-Entscheidung?

Das Fertigungsverfahren ist ein zentrales Entscheidungskriterium bei der Make-or-Buy-Analyse, da es bestimmt, ob die notwendigen Investitionen in Anlagen, Werkzeuge und Kompetenz intern wirtschaftlich darstellbar sind. Verfahren mit hohen Fixkosten und spezifischem Know-how sprechen häufig für eine Fremdvergabe, während verfahrenstechnische Kernkompetenzen intern gehalten werden sollten.

Die Entscheidung zwischen Eigenfertigung und Fremdbezug lässt sich nicht allein auf Basis von Stückkostenvergleichen treffen. Folgende Kriterien sind im Zusammenhang mit dem Fertigungsverfahren relevant:

Kapazitätsauslastung: Eigenfertigung ist nur dann kosteneffizient, wenn die Anlage ausreichend ausgelastet ist. Verfahren mit hohen Fixkosten und niedrigen variablen Kosten erfordern eine kritische Mindestauslastung.
Technologische Kompetenz: Handelt es sich um ein verfahrenstechnisches Differenzierungsmerkmal des Unternehmens, spricht dies für Eigenfertigung. Standardverfahren, die Zulieferer günstiger und besser beherrschen, sind Kandidaten für Fremdbezug.
Flexibilitätsbedarf: Bei volatiler Nachfrage oder häufigen Produktwechseln bietet Fremdbezug Flexibilitätsvorteile, die die potenziell höheren Stückkosten kompensieren können.
Qualitäts- und IP-Risiko: Bei sicherheitskritischen Bauteilen oder proprietären Geometrien kann die Eigenfertigung trotz höherer Kosten vorzuziehen sein.

Im Kontext des agilen Projektmanagements und der schlanken Produktentwicklung empfiehlt sich eine regelmäßige Überprüfung der Make-or-Buy-Entscheidungen entlang des Produktlebenszyklus. Stückzahlen, Marktpreise für Fertigungsdienstleistungen und die eigene Kompetenzentwicklung verändern sich, und damit auch die wirtschaftlich optimale Fertigungsstrategie [7].

Für Unternehmen, die mehrere Produkte oder Produktvarianten parallel entwickeln und fertigen, empfiehlt sich eine portfolioübergreifende Betrachtung: Welche Fertigungsverfahren werden über mehrere Produkte hinweg genutzt? Wo entstehen Synergien durch gemeinsame Anlagen oder Werkzeuge? Diese Perspektive kann die Entscheidungsgrundlage für Make-or-Buy erheblich verbessern.

Wie Evoluconsult bei der Kostenoptimierung in der Produktentwicklung unterstützt

Der Zusammenhang zwischen Fertigungsverfahren und Produktkosten ist komplex und erfordert eine methodisch fundierte, phasenübergreifende Herangehensweise. Wir bei Evoluconsult unterstützen Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau, in der Automobilzulieferkette sowie in der Luft- und Raumfahrt dabei, Fertigungskosten systematisch zu senken, ohne Qualität oder Lieferfähigkeit zu gefährden.

Unser Leistungsangebot im Bereich schlanke Produktentwicklung umfasst konkret:

Design-to-Cost-Integration: Wir verankern Target Costing und Funktionskostenanalysen fest im Entwicklungsprozess, nicht als nachträgliche Prüfung, sondern als integralen Bestandteil jeder Entwicklungsphase.
Fertigungsverfahrensanalyse: Wir bewerten Fertigungsverfahren systematisch hinsichtlich Kostenstruktur, Stückzahlabhängigkeit und Verfahrensrisiken und identifizieren konkrete Substitutionspotenziale.
Cross-funktionale Teamintegration: Wir etablieren die Zusammenarbeit zwischen Entwicklung, Einkauf, Fertigung und Controlling von Projektbeginn an, um Silodenken zu überwinden und Kostenentscheidungen auf fundierter Datenbasis zu treffen.
Make-or-Buy-Analysen: Wir unterstützen bei der strukturierten Entscheidungsfindung zwischen Eigen- und Fremdfertigung unter Berücksichtigung von Verfahrenskosten, Kompetenzprofil und strategischer Ausrichtung.
Projektbegleitendes Kostencontrolling: Wir implementieren Schattenkalkulation und Meilenstein-Controlling, damit Kostenabweichungen frühzeitig erkannt und korrigiert werden können.

Unser Anspruch ist es, bei Projektabschluss nachhaltige Verbesserungen praktisch umgesetzt zu haben, sodass Sie den weiteren Weg ohne externe Unterstützung erfolgreich fortsetzen können. Wenn Sie erfahren möchten, wie wir Ihre Produktkostenstruktur konkret verbessern können, nehmen Sie Kontakt mit uns auf.

Quellenverzeichnis

VDI-Richtlinie 2234: Wirtschaftliche Grundlagen für den Konstrukteur. Verein Deutscher Ingenieure, Düsseldorf.
Ehrlenspiel, K.; Kiewert, A.; Lindemann, U.: Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren. Springer Vieweg, Berlin/Heidelberg, 7. Auflage 2014.
Ulrich, K. T.; Eppinger, S. D.: Product Design and Development. McGraw-Hill Education, New York, 6. Auflage 2015.
Sander, P. C.; Bralla, J. G.: Design for Manufacturability Handbook. McGraw-Hill, New York, 2. Auflage 1998.
DIN EN ISO 286-1: Geometrische Produktspezifikation (GPS) — ISO-Toleranzsystem für Längenmaße. Beuth Verlag, Berlin.
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA: Kostenoptimierung in der Produktentwicklung. Stuttgart.
VDMA: Leitfaden Make-or-Buy-Entscheidungen im Maschinenbau. Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau, Frankfurt am Main.