Wie berechne ich die Amortisation eines Cobots?

Kurz beantwortetAmortisationszeit in Jahren = Gesamtinvestition der Zelle geteilt durch (jährliche Einsparung minus jährliche laufende Kosten). Die Einsparung ist produktive Stunden je Jahr mal Vollkostensatz der ersetzten Tätigkeit, abzüglich der eigenen Zeit für Bestücken, Rüsten und Störungen. Die Rechnung dauert mit den Zahlen aus Kostenrechnung und Schichtplan eine Stunde; die Empfindlichkeit gegenüber den produktiven Stunden entscheidet, ob sie hält.

Wie lautet die Formel für die Cobot-Amortisation?

In der einfachsten Form: Amortisationszeit gleich Investition geteilt durch jährlichen Nettonutzen. Der Nettonutzen ist die Einsparung abzüglich der laufenden Kosten, und die Einsparung ist das Produkt aus produktiven Stunden und Vollkostensatz. Drei Stufen machen aus der Faustformel eine belastbare Rechnung: Erst die statische Formel, dann die laufenden Kosten, dann die produktiven Stunden aus Verfügbarkeit, Auslastung und Rüstzeit statt aus der Schichtlänge.

Welche Positionen in die Investition gehören und warum die einsatzfähige Zelle das Anderthalb- bis Dreifache des Armpreises kostet, steht in Cobot-Amortisation berechnen: die Anschaffung ist die halbe Wahrheit. Dieser Artikel setzt dort an, wo die Positionen feststehen, und behandelt die Formel selbst: Eingaben, Beispiel, Empfindlichkeit und Mindeststunden.

Welche Eingaben braucht die Rechnung, und woher kommen sie?

Sechs Größen, und jede hat im Betrieb einen Ort. Die Investition kommt aus dem Angebot des Integrators, vollständig, mit Greifer und Sicherheit. Die verfügbaren Stunden aus dem Schichtmodell. Die Auslastung aus der Frage, wie viele dieser Stunden tatsächlich Teile da sind. Die Rüstzeit und die Zahl der Wechsel aus der Stoppuhr, über zwei Wochen. Der Vollkostensatz aus der Kostenrechnung, nie der Bruttolohn. Die laufenden Kosten aus Wartungsvertrag, Strom und der Betreuungszeit eigener Leute.

Wie sieht eine Beispielrechnung aus?

Alle Eingaben unten sind Annahmen zur Veranschaulichung; sie ersetzen die eigenen Zahlen nicht. Angenommen, die einsatzfähige Zelle kostet 90.000 Euro, davon 35.000 Euro für den Arm und 55.000 Euro für Greifer, Zuführung, Integration, Sicherheit und Schulung. Zwei Schichten an 220 Tagen ergeben 3.520 verfügbare Stunden. Teile sind in 60 Prozent dieser Zeit da, also 2.112 Stunden. Rüsten kostet 30 Minuten je Wechsel bei 400 Wechseln im Jahr, also 200 Stunden, und eigene Betreuung 112 Stunden. Bleiben 1.800 produktive Stunden. Bei 45 Euro Vollkostensatz sind das 81.000 Euro Einsparung je Jahr. Laufende Kosten: 9.000 Euro je Jahr.

Die letzte Zeile ist der Kern des Artikels: Dieselbe Zelle amortisiert sich in 15 Monaten oder in fast drei Jahren, und der einzige Unterschied sind die produktiven Stunden. Wer die Formel ohne Empfindlichkeitsprüfung rechnet, hat eine Zahl, aber kein Urteil.

Lohnt sich ein Cobot bei kleinen Losgrößen?

Er lohnt sich, wenn die Rüstzeit je Wechsel klein genug ist, dass die produktiven Stunden über den Mindeststunden bleiben. Kleine Losgrößen wirken in der Formel an genau einer Stelle: Sie erhöhen die Zahl der Wechsel und damit die Rüstzeit, die von den produktiven Stunden abgeht. Im Beispiel oben kosten 400 Wechsel zu 30 Minuten 200 Stunden. Bei 1.200 Wechseln wären es 600 Stunden, und die Amortisation rutscht von 1,25 auf 1,9 Jahre. Bei 1.200 Wechseln zu 10 Minuten, etwa mit Schnellwechselgreifer und gespeicherten Programmen, bleibt es bei 200 Stunden.

Die Entscheidung bei kleinen Losgrößen ist also eine Entscheidung über die Rüstzeit, nicht über den Cobot. Welche Einsatzfälle sich dafür eignen und wie Greiferwechsel und Programmspeicher die Rüstzeit senken, steht in Lohnt sich ein Roboter bei kleinen Losgrößen?.

Wie berechne ich die Mindeststunden, ab denen sich der Cobot trägt?

Indem man die Formel umstellt: Mindeststunden je Jahr gleich (laufende Kosten plus Investition geteilt durch die gewünschte Amortisationszeit) geteilt durch den Vollkostensatz. Mit den Annahmen oben und einer gewünschten Amortisation von drei Jahren: (9.000 + 90.000 / 3) / 45 = 867 produktive Stunden je Jahr. Liegt die Stoppuhr-Erhebung darunter, trägt sich die Zelle in drei Jahren nicht, egal wie günstig der Arm ist. Liegt sie deutlich darüber, ist die Rechnung robust gegen Schwankungen im Auftragsbestand.

Diese Zahl gehört neben der Amortisation in den Antrag ans Gremium: die Mindeststunden, ab denen die Amortisation hält. Ein Gremium, das sieht, dass 867 Stunden gebraucht werden und 1.800 gemessen wurden, entscheidet anders als eines, das nur „1,25 Jahre“ liest.

Welche Fehler verfälschen die Amortisationsrechnung?

Fünf, in der Reihenfolge ihrer Häufigkeit: Die Schichtlänge wird als produktive Zeit gerechnet. Die Rüstzeit fehlt. Der Bruttolohn steht statt des Vollkostensatzes, oder ein Vollkostensatz mit Gemeinkosten, die nach der Automatisierung gar nicht wegfallen. Die Betreuungszeit eigener Leute für Bestücken und Störungen wird nicht abgezogen. Und die Investition enthält nur den Arm. Jeder dieser Fehler verschiebt die Amortisation um Monate; zusammen machen sie aus 15 Monaten eine Folie, die im Betrieb nie eintritt.

Ein sechster Fehler betrifft die Nutzenseite in die andere Richtung: Wenn für die Tätigkeit dauerhaft kein Personal zu finden ist, rechnet die Zelle gegen eine unbesetzte Stelle mit Überstunden und verlorenen Aufträgen, und dieser Nutzen ist meist größer als der Stundensatz. Die Rechnung dazu steht in Automatisierung trotz Fachkräftemangel: die Rechnung.

Was ändert eine Förderung an der Rechnung?

Sie senkt die Investition und damit den Zähler der Formel, sonst nichts. Ein Zuschuss von einem Viertel der Investition verkürzt im Beispiel oben die Amortisation von 1,25 auf 0,94 Jahre und senkt die Mindeststunden für drei Jahre von 867 auf 700. Zwei Regeln gehören dazu: Die Rechnung wird zuerst ohne Förderung geführt, damit die Entscheidung auch dann hält, wenn der Bescheid ausbleibt. Und die Förderung wird vor der Bestellung beantragt, weil ein bereits gekaufter Cobot in fast jedem Programm ausscheidet. Welche Programme in Frage kommen und wie der Antrag abläuft, steht in Robotik-Fördermittel beantragen: Schritt für Schritt.

Wie gehe ich bei der Rechnung vor?

1. Schwelle festlegen, bevor gerechnet wird: Welche Amortisationszeit akzeptiert das Gremium? Die Zahl steht schriftlich, damit sie hinterher nicht wandert.
2. Vollständiges Angebot einholen für die einsatzfähige Zelle, mit Greifer, Zuführung, Integration, Risikobeurteilung und Schulung als eigene Positionen.
3. Zwei Wochen Stoppuhr: Teile je Stunde, Wechsel je Schicht, Rüstzeit je Wechsel, Stunden mit Teilen und Stunden ohne. Daraus die produktiven Stunden.
4. Vollkostensatz und laufende Kosten aus Kostenrechnung, Wartungsangebot und geschätzter Betreuungszeit; die Betreuung ehrlich, mit Namen.
5. Formel in drei Stufen rechnen und die Mindeststunden ableiten. Beide Zahlen nebeneinander ins Papier.
6. Empfindlichkeit prüfen: produktive Stunden minus ein Drittel, Vollkostensatz minus zehn Prozent, Investition plus zwanzig Prozent. Hält die Schwelle in allen drei Fällen, ist die Entscheidung robust.

Was die Formel nicht beantwortet

Ob die Anwendung sicher ist: Die Risikobeurteilung nach Maschinenverordnung und die Kontaktkräfte nach ISO/TS 15066 entscheiden, ob der Cobot ohne Zaun laufen darf, und das verändert Investition und Takt. Ob die Teile zuführbar sind: Ein Teil, das in der Kiste verhakt liegt, macht die Zuführung teurer als den Arm. Ob jemand die Zelle bedient: Zwei Tage Schulung für den Einrichter sind Teil der Investition. Wie diese Fragen im Entscheidungsraster neben der Rechnung stehen, zeigt Robotik-Check: Wann lohnt sich ein Roboter?.

Begriffe kurz erklärt

Amortisationszeit

Zeit in Jahren, bis der kumulierte Nettonutzen die Investition erreicht; Investition geteilt durch jährlichen Nettonutzen.

Produktive Stunde

Stunde, in der die Zelle tatsächlich Teile bearbeitet: verfügbare Zeit mal Auslastung, abzüglich Rüstzeit und Betreuung.

Vollkostensatz

Kosten einer Arbeitsstunde inklusive Nebenkosten und der Gemeinkosten, die mit der Tätigkeit tatsächlich wegfallen.

Nettonutzen

Jährliche Einsparung abzüglich der jährlichen laufenden Kosten der Zelle: Wartung, Strom, Ersatzteile, Betreuung.

Mindeststunden

Produktive Stunden je Jahr, ab denen die gewünschte Amortisationszeit erreicht wird; die Kennzahl für die Robustheit der Entscheidung.

Weiterführend im selben Cluster: Ob sich ein Cobot bei kleinen Stückzahlen überhaupt lohnt, prüft Cobot bei kleinen Stückzahlen im Mittelstand; die Rechnung für Roboterzellen allgemein, Schritt für Schritt, steht in Robotik-Amortisation berechnen; das Raster für die Entscheidung jenseits der Zahl in Cobot-Investition im Mittelstand: Entscheidungsraster; und die typischen Einsatzfälle bei kleinen Losgrößen in Cobot bei kleinen Losgrößen: Einsatzfälle. Der Themen-Hub Cobots bei kleinen Losgrößen bündelt alle Artikel des Clusters. Wer mit eigenen Zahlen rechnen will, nutzt den Robotik-ROI-Rechner; was skillbyte in der Robotik von der Machbarkeit bis zur Zelle leistet, steht unter Robotik.